JPS6158433B2 - - Google Patents
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- JPS6158433B2 JPS6158433B2 JP53136279A JP13627978A JPS6158433B2 JP S6158433 B2 JPS6158433 B2 JP S6158433B2 JP 53136279 A JP53136279 A JP 53136279A JP 13627978 A JP13627978 A JP 13627978A JP S6158433 B2 JPS6158433 B2 JP S6158433B2
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Description
本発明は、組成中に黒鉛、熱硬化性合成樹脂お
よび低融点金属粉末を添加して製造した耐スポー
ル性、耐食性に優れた溶銑、溶鋼処理容器用耐火
物に係るものである。 従来から耐火れんがとしては1300〜1800℃で焼
成されたものが使用されているが、一部に省エネ
ルギー化および低コスト化の観点から、無機質お
よび有機質の結合剤を使用した不焼成れんがが、
ごく一部の限られた部分に使用されている。しか
しながら、これらの結合剤は、次に示すようない
くつかの問題点を有している。 無機質結合剤を使用した場合は、鋼の品質に有
害な不純物の発生源となる可能性が高く、しかも
結合剤により耐火度が低下し、溶融金属およびス
ラグによつて溶損され易い傾向にある。また有機
質結合剤を使用した場合は、使用時の高温下にお
いて耐火物のボンドを形成する有機質結合剤が酸
化分解し、著しい強度劣化をひきおこすため、稼
動面側では溶融金属による摩耗損傷が、背面側で
は酸化による脆弱化が著しくなる。 したがつて、従来からの不焼成れんがは、限ら
れた鋼種および操業条件で、かつ比較的に使用条
件の甘い箇所に限定されているのが現状である。 本発明は、有機質結合剤により耐火物のボンド
が形成される場合の使用時における強度上の改善
を達成したものである。 なお、こゝで述べる有機質結合剤とは、熱硬化
性を有する全てのものを指すが、一般的には低価
格と高炭化収率の理由により、フエノール系の樹
脂が汎用されている。 有機質の結合剤は、酸化雰囲気において普通
300℃付近から酸化分解が開始し、500〜700℃で
それが消失するため、耐火物のボンドが有機質結
合剤に全面的に依存する従来の不焼成れんがで
は、700℃付近で著しい強度劣化を呈する。これ
の改善として、200〜700℃の範囲内に融点を有
し、かつ1000℃以上の温度領域においても単体も
しくは化合物として存在する物質を添加して、そ
れの軟化もしくは溶融により生じる粒の保持機能
を利用することによつて、強度の補強を達成しよ
うとする手法が本発明の特徴である。 上記の条件を満たす添加物質としては、低融点
の金属が有効であり、1000℃以下に融点を有する
金属はいくつか挙げられるが、製造上、使用上の
安全性およびその金属が酸化された場合でも、そ
の金属酸化物が高耐火性を有する点において、
660℃の融点をもつアルミニウムが最適である。
一般に市販されているアルミニウム粉末には、フ
レーク粉とアトマイズ粉があり、前者は鱗片状、
後者は球状を呈する。金属粉の添加目的が、耐火
組成物のマトリツクス中で添加した金属が軟化も
しくは溶融し、骨材に接触することによる粒の保
持機能を発生させることにある点で、組織中に不
連続に点在するアトマイズ粉よりも、マトリツク
ス中にほゞ連続的にネツトワークするフレーク粉
の添加の方が有効と言える。また添加した金属が
組織の中に均一に分散していることが肝要であ
り、その点において添加金属は微粉であるほど有
利である。 本発明に係る耐火物を製造する方法について説
明すると、所定量の骨材となる耐火原料、金属粉
および熱硬化性のバインダーをミキサーにて混練
する。このとき添加する金属粉の均一な分散を目
的として骨材の微粉と金属粉とを予め混合してお
くことが望ましい。混練後の配合物をプレス成形
もしくは複雑な形状の場合には鋳込み法等々にて
成形し、100℃以上の加熱硬化処理によつて、本
