JPH0733512A - Carbon-containing refractory manufacturing method - Google Patents
Carbon-containing refractory manufacturing methodInfo
- Publication number
- JPH0733512A JPH0733512A JP5200147A JP20014793A JPH0733512A JP H0733512 A JPH0733512 A JP H0733512A JP 5200147 A JP5200147 A JP 5200147A JP 20014793 A JP20014793 A JP 20014793A JP H0733512 A JPH0733512 A JP H0733512A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon
- refractory
- modified pitch
- magnesia
- resistance
- 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.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、耐熱衝撃性と共に熱間強度、耐酸
化性及び耐食性に優れた炭素含有耐火物の製造方法を提
供することを目的とする。
【構成】 マグネシア―炭素系耐火原料またはマグネシ
ア―炭素系耐火原料にAlまたはAl合金の微粒を添加
した配合物に対して改質ピッチ粉末及び芳香族化合物を
添加した混合物を乾燥し、加圧成形後非酸化性雰囲気中
で焼成する。(57) [Summary] [Object] An object of the present invention is to provide a method for producing a carbon-containing refractory material which is excellent in heat shock resistance, hot strength, oxidation resistance and corrosion resistance. [Composition] Magnesia-carbon refractory raw material or a mixture of magnesia-carbon refractory raw material to which Al or Al alloy fine particles are added, and a mixture of modified pitch powder and an aromatic compound is dried and pressure-molded. After that, it is fired in a non-oxidizing atmosphere.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、溶融金属処理用容器、
特に転炉等の内張り炭素含有耐火物の製造方法に関する
ものである。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a container for treating molten metal,
In particular, the present invention relates to a method for manufacturing a refractory material containing a carbon lining such as a converter.
【0002】[0002]
【従来の技術】炭素含有耐火物のバインダーとしては、
フェノール樹脂が使用されてきている(例えば特開昭5
4―161611号公報)。As a binder for carbon-containing refractory materials,
Phenolic resins have been used (for example, Japanese Patent Laid-Open No. Sho 5).
4-16161).
【0003】また、炭素含有耐火物の耐熱衝撃性を向上
させるためにピッチとフェノール樹脂とを併用添加した
バインダーが使用されている(例えば特開平2―180
753、特開平4―55361、特開平4―36755
6)。Further, in order to improve the thermal shock resistance of the carbon-containing refractory, a binder to which pitch and a phenol resin are added in combination is used (for example, JP-A-2-180).
753, JP-A-4-55361, JP-A-4-36755
6).
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】フェノール樹脂は、ベ
ンゼン環に結合している官能基の重縮合反応あるいは硬
化剤添加による隣接するベンゼン環との架橋反応により
硬化が進行し、バインダーとして用いたときに強度が発
現する。When a phenolic resin is used as a binder, curing proceeds due to a polycondensation reaction of a functional group bonded to a benzene ring or a crosslinking reaction with an adjacent benzene ring due to addition of a curing agent. Develops strength.
【0005】しかし、非酸化性雰囲気で加熱すると、重
縮合あるいは架橋反応により生成した結合箇所から熱分
解が生じ、隣接するベンゼン環同士の縮合が起こりにく
くなり、加熱後に炭素として残存する収率が低くなる。However, when heated in a non-oxidizing atmosphere, thermal decomposition occurs from the binding site formed by polycondensation or cross-linking reaction, it becomes difficult for condensation between adjacent benzene rings to occur, and the yield remaining as carbon after heating is increased. Get lower.
【0006】その結果、熱分解起因の重量減少により、
フェノール樹脂を炭素含有耐火物のバインダーとして用
いたときに熱間において強度が低下する。As a result, the weight loss due to thermal decomposition causes
When a phenol resin is used as a binder for a carbon-containing refractory, the strength is reduced during hot working.
【0007】ピッチは、脂肪族化合物や芳香族化合物等
分子量の異なる種々の化合物から構成されている。The pitch is composed of various compounds having different molecular weights such as aliphatic compounds and aromatic compounds.
【0008】それ故、非酸化性雰囲気で加熱すると、ピ
ッチ中に含まれる低分子化合物が熱分解を起こし、重量
減少が生じる。Therefore, when heated in a non-oxidizing atmosphere, the low molecular weight compound contained in the pitch undergoes thermal decomposition, resulting in weight reduction.
【0009】その結果、ピッチを炭素含有耐火物のバイ
ンダーとして用いたときに、低分子化合物の熱分解によ
る量重減少が大きいために、熱間において強度が低下す
る。As a result, when pitch is used as a binder for a carbon-containing refractory, the reduction in weight due to the thermal decomposition of the low molecular weight compound is large, so that the strength decreases during hot working.
【0010】この問題を解決するために、金属が添加さ
れ、熱間強度の向上は認められたものの、耐熱衝撃性が
低下するという問題点を抱えている。In order to solve this problem, a metal has been added to improve the hot strength, but the thermal shock resistance is deteriorated.
【0011】本発明は、耐熱衝撃性と共に、熱間強度、
耐酸化性及び耐食性に優れた炭素含有耐火物の製造方法
を提供することを目的とする。The present invention has the advantages of thermal shock resistance, hot strength,
An object of the present invention is to provide a method for producing a carbon-containing refractory having excellent oxidation resistance and corrosion resistance.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題点を
解決するためになされたものであって、その要旨は以下
の通りである。The present invention has been made to solve the above problems, and its gist is as follows.
