JPH0881256A - 圧縮、粉砕した膨張黒鉛含有れんが - Google Patents

圧縮、粉砕した膨張黒鉛含有れんが

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JPH0881256A
JPH0881256A JP7125748A JP12574895A JPH0881256A JP H0881256 A JPH0881256 A JP H0881256A JP 7125748 A JP7125748 A JP 7125748A JP 12574895 A JP12574895 A JP 12574895A JP H0881256 A JPH0881256 A JP H0881256A
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carbon
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graphite
compressed
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JP7125748A
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Saburo Matsuo
三郎 松尾
Kiyoto Kasai
清人 笠井
Hirokuni Takahashi
宏邦 高橋
Hiroshi Yasui
宏 安井
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Kyushu Refractories Co Ltd
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Kyushu Refractories Co Ltd
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は炭素含有れんがの耐スポーリング性
の向上を図った膨張黒鉛を使用した際のれんが製造時の
作業性を改善して、耐スポーリング性を維持しつつ耐食
性を向上させることを目的とし、特に低カーボン領域で
の耐スポーリング性の低下する現象を防止し、同時に耐
食性も優れたれんがを得ることを目的とする。 【構成】 炭素質物質0.5〜40重量%よりなる炭素
含有れんがにおいて、炭素質物質として圧縮後粉砕した
膨張黒鉛を含有したれんがであり、その炭素含有れんが
が特にマグネシア・カーボンれんがであり、圧縮後粉砕
した膨張黒鉛の含有量が0.5〜15重量%である圧
縮、粉砕した膨張黒鉛含有れんがである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は混銑車、溶銑鍋、転炉、
溶鋼鍋、電気炉などの各種溶融金属容器の内張りに使用
される炭素含有れんがに関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、転炉をはじめとする各種溶融金属
容器の内張りれんがとして炭素含有れんがが広く使用さ
れるようになっている。この炭素含有れんがは、その構
成要素としてマグネシアやアルミナなどの耐火材料の他
に、天然の鱗状黒鉛を主とする炭素質材料が使用されて
おり、そのスラグに濡れにくい性質や低熱膨脹性、高熱
伝導性に基づいた高耐食性、高耐スポーリング性が大き
な特徴となっている。
【0003】最近の操業条件の過酷化により、耐火物に
も従来より一層の耐食性、耐スポーリング性が望まれる
ようになっている。一方、最近の高級鋼種指向など極低
炭素鋼の溶製などでは鋼中へのカーボンピックアップの
問題で炭素質材料を含有する耐火物は低カーボン系材質
へと移行する傾向にある。この様な低カーボンの炭素含
有れんがでは特に熱衝撃によるスポーリングが問題とな
るため耐スポーリング性が要求される。
【0004】特開昭62−100484号公報には黒鉛
の一部を膨張黒鉛に置換して耐スポーリング性と耐酸化
性とを向上させる方法が開示してある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】膨張黒鉛の使用により
耐スポーリング性は改善されるが、膨張黒鉛は嵩高いた
めれんがとした際に緻密なものが得にくく、耐食性が劣
る。このため緻密なれんがに成形しようとすると、作業
性が極端に低下するという欠点がある。そこで、この発
明は、膨張黒鉛を使用した祭のれんが製造時の作業性を
改善し、耐スポーリング性を維持しつつ耐食性を向上さ
せた膨張黒鉛含有れんがを提供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らはこの膨張黒
鉛を使用したれんがの耐スポーリング性を低下させずに
作業性や耐食性を向上させる方法について種々検討した
結果、一旦膨張させた黒鉛を圧縮することによって、膨
張黒鉛と通常黒鉛の両者の特徴を兼ね備えた黒鉛ができ
ることを見い出し本発明を完成させたものである。即
