JPS6152100B2 - - Google Patents
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- JPS6152100B2 JPS6152100B2 JP57217057A JP21705782A JPS6152100B2 JP S6152100 B2 JPS6152100 B2 JP S6152100B2 JP 57217057 A JP57217057 A JP 57217057A JP 21705782 A JP21705782 A JP 21705782A JP S6152100 B2 JPS6152100 B2 JP S6152100B2
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Landscapes
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- Ceramic Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
発明の分野
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、耐スポール性、耐食性等耐火物と
して重要な特性を向上させたAl2O3−C、MgO−
C、MgO−Al2O3−C質の焼成ならびに不焼成耐
火物に関するものである。 発明の背景 黒鉛を含む耐火物は治金用の耐火物として広く
用いられて、溶銑、溶鋼、スラグ等と接する場合
の化学的侵食に対しては、極めて優れた耐食性を
示す。 これは、黒鉛自身が特にスラグに対して濡れ難
く、そのため耐火物内へのスラグの侵入が抑えら
れることによる。更に黒鉛の存在により耐火物が
過焼結しない為熱的なスポーリングが起こり難い
ことも黒鉛含有耐火物の耐火性の高いことに寄与
している。 しかし当然ながら黒鉛は雰囲気中の酸素の存在
下で極めて容易に酸化する。黒鉛の酸化は上記黒
鉛含有耐火物の優れた特性を失うことになる。こ
のことからこの種耐火物の一層の耐用向上のため
には黒鉛の酸化を極力おさえることが重要であ
る。耐酸化性向上という要求に対する試みも今ま
で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。 炭素含有耐火物の酸化を防止する手段として、
例えば、特開昭55−107749号公報にマグネシウム
粉末、アルミニウム粉末とシリコン粉末を添加し
たカーボン含有耐火れんが、又、特開昭54−
39422号公報には炭素より酸素親和力の大きい金
属粉末のAl、Si、Cr、Ti、Mgの1種以上を添加
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の両特性
をまだ十分に満足するものではない。 本発明者らは耐酸化性と熱間強度の特性を同時
に発揮する炭素含有耐火物を開発すべく種々の添
加物について検討した結果Al−Mg、Al−Mg−
Si、Al−Mg−Crの合金粉末と炭化硼素を添加し
た炭素含有耐火物は耐酸化性と熱間強度の優れた
特性を見出し本発明を完成するに至つたものであ
る。 本発明は黒鉛3〜50重量部、耐火原料50〜97重
量部にAl−Mg、Al−Mg−Si、Al−Mg−Crの1
種以上の合金粉末1〜10重量部及び炭化硼素0.3
〜5重量部を含有することを特徴とする炭素含有
耐火物である。 本発明の特徴は耐火原料と黒鉛に合金粉末を添
加する事にある。 上記の特開昭55−107749号公報及び特開昭54−
39422号公報では各種金属粉末を単体又は組み合
せ添加する事により、酸素と反応せしめ炭素の酸
化防止を計る事を目的としている。 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合金粉末を添加する事により
より酸化防止の効果を向上せしめたものである。 即ち、成形体のバインダーとして使用される
水、タール、ピツチ、フエノール樹脂等は焼成中
あるいは使用中の加熱により100℃以上で揮発を
開始し耐火物組織中に気孔を生ずる。本気孔の発
生により酸素の侵入が容易となり炭素の酸化が生
じると考えられる。従つて、金属粉末の添加等に
より本気孔を充填せしめ酸素の侵入を抑制し、炭
素含有耐火物の酸化防止を計る訳であるが、金属
粉末を単体あるいは組み合せで添加する場合例え
ばAlの融点660℃、Mgの融点649℃と600℃前後よ
り酸素との反応が始まり体積膨張を起こしバイン
ダー揮発部分の気孔を充填するのに対しAl−Mg
の合金粉末では融点が451℃に低下し400℃前後よ
り酸素との反応が始まり金属粉末を添加するより
も一層酸化防止の効果が得られる。 又、炭化硼素の添加により耐火物表面の使用面
において炭化硼素は酸化して酸化硼素となり、合
金粉末の酸化物及び耐火原料等からなる粘性の高
い融液を形成して耐火物表面を被覆し黒鉛の酸化
を防止する。又、耐火原料と黒鉛に炭化硼素単独
添加の場合は熱間強度及び加熱後の強度は低く、
本発明においては合金粉末と炭化硼素を添加する
ことが必須条件である。 本発明に使用する耐火物原料としてはマグネシ
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。 又、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、カーボンブラツ
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。該黒鉛の配
合割合は耐火原料の種類、該炭素含有耐火物の使
用目的によつても異なるが、黒鉛と耐火原料から
なる耐火骨材100重量に対して3〜50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。又、該耐火
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。又50重量部を超えると強度的にも十
分なものが望めなく組織の緻密なものが得られ難
い。 本発明に使用される炭化硼素としては研摩材と
して一般に市販されているものでも可で、粒度は
反応性および均一分散性の点から0.125mm以下の
ものを使用するのが好ましい。該炭化硼素の配合
割合は耐火骨材100重量部に対し0.3〜5重量部が
