JPH0733282B2

JPH0733282B2 - 炭素含有耐火物

Info

Publication number: JPH0733282B2
Application number: JP1202573A
Authority: JP
Inventors: 博山本; 一寿高野; 郁夫入江; 高芳佐藤
Original assignee: KUROSAKI YOGYO KK; Nippon Steel Corp
Current assignee: KUROSAKI YOGYO KK; Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-08-03
Filing date: 1989-08-03
Publication date: 1995-04-12
Anticipated expiration: 2010-04-12
Also published as: JPH0365556A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、溶融金属の運搬あるいは処理用等の溶融金属
容器の内張りに適した炭素含有耐火物に関する。

〔従来の技術〕

近年、混銑車における従来の脱硫処理に加えて脱リン，
脱珪等の処理も行われるようになってきた。これらの溶
銑処理を連続的に行うに当たってスラグの塩基度は0.8
から4.0の低塩基度から高塩基度の広範囲に及ぶ。

この広範囲の塩基度のスラグによる溶銑の予備処理を行
う混銑車に対応するための内張りれんがとしては、例え
ば特開昭63−117951号公報に開示されるように、総合的
に安定しているアルミナ原料を骨材に、スラグとの耐濡
れ性，耐熱スポール性向上のために黒鉛を、また黒鉛の
酸化防止剤としてSiCを使用したAl₂O₃−SiC−Ｃれんが
が使用されてきた。

また、そのための目地材としては、例えば「耐火材料」
（黒崎窯業（株）昭和50年10月発行），特開昭62−7677
号公報に記載されているような、高Al₂O₃，Al₂O₃−Si
O₂，Al₂O₃−SiC−Ｃ等のモルタルが使用されている。

このAl₂O₃−SiC−Ｃれんがとモルタルからなる内張り、
とくにスラグライン溶銑部及び一部の天井部は、酸化，
アブレージョン，エロージョンにより溶損する。その中
でも最も溶損の大きい部位は、れんがとれんがの接する
所を中心とした部位で目地溶損を生じる。

この目地溶損は、モルタルの先行溶損及びれんがの加
熱，冷却の繰り返しによるれんが表面の残存収縮によっ
て、モルタルと目地との間にすき間が生じ、それによ
り、れんが表面のコーナーが、スラグによって侵食，酸
化，アブレージョンの影響を強く受け、その結果、れん
がはペンシル状に溶損する。このように内張れんがの寿
命は目地の残寸により決定されることになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明において解決すべき課題は、溶融金属容器の内張
れんがの寿命を決定する目地溶損を抑制する有効な手段
を見出すことにあって、すぐれた耐食性と適切な残存膨
張を有する内張れんがのための耐火物を得て、これを溶
融金属容器の内張れんがに適用することによって、発生
する目地溶損を抑制し大幅な寿命の延長を意図するもの
である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の耐火物は、前記従来のアルミナ原料を骨材に、
スラグとの耐濡れ性，耐熱スポール性向上のための黒鉛
と、また黒鉛の酸化防止剤としてSiCを使用したAl₂O₃−
SiC−Ｃ耐火物において、AlもしくはAl合金の一種以上
を0.5〜10重量％と、ガラス材0.5〜５重量％と、その粒
度構成において0.2mm以下の粒度のものが10％以下であ
る粒径1mm以下のマグネシアを２〜30重量％添加してな
るアルミナ−カーボン−炭化珪素系耐火物である。

〔作用〕

本発明のアルミナ−カーボン−炭化珪素系耐火物におい
て配合されるアルミナとしては、一般にアルミナ源とし
て使用されている焼結アルミナ，電融アルミナ，ばん土
頁岩等が使用できる。カーボン源としては、黒鉛を５〜
30重量％の範囲で配合する。しかしながら、黒鉛は５重
量％未満になると、耐スポール性が大きく低下し、30重
量％を越えると、耐酸化性，耐食性，強度が大きく低下
することから、黒鉛は５〜30重量％の範囲が良く、その
中でも７〜20重量％の範囲が好ましい。また、カーボン
材として金属との反応性に富むカーボンブラック或いは
ピッチも併用できる。

SiCは２〜20重量％が良い。２重量％未満では耐酸性に
不足し、20重量％を越えるとスラグ中の鉄酸化物及び、
れんが中に生成したSiO₂の影響で耐食性が非常に低下す
る。従って、SiC量は２〜20重量％が良い。

また、添加金属は、AlもしくはAl合金の一種または二種
以上を0.5〜10重量％添加する。これらの金属は酸素親
和性がカーボンのそれよりも強いことから、優先的に酸
素と結合する。その結果生成した酸化物がれんがのマト
リックス部を充填し、れんがの酸化を抑制する。また、
れんが内部では、加熱により黒鉛等の炭素原料と金属−
カーボンボンドを形成し、熱間強度を向上させる効果も
ある。金属粉末の使用量は、0.5重量％未満では効果が
小さく、10重量％を越えると結合が強くなり過ぎて耐熱
衝撃性に劣ることや、酸化された後の酸化物の組成によ
っては、耐食性が低下すること等から0.5〜10重量％が
良いが、特に２〜５重量％の範囲が望ましい。

また、ガラス材は酸化防止剤としてホウケイ酸ガラス，
鉛含有ガラス，Li₂O含有ガラス等が使用できる。ガラス
材の添加量は、0.5重量％未満では耐酸化性の効果が小
さく、５重量％を越えると耐食性熱間強度を大きく低下
させるため、ガラスの添加量は、0.5〜５重量％の範囲
が良い。

