JPH0729847B2 - マグネサイト―炭素系耐火物 - Google Patents

マグネサイト―炭素系耐火物

Info

Publication number
JPH0729847B2
JPH0729847B2 JP1303029A JP30302989A JPH0729847B2 JP H0729847 B2 JPH0729847 B2 JP H0729847B2 JP 1303029 A JP1303029 A JP 1303029A JP 30302989 A JP30302989 A JP 30302989A JP H0729847 B2 JPH0729847 B2 JP H0729847B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
graphite
weight
magnesite
purity
carbon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP1303029A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH02217354A (ja
Inventor
デービッド・ジェームス・マイケル
デービッド・アラン・カーク
レイ・エフ・ブルックス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dresser Industries Inc
Original Assignee
Dresser Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=23047957&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JPH0729847(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Dresser Industries Inc filed Critical Dresser Industries Inc
Publication of JPH02217354A publication Critical patent/JPH02217354A/ja
Publication of JPH0729847B2 publication Critical patent/JPH0729847B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/632—Organic additives
    • C04B35/634—Polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/013—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics containing carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/03—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on magnesium oxide, calcium oxide or oxide mixtures derived from dolomite
    • C04B35/04—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on magnesium oxide, calcium oxide or oxide mixtures derived from dolomite based on magnesium oxide
    • C04B35/043—Refractories from grain sized mixtures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/632—Organic additives
    • C04B35/634—Polymers
    • C04B35/63448—Polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B35/63472—Condensation polymers of aldehydes or ketones
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/632—Organic additives
    • C04B35/634—Polymers
    • C04B35/63496—Bituminous materials, e.g. tar, pitch
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/66—Monolithic refractories or refractory mortars, including those whether or not containing clay
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/0087—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for metallurgical applications
