JPH0782003A - Carbon-containing refractory - Google Patents

Carbon-containing refractory

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JPH0782003A
JPH0782003A JP5178554A JP17855493A JPH0782003A JP H0782003 A JPH0782003 A JP H0782003A JP 5178554 A JP5178554 A JP 5178554A JP 17855493 A JP17855493 A JP 17855493A JP H0782003 A JPH0782003 A JP H0782003A
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JP
Japan
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carbon
refractory
modified pitch
magnesia
thermal shock
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Withdrawn
Application number
JP5178554A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Matsui
剛 松井
Hatsuo Taira
初雄 平
Hisashi Nakamura
壽志 中村
Atsushi Nakao
淳 中尾
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain a carbon-containing refractory having excellent hot strength without reducing thermal shock resistance by adding an improved pitch as a binder to a refractory raw material composed of carbon and magnasia, kneading, molding and burning. CONSTITUTION:A solution obtained by dissolving 2-15wt.% of an improved pitch in a heterocyclic compound (e.g. quinoline) is added to 100wt.% of a refractory raw material composed of 5-30wt.% of carbon and 70-95wt.% of magnesia. Then, the mixture is kneaded, molded and burnt in a nonoxidizing atmosphere at >=500 deg.C. The composition can further be mixed with 0.5-3wt.% Al or an Al alloy based on 100wt.% of the refractory raw material. Consequently, oxidation resistance and strength of carbon-containing refractory can be bettered.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【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, it relates to a refractory material containing carbon 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号公報)。
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
No. 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
る重量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 weight of the low-molecular weight compound is greatly reduced by thermal decomposition, resulting in a decrease in strength during hot working.

【0010】この問題を解決するために、炭素含有耐火
物に金属が添加され、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
(例えば特開昭54―163913号公報)。
In order to solve this problem, a metal has been added to the carbon-containing refractory to improve the hot strength, but the thermal shock resistance is deteriorated (for example, Japanese Patent Laid-Open Publication No. Sho. 54-163913).

【0011】本発明は、炭素含有耐火物の優れた特徴で
ある耐熱衝撃性を低下させることなく、熱間強度に優れ
た炭素含有耐火物を提供することにある。
The present invention is to provide a carbon-containing refractory having excellent hot strength without lowering the thermal shock resistance which is an excellent feature of the carbon-containing refractory.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、炭素5〜30
wt%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
チを複素環式化合物に溶解させた溶液を添加した後、混
練、成形後、非酸化性雰囲気中で500℃以上の温度で
焼成してなることを特徴とする炭素含有耐火物である。
The present invention is based on carbon 5-30.
After adding a solution prepared by dissolving 2 to 15 wt% of modified pitch in a heterocyclic compound to 100 wt% of a refractory raw material composed of 70 wt% and 70 to 95 wt% of magnesia, after kneading and molding, a non-oxidizing atmosphere is obtained. It is a carbon-containing refractory characterized by being fired at a temperature of 500 ° C. or higher.

【0013】さらに、本発明は、炭素5〜30wt%お
よびマグネシア70〜95wt%からなる耐火原料10
0wt%に対して、2〜15wt%の改質ピッチを複素
環式化合物に溶解させた溶液と共に0.5〜3wt%の
Al又はAl合金を添加し、混練、成形後、非酸化性雰
囲気中で500℃以上の温度で焼成してなることを特徴
とする炭素含有耐火物である。
Further, according to the present invention, the refractory raw material 10 is composed of 5 to 30 wt% of carbon and 70 to 95 wt% of magnesia.
To 0 wt%, 0.5 to 3 wt% of Al or Al alloy is added together with a solution in which 2 to 15 wt% of modified pitch is dissolved in a heterocyclic compound, and after kneading and molding, in a non-oxidizing atmosphere. It is a carbon-containing refractory characterized by being fired at a temperature of 500 ° C. or higher.

【0014】上記の改質ピッチは、複素環式化合物に可
溶で、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%以下であるピッチで
ある。
The above-mentioned modified pitch is soluble in a heterocyclic compound, is a crystalline phase or a mixed phase consisting of a crystalline phase or an amorphous phase, and is fired at 800 ° C. in a non-oxidizing atmosphere. The pitch has a weight reduction rate of 30% or less when performed.

