JPH04362067A - 炭素含有塩基性耐火物 - Google Patents
炭素含有塩基性耐火物Info
- Publication number
- JPH04362067A JPH04362067A JP3166485A JP16648591A JPH04362067A JP H04362067 A JPH04362067 A JP H04362067A JP 3166485 A JP3166485 A JP 3166485A JP 16648591 A JP16648591 A JP 16648591A JP H04362067 A JPH04362067 A JP H04362067A
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- JP
- Japan
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- calcium hexaboride
- carbon
- weight
- parts
- pts
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は転炉、取鍋、タンディ
ッシュ、ＲＨなどの各種製鋼用容器に使用される耐酸化
性および熱間強度を向上させた炭素含有塩基性耐火物に
関するものである。
ッシュ、ＲＨなどの各種製鋼用容器に使用される耐酸化
性および熱間強度を向上させた炭素含有塩基性耐火物に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、製鋼技術の進歩に伴って製鋼用容
器に使用される耐火物としては、ＭｇＯ−Ｃれんがが広
く使用されている。しかし、最近はこれら容器で各種の
溶鋼処理を行うようになったため、超高温下における一
層の耐食性、耐スポ−リング性および耐摩耗性が要求さ
れている。
器に使用される耐火物としては、ＭｇＯ−Ｃれんがが広
く使用されている。しかし、最近はこれら容器で各種の
溶鋼処理を行うようになったため、超高温下における一
層の耐食性、耐スポ−リング性および耐摩耗性が要求さ
れている。
【０００３】従来から、ＭｇＯ−Ｃれんがの炭素材料の
耐酸化性を付与する手段としては種々の方法が提案され
てはいるが、アルミニウムやマグネシウムなどの金属粉
末を添加する方法が広く一般に採用されている（例えば
特開昭５５−１０７７４９号公報など）。
耐酸化性を付与する手段としては種々の方法が提案され
てはいるが、アルミニウムやマグネシウムなどの金属粉
末を添加する方法が広く一般に採用されている（例えば
特開昭５５−１０７７４９号公報など）。
【０００４】最近になって、上記金属粉末に変えて六硼
化カルシウムを添加し、その酸化によって生成した酸化
硼素が炭素材料を被覆することにより酸化を防止する方
法が提唱された（特開平３−４５５５３号公報）。
化カルシウムを添加し、その酸化によって生成した酸化
硼素が炭素材料を被覆することにより酸化を防止する方
法が提唱された（特開平３−４５５５３号公報）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記金属粉
末を添加する方法では、耐酸化性、熱間強度、組織安定
性は向上したが、応力緩和機能が減少するため耐スポ−
リング性に問題が生じている。さらに高温下における耐
酸化性のいま一層の向上が望まれている。
末を添加する方法では、耐酸化性、熱間強度、組織安定
性は向上したが、応力緩和機能が減少するため耐スポ−
リング性に問題が生じている。さらに高温下における耐
酸化性のいま一層の向上が望まれている。
【０００６】また、六硼化カルシウムを添加する方法に
ついて詳細に検討したところ、確かに耐酸化性はあるけ
れども、耐食性がかなり低下することが判明した。従っ
て、六硼化カルシウムの添加ではれんがの耐食性を損な
うことなく耐酸化性を得る方法が要求される。
ついて詳細に検討したところ、確かに耐酸化性はあるけ
