JPH0825788B2 - 不焼成炭素含有れんがの製造方法 - Google Patents
不焼成炭素含有れんがの製造方法Info
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- JPH0825788B2 JPH0825788B2 JP4062268A JP6226892A JPH0825788B2 JP H0825788 B2 JPH0825788 B2 JP H0825788B2 JP 4062268 A JP4062268 A JP 4062268A JP 6226892 A JP6226892 A JP 6226892A JP H0825788 B2 JPH0825788 B2 JP H0825788B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、製鋼炉の内張りとして
使用される不焼成炭素含有れんがの製造方法に関するも
のである。
使用される不焼成炭素含有れんがの製造方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】マグネシア−カ−ボン質れんが（特公昭
６０−２２６９号公報）、マグネシア−炭化珪素−カ−
ボン質れんが（特開昭５９−３０６８号公報）などの炭
素含有れんがは、耐スラグ性および耐熱衝撃性に優れて
おり、各種製鋼炉の内張り材として従来から広く用いら
れている。
６０−２２６９号公報）、マグネシア−炭化珪素−カ−
ボン質れんが（特開昭５９−３０６８号公報）などの炭
素含有れんがは、耐スラグ性および耐熱衝撃性に優れて
おり、各種製鋼炉の内張り材として従来から広く用いら
れている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、炭素含
有れんがは酸化の欠点がある。酸化によって脱炭層が形
成されると、スラグの浸潤で溶損が進行する。また、こ
の脱炭層は強度が低いため、溶融金属の揺動を受けて摩
耗や剥離を生じやすく、大きな損傷の原因となる。炭素
含有れんがの酸化を防止する手段としては、アルミニウ
ムあるいはアルミニウム合金の添加（特公昭６０−２２
６９号公報、特開昭５７−１６６３６２号公報）、Ｂ2
Ｏ3 の添加（特開昭５７−５８１１号公報）、ガラス粉
の添加（特開昭１−１４１８７２号公報）などの方法が
知られているが、十分な効果が得られていない。また、
これらは焼結を促進し、過焼結を招いて耐熱衝撃性に劣
る。Ｂ 2 Ｏ 3 やガラス粉は多量に添加すると酸化防止に
は効果があるが、低融点物質であるために耐食性にも劣
る。
有れんがは酸化の欠点がある。酸化によって脱炭層が形
成されると、スラグの浸潤で溶損が進行する。また、こ
の脱炭層は強度が低いため、溶融金属の揺動を受けて摩
耗や剥離を生じやすく、大きな損傷の原因となる。炭素
含有れんがの酸化を防止する手段としては、アルミニウ
ムあるいはアルミニウム合金の添加（特公昭６０−２２
６９号公報、特開昭５７−１６６３６２号公報）、Ｂ2
Ｏ3 の添加（特開昭５７−５８１１号公報）、ガラス粉
の添加（特開昭１−１４１８７２号公報）などの方法が
知られているが、十分な効果が得られていない。また、
これらは焼結を促進し、過焼結を招いて耐熱衝撃性に劣
る。Ｂ 2 Ｏ 3 やガラス粉は多量に添加すると酸化防止に
は効果があるが、低融点物質であるために耐食性にも劣
る。
【０００４】本発明は、上記従来の問題を解決した炭素
含有れんがを提供することを目的とする。
含有れんがを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、重量割合で、
カ−ボン３〜４０％、ＭｇＯ・Ａｌ 2 Ｏ 3 系スピネル１
〜５０％、アルミニウムまたは／およびアルミニウム合
金０．５〜１０％、炭化珪素０．５〜２０％、残部がマ
グネシアを主体にした配合物を混練、成形した後、加熱
