JPH03197346A - 炭素含有耐火物 - 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、耐酸化性にすぐれた炭素含有耐火物
に関するものである。

（従来技術） 従来より、溶銑、溶鋼用容器の内張り材として。

マグネシア−炭素質あるいは、アルミナ−炭素−炭化珪
素質など、炭素を含有した耐火物が多用されている。

炭素はスラグに濡れがたく耐熱衝撃性にすぐれている性
質がありアルミナ、マグネシア等の高融点の耐火性材料
と組合せることで耐用性の高い耐火物が得られている。

一方、炭素は酸化消失する欠点があり、上記耐火物にお
いて脱炭層が形成されると強度の低下あるいはスラブの
浸潤により著しく侵食が進行する。

したがって、炭素含有耐火物の耐食性、耐酸化性の向上
を図る必要から種々の手段が検討され。

例えば特開昭５４−１６３９１３号公報には金属を添加
する方法の提示があり、一方特開昭６０−１５７８５７
号公報ではガラス質成分を添加する方法が提示されてお
り、それぞれ効果が得られているにもかかわらずさらに
次の問題が生じその解決が望まれていた。

（発明が解決しようとする課題） すなわち、金属を添加する方法は１０００℃以上の高温
域では酸化防止の効果が得られるが、それ以下の低温域
では酸素の通過を遮断できるような液相となり難いため
、この低温域では完全に酸化防止を図ることが困難であ
った。

また、従来の珪酸、゛リン酸を主成分としたガラス質材
料を添加する方法は、低温から高温域にかけてれんが表
面にガラス皮膜を形成するため酸化抑制が可能であるが
、酸化防止効果を得るために多量の添加をすると耐食性
の低下が顕著であった。

したがって、これら添加物を使用する方法は効果がある
ものの十分ではなく、添加物以外の方法で耐食性、耐酸
化性の向上を同時に図ることが必要となった。

（課題を解決するための手段） 従来より、一般に炭素含有耐火れんがでは、耐酸化性、
耐食性は気孔率が小さい方が優れているため、粒度構成
のうち粗粒、中粒、微粒を配合させる際になるべく中粒
の添加量を少なくし細密充填させ低気孔化を図っていた
。

しかし、本発明者は炭素含有耐火物の使用後の稼働面の
顕微鏡ｗ４察を行った結果、耐火物の損耗は骨材がスラ
グ層に突出し炭素を含むマトリックスが先行した状態で
進行していることに着目し、さらに骨材のうち１閣以上
の粒子径のものはスラグに溶出しにくいが骨材の周囲に
隙間が生じスラグが侵入しており、　また骨材の粒子径
０．５■以下の場合は骨材がスラグ中へ溶解しやすいこ
とを見出した。１１以上の粒では熱間の膨張量が大きく
冷却したときの粒子とマトリックスの隙間が大きく通気
性が高くなり酸化しやすいと同時にスラグが容易に侵入
するためである。したがって、溶損を抑制するためには
、　１ｍ１以上及び又は０．５−未満の骨材を極力少な
くし、粒子径が１〜０．５ｍｍの耐火性骨材粒子をより
多く配合することにより骨材とマトリックスの隙間を小
さくしかつスラグに溶解しない範囲の大きさで粒子とマ
トリックスの接触面積を多くすることが可能となり、耐
食性、耐酸化性の向上に効果的であることを見出し本発
明を完成させたものである。

すなわち、炭素質材料を３〜３０重量％、残部が耐火性
酸化物材料からなる配合物１００重量％において１０〜
３０重量％が１〜０．５ｍｍの粒子径を有する該耐火性
酸化物材料であることを特徴とする炭素含有耐火物であ
る。

本発明で用いられる・炭素質材料は、天然黒鉛、人造黒
鉛、ピッチコークス、無煙炭、カーボンブラック等であ
り、その添加量を３〜３０重量％に限定するのは３重量
％未満では炭素添加の効果が得られず耐スポール性が不
十分であり、３０重量％を超えると耐火物としての強度
や耐摩耗性が低下するからである。炭素質材料の粒度は
特に限定するものではないが通常０．５ｍ未満の材料を
使用する。

耐火性酸化物材料としては、アルミナ質、シリカ質、マ
グネシア貿、カルシア質、ジルコニア質、クロム質の各
単一成分あるいは、スピネル質、アルミナ−シリカ質、
ドロマイト貿、ジルコン質等の一種又は二種以上が使用
可能である。耐火性酸化物材料のうち１〜０．５閣の粒
子径を　１０〜３０重量％に限定する理由は、１０重量
％未満では前述したように、１１以上、　０．５−未満
の耐火性材料が多くなり１閣以上の粒子径の骨材はスラ
グに溶出しにくいが骨材の周囲にスラグが侵入すると容
易にスラグ中に流出し一気に損耗が進行すること、　ま
た骨材の粒子径がＱ、５ｍ未満の場合骨材のスラグへの
溶解が速く進行しれんがマトリックスの損耗が著しく進
行するためである。１〜０．５−の粒子径が３０重量％
を超えると充填性が低下し良好な耐食性、強度が得られ
なくなるためである。

