JPS61266345A - 炭素含有塩基性耐火煉瓦 - Google Patents

炭素含有塩基性耐火煉瓦

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JPS61266345A
JPS61266345A JP60106756A JP10675685A JPS61266345A JP S61266345 A JPS61266345 A JP S61266345A JP 60106756 A JP60106756 A JP 60106756A JP 10675685 A JP10675685 A JP 10675685A JP S61266345 A JPS61266345 A JP S61266345A
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JP
Japan
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carbon
alloy
oxidation
corrosion resistance
containing basic
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JP60106756A
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Inventor
誠 下司
松村 龍雄
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Harima Refractories Co Ltd
Original Assignee
Harima Refractories Co Ltd
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Publication date
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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】 産業上の利用分野: 本発明は、熱間強度、耐酸化性、耐食性にすぐれ、各種
製鋼炉及び溶融金属溶器の内張材料として好適な炭素含
有塩基性耐火煉瓦に係るものである。
発明の背景: 炭素含有塩基性耐火煉瓦としては、一般にマグネシア、
ドロマイト等の塩基性耐火原料40〜95wt、%  
と炭素原料5〜5Qwt、チとを妃合し、有機質結合剤
fel用えて混線・成形し加熱処理し、tものが用いら
れて】た。この種υ1耐火凍瓦はすぐれた耐食性と耐ス
ポール性を示すが、雰囲式中の酸素が多い場合には酸化
によって配合考素が消費されて耐食性が低下し、又加熱
によって有−rA )it d合剤は炭素に変化しボン
ド形成されるが、この強度が八 弱−^ため強い摩擦力が加えらルた場合には損耗速−が
大きくなる無点が、bつた。
このような傾向に対処すべく、たとえば#開昭54−1
63913号にみるごとく、A1.Si、Ti1々、C
r等の酸素に対する親和力の強い金g4扮末を肩加して
酸素と優先的に1ヒ合させ、そして酸化物が生成すると
きの容積膨張で組織を緻密化し、耐火煉瓦内へ7)酸素
の侵入を防止する手段が提案された。しかし、この手段
におけるTi、Cr  は酸素との親和力が弱いため上
記のような耐酸化性は不充分でるり、AI%Si  は
耐酸化性が同上すると共にA14C@ 、 SiC等の
高耐火性の炭化物を生成するため熱間強度も向上する。
一方、陶は耐酸化性はすぐルるが通常の使用条件Fでは
炭化物を生成しないから熱間強度は低く、又蒸気圧が高
いため蒸発、放散し添加の効果を発揮しない場合がbる
。また、Slは酸化されると5i02t−生成するが、
こ1tは塩基性スラグ(C対する耐食性が低いために耐
火煉瓦の耐食性を低下させる欠点がある。総じてAIが
最も効果的でろって一般に多用されている。5=、at
も酸化さルるとAI、t)8を生成し、このAI 20
3は塩基性スラグに対する耐食性が塩基性耐火原料に比
べて劣るため、煉瓦の耐食性を低下させる現象が避けら
ルなかつ九のである。
従来技術: 上記の諸問題点を解消する万策として、特開昭57−1
66362号ではAI−七合金の使用を提来している。
AI−均合金を使用することにより酸化されたときに生
成するAt、03はAl金属のときよりも少くなり、々
は塩基性スラグに強いMgOになるので耐スラグ性は向
上した。しかし、Al−々合金の場合にも狗が蒸発し易
いため長期間にわたる使用では添〃口の効果が低ドする
場合がめった。
また、特開昭58−213674号に開示されるCa 
−A1合金、CIL−St金合金とときCa合金の添加
は、耐酸化性はAI添加品と変らず、耐食性も向、上し
、しかも々−AI合金のように両が礪発して効力を失う
こともない。
しかし、これらの金属添加物は500℃以下での耐酸化
性が劣る欠点がある。すなわち、炭素含信耐化物に炭素
原料として配合されている鱗状黒鉛は、約700℃以下
では酸化されないが、その結合組織を構成する有機質結
合剤、又はこれが炭化して生成するカーボンボンドは4
50℃程度で酸化される。そのため上記金属を添加した
炭素含有耐火煉瓦は、高温度で使用中に温度が低い鉄皮
側の結合組織が酸化消失して強度が低下し、気孔率が大