処理することを特徴とする不焼成炭素含有れんがの製造
方法である。
カ−ボン３〜４０％、ＭｇＯ・Ａｌ 2 Ｏ 3 系スピネル１
〜５０％、アルミニウムまたは／およびアルミニウム合
金０．５〜１０％、炭化珪素０．５〜２０％、残部がマ
グネシアを主体にした配合物を混練、成形した後、加熱
処理することを特徴とする不焼成炭素含有れんがの製造
方法である。
【０００６】マグネシア−カ−ボン質れんがにアルミニ
ウムを添加することは公知である。アルミニウムはれん
が組織内で優先酸化することで炭素成分の酸化を防止す
る。しかし、前記もしたように酸化防止の効果は十分な
ものではなく、れんが組織に脱炭層が生成する。また、
過焼結によって耐熱衝撃性に劣る。本発明は、アルミニ
ウムと共に特定量のＭｇＯ・Ａｌ 2 Ｏ 3 系スピネル（以
下、単にスピネルと称す）および炭化珪素を配合したこ
とでこの問題を解決した。
ウムを添加することは公知である。アルミニウムはれん
が組織内で優先酸化することで炭素成分の酸化を防止す
る。しかし、前記もしたように酸化防止の効果は十分な
ものではなく、れんが組織に脱炭層が生成する。また、
過焼結によって耐熱衝撃性に劣る。本発明は、アルミニ
ウムと共に特定量のＭｇＯ・Ａｌ 2 Ｏ 3 系スピネル（以
下、単にスピネルと称す）および炭化珪素を配合したこ
とでこの問題を解決した。
【０００７】本発明では、スピネルがマグネシアと焼結
してれんが組織の熱間強度が向上する。その結果、この
組織強度によって、多少の脱炭が生じても耐用性の低下
が軽減される。
してれんが組織の熱間強度が向上する。その結果、この
組織強度によって、多少の脱炭が生じても耐用性の低下
が軽減される。
【０００８】マグネシア−カ−ボン質れんがにアルミニ
ウムの添加は、アルミニウムと炭素成分の反応でＡｌ4
Ｃ3 を生成し、れんが組織の弾性率が高くなり、耐熱衝
撃性低下の原因となる。また、アルミニウムは酸化によ
ってＡｌ2 Ｏ3 となった後、マグネシアと反応してＭｇ
Ｏ・Ａｌ2 Ｏ3 （スピネル）を生成し、その際の膨張が
亀裂発生の原因となる。本発明で熱膨張の小さいスピネ
ルの配合によって、これらの問題を解決することができ
た。
ウムの添加は、アルミニウムと炭素成分の反応でＡｌ4
Ｃ3 を生成し、れんが組織の弾性率が高くなり、耐熱衝
撃性低下の原因となる。また、アルミニウムは酸化によ
ってＡｌ2 Ｏ3 となった後、マグネシアと反応してＭｇ
Ｏ・Ａｌ2 Ｏ3 （スピネル）を生成し、その際の膨張が
亀裂発生の原因となる。本発明で熱膨張の小さいスピネ
ルの配合によって、これらの問題を解決することができ
た。
【０００９】本発明はさらに、０．５〜２０重量％の割
合で炭化珪素を配合する。炭化珪素は、これが分解して
生成したＳｉＯ2 が焼結を助長し、酸化層の強度が向上
する。炭化珪素の分解によるＳｉＯ2 はマグネシアとの
反応で低融点物質を生成し、熱間強度を低下させるが、
本発明では、中性に近い材質であるためにＳｉＯ 2 との
反応も少なく、スピネルと併用でこの強度低下が抑制さ
れる。
合で炭化珪素を配合する。炭化珪素は、これが分解して
生成したＳｉＯ2 が焼結を助長し、酸化層の強度が向上
する。炭化珪素の分解によるＳｉＯ2 はマグネシアとの
反応で低融点物質を生成し、熱間強度を低下させるが、
本発明では、中性に近い材質であるためにＳｉＯ 2 との
反応も少なく、スピネルと併用でこの強度低下が抑制さ
れる。
【００１０】以下、本発明をさらに詳しく説明する。な
お、各配合物の割合で示す％は、すべて重量割合とす
る。
お、各配合物の割合で示す％は、すべて重量割合とす
る。
【００１１】炭素は耐スラグ性と耐熱衝撃性に効果をも
つ。具体的な種類は、天然黒鉛、人造黒鉛、ピッチコー
クス、無鉛炭、カ−ボンブラックなどである。中でも純
度が高いりん状黒鉛が好ましい。その割合が３％未満で
は炭素の効果が十分に発揮されず、４０％を超えるとれ
