JPH0354155A - 溶融金属容器内張り用黒鉛含有れんがの製造方法 - 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、取鍋、混銑車、混銑炉、真空脱ガス炉，転炉
などの溶融金属容器の内張りに使用する黒鉛含有れんが
を製造する方法に関する。

（従来の技術） 近年、高級鋼生産の指向から、前記の溶融金属容器内で
溶銑の脱Ｓｉ、脱Ｐ、脱Ｓを行なういわゆる溶銑予備処
理が盛んレこ実施されるようになった。この処理は、溶
銑に多量のＣａｂ，ＣａＦ２，ＭｎＯ，Ｎａ２ＧＯ３な
どのフラッグスの添加、酸素吹き込みによる温度上昇な
どで内張り耐火物のズト命を著しく低下させている。ま
た、溶鋼を貯溜ずる鋼鍋においても、高温受鋼、長時間
使用など、その使用条件はきびしくなってきている。

これらの溶融金属容器に内張リされる耐火物は，アルミ
ナー炭化珪素一炭素質（例えば特開昭６３−１１７９５
１号公報）あるいは，マグネシアー炭素質（例えば特開
昭６３−１１７９４７号公報）の不焼或れんがが一般的
である。このれんがは、炭素を含有したことで耐食性お
よび耐スポーリング性に優れている．また，不焼或品で
あることで生産コストが低いこと，納入期日を早くでき
るなどのメリットがある。

（発明が解決しようとする課題） 前記の炭素含有れんがの製造で使用される炭素材料は、
主としてりん状黒鉛である。耐食性および耐久ポーリン
グ性の付与効果が、ピッチコークスなどの無定形炭素粉
に比べて大きいからである。

しかし、その反面、りん状黒鉛は熱伝導率が高い炭素材
料であることから、れんがの熱伝導性が増す欠点がある
。溶融金属の温度低下の防止，省エネルギー、溶融金属
容器の鉄皮の損傷防止などの意味で，内張りれんがの熱
伝導性が増すことは好ましくない。このため，従来はり
ん状黒鉛の割合の低減，りん状黒鉛の一部または全量を
無定形炭素に置き換えるなどの手段をとっているが、そ
のために、れんがの耐食性および酎スポーリング性の低
下を余儀なくされていた。

（課題を解決するための手段） 本発明者等は，りん状黒鉛がもつ特性を十分に生かすた
め、りん状黒鉛の割合を減らすことなく低熱伝導性を有
するれんがを得る方法について検討を重ねてきた。その
結果、れんがの製造において加熱消失材を添加し、れん
が中に無数の微細な空隙を形或すると所期の目的が得ら
れることを知り、本発明を完成することに至ったもので
ある。

すなわち本発明は、重量割合セ、炭素原料としてりん状
黒鉛３〜２０％、残部が耐火性骨材を主材とした配合物
１００％に対して，微細な加熱消失物を１．０〜１０％
添加し、混練、成形後，乾燥することを特徴とした溶融
金属容器内張り用黒鉛含有れんがの製造方法である。

れんが中の空隙が断熱作用をもつことは技術常識である
。断熱れんがが多孔質であるのもその理由である。しか
し、れんが中の空隙は溶融金属の浸透で耐食性低下の原
因となることから、従来は溶融金属容器内張り用れんが
の組織は緻密質であることがよいとされてきた。まして
や加熱消失材の添加などは行なわれていなかった。

ところが、りん状黒鉛を比較的多量に配合したれんがの
場合、微細な加熱消失材を添加しても耐食性の低下は認
められず、りん状ｉＡ鉛の量が増したことでむしろ耐食
性、耐スポーリング性は向上することがわかった。これ
は、加熱消失物によってれんが組織に空隙が生じても，
それが微細でしかも特定の範囲内の量であれば，りん状
黒鉛が溶融金属に対してきわめて濡れ難いという性質に
よって、空隙内への溶融金属の浸透が阻止されるものと
思われる。

その結果、本発明によれば加熱消失材の添加による空隙
形或によって得られる低熱伝導性と，りん状黒鉛配合に
よる耐食性および酎スポーリング性を兼ね備えた溶融金
属内張り用の黒釦含有れんがを得ることができる。

以下，本発明をさらに詳しく説明する。なお、以下の各
配合物、添加物の割合は％で示すが、これは重量％であ
る。

りん状黒鉛は、炭素材料の中でも耐食性および耐スポー
リング性の効果が特に大きい。また，耐酸化性、充填性
にも優れている。本発明では、このりん状黒鉛を３〜２
０％添加する。３％未満では配合したことによる効果が
十分にえられず、２０％を超えると熱伝導率が高くなる
。

炭素材料は以上のようにりん状黒鉛を使用することが必
須であるが、本発明の効果を損わない範囲であれぼりん
状黒鉛と共に、さらにりん状黒鉛以外の黒鉛、あるいは
無定形炭素を配合してもよい。りん状黒鉛以外の黒鉛と
しては，土状黒鉛、キッシュグラファイト，などがある
。無定形炭素としてはピッチコークス、カーボンブラッ
クなどである。

