JPH03205348A - マグネシアカーボンれんが - 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〕 本発明はマグネシア・カーボンれんがのスラグコーティ
ング性を改善し、耐食性、耐酸化性の向上を図った耐火
材料に関する発明である。

〔従来の技術〕

マグネシア（ＭｇＯ）はその融点が２８００℃と非常に
高く、鉄酸化物とは固溶体を生戒して、容易に低融点化
合物を生威しないこと、また、カーボンと組み合わせる
ことにより耐スポーリング性が著しく向上すること等か
らマグネシア・カーボン（以下ｒＭｇｏ−Ｃ」という）
系耐火物の形で製鋼炉の内張耐火物として広く用いられ
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら上記のような利点に対して、Ｍｇ○−Ｃ系
耐大物の欠点としてはＭｇ○の融点が高く、熱膨張率が
高いために、使用中にれんがＵ織が脆弱化しやすく、稼
働面に低融点化合物を生威しにくいことが災いして、耐
酸化性が乏しいことが上げられる。すなわち、空気酸化
などの著しい部分で使用された場合は、耐火物の酸化損
耗が大きいので炉寿命が短くなることがある。耐火れん
がの酸化防止のためには、Ａｊ！，Ｍｇ，Ｓ　ｉなどの
金属粉、ＢＮ，Ｂ４Ｃなどのホウ素含有化合物の添加が
試みられているが、これらの添加によって、耐酸化性は
向上するものの、耐食性が低下したり、熱膨張率が大き
くなるために、耐スポーリング性が低下したりするので
、内張耐火物の損耗はかえって増大することがある。

また、添加したＡＡとカーボンとの反応にまり生戒する
アルミニウム・カーバイド（ＡＥ４Ｃ３）は低温域で式
（１）にみられる水和反応（いわゆる消化反応）を生じ
、耐火物を破壊に至らせることがあり、間欠操業を余儀
なくされている冶金炉においては重大な問題がある。

Ａｘ４ｃ．＋１　２　Ｈ２０→４Ａβ（Ｏ　Ｈ　）ｌ　
＋　３　Ｃ　Ｈ　ａ　（１）そこで、本発明は上記のよ
うな従来の問題点に鑑み、耐酸化性、耐食性、および耐
スポーリング性に優れるマグネシアカーボンれんがを提
供することを目的とする。

〔課題を解決する手段〕

本発明は、マグネシア原料とカーボン原料から或る配合
物に、マグネシア・クロム原料を３〜５０重量％添加す
ることにより、製鋼炉内張材として使用中にスラグ付着
層（いわゆるスラグコーティング層）の生威が促進され
、上記目的を達威しえるという知見に基づいて完威した
ものであり、上記の目的を達或するために以下の手段を
提供するものである。

すなわち、マグネシア原料とカーボン原料との配合物に
マグネシア・クロムクリンカーを５〜５０重量％添加し
たマグネシア・カーボンれんがであり、上記のマグネシ
ア・クロムクリンカーは、ＭｇＯ５０〜８０重量％、Ａ
ｌ２０３５〜２０重量％、Ｃｒ２０３　１５〜３０重量
％、ＦｅｚＯｚ１５重量％以下の組成であり、かつ、Ｍ
ｇ○、Ａｊ！ｚ（）＋、Ｃｒ２０ｓ　、Ｆ　ｅｚ○３以
外の戒分（不純物）量が３重量％以下であることが望ま
しい。

〔作　用〕

一般に、マグネシア・クロム原料はＭｇ○と同じく高温
（約１２００℃以上）で鉄酸化物と接触した際は、容易
に固溶体を生戒するものの低融点化合物を生威しにくい
特徴を有しており、この特性の故にマグネシア・クロム
系耐火物は広く製鋼炉の内張りに使用されている。

マグネシアは先にも述べたように、マグネシア・クロム
原料と同しく鉄酸化物と接した際は、固溶体を生威し、
容易に低融点化合物を生威しないが、その反応温度は１
３００℃以上とマグネシア・クロムクリンカーよりも高
い。

本発明者らはマグネシア・クロムクリンカーとマグネシ
アの鉄酸化物に対する反応の違いに着目し、研究を重ね
た結果、ＭｇＯ−Ｃ系耐火物に特定組或のマグネシア・
クロムクリンカーを添加することにより、使用中稼働面
側にスラグコーティング層の生或が促進され、大幅な耐
用性の向上が得られることを見出した。