【0015】また、複素環式化合物は、改質ピッチを溶
解させ、かつその添加量は、耐火原料の嵩容積100v
ol%に対して、2〜10vol%である。
Further, the heterocyclic compound dissolves the modified pitch, and its addition amount is 100 v of the bulk volume of the refractory raw material.
It is 2 to 10 vol% with respect to ol%.

【0016】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
たときの重量減少率が30%以下と極めて低く、かつ複
素環式化合物に溶解する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を複素環式化合物に溶解
させて添加することにより、熱間強度および耐熱衝撃性
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 present inventors have found that the modified pitch has an extremely low weight reduction rate of 30% or less when fired at 800 ° C. in a non-oxidizing atmosphere, and a heterocyclic compound, compared to a phenolic resin and pitch. Focusing on the property that it dissolves in, it is thought that adding the modified pitch to the magnesia-carbonaceous refractory after dissolving it in the heterocyclic compound has the effect of improving hot strength and thermal shock resistance. Invented.

【0017】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。
The carbon content is set to 5 to 30 wt% because it is excellent in thermal shock resistance and slag infiltration resistance.

【0018】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。
This is because if the carbon content is less than 5 wt%, the thermal shock resistance and slag infiltration resistance will be poor, and if the carbon content exceeds 30 wt%, the oxidation resistance will be 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、カーボンブラック等が使用可能であ
り、純度は90%以上のものが望ましい。
As the carbon, natural or artificial graphite, anthracite, mesophase carbon, carbon black or the like can be used, and the purity is preferably 90% or more.

【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、電融品が使用可能
であり、純度は95%以上のものが望ましい。
Sintered products and electro-melted products can be used as magnesia, and the purity is preferably 95% or more.

【0023】改質ピッチの添加量2〜15wt%とした
のは、熱間強度、耐熱衝撃性に優れるからである。
The reason why the modified pitch is added in an amount of 2 to 15 wt% is that it is excellent in hot strength and thermal shock resistance.

【0024】改質ピッチの添加量が2wt%未満では、
熱間強度、耐熱衝撃性に劣り、改質ピッチの添加量が1
5wt%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 amount of modified pitch added is less than 2 wt%,
Inferior in hot strength and thermal shock resistance, the addition amount of modified pitch is 1
This is because if it exceeds 5 wt%, cracking occurs due to shrinkage of the refractory during firing, resulting in poor strength.

【0025】複素環式化合物の一例として、キノリンを
使用する場合について説明する。キノリンの添加量を耐
火原料の嵩容積100vol%に対して2〜10vol
%としたのは、混練時における改質ピッチの分散性およ
び成形時の充填性に優れるからである。
The case of using quinoline as an example of the heterocyclic compound will be described. The amount of quinoline added is 2 to 10 vol with respect to 100 vol% of the bulk volume of the refractory raw material.
% Is because the dispersibility of the modified pitch during kneading and the filling property during molding are excellent.

【0026】キノリンの添加量が2vol%未満では、
混練時における改質ピッチの分散性および成形時の充填
性に劣り、キノリンの添加量が10vol%を越えると
成形が不可能になるからである。
When the amount of quinoline added is less than 2 vol%,
This is because the dispersibility of the modified pitch during kneading and the filling property during molding are poor, and molding becomes impossible when the amount of quinoline added exceeds 10 vol%.

【0027】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.

【0028】炭素含有耐火物の焼成温度を500℃以上
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 material is set to 500 ° C. or higher because the modified pitch is softened and melted at a temperature of 300 ° C. or higher, and is semi-coke at a temperature of 500 ° C. or higher.
This is to prevent remelting of the modified pitch.

【0029】炭素含有耐火物の焼成温度が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 of the carbon-containing refractory is less than 500 ° C., a creep phenomenon occurs during use, and the stability of the structure lined with the refractory cannot be ensured.

【0030】Al又はAl合金の添加量を0.5〜3w
t%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 Al or Al alloy added is 0.5 to 3 w.
The reason for setting t% is that it is excellent in hot strength, corrosion resistance, and oxidation resistance.

