JPS59232961A - 炭素含有耐火物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は炭素含有耐火物の酸化防止を図り。

同時に熱間強度、耐スポールリング特性，耐食性等耐火
物として重要な特性を向上させたＭｇＯ−Ｏ，ＡＡ，Ｏ
，−０，ＭｇＯ−Ｍ，ｏ３−ｃ質の焼成ならびに不焼成
耐火物に関するものである。

先行技術 黒鉛を含有する耐火物は溶銑，溶鋼、スラグ等に対する
耐食性あるいはスポール性等、その優れた特性により冶
金用耐火物として広く使用されているが，黒鉛の酸化及
び成型時の締り難さに起因する強度不足等の欠点ももっ
ている。

そのため、黒鉛の酸化防止並びに熱間強度の向上に対し
種々の試みが行なわれているが，末だ満足すべきものは
提供されていない。

炭素含有耐火物の酸化防止並びに熱間強度を向上させる
手段として，例えば、特開昭５ダ一／６３９１３号公報
によりアルミニウム粉末、シリコン粉末，マグネシウム
粉末等の金属粉末を１種以上添加した炭素含有耐火物、
又，特開昭！ｒ！；ー１０７７’ｌ９号公報によりマグ
ネシウム粉末、アルミニウム粉末とシリコン粉末をコ種
以上添加した炭素含有耐火物，更に特開昭！ｒ？＝／Ａ
Ａ．？Ａ一号公報によりＡｆ−Ｍｇ，　Ａｌ−Ｓｉ，Ａ
ｆ−Ｍｇ　等のアルミニウム合金を添加した炭素含有耐
火物は、公知である。

しかし、これらの炭素含有耐火物は耐酸化性と熱間強度
との両特性をまだ十分に満足するものではない。

即ち、これらの炭素含有耐火物は、ある特定温度域にお
ける耐酸化性及び熱間強度の向上には効果が認められる
が、その特定温度域以外では効果がみられない。

発明の概要 本発明は黒鉛３〜３０重量部、耐火原料３０〜？７重量
部に）−Ｌ７Ｍｆｇ、　Ａｊ−８ｉ、　Ａｌ−Ｍｇ−５
：ｔ、Ａｆ−Ｍｇ−Ｃ！ｒの７種以上のアルミニウム合
金粉末／−７０重量部及びシリコン粉末０．ｋ　７　Ａ
重量部及び必要に応じ炭化硼素０．３〜３重量部を含有
することを特徴とする炭素含有耐火物にある。

本発明の特徴は耐火原料と黒鉛にアルミニウム合金粉末
及びシリコン粉末を一種以上併用添加する事にある。

本発明に使用する耐火物原料きしては、マグネシア、ス
ピネル、アルミナ、シリカ、ジルコン、ジルコニア等の
酸化物や炭化珪素、窒化珪素、窒化硼素等の非酸化物が
使用され、特に限定するものではないが、マグネシア、
スピネル、アルミナを主体とするものが好ましい。

また、黒鉛としては土状黒鉛、鱗状黒鉛の天然黒鉛ない
し電極屑、石油コークス、カーボンブラック等の人造黒
鉛が任意に使用可能であるが、不純物の少ない鱗状黒鉛
の使用が好ましい。

黒鉛の配合割合は耐火原料の種類、炭素含有耐火物の使
用目的によっても異なるが、黒鉛と耐火原料からなる耐
火骨材ｉｏｏ重量部に対して３〜３θ重量部が好ましい
。配合割合を規制した理由は黒鉛が３重量部未満になる
と黒鉛の溶鋼スラグに対する濡れにくいという特性が十
分発揮できない。才な、耐火物全体としてスラグに濡れ
やすく耐スラグ性も不十分となる。また。

３０重量部以上になると強度的にも十分なものが望めな
く組織の緻密なものが得られ難い。

また、アルミニウム合金粉末としてはＡＪ　−Ｍｇ。

ＡＬ　−Ｓ　ｉ、ＡＬ−Ｍｇ−８１，Ａｔ−Ｍｇ−０ｒ
などの中から適宜選択することができる。これらはそれ
ぞれ単独の他、混合使用することもできるが、いずれの
合金の場合でもＭを３０〜７０重ｔ％含有し、　ｐｔ／
Ｍｇ、比、Ａｊ／Ｓ　ｉ比で０．３〜／ｊのものが好ま
しい。この範囲をはずれると十分な効果が得られ難いか
らである。

アルミニウム合金粉末の配合割合は、耐火骨材１００重
量部に対し、／−，１０重量部が配合されるものである
が、７重量部未満では添加する効果が少なく、また、１
０重量部を越えると耐食性が低下する。

また、シリコン粉末は通常市販されている品質のもので
特に問題ないが１粒度的にはコ００メツシュ以下のもの
が、煉瓦組織内の分散性と他の粉末との反応性の点から
好ましいＯシリコン粉末の配合割合は耐火骨材１００重
量部に対し、０１３〜６重量部が配合されるが、０、ｊ
ｔ重量部未満では添加する効果が少なく、また、６重量
部を越えると耐食性が低下する。