また、上記マグネシア・クロムタリンカ一量が５重量％
未満の場合は、稼働面の耐火度が高すぎて、良好（緻密
）なスラグコーティング層が生或せず、また、マグネシ
ア・クロムクリンカーが５０重量％を超えると稼働面に
緻密な反応層が得られるものの、反応層の融点がやや低
いために約１７００℃以上の高温下では軟化して流下し
やすくなり、十分な耐食性、酸化防止能が得られず損耗
量は増大する。

マグネシア・クロムクリンカー中のＦｅｚ０３量を１５
重量％以下、ＭｇＯ，Ａｎ２０３、Ｃｒ２０３、Ｆｅ２
０３を除く不純物量；３重量％以下とするのはこれら威
分が多くなるとマグネシア・クロムクリンカーの耐火度
が低下するために溶損量が大きくなるとともに、強固な
スラグコーティング層が得られないからである。

マグネシア・クロムクリンカーの製法は特別なものでは
なく、Ｍｇ○、Ａ１２０３、Ｃｒ２０３等の原料粉末を
調合し、あるいは天然産のクロム鉄鉱にＭｇＯやＣ　ｒ
　ｚ　Ｏ　３を添加してその間戒を特許請求範囲第２項
で開示したように調整し、威形、焼或、あるいは電融し
て得ることができる。

また、その粒径は特に限定されるものではないが、径１
ｍ以上の粒で用いる方が稼働面でスラグとの反応による
化学的な付着とマグネシア・クロム粒が稼働面に突出す
ることによるいわゆる楔効果（アンカー効果）が得られ
るためにより有効に作用する。

マグネシア原料としては、例えば海水マグネシア、電融
マグネシア、天然マグネシアが使用できる。本発明にお
いて使用するカーボン原料としては、公知のＭｇ〇一Ｃ
系れんがで使用されてきたものと変わるところばないが
、より好ましくは、鱗状黒鉛、土状黒鉛、コークス、カ
ーボンファイバー、人造黒鉛、キソシュグラファイト、
仮焼無煙炭などの高密度カーボン材料が使用される。粒
度は、特に限定されないが、通常３ｆｉ以下程度である
。また、その使用量は３〜６０重量％、より好ましくは
５〜４０重量％である。

本発明のＭｇ〇一Ｃ系れんがはマグネシアカーボン原料
、マグネシア・クロム原料に加えてバインダーを含む。

バインダーとしては残炭性のある有機性バインダーが使
用され、具体的には、コールタールピッチ、石油ピンチ
、ヘキサメチレンテトラξンなどを硬化剤とするフェノ
ール樹脂、フラン樹脂、などが例示される。バインダー
の配合量も、特に限定されないが、マグネシアとマグネ
シア・クロム原料から或る骨材或分とカーボン原料との
配合物の１〜２０重量％程度である。

また、本発明のＭｇＯ−Ｃ系れんがには、必要に応じて
、炭素或分の酸化防止のために、ＡＮ、Ｍｇ，Ｓｉなど
の金属、これらの金属の合金類、Ｂ４Ｃ，ＢＮなどの一
種又は２種以上を配合することができる。配合量は、特
に限定されないが、通常１〜１０重量％程度である。

本発明によるＭｇ○−Ｃ系不焼威れんがは、各原料を常
法に従って混練し、戊形し、通常１００〜５００℃程度
の温度で乾燥及び硬化させることにより、製造される。

また、本発明によるＭｇ○−Ｃ系焼或耐火れんがは、各
原料を常法に従って混練し、威形し、例えばコークスブ
リーズ中通常１０００℃程度の温度で焼或することによ
り、得られる。

〔実施例ｌ〕

以下、実施例により本発明の有用性を明らかならしめる
。

（マグネシア・クロムクリンカー添加の効果〉マグネシ
ア・クロムクリンカーＡ（電融マグネシア・クロム粒）
を５〜５０重量％添加する本発明例ＩＩｋＬ１〜５、お
よびマグネシア・クロムクリンカーＢ（焼結マグネシア
・クロム粒）を２０重量％添加する本発明例狙６はマグ
ネシアクリン力一を添加しない比較例狙１よりも酸化摩
耗量や溶損量が少なく、耐酸化性、耐食性にすぐれる。

また、スラグ付着量は比較例よりも多い。

比較例階２は耐酸化性、スラグ付着量は本発明例と同等
であるが、耐食性が劣る。

〔実施例２〕 （黒鉛量、カーボン源、金属添加剤量、炭化物の９ 添加） 本発明例隘７〜１２は黒鉛を３〜６０重量％添加する例
であるが、本発明品は黒鉛を添加しない比較例Ｎ［Ｌ３
よりも耐スポーリング性、耐食性にすぐれる。

