JPH0717758A

JPH0717758A - 溶融金属容器内張り用マグネシア・カーボンれんが

Info

Publication number: JPH0717758A
Application number: JP5146451A
Authority: JP
Inventors: Takayoshi Sato; 高芳佐藤; Yoshimasa Matsuki; 可正松木; Noboru Okuyama; 登奥山; Hirokuni Takahashi; 宏邦高橋; Kazuo Nonobe; 和男野々部; Mineo Uchida; 峯夫内田
Original assignee: Kyushu Refractories Co Ltd; Nippon Steel Corp
Current assignee: Kyushu Refractories Co Ltd; Nippon Steel Corp
Priority date: 1993-06-17
Filing date: 1993-06-17
Publication date: 1995-01-20

Abstract

(57)【要約】【目的】マグネシア・カーボンれんがにおいて、通常
よりもマグネシアクリンカーの微粒を少なくした粒度構
成とすることにより、溶融金属容器において、れんがの
目地が開いた場合の目地部の損耗を減らし、れんかがか
まぼこ型になりスポーリングによって損耗することを防
止することを目的とする。【構成】マグネシアクリンカー70〜95重量％、黒鉛質
材料５〜30重量％を含有するマグネシア・カーボンれん
がにおいて、マグネシアクリンカーの粒度構成が粒径１
mm以上の粗粒(Ｘ)、粒径１〜0.125mmの中粒(Ｙ)、粒径
0.125mm以下の微粒(Ｚ)を３頂点とする三角図表ＸＹＺ
において重量％で、Ａ(67，30，3)、Ｂ(45，30，25)と
Ｃ(45，52，3)の３点で囲まれる領域△ＡＢＣ内にある
ことを特徴とする目地部溶損を防止した溶融金属容器内
張り用マグネシア・カーボンれんがである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、転炉、取鍋などの各種
溶融金属容器の内張りに使用されるマグネシア・カーボ
ンれんがの改良に関するもので、特に、目地部溶損の防
止対策を施したマグネシア・カーボンれんがに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、転炉をはじめ電気炉、取鍋、精錬
鍋、ＲＨなどの溶融金属容器の内張りれんがとしてマグ
ネシア・カーボンれんがが広く使用されるようになって
きた。このマグネシア・カーボンれんがは、その構成要
素として炭素質材料、特に黒鉛質材料を使用することに
より、スラグに濡れにくくなって耐食性が改善されると
共に、耐スポーリング性が向上し、れんがの耐用は大幅
に増大した。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このマ
グネシア・カーボンれんがは通常モルタルを使用しない
で築造される。こうした溶融金属容器の内張りれんがが
熱履歴を受けると、れんがの残存収縮により次第にれん
がの目地部開きが発生する。すると、この目地部にスラ
グが侵入して溶損したり、酸化により目地部の組織が劣
化して、れんがの目地部が先行損耗し、れんがの稼働面
部がかまぼこ型になる現象が見られる。れんががこのよ
うな状態となると、この部分が熱や機械的な衝撃を受け
てスポーリングにより損耗してしまうのである。この目
地部先行損耗によるスポーリングを防止する対策が望ま
れている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らはこの目地部
先行損耗を、使用するマグネシアクリンカーの粒度構成
の調整によって解決できることを見いだしたものであ
る。すなわち、本発明はマグネシアクリンカーを主体と
する耐火材料70〜95重量％、黒鉛質材料５〜30重量％を
含有するマグネシア・カーボンれんがにおいてマグネシ
アクリンカーの粒度構成が、粒径１mmを超える粗粒
(Ｘ)、粒径１〜0.125mmの中粒(Ｙ)、粒径0.125mm未満の
微粒(Ｚ)を３頂点とする三角図表ＸＹＺにおいて、重量
％でそれぞれＡ(67，30，3)、Ｂ(45，30，25)、Ｃ(45，
52，3)の３点で囲まれる領域△ＡＢＣ内にあるようにし
た溶融金属容器内張り用マグネシア・カーボンれんがで
ある。

【０００５】本発明のマグネシア・カーボンれんがの主
構成成分はマグネシアクリンカーと黒鉛質材料であり、
そのうちの黒鉛質材料は天然黒鉛や人造黒鉛などが使用
できる。この黒鉛質材料の使用量は５〜30重量％とす
る。炭素質材料が30重量％を越えるとれんがの強度が低
下し、逆に炭素質材料が５重量％未満ではスラグが浸透
し易くなり、耐スポーリング性も低下するので、いずれ
も好ましくない。

【０００６】マグネシアクリンカーには、電融マグネシ
アクリンカーまたは焼結マグネシアクリンカーあるいは
その混合物を用いる。また、これらのマグネシアクリン
カーの他に20重量％以下の範囲内で少量の酸化物耐火材
料、非酸化物耐火材料などを添加することも可能であ
る。本発明における黒鉛質材料を除くマグネシアクリン
カーとその他の耐火材料の使用量は70〜95重量％であ
る。

