JPH0348151B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0348151B2 JPH0348151B2 JP58213406A JP21340683A JPH0348151B2 JP H0348151 B2 JPH0348151 B2 JP H0348151B2 JP 58213406 A JP58213406 A JP 58213406A JP 21340683 A JP21340683 A JP 21340683A JP H0348151 B2 JPH0348151 B2 JP H0348151B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mgo
- refractory
- present
- component
- strength
- 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 - Lifetime
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
本発明は、MgO−Ｃ（マグネシア−カーボン）
耐火物、さらに詳しくは製鋼炉内張材等として有
用な中間及び高温度域で高精度を有するMgO−
Ｃ耐火物に関するものである。 製鋼炉用に使用される耐火物は、近年製鋼技術
の発達によつて、ますます苛酷な条件に耐用しう
るものが要求されている。例えばその典型的なも
のが、底吹き転炉法であり、そのための有用な耐
火物として近年MgO−Ｃ煉瓦が広く使用されて
いる。 このMgO−Ｃ煉瓦は、製鋼炉（転炉、脱ガス
取鍋等）用として優れた耐蝕性と耐スポーリング
性を備えてなるものであるが、通常、不焼成煉瓦
としての内張りされるものであるため、高温で長
時間加熱を受けるまで強度の発現が少なく、特に
中間から高温度に至る過程において強度不足とな
り、結果として耐蝕性の低下や機械的応力による
割れの問題を生じ、その特性が充分生かされてい
ないのが実状である。 本発明はこのような点に鑑み、種々研究された
結果として、中間から高温度において生じ易い強
度の低下をこれらの温度領域である500〜1500℃
においてセラミツクボンドを生成し易い添加材の
複合添加により解決し、かつ当該全域における強
度の向上をもたらすことに成功したものである。 即ち本発明は、重量％で、硼砂成分をNa2O・
2B2O3として0.1〜３％、20μ以下の超微粉Al2O3
を0.5〜５％含有してなるMgO−Ｃ耐火物を要旨
とするものである。 なお、従来にも本発明で添加しているAl2O3や
硼砂成分となりうるB2O3成分をMgO−Ｃ系煉瓦
に加えることが試みられている提案がなされてい
るが、充分満足できる結果が得られていない。 例えば、特開昭56−92160号公報にはマグネシ
ア−アルミナ−カーボン煉瓦が示され、Al2O3を
５〜35％添加することが開示されているが、この
Al2O3は量的にも粒径においても本発明を開示す
るものではなく、いわんや硼砂成分の添加は全く
なく、本発明の目的を何ら達成しうるものではな
い。特にAl2O3とMgOとの反応によるスピネルボ
ンドの生成は1300℃以上になるので、この温度ま
で強度発現がなく、又、Al2O3が多すぎると耐蝕
性が低下する。 また、特開昭57−7871号公報などにはMgO−
Ｃ煉瓦において硼素を含む化合物を添加すること
が開示されているが、硼砂としての添加は示され
ておらず、本発明の目的である中間乃至高温強度
の向上を目途したものではなく、いわんや微粉
Al2O3の添加も全く開示されておらず、本発明の
目的を何ら達成しうるものではない。また、硼素
のみではMgOとの反応温度は950℃以上要するの
で、この温度まで強度の発現が得られない。ま
た、高温になると、B2O3とMgOとの化合物は液
化して流れるため、高温度（1400℃以上）での強
度発現がなく、使用上障害となつてくる。 本発明は、このような開示にはみられない目
的、効果をもたらすことに成功したのであり、以
