JPH02267159A - 溶鉄用炭素含有耐火物 - Google Patents
溶鉄用炭素含有耐火物Info
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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】
(産業上の利用分野)
本発明は、耐熱衝撃性、耐酸化性、及び耐食性にすぐれ
た溶鉄用炭素含有耐火物に関するものである。
た溶鉄用炭素含有耐火物に関するものである。
(従来技術)
従来より、例えば溶銑、溶鋼等の溶鉄処理用容器の内張
り材料として、マグネシア−炭素質あるいは、アルミナ
−炭素−炭化珪素質など、炭素を含有した耐火物が多用
されている。
り材料として、マグネシア−炭素質あるいは、アルミナ
−炭素−炭化珪素質など、炭素を含有した耐火物が多用
されている。
炭素はスラグに濡れがたく耐熱衝撃性にすぐれている性
質がありアルミナ、マグネシア等の高融点の耐火性材料
と組合せることで耐用性の高い耐火物が得られている。
質がありアルミナ、マグネシア等の高融点の耐火性材料
と組合せることで耐用性の高い耐火物が得られている。
一般に、マグネシア−炭素質耐火物は高塩基度スラグに
対してはアルミナ−炭素−炭化珪素質耐火物よりも耐食
性がすぐれている特徴を有する反面、耐酸化性が小さく
また熱膨張率が大きく発生する熱応力により亀裂を生じ
やすい欠点があり、使用する範囲が限定され高耐食性の
特徴が十分発揮できなかった。
対してはアルミナ−炭素−炭化珪素質耐火物よりも耐食
性がすぐれている特徴を有する反面、耐酸化性が小さく
また熱膨張率が大きく発生する熱応力により亀裂を生じ
やすい欠点があり、使用する範囲が限定され高耐食性の
特徴が十分発揮できなかった。
したがって、マグネシア−炭素質耐火物において上記の
欠点を改善するために線種の手段が検討され、例えば特
開昭54−−1.63913号公報には金属を添加し酸
化を抑制する方法の提示がある。
欠点を改善するために線種の手段が検討され、例えば特
開昭54−−1.63913号公報には金属を添加し酸
化を抑制する方法の提示がある。
発生する熱応力を低減させる方法としては、添加する炭
素量を増加させる方法は公知である。
素量を増加させる方法は公知である。
(発明が解決しようとする課題)
しかしながら、金属を添加する方法は酸化防止の効果か
えられるが、同時に熱間強度も増大させるので熱応力を
吸収できずむしろ亀裂を発生させやすい欠点があった。
えられるが、同時に熱間強度も増大させるので熱応力を
吸収できずむしろ亀裂を発生させやすい欠点があった。
また、炭素量を増加させると熱膨張量、熱応力が小さく
なる反面酸化による劣化が大きくなる欠点があった。以
上のように酸化防止と熱応力の低減を同時に図ることは
困難であり、その解決手段が望まれていた。
なる反面酸化による劣化が大きくなる欠点があった。以
上のように酸化防止と熱応力の低減を同時に図ることは
困難であり、その解決手段が望まれていた。
(課題を解決すめための手段)
本発明は、かかる状況に鑑み従来技術の問題点を解決す
べく線種研究検討をかさねた結果、マグネシア−炭素質
耐火物に適量のジルコン質材料を添加することにより、
熱応力を低減させると同時に耐酸化性を付与できること
を見出し本発明を完成させたものでその特徴とするとこ
ろは、炭素質材料3−30重量%、マグネシア質材料5
096.9重量%にジルコン質材料を0.1−20重量
%の範囲で添加し、更にこれら100重fit部に対し
て適量の結合剤を添加したところにあり、さらに必要に
応して前記配合物100重量%に対し、炭化物、窒化物
、金属材料、ガラス質材料のうち一種、あるいは二種以
」―を0.3−30 重量%と、適量の結合剤を添加し
た炭素含有耐火物である。
べく線種研究検討をかさねた結果、マグネシア−炭素質
耐火物に適量のジルコン質材料を添加することにより、
熱応力を低減させると同時に耐酸化性を付与できること
を見出し本発明を完成させたものでその特徴とするとこ
ろは、炭素質材料3−30重量%、マグネシア質材料5
096.9重量%にジルコン質材料を0.1−20重量
%の範囲で添加し、更にこれら100重fit部に対し
て適量の結合剤を添加したところにあり、さらに必要に
応して前記配合物100重量%に対し、炭化物、窒化物
、金属材料、ガラス質材料のうち一種、あるいは二種以
」―を0.3−30 重量%と、適量の結合剤を添加し
た炭素含有耐火物である。
本発明においてジルコン質材料を用いたのは、一般にそ
れ自体が膨張率が小さく発生する熱応力が小さく、且つ
マグネシアと組み合わせるとこのジルコンは高温で(l
i斜型のジルコニアとシリカに解離し、前記単斜型ジル
コニアは高温で正方型ジルコニアに転移するため、この
ときの収縮で熱応力を吸収すると同時に解離したシリカ
はマグネシアと反応して一部カラス化することで炭素の
酸化を抑制する。
れ自体が膨張率が小さく発生する熱応力が小さく、且つ
