JPH0465353A - 炭素含有不焼成耐火物 - 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〕 本発明は炭素含有不焼成耐火物に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、黒鉛等の炭素質原料を含む耐火物はアルミナ、ば
ん土頁岩等の耐火材料に較べて高熱伝導率であるととも
に、低熱膨張率であるために耐スポーリング性に優れる
とともに、熔融金属、スラグ等に濡れ難く耐スラグ性に
も優れている。また上記炭素質原料は、該耐火物の過焼
結を防止する等の機能をも有することから、近年その使
用分野は急速に拡大している。特にタールピッチやフェ
ノールレジン等を結合剤とした不焼成耐火物は製造工程
時に要するエネルギーの節減が実現されることから、種
々の耐火材原料との組合わせからなるものが実炉に使用
されている。上記のような不焼成耐火物のうち、焼結ア
ルミナ、電融アルミナ、焼成ばん土頁岩等と鱗状黒鉛を
使用したアルミナ・カーボン質れんがは、電気炉、混銑
車等に多（使用され、炉寿命の延長に寄与している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、かかる炭素含有不焼成耐火物は、れんが
組織間の結合が主に炭素結合によるため、熱間強度が低
く、また、高温下での耐酸化性に劣る欠点がある。

そこで、Ａ７！、Ｓｉ、Ａ＃−Ｍｇ等の易酸化性金属を
単独またはその合金を耐火材料に添加して上記炭素結合
部の酸化を抑制しようとする特開昭５４−３９４２２号
、特開昭５４−１６３９１３号および特開昭５５−１０
７７４９号公報で開示された方法や、Ｂ、Ｃ，ＳｉＣ等
の炭化物を添加する方法、あるいは六硼化珪素（Ｓ　ｉ
　Ｂｂ　）の添加によって耐火物使用時に生成するＢｚ
Ｏ：＋Ｓｉｎｇ系ガラス相、並びにＢ２Ｏ３と耐火骨材
とが稼働時の高温下で反応して生成する高粘性融液が、
炭素質原料を被覆する被膜を形成することを利用した特
開昭６０−１７６９７０号公報で開示された方法等が提
案されている。

しかしながら、上記易酸化性金属や炭化物を添加する方
法による炭素質原料の酸化防止効果は充分満足のいくも
のではなく、更に例えばＡｌ粉末を添加した炭素含有不
焼成耐火物では６００℃〜８００℃の中間温度域で熱間
強度は低下し組織の電装や剥離損耗を誘発することとな
る。

また、六硼化珪素（Ｓ　ｓ　Ｂ６　）を添加する方法で
は安定な被膜を形成する前に、溶損あるいは摩耗によっ
て耐火物表面に損傷を受けることが多い。

本発明は上記従来の事情に鑑みて提案されたものであっ
て、耐酸化性及び耐食性の更に優れた炭素含有不焼成耐
火物を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段〕 上記の目的を達成するため、この発明では以下の手段を
採用した。すなわち、炭素質原料５〜３０重量％、アル
ミナ質耐火材料７０〜９５重量％からなる耐火材料に対
し、ＡＡ／ＶＡｌ比９／１〜１／３の範囲にある。１１
！−Ｖ合金粉末を外掛で１〜１０重量％添加した炭素含
有不焼成耐火物である。

〔作　用〕

上記構成の炭素質原料としては、例えば鱗状黒鉛、土状
黒鉛、石油コークス、石炭ピンチコークス、鋳物用コー
クス、カーボンブランク等の公知の材料を使用すること
ができるが、このうち鱗状黒鉛が最も好ましい。また上
記炭素質原料の粒径は特に制限されず、適宜選別すれば
よいが、通常１日以下程度のものを使用する。

次に、耐火骨材としてはアルミナ質原料がいずれも使用
できる。アルミナ質原料としては、焼結アルミナ、電融
アルミナ、仮焼アルミナ、焼ボーキサイト、焼成ばん土
頁岩等が使用できる。

上記炭素質原料の配合量は該耐火物の使用目的によって
異なるが、耐火材料全量に対し、５〜３０重量％が好ま
しい。例えば、鱗状黒鉛を炭素質原料として添加する場
合、鱗状黒鉛が５重量％未満となると耐スポーリング性
が低下する等、炭素含有不焼成耐火物の長所を十分に発
揮できず、また、配合量が３０重量％を超えると耐食性
が低下し、好ましくない。

