JPH1179825A - 黒鉛含有耐火物 - Google Patents
黒鉛含有耐火物Info
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- JPH1179825A JPH1179825A JP9236841A JP23684197A JPH1179825A JP H1179825 A JPH1179825 A JP H1179825A JP 9236841 A JP9236841 A JP 9236841A JP 23684197 A JP23684197 A JP 23684197A JP H1179825 A JPH1179825 A JP H1179825A
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- scaly graphite
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Abstract
(57)【要約】
【課題】 混銑車、転炉、取鍋、電気炉等の各種溶
融金属容器のライニングや連続鋳造用ノズル等に使用さ
れる黒鉛含有耐火物に関するものである。 【解決手段】 黒鉛含有耐火物を構成する黒鉛質原料中
に、目開きの基準寸法が０．１０６mmの標準篩を通過す
る大きさであり、かつ結晶の層面に直角方向の鱗片の厚
みがその分布の平均値として２０μｍ以下であるような
肉薄鱗状黒鉛を含有している。このことにより、耐火物
の耐食性、耐酸化性、耐磨耗性が向上し、また上記肉薄
鱗状黒鉛が肉薄であるために粗粒が少くても耐火物中の
マトリックス部が緻密になるので、耐スポーリング性が
低下するという問題が起こらず、耐用性を向上させるこ
とができる。
融金属容器のライニングや連続鋳造用ノズル等に使用さ
れる黒鉛含有耐火物に関するものである。 【解決手段】 黒鉛含有耐火物を構成する黒鉛質原料中
に、目開きの基準寸法が０．１０６mmの標準篩を通過す
る大きさであり、かつ結晶の層面に直角方向の鱗片の厚
みがその分布の平均値として２０μｍ以下であるような
肉薄鱗状黒鉛を含有している。このことにより、耐火物
の耐食性、耐酸化性、耐磨耗性が向上し、また上記肉薄
鱗状黒鉛が肉薄であるために粗粒が少くても耐火物中の
マトリックス部が緻密になるので、耐スポーリング性が
低下するという問題が起こらず、耐用性を向上させるこ
とができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は混銑車、転炉、取鍋、電
気炉等の各種溶融金属容器のライニングや連続鋳造用ノ
ズル等に使用される黒鉛含有耐火物に関するものであ
る。
気炉等の各種溶融金属容器のライニングや連続鋳造用ノ
ズル等に使用される黒鉛含有耐火物に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、各種酸化物とともに、金属、炭化
物、窒化物等と黒鉛を組み合わせた黒鉛含有耐火物が、
転炉、電気炉、連続鋳造等の様々な製鋼設備において広
く使用されるようになってきている。例えばこの黒鉛含
有耐火物を代表するマグネシア−カーボンれんがは、高
融点のマグネシアと、スラグに対して濡れにくい性質を
持つ黒鉛とにより構成されているため、耐食性に優れる
と共に炭素の高熱伝導性によって耐スポーリング性にも
優れた耐火物である。
物、窒化物等と黒鉛を組み合わせた黒鉛含有耐火物が、
転炉、電気炉、連続鋳造等の様々な製鋼設備において広
く使用されるようになってきている。例えばこの黒鉛含
有耐火物を代表するマグネシア−カーボンれんがは、高
融点のマグネシアと、スラグに対して濡れにくい性質を
持つ黒鉛とにより構成されているため、耐食性に優れる
と共に炭素の高熱伝導性によって耐スポーリング性にも
優れた耐火物である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記黒鉛
含有耐火物は、更なる耐食性、耐スポーリング性の向上
が求められ、一般に上記黒鉛含有耐火物の改良は、耐食
性の向上、酸化防止及びスポーリング防止の点から行わ
れている。