発明耐火物は得られる。 骨材としての耐火原料の材質と粒度構成は、そ
の使用目的および使用条件によつて任意に選定さ
れる。 金属粉の添加量としては１〜30％が適当で、１
％未満であるとその効果は認められず、30％を超
えると金属粉の軟化もしくは溶融によつて、溶融
金属流による摩耗もしくは流出損傷が助長され
る。添加する金属粉としては、前述した理由によ
りアルミニウムのフレーク粉が良好であり、これ
を添加する場合は、５〜10％の添加量が最適であ
る。また熱硬化性合成樹脂の添加量としては、骨
材の嵩比重にある程度依存するが、２〜15％が適
当である。その添加量が２％未満であると、れん
がとしての成形が不能となり、15％を超えると成
形困難となるばかりでなく、揮発成分が増加する
ことにより、使用中の耐火物組織がラフになり、
かつ耐酸化性にも劣り脆弱化の傾向も大きくな
る。 熱間強度に与える金属粉添加の効果を図面に示
す。 サンプルの作製にあたつては、合成ムライト40
％、焼結アルミナ60％の骨材に対して、結合剤と
してフエノール樹脂５〜７％を外掛けで添加し、
アルミニウム・フレーク粉をそれぞれ外掛けで、
無添加、５％添加、10％添加とした。成形はプレ
ス成形とし、200℃にて24時間加熱硬化処理をし
た。 図面に示すように、アルミニウム無添加のもの
は高温になるに伴ない強度は劣化するが、アルミ
ニウムを添加したものはアルミニウムの融点付近
から強度が向上する。これは換言すれば、熱間に
おける耐摩耗性が向上することを意味している。
また添加金属の融点以上の温度領域においては、
軟化もしくは溶融した添加金属がれんが内の気孔
を閉塞するため、酸化の促進を防止する効果も出
てくる。有機質結合剤を使用した従来の不焼成れ
んがでは、熱間強度の劣化とゝもに、結合剤の酸
化分解に起因する稼動面の背面側における脆弱化
が難点となつていたが、本発明耐火物は、これも
改善する。しかも本発明耐火物のボンド形態は、
焼成耐火物のそれと異なり、添加金属の融点以上
の温度領域では、添加金属が骨材粒間において部
分的に液相が存在するため、加勢によりレンガ組
織内に生じた応力を、この液相部分で吸収するこ
とにより、非常に優れた耐スポーリング性を有す
る耐火物を可能としている。 以上のように本発明耐火物は、有機質結合剤を
使用した従来の不焼成れんがの大巾な特性改善を
達成し、かつ鋼の品質への悪影響が全くないもの
を可能としている。また焼成工程の省略により、
省エネルギー化、省力化を達成し、かつ使用済み
れんがをリサイクル使用できるため、省資源をも
可能とする。 上記の説明においては、アルミニウムの場合を
主体にしたが、その他にもアルミニウムと他の低
融点金属との１種および２種以上の組合せによる
添加において、結合剤の目的を達成することがで
きる。その他の低融点金属として、Sn、Zn、等
が使用可能である。 実施例 １ 100t電気炉の天井れんがとして、表に示すよう
に、マグネシアおよび鱗状黒鉛を骨材とするアル
ミニウム・フレーク粉８％添加品を試用した。有
機質結合剤を使用し、同一の骨材による不焼成れ
んがが使用されたが、背面側の脱炭による脆弱化
の問題が残されていた。 本発明耐火物は、背面側に５mm程度の脱炭層が
見られたが、脆弱層は全くなく良好であつた。 実施例 ２ 混銑車の内張用耐火物として、表に示すよう
に、焼結アルミナ、合成ムライト、および鱗状黒
鉛を骨材とするアルミニウム・フレーク粉７％添
加品を試用した。 本発明耐火物は、スラグ・ラインおよび溶銑の
流動による損耗を受け易い溶銑部においても、焼
成耐火物と同等もしくはそれ以上の耐食性を示し
た。
よび低融点金属粉末を添加して製造した耐スポー
ル性、耐食性に優れた溶銑、溶鋼処理容器用耐火
物に係るものである。 従来から耐火れんがとしては1300〜1800℃で焼
成されたものが使用されているが、一部に省エネ
ルギー化および低コスト化の観点から、無機質お
よび有機質の結合剤を使用した不焼成れんがが、
ごく一部の限られた部分に使用されている。しか
しながら、これらの結合剤は、次に示すようない
くつかの問題点を有している。 無機質結合剤を使用した場合は、鋼の品質に有
害な不純物の発生源となる可能性が高く、しかも