本発明の炭素含有耐火物は、これらの粒度調整した耐火
骨材とアルミニウム合金粉末及びシリコン粉末を所定の
配合割合ズ配合しタール。

ピッチ、フェノール樹脂、フラン樹脂などの結合剤を加
え常法によって混練成形し、−〇〇Ｃ程度に乾燥すれば
不焼成のものが得られる。

また、りθθＣ−／ｌθθＣ程度の還元雰囲気で焼成し
、焼成耐火物として使用に供することができる。

発明の効果 前述の特開昭！ｒ４１−／／、３９／３号公報、特開昭
ｊｒ−１０７りｌ？号公報％特開昭Ｓクー／ｌ、４３１
２号公報では、各種金属粉末あるいは合金粉末を単体ま
たは組み合せ添加することにより酸素と反応せしめ炭素
の酸化防止を計ることを目的としている。本発明におい
ても酸化防止のメカニズムは上記発明と同様であるがア
ルミニウム合金、シリコン粉末を混合使用することによ
り酸化防止の効果及び熱間強度を向上せしめたものであ
る。即ち、アルミニウム合金を添加した場合、例えばＭ
−Ｍｇの融点４ｔ３／　ｔｌ：’、ＡＺ−８ｉの融点！
７７ＣとＭ金属粉末添加より／ＳＯ〜、２００Ｃ低い温
度域より酸素との反応及び酸化物の生成が始まる。更に
、Ｓｌ（融点１ｑｉｑ　Ｃ）を使することによりｌグＯ
ＯＣ前後で酸素との反応が加わり。

体積膨張を起こし、バインダー揮発により生じた気孔を
充填し酸素の侵入を抑制する。また。

その融点付近で生成した酸化物と耐火骨材との反応によ
り熱間強度が向上する。炭素が酸素と反応する温度は、
その粒度により異なるが約１ＩｏｏＣ前後である。

この点では金属粉末添加よりもアルミニウム合金を添加
する方が、酸素との反応温度が、炭素のそれに近く、酸
化防止の効果があると考えられるが、金属粉末添加のみ
、あるいはアルミニウム合金添加のみの場合には、その
酸化物生成温度域のみの熱間強度の向上が得られるのみ
である。

本発明においては、アルミニウム合金、シリコン粉末を
併用することにより、酸化防止並びに広範な温度域での
熱間強度を向上せしめるものである。即ち、アルミニウ
ム合金を添加することにより、約ＩＬＬＯＯＣ前後から
の酸化防止並びに概温度域での熱間強度の向上（ＡＺ−
Ｍｇ融点ヶ、！！−／Ｃ，／ｕ−８ｉ融点、ｔ７７ｔｒ
）　、更に、シリコン粉末を添加することにより、／４
！００Ｃ〜１ｓｏｏｃの温度域での酸化防止並びに熱間
強度の向上（Ｓｉ融点／１１１１ＩＣ）を計る。また１
合金は前記の共融点で溶融開始するが温度上昇に伴ない
溶融が進み、例えばＡＺ−Ｓｉ合金ではＳｌの溶融温度
で全添加量の溶融が完了する。しかし高温になる程その
温度での溶融量は減少するのでＳｌを添加することによ
り連続的な温度域での熱間強度の向上及び耐酸化特性を
０指したものである。

従って、更に連続した温度域での本特性を向上させるた
めに種々の融点を有する合金粉末を添加することは可能
であるが、過剰の添加物は。

耐火物の耐食性を低下させる一因ともなるので。

ン′　　ｔ　　） 本発明の範囲で十分と考える。

但し１本耐火物の使用場所により、更に耐酸化特性が必
要とされる場合には、炭化硼素０．３〜３重量部添加す
ることにより耐酸化特性を向上させることができる。０
．３重量部未満では炭化硼素の添加の効果がなく、３重
量部を越えると耐酸化性はあるが、熱間強度が低下し、
耐用性が低下する。

本発明の炭素含有耐火物は粒度調整した耐火骨材、黒鉛
、Ｍ合金、シリコン粉末、必要に応じ炭化硼素粉末を所
定の配合で調整しタール、ピッチ、フェノール樹脂、フ
ラン樹脂などの結合剤を加え常法によって混練成形し２
００７：程度に乾燥すれば不焼成品が得られる。また１
００〜ｔｓｏｏ　Ｃ程度の還元雰囲気で焼成し、焼成耐
火物として使用に供することができる。

次にこの発明を実施例及び比較例により具体的に示す。

なお、配合は重量部で示す。

実施例／−＆及び比較例１〜３ 表−／に示す配合にレゾール型フェノール樹脂を５重量
部添加混線後／　０００　ｋｇ／ａｔｂ”の圧力でコ３
０　Ｘ　／／ＩＩ　Ｘ　Ａ＆　ｍＭの直方体に成形して
からコθＯＣにて３時間乾燥した。　得られた不焼成炭
素含有耐火物の特性を表−／に示す。表−７から本発明
の耐火物は比較例耐火物に比べて酸化焼成後の重量減少
率及び熱間曲げ強度がすぐれていることがわかる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　黒鉛３〜３０重量部、耐火原料３０〜９７重量部に
   ）−Ｌ−Ｍｇ、　）−Ｌ−８１，）−Ｌ−Ｍｇ−８ｉ、
   　）−Ｌ−Ｍｇ−Ｏｒの１種以上のアルミニウム合金粉
   末１〜７０重量部及びシリコン粉末０．に〜６重量部を
   含有することを特徴とする炭素含有耐火物。 ２　黒鉛３〜３０重量部、耐火原料！０−９７重量部に
   Ａｊ−Ｍｇ、　Ａ１．−Ｅｌｉ、　ＡＬ−Ｍｇ−８ｉ、
   ）Ｊ、−Ｍｇ−Ｃｒの１種以上のアルミニウム合金粉末
   ｌ〜ｉｏ重量部、シリコン粉末Ｏ１Ｓ〜６重量部及び炭
   化硼素Ｏ，３〜３重量部を含有することを特徴とする炭
   素含有耐火物。