JPH08295554A - 炭素含有耐火物 - Google Patents
炭素含有耐火物Info
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- JPH08295554A JPH08295554A JP7098907A JP9890795A JPH08295554A JP H08295554 A JPH08295554 A JP H08295554A JP 7098907 A JP7098907 A JP 7098907A JP 9890795 A JP9890795 A JP 9890795A JP H08295554 A JPH08295554 A JP H08295554A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明では耐火物骨材の形状を改良すること
により耐磨耗性、耐熱衝撃性に優れる炭素含有耐火物を
提供することを目的とする。 【構成】 本発明による炭素含有耐火物は、耐火物骨材
６０重量部以上９８重量部以下、炭材２重量部以上４０
重量部以下、及び、バインダーを主要構成物とする炭素
含有耐火物であって、含まれる耐火物骨材のうち少なく
とも粒径が１mm以上のものに突起物を有する。さらに、
突起物の高さが２０μｍ〜２００μｍの範囲にあること
を特徴とする。
により耐磨耗性、耐熱衝撃性に優れる炭素含有耐火物を
提供することを目的とする。 【構成】 本発明による炭素含有耐火物は、耐火物骨材
６０重量部以上９８重量部以下、炭材２重量部以上４０
重量部以下、及び、バインダーを主要構成物とする炭素
含有耐火物であって、含まれる耐火物骨材のうち少なく
とも粒径が１mm以上のものに突起物を有する。さらに、
突起物の高さが２０μｍ〜２００μｍの範囲にあること
を特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、転炉等の溶融金属精錬
炉の内張りに用いられる炭素含有耐火物に関するもので
ある。
炉の内張りに用いられる炭素含有耐火物に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】溶融金属精錬炉の内張りに用いられる耐
火物としては、耐スラグ性、耐熱衝撃性に優れた炭素含
有系耐火物が適用され、かなりの高成績をあげている。
しかし、近年の精錬技術の高度化により、耐火物に要求
される性能もますます過酷化している。炭素含有耐火物
の損耗形態としては、スラグ、溶鋼との反応による溶
損、スラグ、溶鋼との摩擦による損傷、熱衝撃による剥
落等があげられる。
火物としては、耐スラグ性、耐熱衝撃性に優れた炭素含
有系耐火物が適用され、かなりの高成績をあげている。
しかし、近年の精錬技術の高度化により、耐火物に要求
される性能もますます過酷化している。炭素含有耐火物
の損耗形態としては、スラグ、溶鋼との反応による溶
損、スラグ、溶鋼との摩擦による損傷、熱衝撃による剥
落等があげられる。
【０００３】溶損に対しては、耐火物骨材、炭素の改質
による耐食性の向上を図っている。磨耗による損傷、及
び、熱衝撃に対しては、例えば特開平６−２８７０７３
号公報にあるように柱状の耐火物骨材を使用することに
よりこれらの特性の向上を図っている。
による耐食性の向上を図っている。磨耗による損傷、及
び、熱衝撃に対しては、例えば特開平６−２８７０７３
号公報にあるように柱状の耐火物骨材を使用することに
よりこれらの特性の向上を図っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術では炭素含有耐火物の磨耗による損傷、及び、熱衝
撃という課題を充分に解決してはいない。そこで、本発
明では耐火物骨材の形状を改良することにより耐磨耗
性、耐熱衝撃性に優れる炭素含有耐火物を提供すること
を目的とする。
技術では炭素含有耐火物の磨耗による損傷、及び、熱衝
撃という課題を充分に解決してはいない。そこで、本発
明では耐火物骨材の形状を改良することにより耐磨耗
性、耐熱衝撃性に優れる炭素含有耐火物を提供すること
を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明による炭素含有耐
火物は、耐火物骨材６０重量部以上９８重量部以下、炭
材２重量部以上４０重量部以下、及び、バインダーを主
要構成物とする炭素含有耐火物であって含まれる耐火物