含有耐火物は、更なる耐食性、耐スポーリング性の向上
が求められ、一般に上記黒鉛含有耐火物の改良は、耐食
性の向上、酸化防止及びスポーリング防止の点から行わ
れている。
【０００４】上記黒鉛含有耐火物の製造に使用される黒
鉛原料には、天然に産するもの（鱗状黒鉛、土状黒鉛
等）と人工的なもの（人造黒鉛等）がある。天然に産す
る黒鉛は、原鉱を粉砕、篩分け、浮遊選鉱の工程を経
て、必要な場合は化学的処理を加えて調整される。ま
た、例えば特開平５−３０１７７２に開示されるような
上記の処理工程を経た、いわゆる「膨張黒鉛」、また特
願平２−４３６９８に開示されるような篩目を通過しな
いという意味において粗粒であることを特徴とした「薄
厚鱗片状黒鉛」等も利用されている。
鉛原料には、天然に産するもの（鱗状黒鉛、土状黒鉛
等）と人工的なもの（人造黒鉛等）がある。天然に産す
る黒鉛は、原鉱を粉砕、篩分け、浮遊選鉱の工程を経
て、必要な場合は化学的処理を加えて調整される。ま
た、例えば特開平５−３０１７７２に開示されるような
上記の処理工程を経た、いわゆる「膨張黒鉛」、また特
願平２−４３６９８に開示されるような篩目を通過しな
いという意味において粗粒であることを特徴とした「薄
厚鱗片状黒鉛」等も利用されている。
【０００５】上記黒鉛原料に関しては、粒度の大きな黒
鉛を使用するほうが耐食性、酸化防止の両面から好適で
あるが、耐スポーリング性は低下する。また、黒鉛原料
の配合量を減らせば酸化による耐火物の劣化は軽減され
るが、耐食性及びスポーリング防止の面で性能が低下す
る。
鉛を使用するほうが耐食性、酸化防止の両面から好適で
あるが、耐スポーリング性は低下する。また、黒鉛原料
の配合量を減らせば酸化による耐火物の劣化は軽減され
るが、耐食性及びスポーリング防止の面で性能が低下す
る。
【０００６】一方、金属、炭化物、窒化等のいわゆる酸
化防止剤の添加は酸化防止には有効であっても、一般に
黒鉛含有耐火物の熱間線膨張率及び加熱後の残存線膨張
率の増大や、高弾性化を招くという問題が起こる。この
場合、当該耐火物を繰り返し使用すると該耐火物の稼働
面側に迫り応力が発生し、稼働面表層の剥離、いわゆる
スポーリング損傷による耐火物の損耗が大きくなること
がある。そこで、スポーリング損傷を回避するために、
上記酸化防止剤の添加量を減少させたり、特開平７−１
７７５８で開示されたようにマグネシア質骨材の粗粒を
多用すると、耐火物組織の緻密性が減退して、耐食性や
耐磨耗性が劣化し、耐火物の損耗は増大するという問題
を生じる。
化防止剤の添加は酸化防止には有効であっても、一般に
黒鉛含有耐火物の熱間線膨張率及び加熱後の残存線膨張
率の増大や、高弾性化を招くという問題が起こる。この
場合、当該耐火物を繰り返し使用すると該耐火物の稼働
面側に迫り応力が発生し、稼働面表層の剥離、いわゆる
スポーリング損傷による耐火物の損耗が大きくなること
がある。そこで、スポーリング損傷を回避するために、
上記酸化防止剤の添加量を減少させたり、特開平７−１
７７５８で開示されたようにマグネシア質骨材の粗粒を
多用すると、耐火物組織の緻密性が減退して、耐食性や
耐磨耗性が劣化し、耐火物の損耗は増大するという問題
を生じる。
【０００７】本発明は上記の事情に鑑みて提案されたも
のであり、耐食性、耐酸化性、耐磨耗性を劣化させるこ
となく、耐スポーリング性を向上した黒鉛含有耐火物を
提供することを目的とする。
のであり、耐食性、耐酸化性、耐磨耗性を劣化させるこ
となく、耐スポーリング性を向上した黒鉛含有耐火物を
提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために以下の手段を採用している。すなわち、黒鉛
質原料中に、目開きの基準寸法が０．１０６ｍｍの標準
篩を通過する大きさであり、かつ結晶の層面に直角方向
の鱗片の厚みがその分布の平均値として２０μｍ以下で
あるような肉薄鱗状黒鉛を含有するという手段を採用し
ている。
するために以下の手段を採用している。すなわち、黒鉛
質原料中に、目開きの基準寸法が０．１０６ｍｍの標準
篩を通過する大きさであり、かつ結晶の層面に直角方向
の鱗片の厚みがその分布の平均値として２０μｍ以下で