【0031】Al又はAl合金の添加量が0.5wt%
未満では、熱間強度、耐食性、耐酸化性に劣り、Al又
はAl合金の添加量が3wt%を越えると耐熱衝撃性に
劣るからである。
Addition amount of Al or Al alloy is 0.5 wt%
If it is less than 1, the hot strength, corrosion resistance and oxidation resistance are poor, and if the addition amount of Al or Al alloy exceeds 3 wt%, the thermal shock resistance is poor.

【0032】本発明に用いる改質ピッチは、キノリンに
可溶で、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 used in the present invention is soluble in quinoline, is a crystalline phase or a mixed phase composed of a crystalline phase or an amorphous phase, and is fired at 800 ° C. in a non-oxidizing atmosphere. It is desirable that the weight reduction rate be 30% or less.

【0033】さらに、改質ピッチ中の結晶質含有量は、
60%以上であることが望ましい。改質ピッチ中の結晶
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。
Further, the crystalline content in the modified pitch is
It is preferably 60% or more. This is because when the crystalline content in the modified pitch is less than 60%, the strength developed when used as a binder is poor.

【0034】また、改質ピッチを非酸化性雰囲気中で8
00℃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。
Further, the modified pitch is set to 8 in a non-oxidizing atmosphere.
This is because if the weight loss rate exceeds 30% when fired at 00 ° C, the hot strength becomes poor.

【0035】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, forms a strong carbon bond, and is compared 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.

【0036】そして、改質ピッチをキノリンに溶解させ
て耐火原料に添加することにより、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 dissolving the modified pitch in quinoline and adding it to the refractory raw material, it becomes possible to uniformly disperse the modified pitch, thereby improving the hot strength.

【0037】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, the use of the modified pitch as the binder of the carbon-containing refractory material improves the hot strength of the carbon-containing refractory material. However, the carbonized product of the modified pitch is higher than that of the phenol 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.

【0038】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.

【0039】ここでは、金属Alを例にとり説明する。
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Al2
3となり、炭素の酸化を防止する。
Here, description will be made by taking metal Al as an example.
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 and Al 2
It becomes O 3 and prevents the oxidation of carbon.

【0040】そして、Al23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。
Then, the pores in the refractory structure are closed by the volume expansion when Al 2 O 3 is generated, so that the inflow of the oxidizing gas into the refractory is suppressed and the oxidation resistance is improved.

【0041】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
43、Al23およびMgO・Al23を生成し、か
つ生成時に体積膨張を伴う。
Further, during the firing in a non-oxidizing atmosphere or the preheating of 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.

【0042】[0042]

【化1】 MgO+C→MgO+C+Al43+Al23+MgO・Al23 (1)Embedded image MgO + C → MgO + C + Al 4 C 3 + Al 2 O 3 + MgO.Al 2 O 3 (1)

【0043】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.

【0044】[0044]

【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.

【0045】[0045]

【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キノリンに溶解させてバインダー
として添加したマグネシア―炭素質耐火物の実施例を第
1表に示す。
Example 1 As a refractory lining for a molten metal processing container,
Table 1 shows examples of magnesia-carbonaceous refractories in which the modified pitch of the present invention is dissolved in quinoline and added as a binder.

【0046】[0046]

【表1】 [Table 1]

【0047】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 used was a coal tar pitch that had been heat-treated and then fractionated with a solvent.

【0048】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。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 presence or absence of the crystalline phase contained in the modified pitch was confirmed by X-ray diffraction. The weight reduction rate of the modified pitch was calculated from the weight change before and after firing at 800 ° C. in an Ar atmosphere.

【0049】改質ピッチのキノリンへの溶解は、44μ
m以下に粉砕した改質ピッチ粉末を80℃に加熱したキ
ノリンに溶解させることにより行った。
The dissolution of the modified pitch in quinoline was 44 μm.
The modified pitch powder pulverized to m or less was dissolved in quinoline heated to 80 ° C.

【0050】第1表に示す原料組成に、改質ピッチを溶
解させたキノリン溶液をそれぞれ所定量添加し、混練を
行った。
A predetermined amount of each quinoline solution in which modified pitch was dissolved was added to the raw material composition shown in Table 1 and kneaded.