下詳しく説明する。 本発明のMgO−Ｃ耐火物において、まず、
MgO（マグネシア）は、焼成マグネシアクリンカ
ー、電融マグネシアクリンカーが適当で、マグネ
サイトなど、MgO耐火物原料として通常使用さ
れるものでよく、Ｃである炭素材料としては、天
然黒鉛、人造黒鉛、コークス、カーボンブラツク
等通常使用されるものでよい。 本発明で、このMgOとＣの割合は耐火物とし
ての用途や使い方によつて広範囲に適用するこ
と、即ち、例えば互いに95〜５％の範囲で選択も
できるが、耐蝕性、耐酸化性、耐摩耗性などの
MgO−Ｃ耐火物としての従来の総合評価の点か
らすれば、前者95〜50％、後者５〜50％程度が好
ましい。 このような主原料に対して、本発明耐火物には
少くとも次の２種類の添加材が配合されている。 まず、一つは硼砂成分であり、これは本発明に
おいて1000℃程度までの中間温度領域での強度を
形成する成分として作用するものと考えられる。 即ち、1000℃位までにおいてNa2O・2B2O3が
生成し、MgO粒子の周囲に存在することにより、
B2O3とMgOが反応し、3MgO・B2O3（融点988
℃）及び2MgO・B2O3（融点1313℃）の化合物を
生成し、強度を形成するものと思われる。 このように、本発明においてはNa2O・2B2O3
が生成し、中間温度でMgOとの反応が進行する
ものである成分、即ち硼砂成分が必要かつ不可欠
であつて、B2O3成分或はNa2O成分を単味で存在
せしめても効果がない。 このような硼砂成分として最適なものは、ナト
リウムの含水もしくは無水の硼酸塩である
Na2B4O7（Na2O・2B2O3）として加えることであ
るが、場合によつてはNa2O成分とB2O3成分を
別々に配合し、反応によりNa2O・2B2O3を生成
しうるようにすることもできる。 この硼砂成分の配合割合は、MgO−Ｃ耐火物
中（後述する炭素結合材を配合した場合にはそれ
を除く）Na2O・2B2O3として0.1〜３％であり、
望ましくは0.2〜２％である。 これは少なすぎると目的が達成できないし、一
方ではこれらの化合物は低融点成分であるため目
的が達成しうる範囲で可及的に少ない方がよいか
らである。 本発明で必須のもう一つの成分は、Al2O3超微
粉であり、これは本発明において1500℃程度の高
温域での強度発現を形成する成分として作用する
ものと考えられる。 即ち、1500℃域において、MgO粒子の周囲に
存在することにより、MgOと反応してスピネル
（MgO・Al2O3）を形成し、このスピネルがMgO
−Ｃ耐火物の強固な結合部となるからと思われ
る。 このような本発明においては、高温度での
MgOとAl2O3の反応が進行し易いこと、即ちスピ
ネル化反応が容易になることが必要なためか
Al2O3は出来るだけ活性である超微粉として配合
することが望ましいことが分つた。 即ち、種々の検討の結果、超微粉である20μ以
下が必要で特に望ましくはその大部分が5μ以下
の超微粉で配合することにより、強度が目的を達
成しうる程度に向上できることが確かめられると
ともに超微粉としての配合は耐火物の成形性、緻
密性などにも寄与することが分つた。 このAl2O3微粉の配合割合は、MgO−Ｃ耐火物
中（炭素結合材は除く）重量％で0.5〜５％であ
り、望ましくは１〜４％である。 これは多すぎるとスピネル（MgO・Al2O3）の
生成量が多くなり、スラグ、溶鋼に対する耐蝕性
が低下してくる事、また、スピネル化に伴う体積
膨脹が大きくなり好ましくないからであり、少は
すぎてもスピネルボンドの形成が不十分となり、
高温強度が得られにくくなるなどのためである。 なお、Al2O3の純度は、不純物が多いと耐蝕性
低下の原因となるので可及的高い方がよく、通常
99.5％以上のものがよい。 本発明耐火物は、このような主原料及び必須成
分を粒度調整したものに通常適当な結合材を加え
て充分混練し、常法に従つて成形及び乾燥処理し
て製造しうるものである。 この場合の結合材としては、この種MgO−Ｃ
耐火物の結合材としてよく知られている炭素結合
