JPS6035310B2

JPS6035310B2 - マグネシアカ−ボンれんが

Info

Publication number: JPS6035310B2
Application number: JP56067626A
Authority: JP
Inventors: 成雄吉野; 英昭西尾; 昌平原
Original assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Current assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Priority date: 1981-05-07
Filing date: 1981-05-07
Publication date: 1985-08-14
Also published as: JPS57183360A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はマグネシア・カーボンれんがに関し、特に１７
００００以上の条件でマグネシア・カーボンれんがが使
用される場合に生ずるマグネシアの還元揮発による耐用
性の劣化を抑制することを目的としたものである。

マグネシア・カーボンれんがは電気炉、転炉をはじめ取
金馬、特殊製錬炉等の内張として広く使用され、スラグ
が浸透し難く構造的スポーリングを生じないこと、ある
いは熱的スポーリングに優れること等の優れた特性によ
り従来のマグクロれんがやドロマィト系れんがに比して
優れた耐用性が得られている。

ただしその使用条件は主成分であるカーボンの酸化が小
さいという雰囲気に限られることは当然である。このよ
うな条件で使用された場合でもマグネシア・カーボンれ
んがの損傷はカーボンの酸化により律速される。従って
マグネシア・カーボンれんがに関する従来の技術はカー
ボンの酸化を抑制するため例えばれんがを繊密に製造す
るためのバインダーを含めた製造法に関するもの、ある
いは酸化防止材に関するものに殆んと、限定されてきた
。しかし本発明者等は平均約１７００００以上の出鋼温
度の転炉あるし、は転炉の部位でも実質的に最も温度の
高い湯溜り部分にマグネシア・カーボンれんがを使用し
た際に耐用性が低いことからマグネシァ・カーボンれん
がの損傷原因を詳細に検討しカーボンの酸化原因を調査
した結果、特に約１７００り０以上の高温ではマグネシ
アがカーボンを酸化する、すなわちカーボンがマグネシ
アの酸素により酸化されることが大きな原因であると共
にマグネシア・カーボンれんがの繊密化や酸化防止材の
添加は外部からの酸素の侵入によってカーボンが酸化さ
れることに対しては有効であるが、このような反応に対
しては効果がないことも知見した。マグネシアとカーボ
ンが高温で反応することは周知のことで次のような反応
式が考えられている：Ｍｇ○十Ｃ→Ｍｇ＋Ｃｏこのようなマグネシアとカーボンの反応に対して例えば
耐火物技術協会の「耐火物」（３２−斑６、１９８０）
にはマグネシアクンカ−は＆０３が少ないことが反応し
難く、また、Ｃａ○／Ｓう０２比の低いマグネシアクリ
ンカーは反応が促進されるとしている。

しかしこのＣａ○／Ｓｉ０２比、Ｍｇ○含有量について
の範囲は全く説明されておらず且つ最も重要なＣａ○の
存在形態についての記載はない。．また「耐火物」（２
７一２４２、１９７５）に空気中でのマグネシアへの酸
化カルシウムの固溶について少量の酸化カルシウムの添
加はマグネシアの揮発を抑制することが、記載されてい
る。しかしこの場合酸化雰囲気における高純度のＭｇ○
−Ｃａ○系のＣａ○の間溶とＭｇ○の単純な蒸発現象に
ついてのみの記載であり、還元雰囲気下でのＭｇ０の分
解については全く言及していない。さらにこのような反
応がピッチ合鯵マグネシアードロマィト系耐火物の内部
で生ずることも既に周知のことである。

例えばこれらの耐火物は使用時ピッ升こ由来するカーボ
ンがＭ蚊を還元し環元されたＭｇ蒸気が使用面で再酸化
しＭｇ０の繊密な層を形成する。そしてこの層はスラグ
に対する耐食性に優れているため結果的にれんがの耐用
性を向上せしめるとしてピッチの効果が記載されている
。しかしこの場合はカーボンとして２〜３％であり、し
かもれんがの気孔中に分散しているためカーボンが酸化
してもれんが組織に重大な欠陥を生じないのに対し、マ
グネシア・カーボンれんがは不焼成れんがであり、カー
ボンそのものがれんがの結合組織を構成しているため前
述のようにカーボンの酸化はマグネシア・カーボンれん
が損傷の主原因となる。本発明者らはこのようにマグネ
シア・カーボンれんがの耐用性においてマグネシアとカ
ーボンとの共存安定性および耐スラグ性ならびに耐熱性
がマグネシアクリンカ−の選定に主要であることに着目
し、この観点から種々検討した結果として満足すべきカ
ーボンとの共存性など優れた性質を有するマグネシアク
リンカーとしてＣａ○またはＺｒ０２を含有したマグネ
シアの使用が望ましいことを見し、出し、これを基礎と
して本発明を完成したものである。

その要旨とするところはＣａ○／Ｓｉ０２比が２〜１０
であるＣａ０１．５重量％〜４重量％団総したマグネシ
ァ、または／およびＺｒ０２／Ｓｉ０２比が２〜１０で
あるＺの２１．５重量％〜４重量％固溶したたマグネシ
アとカーボンを含有することを特徴とするマグネシア・
カーボンれんがを提供するものである。

まずマグネシアとしてカーボンとの共存安定性など本発
明の目的にあったマグネシアとしてはＭｇ○が９３重量
％以上でＣａ○含有量が２重量％以上、更にＣａ０はべ
りクレース粒間で珪酸塩を構成したり遊離Ｃａ○状態の
みでカーボンとの共存安定性すなわち還元蒸発抑制効果
は少なく少なくとも１．５重量％以上べリクレースに固
綾しているものが好ましい。