れども、耐食性がかなり低下することが判明した。従っ
て、六硼化カルシウムの添加ではれんがの耐食性を損な
うことなく耐酸化性を得る方法が要求される。
【０００７】この発明は、上記従来の課題を解決するた
めになされたもので、超高温下において耐食性、熱間強
度、組織安定性、耐酸化性および耐スポーリング性に共
に優れた炭素含有塩基性耐火物を提供することを目的と
する。
めになされたもので、超高温下において耐食性、熱間強
度、組織安定性、耐酸化性および耐スポーリング性に共
に優れた炭素含有塩基性耐火物を提供することを目的と
する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明者らは製鋼容器
用のＭｇＯ−Ｃれんがの諸性能について検討し、鋭意研
究の末、金属粉末と六硼化カルシウムとを併用すること
によって、両添加物の単独添加では見られなかった相乗
的効果を見出して、この発明を完成したものである。
用のＭｇＯ−Ｃれんがの諸性能について検討し、鋭意研
究の末、金属粉末と六硼化カルシウムとを併用すること
によって、両添加物の単独添加では見られなかった相乗
的効果を見出して、この発明を完成したものである。
【０００９】即ち、この発明は、塩基性耐火材料６０〜
９７重量部、炭素材料３〜４０重量部、アルミニウムま
たは／およびマグネシウム０．５〜５重量部、六硼化カ
ルシウム０．５〜５重量部よりなる炭素含有塩基性耐火
物である。
９７重量部、炭素材料３〜４０重量部、アルミニウムま
たは／およびマグネシウム０．５〜５重量部、六硼化カ
ルシウム０．５〜５重量部よりなる炭素含有塩基性耐火
物である。
【００１０】この発明に用いられる塩基性耐火材料とし
ては、電融マグネシア、焼結マグネシア、カルシア、ド
ロマイト、マグカルシアなどのクリンカ−を主体として
使用する。また、必要に応じて他の耐火材料も併用可能
である。塩基性耐火材料の使用量は６０〜９７重量部で
ある。
ては、電融マグネシア、焼結マグネシア、カルシア、ド
ロマイト、マグカルシアなどのクリンカ−を主体として
使用する。また、必要に応じて他の耐火材料も併用可能
である。塩基性耐火材料の使用量は６０〜９７重量部で
ある。
【００１１】また、炭素材料は、天然黒鉛、人造黒鉛、
電極屑、石油コ−クス、カ−ボンブラックなどの既知の
炭素材料が使用できるが、高温における耐食性の点から
黒鉛の高純度のものが適する。この炭素材料の使用量は
３〜４０重量部である。塩基性耐火材料が６０重量部未
満および炭素材料が４０重量部を越えるとれんがの強度
が低下し、炭素材料が３重量部未満および塩基性耐火材
料が９７重量部より多いと耐スポ−リング性に劣り、い
ずれも好ましくない。
電極屑、石油コ−クス、カ−ボンブラックなどの既知の
炭素材料が使用できるが、高温における耐食性の点から
黒鉛の高純度のものが適する。この炭素材料の使用量は
３〜４０重量部である。塩基性耐火材料が６０重量部未
満および炭素材料が４０重量部を越えるとれんがの強度
が低下し、炭素材料が３重量部未満および塩基性耐火材
料が９７重量部より多いと耐スポ−リング性に劣り、い
ずれも好ましくない。
【００１２】この発明の特徴の一つである金属粉末とし
ては、アルミニウムあるいはマグネシウムの単独粉末か
、両者の混合粉末または合金粉末を用いる。
ては、アルミニウムあるいはマグネシウムの単独粉末か
、両者の混合粉末または合金粉末を用いる。
【００１３】さらに、この発明の他の特徴である六硼化
カルシウムは、粒径４４μｍ以下の微粉末、好ましくは
粒径１０μｍ以下の超微粉末を使用する。微粉末を使用
することにより、以下述べる熱間強度の向上に寄与する
。
カルシウムは、粒径４４μｍ以下の微粉末、好ましくは
粒径１０μｍ以下の超微粉末を使用する。微粉末を使用
することにより、以下述べる熱間強度の向上に寄与する
。
【００１４】この発明における金属粉末の使用量は０．
５ 〜５重量部とする。金属粉末が０．５重量部未満で
はその添加効果が発揮されず、５重量部を越えると応力
