JPS5918174A - 溶融金属処理容器の内張り材 - Google Patents
溶融金属処理容器の内張り材Info
- Publication number
- JPS5918174A JPS5918174A JP57127290A JP12729082A JPS5918174A JP S5918174 A JPS5918174 A JP S5918174A JP 57127290 A JP57127290 A JP 57127290A JP 12729082 A JP12729082 A JP 12729082A JP S5918174 A JPS5918174 A JP S5918174A
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- Japan
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- alumina
- molten metal
- slag
- carbon
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- Pending
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- Compositions Of Oxide Ceramics (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
【発明の詳細な説明】
本発明は、β−アルミナ、炭化ケイ素、炭化ホウ素、窒
化ケイ素、窒化ホウ素、炭素を主成分とし、ソーダ灰を
含むスラグ・銑・鋼に対する耐食性、熱変化に対する耐
スポール性、高温における耐酸化性に優れ、しかもＮＩ
Ｌ２０．に２０ アルカリ蒸気に対して容積が安定な耐
火物を用いて、溶融金属処理容器に内張シすることによ
って耐火物の損耗を抑制し、容器使用に際しての安ｇ性
を増加し、容器の寿命延長を図った溶融金属処理容器の
内張シ材に関するものである。
化ケイ素、窒化ホウ素、炭素を主成分とし、ソーダ灰を
含むスラグ・銑・鋼に対する耐食性、熱変化に対する耐
スポール性、高温における耐酸化性に優れ、しかもＮＩ
Ｌ２０．に２０ アルカリ蒸気に対して容積が安定な耐
火物を用いて、溶融金属処理容器に内張シすることによ
って耐火物の損耗を抑制し、容器使用に際しての安ｇ性
を増加し、容器の寿命延長を図った溶融金属処理容器の
内張シ材に関するものである。
従来溶融金属処理容器では、主としてアルミナ−シリカ
質が使用されている。しかしながらスラグによる溶損お
よび熱的なスポーリングによシ低寿命になっている。さ
らに高アルミナ質、マグネシア質、マグクロ質、ドロマ
イト質は、高い熱膨張性、スラグ・溶融金属の組織への
侵入によるスポーリングが激しく実用化が難しい。また
マグネシアーカーゲン質は酸素の存在する雰囲気ではカ
ーボンが酸化し、気体となって散失し使用中には、稼動
面近辺に脱炭層を形成し、スラグの侵透防止効果を弱め
たシ、地金数シの場合容易に脱炭部よυ剥離し長寿命が
得られていない。またアルミナ−炭化ケイ素−カーボン
質は、Ｎａ２Ｏ・Ｋ２０蒸気の発生する可能性のある場
合には、骨材のアルミナがＮａ２Ｏ・Ｋ２Ｏと反応して
β−アルミナを生成し、膨張崩壊する危険性がある。
質が使用されている。しかしながらスラグによる溶損お
よび熱的なスポーリングによシ低寿命になっている。さ
らに高アルミナ質、マグネシア質、マグクロ質、ドロマ
イト質は、高い熱膨張性、スラグ・溶融金属の組織への
侵入によるスポーリングが激しく実用化が難しい。また
マグネシアーカーゲン質は酸素の存在する雰囲気ではカ
ーボンが酸化し、気体となって散失し使用中には、稼動
面近辺に脱炭層を形成し、スラグの侵透防止効果を弱め
たシ、地金数シの場合容易に脱炭部よυ剥離し長寿命が
得られていない。またアルミナ−炭化ケイ素−カーボン
質は、Ｎａ２Ｏ・Ｋ２０蒸気の発生する可能性のある場
合には、骨材のアルミナがＮａ２Ｏ・Ｋ２Ｏと反応して
β−アルミナを生成し、膨張崩壊する危険性がある。