マグネシアと組み合わせるとこのジルコンは高温で(l
i斜型のジルコニアとシリカに解離し、前記単斜型ジル
コニアは高温で正方型ジルコニアに転移するため、この
ときの収縮で熱応力を吸収すると同時に解離したシリカ
はマグネシアと反応して一部カラス化することで炭素の
酸化を抑制する。
マグネシアはジルコンの成分のうちシリカと反応しやす
いためマクネシアー炭素質耐火物との組合せでジルコン
の解離の促進と、さらにカーボンの存在でジルコンは−
IFI解離が促進され、炭素質材料の酸化を効果的に防
止させるためである。
いためマクネシアー炭素質耐火物との組合せでジルコン
の解離の促進と、さらにカーボンの存在でジルコンは−
IFI解離が促進され、炭素質材料の酸化を効果的に防
止させるためである。
本発明で使用する炭素質材料は、天然黒鉛、人造黒鉛、
ピンチコークス、無煙炭、カーボンブランク等であり、
その添加量を3〜30重量%とじたのは3重量%未満で
は炭素添加の効果が得られず耐スポール性が不十分であ
る。30重量%を超えると耐火物としての強度や耐摩耗
性が低下するからである。
ピンチコークス、無煙炭、カーボンブランク等であり、
その添加量を3〜30重量%とじたのは3重量%未満で
は炭素添加の効果が得られず耐スポール性が不十分であ
る。30重量%を超えると耐火物としての強度や耐摩耗
性が低下するからである。
マグネシア質材料は、電融マグネシア、焼結マグネシア
、天然マグネシア等が使用できその添加量を50−96
.9 重量%とじたのは、50重米量未満では他成分が
多くなりマグネシア質材料の耐食性が得られなくなり耐
火物としての耐食性が低下するためであり、96.9
重量%以」二では熱応力が大きくなり耐熱スポール性が
低下するためである。
、天然マグネシア等が使用できその添加量を50−96
.9 重量%とじたのは、50重米量未満では他成分が
多くなりマグネシア質材料の耐食性が得られなくなり耐
火物としての耐食性が低下するためであり、96.9
重量%以」二では熱応力が大きくなり耐熱スポール性が
低下するためである。
また、ジルコン質材料は、オーストラリア、アメリカ、
インドなどで採掘されるジルコンサンド、及びジルコン
サンドを粉砕したジルコンフラワーなどが使用できる。
インドなどで採掘されるジルコンサンド、及びジルコン
サンドを粉砕したジルコンフラワーなどが使用できる。
ジルコン質材料の添加を0.120重量%にしたのは、
0.1 重量%未満ては解離しても必要なシリカガラス
が生成せず酸化防止が不十分なことと、ジルコニアの量
も少なく応力を十分吸収できないからである。20重量
%を超えると生成したシリカガラスの量が多くなり、れ
んがの溶損が大きくなるためである。
0.1 重量%未満ては解離しても必要なシリカガラス
が生成せず酸化防止が不十分なことと、ジルコニアの量
も少なく応力を十分吸収できないからである。20重量
%を超えると生成したシリカガラスの量が多くなり、れ
んがの溶損が大きくなるためである。
本発明品において、以上の材料構成により十分効果が得
られるがさらに、耐酸化性を向」〕させる目的で炭化物
、窒化物、金属材料、ガラス質材料のうち一種、あるい
は二種以上0.3−30 重量%を添加することができ
る。これらの材料はいずれも酸化防止の補助的な役目を
するものである。
られるがさらに、耐酸化性を向」〕させる目的で炭化物
、窒化物、金属材料、ガラス質材料のうち一種、あるい
は二種以上0.3−30 重量%を添加することができ
る。これらの材料はいずれも酸化防止の補助的な役目を
するものである。
すなわち、ジルコンは炭素質材料の酸化する温度よりも
高温で解離するために、例えばフェノール樹脂結合させ
た不焼成れんがで、使用中にジルコンが解離する温度よ
りも低温域にさらされる場合は本発明による酸化防止効
果が得られないことにほかならない。
高温で解離するために、例えばフェノール樹脂結合させ
た不焼成れんがで、使用中にジルコンが解離する温度よ
りも低温域にさらされる場合は本発明による酸化防止効
果が得られないことにほかならない。
炭化物としては、炭化珪素、炭化ホウ素、炭化チタン、
炭化クロム、炭化ジルコニウム等であり、窒化物として
は窒化珪素、窒化ホウ素、窒化チタン、窒化クロム、窒
化ジルコニウム等が適宜用いられる。
炭化クロム、炭化ジルコニウム等であり、窒化物として
は窒化珪素、窒化ホウ素、窒化チタン、窒化クロム、窒
化ジルコニウム等が適宜用いられる。
金属としては、シリコン、アルミニウム、マグネシラ1
1、カルシウム、タロミウム、ジルコニウム、鉄、等の
単独あるいは混合、合金が使用できる。
1、カルシウム、タロミウム、ジルコニウム、鉄、等の
単独あるいは混合、合金が使用できる。
ガラス質材料は、ケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、リ
ン酸ガラス、ホウリン酸ガラス、などLj20゜FI
P2O5+ Na、、O,KzO+ n2o31 S]