また、黒鉛を８０重量％添加する比較例４ば本発明品よ
りも耐スポーリング性にすぐれるものの、耐酸化性、耐
食性に劣る。

〔実施例３〕 本発明例Ｎａ１３〜１７はマグネシア原料の変更（Ｎ［
Ｌ１４）、１１＋状黒鉛とカーボンファイバーの併用（
ｌＩｋＬｌ５）、金属微粉量の増加（隘１６）および炭
化物との併用（ｔ’ｈｌ７）等であるが、これらは金属
微粉無添加の比較例魚５よりも耐酸化性、耐食性にすぐ
れており、また、金属微粉を１５重量％添加する比較例
隘６よりも耐スポーリング性にすぐれる。

尚、上記各実施例および比較例の物性試験は以１０ 下に示す方法で行った。

１）物理試験：ＪＩＳ　　Ｒ２２０５−７４による。

２）圧縮試験：ＪＩＳ　　Ｒ２２０６−７７による。

３）酸化摩耗試験：第１図に酸化摩耗試験装置の概略を
示す。予め酸素−プロバンパーナ１で１０００℃に昇温
した横型同筒炉２に４０ｍ角の立方体状の試片Ｃを１０
〜１５個投入し、１７ｒｐｍで３０分間回転後取り出し
た際の試験前後の（試片の）重量減少率を求め、供試れ
んが間で比較した。

４）スラグ付着指数および溶損指数 第２図に概略的に示した高周波炉３を使用した浸漬回転
法で試験した際の各試片Ｃのスラグライン部４の残存厚
さｌ１付着スラグ厚さＴ＋−Ｔｚを指数とし、標準試料
を１００とした場合の比率で表示した。

スラグ付着厚さ（ｗｍ）　＝　（’ｒ＋　＋　Ｔｚ　）
　／　２１ １ 尚、上記の試験条件は、温度１６５０゜Ｃ、時間３０分
、回転数６Ｏｒｐｍ，スラグは転炉スラグで、Ｃ／Ｓ＝
３．１、Ｔ．Ｆｅ＝２である。

５）スポーリング試験 １６００゜Ｃに保持した溶鋼中へ３０Ｘ３０Ｘ１５０璽
１の試片を３分間浸漬して、水冷をするという試験を２
回繰り返し行った際の試料表面にみられる亀裂で判定し
た。

Ｑ：亀裂なし ○：微小亀裂がみられる Δ：小亀裂がみられる ×；大亀裂、または小亀裂が多数みられる〈以下余白〉 １２ 第 １ 表 マグクロクリンカ−Ａ−Ｂの品賀 第 ２ 表 Ｍｇ○−マグクロ−Ｃ系におけるマグクロ量と吻姓頓謁
係１４ 第 ３ 表 Ｍｇ○ マグクロ−Ｃ系における黒鉛量と物性 ｌ５ ｌ６ 〔本発明の効果〕 本発明を実施することにより、特殊な設備や器具、およ
び原料を用いることなく、スラグコーティング層の生威
を促進してライニングの耐酸化性、耐食性が向上し、炉
寿命が向上する。具体的には、■転炉、絞り部のライニ
ング、■混銑車天井れんが、■溶銑予備処理槽の上部ラ
イニング。

のように操業時、一時的に酸化雰囲気にさらされる冶金
炉のライニングに好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は酸化摩耗試験の装置の概略図、第２図はスラグ
付着指数および溶損指数測定装置の概略図、第３図はス
ラグ付着指数および溶損指数測定試験後の試料の断面図
。 ］ １ ７ 綾イじ述』耗も夫１５梵４湊Ｊ世（の　１萬仁田毛雪Ｃ
つ第１図 特開平３ ２０５３４８　（６）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）マグネシア原料とカーボン原料との配合物にマグ
   ネシア・クロムクリンカーを５〜５０重量％添加するこ
   とを特徴とするマグネシア・カーボンれんが。
2. （２）上記マグネシア・クロムクリンカーは、ＭｇＯ５
   ０〜８０重量％、Ａｌ＿２Ｏ＿３５〜２０重量％、Ｃｒ
   ＿２Ｏ＿３１５〜３０重量％、Ｆｅ＿２Ｏ＿３１５重量
   ％以下の組成であり、かつ、ＭｇＯ、Ａｌ＿２Ｏ＿３、
   Ｃｒ＿２Ｏ＿３、Ｆｅ＿２Ｏ＿３以外の成分（不純物）
   量が３重量％以下であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のマグネシア・カーボンれんが。