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/0087—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for metallurgical applications
    • C04B2111/00887—Ferrous metallurgy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3206—Magnesium oxides or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/42—Non metallic elements added as constituents or additives, e.g. sulfur, phosphor, selenium or tellurium
    • C04B2235/422—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
    • C04B2235/9669—Resistance against chemicals, e.g. against molten glass or molten salts
    • C04B2235/9676—Resistance against chemicals, e.g. against molten glass or molten salts against molten metals such as steel or aluminium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は炭素含有耐火物、特に金属加工装置、たとえば
製鋼用アーク炉、鋼用とりべ、とりべ炉、および特に塩
基性酸素炉（BOF）など高強度および高スラグ抵抗性を
備えた耐火ライニングを必要とする場合に適したマグネ
サイト−炭素含有耐火れんがに関する。
（発明の背景） 炭素含有塩基性耐火れんがが塩基性酸素炉に長年用いら
れてきた。たとえば米国ではピッチ結合および焼成ピッ
チ含浸マグネサイトれんがが1960年代初期以来用いられ
ている。他の国々では異なる慣習が採用されている。た
とえば欧州ではピッチ結合および焼成ピッチ含浸ドロマ
イトれんがが用いられている。日本では比較的多量の石
灰を含む焼成ピッチ含浸塩基性れんが（たとえば30％Ca
Oおよび70％MgO）が用いられている。
1970年代後期および1980年代初期に、マグネサイト−炭
素れんがの導入によりBOF技術に大幅な進歩が実現され
た。伝統的に用いられてきたれんがと異なり、これらの
れんがはグラファイトを含有していた。若干の場合にス
リランカ脈状（vein）グラファイトが用いられたが、フ
レーク状グラファイトが最も多く用いられた。これらの
マグネサイト−炭素れんがは一般に約８〜30％に及ぶ高
い炭素含量を有するが、伝統的なれんがは一般に最高５
％の炭素を含有していた。
塩基性酸素炉にマグネサイト−炭素れんがを用いること
により炉のライニング交換（reline）の間隔が実際に延
長されたが、初期の試みにおいて、これらのれんがの性
能を熱間強度および耐酸化性の向上により改良しうるこ
とが分かった。その結果、粉末状金属を含有するマグネ
サイト−炭素れんがが開発された。これらのれんがは米
国特許第4,306,030号明細書に記載されている。これら
のれんがに用いられた金属はアルミニウム、ケイ素およ
びマグネシウムであった。これらの金属はれんがの透過
性を低下させ、かつ他の場合には炭素を酸化する酸素を
消費することにより、耐酸化性を向上させた。この工業
界で一般に用いられ、またここで用いる“マグネサイト
−炭素れんが”という語は、グラファイトを死焼マグネ
サイトまたはマグネシアと共に含有するれんがにおい
て、８重量％以上の炭素を含有するものを表わす。
金属含有れんがの導導入によってBOF耐火技術の分野に
著しい改良がもたらされたが、さらに改良を要すること
が明らかになった。
（発明の要約） 本発明の目的は、金属加工装置、特に塩基性酸素炉にお
いて金属含有マグネサイト−炭素れんがに代わる改良さ
れたれんがを提供することである。これらの改良れんが
は金属含有れんがより耐火性が大きく、スラグ攻撃を受
けにくい。
要約すると、本発明は金属不含の耐火物を製造するため
の配合物において、70〜92重量％の高純度マグネサイト
およびこれに対応して８〜30重量％の高純度グラファイ
ト、ならびにこれらマグネサイトおよびグラファイト10
0重量％に対し1.5〜６重量％の炭質結合剤からなり；該
マグネサイトが少なくとも98％のMgO、および好ましく
は0.03％以下の酸化ホウ素、0.3％以下のシリカを含有
し、かつCaO/SiO2重量比２以上を有し、該グラファイト
が強熱減量（LOI）により測定した少なくとも98％の炭
素を含有し、かつ該グラファイトの粒子の50重量％を越
える量は−65メッシュである配合物である。また本発明
は得られる耐火付形物、特にれんが、および後記のよう
にこのれんがを用いた、長い寿命をもつ塩基性酸素炉用
ライナーである。
添付の付面において、第１図はマグネサイトの酸化ホウ
素含量の影響を表わすグラフであり、 第２図はマグネサイトのCaO/SiO2比の影響を表わすグラ
フである。
（詳細な説明） 本発明の本質的要素は高純度マグネサイトおよび高純度
グラファイトである。両者が後記の純度をもつことが必
須である。またここに述べるメッシュサイズはすべてタ
イラーメッシュサイズである。