んがの強度や耐摩耗性が低下する。粒度は特に限定する
ものではないが、例えば０．５ｍｍ以下とする。
つ。具体的な種類は、天然黒鉛、人造黒鉛、ピッチコー
クス、無鉛炭、カ−ボンブラックなどである。中でも純
度が高いりん状黒鉛が好ましい。その割合が３％未満で
は炭素の効果が十分に発揮されず、４０％を超えるとれ
んがの強度や耐摩耗性が低下する。粒度は特に限定する
ものではないが、例えば０．５ｍｍ以下とする。
【００１２】スピネルはＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ3 系スピネル
であり、合成の焼結品または電融品とする。その割合
は、１％未満ではスピネルを配合したことによる効果が
得られず、５０％を超えると耐食性が低下する。粒度は
密充填のれんが組織が得られるように、マグネシアとの
組合せにおいて粗粒、中粒、微粒に調整する。
であり、合成の焼結品または電融品とする。その割合
は、１％未満ではスピネルを配合したことによる効果が
得られず、５０％を超えると耐食性が低下する。粒度は
密充填のれんが組織が得られるように、マグネシアとの
組合せにおいて粗粒、中粒、微粒に調整する。
【００１３】本発明の効果をより顕著にするには、スピ
ネルの粒径を１ｍｍ以下の微粒に限定し、マトリックス
中での分散性を高めることが好ましい。特に、スピネル
の配合量が少ない場合に粒径を小さくすることが好まし
い。
ネルの粒径を１ｍｍ以下の微粒に限定し、マトリックス
中での分散性を高めることが好ましい。特に、スピネル
の配合量が少ない場合に粒径を小さくすることが好まし
い。
【００１４】アルミニウムは単味材質だけでなく、その
合金でもよい。アルミニウムの合金としては、例えばＡ
ｌ−Ｍｇ、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｍｇ
−Ｃｒ、Ａｌ−Ｃａなどである。粒径は０．５ｍｍ以下
が好ましい。配合割合は、０．５％未満では酸化防止に
効果がなく、れんがの耐食性が低下する。１０％を超え
ると耐食性および耐熱衝撃性に劣る。
合金でもよい。アルミニウムの合金としては、例えばＡ
ｌ−Ｍｇ、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｍｇ
−Ｃｒ、Ａｌ−Ｃａなどである。粒径は０．５ｍｍ以下
が好ましい。配合割合は、０．５％未満では酸化防止に
効果がなく、れんがの耐食性が低下する。１０％を超え
ると耐食性および耐熱衝撃性に劣る。
【００１５】炭化珪素は２０％を超えると熱間強度、耐
食性の低下が大きくなる。炭化珪素の効果を十分に発揮
させるために、配合割合の下限は０．５％とする。粒径
は特に限定するものではないが、例えば０．５ｍｍ以下
とする。
食性の低下が大きくなる。炭化珪素の効果を十分に発揮
させるために、配合割合の下限は０．５％とする。粒径
は特に限定するものではないが、例えば０．５ｍｍ以下
とする。
【００１６】残部を占めるマグネシアは天然または合成
の焼結品、電融品が使用できるが、品質の一定した合成
品が好ましい。粒度は密充填のれんが組織が得られるよ
うに、粗粒、中粒、微粒に調整する。
の焼結品、電融品が使用できるが、品質の一定した合成
品が好ましい。粒度は密充填のれんが組織が得られるよ
うに、粗粒、中粒、微粒に調整する。
【００１７】骨材はこのマグネシアおよびスピネルを主
材とするが、本発明の炭素含有耐火物の特性を失わない
範囲内において、前記マグネシアの一部をドロマイト、
カルシア、ジルコン、ジルコニア他の耐火原料から選ば
れる一種または二種以上で置き換えることができる。ま
た、Ａｌ、Ａｌ合金以外のＳｉ、Ｍｇ、Ｆｅなどの金属
粉またはその合金粉、Ｂ4Ｃ、Ｓｉ3Ｎ4、Ｂ2Ｏ3などの
炭化物、窒化物または硼化物、金属ファイバー、セラミ
ックファイバー、カ−ボンファイバーなどのファイバー
類、ガラス類などから選ばれる一種または二種以上を適
