JPH04240153A - ジルコニア含有マグネシアクリンカーを使用した高耐食性マグネシア・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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、二次燃焼比率の高い転
炉、ステンレス鋼溶製炉等の高温精錬炉の内張りに適用
される高耐食性マグネシア・カーボンれんがに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＭｇＯを主成分としたマグネシア・カー
ボンれんがは、優れた耐スポール性、耐スラグ浸潤性を
有しており、転炉、ステンレス鋼溶製炉等の内張り材と
して従来から広く使用されている。

【０００３】しかし、転炉、ステンレス鋼溶製炉等にお
ける精錬温度の上昇、二次燃焼比率の上昇は、この種の
マグネシア・カーボンれんがの使用条件を著しく過酷な
ものとしている。このような条件下において、マグネシ
ア・カーボンれんがは高温でスラグアタックを受け、れ
んが中のマグネシアクリンカーがスラグ中に溶出し、稼
働表面に黒鉛等のカーボンが常に露出した状態で使用さ
れることになり、カーボンの酸化が加速され、マグネシ
ア・カーボンれんがの損傷速度は著しく増大する。

【０００４】このマグネシア・カーボンれんが中の黒鉛
を酸化から保護する対策として、れんが組成に易酸化性
の金属および合金等の酸化防止剤を添加する方法が採用
されている。

【０００５】しかし、転炉、ステンレス鋼溶製炉等の精
錬炉においては、炉内温度は１７００℃以上に達し、こ
のような高温下では単に金属および合金などの酸化防止
剤の増量等の手段では、脱炭反応層のスラグアタックに
よる溶出と酸化防止の機能は期待し難い。

【０００６】そこで、高温下でのスラグに対する耐食性
を向上させるために、例えば特公昭５７−２３７６６号
公報において、高純度電融マグネシアクリンカーを使用
して骨材を強化すること、さらに高温下で稼働表面への
スラグアタックに対して安定な保護層を形成すること等
が提案されているが、いまだ十分な結果は得られていな
い。

【０００７】また、Ｔ．Ｆｅの高いスラグに対する耐食
性向上については、特開昭５７−１８３３６０号公報に
、極微量のＺｒＯ２　をＭｇＯ粒内に固溶させて１７０
０℃以上での酸化防止を図ることが提案されている。し
かし、これはマグネシアクリンカーの粒界中にシリケー
トや酸化鉄を含むシリケートの侵入によるクリンカーの
崩壊を生じることになる。

【０００８】またその他の対策として、ＺｒＯ２　を単
体で使用することも提案されているが、共存するＡｌ系
金属によるＺｒＯ２　の還元反応や、高温下でのＺｒＣ
の生成等によってれんが組織の破壊を生じ、良好な結果
は得られない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高温
、酸化雰囲気条件下においても、スラグアタックに対し
て安定であり、またＴ．Ｆｅの高いスラグに対しても優
れた耐食性を有するマグネシア・カーボンれんがを得る
ことにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の耐食性マグネシ
ア・カーボンれんがは、カーボン粉末３〜３０重量％と
、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｉの中の１種または２種以上あ
るいはこれらの合金を０．５〜７重量％と、骨材として
２〜１０重量％のＺｒＯ２　を含有したマグネシアクリ
ンカーとからなる配合物を使用することによってその目
的を達成した。

【００１１】カーボン粉末は天然または人造黒鉛、コー
クス、メソフェーズカーボン、カーボンブラックが使用
できるが、できるだけ高純度のものが望ましい。

【００１２】本発明で使用する骨材としてのマグネシア
クリンカーは、高純度のＭｇＯ粉体と高純度のＺｒＯ２
　粉体とを所定の比率で調合し、１９００℃以上で焼成
するか、またはアーク炉にて溶解することによって得ら
れる。

【００１３】使用する骨材は、できるだけ高純度のもの
であることが好ましく、ＭｇＯの場合のマグネシアクリ
ンカーは、電融品、焼成品等が使用可能であるが、ペリ
クレース結晶系の大きいものが望ましい。

【００１４】耐スポール性を向上させるために配合物中
へのピッチやフェノール系高分子樹脂粉末等の添加も有
効である。

【００１５】

【作用】一般に、カーボンれんが中のマグネシアクリン
カーの変質は、マグネシアクリンカーの粒界の変質が寄
与する。すなわち、マグネシア粒界中にシリケートまた
は酸化鉄を含むシリケートが侵入することによって、外
来成分がれんが内部まで浸透し、マグネシアと以下の反
応が進行して、ＭｇＯ＋ＳｉＯ２　→Ｍ２　Ｓ、ＭｇＯ
＋ＦｅＯ→（Ｍｇ，Ｆｅ）Ｏ低融物を生成し崩壊するも
のである。