あるような肉薄鱗状黒鉛を含有するという手段を採用し
ている。
【０００９】また、黒鉛質原料中に、上記肉薄鱗状黒鉛
を５０重量％以上含有する構成することもできる。ま
た、上記黒鉛質原料中の上記肉薄鱗状黒鉛の残部を目開
きの基準寸法が０．２１２ｍｍの標準篩を通過しない大
きさの普通鱗状黒鉛により構成することもできる。
を５０重量％以上含有する構成することもできる。ま
た、上記黒鉛質原料中の上記肉薄鱗状黒鉛の残部を目開
きの基準寸法が０．２１２ｍｍの標準篩を通過しない大
きさの普通鱗状黒鉛により構成することもできる。
【００１０】上記のように黒鉛質原料として、目開きの
基準寸法が０．１０６ｍｍの標準篩を通過する大きさで
あり、かつ結晶の層面に直角方向の鱗片の厚みがその分
布の平均値として２０μｍ以下であるような肉薄鱗状黒
鉛を使用した場合には、耐火物の耐食性、耐酸化性、耐
磨耗性が向上し、また上記肉薄鱗状黒鉛が肉薄であるた
めに粗粒が少くても耐火物中のマトリックス部が緻密に
なるので、耐スポーリング性が低下するという問題が起
こらない。
基準寸法が０．１０６ｍｍの標準篩を通過する大きさで
あり、かつ結晶の層面に直角方向の鱗片の厚みがその分
布の平均値として２０μｍ以下であるような肉薄鱗状黒
鉛を使用した場合には、耐火物の耐食性、耐酸化性、耐
磨耗性が向上し、また上記肉薄鱗状黒鉛が肉薄であるた
めに粗粒が少くても耐火物中のマトリックス部が緻密に
なるので、耐スポーリング性が低下するという問題が起
こらない。
【００１１】上記肉薄鱗状黒鉛が目開きの基準寸法が
０．１０６ｍｍの標準篩を通過しない大きさの場合に
は、耐火物中のマトリックス部の黒鉛粒子相互間の隙間
が大きくなって酸化損耗を受け易くなると共にスラグの
浸透が増大するので、耐火物の耐食性、耐酸化性、耐磨
耗性の低下を引き起こすことになる。
０．１０６ｍｍの標準篩を通過しない大きさの場合に
は、耐火物中のマトリックス部の黒鉛粒子相互間の隙間
が大きくなって酸化損耗を受け易くなると共にスラグの
浸透が増大するので、耐火物の耐食性、耐酸化性、耐磨
耗性の低下を引き起こすことになる。
【００１２】尚、本発明における黒鉛の粒度は、標準篩
で篩った結果で定義した。また、結晶の層面に直角方向
のいわゆる黒鉛厚みは、以下の方法で測定した値を用い
た。供試黒鉛原料２０ｇと４４μｍ以下のアルミナ粉８
０ｇを熱硬化性樹脂とともに混練し、２００kgf/cm2 の
圧力でペレットに成形し、２００℃で２４Ｈ乾燥した
後、成形方向にペレットを切断研磨して断面を反射顕微
鏡で観察測定することによって黒鉛厚みを測定し決定し
た。
で篩った結果で定義した。また、結晶の層面に直角方向
のいわゆる黒鉛厚みは、以下の方法で測定した値を用い
た。供試黒鉛原料２０ｇと４４μｍ以下のアルミナ粉８
０ｇを熱硬化性樹脂とともに混練し、２００kgf/cm2 の
圧力でペレットに成形し、２００℃で２４Ｈ乾燥した
後、成形方向にペレットを切断研磨して断面を反射顕微
鏡で観察測定することによって黒鉛厚みを測定し決定し
た。
【００１３】
【実施の形態】以下は、黒鉛含有耐火物の内、もっとも
代表的なマグネシア−カーボンれんがを例にして本発明
の具体的構成を説明する。
代表的なマグネシア−カーボンれんがを例にして本発明
の具体的構成を説明する。
【００１４】上記マグネシア−カーボンれんがの主構成
成分は、マグネシアを主体とする耐火骨材（以下マグネ
シア骨材と標記する）と黒鉛である。このうち黒鉛質原
料中に、目開きの基準寸法が０．１０６ｍｍの標準篩を
通過する大きさであり、かつ結晶の層面に直角方向の鱗
片の厚みがその分布の平均値として２０μｍ以下である
ような肉薄鱗状黒鉛を使用し、黒鉛全体の使用量は１〜
６０重量部である。黒鉛が１重量部未満ではスラグが浸
透し易くなると共に耐スポーリング性が低下し、６０重
量部を越えると酸化損耗が大きくなると共にれんが強度
が低下するからである。
成分は、マグネシアを主体とする耐火骨材（以下マグネ
シア骨材と標記する）と黒鉛である。このうち黒鉛質原
料中に、目開きの基準寸法が０．１０６ｍｍの標準篩を
通過する大きさであり、かつ結晶の層面に直角方向の鱗