本発明は、かかる耐火物の欠点を改良し、安定した操業
を行うことができる溶融金属処理容器の内張り利を提供
するものであシ、その特徴とするところは、３〜４０重
量％の炭素材料、３〜３０重量％の炭化物および窒化物
またはそのどちらか、３０〜９４重量％のβ−アルミナ
よυなる煉瓦を内張すするところにある。
を行うことができる溶融金属処理容器の内張り利を提供
するものであシ、その特徴とするところは、３〜４０重
量％の炭素材料、３〜３０重量％の炭化物および窒化物
またはそのどちらか、３０〜９４重量％のβ−アルミナ
よυなる煉瓦を内張すするところにある。
本発明の内張シ材は、たとえばソーダ灰ｈＣａＯ，・Ｆ
ｅＯ，ＣＡＦ２の添加によって合成したスラグを用いて
処理する容融金属処理容器に内張シして、高温では炭化
物・窒化物が酸化して、炭素の散失を防ぎ耐酸化性が良
好であり、アルカリ蒸気の存在下では、β−アルミナの
安定度が高くまた炭素により、スラグ・溶融金属に対し
て、侵食されることなく溶融金属処理容器に使用しても
侵食されることなく安定した高寿命を維持し、該処理容
器の稼働率全大幅に向上せしめるものである。
ｅＯ，ＣＡＦ２の添加によって合成したスラグを用いて
処理する容融金属処理容器に内張シして、高温では炭化
物・窒化物が酸化して、炭素の散失を防ぎ耐酸化性が良
好であり、アルカリ蒸気の存在下では、β−アルミナの
安定度が高くまた炭素により、スラグ・溶融金属に対し
て、侵食されることなく溶融金属処理容器に使用しても
侵食されることなく安定した高寿命を維持し、該処理容
器の稼働率全大幅に向上せしめるものである。
以−Ｆに本発明の内張シ耐人物の各構成条件の限β−ア
ルミナを使用するのは、β−アルミナはコランダム、Ａ
ｔ２０３−８１０２質と比較してＮａ２Ｏに２０で安定
化されておυ、Ｎａ２Ｏ＋ Ｋ２Ｏと反応して膨張、崩
壊したシ、低融点物を生成しないためである。
ルミナを使用するのは、β−アルミナはコランダム、Ａ
ｔ２０３−８１０２質と比較してＮａ２Ｏに２０で安定
化されておυ、Ｎａ２Ｏ＋ Ｋ２Ｏと反応して膨張、崩
壊したシ、低融点物を生成しないためである。
β−アルミナ吟を３０〜９４重量％に限定するのは、３
０重量％未満では他の成分が多くカシ、耐酸化性、耐食
性が劣り、９４重量％を超えると、ソーダ以外のスラグ
成分に対する耐食性、および耐スポール性に対して好ま
しくないからである。
０重量％未満では他の成分が多くカシ、耐酸化性、耐食
性が劣り、９４重量％を超えると、ソーダ以外のスラグ
成分に対する耐食性、および耐スポール性に対して好ま
しくないからである。
炭化物、窒化物は高温で酸素と結びついて、例えば、炭
化ケイ素、窒化ケイ素は酸化して５１０２を生成し、炭
化ホウ素、窒化ホウ素は酸化してＢ２Ｏ３を生成し、炭
化チタン、窒化チタンは酸化してＴｌＯ２を生成し、こ
れ轡がβ−アルミナ中のＮＪＬ２０・Ｋ２Ｏと反応して
粘稠な酸化物皮膜を煉瓦表面に形成して、煉瓦内部への
酸素の侵入を阻止し、煉瓦中の炭素の酸化を防止するの
である。炭化物および窒化物またはそのどちらかを３〜
３０重量％に限定するのは３重量％未満では第１図（保
定１５００℃Ｘ ２Ｈｒ）に示す如く酸化防止効果が得
られず３０重量％を超えると第２図（保定１５００℃ｘ
２Ｈｒｓスラグ： ＣａＯ： ４、ＦｅＯ： ４、Ｃａ
Ｆ’ｚ ： １、Ｎａ、、Ｃｏ３： １．８１０２：１
）に示す如く、スラグ、溶融金属（対する耐食性が低下
するので好ましくない。
化ケイ素、窒化ケイ素は酸化して５１０２を生成し、炭
化ホウ素、窒化ホウ素は酸化してＢ２Ｏ３を生成し、炭
化チタン、窒化チタンは酸化してＴｌＯ２を生成し、こ
れ轡がβ−アルミナ中のＮＪＬ２０・Ｋ２Ｏと反応して
粘稠な酸化物皮膜を煉瓦表面に形成して、煉瓦内部への
酸素の侵入を阻止し、煉瓦中の炭素の酸化を防止するの
である。炭化物および窒化物またはそのどちらかを３〜
３０重量％に限定するのは３重量％未満では第１図（保
定１５００℃Ｘ ２Ｈｒ）に示す如く酸化防止効果が得
られず３０重量％を超えると第２図（保定１５００℃ｘ
２Ｈｒｓスラグ： ＣａＯ： ４、ＦｅＯ： ４、Ｃａ