加熱消失材の添加量が多いと加熱消失材によって形或さ
れる空隙も多くなって耐食性低下の傾向を示すが、りん
状黒鉛と無定形炭素粉とを添加した場合は、熱伝導率の
低い無定形炭素粉の存在によって、その分、耐食性低下
の原因となる加熱消失材の添加量を低減させることがで
き、れんがのｒｊｊ食性はさらに向上する。無定形炭素
粉を添加する場合は、りん状黒鉛の効果を阻害しないよ
う、その割合は２５％以下で、しかもりん状黒鉛を含む
炭素材科全体の合址を３０％以下にする．この場合の無
定形炭素粉の好ましい割合は、５〜２０％である。

耐火性骨材は，この種のれんがで使用されているものと
同様、例えばアルミナ、アルミナーシリ力、ろう石、ム
ライト、ジルコン、ジルコニア、マグネシア、スピネル
、などから選ばれる一種以」二を主材とする。必要によ
り、さらに炭化珪素、窒化珪素、粘土などから選ばれる
一種以上を組み合わせる。

加熱消失材は、れんが乾燥時または使用時の加熱を受け
ると７８融または燃焼によって消失し，れんが組織内に
空隙を形威し、れんがを低熱伝導性にする。前記配合物
に対する加熱消失材の割合は、外掛で１．０〜１０％と
する。　１％未満では低熟伝導性の効果がなく，１０％
を超えるとれんがが多孔質化して耐食性に劣る。その形
状は短繊維、粒状物のいずれでもよい。また短繊維と粒
状物とを併用してもよい。サイズは微細であることが必
要であり、例えば短繊維では直径０．０５〜１．５閣×
長さ１０ｍｍ以下、粒状物では例えば直ネソ０．１〜３
．０ｍとする。

加熱消失材の具体的材質は、短繊維については例えば木
綿、パルブ繊維、麻、絹、毛などの天然繊維、あるいは
アクリル繊維，ビニロン繊維、ポリエチレン繊維、ビニ
ール繊維、ボリアミドｉｔ維、アセチルセルロース繊維
、ニトロセルロース繊ｉｔ、ポリエステル繊維、ボリプ
ロビレン繊維などの合成繊維から選ばれる一種以上であ
る。粒状物としては、例えば，天然樹脂粒、パラフィン
粒、木片、果実粉などから選ばれる一種以上であって、
加熱消失性であれば、動植物、鉱物、樹脂を間オ〕ない
６第↓図はアルミナ７４％、炭化珪素７％、炭素材料１
５％よりなる配合物から製造される不焼戊れんがにおい
て、炭素材料としてりん状黒鉛とピッチコークスとを併
用し、りん状黒鉛の割合を変化させた場合（すなわち、
りん状黒鉛の増量と共にピッチコークスの割合は少なく
なる）の、熱伝導率と耐食性の変化を示したグラフであ
る。この結果から，りん状黒銘の添加量増加と共に耐食
性は向上するが熱伝導率も大きくなることがわかる５第
２図は、アルミナ炭化珪素、炭素材料よりなる配合物か
ら製造される不焼戊れんがにおいて炭素原料を全量りん
状黒鉛とし、その量を３％、１０％，１５％、２０％と
変化させこれに加熱消失材の一例としてアクリル樹脂粒
状物（′＃ｉ径０．４８〜ｌ．２２５ｒｒｎ）を添加し
た場合の、加熱消失材の添加割合に対する熱伝導率Ｉ目
寸、耐食性マ舛畔の変化を示したグラフである。いずれ
もアクリル樹脂の添加により熱伝導率が低下しており特
にりん状黒鉛含有量の多いものほどその低下率は太きい
。

但し，アクリル樹脂の添加によりれんが中の気孔が増加
している為耐食性は低傾向にあり、特にアクリル樹脂の
添加量が１０％をこえると著しく悪化する。またりん状
黒鉛を３〜２０％の範囲としたのは３％未満では，りん
状黒鉛添加の本来の狙いである耐スポール性改善の効果
が十分得られず、２０％を超えると熱伝導率が高くアク
リル樹脂を添加しても目標とする２〜５　Ｋｃａｌ．／
ｍ．ｈｒ．　’Ｃ以下の熱伝導率が得られないからであ
る。

なお、ここで耐食性および熱伝導性の測定方法は、後述
の実施例で示すものと同様にした。

本発明は、以上の他にも、炭素含有れんがの添加物とし
て公知の、例えば金属粉、ガラス粉、炭化ほう素などの
一種以上を適当量添加してもよい。

混線は、フェノール樹脂，フラン樹脂，ピッチ、りん酸
塩、けい酸塩、などの結合剤を前記配合杓に対して外掛
で２〜３％程度添加して行なう。戊形は、フリクション
プレス，オイルプレスなど任意の加圧手段で行なう。