片の厚みがその分布の平均値として２０μｍ以下である
ような肉薄鱗状黒鉛を使用し、黒鉛全体の使用量は１〜
６０重量部である。黒鉛が１重量部未満ではスラグが浸
透し易くなると共に耐スポーリング性が低下し、６０重
量部を越えると酸化損耗が大きくなると共にれんが強度
が低下するからである。
【００１５】上記マグネシア骨材としては、電融マグネ
シア、焼結マグネシア、天然マグネサイト、オリビン、
ドロマイト等のマグネシアを主成分とする材料が各々単
独あるいは２種以上を組み合わせて使用できる。また、
これらのマグネシアを主体とする骨材の他に２０重量部
以下の範囲内で少量の酸化物耐火原料や非酸化物耐火原
料等を添加することもできる。
シア、焼結マグネシア、天然マグネサイト、オリビン、
ドロマイト等のマグネシアを主成分とする材料が各々単
独あるいは２種以上を組み合わせて使用できる。また、
これらのマグネシアを主体とする骨材の他に２０重量部
以下の範囲内で少量の酸化物耐火原料や非酸化物耐火原
料等を添加することもできる。
【００１６】本発明に係る黒鉛含有耐火物の製造は従来
の製造方法と同じでよく、例えばマグネシア−カーボン
れんがではマグネシア骨材に黒鉛質原料を加え、必要に
応じて金属粉末やその他既知の添加物を添加し、フェノ
ール樹脂、ピッチ、タール等の炭素結合を形勢する結合
材を１〜１０重量部、好ましくは２〜６重量部加えて混
練し、成形後１００〜５００℃、好ましくは１５０〜４
００℃の熱処理をして不焼成れんがとする。あるいは、
成形後５００〜１５００℃、好ましくは８００〜１３０
０℃の還元雰囲気下で焼成した焼成れんがとすることも
できる。
の製造方法と同じでよく、例えばマグネシア−カーボン
れんがではマグネシア骨材に黒鉛質原料を加え、必要に
応じて金属粉末やその他既知の添加物を添加し、フェノ
ール樹脂、ピッチ、タール等の炭素結合を形勢する結合
材を１〜１０重量部、好ましくは２〜６重量部加えて混
練し、成形後１００〜５００℃、好ましくは１５０〜４
００℃の熱処理をして不焼成れんがとする。あるいは、
成形後５００〜１５００℃、好ましくは８００〜１３０
０℃の還元雰囲気下で焼成した焼成れんがとすることも
できる。
【００１７】次に、表１に示す粒度構成の電融マグネシ
アと鱗状黒鉛にフェノール樹脂を加えて混練し、１００
ＭＰａの圧力でプレス成形後２００℃で１０時間熱処理
してマグネシア−カーボンれんがを製造した。該マグネ
シア−カーボンれんがの物性値と諸特性も表１に示し
た。
アと鱗状黒鉛にフェノール樹脂を加えて混練し、１００
ＭＰａの圧力でプレス成形後２００℃で１０時間熱処理
してマグネシア−カーボンれんがを製造した。該マグネ
シア−カーボンれんがの物性値と諸特性も表１に示し
た。
【００１８】スラグ侵食指数は転炉スラグ（Ｃ／Ｓ＝
３）を用いて回転式スラグ侵食試験によって１７５０℃
で３時間処理した後の侵食量について、比較例１の結果
を１００として指数表示した。
３）を用いて回転式スラグ侵食試験によって１７５０℃
で３時間処理した後の侵食量について、比較例１の結果
を１００として指数表示した。
【００１９】酸化磨耗指数は１辺４０ｍｍの立方体の試
片を回転式酸化磨耗試験によって１２００℃で２０分間
処理した後の重量減少率について、比較例１の結果を１
００として指数表示した。
片を回転式酸化磨耗試験によって１２００℃で２０分間
処理した後の重量減少率について、比較例１の結果を１
００として指数表示した。
【００２０】スポーリング指数は、高周波誘導炉で溶融
した１５００℃の溶銑に４０×４０×２３０ｍｍの試片
を長さ方向の１５０ｍｍまで６０秒間浸漬したのち、直
ちに２０秒間水冷する工程を１サイクルとして５サイク
ル繰り返した後の長さ方向の超音波伝搬時間の変化率に
ついて、比較例１の結果を１００として指数表示した。
した１５００℃の溶銑に４０×４０×２３０ｍｍの試片
を長さ方向の１５０ｍｍまで６０秒間浸漬したのち、直
ちに２０秒間水冷する工程を１サイクルとして５サイク
ル繰り返した後の長さ方向の超音波伝搬時間の変化率に
ついて、比較例１の結果を１００として指数表示した。
【００２１】
【表１】
【００２２】以上表１に示すように、実施例１〜３は比