結合剤はフェノール樹脂等の有機結合剤、珪酸ソーダ、
燐酸アルミ等の無機結合剤が使用できる。

また、炭素の酸化防止を図るため、炭化物材料、窒化物
材料、金属材料、ガラス質材料のうち一種又は二種以上
を０．１〜２０重量％を使用可能である。

炭化物材料としては、炭化珪素、炭化硼素、炭化チタン
、炭化クロム、炭化ジルコニウム等であり、窒化物材料
としては窒化珪素、窒化硼素、窒化チタン、窒化クロム
、窒化ジルコニウム等が適宜用いられる。金属材料とし
ては、シリコン、アルミニウム、マグネシウム、カルシ
ウム、クロミウム、ジルコニウム、鉄、等の単独あるい
は混合、合金が使用できる。

ガラス質材料としでは、硼砂、珪酸ソーダ、燐酸ソーダ
、硼珪酸ソーダ、硼燐酸ソーダ、Ｆ、Ｌｉ、０を含有し
た低離化点の硼燐酸ソーダ等が使用できる。

添加量を０．１〜２０重量％に限定するのは、０．１％
以下では添加の効果が得られず、　２０重量％を超える
と耐食性が低下するためである。

炭化物、窒化物、金属、ガラス質材料は粒度は限定しな
いが炭素質材料の酸化防止を目的として添加するため０
．５０１１以下の微粒が好ましい。

（作用） 前述の通り、炭素質材料を３〜３０重量％、残部が耐火
性酸化物材料からなる配合物１００重量％において１０
〜３０重量％が１〜０．５　■の粒子径を有する該耐火
性酸化物材料であることを特徴とする炭素含有耐火物は
１〜０．５　ｍの耐火性材料の占める割合゛が多くなり
耐火性材料が一気にスラグ中に流出することがなく、ま
た粒子がスラグ中に溶解しにくくなり耐食性が向上する
特徴を有する。

本発明の炭素含有耐火物は、通常不焼成れんがとして使
用するものであるが、焼成しても発明の効果は変わらな
いので焼成れんがとしても使用することができる。また
、不定形耐火物としても不焼成れんがと同様の効果が得
られるので不定形耐火物にも適用することが可能である
ことは言うまでもない。

（実施例） 以下、実施例について説明する。

実施例１ 第１表に示す配合割合により本発明品及び従来品につい
てそれぞれの配合物を混合、混練した後、常法により蛇
形形状にプレス成形したものを２５０℃で２４時間乾燥
し供試体とした。耐食性は、前記の供試体を回転侵食法
により１５００℃で５時間、侵食剤（高炉スラグ７０％
銑鉄３０％）を用いて侵食試験を行い試験後の溶損寸法
を測定した。

上記の結果から明らかなように本発明品は従来品に比し
耐食性が２２〜２７％向上した。

実施例２ 第２表に示す配合割合により本発明品及び従来品につい
てそれぞれの配合物を混合、混練した後、常法により蛇
形形状にプレス成形したものを２５０℃で２４時間乾燥
し供試体とした。耐食性は、前記の供試体を回転侵食法
により１６５０℃で５時間、侵食剤（転炉スラグ７０％
、鋼３０％）を用いて侵食試験を行い試験後の溶損寸法
を測定した。

上記の結果から明らかなように本発明品は従来品に比し
耐食性が１８〜２７％向上した。

さらに、本発明品ＮＱＩと従来品Ｎａ４とを混銑車のス
ラグライン部に半分ずつ張り合わせて使用し、使用後の
ｍ／ｃｈの溶損寸法を比較したところ、従来品ＮＱ４は
０．５■／ａｈであったのに対し、本発明品＆１は０．
４■／ｃｈと約２０％向上した。

３４７ （発明の効果） 以上説明したように、本発明品では　１〜０．５閣の耐
火性酸化物材料が多いためれんが中の骨材とマトリック
スの間の隙間が小さくなり炭素質材料の酸化が抑制され
ると同時に骨材の周囲ヘスラグが侵入しにくくなりかつ
骨材とマトリックスの接触の割合が多くなり骨材がスラ
グ中へ流出しにくく、　また０、５ｍ＋未満の骨材が少
なくスラグへの溶解が小さくなりれんがの溶損、酸化を
低減することにより炭素含有耐火物の耐用性を格段に高
め、その工業的価値は大きい。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）炭素質材料を３〜３０重量％、残部が耐火性酸化
   物材料からなる配合物１００重量％において１０〜３０
   重量％が１〜０．５ｍｍの粒子径を有する該耐火性酸化
   物材料であることを特徴とする炭素含有耐火物
2. （２）炭素質材料を３〜３０重量％、炭化物材料、窒化
   物材料、金属材料、ガラス質材料のうち一種又は二種以
   上を０．１〜２０重量％、残部が耐火物材料からなる配
   合物１００重量％において１０〜３０重量％が１〜０．
   ５ｍｍの粒子径を有する該耐火性酸化物材料であること
   を特徴とする炭素含有耐火物。