JPS5935062A - マグネシア・カ−ボンれんが - 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】 この発明はマグネシア・カーボンれんかに係す、詳しく
のべると、かさ比重８．４０以上、ＣａＯ／８ｉ０２が
重量比で２．８以上、ＭｇＯ含ｔ９５重量％以上で、か
つべり〃レス結晶の平均径が８０μ以」−よりなる焼成
マクネジアクリンカ−６５〜９５重量％と固定炭素９０
　ｕｆ量％目、上の鱗片状黒鉛３５〜５重量％とよりな
るＪ、ｉ４素結合マグネシア・カーボンれんかに関する
ものである。

近年、転炉における炉体の寿命は、適切なれんがの張り
合わせ、熱間吹伺技術の向上、ヌラグコントロールの実
施等により著しく延長している。

しかしながら、連続鋳造比率の増加、鋼種の高級化等に
より転炉の操業条件は苛酷化の方向に進み、このため炉
体寿命をさらに延畏させるには、より特性のすぐれた耐
火物が要求されている。

従来、転炉用炉材としては、高温焼成によるマグネシア
・ドロマイトれんがが使用されていたが、操業条件のＡ
Ｔ酷化に伴ない、このれんかに代ってマグネシア・カー
ポジれんがが使用されるようになった。そして該マグネ
シア・カーボンれんがは、マグネシア・ドロマイトれん
かに比較して耐熱的、構造的スポーリング、スラグ耐食
性、熱間強度等の緒特性にすぐれているため高耐用性が
得られるのである。

しかしながら、このマグネシア・カーホンれんが金伝炉
にｆｌｊ用すると１．大気中の酸素や吹錬中の酸素ある
いはスラグ中の鉄酸化物によるカーボンの酸化、ヌラク
によるマグネシア成分の溶流、マグネシアとカーボンの
反応（ＭｇＯ＋　０−　Ｋｇｉ十ＣＯ丁）による組織劣
化等の新たな問題を生じている。

上述の問題に対してアルミニウム等の低調金属？添加し
て酸ｆし全防Ｍする方法、特殊なバインダー伊１吏用す
る方法、蹴元性雰囲気千で焼成したりして炭素結合の強
化′ｌｃはかる方法などの対策が提案烙れているが、未
だ木質的な解決には至っていない。

本発明者的にし」二層問題点の解決をはかるべく種４検
討の結果、マグネシア・カーホンれんがの原ネ・ｌとし
−Ｃ使用きれるマクネジアクリンカ−と炭素相の化学組
成、物１７１、結晶学的特性に注目してこの発明を′塑
成するに至ったものである。

この発明のマグネシア・カーポンプしんかは、特定の組
成ケ有するマクネジアクリンカ−および炭素４」の組合
わせに特徴ｆ：自するものである。

即ち、この発明に用いられるマグネシアクリンカ−はか
さ比重３．４０１Ｊ、上、Ｃ！　ｌＬＱ／　＋４　ｒ　
０２が重ｊル比で２８以十、Ａ１．ｇｆＪ菖゛Ｍ９５重
足％以上で、力・つベリクレス結晶の平均径が８０μ以
上よりなる焼成マクネジアクリンカ−である。

従来の焼成マグネシアクリンカ−ではカーボンが酸化さ
れ、マグネシア粒が露出した場合のスラグ酎良性に問題
があり、高ｌ晶で１史用される場合のマグネシアとカー
ボンとの反応にも弱く、さらにクリンカーとカーボンボ
ンドとの親和性が不十分であり、使用中の熱間強度の劣
化が大きくなる−またマグネシアと（７てＮｔｍマ〃ネ
ジアクリンカ−を使用した場合は、上記の欠点は防止で
きるが、該↑イ１゛触マグネシアクリンカー自体の（イ
４造がスポーリングに弱いため、期待したほどの効果は
得られず、Ｉｖｌｉ（ＩｌｌＩ格の鄭１にｌｄｌ耐用１
生の向上も今一つである。

この発明において使用する焼成マクネジアクリンカ−は
そのかさ比重が３．４０以下ではれんが使用時の熱間強
度劣化が大きく、クリンカー中の（、！　ａ　Ｏ／Ｓ　
１０２の重潰比ｉ２．８１；ノ」−と−すると、マグネ
シアクリンカ−中に必然的に含まれている８　Ｉｏ　２
は高融点のグイカルシウムシリケート（２にａＵ・５ｉ
（Ｊ２）やトリカルンウムシリケ・−）＜３（ｈｔＵ・
Ｓ　＋　０２　）−となり、ベリクレス結晶はこれら化
合物ノにより結合さハ、不ラグに対する耐食ＩＩＪが向
コーする。

Ｃａ（Ｊ／８Ｉ０２の重量比が２．８以−トであると、
クリンカーのボンド部の８１０２はメルウ゛イナイト（
８ＵａＯ・ｂｉｇＯ・２１３１（Ｊ２）−やモンチセラ
イト（ＯａＯ・ＭｇＵ−８ｉ０２）となりやすく、これ
ら化合物は比較的低融点のだめマクネジアクリンカ−の
ボンド部が浴流し、クリンカーの強度が低下する。