マグネサイトについては、これが少なくとも98％のMgO
を含有すること、および酸化ホウ素0.03％以下、シリカ
0.3％以下お含量であること、ならびにCaO/SiO2重量比
２以上を有することが必要である。グラファイトについ
ては、これは強熱減量（LOI）により98％以上の炭素を
含有し、50重量％を越える量の粒子が−65メッシュ以下
であり、好ましくは用いるグラファイトの少なくとも75
重量％、きわめて好ましくは95重量％が−65メッシュ以
下の粒径をもつ。フレーク状グラファイトまたは脈状グ
ラファイト、たとえばスリランカグラファイト微粒子を
用いることが好ましい。
材料の純度に関しては、配合物中のホウ素およびシリカ
の量が得られる製品に及ぼす影響のためこの量を最小限
に抑える必要があるので、これが重要となる。マグネサ
イト粒が炭素の存在下に高温で、特に塩基性酸素炉内に
生じる高温で安定であるために、低いホウ素含量が要求
される。
完全には分かっていないが、本発明のれんがの熱安定性
が向上したのは、炭素と反応してSiOガスおよびCOガス
−これらは気化して、得られるれんがの強度を低下させ
る−を生じる可能性のあるシリカの量が限られていると
いう事実にも起因すると考えられる。
前記のCaO/SiO2比も、炭素の存在下に高温でマグネサイ
ト結晶粒の安定性を保証するのに重要である。
材料の割合に関しては、前記のように70〜92重量％の高
純度マグネサイト、およびこれに対応して８〜30重量％
の高純度グラファイトを使用すべきである。
マグネサイトの粒径またはグレードサイズは決定的でな
い；これはこの種類のれんがの製造に通常用いられるも
のである。
またグラファイトに関しては、これは処理の粒径でなけ
ればならない。グラファイトの耐酸化性はグラファイト
が微小になるのに伴って低下すること、およびマグネサ
イト−炭素れんがの熱伝導率なグラファイトの粒径が小
さくなるのに伴って低下することが知られているが、以
外にもグラファイトの純度の増大、およびこれと高純度
マグネサイトの組合せによってこれらの先行技術の問題
点が克服され、耐熱性の向上したれんがが得られること
が見出された。
配合物中には熱分解に際して高水準の炭素、すなわち25
重量％以上の炭素を与える炭質結合剤も存在しなければ
ならない。その例はいずれかのノボラックもしくはレゾ
ール樹脂、タール、ピッチまたはそれらの混合物など、
れんがの結合に通常用いられるものである。これらのれ
んがを用いる温度においてこれらの物質は分解、誘導さ
れた炭素がれんがを結合する作用を示す。その量は決定
的ではないが、加工に際してれんが形成における難点を
避けるために高い結合剤量を避けることが望ましい。通
常は、100重量％の配合物に対してこの種の結合剤1.5〜
６重量％、好ましくは2.5〜４重量％を添加する。
れんがの製法は決定的ではなく、単に前記成分を混合
し、通常のれんが製造プレス中で付形し、次いで通常の
温度、すなわち250℃〜550゜Fでベークして未焼成れん
がとなし、次いでこれらを前記のように、特に塩基性酸
素炉用ライニングとして用いる。使用に際しれんががこ
れらの炉内の高温で焼成されて、高強度および改良され
たスラグ抵抗性を備えた炭素結合れんがを形成する。
本発明のれんがは金属加工装置、特に塩基性酸素炉のラ
イニングとして特に好適であり、その際それらの熱間強
度、スラグ抵抗性、および高温安定性によって炉のライ
ニング交換の間隔が延長される。
本発明のれんがはいずれかの形状の塩基性酸素炉の全ラ
イニングまたは部分ライニングを形成するのに必要な寸
法および形状となるべく製造される。たとえば常法によ
り炉の内側に沿って適宜な寸法のれんがの列、またはリ
ングを形成することによってライニングが形成される。
他の構築法も一般に用いられ、もちろんれんがを使用で
きない領域には突固め用耐火配合物が用いられる。
本発明を下記の具体例と関連づけてさらに説明する。こ
れらは説明のために提示されたにすぎない。
例１〜３ マグネサイト−炭素れんが中のアルミニウムは塩基性酸
素炉の使用中に下記の幾つかの機構で酸化されることが
知られている。
（１） 大気中の酸素との反応； （２） スラグ中の高還元性酸化物、たとえばFeOおよ
びSiO2との反応；ならびに／または （３） れんが中の易還元性酸化物、たとえばSiO2およ
びFeOとの反応。
塩基性酸素炉においては反応機構（１）によるアルミニ
ウムの酸化は最も重要性が低いと考えられる。炉の雰囲
気は各加熱期間中は高度に還元性であり、加熱間の期間
はれんががスラグで覆われており、れんがと大気の直後
の接触は妨げられているからである。機構（２）および
（３）によるアルミニウムの酸化は塩基性酸素炉におい
てはより優勢である。
酸化アルミニウム（アルミナ）がマグネサイト−炭素れ
んがに用いたマグネサイト結晶粒中に含有される高い石
灰−対−シリカ比のケイ酸塩系鉱物との反応によって低
融点相を形成するであろうという念があった。これらの
低融点アルミナ−シリカ−石灰相の形成は焼成マグネサ
イトれんがにおける周知の現象であるが、マグネサイト
−炭素れんがにおいてはれんが中の炭素がアルミナとマ
グネサイト結晶粒との反応を阻止すると思われたので、
この種の相が形成されることが明らかではなかった。
第Ｉ表に示す例1,2および３は熱間強度により測定した
マグネサイト−炭素れんがの耐火度がアルミナの添加に
よって低下するか否かを判定するために行われた。３種
の配合物を調製し、これから配合物を通常のプレスによ