結合剤により耐火度が低下し、溶融金属およびス
ラグによつて溶損され易い傾向にある。また有機
質結合剤を使用した場合は、使用時の高温下にお
いて耐火物のボンドを形成する有機質結合剤が酸
化分解し、著しい強度劣化をひきおこすため、稼
動面側では溶融金属による摩耗損傷が、背面側で
は酸化による脆弱化が著しくなる。 したがつて、従来からの不焼成れんがは、限ら
れた鋼種および操業条件で、かつ比較的に使用条
件の甘い箇所に限定されているのが現状である。 本発明は、有機質結合剤により耐火物のボンド
が形成される場合の使用時における強度上の改善
を達成したものである。 なお、こゝで述べる有機質結合剤とは、熱硬化
性を有する全てのものを指すが、一般的には低価
格と高炭化収率の理由により、フエノール系の樹
脂が汎用されている。 有機質の結合剤は、酸化雰囲気において普通
300℃付近から酸化分解が開始し、500〜700℃で
それが消失するため、耐火物のボンドが有機質結
合剤に全面的に依存する従来の不焼成れんがで
は、700℃付近で著しい強度劣化を呈する。これ
の改善として、200〜700℃の範囲内に融点を有
し、かつ1000℃以上の温度領域においても単体も
しくは化合物として存在する物質を添加して、そ
れの軟化もしくは溶融により生じる粒の保持機能
を利用することによつて、強度の補強を達成しよ
うとする手法が本発明の特徴である。 上記の条件を満たす添加物質としては、低融点
の金属が有効であり、1000℃以下に融点を有する
金属はいくつか挙げられるが、製造上、使用上の
安全性およびその金属が酸化された場合でも、そ
の金属酸化物が高耐火性を有する点において、
660℃の融点をもつアルミニウムが最適である。
一般に市販されているアルミニウム粉末には、フ
レーク粉とアトマイズ粉があり、前者は鱗片状、
後者は球状を呈する。金属粉の添加目的が、耐火
組成物のマトリツクス中で添加した金属が軟化も
しくは溶融し、骨材に接触することによる粒の保
持機能を発生させることにある点で、組織中に不
連続に点在するアトマイズ粉よりも、マトリツク
ス中にほゞ連続的にネツトワークするフレーク粉
の添加の方が有効と言える。また添加した金属が
組織の中に均一に分散していることが肝要であ
り、その点において添加金属は微粉であるほど有
利である。 本発明に係る耐火物を製造する方法について説
明すると、所定量の骨材となる耐火原料、金属粉
および熱硬化性のバインダーをミキサーにて混練
する。このとき添加する金属粉の均一な分散を目
的として骨材の微粉と金属粉とを予め混合してお
くことが望ましい。混練後の配合物をプレス成形
もしくは複雑な形状の場合には鋳込み法等々にて
成形し、100℃以上の加熱硬化処理によつて、本
発明耐火物は得られる。 骨材としての耐火原料の材質と粒度構成は、そ
の使用目的および使用条件によつて任意に選定さ
れる。 金属粉の添加量としては１〜30％が適当で、１
％未満であるとその効果は認められず、30％を超
えると金属粉の軟化もしくは溶融によつて、溶融
金属流による摩耗もしくは流出損傷が助長され
る。添加する金属粉としては、前述した理由によ
りアルミニウムのフレーク粉が良好であり、これ
を添加する場合は、５〜10％の添加量が最適であ
る。また熱硬化性合成樹脂の添加量としては、骨
材の嵩比重にある程度依存するが、２〜15％が適
当である。その添加量が２％未満であると、れん
がとしての成形が不能となり、15％を超えると成
形困難となるばかりでなく、揮発成分が増加する
ことにより、使用中の耐火物組織がラフになり、
かつ耐酸化性にも劣り脆弱化の傾向も大きくな
る。 熱間強度に与える金属粉添加の効果を図面に示
す。 サンプルの作製にあたつては、合成ムライト40
％、焼結アルミナ60％の骨材に対して、結合剤と
してフエノール樹脂５〜７％を外掛けで添加し、
アルミニウム・フレーク粉をそれぞれ外掛けで、
無添加、５％添加、10％添加とした。成形はプレ
ス成形とし、200℃にて24時間加熱硬化処理をし
た。 図面に示すように、アルミニウム無添加のもの
は高温になるに伴ない強度は劣化するが、アルミ
ニウムを添加したものはアルミニウムの融点付近
から強度が向上する。これは換言すれば、熱間に
おける耐摩耗性が向上することを意味している。