【０００７】本発明の特徴はそのマグネシアクリンカー
の粒度構成にある。即ち、マグネシアクリンカーの粒度
構成が、粒径１mmを超える粗粒(Ｘ)、粒径１〜0.125mm
の中粒(Ｙ)、粒径0.125mm未満の微粒(Ｚ)を３頂点とす
る三角図表ＸＹＺ(図１)において、Ａ(67，30，3)、Ｂ
(45，30，25)、Ｃ(45，52，3)の３点で囲まれる領域△
ＡＢＣ内にあることが必要である。より好ましくはＰ(6
0，35，5)、Ｑ(50，35，15)、Ｒ(50，45，5)の△ＰＱＲ
内である。この粒度構成は通常のマグネシア・カーボン
れんがにおけるマグネシアクリンカーの粒度構成よりも
微粒を少なくし、中粒、粗粒を多くしたことに特徴があ
る。

【０００８】マグネシアクリンカーの粒度構成が上記の
範囲を越えて微粒が多くなると、マトリックス部の溶損
が増し、粗粒・中粒部分との溶損バランスがとれなくな
り、逆に微粒が少なすぎると、れんがの強度が低下する
と共に後述するスラグコートが均一にできにくくなる。
粗粒の減少はれんがが緻密になりすぎて耐スポーリング
性低下となる。その他粗粒・中粒部分の増減はれんが全
体の粒度構成がアンバランスとなり、れんが製造時に不
都合となる。

【０００９】本発明のれんがの製造方法は従来と同じで
よく、上記粒度範囲のマグネシアクリンカーに黒鉛質材
料を加え、更に金属粉末やその他の既知の添加材を必要
に応じて添加し、フェノール樹脂、ピッチ、タールなど
の炭素結合形成結合材と混練し、成形後熱処理をして不
焼成れんがとする。あるいは、成形後還元雰囲気下で焼
成した焼成れんがとすることもできる。

【００１０】

【作用】マグネシア・カーボンれんがにおける損耗は、
マグネシアのスラグによる溶損や構造的スポーリングと
黒鉛質材料の酸化である。れんがの組織の面からみると
マグネシアクリンカーの粗粒、中粒部と、マグネシア微
粒と黒鉛よりなるマトリックス部とで構成されている。
スラグによるマグネシアクリンカーの損耗は、粗粒、中
粒部よりもマトリックス中のマグネシア微粒の方が速度
は大であるので、まずマトリックス中のマグネシア微粒
が溶損される。するとマトリックス部に空隙が生じ、黒
鉛質材料は空気中の酸素やスラグ中のＦｅＯ成分により
酸化され易くなる。こうしてマトリックス部が溶損する
と粗粒、中粒は支えを失い、スラグや溶鋼の流動により
流出してしまう。このようにれんがの損耗はマトリック
ス部の先行損耗と粒の流出の形態をとるものと考えられ
る。

【００１１】さらに、れんがが熱履歴を受けて目地開き
を生ずると、目地部にもスラグが侵入し、れんがのコー
ナー部は稼働面と側面との両方からスラグによる攻撃を
受けることになる。それによりマトリックス部の溶損は
更に加速され、粒の流出はれんがコーナー部では特に著
しくなる。その結果、れんがの稼働面部がかまぼこ型に
なるのである。

【００１２】その対策としてはれんがのマトリックス部
の先行損耗を防止することが考えられる。マトリックス
部の損耗はマグネシア微粒の溶損から始まるので、マグ
ネシアクリンカー中の微粒を減らすことによりマトリッ
クス部の損耗はある程度軽減される。しかし、マトリッ
クス中のマグネシア微粒の量を極端に減らすことは、黒
鉛質材料の割合が相対的に増し、マトリックスの粗粒、
中粒を結合する力が弱まり、れんがの強度が低下するの
で、マグネシア微粒の量には下限が存在し、本発明の黒
鉛の使用範囲では、最低マグネシアクリンカー中の３重
量％は必要である。

【００１３】一方、マグネシアクリンカー中の微粒を減
らせば、必然的に粗粒、中粒が多くなり、れんが稼働面
に露出するマグネシアクリンカーの割合も増す。そうす
るとスラグはマグネシアとの濡れは良いので、れんが表
面はスラグコートされ易くなる。このスラグコート層は
れんが表面にスラグが薄い膜となり付着するもので、溶
融金属容器内のスラグや溶鋼流によるれんが表面の機械
的摩耗を軽減しマグネシア粒の流出を防止する。スラグ
コート層の存在はスラグによるマグネシア粒の溶損をや
や増大するが、粒の流出による損耗よりは遅いので、マ
トリックス部と粗粒、中粒部の溶損が均等となりマトリ
ックス部の先行損耗がなくなる。また、スラグコート層
の存在は同時に空気酸化によるマトリックス部の組織劣
化をも抑制する。こうしてマトリックス部の損耗軽減と
相まって、特にれんが目地部の損耗防止となるのであ
る。このスラグコートをれんがの稼働面全体に均一に行
わせるためにもマトリックス部のマグネシア微粒の存在
はある程度必要である。