り2500および7500psiで休止期間を置き、18,000psiにお
いてプレスすることによってレンガを製造し、れんがを
100゜F1時間で3550゜Fまで、滞留時間３時間のベーキン
グ法により硬化させせ、これらのれんがを試験した。
第Ｉ表のデータが示すように、マグネサイト−炭素れん
がにアルミナを添加すると2800゜Fにおける圧潰強さが
低下した。
これらの例は、アルミナを添加したマグネサイト−炭素
れんがの耐火度−熱間強度により測定−の低下を示すと
いう点における比較例である。これらの結果は、使用中
にアルミニウムの酸化によって生成するアルミナがアル
ミニウム含有マグネサイト−炭素れんがの耐火度を低下
させるであろうということを示した。
金属アルミニウムをマグネサイト−炭素れんがに含有さ
せたくない他の理由は、これがれんがに対するスラグの
付着率を高める可能性があるからである。アルミナが塩
基性酸素炉に用いられる石灰質スラグに対しスラグ流動
化剤として作用することは知られている。従って、スラ
グ成分が金属アルミニウムを酸化するアルミニウム含有
マグネサイト−炭素れんがの高温表面においては、スラ
グはより流動性となり、アルミニウムが存在しなかった
場合に起こると思われるより多量の浸食を生じるであろ
う。
例４〜７ これらの例は、ケイ素の添加による熱間圧潰強さの低下
を示すという点における比較例である。ケイ素を含有す
るマグネサイト−炭素れんがにおいては、BOF中での使
用中にアルミニウムが酸化されたと同様な機構によって
ケイ素が酸化されるであろう。この酸化により生じたシ
リカは塩基性耐火物系における汚染物質であり、耐火度
を低下させる可能性がある。さらにケイ素は炭素の存在
下では必ずしもきわめて安定ではなく、還元される可能
性があり、高温でれんがから炭素の損失をもたらす。第
II表のデータはケイ素の添加に伴う熱間圧潰強さの低下
により表わされるように、マグネサイト−炭素れんがへ
のケイ素の添加の破壊的作用を示す。れんがは例１〜３
と様にして製造された。
酸化されたアルミニウムおよびケイ素と異なり、酸化さ
れたマグネシウムはマグネサイト−炭素れんがに対して
化学的に有害ではない。しかしマグネシウムはマグネサ
イト−炭素れんがが加熱されるのに伴って容易に気化
し、その結果多孔質テキスチャーをもつれんがを生じ
る。多孔質テテキスチャーはれんがのスラグ抵抗性を低
下させる。マグネシウムがれんが中の炭素と反応して炭
化マグネシウムを生成したとしても、炭化物自体が安定
ではなく、次式に従って分解するので、加熱に際してれ
んがから気化しやすい。
この証明から以下の結論が導かれた。すなわち主な摩耗
の様式が炉の雰囲気による酸化ではなく、むしろ主にス
ラグの攻撃によるものであり、時に機械的酷使が関与す
るBOFなどの用途においては、粉末状アルミニウム、ケ
イ素および／またはマグネシウムの添加はマグネサイト
−炭素れんがの摩耗速度を高めるであろう。従って、ス
ラグ抵抗性を最大限に高め、かつ同時にれんがが使用中
に遭遇する可能性のある機械的酷使に耐えるのに十分な
熱間強度を保持するためには、粉末状金属を含有しない
マグネサイト−炭素れんがを開発することが必要であっ
た。
例８〜10 以上の目標を考慮して、グラファイトの純度および粒径
が2800゜Fにおける圧潰強さに及ぼす影響を調べるため
に一連の３種の実験を行った。使用した個々の配合物
（れんがは例１〜３の場合と同様にして製造された）お
よび試験結果を第III表に示す。
99％LOIおよび96.5％LOIグラファイトは下記の篩分析値
を有していた（タイラ−メッシュサイズ）。メッシュサイズ 99％ 96.5％ −10＋28 0−痕跡量 0− 1％ −28＋65 0− ３％ 27−52％ −65 97−100％ 48−３％ −150 53− 79％ 15−36％ −325 7− 10％ 2− 6％ 例８は先行技術の金属不含マグネサイト−炭素れんがの
代表例であり、一方例10は一般的なアルミニウム含有マ
グネサイト−炭素れんがの代表例である。例９のれんが
は強熱減量（LOI）99％の高純度グラファイトを用いて
製造された。これらのデータは、この高純度フレーク状
グラファイトを用いた場合に2800゜Fにおける圧潰強さ
の実質的増大が得られることを示す。例９のれんがは例
10の金属アルミニウム含有れんがほど強度が大きくない
が、アルミニウム含有れんがより耐火度が大きく、かつ
スラグ攻撃に対する抵抗性がより大きいと期待される。
例11〜19 塩基性酸素炉に用いることを意図した金属不含のれんが
に用いるためにはどの種類のマグネサイトが適切である
かを判定するための一連の実験も行った。これは、塩基
性酸素炉がしばしば操作される温度（＞3000゜F）にお
いてはマグネサイト−炭素れんが中のマグネサイトが下
記の様式でれんが中の炭素と反応する可能性があるの
で、重要である。
MgO＋Ｃ→CO（気体）＋Mg（気体） この機構によりマグネシア（マグネサイト）が還元され
るとマグネサイト−炭素れんがの熱間強度が低下すると
予想される。
これらの試験においては、各種化学的特性の80％−20＋
28メッシュマグネサイトをカーボンブラック20％と混合
し、フェノール樹脂系結合剤を添加した。得られた混合
物をペレット状に圧縮成形し、350゜Fでベークして、樹
脂を硬化させたた。次いでペレットをコークス化して樹
脂を炭素に変えた。次いでペレットをアルゴン雰囲気下
に2920゜Fに加熱し、減量を測定した。減量の規模は炭
素の存在下におけるマグネサイト結晶粒の安定性を示す