【0013】(1)炭素5〜30wt%およびマグネシ
ア70〜95wt%からなる耐火原料100wt%に対
して、2〜15wt%の改質ピッチ粉末及び芳香族化合
物を添加した配合物を50℃以上100℃以下の温度で
混合し、次いで100℃超300℃未満の温度で攪拌し
ながら乾燥させた混合物とし、該混合粉末を成形し、非
酸化性雰囲気中で500℃以上1400℃以下の温度で
焼成したことを特徴とする炭素含有耐火物の製造方法。(1) A mixture prepared by adding 2 to 15 wt% of modified pitch powder and an aromatic compound to 100 wt% of a refractory raw material composed of 5 to 30 wt% of carbon and 70 to 95 wt% of magnesia is used at 50 ° C. or above 100. The mixture is mixed at a temperature of not higher than 100 ° C and then dried at a temperature of higher than 100 ° C and lower than 300 ° C with stirring to form a mixed powder, which is then fired at a temperature of 500 ° C or higher and 1400 ° C or lower in a non-oxidizing atmosphere. A method for producing a carbon-containing refractory material characterized by the above.
【0014】(2)(1)の改質ピッチ粉末及び芳香族
化合物に加えて、0.5〜5.0wt%のAl又はAl
合金の微粒を添加したことを特徴とする炭素含有耐火物
の製造方法。(2) In addition to the modified pitch powder and aromatic compound of (1), 0.5 to 5.0 wt% of Al or Al
A method for producing a carbon-containing refractory material, characterized in that fine particles of an alloy are added.
【0015】(3)改質ピッチ粉末は、結晶質相又は結
晶質相もしくは非晶質相からなる混合相であり、かつ非
酸化性雰囲気中で800℃で焼成を行ったときに重量減
少率が30%以下であることを特徴とする1又は2記載
の炭素含有耐火物。(3) The modified pitch powder is a crystalline phase or a mixed phase consisting of a crystalline phase or an amorphous phase, and has a weight loss rate when fired at 800 ° C. in a non-oxidizing atmosphere. Is 30% or less, the carbon-containing refractory material according to 1 or 2 above.
【0016】(4)芳香族化合物の添加量は、耐火原料
の嵩容積100vol%に対して、2〜30vol%で
あることを特徴とする1又は2記載の炭素含有耐火物の
製造方法。(4) The method for producing a carbon-containing refractory material according to 1 or 2, wherein the amount of the aromatic compound added is 2 to 30 vol% with respect to 100 vol% of the bulk volume of the refractory raw material.
【0017】[0017]
【作用】以下、本発明について詳細に説明する。本発明
者らは、改質ピッチがフェノール樹脂およびピッチと比
較して、非酸化性雰囲気中で800℃で焼成を行ったと
きの重量滅少率が30%以下と極めて低く、かつ芳香族
化合物との濡れ性が非常に良いという特性に着目し、マ
グネシア―炭素質耐火物に改質ピッチ粉末と芳香族化合
物を添加すること、さらにAl又はAl合金の微粒を添
加し、焼成することにより、耐熱衝撃性、熱間強度、耐
酸化性及び耐食性の向上に効果があると考え、本発明に
至った。The present invention will be described in detail below. The inventors of the present invention have an extremely low weight loss rate of 30% or less when the modified pitch is fired at 800 ° C. in a non-oxidizing atmosphere, as compared with the phenol resin and the pitch, and the aromatic compound. Focusing on the property that the wettability with and is very good, by adding the modified pitch powder and the aromatic compound to the magnesia-carbonaceous refractory, by further adding Al or Al alloy fine particles and firing, The present invention has been accomplished on the assumption that it is effective in improving thermal shock resistance, hot strength, oxidation resistance and corrosion resistance.
【0018】炭素の含有量を5〜30wt%としたの
は、耐熱衝撃性、耐スラグ浸潤性に優れるからである。
炭素が5wt%未満では、耐熱衝撃性、耐スラグ浸潤性
に劣り、炭素が30wt%を越えると耐酸化性が著しく
低下するからである。The carbon content is set to 5 to 30 wt% because it is excellent in thermal shock resistance and slag infiltration resistance.
This is because if the carbon content is less than 5 wt%, the thermal shock resistance and the slag infiltration resistance are poor, and if the carbon content exceeds 30 wt%, the oxidation resistance is significantly reduced.
【0019】炭素は、天然又は人造黒鉛、無煙炭、メソ
フェーズカーボン及びカーボンブラック等が使用可能で
あり、純度は90%以上で、粒径は500μm以下のも
のが望ましい。As the carbon, natural or artificial graphite, anthracite, mesophase carbon, carbon black and the like can be used, and it is desirable that the purity is 90% or more and the particle size is 500 μm or less.
【0020】マグネシアの含有量を70〜95wt%と
したのは、耐食性、耐熱衝撃性に優れるからである。The magnesia content is set to 70 to 95 wt% because it is excellent in corrosion resistance and thermal shock resistance.
【0021】マグネシアが70wt%未満では耐食性に
劣り、マグネシアが95wt%を越えると耐熱衝撃性に
劣るからである。This is because if the magnesia is less than 70 wt%, the corrosion resistance is poor, and if the magnesia exceeds 95 wt%, the thermal shock resistance is poor.
【0022】マグネシアは、焼結品、電融品の何れも使
用可能であり、純度は95%以上で、粒径は5mm以下
のものが望ましい。As magnesia, either sintered products or electro-melted products can be used, and it is desirable that the purity is 95% or more and the particle size is 5 mm or less.
【0023】改質ピッチ粉末の添加量2〜15wt%と
したのは、熱間強度、耐熱衝撃性、耐酸化性及び耐食性
に優れるからである。The amount of the modified pitch powder added is set to 2 to 15 wt% because it is excellent in hot strength, thermal shock resistance, oxidation resistance and corrosion resistance.
【0024】改質ピッチ粉末の添加量が2wt%未満で
は、熱間強度、耐熱衝撃性、耐酸化性及び耐食性に劣
り、改質ピッチの添加量が15wt%を越えると焼成時
に耐火物の収縮により亀裂が生じ、強度に劣るからであ
る。If the added amount of the modified pitch powder is less than 2 wt%, the hot strength, thermal shock resistance, oxidation resistance and corrosion resistance are poor, and if the added amount of the modified pitch exceeds 15 wt%, the refractory shrinks during firing. This causes cracking, resulting in poor strength.