、02を主成分とし、そのイ也アルミナ、カルシア、マ
グネシア、ジルコニア、ジルコン等についてもカラス質
材料を製造する際に原料中に含有されしかも本発明にお
けるガラスとしての機能を損なわない範囲で含有されて
いてもよい。
ン酸ガラス、ホウリン酸ガラス、などLj20゜FI
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、02を主成分とし、そのイ也アルミナ、カルシア、マ
グネシア、ジルコニア、ジルコン等についてもカラス質
材料を製造する際に原料中に含有されしかも本発明にお
けるガラスとしての機能を損なわない範囲で含有されて
いてもよい。
炭化物、窒化物、金属材料、ガラス質材料のうち一種、
あるいは二種以上0.1.−30 重量%とじたのは、
0.1重量未満ではジルコンが解離する温度より低温
では添加効果が認められず、30重量%を超えると液相
の生成量が多くなり過ぎ耐食性及び熱間強度が著しく低
下するからである。
あるいは二種以上0.1.−30 重量%とじたのは、
0.1重量未満ではジルコンが解離する温度より低温
では添加効果が認められず、30重量%を超えると液相
の生成量が多くなり過ぎ耐食性及び熱間強度が著しく低
下するからである。
(作用)
前述のとおり、ジルコン質材料は、膨張が極めてちいさ
いので稼働時の熱応力が小さいうえに併用するマグネシ
アと高温下で単斜型のジルコニアとシリカに解離し、こ
の単斜型ジルコニアは高温で正方型ジルコニアへ転移す
る際の収縮を利用し、熱応力の吸収を有効に解消させた
ものである。
いので稼働時の熱応力が小さいうえに併用するマグネシ
アと高温下で単斜型のジルコニアとシリカに解離し、こ
の単斜型ジルコニアは高温で正方型ジルコニアへ転移す
る際の収縮を利用し、熱応力の吸収を有効に解消させた
ものである。
さらに、解離したシリカはマグネシアと反応し一部ガラ
ス化して炭素質材料の表面を被覆することで酸化防止を
図ったものである。
ス化して炭素質材料の表面を被覆することで酸化防止を
図ったものである。
本発明の炭素含有耐火物は、通常不焼成れんがとして使
用するものであるが、焼成してもジルコンとマグネシア
の反応による効果が得られるため焼成れんがとしても使
用することができる。また、不定形耐火物としても不焼
成れんがと同様の効果が得られるので不定形耐火物にも
適用することが可能であることは言うまでもない。
用するものであるが、焼成してもジルコンとマグネシア
の反応による効果が得られるため焼成れんがとしても使
用することができる。また、不定形耐火物としても不焼
成れんがと同様の効果が得られるので不定形耐火物にも
適用することが可能であることは言うまでもない。
(実施例)
以下、実施例について説明する。
第1表に示す配合割合により本発明品、比較品及び従来
品についてそれぞれの配合物を混合、混棟した後、常法
により蛇形形状にプレス成形したものを250°Cで2
4時間乾燥し供試体とした。
品についてそれぞれの配合物を混合、混棟した後、常法
により蛇形形状にプレス成形したものを250°Cで2
4時間乾燥し供試体とした。
酸化性テストは、50X 50 X 50 +nmに切
りだし電気炉中で16時間焼成後(1000’C,12
00℃、1400’Cの3種類)、取出し切断して酸化
脱炭層の厚さをそれぞれ測定した。耐食性については、
前記の供試体を回転侵食法により1500℃で5時間、
侵食剤(高炉スラグ70%銑鉄30%)を用いて侵食試
験を行い試験後の溶損寸法を測定した。熱スポールテス
トは、上記の回転侵食の試験方法で、スラグを投入せず
に1500 ’Cで30分加熱後圧搾空気でれんが表面
を600℃まで冷却し、再び1500℃に加熱した。こ
の操作を10回繰返し試料の切断面の亀裂の発生状況を
観察した。熱応力は、50 X 50 X 230 n
oに切断した試料の50X50mmの面を固定し他端の
50mmの面にロードセルをセラ1へし両端をほぼ拘束
した状態で試料の50 X 23 On+n面を加熱し
その膨張応力をロードセルで感知する方法で行った。
りだし電気炉中で16時間焼成後(1000’C,12
00℃、1400’Cの3種類)、取出し切断して酸化
脱炭層の厚さをそれぞれ測定した。耐食性については、
前記の供試体を回転侵食法により1500℃で5時間、
侵食剤(高炉スラグ70%銑鉄30%)を用いて侵食試
験を行い試験後の溶損寸法を測定した。熱スポールテス
トは、上記の回転侵食の試験方法で、スラグを投入せず
に1500 ’Cで30分加熱後圧搾空気でれんが表面
を600℃まで冷却し、再び1500℃に加熱した。こ
の操作を10回繰返し試料の切断面の亀裂の発生状況を
観察した。熱応力は、50 X 50 X 230 n
oに切断した試料の50X50mmの面を固定し他端の
50mmの面にロードセルをセラ1へし両端をほぼ拘束
した状態で試料の50 X 23 On+n面を加熱し
その膨張応力をロードセルで感知する方法で行った。
本発明品は従来品に比し耐酸化性が向上すると同時に耐