【００１６】本発明に基づいてＺｒＯ２　を粒界に存在
せしめたマグネシアクリンカーは、かかる外来成分を粒
界において捉え、ＺｒＯ２　・ＳｉＯ２　等として存在
せしめてクリンカー内部までの侵入を抑制する。

【００１７】また、本クリンカー中のＺｒＯ２　成分は
外来成分によりマグネシアが溶出した後においても、れ
んがの稼働面付近に留まり、マグネシアクリンカーを保
護する作用を有する。

【００１８】クリンカー中のＺｒＯ２　含有量は、２重
量％未満ではＺｒＯ２　はほとんどマグネシア中に固溶
するか、ペリクレース粒内に析出した状況で存在し、粒
界への析出は少なく、前述した粒界に外来成分を留める
機能は大きく期待できない。また、１０重量％を超える
とクリンカー表面にＺｒＯ２　が析出して、れんが中の
カーボンやＡｌ系金属とによる還元反応が生じ、組織劣
化を招くことになる。

【００１９】カーボン粉末は３重量％より少ないと耐ス
ポール性と耐スラグ浸潤性の点で劣り、３０重量％より
多いと製造面での作業性に劣る。

【００２０】Ａｌ等の添加金属は、０．５重量％より少
ないと強度面等の点で劣り、７重量％より多いと特に耐
スポール性の点で劣る。

【００２１】

【実施例】表１は単味れんがの配合割合と物性評価結果
を示す表である。

【００２２】表２以下はＺｒＯ２　を６重量％含有する
ＭｇＯクリンカーと電融ＭｇＯとの比を変えた物性評価
結果を示す表である。

【００２３】表１に示す原料組成にそれぞれ液状のフェ
ノール系バインダーを適量添加して、混練、フリクショ
ン成形、乾燥（９０℃×２４ｈｒ）、硬化処理（２５０
℃×１０ｈｒ）を施し、マグネシア・カーボンれんがを
得た。同表１中の比較例４〜６に示すように、マグネシ
アクリンカー中のＺｒＯ２　含有量が特許請求の範囲外
であると実施例に比較して耐食性が劣る。

【００２４】次に、表１の結果より耐食性が最も良好で
あった６重量％のＺｒＯ２　含有マグネシアクリンカー
を選択して、表２〜表７に示す原料組成にそれぞれ液状
のフェノール系バインダーを適量添加して、混練、フリ
クション成形、乾燥（９０℃×２４ｈｒ）、硬化処理（
２５０℃×１０ｈｒ）を施し、マグネシア・カーボンれ
んがを得た。

【００２５】表２〜表７の比較例６〜１０に示すように
、黒鉛や金属の添加量が所定量の範囲外であると実施例
に比較して耐食性が劣る。

【００２６】以上より、表１〜表７の実施例に示したマ
グネシア・カーボンれんがは総合的に耐食性が向上する
結果が得られ、本発明に係るジルコニア含有マグネシア
クリンカーを使用したマグネシア・カーボンれんがは、
従来のマグネシア・カーボンれんがに比較すると、高耐
食性を有することが判る。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【表２】

【００２９】

【表３】

【００３０】

【表４】

【００３１】

【表５】

【００３２】

【表６】

【００３３】

【表７】

【００３４】

【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏すること
ができる。

【００３５】（１）ＺｒＯ２　成分をマグネシア・カー
ボンれんが中に高温領域まで安定的に存在せしめ、高耐
食性マグネシア・カーボンれんがを得ることができる。

【００３６】（２）したがって、二次燃焼比率の高い転
炉やステンレス鋼溶製炉等の高温精錬炉の内張りれんが
として好適に使用できる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カーボン粉末３〜３０重量％と、Ａｌ、Ｍ
   ｇ、Ｃａ、Ｓｉの中の１種または２種以上あるいはそれ
   らの合金を０．５〜７重量％と、骨材として２〜１０重
   量％のＺｒＯ２　をマグネシアクリンカーの粒界中に分
   散させたジルコニア含有マグネシアクリンカーとの配合
   物とからなる高耐食性マグネシア・カーボンれんが。