【0025】改質ピッチ粉末の粒径は44μm以下であ
ることが望ましい。粒度が44μmを越えると耐火原料
との均一混合が困難になり、熱間強度に劣るからであ
る。The modified pitch powder preferably has a particle size of 44 μm or less. This is because if the particle size exceeds 44 μm, uniform mixing with the refractory raw material becomes difficult and the hot strength becomes poor.
【0026】本発明に用いる改質ピッチ粉末は、結晶質
相又は結晶質相もしくは非晶質相からなる混合相であ
り、かつ非酸化性雰囲気中で800℃で焼成を行ったと
きに重量減少率が30%以下であることが望ましい。The modified pitch powder used in the present invention is a crystalline phase or a mixed phase consisting of a crystalline phase or an amorphous phase, and has a reduced weight when fired at 800 ° C. in a non-oxidizing atmosphere. It is desirable that the rate is 30% or less.
【0027】改質ピッチ粉末を非酸化性雰囲気中で80
0℃で焼成したときに重量減少率が30%を越えると、
熱間強度に劣るからである。The modified pitch powder was added to 80 in a non-oxidizing atmosphere.
If the weight loss rate exceeds 30% when fired at 0 ° C,
This is because the hot strength is poor.
【0028】さらに、改質ピッチ粉末中の結晶質含有量
は、60%以上であることが望ましい。Further, the crystalline content in the modified pitch powder is preferably 60% or more.
【0029】改質ピッチ粉末中の結晶質含有量が60%
未満では、バインダーとして用いたときに発現する強度
に劣るからである。The crystalline content in the modified pitch powder is 60%
If it is less than the above range, the strength exhibited when used as a binder is poor.
【0030】Al又はAl合金の微粒の添加量を0.5
〜5.0wt%としたのは、熱間強度、耐食性、耐酸化
性に優れるからである。The amount of fine particles of Al or Al alloy added is 0.5.
The reason why it is set to ˜5.0 wt% is that it is excellent in hot strength, corrosion resistance, and oxidation resistance.
【0031】Al又はAl合金の微粒の添加量が0.5
wt%未満では、熱間強度、耐食性、耐酸化性に劣り、
Al又はAl合金の微粒の添加量が3.0wt%を越え
ると耐熱衝撃性に劣るからである。The amount of fine particles of Al or Al alloy added is 0.5.
If it is less than wt%, the hot strength, corrosion resistance and oxidation resistance are poor,
This is because the thermal shock resistance is inferior when the addition amount of Al or Al alloy fine particles exceeds 3.0 wt%.
【0032】Al又はAl合金の粒径は、44μm以下
であることが望ましい。但し、例えばAl―Mg合金の
ように、大気下での混合時に自然発火するものについて
は、爆発防止のためにその粒径は250〜500μmで
あることが望ましい。The grain size of Al or Al alloy is preferably 44 μm or less. However, it is desirable that the particle diameter of a material such as an Al—Mg alloy that spontaneously ignites when mixed in the atmosphere is 250 to 500 μm in order to prevent explosion.
【0033】本発明に用いるAl合金としては、Al―
Mg、Al―Ca、Al―Si、Al―Mn、Al―F
e及びAl―Ni等があり、Alに対する合金元素は非
酸化性雰囲気中での焼成後に各々酸化物あるいは炭化物
を形成し、それらの化合物の融点が高いことが望まし
い。The Al alloy used in the present invention is Al-
Mg, Al-Ca, Al-Si, Al-Mn, Al-F
It is desirable that the alloying elements for Al form oxides or carbides after firing in a non-oxidizing atmosphere, and the melting point of these compounds is high.
【0034】本発明において、耐火原料と添加物の混合
を50℃以上100℃以下の温度で行うのは、改質ピッ
チの芳香族化合物への溶解を促進し、耐火原料粒子表面
への均一分散性を高めるためである。In the present invention, the mixing of the refractory raw material and the additive at a temperature of 50 ° C. or higher and 100 ° C. or lower promotes the dissolution of the modified pitch in the aromatic compound and allows the refractory raw material particles to be uniformly dispersed on the surface. This is to improve the sex.
【0035】加熱温度が50℃未満では、改質ピッチは
芳香族化合物に溶解せず均一分散性に劣り、加熱温度が
100℃を越えると芳香族化合物が蒸発するために均一
混合に劣るためである。When the heating temperature is lower than 50 ° C., the modified pitch does not dissolve in the aromatic compound and the uniform dispersibility is poor, and when the heating temperature exceeds 100 ° C., the aromatic compound evaporates and the uniform mixing is poor. is there.
【0036】50℃以上100℃以下の温度で保持する
には、混練機を例えば電熱、蒸気、ガス等によって適宜
加熱調節することにより可能である。To maintain the temperature at 50 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, the kneading machine can be appropriately heated and controlled by, for example, electric heat, steam, gas or the like.
【0037】混合物の乾燥を100℃超300℃未満の
温度で攪拌しながら行うのは、芳香族化合物の沸点が1
00℃超であることと乾燥時の偏析現象を防止するため
である。The drying of the mixture is carried out at a temperature higher than 100 ° C. and lower than 300 ° C. while stirring so that the boiling point of the aromatic compound is 1.
This is because the temperature is higher than 00 ° C and the segregation phenomenon during drying is prevented.
【0038】乾燥温度が300℃超であると、改質ピッ
チが軟化溶融し、乾燥時に強固な凝集体を形成し、成形
性に劣るからである。静置して乾燥を行うと、偏析現象
により改質ピッチの均一分散性に劣るためである。If the drying temperature is higher than 300 ° C., the modified pitch is softened and melted to form a strong agglomerate during drying, resulting in poor moldability. This is because if it is left to stand and dried, the uniform dispersibility of the modified pitch is poor due to the segregation phenomenon.