食性が向上しまた、発生する熱応力が低減したため耐熱
スポール性が向」ニした。
食性が向上しまた、発生する熱応力が低減したため耐熱
スポール性が向」ニした。
さらに、本発明品No、 1と従来品Nα9とを600
ton/ch混銑車のスラグライン部に半分ずつ張り合
わせて使用し、使用後のmm/chの溶損寸法を比較し
たところ、従来品Nα9は0.5nn/Chであったに
対し、本発明品Nα1は0 、4− nun/Chと約
20%向上した。
ton/ch混銑車のスラグライン部に半分ずつ張り合
わせて使用し、使用後のmm/chの溶損寸法を比較し
たところ、従来品Nα9は0.5nn/Chであったに
対し、本発明品Nα1は0 、4− nun/Chと約
20%向上した。
(発明の効果)
以上説明したように、本発明品ではマクネシアー炭素質
れんかにジルコンを組み合わせることで酸化防止並びに
耐熱スポール性が向上し、炭素含有耐火物の耐用性を格
段に高め、その工業的価値は大きい。
れんかにジルコンを組み合わせることで酸化防止並びに
耐熱スポール性が向上し、炭素含有耐火物の耐用性を格
段に高め、その工業的価値は大きい。
Claims (2)
- (1)炭素質材料3−30重量%、マグネシア質材料5
0−96.9重量%、ジルコン質材料0.1−20重量
%からなる耐火材料100重量%に適量の結合剤を添加
してなることを特徴とする溶鉄用炭素含有耐火物 - (2)炭素質材料3−30重量%、マグネシア質材料5
0−96.9重量%、ジルコン質材料0.1−20重量
%からなる配合物100重量%に対し、炭化物、窒化物
、金属材料、ガラス質材料のうち一種、あるいは二種以
上0.1−30重量%含有し、更に適量の結合剤を添加
してなることを特徴とする溶鉄用炭素含有耐火物
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1086863A JPH02267159A (ja) | 1989-04-07 | 1989-04-07 | 溶鉄用炭素含有耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1086863A JPH02267159A (ja) | 1989-04-07 | 1989-04-07 | 溶鉄用炭素含有耐火物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02267159A true JPH02267159A (ja) | 1990-10-31 |
Family
ID=13898656
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1086863A Pending JPH02267159A (ja) | 1989-04-07 | 1989-04-07 | 溶鉄用炭素含有耐火物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02267159A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114573325A (zh) * | 2022-03-25 | 2022-06-03 | 中冶武汉冶金建筑研究院有限公司 | 一种低碳镁碳砖及其制备方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS51132208A (en) * | 1975-04-03 | 1976-11-17 | Kawasaki Rozai Kk | Basic refractory materials |
JPS6487554A (en) * | 1987-09-09 | 1989-03-31 | Nippon Steel Corp | Carbon-containing refractory material |
-
1989
- 1989-04-07 JP JP1086863A patent/JPH02267159A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS51132208A (en) * | 1975-04-03 | 1976-11-17 | Kawasaki Rozai Kk | Basic refractory materials |
JPS6487554A (en) * | 1987-09-09 | 1989-03-31 | Nippon Steel Corp | Carbon-containing refractory material |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114573325A (zh) * | 2022-03-25 | 2022-06-03 | 中冶武汉冶金建筑研究院有限公司 | 一种低碳镁碳砖及其制备方法 |
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