乾燥は、加熱乾燥が好ましい。その際の加熱温度は、省
エネの意味からも５　０　０　’Ｃ以下が好ましい。一
般的には１００〜４００℃程度で十分である。

（実施例） 以下，本発明実施例とその比較例を示す。

各例は、第１表に示す配合物に結合剤としてフェノール
樹脂を外掛けで２．５％添加し、混練したものをフレク
ションプレスにて加圧成形後、２５０℃×２４時間乾燥
して炭素含有れんがを製造した。

（１）　　表中，加熱消失物のサイズは次のとおり．ビ
ニロン短繊維；直径０．２×長さ５ｌｌＩｌ　　ナイロ
ン短繊維：直径０．５×長さ１．０ｍｍ　　パラフィン
粒子；直径０．１〜０．５ｍｍ　　アクリル球状粒子：
直径０．４８〜１．２２５ｍ （２）表中，（）内の数値は、外掛けｔｚｔ，％。

（試験方法） （１）気　孔　率　；　ＪＩＳ　−　Ｒ２２０５に準じ
て測定した。

（２）耐　食　性　；銑鉄と混銑車スラグとを侵食剤と
する回転侵食試験で測定した。１５５０℃×１５分を１
５回繰返した後、溶損寸法を測定したもので比較例１を
基準とした。

（３）熱伝導率　　　；熱伝導率が既知の試料との比較
によって、１２０℃下での熱伝導率を求めた． （４）実機試験　　　；各例・のうち一部を実際に６０
０ｔ混銑車に内張リして、使用後、溶損寸法を測定し、
ｍ／チャージで示した。

（５）耐スポール性　；４ＱＸ４０Ｘ２３０ｒｒｎの試
料を１．　４　０　０℃の高周波誘導炉で溶解した銑鉄
に３分間浸漬した後、引上げ、空冷を６０分間行なった
。これを２０回繰り返した後のキレツの本数、大きさに
ついて比較例■を基準とし，０は優れているもの、△は
同等、Ｘは劣るものとして示した。

（発明の効果） りん状黒鉛は、耐食性・耐スポーリング性に優れた耐火
材料として従来からよく知られている。

しかし、熱伝導率が高いために、溶融金属の温度低下の
防止、省エネルギー、溶融金属容器の鉄皮の損傷防止な
どの面から、溶融金属容器内張り用れんがへの添加は自
ずから制約されていた。

これに対し本発明は、以上に述べたように，りん状黒鉛
を含有するれんがの製造において加熱消失材を適量添加
すると、耐食性に優れ、しかも、加熱消失物ｂこより形
威される微細な空隙によって熱伝導率の低いれんがを得
ることができたものである。この効果は、りん状黒鉛と
加熱消失材との組合せで得られる特有のもので、例えば
加熱消失材を添加してもりん状黒鉛の配合がなければ加
熱消失物で形或される空隙えの溶鋼浸透により，れんが
の耐食性は著しく低下し、溶融金属容器の内張りとして
の機能は得られない． 本発明により製造される黒鉛含有れんがは，以上の効果
によって、溶融金属容器に内張リすれば溶融金属の温度
低下、容器鉄皮の損傷などを生じることなく、内張りの
耐用性を向上させる．

【図面の簡単な説明】

第１図は、りん状黒鉛とピッチコークスとを併用したれ
んがにおいて、りん状黒鉛の割合を変化させた場合の，
熱伝導率と耐食性の変化を示したグラフである。第２図
は、りん状黒鉛含有れんがにおいて、加熱消失材の添加
割合に対する熱伝導率、耐食性の変化をりん状黒鉛の含
有量をパラメーターとし示したものである。 昶 腔 細 娠 Ｏ ０コ ■ 寸 Ｃリ Ｏ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量割合で、炭素材料としてりん状黒鉛３〜２０
   ％、残部を耐火性骨材を主材とした配合物１００％に対
   して微細な加熱消失物を１．０〜１０％添加し、混練、
   成形後、乾燥することを特徴とした溶融金属容器内張り
   用黒鉛含有れんがの製造方法。
2. （２）重量割合で、炭素材料としてりん状黒鉛３〜２０
   ％、無定形炭素粉２５％以下、かつ、前記のりん状黒鉛
   と無定形炭素材料との合量が３０％以下とし、残部が耐
   火性骨材を主材とした配合物１００％に対して加熱消失
   物を１．０〜１０％添加し、混練、成形後、乾燥するこ
   とを特徴とした溶融金属容器内張り用黒鉛含有れんがの
   製造方法。
3. （３）加熱消失物が、短織維および／または粒状物であ
   る請求項１または２記載の溶融金属容器内張り用黒鉛含
   有れんがの製造方法。
4. （４）短繊維が直径０．０５〜１．５ｍｍ×長さ１０ｍ
   ｍ以下、粒状物が直径０．１〜３．０ｍｍである請求項
   ３記載の溶融金属容器内張り用黒鉛含有れんがの製造方
   法。