その他、酸化防止剤として、B₄C,BN等を単独または併用
して使用することができる。

マグネシアは、焼結，電融どちらも使用できる。マグネ
シアの使用量は２〜30重量％が良い。２重量％未満で
は、マグネシア添加による残存膨張の増大の度合いが小
さく、れんがとモルタルとの間にできる隙間をなくす効
果は非常に小さい。30重量を越えると、残存膨張が大き
くなり過ぎてれんが同志のせりにより割れ、及び熱ショ
ックによりれんがに剥離が発生する。

本発明におけるマグネシアは、残存膨張性を耐火物に付
与するために配合されるもので、その残存膨張性付与
は、マグネシア自体の膨張，残存膨張がアルミナに比較
して大きいこと、マグネシアとアルミナの反応によるス
ピネル膨張に起因する。

使用するマグネシアの粒度は、1mm以下が良く、その粒
度構成において0.2mm以下の粒度の占める割合は10％以
下が良い。また同重量の場合粒度が大きくなると比表面
積が小さくなることから、1mmより大きい粒度のマグネ
シアは、反応性が非常に小さく、マグネシアの耐食性に
対する有効性が低下する。1mmよりも大きな粒を使って1
mm以下を使用したものと同じ性能を得ようとすると、1m
m以下の使用よりも、1mm超のものを使用したほうが多く
のマグネシア必要となる。この多くのマグネシア使用
は、耐スポール性を低下させることにもなるのでマグネ
シアの粒度は1mm以下が良い。1mm以下の粒度の中で、0.
2mm以下の粒度のものは、非常に反応性が高い。従っ
て、0.2mm以下の粒度のものを多く使用すると、スピネ
ルボンドが生成し過ぎて、耐スポール性を大きく低下さ
せる原因となる。1mm以下のマグネシア中に0.2mm以下の
粒度のものが10％を、越えて介在すると、耐スポール性
を大きく低下させる原因となる。

本発明のれんがが有する耐食性の機能は以下のとおりで
ある。

脱Si処理の場合、低塩基度スラグが内張れんがを溶損す
ることになる。このスラグに対する抵抗性は、マグネシ
アよりもアルミナのほうが優れている。しかし、本発明
のれんがは、使用中にマグネシアの一部がスピル化し、
マトリックスを緻密にして耐食性，耐酸化性を向上させ
ることから低塩基に対しても耐食性の低下はない。脱Ｐ
と脱Ｓの処理時には、c/sが３程度の高塩基スラグには
内張れんがの溶損が進行する。このスラグに対する抵抗
性は、アルミナよりもマグネシアのほうが優れている。
使用中にマグネシアの一部がスピネルになり、マグネシ
アの効果は若干小さくなるものの、上にも示したように
スピネルの生成に伴うマトリックスの緻密化により、マ
グネシア自体の効果と相乗して耐火物の耐食性は大きく
向上する。

れんが中へのMgO添加は、れんが自体の特性向上の他
に、モルタルとの反応の面でも発現される。目地材のモ
ルタルは、骨材にアルミナを使用していることから、れ
んが中のマグネシアとスピネルボンドを形成し、モルタ
ルとれんがの結合を生成することも、目地溶損抑制の一
つの理由であり、マグネシア使用の効果はここにも現れ
ている。

また、本発明に用いるバインダーは、熱硬化性樹脂であ
り、フュノール樹脂，フラン樹脂，変性フェノール樹
脂，エポキシ樹脂，メラニン樹脂，尿素樹脂，シリコン
樹脂等の中の一種または二種以上が任意に使用できる。

〔実施例〕

表１に、従来品，発明品，比較品の品質例を示す。

比較例１は、MgOの添加量が少な過ぎるため、残存膨脹
及び耐食性の向上が充分ではない。比較例２は、比較例
１とは逆に、MgOの添加量が適正量よりも多くなってい
るため、耐スポール性が非常に劣化している。比較例3,
4は、MgO粒度が大きいために、発明例3,4と比較して耐
食性に大きく劣っている。比較例５は、SiCの添加量が
少な過ぎ、耐酸化性が不充分であり、比較例６は、SiC
の添加が多過ぎるため、耐食性が劣化している。比較例
７は、黒鉛が必要量に不足しているため、耐スポール性
が非常に悪く、比較例８は、黒鉛の添加量が適正量を越
えているため、耐食性，耐酸化性が良くない。比較例９
は、ガラスが不足しているため、耐食性が悪く、比較例
10は、ガラスが適正量を越えているため、耐食性が悪く
なっている。比較例11は、0.2mm以下のマグネシアが必
要以上に多いため、耐食性スポール性が大きく低下して
いる。

表１中の本発明例３及び本発明例14のものを、混銑車の
スラグラインに使用した結果、本発明例３及び本発明例
14のれんが共、従来例１のれんがに比較して以下に示す
効果により、目地溶損を30％低減することができた。

〔発明の効果〕本発明の炭素含有耐火物によって以下の効果を奏するこ
とができる。

（１）残存膨脹性付与により、目地開きをなくし、目地
溶損を抑制する。

（２）広範囲の塩基度のスラグに対して優れた耐食性を
示す。

（３）従って、脱Ｐ、脱Ｓ等の精錬を行う金属容器にお
ける内張りれんがに適用したとき、寿命を大幅に増大で
きる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者入江郁夫千葉県君津市君津１番地新日本製鐵株式會社君津製鐵所内 (72)発明者佐藤高芳千葉県君津市君津１番地新日本製鐵株式會社君津製鐵所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】黒鉛５〜30重量％とSiC2〜20重量％を含有
するアルミナ−カーボン−炭化珪素れんがに、Alもしく
はAl合金の一種以上を0.5〜10重量％、ガラス材0.5〜５
重量％、その粒度構成において0.2mm以下の粒度のもの
が10％以下である1mm以下のマグネシアを２〜30重量％
を含有してなる炭素含有耐火物。