JPS6016393B2 - 酸化抵抗性の大きな含炭素耐火物の製造方法 - Google Patents
酸化抵抗性の大きな含炭素耐火物の製造方法Info
- Publication number
- JPS6016393B2 JPS6016393B2 JP52104979A JP10497977A JPS6016393B2 JP S6016393 B2 JPS6016393 B2 JP S6016393B2 JP 52104979 A JP52104979 A JP 52104979A JP 10497977 A JP10497977 A JP 10497977A JP S6016393 B2 JPS6016393 B2 JP S6016393B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon
- weight
- oxidation resistance
- refractory
- powder
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は耐酸化性の極めて優れた含炭素耐火物、特には
Ｍｇ○（マグネシア）を主成分とする塩基性耐火原料配
合中に炭素より酸素親和力の大きい金属粉末特には金属
アルミニウム粉末を配合せしめ、該金属アルミニウム粉
末の酸化により通気性を少ならしめた含炭素塩基性焼成
耐火物の製造方法に関するものである。
Ｍｇ○（マグネシア）を主成分とする塩基性耐火原料配
合中に炭素より酸素親和力の大きい金属粉末特には金属
アルミニウム粉末を配合せしめ、該金属アルミニウム粉
末の酸化により通気性を少ならしめた含炭素塩基性焼成
耐火物の製造方法に関するものである。
電気炉をはじめとする捨金炉は近年操業温度が益々高く
なり、スラグとの反応性の点からもその使用条件は過酷
なものとなりつつある。
なり、スラグとの反応性の点からもその使用条件は過酷
なものとなりつつある。
このような醸しい条件にさらされる個所としては典型的
なものとして電気炉のホットスポット部がある。このホ
ットスポット部は電極に最も近接するため電気炉中最高
温度にさらされる所であるが、更に溶鋼ないしスラグに
も接触する可能性があるためホットスポット部に使用さ
れる炉材としては耐熱性と同時に耐スラグ性が要求され
る。この要求を満足するものとしてカーボン煉瓦ないい
まカーボン一塩基性煉瓦が提案され種々の煉瓦が試用さ
れ、かなりの好成績を挙げている。
なものとして電気炉のホットスポット部がある。このホ
ットスポット部は電極に最も近接するため電気炉中最高
温度にさらされる所であるが、更に溶鋼ないしスラグに
も接触する可能性があるためホットスポット部に使用さ
れる炉材としては耐熱性と同時に耐スラグ性が要求され
る。この要求を満足するものとしてカーボン煉瓦ないい
まカーボン一塩基性煉瓦が提案され種々の煉瓦が試用さ
れ、かなりの好成績を挙げている。
しかしながら、従来のこれらの耐火物は高温での耐酸化
性に弱点を有するカーボンを使用するため自ずから耐用
性には限度があり、ユーザーの耐用性に対する要求には
充分応えることのできないものであった。勿論、耐酸化
性向上という要求に対する試みも今までに種々行なわれ
てきてはいるが未だに満足なものは提供されていないの
が現状である。
性に弱点を有するカーボンを使用するため自ずから耐用
性には限度があり、ユーザーの耐用性に対する要求には
充分応えることのできないものであった。勿論、耐酸化
性向上という要求に対する試みも今までに種々行なわれ
てきてはいるが未だに満足なものは提供されていないの
が現状である。
即ち、高温でガラス相を形成する物質を添加してカーボ
ン粒子の周囲をガラス質の被覆でコートして空気との接
触を遮断するなどがその１例であるが、完全に空気の不
浸透性コートを施すことは難しく、また、このガラス層
が結合部の役割を部分的にはたすため、高温での煉瓦の
強度劣化がはなはだしく、操業中の各種の応力に充分に
耐えることができず変形、破損という事態にたちいたる
ことがしばしばあった。本発明者等は、これらの点を充
分に検討し、長年の研究の結果上記の如き欠点をもたな
い、即ち、空気の浸透に対して充分にこれを防ぎ、高温
でも高強度を維持し、従って真に耐酸化性の陵れた充分
に実用に供しうるカーボン含有焼成耐火物を提供するこ
とに成功したものである。
ン粒子の周囲をガラス質の被覆でコートして空気との接
