JPH0152348B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0152348B2 JPH0152348B2 JP59113162A JP11316284A JPH0152348B2 JP H0152348 B2 JPH0152348 B2 JP H0152348B2 JP 59113162 A JP59113162 A JP 59113162A JP 11316284 A JP11316284 A JP 11316284A JP H0152348 B2 JPH0152348 B2 JP H0152348B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- weight
- refractory
- bricks
- added
- Prior art date
- 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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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
Description
本発明は、組成中に黒鉛、熱硬化性合成樹脂お
よび低融点合金粉末を添加して製造した不焼成耐
火物を内張りの少なくとも一部に使用した金属精
錬炉に係る。 従来からこの種電気炉、転炉等内張り用耐火れ
んがとしては1300〜1800℃で焼成されたものが使
用されているが、一部に省エネルギー化および低
コスト化の観点から、無機質および有機質の結合
剤を使用した不焼成れんがが、ごく一部の限られ
た部分に使用されている。しかしながら、これら
の結合剤を使用した耐火物による内張りは、次に
示すようないくつかの問題点を有している。 無機質結合剤を使用した場合は、鋼の品質に有
害な不純物の発生源となる可能性が高く、しかも
結合剤により耐火度が低下し、溶融金属およびス
ラグによつて溶損され易い傾向にある。また有機
質結合剤を使用した場合は、使用時の中温から高
温下において耐火物のボンドを形成する有機質結
合剤が酸化分解し、著しい強度劣化をひきおこす
ため、稼動面側では溶融金属による摩耗損傷が、
背面側では酸化による脆弱化が著しくなる。 したがつて、従来からの不焼成れんがは、限ら
れた鋼種および操業条件で、かつ比較的に使用条
件の甘い箇所に限定されているのが現状である。 本発明に使用する耐火物は、有機質結合剤によ
り耐火物のボンドが形成される場合の使用時にお
ける強度上の改善を達成したものである。 なお、ここで述べる有機質結合剤とは、熱硬化
性を有する全てのものを指すが、一般的には低価
格と高炭化収率の理由により、フエノール系の樹
脂が汎用されている。 有機質の結合剤は、酸化雰囲気において普通
300℃付近から酸化分解が開始し、500〜700℃で
それが消失するため、耐火物のボンドが有機質結
合剤に全面的に依存する従来の不焼成れんがで
は、700℃付近で著しい強度劣化を呈する。これ
の改善として、200〜700℃の範囲内に融点を有
し、かつ1000℃以上の温度領域においても単体も
しくは化合物として存在する物質を添加して、そ
れの軟化もしくは溶融により生じる粒の保持機能
を利用することによつて、強度の補強を計り、金
属精錬炉の寿命延長を達成しようとする手法が本
発明の特徴である。 従来は上記の条件を満たす添加物質として、骨
材および炭素との反応生成物およびその酸化物が
高耐火性である低融点の金属粉で耐火物に利用が
可能な金属は、Al（m.p.660℃）、Mg（m.p.650℃）
が主なものであるが（Siは融点が1410℃と高く、
800℃以下では効果が発揮されない）、骨材との反
応が生じ強度発現に寄与するのは550℃を超えて
からであり、400〜600℃間の強度低下が大きく、
また、耐酸化性も不充分である。特に無定形炭素
を生じる熱硬化性合成樹脂を使用する場合に顕著
である。Alの酸化物はAl2O3であり、これは塩基
性骨材に対して不純物となるので、耐食性の低下
となる。また、Mg粉等は爆発の危険性が大であ
り、れんが業界でプロパー的に使用するのは問題
である。 本発明は、AlおよびMgの合金、例えば、Al−
Mg、Al−Si、Al−Ca、Mg−Ca、Al−Mg−
Ca、Al−Mg−Si等の合金の１種以上を使用する
