JPH0925156A - 炭素含有耐火物 - Google Patents
炭素含有耐火物Info
- Publication number
- JPH0925156A JPH0925156A JP7195793A JP19579395A JPH0925156A JP H0925156 A JPH0925156 A JP H0925156A JP 7195793 A JP7195793 A JP 7195793A JP 19579395 A JP19579395 A JP 19579395A JP H0925156 A JPH0925156 A JP H0925156A
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- JP
- Japan
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- alloy
- refractory
- weight
- carbon
- mixture
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 炭素含有耐火物で炭素質原料の酸化を抑制さ
せて耐久性を高めることである。 【構成】 炭素質原料 1〜40重量％，無機質耐火原料 6
0〜99重量％を含有する混合物に対して Si, Mg, Al の
重量％が所定量の範囲にある Si-Mg-Al合金および Si/M
g 重量比が所定比の範囲にある Si-Mg合金と Al 粉末が
所定量の範囲にある混合物の一種または組み合わせを外
掛けで 0.5〜15重量％使用することによって耐火物の表
面および内部の組織を緻密化して耐久性を高めることが
可能となった。
せて耐久性を高めることである。 【構成】 炭素質原料 1〜40重量％，無機質耐火原料 6
0〜99重量％を含有する混合物に対して Si, Mg, Al の
重量％が所定量の範囲にある Si-Mg-Al合金および Si/M
g 重量比が所定比の範囲にある Si-Mg合金と Al 粉末が
所定量の範囲にある混合物の一種または組み合わせを外
掛けで 0.5〜15重量％使用することによって耐火物の表
面および内部の組織を緻密化して耐久性を高めることが
可能となった。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本願発明は、炭素含有耐火物に関
する。
する。
【０００２】
【従来の技術】炭素質原料を配合した炭素含有耐火物は
耐スポーリング性が向上するとともにスラグや溶融金属
に対する耐食性も向上することから近年幅広い用途に使
用されている。
耐スポーリング性が向上するとともにスラグや溶融金属
に対する耐食性も向上することから近年幅広い用途に使
用されている。
【０００３】上記炭素含有耐火物の中のマグネシアクリ
ンカーや電融マグネシア等の塩基性耐火物原料とリン状
黒鉛等の炭素質原料を配合したマグネシア・カーボン質
れんがは転炉，電気炉等に多く使用され飛躍的に寿命を
延長させている。しかし、このような炭素含有耐火物は
その組織の結合が炭素結合に依存しており、強い酸化雰
囲気下において急速に炭素質原料が酸化して組織が脆弱
化し、損耗が著しく増大するという欠点が指摘されてい
る。
ンカーや電融マグネシア等の塩基性耐火物原料とリン状
黒鉛等の炭素質原料を配合したマグネシア・カーボン質
れんがは転炉，電気炉等に多く使用され飛躍的に寿命を
延長させている。しかし、このような炭素含有耐火物は
その組織の結合が炭素結合に依存しており、強い酸化雰
囲気下において急速に炭素質原料が酸化して組織が脆弱
化し、損耗が著しく増大するという欠点が指摘されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記炭素質原料の受け
る酸化作用を抑制して熱間の強度を改善するために、金
属粉末を利用することは一般に実施されている。さらに
耐酸化性を付与することが要求されており、炭素含有耐
火物に Mg, Si 金属粉末の添加(特開昭55−107749), Al
-Mg合金を使用した(特開昭58−190868)等も提案されて
いる。しかしながら炭素含有耐火物に Mg 金属粉末を使
用すると、加熱時に Mg 金属粉末の揮発を生じるため、
組織の脆弱が発生して熱間強度の向上および耐酸化性の
向上等に効果が少ない、また、Al-Mg合金は Al が炭化
された AlC4 が生成するが、その生成量が多い場合、水
和反応による組織の脆弱が発生し耐用が低下することが
あり、炭素含有耐火物の特長を損なう結果となってい
る。
る酸化作用を抑制して熱間の強度を改善するために、金
属粉末を利用することは一般に実施されている。さらに
耐酸化性を付与することが要求されており、炭素含有耐