触を遮断するなどがその１例であるが、完全に空気の不
浸透性コートを施すことは難しく、また、このガラス層
が結合部の役割を部分的にはたすため、高温での煉瓦の
強度劣化がはなはだしく、操業中の各種の応力に充分に
耐えることができず変形、破損という事態にたちいたる
ことがしばしばあった。本発明者等は、これらの点を充
分に検討し、長年の研究の結果上記の如き欠点をもたな
い、即ち、空気の浸透に対して充分にこれを防ぎ、高温
でも高強度を維持し、従って真に耐酸化性の陵れた充分
に実用に供しうるカーボン含有焼成耐火物を提供するこ
とに成功したものである。
本発明の骨子は、Ｍぬを主成分として含む塩基性耐火材
粉末とカーボン粉末ないいま加熱分解によりカーボンを
生成する含炭素物質の混合物に高温城、普通には１００
ぴ０以上の高温域においてカーボンより酸素親和力の大
きい金属アルミニウム粉末を所定量配合して成形し、焼
成することにより、該金属粉末の酸化物を生成せしめ、
該金属酸化物である。
粉末とカーボン粉末ないいま加熱分解によりカーボンを
生成する含炭素物質の混合物に高温城、普通には１００
ぴ０以上の高温域においてカーボンより酸素親和力の大
きい金属アルミニウム粉末を所定量配合して成形し、焼
成することにより、該金属粉末の酸化物を生成せしめ、
該金属酸化物である。
Ｎ２０３やＭｇ０１ＡＩ２０３生成時の体積膨張により
、成形時の粒子間間隙をほぼ完全に塞ぐことにより繊密
化をはかり高強度発生と同時に、繊密化による低速気性
を達成せしめたものである。この結果、Ｍやを含む塩基
性耐火材粉末同士、カーボン粉末同士又は塩基性耐火材
粉末とカーボン粒子の界面はこれら金属酸化物であるＭ
ｇ○とＡＩ２０３さらにはＭｇ００Ｎ２０３等で繊密に
結合され、たとえ内部に気孔が残存しても外部との通気
性は完全に遮断されたものとなり、従来不充分であった
耐酸化性を満足できる程度にまでに上げることに成功し
たものである。
、成形時の粒子間間隙をほぼ完全に塞ぐことにより繊密
化をはかり高強度発生と同時に、繊密化による低速気性
を達成せしめたものである。この結果、Ｍやを含む塩基
性耐火材粉末同士、カーボン粉末同士又は塩基性耐火材
粉末とカーボン粒子の界面はこれら金属酸化物であるＭ
ｇ○とＡＩ２０３さらにはＭｇ００Ｎ２０３等で繊密に
結合され、たとえ内部に気孔が残存しても外部との通気
性は完全に遮断されたものとなり、従来不充分であった
耐酸化性を満足できる程度にまでに上げることに成功し
たものである。
本発明における原料耐火材粉末としては、金属酸化物、
金属炭化物、金属窒化物のうちから任意に選んだ１種以
上のものを選んで使用することが可能であるが、本発明
耐火物の使用目的からして、特に耐スラグ等に対する耐
蝕性が必要であり、マグネシア、マグクロ、クロマグ、
ドロマイト、マグドロ、ドロマグなどのマグネシアを主
成分として含む塩基性酸化物粉末、好ましくはマグネシ
ア粉末が好適に使用されうるとともにＳｉ０２などの低
融点生成物や不純物は可及的に少量具体的には５重量％
に満たない程度のものが望ましい。カーボン源としては
カーボンブラック、黒鉛粉末などのそれ自身カーボンを
主成分とするものの他に還元雰囲気中１５０ｑｏ以上で
仮嬢することにより分解しカーボンを生成する含炭素化
合物（例えば、コールタール、石油タール、ピッチなど
）が任意に使用可能である。該カーボン源の量的割合は
、原料耐火物粉末の種類により異なる（即ち、例えば比
較的低融点の酸化物の場合には耐火物全体としての耐熱
性を低下せしめないためカーボン量を大とすることが望
ましく、高融点酸化物の場合にはカーボン量を少なくす
ることも可能である）が原料耐火物粉末１０の重量部に
対し、カーボンに換算して１〜５の重量部望ましくは５
〜４の重量部とするのがよい。この量的制限の理由は、
１重量部より少ないと、スラグに滞れにくいというカー
ボンの特性が充分に発揮できず、耐火物全体としてはス
ラグに捕れやすく、耐スラグ性も不充分となることによ
り、また５の重量部より多いとカーボン粒子同士を酸化
物結合材でボンドする割合が少なくなり、強度的に充分
なものが望めなくなることによる。高温城、普通には１
０００ｑｏ以上の高温域でカーボンより酸素親和性の大
きく、酸化反応時に体積膨張を示す金属粉末としては種
々のものがあるが、本発明との目的においては特にＮが
よい。
金属炭化物、金属窒化物のうちから任意に選んだ１種以
上のものを選んで使用することが可能であるが、本発明
