JPH0226816A - カーボン含有耐火物用原料の調整方法 - 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、例えば金属溶湯容器の内張り用耐火物として
使用されるカーボン含有耐火物の製造に使用する造粒子
に関する。

〔従来の技術〕

金属溶湯容器の内張り用耐火物は、近年操業条件の苛酷
化に伴い耐食性、耐スポール性に優れたカーボンを含む
材料が開発され、耐用性の向上に大きく寄与している。

このような耐火物のカーボン源としては、定形耐火物に
おいては、鱗状黒鉛が一般的であるが、流動性を付与す
るために水を使用する不定形耐火物においては、鱗状黒
鉛の使用によって添加水分の増加を招き、多量に使用す
ることは不可能である。そのためピッチのように耐酸化
性に劣るカーボンを、それも少量しか使用できないのが
現状である。この点から耐火物に配合されるカーボンの
酸化防止が材料の特性改善の重要なポイントとなる。

カーボン含有耐火物の耐酸化性、耐食性の改善と熱間強
度の向上のために、金属アルミニウムのような低融点金
属を添加することが、例えば特開昭５５−１０７７４９
号公報に記載されているように公知である。

しかし、キャスタブルのように水を使用する不定形耐火
材料においては、金属アルミニウムは常温で水和反応を
生じ、金属添加による効果を消失してしまうばかりでは
なく、むしろ水和反応時に多量の水素ガスを発生し、こ
れによって組織劣化を招く問題がある。

この添加金属の水和反応を抑制する方法として樹脂と金
属を加熱混合して金属に被覆処理を施し、金属表面に疎
水性を付与し、水和反応を防止することが特開昭５５−
９５６８１号公報及び同５８−１９０８７６号公報に開
示されている。

しかし、これらの対策は原料調製段階に粉砕工程を必要
とし、粉砕時に金属が表面に露出するため水和反応を完
全に制御することは不可能である。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明において解決すべき課題は、炭素含有耐火材料の
出発原料としての炭素材料の酸化防止と共に、炭素含有
耐火材料の耐酸化性、耐食性の改善と熱間強度の向上の
ために添加される金属の水和反応の発生を防止して、そ
れらの配合原料の特性を充分に発揮させることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のカーボン含を耐大物用原料は、配合金属と固定
炭素の高い樹脂溶液との混合物を、噴射造粒することに
よって得られるもので、同混合物が硼素含有化合物およ
びＳｉＣの１種又は２種以上の化合物を含有せしめるこ
とによってカーボン材の酸化をより効果的に防止できる
。

本発明は、金属の被覆手段として、噴射造粒法を用いる
ものであるので、金属部分が露出することなく樹脂によ
り被覆され、しかも被覆樹脂の厚さを任意に変更するこ
とが可能となる。

また、粒度調整を行うのに際して粉砕工程を必要とせず
、分級のみで粒度調整が可能となる。

さらに、添加金属の表面が露出することがなくなり、金
属の水和反応の発生を防止できるので、高温域における
耐火物の強度を高めるという配合金属自体の効果を充分
に発揮させることが可能となる。

本発明に用いる金属としては、特に制限はないが、アル
ミニウムあるいはマグネシウムのように水和反応を容易
に生じる金属の場合に特に効果がある。本発明に適用す
る金属の粒度も特に制限を受けないが、造粒子を配合に
添加した場合の分散性などを考慮すれば１００〜２００
メツシユ程度が好ましい。

本発明は、カーボン材としてピッチのような非晶質のカ
ーボンを使用することが多い不定形耐火物に適用するの
に好適である。

ピッチのような非晶質カーボンの酸化開始温度と、金属
例えばアルミニウムの融点を比較すると前者の方が低い
。この様な場合、金属の軟化、溶融９分散が不十分なた
め、金属のみで酸化防止を図ることは困難である。

硼砂、硼酸、硼珪酸ガラス等の硼素含有化合物は、カー
ボンの酸化開始温度以下の温度で軟化溶融し、ガラス被
膜を生成するた袷、カーボンの酸化防止剤として公知で
ある。

しかしながら、この硼素台を化合物自体はキャスタブル
耐火物の硬化遅延剤であるため、多量に使用すると施工
体を得ることができなくなるため、キャスタブル耐火物
に酸化防止を目的として、量的に添加することは困難で
あった。

本発明によれば、硼酸のように水に溶解し作業性を阻害
する素材でも、その溶出を防止することが可能であり、
酸化防止材としての機能を付与することが可能となり、
ピッチの様な易酸化性カーボンの耐酸化性を向上させる
ことが可能である。

酸化防止材としては硼酸、硼砂、硼珪酸ガラスあるいは
Ｂ、Ｃ等の様にカーボンの酸化開始温度以下の温度でガ
ラス被膜を生成する化合物が有効であり、これらのほか
に例えばＳｉＣのような酸化防止材を使用することも可
能である。