当量添加することも可能である。
材とするが、本発明の炭素含有耐火物の特性を失わない
範囲内において、前記マグネシアの一部をドロマイト、
カルシア、ジルコン、ジルコニア他の耐火原料から選ば
れる一種または二種以上で置き換えることができる。ま
た、Ａｌ、Ａｌ合金以外のＳｉ、Ｍｇ、Ｆｅなどの金属
粉またはその合金粉、Ｂ4Ｃ、Ｓｉ3Ｎ4、Ｂ2Ｏ3などの
炭化物、窒化物または硼化物、金属ファイバー、セラミ
ックファイバー、カ−ボンファイバーなどのファイバー
類、ガラス類などから選ばれる一種または二種以上を適
当量添加することも可能である。
【００１８】混練、成形、加熱処理は従来の不焼成炭素
含有れんがと同様にして行うことができる。すなわち、
結合剤として例えばフェノール樹脂、フラン樹脂、エポ
キシ樹脂、ピッチなどを外掛けで１〜１５％程度添加し
て混練し、れんがの用途・製造設備などに合わせてフレ
クションプレス、オイルプレス、ラバ−プレスなどの加
圧手段を用いて成形後、加熱処理を行う。加熱処理は、
れんがの使用初期における結合剤からの発煙と組織の強
度低下を防止する効果をもち、例えば１０００℃以下と
し、省エネの面から好ましくは１１０〜５００℃とす
る。
含有れんがと同様にして行うことができる。すなわち、
結合剤として例えばフェノール樹脂、フラン樹脂、エポ
キシ樹脂、ピッチなどを外掛けで１〜１５％程度添加し
て混練し、れんがの用途・製造設備などに合わせてフレ
クションプレス、オイルプレス、ラバ−プレスなどの加
圧手段を用いて成形後、加熱処理を行う。加熱処理は、
れんがの使用初期における結合剤からの発煙と組織の強
度低下を防止する効果をもち、例えば１０００℃以下と
し、省エネの面から好ましくは１１０〜５００℃とす
る。
【００１９】
【実施例】以下に本発明の実施例とその比較例を示す。
【００２０】各例はいずれも表１に示す配合物に、結合
剤としてフェノール樹脂を外掛けで４％添加して混練
し、フリクションプレスにてに成形後、２３０℃×２４
時間で加熱処理して不焼成の炭素含有れんがを製造し
た。耐酸化摩耗性、耐食性および熱間強度の試験に使用
したれんがは並形サイズに成形した。実機試験のれんが
は、１５０×１５０×７２０ｍｍのサイズに成形した。
剤としてフェノール樹脂を外掛けで４％添加して混練
し、フリクションプレスにてに成形後、２３０℃×２４
時間で加熱処理して不焼成の炭素含有れんがを製造し
た。耐酸化摩耗性、耐食性および熱間強度の試験に使用
したれんがは並形サイズに成形した。実機試験のれんが
は、１５０×１５０×７２０ｍｍのサイズに成形した。
【００２１】試験はつぎの方法によって行った。
【００２２】耐酸化摩耗性；図１のとおり、供試体を内
張りした回転ドラム内に摩耗剤としてジルコニアを５ｋ
ｇ投入し、プロパンガスバーナーで１４００℃×５時間
加熱しながらドラムを回転させた後、供試体切断し、摩
耗量を計測した。
張りした回転ドラム内に摩耗剤としてジルコニアを５ｋ
ｇ投入し、プロパンガスバーナーで１４００℃×５時間
加熱しながらドラムを回転させた後、供試体切断し、摩
耗量を計測した。
【００２３】耐食性；溶銑予備処理容器から採取したＣ
ａＯ／ＳｉＯ2が１．２のスラグを侵食剤とし、回転侵
食法により、１４００℃×４時間侵食させた後、その溶
損寸法を計測した。
ａＯ／ＳｉＯ2が１．２のスラグを侵食剤とし、回転侵
食法により、１４００℃×４時間侵食させた後、その溶
損寸法を計測した。
【００２４】熱間強度；２０×３０×１６０ｍｍの寸法
に切り出した供試体をスパン１００ｍｍの３点曲げ法に
より、電気炉中、１４００℃下で曲げ強さを測定した。
に切り出した供試体をスパン１００ｍｍの３点曲げ法に
より、電気炉中、１４００℃下で曲げ強さを測定した。
【００２５】実機試験；溶銑予備処理を行う１６０ｔ転
炉容器の直胴部に内張りし、その耐用性を測定した。空
欄は試験しなかったことを示す。
炉容器の直胴部に内張りし、その耐用性を測定した。空