較例１〜５に比べて、スラグ侵食指数、酸化磨耗指数及
び耐スポーリング性のいずれにおいても特性の向上が得
られた。
較例１〜５に比べて、スラグ侵食指数、酸化磨耗指数及
び耐スポーリング性のいずれにおいても特性の向上が得
られた。
【００２３】また、実施例３と比較例１とを転炉の炉腹
部に張り合わせて実使用し、損耗速度を測定したとこ
ろ、比較例１は０．４１ｍｍ／ｃｈであったのに対し、
実施例３では０．３０ｍｍ／ｃｈと耐用性が２７％向上
した。
部に張り合わせて実使用し、損耗速度を測定したとこ
ろ、比較例１は０．４１ｍｍ／ｃｈであったのに対し、
実施例３では０．３０ｍｍ／ｃｈと耐用性が２７％向上
した。
【００２４】
【発明の効果】本発明に係る黒鉛含有耐火物は、黒鉛質
原料中の肉薄鱗状黒鉛の粒度と厚みを限定することによ
り、耐食性、耐酸化性、耐磨耗性を向上させ、なおかつ
耐スポーリング性を向上できるので、耐用性を一段と向
上させることができる。
原料中の肉薄鱗状黒鉛の粒度と厚みを限定することによ
り、耐食性、耐酸化性、耐磨耗性を向上させ、なおかつ
耐スポーリング性を向上できるので、耐用性を一段と向
上させることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２１Ｃ 7/00 Ｃ２１Ｃ 7/00 Ｑ Ｆ２７Ｄ 1/00 Ｆ２７Ｄ 1/00 Ｎ
Claims (3)
- 【請求項１】 黒鉛質原料中に、目開きの基準寸法が
０．１０６ｍｍの標準篩を通過する大きさであり、かつ
結晶の層面に直角方向の鱗片の厚みがその分布の平均値
として２０μｍ以下であるような肉薄鱗状黒鉛を含有す
ることを特徴とする黒鉛含有耐火物。 - 【請求項２】 黒鉛質原料中に、上記肉薄鱗状黒鉛を５
０重量％以上含有する請求項１に記載の黒鉛含有耐火
物。 - 【請求項３】 上記黒鉛質原料中の上記肉薄鱗状黒鉛の
残部が目開きの基準寸法が０．２１２ｍｍの標準篩を通
過しない大きさの普通鱗状黒鉛により構成された請求項
２に記載の黒鉛含有耐火物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9236841A JPH1179825A (ja) | 1997-09-02 | 1997-09-02 | 黒鉛含有耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9236841A JPH1179825A (ja) | 1997-09-02 | 1997-09-02 | 黒鉛含有耐火物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1179825A true JPH1179825A (ja) | 1999-03-23 |
Family
ID=17006594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9236841A Pending JPH1179825A (ja) | 1997-09-02 | 1997-09-02 | 黒鉛含有耐火物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1179825A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011125536A1 (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-13 | 黒崎播磨株式会社 | 厚肉鱗状黒鉛含有耐火物 |
-
1997
- 1997-09-02 JP JP9236841A patent/JPH1179825A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011125536A1 (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-13 | 黒崎播磨株式会社 | 厚肉鱗状黒鉛含有耐火物 |
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