きくなって耐用性も低下したのである。
発明の目的: 本発明は斯かる現況に鑑みなさルたもので、耐火煉瓦に
添加する合金を有為に選択することにより、500℃以
下の低温域に、かける酸化を防止し、耐用性を高めた炭
素含有塩基性耐火煉瓦の提供を目的としている。
発明の構成; 以下、本発明につき詳細に説明すると、耐火物への添加
によシ耐酸化性、耐食性を向上させるCa合金のうちで
も、Mg % St %Al 、Cr 、Fe #−か
ら選ばれた2種以上の金属とCaとの合金を使用するこ
とにより 500℃以Fの低温域における酸化を効果的
に防止できることを、多くの実噴から知見として得た。
本廼明に2いて使用゛rる各種原料とその好ましい配合
又は添加割合は次のとおりである。
炭素原料は大別して天然品と人造品とが、b b、前者
は鱗状黒鉛と土状黒袷に分けられ、後者にはピッチコー
クス、電極屑、熱分解黒鉛、キッシュ黒鉛等がめる。こ
れらは、いずれも炭素東料として使用できるが、充填性
、品質、糧陽性#を考慮すれば天然の鱗状黒鉛が最も好
ましい。炭素原料が耐火原料中に占める割合は5〜50
wt4.  望ましくは10〜5Qwt0%であり5w
t、4未満では耐食性、耐熱#堪性が得られず、6Qw
t、1を超すと耐酸化性、##摩耗性に劣る。
塩基性耐火原料としては、マグネシア、ドロマイト、カ
ルシア、スピネル等から選ばれた1種又は2種以上を使
用できる。
有機質−律則は高温下で炭化して上記の耐火原料粉末を
炭素結合させる濃i@を果し、たとえば、フェノール樹
脂、7ラン樹脂、タールピッチ等から選ばルる1橿又は
2N1以上t−ti用するが、フェノール樹脂がしく用
いられ26゜ Ca合金としては、Ca −r’J1g−Fe  合金
、Ca −Cr −8t合金、Ca −AI−Cr合金
、Ca−Al−8t合金、Ca −8i−Fe合金等の
Caを含む、多成分系り合金を用いる。合金の、8成は
特に限定するものではないが、煉瓦中に少くともCaと
して9.5wtJdA上となるように添加する必要があ
る。CaがQ、5wt4に満たないときはCaによる耐
酸化性及び熱間強度向上の効果がなく、又CaがlQw
t、%を超すと酸化され、CaOを生成するに至りその
ときの容4R’JI化で煉瓦組織が弛み強度が低下する
。従って、Ca合金中のCaの含有量は50係と超えな
いことが1ましく、50%を超すと低温域での耐酸化性
が低ドする。さらに、Ca合金の粒度は特に限定するも
のではないがIOQメツシュ以下程度とするの゛が好ま
しい。粒度が粗くなると上記0耐酸化性、熱間強度を向
丘させる効果が不充分となる。
これらの炭素原料、塩基性耐火原料を配合し、有機結合
剤、C&金合金添加混合して混練した後、所定の形状に
成形する。不焼成品の場合には成形した素地を100〜
400℃で熱処理し、この操作によりタール又は樹脂中
の揮発分を除去しヱ強度を発現させ、或いは熱硬化性樹
脂の場合には上記熱処理により熱硬化を促し強度を発現
させる。
焼成品とする場合には、これらをさらに800℃以上、
好ましくは900〜1500℃の高温度で熱処理するこ
とにより、有機樹脂結合から炭素結合を形成させるので
ある。
発明の実施例: 以上の構成に基づき多様な耐火物t−製造した。
すなわち、塩基性耐火原料は第1表に示す組成のものを
用い、炭素原料としては固定炭素量97−の−状黒鉛を
用い、フェノール樹脂は粘度son c、p。
、固定炭素[45%のものを用いた。また、金属粉末は
42表に示す合金を用いた。
これらの塩基性耐火原料、金属粉末、フェノール樹脂及
び炭素原料を第3表に示す配合割合で混練し、1000
#/dの圧力で成形し250℃で24時間加熱処理した
。中でも、本発明例の魚6及び比較例のNa12につい
ては、さらに1200℃で5時間還元算囲気中で焼成し
た。
これらの各煉瓦について、 15QQ’Cにおける熱間
曲げ強さの測定、酸化試験及び浸食試験を行ない、その
結果を第3表に併せ示した。
なお、曲げ強さは25X4QX130mgのテストピー
スを切シだし、不活性ガス雰囲気下の1500℃で1時
間保定した後、lQQmのスパンで測定した。酸化試験
は酸化後の曲げ強さにより酸化の度合を評価したもので
、同じ< 25X4QX130 ffのテストピースt
−500℃で20時間焼成した後、曲げ強さを測定した
。耐食性は鋼片と転炉スラグを1:1の重量比で混合し
て浸食材とし、1700℃で回転侵食法により溶損寸法
を測定し、同時に発生する亀裂の有(+)・無(−)t
−検認した。
43表の結果からみれば、Nalは炭素量IQvrt。
S配合の本発明例で、比較例の飄7及び8は炭素量は同
じであるがCa童が本発明の範囲を逸脱したものである
。Catが多い陽7は熱間強度は良好であるが耐酸化性
が劣り、さらに耐食性がやや劣るのは金属添加物の量が
多すざるため稼動画で酸化さ、tたときの容積変化が大
きく、そDために煉瓦の組織がゆるむことに起因ると思
われ、Ca量が、少いNa8は熱間強度が低下している
鷹2は炭素1115wt、多配合の本発明例で、同一炭
素量でAIを添加した比較例Na9に比べて熱間及び酸
化後の−J11度が高く、侵食試験での溶損が少い。
Na3は炭素量20wt6%配合の本発明例で、同一炭
素量で晩を添加した堪較例N11L10に比べて耐食性
は変らないが、熱間及びjIi化後の強度がすぐれてい
る。
嵐4は炭素量aowt、チ配合の本発明例で、同一炭素
