JP2701901B2 - 炭素含有耐火物 - Google Patents
炭素含有耐火物Info
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- JP2701901B2 JP2701901B2 JP63321333A JP32133388A JP2701901B2 JP 2701901 B2 JP2701901 B2 JP 2701901B2 JP 63321333 A JP63321333 A JP 63321333A JP 32133388 A JP32133388 A JP 32133388A JP 2701901 B2 JP2701901 B2 JP 2701901B2
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- Japan
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- refractory
- carbon
- powder
- graphite
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は耐火物、特に耐酸化性に優れる炭素含有耐
火物に関する。
火物に関する。
黒鉛をはじめとする炭素材料は、耐火骨材として一般
に用いられているマグネシア、アルミナ等より熱伝導率
が高く、線膨張が低いため、上記の一般耐火骨材より耐
スポーリング性は優れている。
に用いられているマグネシア、アルミナ等より熱伝導率
が高く、線膨張が低いため、上記の一般耐火骨材より耐
スポーリング性は優れている。
また、炭素材料は用銑、スラグに対してぬれ難い、耐
火物組成物の過度の焼結を防ぐ物質、および熱間での強
度に優れる等の優れた性質を有しており、この性質はマ
グネシア等の他の耐火骨材との共存下でも維持され、該
他の耐火材料の短所を補完することになるため、マグネ
シア骨材等に加えて炭素質材料を添加することは従来か
ら行われている。
火物組成物の過度の焼結を防ぐ物質、および熱間での強
度に優れる等の優れた性質を有しており、この性質はマ
グネシア等の他の耐火骨材との共存下でも維持され、該
他の耐火材料の短所を補完することになるため、マグネ
シア骨材等に加えて炭素質材料を添加することは従来か
ら行われている。
しかしながら、黒鉛等の炭素質材料は空気等の酸化性
雰囲気下では極めて容易に酸化消失してしまうために、
急速に前記の長所が損なわれる。従って、酸化をいかに
抑えるかが炭素含有耐火物の重要な課題である。
雰囲気下では極めて容易に酸化消失してしまうために、
急速に前記の長所が損なわれる。従って、酸化をいかに
抑えるかが炭素含有耐火物の重要な課題である。
この課題を解決するために、例えば、特開昭54−3942
2号公報、特開昭54−163913号公報、特開昭55−65348号
公報、特開昭55−107749号公報等において、Al、Si、Mg
等の金属粉末を混入することが開示されている。この方
法に於いて、特にAl粉末を添加することが最適と考えら
れており、Alを添加した不焼成MgO−C質れんがは1000
℃以上の熱間における強度特性を著しく改良でき、かつ
気相或いは液相の酸化雰囲気において、優れた抵抗性を
賦与せしめることが可能である。
2号公報、特開昭54−163913号公報、特開昭55−65348号
公報、特開昭55−107749号公報等において、Al、Si、Mg
等の金属粉末を混入することが開示されている。この方
法に於いて、特にAl粉末を添加することが最適と考えら
れており、Alを添加した不焼成MgO−C質れんがは1000
℃以上の熱間における強度特性を著しく改良でき、かつ
気相或いは液相の酸化雰囲気において、優れた抵抗性を
賦与せしめることが可能である。
また、特開昭60−176970号公報においては六硼化珪素
を添加し、使用時に生成するB2O3−SiO2系のガラス相に
よる炭素材の被覆による酸素との接触を物理的に遮断し
て酸化を防止する方法が開示されている。
を添加し、使用時に生成するB2O3−SiO2系のガラス相に
よる炭素材の被覆による酸素との接触を物理的に遮断し
て酸化を防止する方法が開示されている。
上記金属粉末、特にアルミ粉末を添加した場合、結合
材として添加した合成樹脂の分解温度である400℃付近
からAlによる熱間強度の増大の効果が現れる温度(強度
発現強度)である1000℃付近までの中間温度域で、とく
に、600〜800℃の温度域で熱間強度は低下し、そして、
この中間温度域における脆弱層の形成は脆弱層へのキレ
ツ発生、剥離損耗を誘発する。またAl添加のMgO−C質
れんがは使用時に大部分のAlが酸化され、スピネルを生
成するので、侵食性の強いスラグに対しては耐食性が低
下するという欠点を有している。また、B2O2を添加した
場合には安定した被膜が生成する以前に損傷することが
多く、十分な効果が得られない。
材として添加した合成樹脂の分解温度である400℃付近
からAlによる熱間強度の増大の効果が現れる温度(強度
発現強度)である1000℃付近までの中間温度域で、とく
に、600〜800℃の温度域で熱間強度は低下し、そして、
この中間温度域における脆弱層の形成は脆弱層へのキレ
ツ発生、剥離損耗を誘発する。またAl添加のMgO−C質
れんがは使用時に大部分のAlが酸化され、スピネルを生