配合されるものであるが0.3重量部未満では添加
する効果が少なく、また5重量部を超えると耐酸
化性はあるが熱間強度が低下し耐用性が低下す
る。 又、合金粉末としてはAl−Mg、Al−Mg−Si、
Al−Mg−Crなどの中から適宜選択することがで
きる。これらそれぞれ単独のほか混合使用するこ
ともできるがいずれの合金の場合でもAlを30〜
70重量%含有し、Al/Mg比で0.5〜1.5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。合金粉末の配合割合は、耐
火骨材100重量部に対し1〜10重量部が配合され
るものであるが、1重量部未満では添加する効果
が少なく、又、10重量部を超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
した耐火骨材と炭化硼素及び金属粉を所定の配合
割合で調整しタール、ピツチ、フエノール樹脂、
フラン樹脂などの結合剤を加え常法によつて混練
成形し、200℃程度に乾燥すれば、不焼成のもの
が得られる。 又、900〜1500℃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により具体的に示す。な
お、配合は重量部で示す。 実施例 第1表に示す配合物にレゾール型フエノール樹
脂5重量部を添加混練後、1000Kg/cm2の成型で並
形に成形してから200℃にて5時間乾燥した。 得られた不焼成炭素含有耐火物の特性を第1表
に示すが、本発明品は比較品に比し耐酸化性を有
し且つ熱間強度が優れていることがわかる。 【表】
時に熱間強度、耐スポール性、耐食性等耐火物と
して重要な特性を向上させたAl2O3−C、MgO−
C、MgO−Al2O3−C質の焼成ならびに不焼成耐
火物に関するものである。 発明の背景 黒鉛を含む耐火物は治金用の耐火物として広く
用いられて、溶銑、溶鋼、スラグ等と接する場合
の化学的侵食に対しては、極めて優れた耐食性を
示す。 これは、黒鉛自身が特にスラグに対して濡れ難
く、そのため耐火物内へのスラグの侵入が抑えら
れることによる。更に黒鉛の存在により耐火物が
過焼結しない為熱的なスポーリングが起こり難い
ことも黒鉛含有耐火物の耐火性の高いことに寄与
している。 しかし当然ながら黒鉛は雰囲気中の酸素の存在
下で極めて容易に酸化する。黒鉛の酸化は上記黒
鉛含有耐火物の優れた特性を失うことになる。こ
のことからこの種耐火物の一層の耐用向上のため
には黒鉛の酸化を極力おさえることが重要であ
る。耐酸化性向上という要求に対する試みも今ま
で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。 炭素含有耐火物の酸化を防止する手段として、
例えば、特開昭55−107749号公報にマグネシウム
粉末、アルミニウム粉末とシリコン粉末を添加し
たカーボン含有耐火れんが、又、特開昭54−
39422号公報には炭素より酸素親和力の大きい金
属粉末のAl、Si、Cr、Ti、Mgの1種以上を添加
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の両特性
をまだ十分に満足するものではない。 本発明者らは耐酸化性と熱間強度の特性を同時
に発揮する炭素含有耐火物を開発すべく種々の添
加物について検討した結果Al−Mg、Al−Mg−
Si、Al−Mg−Crの合金粉末と炭化硼素を添加し
た炭素含有耐火物は耐酸化性と熱間強度の優れた
特性を見出し本発明を完成するに至つたものであ
る。 本発明は黒鉛3〜50重量部、耐火原料50〜97重
量部にAl−Mg、Al−Mg−Si、Al−Mg−Crの1
種以上の合金粉末1〜10重量部及び炭化硼素0.3
〜5重量部を含有することを特徴とする炭素含有
耐火物である。 本発明の特徴は耐火原料と黒鉛に合金粉末を添
加する事にある。 上記の特開昭55−107749号公報及び特開昭54−
39422号公報では各種金属粉末を単体又は組み合
せ添加する事により、酸素と反応せしめ炭素の酸
化防止を計る事を目的としている。 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合金粉末を添加する事により
より酸化防止の効果を向上せしめたものである。 即ち、成形体のバインダーとして使用される
水、タール、ピツチ、フエノール樹脂等は焼成中
あるいは使用中の加熱により100℃以上で揮発を
開始し耐火物組織中に気孔を生ずる。本気孔の発
生により酸素の侵入が容易となり炭素の酸化が生
じると考えられる。従つて、金属粉末の添加等に
より本気孔を充填せしめ酸素の侵入を抑制し、炭
素含有耐火物の酸化防止を計る訳であるが、金属
粉末を単体あるいは組み合せで添加する場合例え
ばAlの融点660℃、Mgの融点649℃と600℃前後よ
り酸素との反応が始まり体積膨張を起こしバイン
ダー揮発部分の気孔を充填するのに対しAl−Mg
の合金粉末では融点が451℃に低下し400℃前後よ
り酸素との反応が始まり金属粉末を添加するより
も一層酸化防止の効果が得られる。 又、炭化硼素の添加により耐火物表面の使用面
において炭化硼素は酸化して酸化硼素となり、合
金粉末の酸化物及び耐火原料等からなる粘性の高
い融液を形成して耐火物表面を被覆し黒鉛の酸化
を防止する。又、耐火原料と黒鉛に炭化硼素単独
添加の場合は熱間強度及び加熱後の強度は低く、
本発明においては合金粉末と炭化硼素を添加する
ことが必須条件である。 本発明に使用する耐火物原料としてはマグネシ
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。 又、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、カーボンブラツ
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。該黒鉛の配
合割合は耐火原料の種類、該炭素含有耐火物の使
用目的によつても異なるが、黒鉛と耐火原料から
なる耐火骨材100重量に対して3〜50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。又、該耐火
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。又50重量部を超えると強度的にも十