尺度と解される。組成および結果を第IV表に示す。これ
らの結果は第１および２図にグラフによっても示され
る。
たとえば例11と12を比較すると、一般に純度の高い方の
マグネサイトが純度の低い方のマグネサイトより高温に
おける炭素による還元に対して安定であることが示され
る。しかしこれらのデータは純度水準自体が炭素の存在
下でのマグネサイト結晶粒の安定性を支配するのではな
いことも示した。たとえば例13は比較的純粋なマグネサ
イトを含有するが、これはなお比較的高い11.2％の減量
を示した。これは例13が比較的低い石灰−対−シリカ比
のマグネサイトを含むことに起因する。従って高い石灰
−対−シリカ比が望ましい。さらに例17は例11のものよ
り高純度のマグネサイトを含有していた。しかし例17の
マグネサイトが高い石灰−対−シリカ比を備えていたに
もかかわらず、例17は23.4％という高い減量を示した。
この高い減量は例17のマグネサイトが高いホウ素含量を
もつことに起因する。従って高温で炭素の存在下に安定
であるためには、マグネサイト結晶粒が高い純度および
高い石灰−対−シリカ比をもつほかに、低いホウ素含量
を示すことが必要である。
ここで用いる“金属不含”という語は、金属を含有しな
い配合物および耐火物、ならびにごく少量を含有するも
の−ただしこれらの少量が本発明の耐火物の目的特性に
不利な影響を及ぼさないもの−を意味する。
好ましい形態との関連において本発明を説明したが、本
発明の範囲をここに述べる特の形態に限定することを意
図するものではなく、むしろ特許請求の範囲に定める本
発明の精神および範囲内に含まれる変更、修正および均
等物を包含するものとする。
【図面の簡単な説明】
第１図は試料の減量に対するマグネサイトの酸化ホウ素
含量の影響を表わすグラフである。 第２図は試料の減量に対する石灰−対−シリカ比の影響
を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 レイ・エフ・ブルックス アメリカ合衆国ペンシルバニア州15236, ピッツバーグ，ウィニフレッド・ドライブ 202

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】マグネサイト−炭素系耐火付形物製造用の
    金属不含の配合物において;70〜92重量％の高純度マグ
    ネサイト、およびこれに対応して８〜30重量％の高純度
    グラファイト、ならびにこれらマグネサイトおよびグラ
    ファイト100重量％に対し1.5〜６重量％の炭質結合剤か
    らなり；該マグネサイトが少なくとも98％のMgOを含有
    し、かつ0.03％以下の酸化ホウ素、0.3％以下のシリカ
    を含有し、かつCaO/SiO2重量比２以上を有し；該グラフ
    ァイトが少なくとも98％の強熱減量を示し、かつその50
    重量％を越える量が−65メッシュまたはそれより微細な
    粒度である；ことを特徴とする前記配合物。
  2. 【請求項２】マグネサイトが少なくとも99％のMgOを含
    有し、炭質結合剤がノボラック樹脂、レゾール樹脂、タ
    ール、ピッチまたはそれらの混合物である、請求項１に
    記載の配合物。
  3. 【請求項３】グラファイトがフレー状グラファイトまた
    は脈状グラファイトである、請求項１または２に記載の
    配合物。
  4. 【請求項４】マグネサイト−炭素系耐火物製造用の金属
    不含の配合物において；本質的に70〜90重量％の高純度
    マグネサイト、および８〜30重量％の高純度フレーク状
    グラファイトまたは脈状グラファイト、ならびにこれら
    マグネサイトおよびグラファイト100重量％に対し1.5〜
    ６重量％の、ノボラック樹脂、レゾール樹脂、タール、
    ピッチまたはそれらの混合物から選ばれる炭質結合剤か
    らなり；該マグネサイトが少なくとも98％のMgOを含有
    し、かつ0.03％以下の酸化ホウ素、0.3％以下のシリカ
    を含有し、かつCaO/SiO2重量比２以上を有し；該グラフ
    ァイトが少なくとも98％の強熱減量を示し、かつ少なく
    とも75重量％が−65メッシュまたはそれより微細な粒度
    である；ことを特徴とする前記配合物。
  5. 【請求項５】金属不含の未焼成マグネサイト−炭素系耐
    火付形物において;70〜92重量％の高純度マグネサイ
    ト、およびこれに対応して８〜30重量％の高純度グラフ
    ァイト、ならびにこれらマグネサイトおよびグラファイ
    ト100重量％に対し1.5〜６重量％の炭質結合剤からな
    り；該マグネサイトが少なくとも98％のMgOを含有し、
    かつ0.03％以下の酸化ホウ素、0.3％以下のシリカを含
    有し、かつCaO/SiO2重量比２以上を有し、該グラファイ
    トが少なくとも98％の強熱減量を示し、かつ少なくとも
    大部分が−65メッシュまたはそれより微細な粒度であ
    る；ことを特徴とするベークした配合物から構成される
    前記耐火付形物。
  6. 【請求項６】付形物がれんがであり、マグネサイトが少
    なくとも99％のMgOを含有する、請求項５に記載の耐火
    付形物。
  7. 【請求項７】グラファイトがフレーク状グラファイトま
    たは脈動グラファイトである、請求項５に記載の耐火付
    形物。
  8. 【請求項８】炭質結合剤がノボラック樹脂、レゾール樹