ことから構成される。融点200〜700℃のAl合金、
Mg合金にすることにより、(1)融点が大巾に低下
し、Al単体の場合より約250℃低い400℃からの
強度の低下が軽減される。(2)耐酸化性が向上する
重要な改善効果が得られる。二成分系の最低融点
は、例えば、Al−Mg合金435℃、Al−Si合金575
℃、Al−Ca合金545℃、Mg−Ca合金450℃（金
属データブツク）であり、Al単体金属の場合と
比較すると、225℃融点が低くなる。このため上
記の合金を使用することにより、より低温度領域
で骨材との反応が生じ、不焼成れんがの欠点を完
全にカバーした耐スポール、耐食性、耐酸化性に
優れ、熱間強度の大きな改良された不焼成れんが
を得ることができる。 なお、添加する合金の粒度は、その目的から組
織中に均一に分散していることが望ましく、細い
ほど有利であるが、0.25mmであれば、経験的にそ
の効果は充分発揮される。なお、Al、Mgを合金
の形にすることによつて、爆発の危険性を防止し
た。 本発明に係る耐火物を製造する方法について説
明すると、所定量の骨材となる耐火原料、金属粉
および熱硬化性のバインダーをミキサーにて混練
する。このとき添加する金属粉の均一な分散を目
的として骨材の微粉と金属粉とを予め混合してお
くことが望ましい。混練後の配合物をプレス成形
もしくは複雑な形状の場合には鋳込み法等々にて
成形し、通常の加熱硬化処理によつて、本発明耐
火物は得られる。 合金金属粉の添加量としては１〜30重量％が適
当で、１重量％未満であるとその効果は認められ
ず、30重量％を超えると金属粉の軟化もしくは溶
融によつて、溶融金属流による摩耗もしくは流出
損傷が助長される。添加する合金金属粉として
は、目的によつて１種または２種以上が組合せ使
用される。また熱硬化性の有機質結合剤の添加量
としては、骨材の嵩比重にある程度依存するが、
２〜15％が適当である。その添加量が２％未満で
あると、れんがとしての成形が不能となり、15％
を超えると成形困難となるばかりでなく、揮発成
分が増加することにより、使用中の耐火物組織が
ラフとなり、かつ耐酸化性にも劣り脆弱化の傾向
も大きくなる。 フエノールレジンボンドのマグネシアー黒鉛質
れんがにおけるAl−Mg（１：１）合金とAlの熱
間強度と耐酸化性を比較した結果を第１図および
第２図に示す。添加量は両者とも３重量％で、粒
度は前者が0.25mm、後者は0.044mmである。 図面に示すように、アルミニウムを添加したも
のはアルミニウムの融点付近から強度が向上す
る。これに対し、本発明は、強度ドロツプが少な
く、しかも酸化脱炭層も小さく、効果が顕著であ
る。 以上のように本発明耐火物は、有機質結合剤を
使用した従来の不焼成れんがの大巾な特性改善を
達成し、かつ鋼の品質への悪影響が全くないもの
を可能としている。また焼成工程の省略により、
省エネルギー化、省力化を達成し、かつ使用済み
れんがをリサイクル使用できるため、省資源をも
可能とする。 実施例 転炉用内張りれんがとして表１に示すように、
高純度マグネシアと鱗状黒鉛（20重量％）を骨材
とする配合に0.25mmのAl−Mg（６：４）合金を４
重量％加え、ノボラツク・タイプの液状フエノー
ルレジンを3.5％添加し、不焼成れんがを製造し
た。転炉の装入側炉壁に使用したところ、
1500heats後Al微粉４重量％添加の同種の不焼成
れんがより、残寸が約40mm大であつた。
よび低融点合金粉末を添加して製造した不焼成耐
火物を内張りの少なくとも一部に使用した金属精
錬炉に係る。 従来からこの種電気炉、転炉等内張り用耐火れ
んがとしては1300〜1800℃で焼成されたものが使
用されているが、一部に省エネルギー化および低
コスト化の観点から、無機質および有機質の結合
剤を使用した不焼成れんがが、ごく一部の限られ
た部分に使用されている。しかしながら、これら
の結合剤を使用した耐火物による内張りは、次に
示すようないくつかの問題点を有している。 無機質結合剤を使用した場合は、鋼の品質に有
害な不純物の発生源となる可能性が高く、しかも
結合剤により耐火度が低下し、溶融金属およびス
ラグによつて溶損され易い傾向にある。また有機
質結合剤を使用した場合は、使用時の中温から高
温下において耐火物のボンドを形成する有機質結
合剤が酸化分解し、著しい強度劣化をひきおこす
ため、稼動面側では溶融金属による摩耗損傷が、
背面側では酸化による脆弱化が著しくなる。 したがつて、従来からの不焼成れんがは、限ら