分なものが望めなく組織の緻密なものが得られ難
い。 本発明に使用される炭化硼素としては研摩材と
して一般に市販されているものでも可で、粒度は
反応性および均一分散性の点から0.125mm以下の
ものを使用するのが好ましい。該炭化硼素の配合
割合は耐火骨材100重量部に対し0.3〜5重量部が
配合されるものであるが0.3重量部未満では添加
する効果が少なく、また5重量部を超えると耐酸
化性はあるが熱間強度が低下し耐用性が低下す
る。 又、合金粉末としてはAl−Mg、Al−Mg−Si、
Al−Mg−Crなどの中から適宜選択することがで
きる。これらそれぞれ単独のほか混合使用するこ
ともできるがいずれの合金の場合でもAlを30〜
70重量%含有し、Al/Mg比で0.5〜1.5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。合金粉末の配合割合は、耐
火骨材100重量部に対し1〜10重量部が配合され
るものであるが、1重量部未満では添加する効果
が少なく、又、10重量部を超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
した耐火骨材と炭化硼素及び金属粉を所定の配合
割合で調整しタール、ピツチ、フエノール樹脂、
フラン樹脂などの結合剤を加え常法によつて混練
成形し、200℃程度に乾燥すれば、不焼成のもの
が得られる。 又、900〜1500℃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により具体的に示す。な
お、配合は重量部で示す。 実施例 第1表に示す配合物にレゾール型フエノール樹
脂5重量部を添加混練後、1000Kg/cm2の成型で並
形に成形してから200℃にて5時間乾燥した。 得られた不焼成炭素含有耐火物の特性を第1表
に示すが、本発明品は比較品に比し耐酸化性を有
し且つ熱間強度が優れていることがわかる。 【表】
Claims (1)
- 1 黒鉛3〜50重量部、耐火原料50〜97重量部に
Al−Mg、Al−Mg−Si、Al−Mg−Crの1種以上
の合金粉末1〜10重量部及び炭化硼素0.3〜5重
量部を含有することを特徴とする炭素含有耐火
物。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57217057A JPS59107962A (ja) | 1982-12-13 | 1982-12-13 | 炭素含有耐火物 |
DE19833344852 DE3344852A1 (de) | 1982-12-13 | 1983-12-12 | Kohlenstoffhaltige feuerfeste masse |
GB08333238A GB2131791B (en) | 1982-12-13 | 1983-12-13 | Carbon-containing refractory |
FR8319918A FR2537566B1 (fr) | 1982-12-13 | 1983-12-13 | Materiau refractaire contenant du carbone |
AT432883A AT384210B (de) | 1982-12-13 | 1983-12-13 | Kohlenstoffhaltiges feuerfestes material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57217057A JPS59107962A (ja) | 1982-12-13 | 1982-12-13 | 炭素含有耐火物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59107962A JPS59107962A (ja) | 1984-06-22 |
JPS6152100B2 true JPS6152100B2 (ja) | 1986-11-12 |
Family
ID=16698148
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57217057A Granted JPS59107962A (ja) | 1982-12-13 | 1982-12-13 | 炭素含有耐火物 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPS59107962A (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002167264A (ja) * | 2000-11-28 | 2002-06-11 | Kurosaki Harima Corp | 炭素含有塩基性耐火物 |
Citations (2)
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JPS55116655A (en) * | 1979-02-28 | 1980-09-08 | Tokyo Yogyo Kk | Refractories |
JPS57166362A (en) * | 1981-04-06 | 1982-10-13 | Tokyo Yogyo Kk | Refractories containing carbonaceous matter |
-
1982
- 1982-12-13 JP JP57217057A patent/JPS59107962A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS55116655A (en) * | 1979-02-28 | 1980-09-08 | Tokyo Yogyo Kk | Refractories |
JPS57166362A (en) * | 1981-04-06 | 1982-10-13 | Tokyo Yogyo Kk | Refractories containing carbonaceous matter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS59107962A (ja) | 1984-06-22 |
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