    脂、タール、ピッチまたはそれらの混合物である、請求
    項５、６または７に記載の耐火付形物。
  9. 【請求項９】金属不含の未焼成耐火れんがにおいて；本
    質的に70〜92重量％の高純度マグネサイト、およびこれ
    に対応して８〜30重量％の高純度フレーク状グラファイ
    トまたは脈状グラファイト、ならびにこれらマグネサイ
    トおよびグラファイト100重量％に対し1.5〜６重量％の
    炭質結合剤からなり；該マグネサイトが少なくとも98％
    のMgOを含有し、かつ0.03％以下の酸化ホウ素、0.3％以
    下のシリカを含有し、かつCaO/SiO2重量比２以上を有
    し；該グラファイトが少なくとも98％の強熱減量を示
    し、かつその50重量％を越える量が−65メッシュまたは
    それより微細な粒度である；ことを特徴とするベークし
    た配合物から本質的に構成される前記耐火れんが。
  10. 【請求項１０】炭質結合剤がノボラック樹脂、レゾール
    樹脂、タール、ピッチまたはそれらの混合物である、請
    求項８に記載の耐火れんが。
  11. 【請求項１１】ライニングの主な摩耗様式がスラグの攻
    撃によるものである金属加工装置のための、多数の未焼
    成マグネサイト−炭素れんがからなる耐火れんが製ライ
    ニングにおいて；該れんがが70〜92重量％の高純度マグ
    ネサイト、およびこれに対応して８〜30重量％の高純度
    グラファイト、ならびにこれらマグネサイトおよびグラ
    ファイト100重量％に対し1.5〜６重量％の炭質結合剤か
    らなり；該マグネサイトが少なくとも98％のMgOを含有
    し、かつ0.03％以下の酸化ホウ素、0.3％以下のシリカ
    を含有し、かつCaO/SiO2重量比２以上を有し；該グラフ
    ァイトが少なくとも98％の強熱減量を示し、かつ少なく
    とも大部分が−65メッシュまたはそれより微細な粒度で
    ある；ことを特徴とするベークした配合物から本質的に
    構成される前記耐火れんが製ライニング。
  12. 【請求項１２】マグネサイトが少なくとも99％のMgOを
    含有し、グラファイトが少なくとも75重量％の−65メッ
    シュまたはそれより微細な粒子を含むフレーク状グラフ
    ァイトまたは脈状グラファイトである、塩基性酸素炉に
    用いるための請求項11に記載の耐火れんが製ライニン
    グ。
  13. 【請求項１３】炭素結合剤がノボラック樹脂、レゾール
    樹脂、タール、ピッチまたはそれらの混合物である、請
    求項11または12に記載の耐火れんが製ライニング。
  14. 【請求項１４】ライニングの主な摩耗様式がスラグの攻
    撃によるものである金属加工装置のライニングの寿命を
    延長するための、該装置内に多数の未焼成マグネサイト
    −炭素れんがからなるライニングを形成し、次いで該れ
    んがを焼成することよりなる方法において；該未焼成れ
    んがが70〜92重量％の高純度マグネサイト、およびこれ
    に対応して８〜30重量％の高純度グラファイト、ならび
    にこれらマグネサイトおよびグラファイト100重量％に
    対し1.5〜６重量％の炭質結合剤からなり；該マグネサ
    イトが少なくとも98％MgOを含有し、かつ0.03％以下の
    酸化ホウ素、0.3％以下のシリカを含有し、かつCaO/SiO
    2重量比２以上を有し；該グラファイトが少なくとも98
    ％の強熱減量を示し、かつ少なくとも大部分が−65メッ
    シュまたはそれより微細な粒度である；ことを特徴とす
    る前記ベークした配合物から本質的に構成される方法。
  15. 【請求項１５】マグネサイトが少なくとも99％のMgOを
    含有し、グラファイトが少なくとも75重量％の−65メッ
    シュまたはそれより微細な粒度を有するフレーク状グラ
    ファイト又は脈状グラファイトである塩基性酸素炉のラ
    イニングの寿命を延長させるための、請求項14に記載の
    方法。
  16. 【請求項１６】炭質結合剤がノボラック樹脂、レゾール
    樹脂、タール、ピッチまたはそれらの混合物である、請
    求項14または15に記載の方法。
JP1303029A 1988-11-21 1989-11-21 マグネサイト―炭素系耐火物 Expired - Lifetime JPH0729847B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/274,387 US4912068A (en) 1988-11-21 1988-11-21 Magnesite-carbon refractories
US274387 1994-07-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02217354A JPH02217354A (ja) 1990-08-30
JPH0729847B2 true JPH0729847B2 (ja) 1995-04-05

Family

ID=23047957

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1303029A Expired - Lifetime JPH0729847B2 (ja) 1988-11-21 1989-11-21 マグネサイト―炭素系耐火物