耐火物の使用目的からして、特に耐スラグ等に対する耐
蝕性が必要であり、マグネシア、マグクロ、クロマグ、
ドロマイト、マグドロ、ドロマグなどのマグネシアを主
成分として含む塩基性酸化物粉末、好ましくはマグネシ
ア粉末が好適に使用されうるとともにＳｉ０２などの低
融点生成物や不純物は可及的に少量具体的には５重量％
に満たない程度のものが望ましい。カーボン源としては
カーボンブラック、黒鉛粉末などのそれ自身カーボンを
主成分とするものの他に還元雰囲気中１５０ｑｏ以上で
仮嬢することにより分解しカーボンを生成する含炭素化
合物（例えば、コールタール、石油タール、ピッチなど
）が任意に使用可能である。該カーボン源の量的割合は
、原料耐火物粉末の種類により異なる（即ち、例えば比
較的低融点の酸化物の場合には耐火物全体としての耐熱
性を低下せしめないためカーボン量を大とすることが望
ましく、高融点酸化物の場合にはカーボン量を少なくす
ることも可能である）が原料耐火物粉末１０の重量部に
対し、カーボンに換算して１〜５の重量部望ましくは５
〜４の重量部とするのがよい。この量的制限の理由は、
１重量部より少ないと、スラグに滞れにくいというカー
ボンの特性が充分に発揮できず、耐火物全体としてはス
ラグに捕れやすく、耐スラグ性も不充分となることによ
り、また５の重量部より多いとカーボン粒子同士を酸化
物結合材でボンドする割合が少なくなり、強度的に充分
なものが望めなくなることによる。高温城、普通には１
０００ｑｏ以上の高温域でカーボンより酸素親和性の大
きく、酸化反応時に体積膨張を示す金属粉末としては種
々のものがあるが、本発明との目的においては特にＮが
よい。
即ちＮの場合その発熱反応はテルミット反応として著名
であって、結合部における局部的発熱により結合部を強
固にすることが可能であることや、Ｍｇ○を含む耐火物
原料としても耐火度を低下させることもなく、さらに６
５０３０程度の低温域からとげはじめて酸化され、Ｎ２
０３を形成することによる膨張と１０００ｏｏ程度から
のＭｇ０・ＡＩ２０３形成にともなう膨張による耐火物
の繊密化を可能とすると考えられる。これらの効果は融
点の高い又はＭｇ０とＭｇ０・Ｎ２０３を形成すること
のないＳｉなどの金属粉末では充分に達成されないばか
りか、山以外の一部の金属は使用に問題があるか、高価
であるなどの点でも適当でないことが分った。該金属ア
ルミニウム粉末の添加量は酸化に対して保護されるべき
カーボン量により１次的には決められるが、更に詳細に
は、成形時の気孔率の大小によっても左右される。しか
しながら、この気孔率の影響は大勢としては小さく（即
ち、成形時の気孔率としては望ましい範囲が極めて狭い
幅の中に入るため）結局、金属アルミニウム粉末の添加
量としては耐火物原料粉末とカーボン源との合量１０の
重量部（カーボン源については炭素量に換算して）に対
して０．５〜１の重量部に選ぶのがよい。この限定理由
は、０．５重量部より少ないと結合部における該金属の
酸化物生成量が少なく、従って体積膨張量が不充分なた
め、空気の通気を抑止する効果が小さく、結果としてカ
ーボンの酸化を充分に抑えることができなくなり、また
、１の重量部より多いと、焼成中に酸化される前の金属
孫泣子が多いため、溶融現象を示し成形体の変形を生じ
、また、生成する酸化物量が増え、従って体積膨張量が
増加するため、かえって全体としての粒子配列が安定せ
ず結合部を弱体化することになり、場合によっては全体
形状の変形、強度低下をも招くことになるためである。
さらに、該金属粒子の粒径については特別の限定は必要
としないが、カーボン粒子と同程度か１／１現陸度まで
の大きさのものが実験的にも良いようである。更に本発
明を以下実施例により、具体的に説明する。実施例第１
表に示す如く、平均粒度０．８柵のマグネシァクリンカ
ー（不純物４％含有）、平均粒度０．８肌のドロマィト
クリンカ−（不純物３％含有）、平均粒度０．８肌のマ
グドロアクリンカー（不純物３％含有）、平均粒度０．
８柳のマグクロクリンカ−（不純物５％含有）に平均粒
度０．２肋のグラフアィト粒子（不純物１０％含有）と
金属アルミニウム微粉末及び結合剤を添加し、混合し機
械プレスにより１０００ｋ９／めで成形し５伽×５仇×
２仇の試料を得た。
であって、結合部における局部的発熱により結合部を強
固にすることが可能であることや、Ｍｇ○を含む耐火物
原料としても耐火度を低下させることもなく、さらに６