本発明に用いる樹脂は、天然１合成により得られるあら
ゆる樹脂が使用可能であるが、酸化防止をより効果的に
行うためにピッチ、フェノール樹脂、フラン樹脂など固
定炭素の高い樹脂が好ましい。固定炭素量を高めるため
に、樹脂類の他に更に鱗状黒鉛、玉状黒鉛１人造黒鉛、
コークス、高軟化点ピッチなどを併用することも可能で
ある。

〔実施例〕

実施例１゜ ピッチ５０重量部と金属アルミニウム（純度９９％。

平均粒径０．１ｍｍ）　５０重量部とを加熱混合溶解せ
しめて噴射造粒法により造粒し、平均粒径０．３市の造
粒子を得た。

この造粒子を粒度調整したアルミナ質流し込み用耐火材
に５重量％添加し、５重量％の水と共に３分間混練し、
金枠に鋳込み、発熱温度を測定することにより、樹脂被
覆した金属アルミの水和安定性について調査した。

テスト結果を第１表に示す。

比較品１に用いたＭ粒度：平均粒径０．１ｍｍ比較品１
に用いたピッチ造粒した届の製造法：ピッチ５０重量部
、Ａｔ！（平均粒径０，１ｍｍ、純度９９％）５０重量
部をニーグーにて加熱混合の後冷却し粉砕した。粒度は
平均粒径０．釦ｍ、養生は以下全て３５℃で行い、見掛
は気孔率は１１０℃Ｘ２４時間後に測定したものである
。

同実施例によって、本発明によれば、Ｍの水和反応が生
じないため、組織劣化も招かずに水を使用する不定形材
料に金属アルミニウムを比較的多量に使用することが可
能であることが判る。

実施例２゜ Ａ：ピッチ５０重量部、アルミニウム５０重量部Ｂ：ピ
ッチ５０重量部、アルミニウム４０重量１１’ｌｓ。

硼砂１０重量部 Ｃ：ピッチ５０重量部、アルミニウム３０重量部。

硼砂１０重量部、　Ｂ、Ｃ１０重量部 からなる平均粒径０．３ｍｍの造粒子を噴射造粒法によ
り得た。

この造粒子を７１２２０．６０％、５ｉＣ３５％、ピッ
チ５％の樋用流し込み材に適用し、耐酸化性、耐食性、
熱間強度について調査した。

その結果を第２表に示す。

第　　２　　表 酸化テストは５０順φＸ１００ｍｍＨのサンプルを１０
００’ｌ：Ｘ３Ｈ酸化焼成した後に二つに切断し、表面
の白色層の厚さを測定した。

溶損指数は回転ドラム法１６００　℃Ｘ０．５ＨＸ１０
回侵食剤　高炉スラグ／銑鉄＝８／２の条件下で、通常
品（Ｇ）の溶損速度を１００として指数で示した（数字
の小さいほうが耐食性良好）。

熱間強度は、サンプルサイズ４０　Ｘ４０　Ｘ１６０　
ｍｍで、１４５０℃ＸＩＨ（Ｎ２　気流中）の測定条件
で行った。

これによって、本発明によれば、硼砂のように水に溶解
し、不定形材の作業性を大幅に阻害するため、多量に使
用することが不可能であった素材も使用するとが可能と
なり、材料の機能を大幅に改良することが可能であるこ
とが判る。

本発明による造粒子を／ＩＡ’、０３６０％、　ＳｉＣ
３５％の樋用流し込み材に適用し、製鉄所大樋スラグゾ
ーンにふいて実用試験を行った結果を第４表に示す（試
用期間１ケ月）。

本発明による造粒子を適用した材料は、従来材に比較し
て２５％耐用が向上した。

常に酸化雰囲気にさらされる肩部における損耗が非常に
軽微であり、本発明の優位性が確認された。

第３表 本発明の説明をアルミナ−３ｉＣ−カーボン質材料で行
ったが、材料としては、マグネシア−カーボン質、マグ
ネシア−３ｉＣ−カーボン質、ジルコニア−ＳｉＣ−カ
ーボン質、アルミナ−窒化けい素−カーボン質のように
、カーボン、ＳｉＣ等の非酸化物を含む種々の定形、不
定形材料に対して応用できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、Ｍの水和反応が生じないため、組織劣
化も招かずに水を使用する不定形材料に届を量的に使用
することが可能である。

これによって、本発明によれば、硼砂のように水に溶解
し、不定形材の作業性を大幅に阻害するため、多量に使
用することが不可能であった素材も使用することが可能
となり、材料の機能を大幅に改良することが可能である
ことが判る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．配合金属と固定炭素の高い樹脂との混合物を溶融し
   、噴射造粒することを特徴とするカーボン含有耐火物用
   原料の調製方法。
2. ２．混合物に硼素含有化合物およびＳｉＣの１種又は２
   種以上の化合物を含有せしめてなることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載のカーボン含有耐火物用原料
   の調製方法。