Country Status (8)

Country Link
US (1) US4912068A (ja)
EP (1) EP0370677B2 (ja)
JP (1) JPH0729847B2 (ja)
AU (1) AU621685B2 (ja)
BR (1) BR8905330A (ja)
CA (1) CA1337367C (ja)
DE (1) DE68905030T3 (ja)
MX (2) MX163804B (ja)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4957887A (en) * 1988-11-21 1990-09-18 Dresser Industries, Inc. Magnesite-carbon refractories
US5438026A (en) * 1991-04-25 1995-08-01 Indresco Inc. Magnesite-carbon refractories and shapes made therefrom with improved thermal stress tolerance
US5246897A (en) * 1991-08-09 1993-09-21 Asahi Glass Company Ltd. Powder mixture for monolithic refractories containing graphite and a method of making thereof
US5250479A (en) * 1992-04-16 1993-10-05 Vesuvius Crucible Company Magnesia-carbon refractory compositions for slide gate plates and method of manufacture
US5332200A (en) * 1992-10-13 1994-07-26 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Segmented ceramic liner for induction furnaces
US5262367A (en) * 1992-11-25 1993-11-16 Indresco Inc. MgO-C brick containing a novel graphite
US5318933A (en) * 1993-03-24 1994-06-07 Indresco Inc. Carbon-containing carbon bonded refractories with improved physical properties
US5460635A (en) * 1993-07-30 1995-10-24 Western Atlas Inc. Magnesium oxychloride cement containing graphite
JP3528948B2 (ja) * 1995-07-28 2004-05-24 Ｊｆｅスチール株式会社 真空精錬用取鍋の蓋
AUPO926197A0 (en) * 1997-09-17 1997-10-09 Bhp Steel (Jla) Pty Limited Casting steel strip
KR20150070400A (ko) * 2013-01-16 2015-06-24 구로사키 하리마 코포레이션 마그네시아 카본 벽돌
EP3002265B1 (de) * 2014-10-01 2017-09-27 Refractory Intellectual Property GmbH & Co. KG Versatz zur Herstellung eines feuerfesten Magnesiakohlenstofferzeugnisses oder eines feuerfesten Alumina-Magnesia-Kohlenstofferzeugnisses, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Erzeugnisses, ein solches Erzeugnis sowie die Verwendung eines solchen Erzeugnisses
CN104844239A (zh) * 2015-05-29 2015-08-19 常州苏瑞纳碳科技有限公司 一种环保型镁碳砖及其生产方法
CN105503207B (zh) * 2015-07-20 2018-05-15 郴州联华耐火材料有限公司 一种抗压镁质耐火砖
CN111792920A (zh) * 2020-06-20 2020-10-20 鞍山赛诺新材料有限公司 一种新型环保型转炉快速修补料
CN115626814B (zh) * 2022-10-21 2023-10-13 鞍山钢铁冶金炉材科技有限公司 一种利用菱镁尾矿粉生产的转炉大面料及其制备方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2354757A (en) * 1944-08-01 Kefkactok
US3322551A (en) * 1967-05-30 Refractory and method
US641551A (en) * 1899-05-08 1900-01-16 Mathew E Rothberg Fire-brick and lining of refractory character.