【0039】炭素含有耐火物を焼成する雰囲気として
は、Ar、N2、CO、CO2等の非酸化性雰囲気である
ことが望ましい。雰囲気を非酸化性とするのは、黒鉛の
酸化を防止するためである。The atmosphere for firing the carbon-containing refractory is preferably a non-oxidizing atmosphere such as Ar, N 2 , CO or CO 2 . The atmosphere is made non-oxidizing in order to prevent the oxidation of graphite.
【0040】炭素含有耐火物の焼成温度を500℃以上
1400以下としたのは、改質ピッチは300℃以上の
温度で軟化溶融し、500℃以上の温度でセミコークス
化するため、改質ピッチの再溶融を防止するためであ
る。The firing temperature of the carbon-containing refractory is set to 500 ° C. or more and 1400 or less because the modified pitch is softened and melted at a temperature of 300 ° C. or more and semi-coke at a temperature of 500 ° C. or more. This is to prevent re-melting of.
【0041】焼成温度が500℃未満では、使用中にク
リープ現象が起こり、耐火物を内張りした構造体の安定
性が確保できないからである。If the firing temperature is less than 500 ° C., a creep phenomenon occurs during use, and the stability of the structure having a refractory lining cannot be ensured.
【0042】焼成温度が1400℃超では、マグネシア
と炭素又はマグネシアとCOとの反応が進行し、その結
果マグネシアが消失し、耐火物組織が脆弱化するからで
ある。If the firing temperature exceeds 1400 ° C., the reaction between magnesia and carbon or magnesia and CO proceeds, and as a result, magnesia disappears and the refractory structure becomes weakened.
【0043】本発明に用いる芳香族化合物とは、ベンゼ
ン環をもつ炭素環式化合物であり、常温では液体で、そ
の沸点は100℃超300℃未満のものである。芳香族
化合物の一例として、トルエンを使用する場合について
説明する。The aromatic compound used in the present invention is a carbocyclic compound having a benzene ring, which is a liquid at room temperature and has a boiling point of more than 100 ° C and less than 300 ° C. The case of using toluene as an example of the aromatic compound will be described.
【0044】トルエンの添加量を耐火原料の嵩容積10
0vol%に対して、2〜30vol%としたのは、均
一混合及び耐火原料粒子表面への改質ピッチの分散性に
優れるからである。The amount of toluene added was 10% by volume of the refractory raw material.
The reason why the content is 2 to 30 vol% with respect to 0 vol% is that it is excellent in uniform mixing and dispersibility of the modified pitch on the surface of the refractory raw material particles.
【0045】トルエンの添加量が2vol%未満では均
一混合及び改質ピッチの分散性に劣り、トルエンの添加
量が30vol%を越えると均一混合に劣るためであ
る。This is because if the addition amount of toluene is less than 2 vol%, the uniform mixing and the dispersibility of the modified pitch are poor, and if the addition amount of toluene exceeds 30 vol%, the uniform mixing is poor.
【0046】改質ピッチは、非酸化性雰囲気中での加熱
により炭素六角網面が高度に発達した層状構造を持つ炭
素化物となり、強固なカーボンボンドを形成すると共
に、フェノール樹脂またはピッチと比較して熱分解によ
る重量減少率が極めて低いため、炭素含有耐火物のバイ
ンダーとして改質ピッチを用いると、熱分解による強度
低下が少なく、熱間強度の向上をもたらす。The modified pitch becomes a carbonized product having a layered structure with a highly developed carbon hexagonal net surface by heating in a non-oxidizing atmosphere, forming a strong carbon bond and comparing with a phenol resin or pitch. Since the rate of weight loss due to thermal decomposition is extremely low, when the modified pitch is used as the binder of the carbon-containing refractory, the strength is less decreased due to thermal decomposition and the hot strength is improved.
【0047】そして、改質ピッチをトルエンと共に耐火
原料に添加し、50℃以上100℃以下の温度で加熱し
ながら混合することにより、改質ピッチを均一に分散さ
せることが可能となり、熱間強度の向上をもたらす。By adding the reformed pitch to the refractory raw material together with toluene and mixing them while heating at a temperature of 50 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, it becomes possible to uniformly disperse the reformed pitch and to obtain hot strength. Bring about an improvement.
【0048】このように、改質ピッチを炭素含有耐火物
のバインダーとして用いることにより、炭素含有耐火物
の熱間強度の向上をもたらすが、改質ピッチの炭素化物
はフェノール樹脂の炭素化物に比べて熱伝導率が高く、
かつ炭素含有耐火物内部に熱衝撃により発生した熱応力
を緩和することができる層状構造をとるために耐熱衝撃
性の向上をもたらす。As described above, by using the modified pitch as the binder of the carbon-containing refractory, the hot strength of the carbon-containing refractory is improved, but the carbonized product of the modified pitch is higher than that of the phenolic resin. Has high thermal conductivity,
In addition, the thermal shock resistance is improved because a layered structure capable of relaxing the thermal stress generated by the thermal shock inside the carbon-containing refractory is provided.
【0049】さらに、本発明の炭素含有耐火物は、添加
したAlまたはAl合金の以下の機構により耐酸化性、
強度の向上をもたらす。Further, the carbon-containing refractory material of the present invention has oxidation resistance due to the following mechanism of added Al or Al alloy,
Brings strength improvement.
【0050】金属Alは、600℃以上の温度域では炭
素よりも酸素親和力が高いために炭素よりも容易に酸化
されてAl2O3となり、炭素の酸化を防止する。Since metal Al has a higher oxygen affinity than carbon in the temperature range of 600 ° C. or higher, it is more easily oxidized than carbon to Al 2 O 3 and prevents the oxidation of carbon.