材であるフエノール樹脂、フラン樹脂、シリコン
樹脂等の樹脂或は樹脂状ピツチでよく、これらの
配合量は通常外掛で0.5〜10重量％である。 本発明耐火物は、通常成形後の加熱処理として
は、500℃程度までの乾燥処理をしただけの不焼
成耐火物として有用なものであるが、不定形の耐
火物として使用することもできるし、稀れにでは
あるが、成形或は不定形で硬化後焼成した焼成耐
火物として利用することもできる。 本発明耐火物はこのようにMgO−Ｃ耐火物の
特質を損うことなく、従来不足していた強度の向
上を、例えば従来のMgO−Ｃ煉瓦に比較して
1000℃程度までで約２倍、1500℃程度の高温度域
では約３倍といつた程度にまで可能としたもので
あつて、製鋼炉用内張材などとして極めて有用で
あつて、その工業的価値は多大である。 本発明を次に実施例にて説明する。 実施例 第１表に示す配合割合（重量部）の原料を充分
混練後、1000Kg／cm2以上の圧力下80／70×150×
230mmの大きさに成形後、400℃で５時間乾燥して
不焼成煉瓦を得た。
耐火物、さらに詳しくは製鋼炉内張材等として有
用な中間及び高温度域で高精度を有するMgO−
Ｃ耐火物に関するものである。 製鋼炉用に使用される耐火物は、近年製鋼技術
の発達によつて、ますます苛酷な条件に耐用しう
るものが要求されている。例えばその典型的なも
のが、底吹き転炉法であり、そのための有用な耐
火物として近年MgO−Ｃ煉瓦が広く使用されて
いる。 このMgO−Ｃ煉瓦は、製鋼炉（転炉、脱ガス
取鍋等）用として優れた耐蝕性と耐スポーリング
性を備えてなるものであるが、通常、不焼成煉瓦
としての内張りされるものであるため、高温で長
時間加熱を受けるまで強度の発現が少なく、特に
中間から高温度に至る過程において強度不足とな
り、結果として耐蝕性の低下や機械的応力による
割れの問題を生じ、その特性が充分生かされてい
ないのが実状である。 本発明はこのような点に鑑み、種々研究された
結果として、中間から高温度において生じ易い強
度の低下をこれらの温度領域である500〜1500℃
においてセラミツクボンドを生成し易い添加材の
複合添加により解決し、かつ当該全域における強
度の向上をもたらすことに成功したものである。 即ち本発明は、重量％で、硼砂成分をNa2O・
2B2O3として0.1〜３％、20μ以下の超微粉Al2O3
を0.5〜５％含有してなるMgO−Ｃ耐火物を要旨
とするものである。 なお、従来にも本発明で添加しているAl2O3や
硼砂成分となりうるB2O3成分をMgO−Ｃ系煉瓦
に加えることが試みられている提案がなされてい
るが、充分満足できる結果が得られていない。 例えば、特開昭56−92160号公報にはマグネシ
ア−アルミナ−カーボン煉瓦が示され、Al2O3を
５〜35％添加することが開示されているが、この
Al2O3は量的にも粒径においても本発明を開示す
るものではなく、いわんや硼砂成分の添加は全く
なく、本発明の目的を何ら達成しうるものではな
い。特にAl2O3とMgOとの反応によるスピネルボ
ンドの生成は1300℃以上になるので、この温度ま
で強度発現がなく、又、Al2O3が多すぎると耐蝕
性が低下する。 また、特開昭57−7871号公報などにはMgO−
Ｃ煉瓦において硼素を含む化合物を添加すること
が開示されているが、硼砂としての添加は示され
ておらず、本発明の目的である中間乃至高温強度
の向上を目途したものではなく、いわんや微粉
Al2O3の添加も全く開示されておらず、本発明の
目的を何ら達成しうるものではない。また、硼素
のみではMgOとの反応温度は950℃以上要するの
で、この温度まで強度の発現が得られない。ま
た、高温になると、B2O3とMgOとの化合物は液
化して流れるため、高温度（1400℃以上）での強
度発現がなく、使用上障害となつてくる。 本発明は、このような開示にはみられない目
的、効果をもたらすことに成功したのであり、以
下詳しく説明する。 本発明のMgO−Ｃ耐火物において、まず、
MgO（マグネシア）は、焼成マグネシアクリンカ