火物に Mg, Si 金属粉末の添加(特開昭55−107749), Al
-Mg合金を使用した(特開昭58−190868)等も提案されて
いる。しかしながら炭素含有耐火物に Mg 金属粉末を使
用すると、加熱時に Mg 金属粉末の揮発を生じるため、
組織の脆弱が発生して熱間強度の向上および耐酸化性の
向上等に効果が少ない、また、Al-Mg合金は Al が炭化
された AlC4 が生成するが、その生成量が多い場合、水
和反応による組織の脆弱が発生し耐用が低下することが
あり、炭素含有耐火物の特長を損なう結果となってい
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の問題点を
解決しさらに耐酸化性が付与された炭素含有耐火物を得
るために炭素質原料 1〜40重量％，耐火原料60〜99重量
％を含有する混合物に対して Si 49〜67重量％，Mg 13
〜49重量％，Al 2〜20重量％の Si-Mg-Al合金もしくは
Si/Mg の重量比 1/1〜2/1 の範囲である Si-Mg合金 80
〜98重量％に Al粉末 2〜20重量％の混合物の一種また
は組み合わせを外掛けで 0.5〜15重量％を使用するこ
とを特長とする炭素含有耐火物を提供するにある。
解決しさらに耐酸化性が付与された炭素含有耐火物を得
るために炭素質原料 1〜40重量％，耐火原料60〜99重量
％を含有する混合物に対して Si 49〜67重量％，Mg 13
〜49重量％，Al 2〜20重量％の Si-Mg-Al合金もしくは
Si/Mg の重量比 1/1〜2/1 の範囲である Si-Mg合金 80
〜98重量％に Al粉末 2〜20重量％の混合物の一種また
は組み合わせを外掛けで 0.5〜15重量％を使用するこ
とを特長とする炭素含有耐火物を提供するにある。
【０００６】
【作用】本発明によれば、所定量の炭素質原料を含む混
合物に対して Si-Mg-Al合金および Si-Mg合金と Al粉末
の混合物を一種または組み合わせて所定量使用すること
によって、使用時に耐火物の表面で MgO, SiO2, Al2O3
を生成して耐酸化性を向上するとともに耐食性の向上が
図れる。なお、Si-Mg合金はマグネシア・炭素系れんが
の加熱により Mg が揮発を生ずるが Al を添加した Si-
Mg-Al合金は Mgの揮発を抑制する作用があり、酸化防止
の効果が大きい。また Si/Mg合金に Al粉末を添加する
場合も同様の効果がある。
合物に対して Si-Mg-Al合金および Si-Mg合金と Al粉末
の混合物を一種または組み合わせて所定量使用すること
によって、使用時に耐火物の表面で MgO, SiO2, Al2O3
を生成して耐酸化性を向上するとともに耐食性の向上が
図れる。なお、Si-Mg合金はマグネシア・炭素系れんが
の加熱により Mg が揮発を生ずるが Al を添加した Si-
Mg-Al合金は Mgの揮発を抑制する作用があり、酸化防止
の効果が大きい。また Si/Mg合金に Al粉末を添加する
場合も同様の効果がある。
【０００７】
【実施例】本発明の炭素含有耐火物は炭素質原料 1〜40
重量％、耐火原料 60〜99重量％を含有する混合物に対
して Si，Mg，Al の重量％が所定量の範囲にある Si-Mg
-Al合金および Si/Mg重量比が所定比の範囲にある Si-M
g合金と Al粉末が所定量の範囲にある混合物の１種また
は組み合わせを外掛けで 0.5〜15重量％使用することを
特長としている。
重量％、耐火原料 60〜99重量％を含有する混合物に対
して Si，Mg，Al の重量％が所定量の範囲にある Si-Mg
-Al合金および Si/Mg重量比が所定比の範囲にある Si-M
g合金と Al粉末が所定量の範囲にある混合物の１種また
は組み合わせを外掛けで 0.5〜15重量％使用することを
特長としている。
【０００８】この発明の炭素含有耐火物に使用すること
ができる炭素質原料としては例えば鱗状黒鉛，土状黒
鉛，人造黒鉛，カーボンブラック，石炭ピッチコークス
等の通常のものがいずれも使用できる。上記炭素質原料
の粒度は特に制限されず、適宜選択すればよいが通常 1
mm 以下程度のものが好ましい。
ができる炭素質原料としては例えば鱗状黒鉛，土状黒
鉛，人造黒鉛，カーボンブラック，石炭ピッチコークス
等の通常のものがいずれも使用できる。上記炭素質原料
の粒度は特に制限されず、適宜選択すればよいが通常 1
mm 以下程度のものが好ましい。
【０００９】耐火原料としては、通常のものがいずれも
使用でき、例えばマグネシア，ドロマイト，ライム，ス
ピネル，アルミナ，ムライト，ろう石，けい石，バン土
頁岩，粘土等を挙げることができる。これらの粒度は特
に制限されないが、通常 8mm以下程度のものを使用する