緩和機能の減少により耐スポーリング性が低下するため
である。
５ 〜５重量部とする。金属粉末が０．５重量部未満で
はその添加効果が発揮されず、５重量部を越えると応力
緩和機能の減少により耐スポーリング性が低下するため
である。
【００１５】また、六硼化カルシウムの使用量は０．５
〜５重量部とする。六硼化カルシウムが０．５ 重量
部未満ではその添加効果が発揮されず、５重量部を越え
ると耐食性が低下するためである。
〜５重量部とする。六硼化カルシウムが０．５ 重量
部未満ではその添加効果が発揮されず、５重量部を越え
ると耐食性が低下するためである。
【００１６】さらに、上記金属粉末と六硼化カルシウム
の両者の含量は１〜６重量部とすることが好ましい。そ
して、それぞれの添加量はれんがの使用部位の要求され
る性能により加減して各種性能を調整し、全体の損耗を
一様にすることができる。例えば、耐酸化性をより要求
される部位では六硼化カルシウムの使用量を増し、熱間
強度の要求される湯当り部では金属粉末および六硼化カ
ルシウムを共に多めに使用し、耐食性の必要なスラグラ
イン部では六硼化カルシウムを少なくする。また、耐ス
ポ−リング性が重要視される際は、金属粉末を少なくし
て六硼化カルシウムを多くするなどである。
の両者の含量は１〜６重量部とすることが好ましい。そ
して、それぞれの添加量はれんがの使用部位の要求され
る性能により加減して各種性能を調整し、全体の損耗を
一様にすることができる。例えば、耐酸化性をより要求
される部位では六硼化カルシウムの使用量を増し、熱間
強度の要求される湯当り部では金属粉末および六硼化カ
ルシウムを共に多めに使用し、耐食性の必要なスラグラ
イン部では六硼化カルシウムを少なくする。また、耐ス
ポ−リング性が重要視される際は、金属粉末を少なくし
て六硼化カルシウムを多くするなどである。
【００１７】この発明の炭素含有塩基性耐火物の製造方
法は、粒度調整された各材料に結合剤を加え、混練後加
圧成形し、熱処理した不焼成耐火物として使用されるの
が一般的である。結合剤は通常のもので、例えばタ−ル
、ピッチ、フェノ−ル樹脂等が用いられる。
法は、粒度調整された各材料に結合剤を加え、混練後加
圧成形し、熱処理した不焼成耐火物として使用されるの
が一般的である。結合剤は通常のもので、例えばタ−ル
、ピッチ、フェノ−ル樹脂等が用いられる。
【００１８】
【作用】この発明で使用される金属粉末は酸化され易い
ので、炭素材料や結合剤から生ずる炭素質物質の酸化を
防止すると同時に、生成した酸化アルミニウムが塩基性
材料のマグネシアと反応してスピネル（ＭｇＯ・Ａｌ２
Ｏ３ ）を生成する際の体積膨張により気孔を閉塞し
、組織の緻密化によりさらに耐酸化性が増し、同時に熱
間強度も向上する。この系に六硼化カルシウムが共存す
るとその硼素がスピネル生成を促進する結果、さらに著
しい耐酸化性と熱間強度の向上が見られる。
ので、炭素材料や結合剤から生ずる炭素質物質の酸化を
防止すると同時に、生成した酸化アルミニウムが塩基性
材料のマグネシアと反応してスピネル（ＭｇＯ・Ａｌ２
Ｏ３ ）を生成する際の体積膨張により気孔を閉塞し
、組織の緻密化によりさらに耐酸化性が増し、同時に熱
間強度も向上する。この系に六硼化カルシウムが共存す
るとその硼素がスピネル生成を促進する結果、さらに著
しい耐酸化性と熱間強度の向上が見られる。
【００１９】また、ＭｇＯ−Ｃれんがに六硼化カルシウ
ムを添加した場合、酸化により生成した酸化硼素とマグ
ネシアが反応して３ＭｇＯ・Ｂ２ Ｏ３ となり、これ
が炭素材料の被膜となり酸化防止効果を発揮する。さら
に、金属粉末と六硼化カルシウムを併用すると、六硼化
カルシウムが金属粉末により還元状態になると炭素材料
と反応し易くなり、ＣａＢ２ Ｃ２ からさらにＣａＣ
２ となって炭素材料間に新たな結合を生じ、マトリッ
クス部の結合を強化すると共に炭素材料の反応し易い末
端基を閉塞する。これは強度および耐酸化性の向上の働
きをする。 この炭化物の生成は金属粉末が存在しないと起こらない