【0051】そして、Al2O3生成時の体積膨張により
耐火物組織中の気孔を塞ぐことにより、耐火物内部への
酸化性ガスの侵入を抑制し、耐酸化性を向上させる。The pores in the refractory structure are closed by the volume expansion when Al 2 O 3 is formed, so that the inflow of the oxidizing gas into the refractory is suppressed and the oxidation resistance is improved.
【0052】また、非酸化性雰囲気中での焼成あるいは
炉の予熱、稼働時に金属Alは(1)式の反応によりA
l4C3、Al2O3およびMgO・Al2O3を生成し、か
つ生成時に体積膨張を伴う。Further, when firing in a non-oxidizing atmosphere or preheating the furnace, the metallic Al is converted into A by the reaction of the formula (1).
It generates a l 4 C 3, Al 2 O 3 , and MgO · Al 2 O 3, and accompanied by volume expansion at the time of generation.
【0053】[0053]
【化1】 MgO+C+Al→MgO+C+Al4C3+Al2O3+MgO・Al2O3 ・ ・・・・(1)[Chemical formula 1] MgO + C + Al → MgO + C + Al 4 C 3 + Al 2 O 3 + MgO.Al 2 O 3 ... (1)
【0054】この体積膨張によって、耐火物組織中の気
孔が塞がり組織が緻密化され、強度の向上をもたらす。Due to this volume expansion, the pores in the refractory structure are closed, the structure is densified, and the strength is improved.
【0055】Al合金の例としてAl―Mg合金を例に
とり説明する。Al―Mg合金は、450℃以上の温度
域では炭素よりも酸素親和力が高いために炭素よりも容
易に酸化されてMgO、Al2O3及びMgO・Al2O3
となり、炭素の酸化を防止する。An Al--Mg alloy will be described as an example of the Al alloy. Al-Mg alloys, the 450 ° C. or higher temperature range is readily oxidized than carbon to oxygen affinity higher than carbon MgO, Al 2 O 3 and MgO · Al 2 O 3
And prevent carbon oxidation.
【0056】そして、Al2O3及びMgO・Al2O3生
成時の体積膨張により耐火物組織中の気孔を塞ぐことに
より、耐火物内部への酸化性ガスの侵入を抑制し、耐酸
化性を向上させる。The volume expansion during the formation of Al 2 O 3 and MgO.Al 2 O 3 closes the pores in the refractory structure, thereby suppressing the inflow of oxidizing gas into the refractory and improving the oxidation resistance. Improve.
【0057】また、非酸化性雰囲気中での焼成あるいは
炉の予熱、稼働時にAl―Mg合金は(2)式の反応に
よりAl4C3、Al2O3およびMgO・Al2O3を生成
し、かつ生成時に体積膨張を伴う。[0057] Also, preheating of firing or furnace in a non-oxidizing atmosphere, Al-Mg alloy during operation will produce an Al 4 C 3, Al 2 O 3 and MgO · Al 2 O 3 by reaction (2) In addition, it is accompanied by volume expansion at the time of generation.
【0058】[0058]
【化2】 MgO+C+Al―Mg→MgO+C+Al4C3+Al2O3+MgO・Al2 O3 ・・・・・(2)Embedded image MgO + C + Al—Mg → MgO + C + Al 4 C 3 + Al 2 O 3 + MgO.Al 2 O 3 (2)
【0059】この体積膨張によって、耐火物組織中の気
孔が塞がり組織が緻密化され、強度の向上をもたらす。Due to this volume expansion, the pores in the refractory structure are closed and the structure is densified, and the strength is improved.
【0060】[0060]
【実施例】以下、実施例に基づき本発明について説明す
る。EXAMPLES The present invention will be described below based on examples.
【0061】[0061]
【実施例1】溶融金属処理容器の内張り耐火物として、
本発明の改質ピッチをバインダーとして添加したマグネ
シア―炭素質耐火物の製造方法の実施例を第1表に示
す。Example 1 As a refractory lining for a molten metal processing container,
Table 1 shows an example of a method for producing a magnesia-carbonaceous refractory material to which the modified pitch of the present invention is added as a binder.
【0062】[0062]
【表1】 [Table 1]
【0063】[0063]
【表2】 [Table 2]
【0064】マグネシアは電融マグネシアを使用し、炭
素は天然黒鉛を使用した。改質ピッチは、コールタール
ピッチを熱処理後溶剤分別することにより調製し、44
μm以下に粉砕したものを使用した。Electromagnetic fused magnesia was used as magnesia, and natural graphite was used as carbon. The modified pitch is prepared by subjecting coal tar pitch to heat treatment and solvent fractionation.
What was crushed to less than μm was used.
【0065】改質ピッチに含有される結晶質相の存在有
無の確認は、X線回折により行った。The presence or absence of the crystalline phase contained in the modified pitch was confirmed by X-ray diffraction.
【0066】改質ピッチの重量減少率は、Ar雰囲気中
で800℃で焼成を行ったときの焼成前後の重量変化か
ら算出した。The weight loss rate of the modified pitch was calculated from the weight change before and after firing at 800 ° C. in an Ar atmosphere.
【0067】第1表に示す原料組成に、改質ピッチとト
ルエンをそれぞれ添加し、電熱により80℃に混練機を
加熱しながら混合を行った。次いで、電熱により150
℃に温度を上昇させ混合しながら乾燥を行った。The modified pitch and toluene were added to the raw material compositions shown in Table 1, and mixing was performed while heating the kneader at 80 ° C. by electric heating. Then 150 by electric heat
Drying was performed while raising the temperature to ℃ and mixing.
【0068】この混合物を真空フリクションプレスによ
り成形し、第1表に示す条件で焼成することによりマグ
ネシア―炭素質耐火物を得た。This mixture was molded by a vacuum friction press and fired under the conditions shown in Table 1 to obtain a magnesia-carbonaceous refractory material.