のが好ましい。
使用でき、例えばマグネシア，ドロマイト，ライム，ス
ピネル，アルミナ，ムライト，ろう石，けい石，バン土
頁岩，粘土等を挙げることができる。これらの粒度は特
に制限されないが、通常 8mm以下程度のものを使用する
のが好ましい。
【００１０】Si-Mg-Al合金の組成は Si 49〜67重量％，
Mg 13〜49重量％，Al 2〜20重量％の範囲または Si-Mg
合金と Al粉末を使用する場合、Si-Mg合金は Si/Mg 重
量比1/1〜2/1 の範囲の合金 80〜98重量％に Al粉末 2
〜20重量％の範囲が好ましく、Si-Mg-Al合金，Si-Mg合
金および Al粉末の粒径は特に制限されないが通常 1mm
以下程度のものを使用するのが好ましい。
Mg 13〜49重量％，Al 2〜20重量％の範囲または Si-Mg
合金と Al粉末を使用する場合、Si-Mg合金は Si/Mg 重
量比1/1〜2/1 の範囲の合金 80〜98重量％に Al粉末 2
〜20重量％の範囲が好ましく、Si-Mg-Al合金，Si-Mg合
金および Al粉末の粒径は特に制限されないが通常 1mm
以下程度のものを使用するのが好ましい。
【００１１】Si-Mg-Al合金，Si-Mg合金および Al の一
種または組み合わせでの使用量は、耐火材料に対して
0.5〜15重量％が好ましい。上記使用量が 0.5重量％未
満では所期の効果が得られず、15重量％を越えると耐酸
化性の点では支障はないが耐食性が低下して好ましくな
い。
種または組み合わせでの使用量は、耐火材料に対して
0.5〜15重量％が好ましい。上記使用量が 0.5重量％未
満では所期の効果が得られず、15重量％を越えると耐酸
化性の点では支障はないが耐食性が低下して好ましくな
い。
【００１２】炭素含有耐火物には残留炭素量が多くかつ
成形時の作業性に優れるタール，ピッチ，フェノール樹
脂等のバインダーの１種または２種以上を配合すること
ができる。また、炭素含有耐火物は通常の耐火物製造方
法によって製造でき不焼成耐火物あるいは還元焼成して
焼成耐火物とすることができ、両方とも本発明の範囲に
含まれるものである。
成形時の作業性に優れるタール，ピッチ，フェノール樹
脂等のバインダーの１種または２種以上を配合すること
ができる。また、炭素含有耐火物は通常の耐火物製造方
法によって製造でき不焼成耐火物あるいは還元焼成して
焼成耐火物とすることができ、両方とも本発明の範囲に
含まれるものである。
【００１３】（使用例１）表１に示す配合を40分間混練
した後 1000kgf/cm2 の圧力で加圧成形した。この成形
物を 180℃で 20時間熱処理し、不焼成マグネシア・カ
ーボン耐火物(本発明１〜６および比較例７〜９)を得
た。得られた耐火物を試料として耐酸化性，熱間曲げ強
さ，耐食性試験を行なった。耐酸化性試験としては、50
×50×50mmの試料を電気炉に入れて、大気中で 1500℃
3時間熱処理し、処理後の重量減少率および脱炭層の厚
みを求めた。
した後 1000kgf/cm2 の圧力で加圧成形した。この成形
物を 180℃で 20時間熱処理し、不焼成マグネシア・カ
ーボン耐火物(本発明１〜６および比較例７〜９)を得
た。得られた耐火物を試料として耐酸化性，熱間曲げ強
さ，耐食性試験を行なった。耐酸化性試験としては、50
×50×50mmの試料を電気炉に入れて、大気中で 1500℃
3時間熱処理し、処理後の重量減少率および脱炭層の厚
みを求めた。
【００１４】耐食性試験は、上記発明品および比較品の
不焼成耐火物を塩基度 CaO/SiO2 重量比 2.0 のスラグ
を使用し 1600℃で 5時間の回転スラグ浸食テストを行
なった。比較品８の浸食量を 100 として各試作品の浸
食量を算出し溶損指数とした。耐スレーキング試験は還
元雰囲気で 1500℃×５時間焼成した耐火物をオートク
レーブで圧力 5kgf/cm2 で５時間保持したのち取り出
し、亀裂の有無を調べた。これらの結果を表１の下欄に
示している。表１より本発明の方が、比較品に比べて重
量減少率，脱炭層厚さ，すなわち炭素質原料の酸化消失
量が少なく、また溶損指数も小さく、優れていることが
分かる。
不焼成耐火物を塩基度 CaO/SiO2 重量比 2.0 のスラグ
を使用し 1600℃で 5時間の回転スラグ浸食テストを行
なった。比較品８の浸食量を 100 として各試作品の浸
食量を算出し溶損指数とした。耐スレーキング試験は還
元雰囲気で 1500℃×５時間焼成した耐火物をオートク
レーブで圧力 5kgf/cm2 で５時間保持したのち取り出
し、亀裂の有無を調べた。これらの結果を表１の下欄に
示している。表１より本発明の方が、比較品に比べて重
量減少率，脱炭層厚さ，すなわち炭素質原料の酸化消失
量が少なく、また溶損指数も小さく、優れていることが
