JPS63166751A - 炭素含有塩基性耐火煉瓦 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は耐食性、熱間強度、耐酸化性に優れた炭素含有
塩基性耐火煉瓦に関するものである。

各種製鋼炉および溶鋼容器の内張りとして広く使用され
る炭素含有塩基性耐火煉瓦は、マグネシア、ドロマイト
等の塩基性耐火原料と炭素原料とを主材とし、これに有
機質結合剤を添加してなり、耐食性、耐スポーリング性
に優れている。しかしその反面、雰囲気中の酸素が多い
場合には、酸化によって炭素が失われ耐食性が低下する
問題があった。また、有機質結合剤が加熱を受けると炭
素に変化し、炭素結合組織を形成するが、この結合強度
が弱いため摩擦力が加えられた場合には損耗速度が大き
くなる。

炭素含有塩基性耐火物における以上の問題を解決するた
めに、各種金属粉を添加することが知られている。

例えば＾１．　Ｓｉ＋　Ｔｉ＋　Ｍｇ、　Ｃｒ等を添加
する特開昭５４−１６３９１３号公報、Ａｌ−Ｍｇ合金
を添加する特開昭５７−１６６３６２号公報、Ｃａ−Ａ
ｌ、　Ｃａ−３ｔなどのＣａ−３ｔ合金を添加する特開
昭５８−２１３６７４号公報である。これらの金属粉は
、酸素と優先的に結合するとともに、酸化物が生成する
ときの容積膨張で組織を緻密化することにより、耐火煉
瓦内への酸素の侵入を防ぐ役割をもつ。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、最近の炉操業の苛酷化により、上記従来
の金属粉を添加した炭素含有塩基性耐火煉瓦では十分な
耐酸化性が得られず、耐用寿命の短い場合がある。特に
溶鋼取鍋では、稼動中の炉内雰囲気が常に大気であり、
また溶鋼の酸素含有量、スラグ中の酸化鉄量も多いこと
から、酸化による寿命低下が著しい。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記従来材質の欠点を解決することを目的とす
る。その特徴とするところは、炭素原料５〜６０ｗ　ｔ
％、残部が塩基性耐火原料を主材とした配合物１００ｗ
ｔ％に、フェロボロン（Ｆｅ−Ｂ）　１〜１０ｗｔ％と
適量の有機質結合剤を添加してなる炭素含有塩基性耐火
煉瓦である。

以下に本発明を更に詳しく説明する。

本発明に使用する各原料の置体的種類とその割合はつぎ
のとおりである。

炭素原料は耐スポーリング性向上と、溶鋼・スラグの浸
透を防止する効果をもつ。炭素原料は大きく分けて天然
品と人造品がある。前者はさらに鱗状黒鉛と土状黒鉛に
分けられる。後者はピッチコークス、電極屑、熱分解黒
鉛キッシュ黒鉛などである。本発明ではこれらの一種ま
たは二種以上を使用できるが、充填性、品質、経済性な
どを考えあわせると天然の鱗状黒鉛が最も好ましい。炭
素が耐火原料中に占める割合は５ｗｔ％以下では耐食性
、耐熱衝撃性が得られず、６０ｗｔ％をこえると耐酸化
性、耐摩耗性に劣る。好ましくは１０〜５゜ｗｔ％であ
る。

残部はマグネシア、ドロマイト、カルシア、スピネルな
どの塩基性耐火原料から選ばれた一種または二種以上を
主材とする。

以上の炭素原料および塩基性耐火骨材を主材とした配合
物１００ｗｔ％に、本発明ではフェロボロン１〜１０ｗ
ｔ％添加する。１ｗｔ％未満では耐酸化性の効果がなく
、１０ｗｔ％を超えると耐食性が低下する。好ましくは
２〜５ｗｔ％である。フェボロンは市販の、Ｂ成分が約
２０ｗｔ％で粒度０．１４９ＩＩｌＩｎ以下のものが賞
用されるが、これに限定されない。本発明者らの実験に
よると、Ｂ成分が１０〜５０ｗｔ％でも使用可能であっ
た。しかし、Ｂ成分が少な過ぎると耐酸化性の効果が不
十分となり、逆に多過ぎるとフェロボロンの融点が低く
なって低温域での耐酸化は問題ないが高温域での耐酸化
性に劣る。

有機質結合剤は高温下で炭化して上記の耐火原料を炭素
結合させる役割を持つ。例えばフェノール樹脂、フラン
樹脂、タールピッチなどから選ばれる一種または二種以
上を使用する。中でもフェノール樹脂が賞用される。好
ましい添加割合は従来と特に変わりなく、３〜６ｗｔ％
である。