またＺの２含有の場合もＭｇ０が９３重量％以上でＺｒ
０２／Ｓｉ０２比が２．０以上、Ｚの２が少なくとも１
．５重量％べリクレースに固港しているものが好ましい
。ここでマグネシアの組成を上記に制限する理由につい
て説明すると、まずｏＭｇ０が９３重量％禾満になる
とマグネシアの特性である耐スラグ性が低下する。

ｏＣａ○／Ｓｉ０２が２未満になるとべリクレース粒
間に生成する珪酸塩がモンチセラィトやメルウィナイト
等の低融物であり、熱間強度も低く耐スラグ性が劣る。

また本ａ０・Ｓｉ０２や３Ｃａ○・Ｓｉ０２に比較して
還元雰囲気における安定性が悪い。Ｃａ○／Ｓｉ０２が
】０を越えると遊離Ｃａ○が一部存在し水和等取扱上困
難な問題が発生するので好ましくない。Ｚｒ０２はＣａ
○と同効物であり、Ｚｒ０２／Ｓｉ０２比についてもＣ
ａ○／Ｓｉ０２と同じ制限が適用される。ｏＣａ○ま
たはＺｒ０２はＭｇ○への岡溶限界が約４重量％である
が還元蒸発抑制効果は３．５重量％以上では余り差がな
く、従って最も好ましい園溶量は２．０〜３．５重量％
である。

なお固溶量が１．５重量％未満になると還元蒸発抑制効
果が少ない。本発明におけるマグネシとカーボンの共存
安定性すなわちマグネシァの還元蒸発の抑制機構は明ら
かに解明されていないがＣａ○がべリクレース内に固溶
していることによってべリクレースが還元下で抵抗を生
じると同時に未固熔のＣａ０はべりクレース粒間に珪酸
塩特にＸａ０・Ｓｉ０２，父ａ○・Ｓｊ０２またはこの
系のガラス生成による保護層の相乗効果によるものと推
測される。

本発明のマグネシア・力−ボンれんがのマグネシア部分
に全量Ｃａ○またはＺの２を１．５重量％以上固溶した
マグネシアを用いた場合に最も還元蒸発抑制効果が大き
いが通常のＣａ○またはＺｒ０２を１．５重量％未満固
港したマグネシァをもつて置き換えることができる。そ
の量はマグネシア部分の５の重量％以下では実用上効果
のある結果が得られる。当然Ｃａ○固港マグネシアとＺ
ｒ○２固溶マグネシアを粗合せても単独においても使用
することができる。本発明に使用するカーボンとしては
天然黒鉛、人造黒鉛、電極層、石油コークス、カーボン
ブラック等が使用され、その中でも天然鱗状黒鉛が特に
好ましい。

本発明れんがにおいてマグネシアとカーボンの割合はマ
グネシアの種類や用途などにもよるが、マグネシアが９
５〜６５重量％、カーボンは５〜３５重量％とするのが
良い。

これはカーボンが５重量％より少ないとカーボン含有れ
んがとしてのスラグにぬれにくいという特性が充分発揮
できず、また３５重量％より多いとれんが製造上十分な
充填密度を得るのが難しく、結果として耐用が低下する
ためである。また本発明においてこれらマグネシアとカ
ーボンはれんがの主成分であるが、れんが中少なくとも
９の重量％以上含有することが望ましく、少量の珪素、
アルミニウム、フェロシリコン、炭化珪素、リン酸塩、
珪酸塩等焼結剤あるいは酸化防止剤を配合することは差
支えない。

本発明はこれらマグネシアとカーボンを粒度調整したも
のにタールピッチ、樹脂など加熱によってカーボンを生
成するような結合剤を添加して泥糠する。

この混合物を常法にしたがって成形後熱・処理して不焼
成れんがとして使用するのである。使用において、メタ
ールケースが必要な場合は成形時にメタルと同時成形に
よって被覆される。また還元雰囲気にて焼成した焼成れ
んがとして使用もありうる。本発明を以下さらに実施例
にもとづいて説明する。

実施例粒度配合された第１表に示す種々のマグネシアと鱗状黒
鉛粉をバインダーとしてフェノール樹脂を加えて加熱混
練し成形圧１５００ｋ９／めで成形した後２００ＣＯで
２時間加熱処理して各試料を得た。

これらの試料を還元雰囲気で１８００００４時間焼成後
の重量減少率および見鶏気孔率を第２表に示す。発明品
Ｎｏ．１，Ｎｏ．２，Ｎｏ．３は比較品に対し重量減少
率および見掛気孔率も小で、還元蒸発の抑制をすること
ができた。

なお発明品Ｎｏ．２を平均出鋼温度１７１０００の転炉
トラニオン側に使用したところ、従来のマグネシアカー
ボンれんがが０．６〜０．７柵／チャージの損傷量であ
ったのに対し０．４〜０．５肌／チャージと著しい効果
がみられた。

第１表注１）Ｃａ○あるいはＺｒ０２の固溶量を示す（固溶量
はＸ線の格子定数変化から算出した）。

注２）１８００℃還元加熱後の重量減少はＭｇ○の還元
によるもので還白戸程度の指標とした。なお測定はカー
ボンブリーズ中にマグネシアを埋込み、加熱し、加熱後
のマグネシアの重量変化から算出した。第２表

Claims

【特許請求の範囲】

１ＣａＯ／ＳｉＯ＿２比が２〜１０であるＣａＯを１
．５重量％〜４重量％固溶したマグネシアまたは／およ
びＺｒＯ＿２／ＳｉＯ＿２比が２〜１０のＺｒＯ＿２を
１．５重量％〜４重量％固溶したたマグネシアとカーボ
ンを含有することを特徴とするマグネシア・カーボンれ
んが。