か、また起こってもその速度と量がわずかでしかない。 この六硼化カルシウムの炭化による結合の生成は表面反
応であり、六硼化カルシウムの粒径が小さくなるとより
顕著となる。
ムを添加した場合、酸化により生成した酸化硼素とマグ
ネシアが反応して３ＭｇＯ・Ｂ２ Ｏ３ となり、これ
が炭素材料の被膜となり酸化防止効果を発揮する。さら
に、金属粉末と六硼化カルシウムを併用すると、六硼化
カルシウムが金属粉末により還元状態になると炭素材料
と反応し易くなり、ＣａＢ２ Ｃ２ からさらにＣａＣ
２ となって炭素材料間に新たな結合を生じ、マトリッ
クス部の結合を強化すると共に炭素材料の反応し易い末
端基を閉塞する。これは強度および耐酸化性の向上の働
きをする。 この炭化物の生成は金属粉末が存在しないと起こらない
か、また起こってもその速度と量がわずかでしかない。 この六硼化カルシウムの炭化による結合の生成は表面反
応であり、六硼化カルシウムの粒径が小さくなるとより
顕著となる。
【００２０】なお、六硼化カルシウムの酸化で生成した
酸化硼素に起因する被膜による炭素材料の酸化防止の効
果としては、炭化硼素あるいは酸化硼素そのものの添加
でも同様の効果は見られるが、耐食性の低下が見られる
。これは六硼化カルシウムは、同時に酸化して生成する
酸化カルシウムがスラグの粘性を高めてれんが内部への
スラグ侵入を防ぐ作用が、逆に炭化硼素や酸化硼素の添
加ではスラグ中へ溶融してしまい組織劣化につながるた
めである。
酸化硼素に起因する被膜による炭素材料の酸化防止の効
果としては、炭化硼素あるいは酸化硼素そのものの添加
でも同様の効果は見られるが、耐食性の低下が見られる
。これは六硼化カルシウムは、同時に酸化して生成する
酸化カルシウムがスラグの粘性を高めてれんが内部への
スラグ侵入を防ぐ作用が、逆に炭化硼素や酸化硼素の添
加ではスラグ中へ溶融してしまい組織劣化につながるた
めである。
【００２１】
【実施例】表１に示す組成の通常の粒度構成のマグネシ
アクリンカ−および鱗状黒鉛に粒径０．５ｍｍ 以下の
金属粉末と粒径１０μｍ以下の六硼化カルシウム超微粉
末を加えフェノ−ル樹脂 ２．５重量部と共に混練成形
後３００ ℃で３時間熱処理した。物性の測定値および
各種のテスト結果を同じく表１に示す。耐酸化性指数は
１４００℃１０時間空気中で加熱した後の脱炭面積を従
来の金属アルミニウム添加の標準品（比較例１）を１０
０とする指数で表したものである。耐食性指数は転炉ス
ラグ（Ｃ／Ｓ＝３．４）を用いて１７５０℃、５時間処
理後の溶損量をやはり比較例１を１００ とする指数で
表した。耐スポ−リング性指数は１６５０℃の溶銑に浸
漬する操作を３回繰り返して、前後の弾性率の比を同じ
く比較例１を１００ とする指数で表した。総合評価に
ついては比較例１を標準（Ｃ）として各種特性を総合的
に判断してよいものから順にＡ〜Ｅの５段階で評価した
。
アクリンカ−および鱗状黒鉛に粒径０．５ｍｍ 以下の
金属粉末と粒径１０μｍ以下の六硼化カルシウム超微粉
末を加えフェノ−ル樹脂 ２．５重量部と共に混練成形
後３００ ℃で３時間熱処理した。物性の測定値および
各種のテスト結果を同じく表１に示す。耐酸化性指数は
１４００℃１０時間空気中で加熱した後の脱炭面積を従
来の金属アルミニウム添加の標準品（比較例１）を１０
０とする指数で表したものである。耐食性指数は転炉ス
ラグ（Ｃ／Ｓ＝３．４）を用いて１７５０℃、５時間処
理後の溶損量をやはり比較例１を１００ とする指数で
表した。耐スポ−リング性指数は１６５０℃の溶銑に浸
漬する操作を３回繰り返して、前後の弾性率の比を同じ
く比較例１を１００ とする指数で表した。総合評価に
ついては比較例１を標準（Ｃ）として各種特性を総合的
に判断してよいものから順にＡ〜Ｅの５段階で評価した
。
【００２２】
【表１】
【００２３】上記表１によれば、比較例１は現在使用さ
れているＭｇＯ−Ｃれんがに相当するものであり、金属
粉末が単独で使用されている。この比較例１を標準（Ｃ
）として評価すると、実施例１〜１１ではいずれも（Ａ