寸たマクネジアクリンカ−中のＭ、ｇ（Ｊ含量が９５串
敏％以上であれは、必然的にクリンカー中の不純物であ
る”ｅ２０３．１３２”３　’Ｚどが減少し、スラグ酎
良性が向上する。

この不純物の値は、Ｓ　＋　０２は１車承％以下、Ｃａ
Ｕ、　Ｓ　１０．　ｆ除（１’　ｅ２０３　、　Ａ／２
０３−ｔの他の不純物の含量で１東祉％以下であること
が好ましい。

さらにこの−５ｄ明のマクネジアクリンカ−中のＭｇ（
Ｊはペリクレース結晶の状態で存在し、その結晶の平均
径は８０μ以上であることを必要とする。

通常の焼結マグネシアクリンカ−は結晶の大ききがせい
ぜい５０μどまりで１、結晶の大きさが大きいほどメラ
クに列する耐食性、耐摩耗性が向上すると共に、マグネ
シア・カーボン反応をも抑制することができる。

この目的のためにはペリクレー結晶径は少なくとも８０
μが必要である。この焼成マクネジアクリンカ−の使用
量は６５〜９５重量％であって、この量が６５重量％よ
り少ない場合は喘食特性が損なわれ、また９５重Ｍ９１
ｙより多くなるとヌラクの侵透により耐食性が低下し、
また熱伝導率が低下するためスポーリングが発生しやず
くなるので好′ましくない。

上記のような特性を有する焼成マグネシアクリンカ−ｆ
／ｆ：製造するＫは、高温、摂時間の焼成が必要である
。

例えば原料として天然マグネサイトを使用する場合には
、鉱石を粉砕し、各挿処理を行なって不純物を・除き、
シャフト・キルンなどを利用して焼成を行なう。

海水マグネシアを使］υする場合には、ＩＪｉｔ　ＩＦ
中にイボ灰石等の（！　ｎ　Ｏ成分を加え、（ｊａＯ／
８ｉ０□全調整した後焼成さり、る。高温焼成によって
組織がｍ、密化するとともにタリン力−の結晶成長が著
しく促進される。

この発明に用いられる焼成マグネシアタリンカ＋ｉ’に
＋　ＲｉＡ　＜”ｌ成性にベリクし／ス結晶中に−・部
固溶し、カルシウムシリケート類とともにベリクレヌ結
晶粒の焼結＋％ＩＩとして作用する。また、この過剰の
Ｇａ（Ｊ？、ｌ：ベリクレス結晶の成長促進作用を有す
るのである。Ｃのため焼成中にベリクレス結晶が成長す
ると同時に組織が緻密化し、れんがのスラグ耐食性に大
きく寄−１ｇする。

しかしながら、−高遊離の１を粒界に？ｒ仕する（−１
（Ｊ　ＩｒＪｌ、クリンカーの粉砕時に破断面に露出し
、れんが製造時に結合・刑と作用して坏土が経時変化し
、たり、消化現象がう６生する場合かある。

（−れｋ　ＩＩ）ｊぐに６７１１、この焼成マクネジア
クリンカ−の粒径（１，１２５朋１キＪ下の１敢粉の配
合ｈ（全５車量％以十に抑えろ必苛がある。この際、浄
粉部の配合のみｌ／（ｊｕ常の（ｊ　＋ｔ　（、）／’
８　＋　（、）、？比の小ネい焼成マグネシアクリンカ
ーを使用う”るとよい。

一方、この発明において焼成マグネジアクリン−と組み
合わせて使用される炭素材どじ−Ｃは、固定炭素９０重
周４％以上好ましくは９５市景％以上の鱗片状黒鉛が用
いられる。

即ち、」１記マクネジアクリンカ−と固定炭素量９０重
量％未満の天然黒鉛との組み合わせでは耐食性の面で期
待したほどの効果が得られなかった。

この原因について検討したところ、炭素４：４中の不純
物成分である８　１０２　、　ｌ　６２０３　、　Ａ１
２（Ｊ３などがマグネシアクリンカ−中のベリクレス粒
子を結合している粒界のダイ驚カルシウムシリケートや
トリカルシウムシリケートおよびＣａＵと反応し、低融
点化合物やガラヌ相を形成し、スラグに対する耐食性が
低下したり、ヌポーリングを起こすことが判明した。