れた鋼種および操業条件で、かつ比較的に使用条
件の甘い箇所に限定されているのが現状である。 本発明に使用する耐火物は、有機質結合剤によ
り耐火物のボンドが形成される場合の使用時にお
ける強度上の改善を達成したものである。 なお、ここで述べる有機質結合剤とは、熱硬化
性を有する全てのものを指すが、一般的には低価
格と高炭化収率の理由により、フエノール系の樹
脂が汎用されている。 有機質の結合剤は、酸化雰囲気において普通
300℃付近から酸化分解が開始し、500〜700℃で
それが消失するため、耐火物のボンドが有機質結
合剤に全面的に依存する従来の不焼成れんがで
は、700℃付近で著しい強度劣化を呈する。これ
の改善として、200〜700℃の範囲内に融点を有
し、かつ1000℃以上の温度領域においても単体も
しくは化合物として存在する物質を添加して、そ
れの軟化もしくは溶融により生じる粒の保持機能
を利用することによつて、強度の補強を計り、金
属精錬炉の寿命延長を達成しようとする手法が本
発明の特徴である。 従来は上記の条件を満たす添加物質として、骨
材および炭素との反応生成物およびその酸化物が
高耐火性である低融点の金属粉で耐火物に利用が
可能な金属は、Al（m.p.660℃）、Mg（m.p.650℃）
が主なものであるが（Siは融点が1410℃と高く、
800℃以下では効果が発揮されない）、骨材との反
応が生じ強度発現に寄与するのは550℃を超えて
からであり、400〜600℃間の強度低下が大きく、
また、耐酸化性も不充分である。特に無定形炭素
を生じる熱硬化性合成樹脂を使用する場合に顕著
である。Alの酸化物はAl2O3であり、これは塩基
性骨材に対して不純物となるので、耐食性の低下
となる。また、Mg粉等は爆発の危険性が大であ
り、れんが業界でプロパー的に使用するのは問題
である。 本発明は、AlおよびMgの合金、例えば、Al−
Mg、Al−Si、Al−Ca、Mg−Ca、Al−Mg−
Ca、Al−Mg−Si等の合金の１種以上を使用する
ことから構成される。融点200〜700℃のAl合金、
Mg合金にすることにより、(1)融点が大巾に低下
し、Al単体の場合より約250℃低い400℃からの
強度の低下が軽減される。(2)耐酸化性が向上する
重要な改善効果が得られる。二成分系の最低融点
は、例えば、Al−Mg合金435℃、Al−Si合金575
℃、Al−Ca合金545℃、Mg−Ca合金450℃（金
属データブツク）であり、Al単体金属の場合と
比較すると、225℃融点が低くなる。このため上
記の合金を使用することにより、より低温度領域
で骨材との反応が生じ、不焼成れんがの欠点を完
全にカバーした耐スポール、耐食性、耐酸化性に
優れ、熱間強度の大きな改良された不焼成れんが
を得ることができる。 なお、添加する合金の粒度は、その目的から組
織中に均一に分散していることが望ましく、細い
ほど有利であるが、0.25mmであれば、経験的にそ
の効果は充分発揮される。なお、Al、Mgを合金
の形にすることによつて、爆発の危険性を防止し
た。 本発明に係る耐火物を製造する方法について説
明すると、所定量の骨材となる耐火原料、金属粉
および熱硬化性のバインダーをミキサーにて混練
する。このとき添加する金属粉の均一な分散を目
的として骨材の微粉と金属粉とを予め混合してお
くことが望ましい。混練後の配合物をプレス成形
もしくは複雑な形状の場合には鋳込み法等々にて
成形し、通常の加熱硬化処理によつて、本発明耐
火物は得られる。 合金金属粉の添加量としては１〜30重量％が適
当で、１重量％未満であるとその効果は認められ
ず、30重量％を超えると金属粉の軟化もしくは溶
融によつて、溶融金属流による摩耗もしくは流出
損傷が助長される。添加する合金金属粉として
は、目的によつて１種または２種以上が組合せ使
用される。また熱硬化性の有機質結合剤の添加量
としては、骨材の嵩比重にある程度依存するが、
２〜15％が適当である。その添加量が２％未満で
あると、れんがとしての成形が不能となり、15％
を超えると成形困難となるばかりでなく、揮発成
分が増加することにより、使用中の耐火物組織が
ラフとなり、かつ耐酸化性にも劣り脆弱化の傾向
も大きくなる。 フエノールレジンボンドのマグネシアー黒鉛質
れんがにおけるAl−Mg（１：１）合金とAlの熱
間強度と耐酸化性を比較した結果を第１図および
第２図に示す。添加量は両者とも３重量％で、粒