欄は試験しなかったことを示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【表２】
【００２８】表１の試験結果が示すように、本発明実施
例によって得られた炭素含有れんがは、いずれも耐酸化
摩耗性、耐食性、熱間強度のいずれにも優れ、その結
果、実機試験においても従来材質に比べて格段の耐用性
を示す。
例によって得られた炭素含有れんがは、いずれも耐酸化
摩耗性、耐食性、熱間強度のいずれにも優れ、その結
果、実機試験においても従来材質に比べて格段の耐用性
を示す。
【００２９】これに対しスピネルが５０％を超える比較
例１は、その分、マグネシアの割合が少なくなって耐食
性に劣る。炭化珪素が２０％を超える比較例２は、熱間
強度および耐食性が低下する。アルミニウム、アルミニ
ウム合金のいずれも添加しない比較例３は耐酸化性に劣
るために耐酸化摩耗性、耐食性、熱間強度のいずれに大
きく劣る。比較例４は従来材質に相当し、アルミニウム
を添加しているがスピネルの配合がなく、耐酸化摩耗性
に劣る。
例１は、その分、マグネシアの割合が少なくなって耐食
性に劣る。炭化珪素が２０％を超える比較例２は、熱間
強度および耐食性が低下する。アルミニウム、アルミニ
ウム合金のいずれも添加しない比較例３は耐酸化性に劣
るために耐酸化摩耗性、耐食性、熱間強度のいずれに大
きく劣る。比較例４は従来材質に相当し、アルミニウム
を添加しているがスピネルの配合がなく、耐酸化摩耗性
に劣る。
【００３０】
【発明の効果】本発明によって製造された炭素含有耐火
物は、従来のマグネシア−カ−ボン質れんがあるいはマ
グネシア−炭化珪素−カ−ボン質れんがはに比較して耐
食性、熱間強度の低下を招くことなく耐酸化摩耗性を向
上させることができる。その結果、表１の実機試験の結
果からも明らかなように、従来材質に比べて格段に優れ
た耐用性が得られる。
物は、従来のマグネシア−カ−ボン質れんがあるいはマ
グネシア−炭化珪素−カ−ボン質れんがはに比較して耐
食性、熱間強度の低下を招くことなく耐酸化摩耗性を向
上させることができる。その結果、表１の実機試験の結
果からも明らかなように、従来材質に比べて格段に優れ
た耐用性が得られる。
【００３１】本発明による炭素含有耐火物の用途は、転
炉、取鍋、真空脱ガス炉、混銑車、混銑炉、電気炉など
の内張りとして使用される。特に耐酸化摩耗性が高いた
め、炉内精錬などで溶融金属の揺動衝撃を受けやすい部
位での耐用性に優れた効果を発揮する。
炉、取鍋、真空脱ガス炉、混銑車、混銑炉、電気炉など
の内張りとして使用される。特に耐酸化摩耗性が高いた
め、炉内精錬などで溶融金属の揺動衝撃を受けやすい部
位での耐用性に優れた効果を発揮する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森重一生 兵庫県高砂市荒井町新浜１丁目３番１号 ハリマセラミック株式会社内 (72)発明者 田中雅人 兵庫県高砂市荒井町新浜１丁目３番１号 ハリマセラミック株式会社内 (72)発明者 伊藤猛義 兵庫県高砂市荒井町新浜１丁目３番１号 ハリマセラミック株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−79055（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−176266（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】 重量割合で、カ−ボン３〜４０％、Ｍｇ
Ｏ・Ａｌ 2 Ｏ 3 系スピネル１〜５０％、アルミニウムま
たは／およびアルミニウム合金０．５〜１０％、炭化珪
素０．５〜２０％、残部がマグネシアを主体にした配合
物を混練、成形した後、加熱処理することを特徴とする
不焼成炭素含有れんがの製造方法。 - 【請求項２】ＭｇＯ・Ａｌ 2 Ｏ 3 系スピネルの粒径が