骨材のうち少なくとも粒径が１mm以上のものに突起物を
有すること、あるいはさらに、突起物の高さが２０μｍ
〜２００μｍの範囲にあることを特徴とする。
火物は、耐火物骨材６０重量部以上９８重量部以下、炭
材２重量部以上４０重量部以下、及び、バインダーを主
要構成物とする炭素含有耐火物であって含まれる耐火物
骨材のうち少なくとも粒径が１mm以上のものに突起物を
有すること、あるいはさらに、突起物の高さが２０μｍ
〜２００μｍの範囲にあることを特徴とする。
【０００６】
【作用】以下、本発明について作用とともに詳細に説明
する。炭素含有耐火物の磨耗による損耗では、マトリッ
クス部を主にしめる炭素部分が損耗し耐火物骨材が浮き
出て剥離することが多く見られる。特に、粒径が１mm以
上の耐火物骨材が剥離することにより、見掛けの損耗速
度は著しく大きくなる。そこで、この耐火物骨材の剥離
を抑制することにより磨耗による損傷を小さくすること
にした。そのためには、耐火物骨材とマトリックス部を
主にしめる炭素部分が強固に結合することが必要と考え
た。本発明者らは、耐火物骨材に図１のような突起物を
設けることにより炭素との間にアンカー効果が生まれ強
固な結合が得られることを見出した。その結果、炭素含
有耐火物の磨耗による損耗が著しく抑制される。
する。炭素含有耐火物の磨耗による損耗では、マトリッ
クス部を主にしめる炭素部分が損耗し耐火物骨材が浮き
出て剥離することが多く見られる。特に、粒径が１mm以
上の耐火物骨材が剥離することにより、見掛けの損耗速
度は著しく大きくなる。そこで、この耐火物骨材の剥離
を抑制することにより磨耗による損傷を小さくすること
にした。そのためには、耐火物骨材とマトリックス部を
主にしめる炭素部分が強固に結合することが必要と考え
た。本発明者らは、耐火物骨材に図１のような突起物を
設けることにより炭素との間にアンカー効果が生まれ強
固な結合が得られることを見出した。その結果、炭素含
有耐火物の磨耗による損耗が著しく抑制される。
【０００７】一方、炭素含有耐火物の熱衝撃による損耗
は、マトリックス部を亀裂が進展することにより進行す
る。これには、１mm以上の骨材を添加することにより、
骨材部分で亀裂の進展を抑制することにより耐熱衝撃性
の向上が見られるが十分でない。本発明者らは、前記突
起物を設けた耐火物骨材を用いることにより耐熱衝撃性
の向上が図れることを見出した。すなわち、亀裂が進展
し耐火物骨材に達すると耐火物骨材と炭素の界面を沿っ
て進行するようになるが、突起物が存在することにより
亀裂が進行しにくくなる。さらに、界面が凹凸上になっ
ているために亀裂が進まなければならない距離が従来の
突起物がない骨材を用いた場合に比べて大きくなり、そ
の分亀裂が進行しにくく、耐熱衝撃性の向上が見られ
る。
は、マトリックス部を亀裂が進展することにより進行す
る。これには、１mm以上の骨材を添加することにより、
骨材部分で亀裂の進展を抑制することにより耐熱衝撃性
の向上が見られるが十分でない。本発明者らは、前記突
起物を設けた耐火物骨材を用いることにより耐熱衝撃性
の向上が図れることを見出した。すなわち、亀裂が進展
し耐火物骨材に達すると耐火物骨材と炭素の界面を沿っ
て進行するようになるが、突起物が存在することにより
亀裂が進行しにくくなる。さらに、界面が凹凸上になっ
ているために亀裂が進まなければならない距離が従来の
突起物がない骨材を用いた場合に比べて大きくなり、そ
の分亀裂が進行しにくく、耐熱衝撃性の向上が見られ
る。
【０００８】突起物の大きさ（高さ）としては、２０μ
ｍ以上２００μｍ以下が好ましい。すなわち、２０μｍ
未満ではアンカー効果が小さく強固な結合が得られない
ため磨耗による損傷が抑制されにくい、また、界面の凹
凸が小さいため亀裂の進展を抑制する効果が小さく耐熱
衝撃性の向上も望めないからである。２００μｍを超え
ると突起物と炭素の間に空隙ができやすくなり耐火物骨
材と炭素の間に強固な結合が得られにくくなるからであ
る。
ｍ以上２００μｍ以下が好ましい。すなわち、２０μｍ
未満ではアンカー効果が小さく強固な結合が得られない
ため磨耗による損傷が抑制されにくい、また、界面の凹
凸が小さいため亀裂の進展を抑制する効果が小さく耐熱
衝撃性の向上も望めないからである。２００μｍを超え
ると突起物と炭素の間に空隙ができやすくなり耐火物骨
材と炭素の間に強固な結合が得られにくくなるからであ
る。