また添加金属の融点以上の温度領域においては、
軟化もしくは溶融した添加金属がれんが内の気孔
を閉塞するため、酸化の促進を防止する効果も出
てくる。有機質結合剤を使用した従来の不焼成れ
んがでは、熱間強度の劣化とゝもに、結合剤の酸
化分解に起因する稼動面の背面側における脆弱化
が難点となつていたが、本発明耐火物は、これも
改善する。しかも本発明耐火物のボンド形態は、
焼成耐火物のそれと異なり、添加金属の融点以上
の温度領域では、添加金属が骨材粒間において部
分的に液相が存在するため、加勢によりレンガ組
織内に生じた応力を、この液相部分で吸収するこ
とにより、非常に優れた耐スポーリング性を有す
る耐火物を可能としている。 以上のように本発明耐火物は、有機質結合剤を
使用した従来の不焼成れんがの大巾な特性改善を
達成し、かつ鋼の品質への悪影響が全くないもの
を可能としている。また焼成工程の省略により、
省エネルギー化、省力化を達成し、かつ使用済み
れんがをリサイクル使用できるため、省資源をも
可能とする。 上記の説明においては、アルミニウムの場合を
主体にしたが、その他にもアルミニウムと他の低
融点金属との１種および２種以上の組合せによる
添加において、結合剤の目的を達成することがで
きる。その他の低融点金属として、Sn、Zn、等
が使用可能である。 実施例 １ 100t電気炉の天井れんがとして、表に示すよう
に、マグネシアおよび鱗状黒鉛を骨材とするアル
ミニウム・フレーク粉８％添加品を試用した。有
機質結合剤を使用し、同一の骨材による不焼成れ
んがが使用されたが、背面側の脱炭による脆弱化
の問題が残されていた。 本発明耐火物は、背面側に５mm程度の脱炭層が
見られたが、脆弱層は全くなく良好であつた。 実施例 ２ 混銑車の内張用耐火物として、表に示すよう
に、焼結アルミナ、合成ムライト、および鱗状黒
鉛を骨材とするアルミニウム・フレーク粉７％添
加品を試用した。 本発明耐火物は、スラグ・ラインおよび溶銑の
流動による損耗を受け易い溶銑部においても、焼
成耐火物と同等もしくはそれ以上の耐食性を示し
た。
【表】
本発明において、熱間強度に与えるアルミニウ
ム・フレーク粉の添加効果を示す図表である。
ム・フレーク粉の添加効果を示す図表である。
Claims (1)
- １ 黒鉛配合の耐火材料55〜97重量％、0.5mm以
下の粒度をもつ融点1000℃以下の低融点単体金属
粉１〜30重量％および熱硬化性合成樹脂２〜15重
量％により構成され、混練、成形後、加熱処理し
て成る溶銑、溶鋼処理容器用耐火物。
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
| JP13627978A JPS5565348A (en) | 1978-11-07 | 1978-11-07 | Refractory |
| US06/089,032 US4280844A (en) | 1978-11-07 | 1979-10-29 | Refractory brick for molding molten steel |
| DE19792943926 DE2943926A1 (de) | 1978-11-07 | 1979-10-31 | Feuerfestes, gegen korrosion und temperaturwechsel bestaendiges material |
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|---|---|---|---|
| JP13627978A JPS5565348A (en) | 1978-11-07 | 1978-11-07 | Refractory |
Publications (2)
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| JPS5565348A JPS5565348A (en) | 1980-05-16 |
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-
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