量でAl−々合金を添加した比較倒置11に比べて熱間
強度が大で、耐酸化性及び耐食性もすぐれている。
第5は炭A t 40 wt、%配合の本発明例で、同
−炭素量でAIを添加した比較例Na12に比べて熱間
強度が大で、耐酸化性及び耐食性もすぐれている。
焼成工程を糧た本発明例Na6は、同じ(AI添加品を
焼成し九比較例Na13に比べて熱間強度が大で、耐酸
化性及び耐食性もすぐれている。
発明の作用・効果: 上記実施例にみるごとく、適量のCa合金を添加するこ
とは、Ca合金中のCaは酸素に対する親和力が強いの
で酸素と優先的に結合することによシ炭素の酸化を防止
する機能をもたらしている。そして、Caは炭素と反応
して高耐火性のCaC2を生成するので熱間強度が向上
する。また、Cari々よシも蒸気圧が低いために、碌
のように長期間の使用中に蒸発して消失し添加の効果を
失うことがない。
Caは酸化されるとCaOを生ずるが、 CaOは周′
知のごとく特に塩基性スラグに対しては、侵食力の強い
低塩、44ニスラグと反応して塩基f’を高め、煉瓦内
へのスラグ、の浸入を抑止して耐食性を向上させる。
含炎素塩基性耐火物の1つの問題点は煉瓦中の噛θが炭
素と金片し、 I銀+C−Mgj + COt の反応により気相となって失われてしまうことでるる。
一方、CaOの場合には、 CaO+ C−4Ca↑+COt なる反応はMgOよりも起り難いことが知られており、
酸化によって生成したCaOはマグネシアの表面にコー
ティングを作りMgOと炭素との反応を抑制する効果も
ある。” ’k 、狗、Fe%5i1A1%Crから通
ばルた24以上の金属との合金とすることによ9500
°C以下の低温域での耐酸化性が向上する理由は、3成
分の合金とすることにより液相生成温度が低下し、生成
した液相がガーボンボンドと酸素との接触を妨げること
によると推察される。
以上によって明らかなように、本発明による炭素含有塩
基性耐火煉瓦は、添加されたCa合金中のCaが、従来
例に使用されていた種種の金属添加物よりも酸素との親
和力が強いために、酸素と優先的に祷合して炭1の酸化
を防止するのに卓効を奏し、さらに酸化物となっても特
に低塩基度スラグと反応してスラグの反応性を低下させ
て耐食性を向上させ、また、高耐火性のCaC1を生成
して熱間強度を高め、同時に低温域における耐酸化性の
向上をもたらせる効果もあシ、転炉、取鍋、混銑車、電
気製鋼炉、真空脱ガス炉等の内憂材としての利用性は著
大である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 5〜60wt.%の炭素と40〜95wt.%の塩
    基性耐火原料とからなる配合体に、有機質結合剤を加え
    、Mg、Fe、Si、Al、Crから選ばれた2種以上
    の金属とCaとからなる合金をCa量に換算して上記配
    合体100に対して0.5〜10%となるように添加し
    て成形・熱処理したことを特徴とする炭素含有塩基性耐
    火煉瓦。 2 熱処理の温度が100〜400℃である特許請求の
    範囲第1項記載の炭素含有塩基性耐火煉瓦。 3 熱処理の温度が800〜1500℃である特許請求
    の範囲第1項記載の炭素含有塩基性耐火煉瓦。
JP60106756A 1985-05-17 1985-05-17 炭素含有塩基性耐火煉瓦 Pending JPS61266345A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS627658A (ja) * 1985-07-05 1987-01-14 矢作製鉄株式会社 炭素含有耐火物
JP2010059037A (ja) * 2008-09-04 2010-03-18 Shinagawa Refractories Co Ltd 不焼成炭素含有耐火物
CN105523770A (zh) * 2016-01-20 2016-04-27 广西丛欣实业有限公司 耐火材料
US10961379B2 (en) 2015-03-06 2021-03-30 3M Innovative Properties Company Ultraviolet crosslinkable composition comprising an acrylic polymer having an ultraviolet crosslinkable site

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS627658A (ja) * 1985-07-05 1987-01-14 矢作製鉄株式会社 炭素含有耐火物
JP2010059037A (ja) * 2008-09-04 2010-03-18 Shinagawa Refractories Co Ltd 不焼成炭素含有耐火物
US10961379B2 (en) 2015-03-06 2021-03-30 3M Innovative Properties Company Ultraviolet crosslinkable composition comprising an acrylic polymer having an ultraviolet crosslinkable site
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