【0051】その後、この混合物を真空フリクション成
形を行い、約100℃で24時間乾燥後、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。
Thereafter, this mixture was vacuum friction molded, dried at about 100 ° C. for 24 hours, and then calcined under the conditions shown in Table 1 to obtain a magnesia-carbonaceous refractory material.

【0052】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.

【0053】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、熱間強度評価試験およ
び耐熱衝撃性評価試験を実施した。
The obtained magnesia-carbonaceous refractory material was subjected to bulk specific gravity, apparent porosity measurement, hot strength evaluation test and thermal shock resistance evaluation test.

【0054】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.

【0055】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.

【0056】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。
Regarding the evaluation of thermal shock resistance, the one in which the refractory was cracked in one thermal shock test was bad, and the one in which the refractory was cracked in the repeated thermal shock test two to four times was good. The case where the refractory did not crack in the thermal shock test was rated as excellent.

【0057】本発明の改質ピッチをキノリンに溶解させ
て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を示し
た。
The magnesia-carbonaceous refractory obtained by dissolving the modified pitch of the present invention in quinoline and adding it as a binder exhibited excellent thermal shock resistance and excellent hot strength.

【0058】一方、比較例5は炭素および改質ピッチの
添加量が適正でないため熱間強度に劣っていた。
On the other hand, Comparative Example 5 was inferior in hot strength because the amounts of carbon and modified pitch added were not appropriate.

【0059】比較例6はマグネシア、改質ピッチおよび
キノリンの添加量が適正でないため熱間強度、耐熱衝撃
性に劣っていた。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に劣って
いた。
Comparative Example 6 was inferior in hot strength and thermal shock resistance because the added amounts of magnesia, modified pitch and quinoline were not proper. Comparative Example 7 was inferior in hot strength because the modified pitch used as the binder had a large weight reduction rate.

【0060】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
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 increased and the hot strength was poor.

【0061】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に劣っていた。
Comparative Example 9 was inferior in hot strength because it used a phenol resin as a binder.

【0062】[0062]

【実施例2】溶融金属処理容器の内張り耐火物として、
金属および本発明の改質ピッチをキノリンに溶解させて
バインダーとして添加したマグネシア―炭素質耐火物の
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 examples of magnesia-carbonaceous refractories in which the metal and the modified pitch of the present invention are dissolved in quinoline and added as a binder.

【0063】[0063]

【表2】 [Table 2]

【0064】[0064]

【表3】 [Table 3]

【0065】[0065]

【表4】 [Table 4]

【0066】[0066]

【表5】 [Table 5]

【0067】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り、改質ピッチのキノ
リンへの溶解は実施例1と同一条件で行った。
Electromagnetic 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, and the modified pitch was dissolved in quinoline under the same conditions as in Example 1.

【0068】第2表に示す原料組成に、改質ピッチを溶
解させたキノリン溶液をそれぞれ所定量添加し、混練を
行った。
To the raw material compositions shown in Table 2, a predetermined amount of quinoline solution in which modified pitch was dissolved was added and kneading was performed.

【0069】その後、この混合物を真空フリクション成
形を行い、約100℃で24時間乾燥後、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。
Thereafter, this mixture was vacuum friction molded, dried at about 100 ° C. for 24 hours, and then fired under the conditions shown in Table 2 to obtain a magnesia-carbonaceous refractory material.

【0070】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 production conditions of the magnesia-carbonaceous refractory when a phenol resin is used as a binder.

【0071】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を行い、さらに
耐酸化性試験、耐食性試験を実施した。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 magnesia-carbonaceous refractory thus obtained was subjected to measurement of bulk specific gravity and apparent porosity, hot strength evaluation test and thermal shock resistance evaluation test under the same conditions as in Example 1, and further oxidation resistance test. , A corrosion resistance test was conducted. The oxidation resistance test was performed by firing in air at a temperature of 1400 ° C. for 3 hours.

【0072】耐酸化性指数は、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
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 metal and the phenol resin were added was set to 100.

【0073】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
2=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%.

【0074】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、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 portion after the erosion test, and showing the refractory to which metal and phenol resin were added as 100. The smaller the corrosion resistance index, the better the corrosion resistance.