ー、電融マグネシアクリンカーが適当で、マグネ
サイトなど、MgO耐火物原料として通常使用さ
れるものでよく、Ｃである炭素材料としては、天
然黒鉛、人造黒鉛、コークス、カーボンブラツク
等通常使用されるものでよい。 本発明で、このMgOとＣの割合は耐火物とし
ての用途や使い方によつて広範囲に適用するこ
と、即ち、例えば互いに95〜５％の範囲で選択も
できるが、耐蝕性、耐酸化性、耐摩耗性などの
MgO−Ｃ耐火物としての従来の総合評価の点か
らすれば、前者95〜50％、後者５〜50％程度が好
ましい。 このような主原料に対して、本発明耐火物には
少くとも次の２種類の添加材が配合されている。 まず、一つは硼砂成分であり、これは本発明に
おいて1000℃程度までの中間温度領域での強度を
形成する成分として作用するものと考えられる。 即ち、1000℃位までにおいてNa2O・2B2O3が
生成し、MgO粒子の周囲に存在することにより、
B2O3とMgOが反応し、3MgO・B2O3（融点988
℃）及び2MgO・B2O3（融点1313℃）の化合物を
生成し、強度を形成するものと思われる。 このように、本発明においてはNa2O・2B2O3
が生成し、中間温度でMgOとの反応が進行する
ものである成分、即ち硼砂成分が必要かつ不可欠
であつて、B2O3成分或はNa2O成分を単味で存在
せしめても効果がない。 このような硼砂成分として最適なものは、ナト
リウムの含水もしくは無水の硼酸塩である
Na2B4O7（Na2O・2B2O3）として加えることであ
るが、場合によつてはNa2O成分とB2O3成分を
別々に配合し、反応によりNa2O・2B2O3を生成
しうるようにすることもできる。 この硼砂成分の配合割合は、MgO−Ｃ耐火物
中（後述する炭素結合材を配合した場合にはそれ
を除く）Na2O・2B2O3として0.1〜３％であり、
望ましくは0.2〜２％である。 これは少なすぎると目的が達成できないし、一
方ではこれらの化合物は低融点成分であるため目
的が達成しうる範囲で可及的に少ない方がよいか
らである。 本発明で必須のもう一つの成分は、Al2O3超微
粉であり、これは本発明において1500℃程度の高
温域での強度発現を形成する成分として作用する
ものと考えられる。 即ち、1500℃域において、MgO粒子の周囲に
存在することにより、MgOと反応してスピネル
（MgO・Al2O3）を形成し、このスピネルがMgO
−Ｃ耐火物の強固な結合部となるからと思われ
る。 このような本発明においては、高温度での
MgOとAl2O3の反応が進行し易いこと、即ちスピ
ネル化反応が容易になることが必要なためか
Al2O3は出来るだけ活性である超微粉として配合
することが望ましいことが分つた。 即ち、種々の検討の結果、超微粉である20μ以
下が必要で特に望ましくはその大部分が5μ以下
の超微粉で配合することにより、強度が目的を達
成しうる程度に向上できることが確かめられると
ともに超微粉としての配合は耐火物の成形性、緻
密性などにも寄与することが分つた。 このAl2O3微粉の配合割合は、MgO−Ｃ耐火物
中（炭素結合材は除く）重量％で0.5〜５％であ
り、望ましくは１〜４％である。 これは多すぎるとスピネル（MgO・Al2O3）の
生成量が多くなり、スラグ、溶鋼に対する耐蝕性
が低下してくる事、また、スピネル化に伴う体積
膨脹が大きくなり好ましくないからであり、少は
すぎてもスピネルボンドの形成が不十分となり、
高温強度が得られにくくなるなどのためである。 なお、Al2O3の純度は、不純物が多いと耐蝕性
低下の原因となるので可及的高い方がよく、通常
99.5％以上のものがよい。 本発明耐火物は、このような主原料及び必須成
分を粒度調整したものに通常適当な結合材を加え
て充分混練し、常法に従つて成形及び乾燥処理し
て製造しうるものである。 この場合の結合材としては、この種MgO−Ｃ
耐火物の結合材としてよく知られている炭素結合
材であるフエノール樹脂、フラン樹脂、シリコン
樹脂等の樹脂或は樹脂状ピツチでよく、これらの