本発明ではさらに、各種の金属粉を添加してもよい。

例えばＡＩ、　Ｍｇ、　Ａｌ−Ｍｇ、　Ａｌ−３ｔなど
から選ばれる一種又は二種以上である。好ましい添加割
合は１〜５ｗｔ％である。これにより、熱間強度がさら
に向上する。

本発明の炭素含有塩基性煉瓦を不焼成品にする場合は、
各配合物および添加物を混練し、フレクションプレス、
オイルプレス、ラバープレスなどの任意の手段で成形し
た後、例えば１００〜４００℃で熱処理する。これ＝３
− により、有機質結合剤中の揮発分を除去し強を発現させ
る。また熱硬化性樹脂の場合にはこれによって熱硬化が
起こり強度が発現する。

焼成する場合は、さらに８００°Ｃ以上好ましくは９０
０〜１５００℃の高温で熱処理することによって有機樹
脂結合から炭素結合を形成させる。

（作　用） 後述の実施例での試験結果のとおり、本発明品は従来品
に比べて耐酸化性が著しく向上した。これは、フェロボ
ロン中のＢ成分が酸素と優先的に結合して炭素の酸化を
防ぐ点ではＡＩ、　Ｍｇ、　Ａｌ−Ｍｇ合金、　ＡＩ　
−３Ｓ合金と同様の作用効果を示すが、本発明ではさら
にＢ成分が塩基性耐火原料中のＭｇＯと反応して融点１
１４２℃のＭ。

０−８２０３を生成するか、またはＣａＯと反応して融
点１１００℃のＣａ０−Ｂｚ（ｈを生成し、これが煉瓦
表面に保護被膜を形成した結果、酸素の侵入を防ぐため
と思われる。

（実施例） 表１は、本発明実施例および比較例で使用したマグネシ
アクリンカ−の化学成分を示す。炭素原料は、固定炭素
量９７％の鱗状黒鉛を使用した。有機質結合剤として、
粘度３００センチポイズ、固定炭素量４５％のフェノー
ル樹脂を使用した。表２はここで使用した金属粉末の化
学成分を示す。

塩基性耐火原料、金属粉末、フェノール樹脂を表３に示
す割合で混練し、１０００ｋｇ／ｃ１ｉｌの圧力で成形
した後、２５０°Ｃで２４時間加熱処理した。これらの
煉瓦について曲げ強さの測定、酸化試験、侵食試験をお
こなった。

各偶とその試験結果を表３に示す。実施例１〜５はカー
ボン量を２０ｗｔ％としたもので、同じカーボン量の比
較例３に比して酸化減量が小さく、酸化層の厚みも薄く
、耐酸化性に優れている。比較例１はＦｅ−Ｂを添加し
ているが、その量が本発明の範囲より小さいため、炭素
原料の量が同じである実施例６に比して酸化減量、酸化
層の厚みが大きい。比較例２は、フェロボロンの添加景
が本発明の範囲より大きく、耐酸化性は優れているが、
侵食試験での溶損が大きく、耐食性に劣る。

実施例７ば炭素原料を４０ｉ１ｔ％としたもので、炭素
原料が同量の比較例Ｎｏ、　４より酸化による減量、酸
化層の厚みともに小さい。実施例８はドロアイトタリン
カー、９は石灰タリンカー、１０はスピネルクリンカ−
をそれぞれ配合したもので同一配合でフェロボロンを配
合していない比較例５．６．７にくらべて酸化減量が少
なく、酸化層の厚みも薄い。

表１　各種塩基性耐火原料の化学成分（ｗｔ％）表２　
金属粉の組成（ｗｔ％） （効　果） 炭素含有塩基性耐火煉瓦の最大の欠点は酸化劣化である
。本発明では以上のようにフェロボロンを特定の割合で
添加し結果、耐酸化性を著しく向上することができた。

これにより、酸化雰囲気性の強い用途においても炭素含
有塩基性耐火煉瓦がもつ耐食性、耐スポーリング性をい
かんなく発揮することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 炭素原料５〜６０ｗｔ％、残部が塩基性耐火原料を主材
   とした配合物１００ｗｔ％に、フェロボロン（Ｆｅ−Ｂ
   ）１〜１０ｗｔ％と適量の有機質結合剤を添加してなる
   炭素含有塩基性耐火煉瓦。