０．１ｍｍ以下である請求項１記載の不焼成炭素含有れ
んがの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4062268A JPH0825788B2 (ja) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | 不焼成炭素含有れんがの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4062268A JPH0825788B2 (ja) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | 不焼成炭素含有れんがの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05262559A JPH05262559A (ja) | 1993-10-12 |
| JPH0825788B2 true JPH0825788B2 (ja) | 1996-03-13 |
Family
ID=13195238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4062268A Expired - Fee Related JPH0825788B2 (ja) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | 不焼成炭素含有れんがの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0825788B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020050981A (ko) * | 2000-12-22 | 2002-06-28 | 신현준 | 카본함유 내화벽돌 산화방지용 내화조성물 |
| KR20030053258A (ko) * | 2001-12-22 | 2003-06-28 | 주식회사 포스코 | 고내용성 내화 몰탈 조성물 |
| KR100601086B1 (ko) * | 2001-12-22 | 2006-07-14 | 주식회사 포스코 | 염기성 내화벽돌용 내화 몰탈 조성물 |
| JP5068303B2 (ja) * | 2009-12-09 | 2012-11-07 | 興亜耐火工業株式会社 | 不焼成れんがの製造方法及び不焼成れんが |
| JP6600729B1 (ja) * | 2018-10-04 | 2019-10-30 | 黒崎播磨株式会社 | 真空脱ガス装置用スピネル−マグネシア−カーボンれんが及びこれを下部槽側壁にライニングした真空脱ガス装置 |
| JP7242437B2 (ja) * | 2019-06-13 | 2023-03-20 | 黒崎播磨株式会社 | 真空脱ガス装置用れんが及びこれを使用したｒｈ浸漬管 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6479055A (en) * | 1987-09-22 | 1989-03-24 | Kawasaki Refractories Co Ltd | Carbon containing unsintered refractory |
| JPH0657619B2 (ja) * | 1987-12-28 | 1994-08-03 | 品川白煉瓦株式会社 | カーボン含有耐火物 |
-
1992
- 1992-03-18 JP JP4062268A patent/JPH0825788B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05262559A (ja) | 1993-10-12 |
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