成するので、侵食性の強いスラグに対しては耐食性が低
下するという欠点を有している。また、B2O2を添加した
場合には安定した被膜が生成する以前に損傷することが
多く、十分な効果が得られない。
本発明は上記従来の事情に鑑みて提案されたものであ
って、耐酸化性に極めて優れた炭素含有耐火物を提供す
ることを目的とする。
って、耐酸化性に極めて優れた炭素含有耐火物を提供す
ることを目的とする。
上記目的を達成するため、この発明は以下の手段を採
用している。すなわち、炭素質原料5〜30重量%、耐火
骨材70〜95重量%からなる耐火材料に外掛で金属ジルコ
ニウム粉末を0.5〜5重量%、およびZrl重量%を含有す
るMg−Zr合金を0.5〜1重量%配合したものである。
用している。すなわち、炭素質原料5〜30重量%、耐火
骨材70〜95重量%からなる耐火材料に外掛で金属ジルコ
ニウム粉末を0.5〜5重量%、およびZrl重量%を含有す
るMg−Zr合金を0.5〜1重量%配合したものである。
金属ジルコニウム粉末は1000℃以上で炭素より大きな
酸素親和力を示し、耐火物内部で炭素と反応して炭化ジ
ルコニウムを形成し、組織を強固にする。
酸素親和力を示し、耐火物内部で炭素と反応して炭化ジ
ルコニウムを形成し、組織を強固にする。
また、Mg−Zr合金粉末は金属ジルコニウムより低い温
度域(500〜600℃)で酸化され、MgOないし、MgO・ZrO2
となり、緻密化をもたらす役目をする。
度域(500〜600℃)で酸化され、MgOないし、MgO・ZrO2
となり、緻密化をもたらす役目をする。
更に、金属ジルコニウム粉末やZr−Mg合金粉末は表面
が酸化されZrO2あるいは、ZrO2・MgOを生成し、生成時
の体積膨張により、成形時の粒子間間隔をほぼ完全に塞
ぐことにより緻密化を図り、低通気性を得ることができ
るとともに強度を増すこともできる。
が酸化されZrO2あるいは、ZrO2・MgOを生成し、生成時
の体積膨張により、成形時の粒子間間隔をほぼ完全に塞
ぐことにより緻密化を図り、低通気性を得ることができ
るとともに強度を増すこともできる。
この結果、MgOを含む塩基性耐火材粉末同士、炭素粉
末同士、又は塩基性耐火材粉末と炭素粉末の界面はこれ
ら金属酸化物であるMgOとZrO2更には、ZrO2・MgOやZrC
等で緻密に結合され、外部との通気性を完全に遮断され
たものとなり、従来不充分であった耐酸化性を満足でき
る程度にまで向上することができる。
末同士、又は塩基性耐火材粉末と炭素粉末の界面はこれ
ら金属酸化物であるMgOとZrO2更には、ZrO2・MgOやZrC
等で緻密に結合され、外部との通気性を完全に遮断され
たものとなり、従来不充分であった耐酸化性を満足でき
る程度にまで向上することができる。
この発明に使用する耐火骨材としては、アルミナ、マ
グネシア、ドロマイトの中の1種以上を使用することが
可能であるが、特にスラグ等に対する耐食性という面か
ら、SiO2等低融点生成物7あFe2O3等の不純物は可及的
に少量、具体的には5重量%に満たない程度のマグネシ
ア骨材、例えば、海水マグネシア、電融マグネシア、天
然マグネシア等を用いるのが好ましい。
グネシア、ドロマイトの中の1種以上を使用することが
可能であるが、特にスラグ等に対する耐食性という面か
ら、SiO2等低融点生成物7あFe2O3等の不純物は可及的
に少量、具体的には5重量%に満たない程度のマグネシ
ア骨材、例えば、海水マグネシア、電融マグネシア、天
然マグネシア等を用いるのが好ましい。
また、黒鉛等の炭素質原料としては、土状黒鉛、鱗状
黒鉛等の天然黒鉛なしい、人造黒鉛、カーボンブラッ
ク、石油コークス等、非晶質炭素物質が使用され、特に
制限はないが、鱗状黒鉛の使用が好ましい。
黒鉛等の天然黒鉛なしい、人造黒鉛、カーボンブラッ
ク、石油コークス等、非晶質炭素物質が使用され、特に
制限はないが、鱗状黒鉛の使用が好ましい。
上記黒鉛等の炭素質原料の構成割合は、本願炭素含有
耐火物の使用目的によって異なるが、耐火材料全量に対
し、5〜30重量%が好ましい。炭素質原料が5重量%未
満になると耐スポーリング性等、炭素含有耐火物の特徴
が充分に発揮できず、また、30重量%を越えると耐食性
が低下して好ましくない。
耐火物の使用目的によって異なるが、耐火材料全量に対
し、5〜30重量%が好ましい。炭素質原料が5重量%未
満になると耐スポーリング性等、炭素含有耐火物の特徴
が充分に発揮できず、また、30重量%を越えると耐食性
が低下して好ましくない。
本発明に使用される金属ジルコニウム粉末の粒径は、
反応性、均一性、分散性等、反応活性化の面から250μ
m以下、更に好ましくは、44μm以下のものを使用する
のが好ましい。この発明において、金属ジルコニウムの
含有量は黒鉛等炭素質原料を含む耐火材料に対し、0.5
〜5重量%である。その含有量が0.5重量%未満では所
期の効果が得られず、一方、5重量%を越えると耐酸化
性はあるが、耐食性が劣化して好ましくない。
反応性、均一性、分散性等、反応活性化の面から250μ
m以下、更に好ましくは、44μm以下のものを使用する
のが好ましい。この発明において、金属ジルコニウムの
含有量は黒鉛等炭素質原料を含む耐火材料に対し、0.5
〜5重量%である。その含有量が0.5重量%未満では所
期の効果が得られず、一方、5重量%を越えると耐酸化
性はあるが、耐食性が劣化して好ましくない。