度は前者が0.25mm、後者は0.044mmである。 図面に示すように、アルミニウムを添加したも
のはアルミニウムの融点付近から強度が向上す
る。これに対し、本発明は、強度ドロツプが少な
く、しかも酸化脱炭層も小さく、効果が顕著であ
る。 以上のように本発明耐火物は、有機質結合剤を
使用した従来の不焼成れんがの大巾な特性改善を
達成し、かつ鋼の品質への悪影響が全くないもの
を可能としている。また焼成工程の省略により、
省エネルギー化、省力化を達成し、かつ使用済み
れんがをリサイクル使用できるため、省資源をも
可能とする。 実施例 転炉用内張りれんがとして表１に示すように、
高純度マグネシアと鱗状黒鉛（20重量％）を骨材
とする配合に0.25mmのAl−Mg（６：４）合金を４
重量％加え、ノボラツク・タイプの液状フエノー
ルレジンを3.5％添加し、不焼成れんがを製造し
た。転炉の装入側炉壁に使用したところ、
1500heats後Al微粉４重量％添加の同種の不焼成
れんがより、残寸が約40mm大であつた。
【表】
第１図はフエノールレジンボンドのマグネシア
−黒鉛質れんがにおけるAl−Mg（１：１）合金
とAlの熱間強度を比較した結果を示すグラフ、
第２図は同じく耐酸化性を比較した結果を示すグ
ラフである。
−黒鉛質れんがにおけるAl−Mg（１：１）合金
とAlの熱間強度を比較した結果を示すグラフ、
第２図は同じく耐酸化性を比較した結果を示すグ
ラフである。
Claims (1)
- １ 黒鉛配合の塩基性耐火材料55〜97重量％、
0.5mm以下の粒度をもつ融点200〜700℃のAl合金、
Mg合金粉末の１種以上１〜30重量％、および熱
硬化性合成樹脂２〜15重量％により構成され、混
練、成形後、加熱処理して成る不焼成耐火物を内
張りの少なくとも一部に使用したことを特徴とす
る金属精錬炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59113162A JPS6016859A (ja) | 1984-06-04 | 1984-06-04 | 金属精錬炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59113162A JPS6016859A (ja) | 1984-06-04 | 1984-06-04 | 金属精錬炉 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6016859A JPS6016859A (ja) | 1985-01-28 |
| JPH0152348B2 true JPH0152348B2 (ja) | 1989-11-08 |
Family
ID=14605118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59113162A Granted JPS6016859A (ja) | 1984-06-04 | 1984-06-04 | 金属精錬炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6016859A (ja) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS602269B2 (ja) * | 1978-06-16 | 1985-01-21 | 旭硝子株式会社 | 炭素含有不焼成耐火物の製造方法 |
| JPS5565348A (en) * | 1978-11-07 | 1980-05-16 | Kurosaki Refract Co Ltd | Refractory |
| JPS57166362A (en) * | 1981-04-06 | 1982-10-13 | Tokyo Yogyo Kk | Refractories containing carbonaceous matter |
| JPS58190868A (ja) * | 1982-04-28 | 1983-11-07 | 黒崎窯業株式会社 | 不焼成耐火物 |
-
1984
- 1984-06-04 JP JP59113162A patent/JPS6016859A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6016859A (ja) | 1985-01-28 |
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