）または（Ｂ）の高い評価が得られた。
れているＭｇＯ−Ｃれんがに相当するものであり、金属
粉末が単独で使用されている。この比較例１を標準（Ｃ
）として評価すると、実施例１〜１１ではいずれも（Ａ
）または（Ｂ）の高い評価が得られた。
【００２４】まず、アルミニウムと六硼化カルシウムを
それぞれ０．５ 〜５．０ 重量部の範囲で併用した実
施例１〜４，６，８〜１１では、いずれも耐食性もまず
まずの結果か或いは向上がみられると共に、耐酸化性、
耐スポーリング性および熱間強度の面では共に著しい効
果が発揮されていることが判る。特に、実施例１，２に
おいては、アルミニウムと六硼化カルシウムの使用量が
それぞれ少なくても両者を併用することによって耐酸化
性が良く、しかも熱間強度と耐スポーリング性が向上し
ている点で優れている。
それぞれ０．５ 〜５．０ 重量部の範囲で併用した実
施例１〜４，６，８〜１１では、いずれも耐食性もまず
まずの結果か或いは向上がみられると共に、耐酸化性、
耐スポーリング性および熱間強度の面では共に著しい効
果が発揮されていることが判る。特に、実施例１，２に
おいては、アルミニウムと六硼化カルシウムの使用量が
それぞれ少なくても両者を併用することによって耐酸化
性が良く、しかも熱間強度と耐スポーリング性が向上し
ている点で優れている。
【００２５】また、マグネシウムと六硼化カルシウムを
それぞれ０．５ 〜５重量部の範囲で併用した実施例５
では、耐食性、耐酸化性、耐スポーリング性および熱間
強度の面で共に著しい向上がみられる。さらに、アルミ
ニウム−マグネシウム合金と六硼化カルシウムを併用し
た実施例７においても、耐食性などがより一層優れてい
ることが判る。
それぞれ０．５ 〜５重量部の範囲で併用した実施例５
では、耐食性、耐酸化性、耐スポーリング性および熱間
強度の面で共に著しい向上がみられる。さらに、アルミ
ニウム−マグネシウム合金と六硼化カルシウムを併用し
た実施例７においても、耐食性などがより一層優れてい
ることが判る。
【００２６】上記のように、金属粉末と六硼化カルシウ
ムの併用により相乗効果が得られ、この発明の優秀性が
証明されている。
ムの併用により相乗効果が得られ、この発明の優秀性が
証明されている。
【００２７】これに対して、六硼化カルシウムを単独で
使用する比較例２では、耐酸化性および耐スポーリング
性はそこそこではあるが、熱間強度と耐食性は低下する
。また、金属粉末と六硼化カルシウムを上記実施例１〜
１１以外の範囲、即ち０．５ 〜５．０ 重量部以外の
範囲で併用した比較例３〜６では、耐酸化性、耐食性、
耐スポーリング性および熱間強度の少なくともいずれか
１つに著しい低下がみられる。また、マグネシウムと炭
化硼素を併用した比較例７では、耐食性の低下がみられ
る。
使用する比較例２では、耐酸化性および耐スポーリング
性はそこそこではあるが、熱間強度と耐食性は低下する
。また、金属粉末と六硼化カルシウムを上記実施例１〜
１１以外の範囲、即ち０．５ 〜５．０ 重量部以外の
範囲で併用した比較例３〜６では、耐酸化性、耐食性、
耐スポーリング性および熱間強度の少なくともいずれか
１つに著しい低下がみられる。また、マグネシウムと炭
化硼素を併用した比較例７では、耐食性の低下がみられ
る。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
、金属粉末により炭素材料や結合剤から生ずる炭素質物
質の酸化を防止すると同時に、生成した酸化アルミニウ
ムが塩基性材料のマグネシアと反応してスピネルを生成
する際の体積膨張により気孔を閉塞し、組織の緻密化に
よりさらに耐酸化性が増し同時に熱間強度も向上する。 また、六硼化カルシウムを添加することによって、金属
粉末との相互作用でマトリックス部の結合強化と炭素材
料の酸化を防止する。このように金属粉末と六硼化カル
シウムの併用により、一層の耐酸化性と熱間強度が向上
するという格別の効果を奏する。
、金属粉末により炭素材料や結合剤から生ずる炭素質物