【００１４】

【実施例】表１に示すような粒度構成をもつマグネシア
クリンカーと黒鉛質材料にフェノール樹脂を加えて混
練、プレス成形した後、250℃で10時間熱処理してマグ
ネシア・カーボンれんがを製造した。その物性及びスラ
グ溶損量も表１に示した。

【００１５】れんがは図２に示す形状に加工したものを
スラグ溶損試験に供した。供試れんが１は試験前の形状
２に示すように一部が上方へ突出しているが、スラグ溶
損によりこの突出部が溶損し試験後の形状３となる。こ
こで、試験後図のＭの部分の面積を通常のれんが稼働面
の溶損とし、Ｎの部分の面積を目地開きを生じたれんが
のコーナー部の溶損と考えて表１に示した。なお、表１
ではＭ、Ｎとも比較例１を100とする溶損指数として示
してある。

【００１６】スラグ溶損量は転炉スラグ(C/S=3.4)を用
いて図３に示す回転式スラグ浸食装置によって1750℃、
５時間処理した後の溶損量である。この回転式スラグ試
験炉４はスラグ５が入る模型で、円板とドーナツ板のマ
グネシア質キャスタブル６と円筒型の断熱材７とで炉を
形成し、断熱材７の内周に供試れんが１を複数個入れて
スラグ５と接触させながら、プロパン-酸素バーナ８で
炉内を灼熱状態に熱する構造である。

【００１７】

【表１】

【００１８】表１の結果からみると、本発明の粒度構成
を持ったマグネシアクリンカーを使用した黒鉛質材料15
重量％のれんがの溶損(実施例１〜６)は、通常の粒度構
成を持つ標準的なれんが(比較例１)よりも、目地開きの
ない場合の溶損量(表１のＭ)ではやや劣るが、目地開き
を考慮した溶損(同表Ｎ)はかなり小さく、目地開きを想
定した本発明のマグネシアクリンカーの粒度構成の良さ
がわかる。また、他の黒鉛量の場合も同様である。

【００１９】

【発明の効果】実施例の結果からもわかるように、本発
明では、通常よりもマグネシアクリンカーの微粒を少な
くした粒度構成とすることにより、マグネシア・カーボ
ンれんがの目地が開いた場合にコーナー部の溶損を減少
させ、その結果れんが全体の損耗を減らし、溶融金属容
器の寿命を長くするものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のマグネシアクリンカーの粒度構成を示
す三角図表である。

【図２】本発明の実施例のスラグ試験における供試れん
がおよび試験後のれんがの切断面を示す模式図である。

【図３】本発明の実施例のスラグ試験の様子を示す模式
図である。

【符号の説明】

Ｘ粗粒Ｙ中粒Ｚ微粒 △ＡＢＣ本発明の特許請求の範囲の粒度構成 △ＰＱＲ本発明のより好ましい範囲の粒度構成Ｍ実施例のスラグ試験において目地開きがないと仮定
した場合の溶損面積Ｎ実施例のスラグ試験において目地開きを仮定した場
合の溶損面積１供試れんが２試験前の形状３試験後の形状４回転式スラグ試験炉５スラグ６マグネシア質キャスタブル７断熱材８プロパン-酸素バーナ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者奥山登千葉県君津市君津１番地新日本製鐵株式会社君津製鐵所内 (72)発明者高橋宏邦岡山県備前市伊部1799番地の１ (72)発明者野々部和男岡山県備前市浦伊部1099番地の７ (72)発明者内田峯夫岡山市南方３丁目２番19号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マグネシアクリンカーを主体とする耐火
材料70〜95重量％、黒鉛質材料５〜30重量％を含有する
マグネシア・カーボンれんがにおいて、マグネシアクリ
ンカーの粒度構成が、粒径１mmを超える粗粒(Ｘ)、粒径
１〜0.125mmの中粒(Ｙ)、粒径0.125mm未満の微粒(Ｚ)を
３頂点とする三角図表ＸＹＺにおいて重量％で、Ａ(6
7，30，3)、Ｂ(45，30，25)、Ｃ(45，52，3)の３点で囲
まれる領域△ＡＢＣ内にあることを特徴とする溶融金属
容器内張り用マグネシア・カーボンれんが。