【0069】尚、比較のためバインダーとしてフェノー
ル樹脂を用いた場合のマグネシア―炭素質耐火物の製造
条件を第1表に併せて示す。For comparison, Table 1 also shows the manufacturing conditions of the magnesia-carbonaceous refractory when a phenol resin is used as a binder.
【0070】得られたマグネシア―炭素質耐火物につい
て、嵩比重、見掛気孔率の測定、熱間強度評価試験、耐
熱衝撃性評価試験、耐酸化性試験及び耐食性試験を実施
した。The obtained magnesia-carbonaceous refractory material was subjected to bulk specific gravity, apparent porosity measurement, hot strength evaluation test, thermal shock resistance evaluation test, oxidation resistance test and corrosion resistance test.
【0071】熱間強度評価試験は、Ar気流中1000
℃、1400℃での熱間での曲げ強度を測定することに
より行った。The hot strength evaluation test was carried out at 1000 in Ar gas flow.
It was carried out by measuring the bending strength during hot at 1400C.
【0072】耐熱衝撃性試験は、1600℃の溶鋼に9
0秒浸漬後、30秒水冷して、次いで10分空冷の繰り
返しを行って耐熱衝撃性を評価した。The thermal shock resistance test was conducted on molten steel at 1600 ° C.
After dipping for 0 second, water cooling was performed for 30 seconds, and then air cooling was repeated for 10 minutes to evaluate thermal shock resistance.
【0073】耐熱衝撃性の評価は、1回の熱衝撃試験で
耐火物に亀裂が生じたものを不良、2〜4回の繰り返し
熱衝撃試験で耐火物に亀裂が生じたものを良、4回の熱
衝撃試験で耐火物に亀裂が生じなかったものを優とし
た。The thermal shock resistance was evaluated as follows: one in which the refractory was cracked in one thermal shock test was bad, and one in which the refractory was cracked in two to four repeated thermal shock tests was good. The case where the refractory did not crack in the thermal shock test was rated as excellent.
【0074】耐酸化性試験は、空気中1400℃の温度
で3時間焼成することにより行った。The oxidation resistance test was carried out by firing in air at a temperature of 1400 ° C. for 3 hours.
【0075】耐酸化性指数は、焼成後の脱炭層の厚みを
測定し、フェノール樹脂を添加した耐火物を100とし
て示した。For the oxidation resistance index, the thickness of the decarburized layer after firing was measured, and the refractory to which the phenol resin was added was shown as 100.
【0076】耐酸化性は、耐酸化性指数が小さいものほ
ど優れている。耐食性試験は、1650℃、3時間の高
周波内張り法で行った。スラグの組成は、CaO/Si
O2=3.3、T.Fe=18%である。The smaller the oxidation resistance index, the better the oxidation resistance. The corrosion resistance test was performed by a high frequency lining method at 1650 ° C. for 3 hours. The composition of slag is CaO / Si
O 2 = 3.3, T. Fe = 18%.
【0077】耐食性指数は、侵食試験後の最大溶損部の
溶損量を測定し、フェノール樹脂を添加した耐火物を1
00として示した。耐食性は、耐食性指数の小さいもの
ほど優れている。The corrosion resistance index was measured by measuring the amount of erosion in the maximum erosion part after the erosion test, and measuring the refractory material containing the phenol resin as 1
It is shown as 00. The smaller the corrosion resistance index, the better the corrosion resistance.
【0078】本発明の改質ピッチをバインダーとして添
加したマグネシア―炭素質耐火物は、耐熱衝撃性に優れ
ると共に優れた熱間強度、耐酸化性、耐食性を示した。The magnesia-carbonaceous refractory to which the modified pitch of the present invention was added as a binder was excellent in thermal shock resistance and excellent in hot strength, oxidation resistance and corrosion resistance.
【0079】一方、比較例5は炭素、改質ピッチ及びト
ルエンの添加量と混合温度が適正でないため熱間強度、
耐酸化性及び耐食性に劣っていた。On the other hand, in Comparative Example 5, since the addition amounts of carbon, modified pitch and toluene and the mixing temperature are not appropriate, the hot strength,
It was inferior in oxidation resistance and corrosion resistance.
【0080】比較例6はマグネシア、改質ピッチおよび
トルエンの添加量が適正でないため熱間強度、耐酸化
性、耐食性及び耐熱衝撃性に劣っていた。Comparative Example 6 was inferior in hot strength, oxidation resistance, corrosion resistance and thermal shock resistance because the added amounts of magnesia, modified pitch and toluene were not proper.
【0081】比較例7はバインダーとして用いた改質ピ
ッチの重量減少率が大きいために熱間強度、耐酸化性及
び耐食性に劣っていた。Comparative Example 7 was inferior in hot strength, oxidation resistance and corrosion resistance because the weight reduction rate of the modified pitch used as the binder was large.
【0082】比較例8は成形後の耐火物を空気中800
℃で焼成したために見掛気孔率が大きくなり、熱間強
度、耐酸化性及び耐食性に劣っていた。In Comparative Example 8, the refractory material after molding was processed in air at 800
Since it was fired at ℃, the apparent porosity became large, and the hot strength, oxidation resistance and corrosion resistance were poor.
【0083】比較例9はバインダーとしてフェノール樹
脂を用いたため熱間強度、耐酸化性及び耐食性に劣って
いた。Comparative Example 9 was inferior in hot strength, oxidation resistance and corrosion resistance because a phenol resin was used as a binder.
【0084】[0084]
【実施例2】溶融金属処理容器の内張り耐火物として、
金属とバインダーとして本発明の改質ピッチを添加した
マグネシア―炭素質耐火物の製造方法の実施例を第2表
に示す。Example 2 As a refractory lining for a molten metal processing container,
Table 2 shows an example of a method for producing a magnesia-carbonaceous refractory containing the metal and the modified pitch of the present invention as a binder.