分かる。
【００１５】（使用例２）表２に示す配合を40分間混練
した後 900kgf/cm2 で加圧成形した。この成形物を 200
℃で 18時間熱処理し、不焼成アルミナ・カーボン耐火
物(本発明１０〜１５および比較品１６〜１８)を得た。
得られた耐火物を上記使用例１と同じように耐酸化性試
験および耐食性試験に供した。本使用例２では 1300℃
3時間の熱処理とし耐食性試験では比較例１７の浸食
量を 100 として算出した溶損指数で示した。結果を表
２の下欄に示している。本発明品が比較品とくらべ優れ
ていることが示されている。
した後 900kgf/cm2 で加圧成形した。この成形物を 200
℃で 18時間熱処理し、不焼成アルミナ・カーボン耐火
物(本発明１０〜１５および比較品１６〜１８)を得た。
得られた耐火物を上記使用例１と同じように耐酸化性試
験および耐食性試験に供した。本使用例２では 1300℃
3時間の熱処理とし耐食性試験では比較例１７の浸食
量を 100 として算出した溶損指数で示した。結果を表
２の下欄に示している。本発明品が比較品とくらべ優れ
ていることが示されている。
【００１６】
【発明の効果】以上のように本発明の炭素含有耐火物は
Si-Mg-Al合金および Si-Mg合金と Al粉末の混合物の一
種または組み合わせの添加により耐火物の表面および内
部の組織を緻密化して強固となり、耐酸化性および耐食
性を高めることができた。この結果炭素含有耐火物を使
用する炉の寿命を延長することが可能となった。
Si-Mg-Al合金および Si-Mg合金と Al粉末の混合物の一
種または組み合わせの添加により耐火物の表面および内
部の組織を緻密化して強固となり、耐酸化性および耐食
性を高めることができた。この結果炭素含有耐火物を使
用する炉の寿命を延長することが可能となった。
【表１】
【表２】
Claims (3)
- 【請求項１】 炭素質原料 1〜40重量％，無機質耐火原
料 60〜99重量％を含有する混合物に対して Si 49〜67
重量％，Mg 13〜49重量％，Al 2〜20重量％の範囲であ
る Si-Mg-Al 合金を、外掛けで 0.5〜15重量％添加する
ことを特徴とする炭素含有耐火物。 - 【請求項２】 炭素質原料 1〜40重量％，無機耐火物 6
0〜99重量％を含有する混合物に対して、Si/Mg の重量
比が 1/1〜2/1 の範囲である Si-Mg合金が 80〜98重量
比％と Al 粉末が 2〜20％の混合物を外掛けで 0.5〜15
重量％添加することを特徴とする炭素含有耐火物。 - 【請求項３】 請求項１，２の合金および金属の組み合
わせを外掛けで 0.5〜15重量％添加することを特徴とす
る炭素含有耐火物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7195793A JPH0925156A (ja) | 1995-07-07 | 1995-07-07 | 炭素含有耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7195793A JPH0925156A (ja) | 1995-07-07 | 1995-07-07 | 炭素含有耐火物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0925156A true JPH0925156A (ja) | 1997-01-28 |
Family
ID=16347072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7195793A Pending JPH0925156A (ja) | 1995-07-07 | 1995-07-07 | 炭素含有耐火物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0925156A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4883224B2 (ja) * | 2009-01-07 | 2012-02-22 | 株式会社村田製作所 | 低温焼結セラミック材料およびセラミック基板 |
-
1995
- 1995-07-07 JP JP7195793A patent/JPH0925156A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4883224B2 (ja) * | 2009-01-07 | 2012-02-22 | 株式会社村田製作所 | 低温焼結セラミック材料およびセラミック基板 |
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