本発明において、上記のような耐火材料に添加するＡｎ
−Ｖ合金粉末は、高温下では炭素より大きい酸素親和力
を示し、耐火物表面付近で酸化されて、それぞれＡｌ２
Ｏ３および■２０．となり、耐食性を向上させる。さら
に、上記Ａｆ、０３■２０５の生成に伴う体積の膨張に
よって、該耐火人物の成形時にできた表面付近の粒子間
隙をほぼ完全に塞いで緻密化し、機械的強度を増すとと
もに、耐酸化性をさらに同上させることができる。

更に、上記Ａ＃−Ｖ合金は、耐火物内部において炭素と
反応し、炭化アルミニウム（ＡｚａＣ：＋）、炭化バナ
ジウム（ＶＣ）を形成し、Ｍｉ織を強固にする。

本発明で、＋１’−Ｖ合金の組成をＡｌ／Ｖモル比９／
】〜１／３の範囲に限定する。なぜなら、前記範囲外の
組成では、反応活性と耐食性の点で好ましくなく、使用
時に酸化されて生成するＡ　Ｉ−２０３−■２０５が該
Ａｌ−Ｖ合金の添加量に見合う量は生成されず、所期の
効果を発揮することができない。

また、ＡＡ−Ｖ合金粉末の粒径は反応性、均一性、分散
性、反応活性等の面から２５０μｍ以下、更に好ましく
は４４μｍ以下のものを使用するのが好ましい。

／ｌ−Ｖ合金粉末の添加量は、炭素質原料を含む耐火材
料に対し、外掛で１〜１０重量％とし、上記添加量が１
重量％未満では所期の効果が得られず、一方１０重量％
を超えると耐酸化性の点で支障はないが、耐食性が低下
し好ましくない。

尚、上記炭素含有不焼成耐火物には、残留炭素量の多い
、つまり高炭化収率を有し、かつ成形時の作業性に優れ
るタールピッチ、フェノールレジン等のバインダーを配
合することができるが、作業性及びコストの点でフェノ
ールレジンの使用が好ましい。

〔実施例］ 以下に本発明品及び従来技術による比重高を示し、本発
明の特徴とするところをより一層明確にする。

第１表上欄に示す本発明品１〜６及び比重高１〜８の各
配合物にレヅール型フェノールレジンを外掛け３重量％
添加する。

上記配合物を常温にて４０分間混練後、１０００ｋｇ　
ｈ　／’−の圧力で４０Ｘ４０Ｘ１６０ｍの形状に加圧
成形を行い、１８０″Ｃで１５時間熱処理して得られた
不焼成耐火物の品質特性を第１表下欄に併せて示す。

１４００℃で１０時間酸化焼成後の重量減少率および脱
炭層の厚さ等の数値は何れも本発明品の方が小さく、従
来技術による比重高に較べて耐酸化性に優れることを示
している。

次に、得られた耐火物を塩基度、すなわちＣａ○／　５
１０２重量比が２のスラグを使用して、１６００℃で３
時間のロータリースラグテストに供し、比重高１の侵食
量を１００として、各試料の侵食量を測定して、第１表
置下欄に示す溶損指数を算出したところ、本発明品はい
ずれも低い溶損指数を示し、本発明品は比重高に比し、
スラグに対する耐食性が極めて優れていることがわかる
。

本発明は上記実施例に限られるものではなく、本発明の
趣旨を逸脱しない範囲で様々な応用が可能であることは
言うまでもない。

〈以下余白〉 〔発明の効果〕 以上のように炭素質原料を含む耐火材料にＡｌ−Ｖ合金
を添加した本発明による炭素含有不焼成耐火物は、従来
の特長である耐スポーリング性、熱間強度をそのままに
、耐酸化性およびスラグや溶融金属に対する耐食性の向
上を図ることができる。

従って、本発明によると従来品よりも優れた耐用性を備
えた炭素含有不焼成耐火物が得られ、炉寿命のさらなる
延長に寄与するものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）炭素質原料５〜３０重量％、アルミナ質耐火材料
   ７０〜９５重量％からなる耐火材料に対し、Ａｌ／Ｖモ
   ル比９／１〜１／３の範囲にあるＡｌ−Ｖ合金粉末を外
   掛で１〜１０重量％添加したことを特徴とする炭素含有
   不焼成耐火物。