５０３０程度の低温域からとげはじめて酸化され、Ｎ２
０３を形成することによる膨張と１０００ｏｏ程度から
のＭｇ０・ＡＩ２０３形成にともなう膨張による耐火物
の繊密化を可能とすると考えられる。これらの効果は融
点の高い又はＭｇ０とＭｇ０・Ｎ２０３を形成すること
のないＳｉなどの金属粉末では充分に達成されないばか
りか、山以外の一部の金属は使用に問題があるか、高価
であるなどの点でも適当でないことが分った。該金属ア
ルミニウム粉末の添加量は酸化に対して保護されるべき
カーボン量により１次的には決められるが、更に詳細に
は、成形時の気孔率の大小によっても左右される。しか
しながら、この気孔率の影響は大勢としては小さく（即
ち、成形時の気孔率としては望ましい範囲が極めて狭い
幅の中に入るため）結局、金属アルミニウム粉末の添加
量としては耐火物原料粉末とカーボン源との合量１０の
重量部（カーボン源については炭素量に換算して）に対
して０．５〜１の重量部に選ぶのがよい。この限定理由
は、０．５重量部より少ないと結合部における該金属の
酸化物生成量が少なく、従って体積膨張量が不充分なた
め、空気の通気を抑止する効果が小さく、結果としてカ
ーボンの酸化を充分に抑えることができなくなり、また
、１の重量部より多いと、焼成中に酸化される前の金属
孫泣子が多いため、溶融現象を示し成形体の変形を生じ
、また、生成する酸化物量が増え、従って体積膨張量が
増加するため、かえって全体としての粒子配列が安定せ
ず結合部を弱体化することになり、場合によっては全体
形状の変形、強度低下をも招くことになるためである。
さらに、該金属粒子の粒径については特別の限定は必要
としないが、カーボン粒子と同程度か１／１現陸度まで
の大きさのものが実験的にも良いようである。更に本発
明を以下実施例により、具体的に説明する。実施例第１
表に示す如く、平均粒度０．８柵のマグネシァクリンカ
ー（不純物４％含有）、平均粒度０．８肌のドロマィト
クリンカ−（不純物３％含有）、平均粒度０．８肌のマ
グドロアクリンカー（不純物３％含有）、平均粒度０．
８柳のマグクロクリンカ−（不純物５％含有）に平均粒
度０．２肋のグラフアィト粒子（不純物１０％含有）と
金属アルミニウム微粉末及び結合剤を添加し、混合し機
械プレスにより１０００ｋ９／めで成形し５伽×５仇×
２仇の試料を得た。
次にこれら試料を還元雰囲気のもとで電気炉中で３００
０Ｃ／ｈｒの割合で昇温し、第１表に示す焼成温度で２
時間保持した後電気炉中で放冷した。これら焼成された
試料の物性値を第１表に併託する。第１表から分る如く
、実施例１（金属粉末を添加しない場合）は気孔率が大
きく従って通気率も大きく耐酸化性の劣ることを示す。
０Ｃ／ｈｒの割合で昇温し、第１表に示す焼成温度で２
時間保持した後電気炉中で放冷した。これら焼成された
試料の物性値を第１表に併託する。第１表から分る如く
、実施例１（金属粉末を添加しない場合）は気孔率が大
きく従って通気率も大きく耐酸化性の劣ることを示す。
また、実施例６（金属粉末が多すぎる場合）は室温及び
１４００こ○の強度が低く組織が弱体化していることを
示す。尚、ＡＩにかえてＳｉ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｍｇを加え
たものを同様に実験してみたところ添加量が多ければそ
れより少量のＮの場合と大差ない結果が得られたが、添
加量を同量とすれば気孔率と通気率は大きくなる鏡向を
示し、耐酸化性効果や強度の向上の効果が十分でないこ
とが見し、出されるとともに、この頃向は焼成温度を１
４０００ｑｏより低い条件のもとでするとＳｉをはじめ
として多くの場合より顕著になることが分った。第１表
中原料配合欄の（）数字は外掛割合を示す。
１４００こ○の強度が低く組織が弱体化していることを
示す。尚、ＡＩにかえてＳｉ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｍｇを加え
たものを同様に実験してみたところ添加量が多ければそ
れより少量のＮの場合と大差ない結果が得られたが、添
加量を同量とすれば気孔率と通気率は大きくなる鏡向を
示し、耐酸化性効果や強度の向上の効果が十分でないこ
とが見し、出されるとともに、この頃向は焼成温度を１
４０００ｑｏより低い条件のもとでするとＳｉをはじめ
として多くの場合より顕著になることが分った。第１表
中原料配合欄の（）数字は外掛割合を示す。