US976996A (en) * 1909-12-31 1910-11-29 George Cannan Fludder Process of manufacturing refractory material.
US1365336A (en) * 1920-02-02 1921-01-11 Dolomite Products Company Manufacture of refractory materials
US2062962A (en) * 1935-09-10 1936-12-01 Carborundum Co Insulating casting
US2314107A (en) * 1939-12-27 1943-03-16 Rca Corp Ceramic insulator
US2516249A (en) * 1948-11-12 1950-07-25 Harbison Walker Refractories Forsterite refractory made from natural magnesium silicates
US3082104A (en) * 1959-05-06 1963-03-19 Chromium Mining & Smelting Cor Exothermic high refractory mixture
US3086876A (en) * 1960-12-05 1963-04-23 Carb Rite Co Refractory composition and process of making same
GB1030865A (en) * 1961-08-02 1966-05-25 Alfred Gordon Evans Robiette Ceramic materials
JPS55107749A (en) * 1979-02-09 1980-08-19 Kyushu Refract Co Ltd Carbon-containing fire brick
US4557884A (en) * 1980-05-14 1985-12-10 Dresser Industries, Inc. Refractory
US4454239A (en) * 1982-04-12 1984-06-12 Kaiser Aluminum & Chemical Corporation Carbonaceous refractory composition for pressing brick shapes
US4431745A (en) * 1982-05-17 1984-02-14 Kyushu Refractories Co., Ltd. Carbon-bonded magnesia carbon bricks
AU543063B2 (en) * 1983-02-08 1985-03-28 Shinagawa Refractories Co., Ltd. Carbon-containing refractories
KR870001762B1 (ko) * 1983-10-31 1987-10-06 신닛뽕 가가꾸 고오교 가부시끼가이샤 마그네시아 클링커 및 그의 제조법
JPS60176970A (ja) * 1984-01-17 1985-09-11 品川白煉瓦株式会社 炭素含有耐火組成物
US4574119A (en) * 1984-06-11 1986-03-04 Dresser Industries, Inc. Chrome-magnesite refractories and method of preparation

Also Published As

Publication number Publication date
BR8905330A (pt) 1990-05-22
AU4533089A (en) 1990-05-24
MX174293B (es) 1994-05-03
DE68905030T2 (de) 1993-08-26
EP0370677B1 (en) 1993-02-24
JPH02217354A (ja) 1990-08-30
DE68905030D1 (de) 1993-04-01
US4912068A (en) 1990-03-27
EP0370677A3 (en) 1991-04-03
EP0370677B2 (en) 1997-10-29
AU621685B2 (en) 1992-03-19
DE68905030T3 (de) 1998-02-19
MX163804B (es) 1992-06-22
CA1337367C (en) 1995-10-17
EP0370677A2 (en) 1990-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4306030A (en) Carbon-containing refractory
US4957887A (en) Magnesite-carbon refractories
JPH0729847B2 (ja) マグネサイト―炭素系耐火物
US5318933A (en) Carbon-containing carbon bonded refractories with improved physical properties
JP2971642B2 (ja) スライドバルブプレートれんが
US3210205A (en) Refractory bonded with pitch
JP3197680B2 (ja) ＭｇＯ−Ｃ質不焼成れんがの製造方法
JP2556416B2 (ja) 高炉樋用流し込み材
KR930009349B1 (ko) 내구성이 우수한 MgO-C질 내화벽돌
JPH0585805A (ja) 炭素含有耐火物
JPS61266345A (ja) 炭素含有塩基性耐火煉瓦
JPH02274370A (ja) 溶銑予備処理容器用耐火物
JPH03205348A (ja) マグネシアカーボンれんが
JPH0632649A (ja) 炭素含有耐火物
JPH0551247A (ja) 炭素含有不焼成耐火物
JPH02283656A (ja) 炭素含有耐火物
JPH05319902A (ja) 炭素含有塩基性耐火物
JPS6363509B2 (ja)
JPH11278940A (ja) アルミナ−炭化珪素質耐火物
JPH05132354A (ja) 不焼成マグネシア・カーボンれんが
JPH0632648A (ja) 炭素含有耐火物
JP2001139366A (ja) マグネシア−炭素質不焼成れんが
JPH0925156A (ja) 炭素含有耐火物
JPH03205350A (ja) 炭素含有不焼成耐火物
JPH03205339A (ja) 炭素含有耐火物