【０００９】本発明で用いる耐火物骨材の製造方法は、
特に限定されるものではないが、例えば次のものがあげ
られる。炭化珪素等の耐火物からなる箱に用いる耐火物
骨材と同種の２０μｍ以上２００μｍ以下程度の球状粉
末を入れる。その中に１mm以上の耐火物骨材を埋め込み
所定の温度で熱処理することにより本発明で用いる耐火
物骨材が得られる。好ましくは、球状粉末中に微量の低
融点化合物を混合することにより耐火物骨材と球状粉末
をさらに強固に結合することができる。しかしながら、
低融点化合物を多く混合すると耐火物骨材と球状粉末と
の高温での結合力が劣るため、低融点化合物の混合量は
球状粉末重量１００に対して１以下が好ましい。
特に限定されるものではないが、例えば次のものがあげ
られる。炭化珪素等の耐火物からなる箱に用いる耐火物
骨材と同種の２０μｍ以上２００μｍ以下程度の球状粉
末を入れる。その中に１mm以上の耐火物骨材を埋め込み
所定の温度で熱処理することにより本発明で用いる耐火
物骨材が得られる。好ましくは、球状粉末中に微量の低
融点化合物を混合することにより耐火物骨材と球状粉末
をさらに強固に結合することができる。しかしながら、
低融点化合物を多く混合すると耐火物骨材と球状粉末と
の高温での結合力が劣るため、低融点化合物の混合量は
球状粉末重量１００に対して１以下が好ましい。
【００１０】本発明の炭素含有耐火物において、耐火物
骨材含有量が６０重量部以上９８重量部以下としたの
は、耐食性、耐熱衝撃性に優れるからである。すなわ
ち、耐火物骨材含有量が６０重量部未満では耐酸化性が
低下し、９８重量部を超えると耐熱衝撃性、耐食性、特
に耐スラグ浸潤性が低下するからである。耐火物骨材と
しては、マグネシア、アルミナ、スピネル、カルシア、
ジルコン等の酸化物、炭化珪素等の炭化物がこれに該当
する。
骨材含有量が６０重量部以上９８重量部以下としたの
は、耐食性、耐熱衝撃性に優れるからである。すなわ
ち、耐火物骨材含有量が６０重量部未満では耐酸化性が
低下し、９８重量部を超えると耐熱衝撃性、耐食性、特
に耐スラグ浸潤性が低下するからである。耐火物骨材と
しては、マグネシア、アルミナ、スピネル、カルシア、
ジルコン等の酸化物、炭化珪素等の炭化物がこれに該当
する。
【００１１】炭素源は天然または人造黒鉛、メソフェー
ズカーボン、コークス、カーボンブラック等を指し、で
きるだけ高純度のものが望ましい。バインダーは、フェ
ノール樹脂、フラン樹脂、ピッチ等を指し、添加量はマ
グネシアクリンカーと炭素の合計を１００として外掛け
で２〜５重量％程度が望ましい。なお本発明において
は、他に酸化防止剤としてＡｌ等の金属、あるいは、Ａ
ｌ−Ｍｇ等の合金を含むことができる。
ズカーボン、コークス、カーボンブラック等を指し、で
きるだけ高純度のものが望ましい。バインダーは、フェ
ノール樹脂、フラン樹脂、ピッチ等を指し、添加量はマ
グネシアクリンカーと炭素の合計を１００として外掛け
で２〜５重量％程度が望ましい。なお本発明において
は、他に酸化防止剤としてＡｌ等の金属、あるいは、Ａ
ｌ−Ｍｇ等の合金を含むことができる。
【００１２】
【実施例】以下、実施例に基づき本発明を説明する。但
し、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。 〔実施例１〕表１に示す原料組成で混練、真空フリクシ
ョン成形、乾燥（９０℃×２４hrs.）、硬化処理（２５
０℃×１０hrs.）を実施してマグネシア−炭素系の炭素
含有耐火物を得た。得られた炭素含有耐火物の耐食性、
耐熱衝撃性、耐磨耗性を測定した。なお、耐食性は、転
炉スラグを用い、１７００℃×６時間の条件で回転浸食
試験を行い、そのときの溶損量を指数化した。耐熱衝撃
性は、１７００℃の溶銑に浸漬、急冷を繰り返し、その
際の亀裂発生状況を指数化した。耐磨耗性は、試料を１
４００℃まで加熱した後、耐火物粉末を吹き付けたとき
の損耗量を指数化した。なお、表中の評価は、◎は特性
が極めて優れている、○は従来レベル、×は特性が劣っ
ている。
し、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。 〔実施例１〕表１に示す原料組成で混練、真空フリクシ
ョン成形、乾燥（９０℃×２４hrs.）、硬化処理（２５
０℃×１０hrs.）を実施してマグネシア−炭素系の炭素
含有耐火物を得た。得られた炭素含有耐火物の耐食性、