Ｆ’ｚ ： １、Ｎａ、、Ｃｏ３： １．８１０２：１
）に示す如く、スラグ、溶融金属（対する耐食性が低下
するので好ましくない。
炭素材料を添加するのはβ−アルミナはソーダ灰以外の
スラグ成分であるＣａＯ、ＣａＦ２ ｒ ＦｓＯと反応
しやすく侵食されやすいので、スラグに藺れ難い炭素拐
料を添加することによって、該スラグに対して容積が安
定で且つ侵食され難い材質となる。
スラグ成分であるＣａＯ、ＣａＦ２ ｒ ＦｓＯと反応
しやすく侵食されやすいので、スラグに藺れ難い炭素拐
料を添加することによって、該スラグに対して容積が安
定で且つ侵食され難い材質となる。
また炭素材料の添加によシ耐スポール性の向上が図れる
。炭素量は３〜４０重量％、好ましくは５〜３０重量％
である。この範囲に限定する理由は３重量外未満ではス
ラグに濡れ易くなシ、第２図に示す如く溶損が犬となυ
且つ、耐スポーリング性が低下するためである。３０重
量％を超えると強度が低下しまた第１図に示す如く耐酸
化性が低下する。
。炭素量は３〜４０重量％、好ましくは５〜３０重量％
である。この範囲に限定する理由は３重量外未満ではス
ラグに濡れ易くなシ、第２図に示す如く溶損が犬となυ
且つ、耐スポーリング性が低下するためである。３０重
量％を超えると強度が低下しまた第１図に示す如く耐酸
化性が低下する。
以上の様に、β−アルミナ−炭化物・窒化物−炭素質耐
火物を内張シした、溶融金属処理容器では、ソーダ灰を
含む合成スラグに対し、耐食性に優れＮａ２Ｏの蒸気に
対して容積が安定で、耐酸化性、耐スポーリング性に優
れ高寿命を得ることができるのである。
火物を内張シした、溶融金属処理容器では、ソーダ灰を
含む合成スラグに対し、耐食性に優れＮａ２Ｏの蒸気に
対して容積が安定で、耐酸化性、耐スポーリング性に優
れ高寿命を得ることができるのである。
本発明においてβ−アルミナ原料のうち目的によっては
他の酸化物複酸化物も併用してもよい。
他の酸化物複酸化物も併用してもよい。
すなわち高耐食性を要求される部位ではマグネシア、ジ
ルコニアを併用し、ソーダ蒸気がないか極めて発生量の
少い場合にはムライト・ジルコン・溶融シリカ・コラン
ダムを併用することが可能である。
ルコニアを併用し、ソーダ蒸気がないか極めて発生量の
少い場合にはムライト・ジルコン・溶融シリカ・コラン
ダムを併用することが可能である。
また本発明における耐火物に、必要に応じて、金属シリ
コン、金属アルミニウムの両方か又はそのどちらかを含
有させることによυ配合中の炭素と結合して、炭化物を
生成して強度を発現せしめ特に高強度を必要とする部位
に適している。金属シリコン及び金属アルミニウムの添
加量は合量またはそれぞれ１〜１０重量％が好ましく、
１重量−未満では強度が発現せず、１０重量％を超える
と耐食性が低下するので好捷しくない。
コン、金属アルミニウムの両方か又はそのどちらかを含
有させることによυ配合中の炭素と結合して、炭化物を
生成して強度を発現せしめ特に高強度を必要とする部位
に適している。金属シリコン及び金属アルミニウムの添
加量は合量またはそれぞれ１〜１０重量％が好ましく、
１重量−未満では強度が発現せず、１０重量％を超える
と耐食性が低下するので好捷しくない。
次（′？二本発明（Ｃ使用する耐火物の製造方法につい
て説明する。上記配合に粘結剤としてピッチ・タールま
たｉｔフェノール樹脂を添加し、混練成形したのち加熱
乾燥する。
て説明する。上記配合に粘結剤としてピッチ・タールま
たｉｔフェノール樹脂を添加し、混練成形したのち加熱
乾燥する。
本発明で使用する耐火物は、使用中の焼成効果を期待し
て不焼成でもよく、またβ−アルミナの安定性を阻害し
ない程度の温度で焼成してもよい。
て不焼成でもよく、またβ−アルミナの安定性を阻害し
ない程度の温度で焼成してもよい。
また、炭素・窒素雰囲気で焼成して、配合中の金属シリ
コンと反応させて、炭化珪素、窒化ケイ素結合としても
よい。
コンと反応させて、炭化珪素、窒化ケイ素結合としても
よい。
炭素利料は天然黒鉛、電極屑、コークス、カーボンブラ
ックが使用され、炭化物・窒化物は、純度が８０％以上