【0085】[0085]
【表3】 [Table 3]
【0086】[0086]
【表4】 [Table 4]
【0087】[0087]
【表5】 [Table 5]
【0088】[0088]
【表6】 [Table 6]
【0089】マグネシアは電融マグネシアを使用し、炭
素は天然黒鉛を使用した。使用した改質ピッチは実施例
1と同一条件で調製したものである。Electro-fused magnesia was used as magnesia, and natural graphite was used as carbon. The modified pitch used was prepared under the same conditions as in Example 1.
【0090】Al―Mg合金は成分比が重量%比で1:
1のものを、Al―Si合金は成分比が重量%比で9:
1のものを使用した。The Al-Mg alloy has a component ratio of 1: 1 by weight.
1, the Al-Si alloy has a component ratio of 9:% by weight.
1 was used.
【0091】第2表に示す原料組成に、改質ピッチとト
ルエンをそれぞれ添加し、電熱により80℃に加熱しな
がら混合を行った。その後、電熱により150℃に温度
を上昇させ混合しながら乾燥を行った。The modified pitch and toluene were added to the raw material compositions shown in Table 2 and mixed while heating to 80 ° C. by electric heating. After that, the temperature was raised to 150 ° C. by electric heating and drying was performed while mixing.
【0092】この混合物を真空フリクションプレスによ
り成形し、第2表に示す条件で焼成することによりマグ
ネシア―炭素質耐火物を得た。This mixture was molded by a vacuum friction press and fired under the conditions shown in Table 2 to obtain a magnesia-carbonaceous refractory material.
【0093】尚、比較のためバインダーとしてフェノー
ル樹脂を用いた場合のマグネシア―炭素質耐火物の製造
条件を第2表に併せて示す。For comparison, Table 2 also shows the manufacturing conditions of the magnesia-carbonaceous refractory when a phenol resin is used as a binder.
【0094】得られたマグネシア―炭素質耐火物につい
て、嵩比重、見掛気孔率の測定、実施例1と同一条件で
熱間強度評価試験、耐熱衝撃性評価試験、耐酸化性試験
及び耐食性試験を実施した。With respect to the obtained magnesia-carbonaceous refractory material, measurement of bulk specific gravity and apparent porosity, hot strength evaluation test, thermal shock resistance evaluation test, oxidation resistance test and corrosion resistance test under the same conditions as in Example 1 Was carried out.
【0095】耐酸化性は、焼成後の脱炭層の厚みを測定
し、金属およびフェノール樹脂を添加した耐火物を10
0として指数表示とし、耐酸化性指数の小さいものほど
優れている。For the oxidation resistance, the thickness of the decarburized layer after firing was measured, and the refractory containing metal and phenol resin was added to 10 times.
The value is expressed as an index of 0, and the smaller the oxidation resistance index, the better.
【0096】耐食性は、侵食試験後の最大溶損部の溶損
量を測定し、金属およびフェノール樹脂を添加した耐火
物を100として指数表示とし、耐食性指数の小さいも
のほど優れている。The corrosion resistance was measured by measuring the amount of erosion at the maximum erosion part after the erosion test, and the refractory to which the metal and the phenol resin were added was expressed as an index, and the smaller the corrosion resistance index, the better.
【0097】本発明の金属とバインダーとして改質ピッ
チを添加したマグネシア―炭素質耐火物は、耐熱衝撃性
に優れると共に優れた熱間強度、耐酸化性、耐食性を示
した。The magnesia-carbonaceous refractory material containing the metal of the present invention and the modified pitch as a binder was excellent in thermal shock resistance and excellent in hot strength, oxidation resistance and corrosion resistance.
【0098】一方比較例16は炭素、改質ピッチ、トル
エンおよび金属の添加量と混合温度が適正でないため熱
間強度、耐酸化性及び耐食性に劣っていた。On the other hand, Comparative Example 16 was inferior in hot strength, oxidation resistance and corrosion resistance because the amounts of carbon, modified pitch, toluene and metal added and the mixing temperature were not proper.
【0099】比較例17は、マグネシア、金属、改質ピ
ッチおよびトルエンの添加量と混合温度が適正でないた
め熱間強度、耐食性及び耐熱衝撃性に劣っていた。Comparative Example 17 was inferior in hot strength, corrosion resistance and thermal shock resistance because the addition amounts of magnesia, metal, modified pitch and toluene and the mixing temperature were not proper.
【0100】比較例18はバインダーとして用いた改質
ピッチの重量減少率が大きいために熱間強度、耐酸化
性、耐食性及び耐熱衝撃性に劣っていた。比較例19は
成形後の耐火物を空気中800℃で焼成したために見掛
気孔率が大きくなり、熱間強度、耐酸化性、耐食性及び
耐熱衝撃性に劣っていた。Comparative Example 18 was inferior in hot strength, oxidation resistance, corrosion resistance and thermal shock resistance because the weight reduction rate of the modified pitch used as the binder was large. Comparative Example 19 had a large apparent porosity because the molded refractory was fired at 800 ° C. in air, and was inferior in hot strength, oxidation resistance, corrosion resistance and thermal shock resistance.
【0101】比較20はバインダーとしてフェノール樹
脂を用いたため熱間強度、耐酸化性、耐食性及び耐熱衝
撃性に劣っていた。In Comparative 20, since the phenol resin was used as the binder, the hot strength, the oxidation resistance, the corrosion resistance and the thermal shock resistance were poor.
【0102】[0102]
【発明の効果】本発明によって、耐熱衝撃性、熱間強
度、耐酸化性、耐食性が従来のフェノール樹脂またはフ
ェノール樹脂および金属を添加した炭素含有耐火物に対
して飛躍的に向上したので、炉体寿命の延長、炉材コス
ト削減が可能となった。Industrial Applicability According to the present invention, the thermal shock resistance, hot strength, oxidation resistance, and corrosion resistance are dramatically improved as compared with conventional phenol resins or carbon-containing refractories containing phenol resins and metals. It has become possible to extend body life and reduce furnace material costs.