また、Mg−Zr合金粉末中のZr含有量はMg中にZrを飽和
させた状態のZr1重量%含有したものが、Mg粉末の活性
安全性等の面、発火性を緩和させる意味で好ましい。そ
の添加量は耐火材料に対し0.5〜1重量%である。0.5重
量%未満では耐酸化性に効果がなく、一方、1重量%を
越えると膨張が大きくなりすぎ、逆に組織を緩め耐酸化
性は向上しない。
させた状態のZr1重量%含有したものが、Mg粉末の活性
安全性等の面、発火性を緩和させる意味で好ましい。そ
の添加量は耐火材料に対し0.5〜1重量%である。0.5重
量%未満では耐酸化性に効果がなく、一方、1重量%を
越えると膨張が大きくなりすぎ、逆に組織を緩め耐酸化
性は向上しない。
上記のように、粒度調節された耐火材料と金属ジルコ
ニウム、Mg−Zr合金を上記の範囲内の配合割合で調合
し、タールピッチ、フェノールレジン等の残留炭素量の
多い有機樹脂の結合剤のいずれか1種または、2種以上
を加え、混練成形した後、25〜500℃程度で乾燥、ある
いは熱処理することによって、不焼成耐火物が得られ、
また、700〜1500℃程度の還元雰囲気下で焼成すること
によって焼成耐火物を得ることができる。
ニウム、Mg−Zr合金を上記の範囲内の配合割合で調合
し、タールピッチ、フェノールレジン等の残留炭素量の
多い有機樹脂の結合剤のいずれか1種または、2種以上
を加え、混練成形した後、25〜500℃程度で乾燥、ある
いは熱処理することによって、不焼成耐火物が得られ、
また、700〜1500℃程度の還元雰囲気下で焼成すること
によって焼成耐火物を得ることができる。
第1表は本発明品と比較品の配合割合
と、諸特性を示すものであり、本発明品及び、比較品と
も第1表に示す配合物にレゾール型フェノールレジン3
重量%を添加し、常温にて1時間混練後、1000kg/cm2の
圧力で20×20×100mmの形状に加圧成形を行い、180℃に
て8時間熱処理した。
と、諸特性を示すものであり、本発明品及び、比較品と
も第1表に示す配合物にレゾール型フェノールレジン3
重量%を添加し、常温にて1時間混練後、1000kg/cm2の
圧力で20×20×100mmの形状に加圧成形を行い、180℃に
て8時間熱処理した。
この表からも明らかなように、本発明品は比較品に比
し、酸化焼成後の重量減少率、脱炭層の深さとも小さ
く、耐酸化性が極めて優れていることが判る。
し、酸化焼成後の重量減少率、脱炭層の深さとも小さ
く、耐酸化性が極めて優れていることが判る。
〔発明の効果〕 以上説明したように、この発明は炭素含有原料に金属
ジルコニウム及び、Mg−Zr合金を混入しているので、炭
素含有原料の酸化を極めて少なくでき、耐用性の高い耐
火物を得ることができる。
ジルコニウム及び、Mg−Zr合金を混入しているので、炭
素含有原料の酸化を極めて少なくでき、耐用性の高い耐
火物を得ることができる。
Claims (1)
- 【請求項1】MgOを主成分とする塩基性耐火原料70〜95
重量%、炭素質原料5〜30重量%からなる耐火材料に外
掛けで金属ジルコニウム粉末を0.5〜5重量%、Zr1重量
%を含有するMg−Zr合金を0.5〜1重量%配合したこと
を特徴とする炭素含有耐火物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63321333A JP2701901B2 (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | 炭素含有耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63321333A JP2701901B2 (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | 炭素含有耐火物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02164762A JPH02164762A (ja) | 1990-06-25 |
JP2701901B2 true JP2701901B2 (ja) | 1998-01-21 |
Family
ID=18131419
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63321333A Expired - Lifetime JP2701901B2 (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | 炭素含有耐火物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2701901B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102731127B (zh) * | 2012-07-25 | 2013-11-27 | 大石桥市东兴耐火材料有限公司 | 电熔镁锆共晶材料的制作工艺 |
-
1988
- 1988-12-19 JP JP63321333A patent/JP2701901B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH02164762A (ja) | 1990-06-25 |
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