のものがよ＜９０％以上のものが好ましい。
ックが使用され、炭化物・窒化物は、純度が８０％以上
のものがよ＜９０％以上のものが好ましい。
β−アルミナはＮａ２Ｏとに２０でそれぞれ安定化され
たものがあるが、ＮＩＬ２０蒸気の存在する雰囲気では
Ｎ ａ ２０で安定化されたものを使用することが好ま
しい。
たものがあるが、ＮＩＬ２０蒸気の存在する雰囲気では
Ｎ ａ ２０で安定化されたものを使用することが好ま
しい。
本発明で使用する馴大物は従来の耐火物と比較して次の
特徴を有する。
特徴を有する。
■ Ｎａ ｚ Ｏ・Ｋ２Ｏのアルカリ蒸気の存在する雰
囲気においてＡｔ２０３質、Ａｚ２ｏ３− ｓｉｃ −
ｃ質のようにＮ！Ｌ２０（Ｋ２Ｏ） ＋１１ Ａｔ２０
３ →Ｎａ２ｏ（Ｋ２Ｏ） ｅ １１ Ａｔ２０３の反
応に伴う膨張崩壊の危険性がない。
囲気においてＡｔ２０３質、Ａｚ２ｏ３− ｓｉｃ −
ｃ質のようにＮ！Ｌ２０（Ｋ２Ｏ） ＋１１ Ａｔ２０
３ →Ｎａ２ｏ（Ｋ２Ｏ） ｅ １１ Ａｔ２０３の反
応に伴う膨張崩壊の危険性がない。
■ マグネシアーカーデン質、アルミナ−カーボン質に
比較して耐酸化性に優れる。すなわち、炭化物・窒化物
は酸化して、β−アルミナ中のＮａ２Ｏ’ Ｋ２Ｏと反
応し、酸化物皮膜を耐火物表面に形成し、炭素の酸化を
抑制する。また炭化物・窒化物は、酸化しなけれはいず
れも耐火性の高い鉱物であるためガラス粉を酸化防止剤
として添加したカーボン質耐火物よシも高温における強
度、耐食性に優れる。
比較して耐酸化性に優れる。すなわち、炭化物・窒化物
は酸化して、β−アルミナ中のＮａ２Ｏ’ Ｋ２Ｏと反
応し、酸化物皮膜を耐火物表面に形成し、炭素の酸化を
抑制する。また炭化物・窒化物は、酸化しなけれはいず
れも耐火性の高い鉱物であるためガラス粉を酸化防止剤
として添加したカーボン質耐火物よシも高温における強
度、耐食性に優れる。
以上の特性によシ、この耐火物を内張シした本発明の溶
融金属処理容器では長寿命を得ることができるのである
。
融金属処理容器では長寿命を得ることができるのである
。
次に本発明の実施例を第−表、第二光にて説明する。
第−表
実施例
第−表、第二表に示す配合割合を混合、混練したのち成
形し、２５０℃で８時間加熱乾燥を行った。
形し、２５０℃で８時間加熱乾燥を行った。
なお比較例も同様の方法で行った。これらの試料につい
ての特性値について測定した結果は第−表。
ての特性値について測定した結果は第−表。
第二表に示す通りである。なお、耐酸化性、耐スラグ性
、耐スｙＩｑ ＩＪング性は次の方法で同時に測定し
た。
、耐スｙＩｑ ＩＪング性は次の方法で同時に測定し
た。
棒状の試験体を内面が多角柱になるように張シ合わせ、
中にＣａ（ＬＦｅＯ，ＣａＦ２＋ Ｎａ２ＣＯ３＋ ８
１０２がそれぞれ重量比で４：４：１：ｌ：４になる合
成スラグを−たん別容器で１５００℃で溶融させたのち
入れ、１５００℃で１時間加熱した。その後スラグを排
滓し、内面に空気を吹きつけることを１５分間行い強制
的に冷却及び酸化させた。この操作を５回くり返した後
、切断して溶損寸法及び脱炭層の厚さを測定し、亀裂の
状況を観察した。
中にＣａ（ＬＦｅＯ，ＣａＦ２＋ Ｎａ２ＣＯ３＋ ８
１０２がそれぞれ重量比で４：４：１：ｌ：４になる合
成スラグを−たん別容器で１５００℃で溶融させたのち
入れ、１５００℃で１時間加熱した。その後スラグを排
滓し、内面に空気を吹きつけることを１５分間行い強制
的に冷却及び酸化させた。この操作を５回くり返した後
、切断して溶損寸法及び脱炭層の厚さを測定し、亀裂の
状況を観察した。
本発明における実施例１〜８はいずれも比較例Ｊニジも
耐食性・耐スポール性・耐酸化性に良好な結果を示した
。
耐食性・耐スポール性・耐酸化性に良好な結果を示した
。
本発明の内張耐火物の配設形態としては、合成スラグを
底置する場合、又は湯市内でインジェクションする場合
には溶融金属処理容器に全張りしてもよく、又湯面上に
投入添加′１石場合は少（ともヌラグライン部に内張り
１７ればよい。
底置する場合、又は湯市内でインジェクションする場合
には溶融金属処理容器に全張りしてもよく、又湯面上に