そこで天然黒鉛中の固定炭素量に着目し、該固定炭素量
のＲなる天然黒鉛について実験および火炉試験を行なっ
た結果、固足炭素祉９０　ｉ（Ｅ　）ｔｔｔ％以上の鱗
片状黒鉛を用いることＫより、スラグ１１１１ｊ食性、
耐スポーリング性が飛躍的に向上した。しかも該鱗片状
黒鉛を用いると、他の炭素材を用いた場合より、高温に
おけるマグネシアとカーボンの反応も抑制できる。この
固定炭素量９０東葦％以上の鱗片状黒鉛の使用量は５〜
３５重量％であって、５電量％未満では炭素相の特性で
あるスラグ耐食性や耐スポーリング性の効果が得られず
、また８５重量％より多くなると、れんがの強度や耐酸
化性が低下するので好ましくない。

このような鱗片状黒鉛は、固定炭素量９０重量％以上の
ものをそのまま用いるか、天然産のものをそのままでは
固定炭素量が低い場合は薬品処理して純度を高めて用い
るのがよい。

この発明によるマグネシア・カーボンれんがの製造は粒
度調整した焼成マグネシアクリンカ−と鱗片状黒鉛に結
合剤を添加【７て混練（７、該混練物を常法によって成
形したのち、この成形物を熱処理することによって行な
う。

結合剤としては、加熱によって炭素結合を形成するもの
例えば熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、樹脂状ピッチ、タ
ールなどが用いられるが、レゾー／ｌ’型フェノール樹
脂、ノボラック型フェノール樹脂と硬化剤あるいはそれ
らの混合物またはこれらの樹脂と樹脂状ピッチとの組合
せが好ましい。

これら結合剤の添加量は焼成マグネシアクリンカ−と炭
素材の合計量に対して外掛けで０．５〜７．０重量形が
適当である。

前述の遊［ＯａＯ’ｉ含む焼結マグネシアクリンカ−を
倣粉部にも使用する場合には、坏土の経時変化や消化現
象を防ぐだめの特殊処理をした結合剤全使用することが
好ましい。

上記のようにして得られるマグネシア・カーボンれんか
にはアルミニウム金属粉ヲ０．５〜ＩＯ軍量％添加する
ことによって耐酸化性や耐摩耗性、熱間強度をさらに一
層向上させることができる。

このアルミニウム粉に加えてさらにシリコン金属粉を５
ｉＺＡｅの重量比で０．２〜１．０の範囲内で０．５〜
６重敏％を加えることにより、銅酸化性を一層増強し、
あわせてアルミニウムおよびその化合物の水利防止金は
かることができる。

かくしてこの発明のマグネシア・カーホンれんがは、特
殊な性能の焼成マクネジアクリンカ−と固定炭素量の高
い鱗片状黒鉛の組合わせにより、熱間強度、耐スポーリ
ング性、スラグ耐食性、耐摩耗性、ｆｆ１Ｉｔ酔化性な
どの緒特性を改善し、転炉用れんがとして最近のＮｒ酷
な使用条件に劇えうるものである。

以下実施例によりこの発明の詳細な説明する。

実施例１〜８ 第１表に下す配合物を常法に従って混練（７、この混練
物をフリクションプレスによって成形後、８００　′Ｃ
で２時間加熱処理を行って試料を得た。これらの試料の
物性価と各柚試験結果は第１表の通りであった。

比較例１〜５ バ１」常の焼成マクネジアクリンカーを使用した１、？
Ｊ外は！＊灯例１〜８と同様にして試料を作成し、実施
例１〜８と同様の試験を行った。結果は第１表に示した
。

なお、第１表の実施例および比較例に使用したｔ’Ｍ　
成マグネシアクリンカ−（Ａ）および（１３）の物性値
は第２表の通りである。壕だ第１表中の鱗片状黒鉛中の
固定炭素量は（Ｃ）９９重量％、（Ｄ）９５重量＋、（
Ｅ）９２屯量％、（Ｆ）８５ｆｆｌ−繊物である。

第２表 沖※１．　曲げ強さ低下率（影）は で測定した。

※２　溶損指数は で測定した。なお７・ラフ試駅・は１７５０°Ｃ１５時
間で１時間毎に転かス′ン〃をとりかえて行った。

第１表の結果から従来の焼成マクネジアクリンカ−をこ
の発明の焼成マクネジアクリンカ−に父えたのみでは耐
食性は向とするが、熱間弾度、岨ヌ＋ｌｉ　−＋）ンク
性は殆んど向上（７なかった。これに対してこの発明の
マクネジアクリンカ−に固定炭素１１（の多い鱗片状黒
鉛を組合わせて使用すると、耐食性、耐スポーリング性
、熱間ゆｌｉ　ＪＷなどすべてに向上し、この発明のす
ぐれていることが実に＋ｌさｒした。

３８９

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. かさ比１ｆｆｉ　ｉ３．４０以上、ＣａＯ／８ｉ０２が
   重量比で２８以上２、ＭｇＯ含量が９５重量％以上で、
   かつベリクレス結晶の平均径が８０７ｚ以上である焼成
   マクネジアクリンカ−６５〜９５市量％と固定炭素９０
   重爪形ＬＳＩ上の鱗片状黒鉛３５〜５重量％とよりなる
   ことを特徴とする炭素結合マグネシア・カーボンれんが
   。