また通気率は、単位圧力差（ｃ取水柱）の下で単位面積
（地）、単位厚さ（ｃの）の試料を通過する空気の単位
時間（ｓｅｃ）当りの標準流量（洲）で示す。第 １
表
（地）、単位厚さ（ｃの）の試料を通過する空気の単位
時間（ｓｅｃ）当りの標準流量（洲）で示す。第 １
表
Claims (1)
- １ ＭｇＯを主成分として含む塩基性耐火原料１００重
量部に、炭素ないし、炭素含有物質をカーボンに換算し
て１〜５０重量部および炭素より酸素親和力の大きい金
属アルミニウム粉末を塩基性耐火原料と炭素ないし炭素
含有物質の合量１００重量部に対し０．５〜１０重量部
それぞれ配合せしめてなる耐火物原料を成形し、焼成す
ることを特徴とする酸化抵抗性の大さな含炭素耐火物の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52104979A JPS6016393B2 (ja) | 1977-09-02 | 1977-09-02 | 酸化抵抗性の大きな含炭素耐火物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52104979A JPS6016393B2 (ja) | 1977-09-02 | 1977-09-02 | 酸化抵抗性の大きな含炭素耐火物の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5439422A JPS5439422A (en) | 1979-03-26 |
| JPS6016393B2 true JPS6016393B2 (ja) | 1985-04-25 |
Family
ID=14395201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52104979A Expired JPS6016393B2 (ja) | 1977-09-02 | 1977-09-02 | 酸化抵抗性の大きな含炭素耐火物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6016393B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5534665A (en) * | 1978-09-01 | 1980-03-11 | Toshiba Ceramics Co Ltd | Refractory |
| JPS55107749A (en) * | 1979-02-09 | 1980-08-19 | Kyushu Refract Co Ltd | Carbon-containing fire brick |
| JPS5727968A (en) * | 1980-07-17 | 1982-02-15 | Kurosaki Refractories Co | Plate brick for sliding nozzle |
| JPS5815072A (ja) * | 1981-07-14 | 1983-01-28 | 播磨耐火煉瓦株式会社 | マグネシア−カ−ボン質低温焼成耐火煉瓦 |
| JPS58185475A (ja) * | 1982-04-23 | 1983-10-29 | 黒崎窯業株式会社 | 含炭素耐火物の製造法 |
| DE3344852A1 (de) * | 1982-12-13 | 1984-06-14 | Shinagawa Refractories Co., Ltd., Tokyo | Kohlenstoffhaltige feuerfeste masse |
| JPS60176970A (ja) * | 1984-01-17 | 1985-09-11 | 品川白煉瓦株式会社 | 炭素含有耐火組成物 |
| ZA908312B (en) * | 1989-10-24 | 1991-08-28 | Henkel Corp | Application of an organic coating to small metallic articles |
-
1977
- 1977-09-02 JP JP52104979A patent/JPS6016393B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5439422A (en) | 1979-03-26 |
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