投入添加′１石場合は少（ともヌラグライン部に内張り
１７ればよい。
以上の説明で明らかなように本発明の溶融金属処理容器
用内張り耐火物は、β−アルミナ８０重緻％、黒船１０
重量％、炭化ケイ素１０重量％の実施例１としたことに
より、Ｎａ２ＣＯ３＋ ＦｅＯ＋ ＣａＯ＋ＣａＦ２の
合成スラグを用いて容器に内張すしたところ容器の寿命
延長を用層にし、稼働率を向上させ産業に寄与すること
多大であった。
用内張り耐火物は、β−アルミナ８０重緻％、黒船１０
重量％、炭化ケイ素１０重量％の実施例１としたことに
より、Ｎａ２ＣＯ３＋ ＦｅＯ＋ ＣａＯ＋ＣａＦ２の
合成スラグを用いて容器に内張すしたところ容器の寿命
延長を用層にし、稼働率を向上させ産業に寄与すること
多大であった。
第１図は、耐酸化性との関係を示す特性図、第２図は、
本発明の溶融金属処理容器の内張耐火物における炭化ケ
イ素、黒鉛社と耐食性の関係を示す図表である。
本発明の溶融金属処理容器の内張耐火物における炭化ケ
イ素、黒鉛社と耐食性の関係を示す図表である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 β−アルミナ：３０〜９４重量％、炭素材料：３
〜４０重量％、炭化物および又は窒化物：３〜３０重量
％からなることを特徴とする溶融金属処理容器の内張シ
拐。 ２、 β−アルミナの他に、マグネシア、ジルコニア、
マグネシアアルミナスピネル、アルミナ、Ｌライト、ジ
ルコン、溶融シリカの酸化物、複酸化物のうち少くとも
１種又は２種以上：３０〜９４重量％、炭素材料：３〜
４０重量％、炭化物および又は窒化物：３〜３０重量％
を配合したことを特徴とする溶融金属処理容器の内張υ
材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57127290A JPS5918174A (ja) | 1982-07-21 | 1982-07-21 | 溶融金属処理容器の内張り材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57127290A JPS5918174A (ja) | 1982-07-21 | 1982-07-21 | 溶融金属処理容器の内張り材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5918174A true JPS5918174A (ja) | 1984-01-30 |
Family
ID=14956303
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57127290A Pending JPS5918174A (ja) | 1982-07-21 | 1982-07-21 | 溶融金属処理容器の内張り材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5918174A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63153399U (ja) * | 1987-03-30 | 1988-10-07 | ||
| JPH03138073A (ja) * | 1988-08-02 | 1991-06-12 | Dresser Ind Inc | 取鍋内のスラグこびりつき防止方法及びそのための取鍋 |
-
1982
- 1982-07-21 JP JP57127290A patent/JPS5918174A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63153399U (ja) * | 1987-03-30 | 1988-10-07 | ||
| JPH03138073A (ja) * | 1988-08-02 | 1991-06-12 | Dresser Ind Inc | 取鍋内のスラグこびりつき防止方法及びそのための取鍋 |
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