ち、本発明は炭素質物質0.5〜40重量%よりなる炭
素含有れんがにおいて、炭素質物質として圧縮後粉砕し
た膨張黒鉛を含有したれんがであり、その炭素含有れん
がが特にマグネシア・カーボンれんがであり、圧縮後粉
砕した膨張黒鉛の含有量が0.5〜15重量%の場合に
より効果的な圧縮、粉砕した膨張黒鉛含有れんがであ
る。
【0007】本発明の炭素含有れんがは膨張黒鉛の他に
塩基性および中性の耐火材料を主体とするものである。
塩基性耐火材料としてはマグネシア、ドロマイト、カル
シア、マグカルシアなど、中性耐火材料としてはアルミ
ナ、スピネルなどであり、これらを単独でまたは混合し
て用いる。また、これらの耐火材料を主体としてその他
の酸化物耐火材料、非酸化物耐火材料など既知のものを
併用することも可能である。特に、マグネシア・カーボ
ンれんが、マグカルシア・カーボンれんが、アルミナ・
カーボンれんが、アルミナ・炭化珪素・カーボンれん
が、スピネル・カーボンれんが、スピネル・アルミナ・
カーボンれんが、マグネシア・スピネル・カーボンれん
がなどが好ましいものであるが、マグネシア・カーボン
れんがに使用すると一段と好ましい。
【0008】膨張黒鉛とは天然黒鉛の層間に硫酸などを
挿入させた黒鉛層間化合物を800〜1000℃の温度
に急激に加熱することにより黒鉛層間を膨張させたもの
である。本発明の特徴である炭素質材料としては、この
膨張黒鉛を10MPa以上の圧力で圧縮した後、1mm
以下の粒度に粉砕したものを塩基性および中性の耐火材
料と共に用いることである。さらに、圧縮、粉砕した膨
張黒鉛と鱗状黒鉛や通常の膨張黒鉛とを併用して使用す
ることも可能である。使用量は全炭素質物質としてれん
が中の0.5〜40重量%であり、特に、0.5〜15
重量%の低カーボン領域、好ましくは0.5〜10重量
%、さらに好ましくは0.5〜7重量%の炭素含有れん
がにおいて好適である。炭素含有れんがが低カーボン領
域となるほど圧縮、粉砕した膨張黒鉛の効果は増大する
ので、できるだけ多量に、好ましくは全量を圧縮、粉砕
した膨張黒鉛とするのがよい。なお、本発明でいう炭素
質物質とは炭素材料とフェノール樹脂などの結合剤から
の炭素質とを合わせた量であり、JIS G 1211
あるいはそれに準じた方法で測定されるものをいう。
【0009】本発明の炭素含有れんがの製造に使用され
る結合剤は通常のフェノール樹脂などの有機系結合剤の
ほか、特に低カーボンれんがを志向する場合にはケイ酸
ソーダやリン酸ソーダなどの無機系結合剤も使用でき
る。
【0010】本発明においては上記の塩基性、中性の耐
火材料および圧縮、粉砕した膨張黒鉛からなるが、この
他にも金属粉末、ガラス質などの酸化防止材料、各種繊
維などの耐スポーリング性向上材料など公知の添加剤を
使用することは構わない。これらの材料に結合剤を加
え、通常の方法で混練、成形した後、熱処理する不焼成
耐火れんが、あるいは高温で還元焼成する焼成耐火れん
がとして使用される。本発明においては、通常の鱗状黒
鉛を使用した炭素含有れんがと変わらない製造方法で膨
張黒鉛が使用できる点に特徴がある。
【0011】
【作用】膨張黒鉛は天然黒鉛の一種であるが、黒鉛結晶
が互いに絡み合いハニカム構造をした嵩の大きい塊状体
であり弾力性に優れているため、炭素含有れんがとして
使用した場合、耐火材料、特にマグネシアのような熱膨
張・収縮の大きい材料のそれを吸収し、その結果耐スポ
ーリング性の高いれんがとなるのである。従って、低カ
ーボンれんがにおいては炭素含有量が少なくなるほど耐
スポーリング性は極端に低下するが、膨張黒鉛を添加黒
鉛原料の一部または全部に使用することにより耐スポー
リング性の低下を補うことが可能となる。膨張黒鉛は通
常の鱗状黒鉛と比較すると層間の結合は弱く、これがれ
んがの耐スポーリング性に寄与するのであり、耐スポー
リング性が極端に低下する炭素含有量10重量%以下、
さらには7重量%以下の炭素含有れんがにおいて顕著な
効果がある。この性質は膨張黒鉛を圧縮、粉砕してもな
お残っており、膨張黒鉛を使用したれんがの耐スポーリ
ング性がそのまま維持される。
【0012】さらに、天然黒鉛を膨脹させ、その後粉砕
することにより、膨脹した部分で黒鉛の層が分断される
ため、天然黒鉛と比較するとアスペクト比(黒鉛のa軸
方向の長さ/c軸の厚み)が非常に大きくなり、さら
に、れんがの成形時により複雑に絡み合うために引き抜
き効果が助長される。これらによってれんがの破壊エネ
ルギーが著しく高められ、この面からも耐スポーリング
性の高いれんがとなるのである。しかしながら、このよ
うな耐スポーリング性に効果的な膨張黒鉛も0.5重量
%未満の添加では効果が表れないため、少なくとも0.
5重量%以上添加することが必要である。
【0013】膨張黒鉛は嵩高いため、通常の黒鉛と比較
すると、れんがを製造する際の混練や成形がしにくくな
り、従来と同様の製造方法では緻密なれんががとなら
ず、その結果耐食性が低下する。しかし、本発明の圧
縮、粉砕した膨張黒鉛は、一度圧縮してあるため通常の