耐熱衝撃性、耐磨耗性を測定した。なお、耐食性は、転
炉スラグを用い、１７００℃×６時間の条件で回転浸食
試験を行い、そのときの溶損量を指数化した。耐熱衝撃
性は、１７００℃の溶銑に浸漬、急冷を繰り返し、その
際の亀裂発生状況を指数化した。耐磨耗性は、試料を１
４００℃まで加熱した後、耐火物粉末を吹き付けたとき
の損耗量を指数化した。なお、表中の評価は、◎は特性
が極めて優れている、○は従来レベル、×は特性が劣っ
ている。
【００１３】本発明の炭素含有耐火物は、従来法である
球状の耐火物骨材、あるいは、柱状の耐火物骨材を用い
たものよりも耐食性、耐熱衝撃性、耐磨耗性のいずれも
が優れる。さらに、比較例の本発明の範囲外の組成の耐
火物、もしくは、本発明の効果が得られにくい大きさの
突起を有する耐火物骨材を使用した耐火物よりも耐食
性、耐熱衝撃性、耐磨耗性のいずれもが優れる。
球状の耐火物骨材、あるいは、柱状の耐火物骨材を用い
たものよりも耐食性、耐熱衝撃性、耐磨耗性のいずれも
が優れる。さらに、比較例の本発明の範囲外の組成の耐
火物、もしくは、本発明の効果が得られにくい大きさの
突起を有する耐火物骨材を使用した耐火物よりも耐食
性、耐熱衝撃性、耐磨耗性のいずれもが優れる。
【００１４】
【表１】
【００１５】〔実施例２〕表２に示す原料組成で混練、
真空フリクション成形、乾燥（９０℃×２４hrs.）、硬
化処理（２５０℃×１０hrs.）を実施してアルミナ−炭
素系の炭素含有耐火物を得た。得られた炭素含有耐火物
の耐食性、耐熱衝撃性、耐磨耗性を測定した。なお、耐
食性は、転炉スラグを用い、１７００℃×６時間の条件
で回転浸食試験を行い、そのときの溶損量を指数化し
た。耐熱衝撃性は、１７００℃の溶銑に浸漬、急冷を繰
り返し、その際の亀裂発生状況を指数化した。耐磨耗性
は、試料を１４００℃まで加熱した後、耐火物粉末を吹
き付けたときの損耗量を指数化した。なお、表中の評価
は、◎は特性が極めて優れている、○は従来レベル、×
は特性が劣っている。
真空フリクション成形、乾燥（９０℃×２４hrs.）、硬
化処理（２５０℃×１０hrs.）を実施してアルミナ−炭
素系の炭素含有耐火物を得た。得られた炭素含有耐火物
の耐食性、耐熱衝撃性、耐磨耗性を測定した。なお、耐
食性は、転炉スラグを用い、１７００℃×６時間の条件
で回転浸食試験を行い、そのときの溶損量を指数化し
た。耐熱衝撃性は、１７００℃の溶銑に浸漬、急冷を繰
り返し、その際の亀裂発生状況を指数化した。耐磨耗性
は、試料を１４００℃まで加熱した後、耐火物粉末を吹
き付けたときの損耗量を指数化した。なお、表中の評価
は、◎は特性が極めて優れている、○は従来レベル、×
は特性が劣っている。
【００１６】本発明の炭素含有耐火物は、従来法である
球状の耐火物骨材、あるいは、柱状の耐火物骨材を用い
たものよりも耐食性、耐熱衝撃性、耐磨耗性のいずれも
が優れる。さらに、比較例の本発明の範囲外の組成の耐
火物、もしくは、本発明の効果が得られにくい大きさの
突起を有する耐火物骨材を使用した耐火物よりも耐食
性、耐熱衝撃性、耐磨耗性のいずれもが優れる。
球状の耐火物骨材、あるいは、柱状の耐火物骨材を用い
たものよりも耐食性、耐熱衝撃性、耐磨耗性のいずれも
が優れる。さらに、比較例の本発明の範囲外の組成の耐
火物、もしくは、本発明の効果が得られにくい大きさの
突起を有する耐火物骨材を使用した耐火物よりも耐食
性、耐熱衝撃性、耐磨耗性のいずれもが優れる。
【００１７】
【表２】
【００１８】〔実施例３〕表３に示す原料組成で混練、
真空フリクション成形、乾燥（９０℃×２４hrs.）、硬
化処理（２５０℃×１０hrs.）を実施してスピネル−炭
素系の炭素含有耐火物を得た。得られた炭素含有耐火物
の耐食性、耐熱衝撃性、耐磨耗性を測定した。なお、耐
食性は、転炉スラグを用い、１７００℃×６時間の条件
で回転浸食試験を行い、そのときの溶損量を指数化し
た。耐熱衝撃性は、１７００℃の溶銑に浸漬、急冷を繰
り返し、その際の亀裂発生状況を指数化した。耐磨耗性
は、試料を１４００℃まで加熱した後、耐火物粉末を吹
き付けたときの損耗量を指数化した。なお、表中の評価
は、◎は特性が極めて優れている、○は従来レベル、×
は特性が劣っている。
真空フリクション成形、乾燥（９０℃×２４hrs.）、硬
化処理（２５０℃×１０hrs.）を実施してスピネル−炭
素系の炭素含有耐火物を得た。得られた炭素含有耐火物
の耐食性、耐熱衝撃性、耐磨耗性を測定した。なお、耐