配合量は通常外掛で0.5〜10重量％である。 本発明耐火物は、通常成形後の加熱処理として
は、500℃程度までの乾燥処理をしただけの不焼
成耐火物として有用なものであるが、不定形の耐
火物として使用することもできるし、稀れにでは
あるが、成形或は不定形で硬化後焼成した焼成耐
火物として利用することもできる。 本発明耐火物はこのようにMgO−Ｃ耐火物の
特質を損うことなく、従来不足していた強度の向
上を、例えば従来のMgO−Ｃ煉瓦に比較して
1000℃程度までで約２倍、1500℃程度の高温度域
では約３倍といつた程度にまで可能としたもので
あつて、製鋼炉用内張材などとして極めて有用で
あつて、その工業的価値は多大である。 本発明を次に実施例にて説明する。 実施例 第１表に示す配合割合（重量部）の原料を充分
混練後、1000Kg／cm2以上の圧力下80／70×150×
230mmの大きさに成形後、400℃で５時間乾燥して
不焼成煉瓦を得た。
【表】
得られたこれらの諸性質を第２表に示す。
【表】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量％で、硼砂成分をNa2O・2B2O3として
0.1〜３％、20μ以下の超微粉Al2O3を0.5〜５％含
有してなるMgO−Ｃ耐火物。 ２ 硼砂成分が0.2〜２％、超微粉Al2O3が１〜４
％である特許請求の範囲第１項記載の耐火物。 ３ 超微粉Al2O3は5μ以下である特許請求の範囲
第１項又は第２項記載の耐火物。 ４ 炭素結合材を外掛で0.5〜10重量％含有する
特許請求の範囲第１項記載の耐火物。 ５ MgOとＣの割合は、重量％でMgO50〜95
％、C50〜５％である特許請求の範囲第１項乃至
第４項いずれか記載のMgO−Ｃ耐火物。 ６ MgO−Ｃ耐火物が不焼成の定形或は不定形
の耐火物である特許請求の範囲第１項又は第５項
記載の耐火物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58213406A JPS60108362A (ja) | 1983-11-15 | 1983-11-15 | ＭｇＯ−Ｃ耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58213406A JPS60108362A (ja) | 1983-11-15 | 1983-11-15 | ＭｇＯ−Ｃ耐火物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60108362A JPS60108362A (ja) | 1985-06-13 |
| JPH0348151B2 true JPH0348151B2 (ja) | 1991-07-23 |
Family
ID=16638692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58213406A Granted JPS60108362A (ja) | 1983-11-15 | 1983-11-15 | ＭｇＯ−Ｃ耐火物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60108362A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5318933A (en) * | 1993-03-24 | 1994-06-07 | Indresco Inc. | Carbon-containing carbon bonded refractories with improved physical properties |
-
1983
- 1983-11-15 JP JP58213406A patent/JPS60108362A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60108362A (ja) | 1985-06-13 |
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