質の酸化を防止すると同時に、生成した酸化アルミニウ
ムが塩基性材料のマグネシアと反応してスピネルを生成
する際の体積膨張により気孔を閉塞し、組織の緻密化に
よりさらに耐酸化性が増し同時に熱間強度も向上する。 また、六硼化カルシウムを添加することによって、金属
粉末との相互作用でマトリックス部の結合強化と炭素材
料の酸化を防止する。このように金属粉末と六硼化カル
シウムの併用により、一層の耐酸化性と熱間強度が向上
するという格別の効果を奏する。
Claims (1)
- 【請求項１】 塩基性耐火材料６０〜９７重量部、炭
素材料３〜４０重量部、アルミニウムまたは／およびマ
グネシウム０．５ 〜５重量部、六硼化カルシウム０．
５ 〜５重量部よりなることを特徴とする炭素含有塩基
性耐火物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3166485A JPH0764651B2 (ja) | 1991-06-10 | 1991-06-10 | 炭素含有塩基性耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3166485A JPH0764651B2 (ja) | 1991-06-10 | 1991-06-10 | 炭素含有塩基性耐火物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04362067A true JPH04362067A (ja) | 1992-12-15 |
| JPH0764651B2 JPH0764651B2 (ja) | 1995-07-12 |
Family
ID=15832270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3166485A Expired - Lifetime JPH0764651B2 (ja) | 1991-06-10 | 1991-06-10 | 炭素含有塩基性耐火物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0764651B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110668833A (zh) * | 2019-10-28 | 2020-01-10 | 刘晓慧 | 一种镁钙碳复合材料的制备方法 |
| CN113860890A (zh) * | 2021-09-03 | 2021-12-31 | 山东柯信新材料有限公司 | 一种精炼炉用CaC2-C耐火材料及制备工艺 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55107749A (en) * | 1979-02-09 | 1980-08-19 | Kyushu Refract Co Ltd | Carbon-containing fire brick |
| JPS6452348A (en) * | 1987-05-25 | 1989-02-28 | Matsushita Electric Works Ltd | Sealed contact device |
| JPH0345553A (ja) * | 1989-07-14 | 1991-02-27 | Kawasaki Refract Co Ltd | 炭素含有耐火物 |
| JPH0545546A (ja) * | 1991-08-12 | 1993-02-23 | Corning Inc | 密着緩衝光導波路フアイバおよびその作成方法 |
-
1991
- 1991-06-10 JP JP3166485A patent/JPH0764651B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0764651B2 (ja) | 1995-07-12 |
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