フロントページの続き (72)発明者 中尾 淳 富津市新富20―1 新日本製鐵株式会社技 術開発本部内Continued Front Page (72) Inventor Jun Nakao 20-1 Shintomi, Futtsu City Nippon Steel Corp. Technical Development Division
Claims (4)
0〜95wt%からなる耐火原料100wt%に対し
て、2〜15wt%の改質ピッチ粉末及び芳香族化合物
を添加した配合物を50℃以上100℃以下の温度で混
合し、次いで100℃超300℃未満の温度で攪拌しな
がら乾燥させた混合物とし、該混合粉末を成形し、非酸
化性雰囲気中で500℃以上1400℃以下の温度で焼
成したことを特徴とする炭素含有耐火物の製造方法。1. Carbon 5 to 30 wt% and magnesia 7
A mixture obtained by adding 2 to 15 wt% of modified pitch powder and an aromatic compound to 100 wt% of a refractory raw material consisting of 0 to 95 wt% is mixed at a temperature of 50 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, and then over 100 ° C. 300 A method for producing a carbon-containing refractory material, characterized in that the mixture is dried at a temperature of less than 0 ° C while stirring, the mixed powder is molded, and fired at a temperature of 500 ° C or more and 1400 ° C or less in a non-oxidizing atmosphere. .
合物に加えて、0.5〜5.0wt%のAl又はAl合
金の微粒を添加したことを特徴とする炭素含有耐火物の
製造方法。2. A carbon-containing refractory product, characterized in that, in addition to the modified pitch powder and aromatic compound of claim 1, 0.5 to 5.0 wt% of Al or Al alloy fine particles are added. Method.
相もしくは非晶質相からなる混合相であり、かつ非酸化
性雰囲気中で800℃で焼成を行ったときに重量減少率
が30%以下であることを特徴とする請求項1又は2記
載の炭素含有耐火物。3. The modified pitch powder is a crystalline phase or a mixed phase composed of a crystalline phase or an amorphous phase, and has a weight loss rate when fired at 800 ° C. in a non-oxidizing atmosphere. The carbon-containing refractory material according to claim 1 or 2, which is 30% or less.
容積100vol%に対して、2〜30vol%である
ことを特徴とする請求項1又は2記載の炭素含有耐火物
の製造方法。4. The method for producing a carbon-containing refractory material according to claim 1, wherein the amount of the aromatic compound added is 2 to 30 vol% with respect to 100 vol% of the bulk volume of the refractory raw material.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5200147A JPH0733512A (en) | 1993-07-21 | 1993-07-21 | Carbon-containing refractory manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5200147A JPH0733512A (en) | 1993-07-21 | 1993-07-21 | Carbon-containing refractory manufacturing method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0733512A true JPH0733512A (en) | 1995-02-03 |
Family
ID=16419576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5200147A Withdrawn JPH0733512A (en) | 1993-07-21 | 1993-07-21 | Carbon-containing refractory manufacturing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0733512A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190044994A (en) * | 2017-10-23 | 2019-05-02 | (주)포스코케미칼 | Thermal Shock Resistant Composition for Bottom Gas Bubbling Refractory |
| WO2024150669A1 (en) * | 2023-01-11 | 2024-07-18 | 黒崎播磨株式会社 | Production method for magnesia-carbon brick |
-
1993
- 1993-07-21 JP JP5200147A patent/JPH0733512A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190044994A (en) * | 2017-10-23 | 2019-05-02 | (주)포스코케미칼 | Thermal Shock Resistant Composition for Bottom Gas Bubbling Refractory |
| WO2024150669A1 (en) * | 2023-01-11 | 2024-07-18 | 黒崎播磨株式会社 | Production method for magnesia-carbon brick |
| JP2024098867A (en) * | 2023-01-11 | 2024-07-24 | 黒崎播磨株式会社 | Manufacturing method of magnesia carbon bricks |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1131260A (en) | Carbon-containing refractory bricks | |
| EP0476112A1 (en) | FIRE-RESISTANT COMPOSITIONS FROM MAGNESITE CARBON. | |
| JP2020100511A (en) | Method of producing magnesia-carbon brick | |
| US5438026A (en) | Magnesite-carbon refractories and shapes made therefrom with improved thermal stress tolerance | |
| JP3053225B2 (en) | Magnesia carbon refractory brick | |
| JPH0733512A (en) | Carbon-containing refractory manufacturing method | |
| JP3197680B2 (en) | Method for producing unburned MgO-C brick | |
| JPH0733513A (en) | Magnesia-carbonaceous brick and its manufacturing method | |
| JP2556416B2 (en) | Casting material for blast furnace gutter | |
| JPH05262559A (en) | Unburned carbon-containing brick | |
| JPS5935062A (en) | Magnesia carbon brick | |
| JPH0782003A (en) | Carbon-containing refractory | |
| GB2131790A (en) | Carbon-containing refractory | |
| CA2137983C (en) | Magnesite-carbon refractories and shapes made therefrom with improved thermal stress tolerance | |
| JPH07277840A (en) | Method for manufacturing carbon-containing refractory lining | |
| JP3002296B2 (en) | Method for producing coarse aggregate blended magnesia-carbon refractory | |
| JPH0679977B2 (en) | Alumina Spinel-Carbon Refractory | |
| WO2024150669A1 (en) | Production method for magnesia-carbon brick | |
| JPH02274370A (en) | Refractories for vessel for pretreatment of molten iron | |
| JPH07108807B2 (en) | Carbon-containing refractory | |
| JPS6051666A (en) | Blast furnace lining refractories | |
| JP3201679B2 (en) | High spalling resistant magnesia carbon brick and its manufacturing method | |
| JPH07291712A (en) | Carbon-containing refractory | |
| JPH07247158A (en) | Production of carbon-containing refractory and its antioxidant | |
| JPH06345525A (en) | Carbon-containing refractory |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001003 |