食性は、転炉スラグを用い、１７００℃×６時間の条件
で回転浸食試験を行い、そのときの溶損量を指数化し
た。耐熱衝撃性は、１７００℃の溶銑に浸漬、急冷を繰
り返し、その際の亀裂発生状況を指数化した。耐磨耗性
は、試料を１４００℃まで加熱した後、耐火物粉末を吹
き付けたときの損耗量を指数化した。なお、表中の評価
は、◎は特性が極めて優れている、○は従来レベル、×
は特性が劣っている。
【００１９】本発明の炭素含有耐火物は、従来法である
球状の耐火物骨材、あるいは、柱状の耐火物骨材を用い
たものよりも耐食性、耐熱衝撃性、耐磨耗性のいずれも
が優れる。さらに、比較例の本発明の範囲外の組成の耐
火物、もしくは、本発明の効果が得られにくい大きさの
突起を有する耐火物骨材を使用した耐火物よりも耐食
性、耐熱衝撃性、耐磨耗性のいずれもが優れる。
球状の耐火物骨材、あるいは、柱状の耐火物骨材を用い
たものよりも耐食性、耐熱衝撃性、耐磨耗性のいずれも
が優れる。さらに、比較例の本発明の範囲外の組成の耐
火物、もしくは、本発明の効果が得られにくい大きさの
突起を有する耐火物骨材を使用した耐火物よりも耐食
性、耐熱衝撃性、耐磨耗性のいずれもが優れる。
【００２０】
【表３】
【００２１】
【発明の効果】本発明によって、炭素含有耐火物の磨耗
による損傷を著しく抑制でき、かつ、耐熱衝撃性の向上
も可能になった。このことにより耐火物の寿命を長くす
ることができ、耐火物コストの削減が可能になった。
による損傷を著しく抑制でき、かつ、耐熱衝撃性の向上
も可能になった。このことにより耐火物の寿命を長くす
ることができ、耐火物コストの削減が可能になった。
【図１】図１は、本発明で使用する突起物を有するクリ
ンカーの模式図である。
ンカーの模式図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 耐火物骨材６０重量部以上９８重量部以
下、炭材２重量部以上４０重量部以下、及び、バインダ
ーを主要構成物とする炭素含有耐火物であって、含まれ
る耐火物骨材のうち少なくとも粒径が１mm以上のものに
突起物を有するものが存在していることを特徴とする炭
素含有耐火物。 - 【請求項２】 突起物の大きさが２０μｍ〜２００μｍ
の範囲にあることを特徴とする請求項１記載の炭素含有
耐火物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7098907A JPH08295554A (ja) | 1995-04-24 | 1995-04-24 | 炭素含有耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7098907A JPH08295554A (ja) | 1995-04-24 | 1995-04-24 | 炭素含有耐火物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08295554A true JPH08295554A (ja) | 1996-11-12 |
Family
ID=14232209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7098907A Withdrawn JPH08295554A (ja) | 1995-04-24 | 1995-04-24 | 炭素含有耐火物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08295554A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006241505A (ja) * | 2005-03-02 | 2006-09-14 | Ing Shoji Kk | 高硬度異形炭化物粒子及びこれを用いた耐摩耗材 |
-
1995
- 1995-04-24 JP JP7098907A patent/JPH08295554A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006241505A (ja) * | 2005-03-02 | 2006-09-14 | Ing Shoji Kk | 高硬度異形炭化物粒子及びこれを用いた耐摩耗材 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020702 |