膨脹黒鉛に比較して嵩が小さくなっており、れんが製造
において従来の黒鉛と同様に扱え、混練や成形の際の作
業性にも優れ、緻密なれんがに成形することができるた
め、耐食性にも優れたものになると考えられる。
【0014】
【実施例】表1に示すような組成の炭素含有れんがを混
練、プレス成形した後300℃で10時間熱処理した。
比較例として同様に表2に示した配合のものも用意し
た。そのれんがについての各種試験結果も同じく表1お
よび表2中に示す。なお、使用したフェノール樹脂は残
炭率53%のものである。
【0015】耐スポーリング性指数は1650℃の溶鋼
に浸漬する操作を3回繰り返して、前後の弾性率の維持
比で表したものであり、数字の大きいものほど耐スポー
リング性が優れている。耐食性指数はマグネシア・カー
ボンれんがについては、転炉スラグ(C/S=3.4)
を用いて1750℃、5時間試験後の溶損量の逆数を比
較例6を100とする指数で、アルミナ・カーボンれん
がについては溶銑予備処理スラグ(C/S=1.2)を
用い1500℃、5時間試験後の溶損量の逆数を比較例
7を100とする指数でそれぞれ表した。破壊エネルギ
ーはシェブロンノッチを入れワークオブフラクチャー法
により測定した。
【0016】
【表1】
【0017】
【表2】
【0018】表2の比較例2と3の比較より、通常の鱗
状黒鉛の代わりに膨脹黒鉛を使用すると、マグネシアの
熱膨張を吸収したと考えられる効果として耐スポーリン
グ性指数、破壊エネルギーの向上が認められる。また、
表1の実施例3〜7と表2比較例3〜7の比較から、従
来の鱗状黒鉛や膨脹黒鉛に代えて本発明の圧縮、粉砕し
た膨張黒鉛粉を使用すると、さらに一層耐スポーリング
性指数、破壊エネルギーが向上している。さらに、実施
例1、2に示すような極低カーボン領域においても、本
発明の圧縮、粉砕した膨張黒鉛粉を使用すると、比較例
1に示すような破損に至らず、十分実用可能なレベルに
あることが確認できた。
【0019】一方、耐食性指数については、実施例のよ
うに、圧縮、粉砕した膨張黒鉛を使用すると、通常の黒
鉛や膨張黒鉛を使用した比較例の場合より向上してい
る。実施例1と比較例1とを比較すればこの効果は極低
カーボン領域においても耐食性の低下も従来例より小さ
くなっているのがわかる。これらのことは膨張黒鉛を圧
縮、粉砕することで、膨張黒鉛をそのまま使用する際は
もちろん、通常の黒鉛を使用するよりも作業性に優れ、
物性面に見られるように、緻密なれんがが製造できるた
めと考えられる。
【0020】
【発明の効果】本発明においては、炭素含有れんがに使
用される炭素質材料を従来の鱗状黒鉛から前記膨張黒鉛
粉に代えることで、れんがの耐スポーリング性が向上し
た効果を維持しつつ、れんが製造時の作業性の改善効果
で緻密なれんがとなるため耐食性の向上を図ることがで
きるものである。このことは特に低カーボンの炭素含有
れんがにおいて効果が顕著となる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C04B 35/103 F27D 1/00 N C04B 35/10 G (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 安井 宏 岡山市竹田32番地

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 炭素質物質0.5〜40重量%よりなる
    炭素含有れんがにおいて、炭素質物質として圧縮後粉砕
    した膨張黒鉛を含有することを特徴とする圧縮、粉砕し
    た膨張黒鉛含有れんが。
  2. 【請求項2】 炭素含有れんががマグネシア・カーボン
    れんがであり、圧縮後粉砕した膨張黒鉛の含有量が0.
    5〜15重量%であることを特徴とする請求項1記載の
    圧縮、粉砕した膨張黒鉛含有れんが。
JP7125748A 1994-07-11 1995-04-25 圧縮、粉砕した膨張黒鉛含有れんが Withdrawn JPH0881256A (ja)

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JP7125748A JPH0881256A (ja) 1994-07-11 1995-04-25 圧縮、粉砕した膨張黒鉛含有れんが

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18275094 1994-07-11
JP6-182750 1994-07-11
JP7125748A JPH0881256A (ja) 1994-07-11 1995-04-25 圧縮、粉砕した膨張黒鉛含有れんが

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JPH0881256A true JPH0881256A (ja) 1996-03-26

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