【0075】本発明の金属および改質ピッチをキノリン
に溶解させて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 obtained by dissolving the metal of the present invention and the modified pitch in quinoline and adding it as a binder exhibited excellent thermal shock resistance and excellent hot strength, oxidation resistance and corrosion resistance.

【0076】一方比較例16は炭素、改質ピッチおよび
金属の添加量が適正でないため熱間強度、耐酸化性に劣
っていた。
On the other hand, Comparative Example 16 was inferior in hot strength and oxidation resistance because the amounts of carbon, modified pitch and metal added were not appropriate.

【0077】比較例17は、マグネシア、金属、改質ピ
ッチおよびキノリンの添加量が適正でないため熱間強
度、耐食性、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 added amounts of magnesia, metal, modified pitch and quinoline were not proper.

【0078】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、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 modified pitch used as a binder had a large weight reduction rate.

【0079】比較例19は成形後の討火物を空気中80
0℃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、耐熱衝撃性に劣っていた。
In Comparative Example 19, the fire extinguishing material after molding was heated in air at 80
Since it was fired at 0 ° C., the apparent porosity increased, and the hot strength, oxidation resistance, corrosion resistance, and thermal shock resistance were poor.

【0080】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、耐熱衝撃
性に劣っていた。
In Comparative Example 20, since the phenol resin was used as the binder, the hot strength, oxidation resistance, corrosion resistance and thermal shock resistance were poor.

【0081】[0081]

【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 (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // B22D 41/02 A (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Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Reference number within the agency FI Technical indication location // B22D 41/02 A (72) Inventor Atsushi Nakao 20-1 Shintomi, Futtsu City Nippon Steel Corp. Within the development headquarters

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 炭素5〜30wt%およびマグネシア7
0〜95wt%からなる耐火原料100wt%に対し
て、2〜15wt%の改質ピッチを複素環式化合物に溶
解させた溶液を添加した後、混練、成形後、非酸化性雰
囲気中で500℃以上の温度で焼成してなることを特徴
とする炭素含有耐火物。
1. Carbon 5 to 30 wt% and magnesia 7
After adding a solution in which 2 to 15 wt% of modified pitch is dissolved in a heterocyclic compound to 100 wt% of refractory raw material consisting of 0 to 95 wt%, after kneading and molding, 500 ° C. in a non-oxidizing atmosphere. A carbon-containing refractory characterized by being fired at the above temperature.
【請求項2】 炭素5〜30wt%およびマグネシア7
0〜95wt%からなる耐火原料100wt%に対し
て、2〜15wt%の改質ピッチを複素環式化合物に溶
解させた溶液と共に0.5〜3wt%のAl又はAl合
金を添加し、混練、成形後、非酸化性雰囲気中で500
℃以上の温度で焼成してなることを特徴とする炭素含有
耐火物。
2. Carbon 5-30 wt% and magnesia 7
With respect to 100 wt% of the refractory raw material consisting of 0 to 95 wt%, 0.5 to 3 wt% of Al or Al alloy is added together with a solution in which 2 to 15 wt% of modified pitch is dissolved in a heterocyclic compound, and kneading, After molding, 500 in non-oxidizing atmosphere
A carbon-containing refractory characterized by being baked at a temperature of ℃ or higher.
【請求項3】 改質ピッチは、複素環式化合物に可溶
で、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
とする請求項1又は2記載の炭素含有耐火物。
3. The modified pitch is soluble in a heterocyclic compound, is a crystalline phase or a mixed phase composed of a crystalline phase or an amorphous phase, and is fired at 800 ° C. in a non-oxidizing atmosphere. The carbon-containing refractory material according to claim 1 or 2, wherein the weight reduction rate is 30% or less when it is performed.
【請求項4】 複素環式化合物の添加量は、耐火原料の
嵩容積100vol%に対して、2〜10vol%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。
4. The carbon-containing refractory material according to claim 1, wherein the amount of the heterocyclic compound added is 2 to 10 vol% with respect to 100 vol% of the bulk volume of the refractory raw material.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10520481B2 (en) 2013-05-29 2019-12-31 Rosemount Inc. Hydrogen sulfide gas detector with humidity and temperature compensation

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US10520481B2 (en) 2013-05-29 2019-12-31 Rosemount Inc. Hydrogen sulfide gas detector with humidity and temperature compensation

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