JPH0717773A - Monolithic refractory containing specified carbon - Google Patents
Monolithic refractory containing specified carbonInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、溶融金属あるいはス
ラグに対する耐食性を向上した炭素含有不定形耐火物と
くにキャスタブル耐火物に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a carbon-containing amorphous refractory having improved corrosion resistance to molten metal or slag, and more particularly to a castable refractory.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、キャスタブル耐火物においては、
溶融金属やスラグに対する耐食性と耐スポーリング性を
向上するために、熱伝導度の高いピッチペレットあるい
は黒鉛などの炭素源を添加することが行われていた。2. Description of the Related Art Conventionally, in castable refractories,
In order to improve the corrosion resistance and spalling resistance to molten metal and slag, a carbon source such as pitch pellets or graphite having high thermal conductivity has been added.
【０００３】しかしながら、キャスタブルにピッチペレ
ットや黒鉛を添加すると、それ自体が疎水性であり、粒
子形状が異方性であることからキャスタブルの流動性が
下がり、施工時に添加水分を大幅に増加して施工せざる
を得なかった。そのために、施工体中の気孔率が増加し
て組織が著しく劣化し、その上、炭素原料の酸化が著し
く強度や耐食性低下して、本来の炭素の特性が生かされ
ないという問題があった。However, when pitch pellets or graphite are added to the castables, the castables have a low fluidity due to their hydrophobic nature and anisotropic particle shape, resulting in a large increase in water content during construction. I had to do it. Therefore, there is a problem that the porosity in the construction body is increased and the structure is remarkably deteriorated, and further, the oxidation of the carbon raw material is remarkably reduced in strength and corrosion resistance, and the original characteristics of carbon are not utilized.
【０００４】このキャスタブルへの炭素質材の添加によ
る問題を解決するために、特開昭５８−１３０１７２号
公報には、界面活性剤入りの水中で攪拌した親水処理黒
鉛を使用することが開示されているが、使用時の耐食性
の点で十分でなかった。また特開昭６３−２１５５７３
号公報には、黒鉛をピッチで熱間混練し、混練後破砕し
て得られたピッチ処理黒鉛を破砕して使用することが開
示されているが、破砕時に発生するピッチで覆われてい
ない黒鉛のためにキャスタブルの流動性を著しく阻害す
るのでこの方法では改善効果が充分ではない。In order to solve the problem caused by the addition of the carbonaceous material to the castable, JP-A-58-130172 discloses the use of hydrophilically treated graphite which is stirred in water containing a surfactant. However, it was not sufficient in terms of corrosion resistance during use. Also, JP-A-63-215573
The publication discloses that graphite is hot-kneaded with pitch, and the pitch-treated graphite obtained by crushing after kneading is crushed and used. However, graphite that is not covered with the pitch generated during crushing is disclosed. As a result, the fluidity of the castable is markedly impaired, so that the improvement effect is not sufficient by this method.
【０００５】さらには、特開昭５３−１２３４１３号公
報には、炭素原料の中でもカーボンブラックは、他のカ
ーボン類に比べて溶鋼への溶解度が小さく、この現象を
利用して連続鋳造用のスライディングプレートに添加す
ることが開示されている。Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 53-123413, carbon black among the carbon raw materials has a smaller solubility in molten steel than other carbons, and this phenomenon is utilized to make sliding for continuous casting. Addition to plates is disclosed.
【０００６】しかしながら、カーボンブラックをキャス
タブルに適用した場合には、カーボンブラックは通常平
均粒子径が約０．１μｍ以下の超微粉であり、その性状
から比表面積すなわち疎水面が大きく、しかも、ストラ
クチャーによる拘束水があるために分散剤と併用を行っ
てもカーボンブラックのわずかの添加量でキャスタブル
の流動性を著しく阻害する。However, when the carbon black is castably applied, the carbon black is usually an ultrafine powder having an average particle size of about 0.1 μm or less, and due to its properties, it has a large specific surface area, that is, a hydrophobic surface, and, depending on the structure. Even if it is used in combination with a dispersant because of the binding water, even a small amount of carbon black significantly impairs the castable fluidity.
【０００７】このカーボンブラックの溶鋼への溶解度が
小さい利点を活かすために、特開昭５８−１３０１７１
号公報には、カーボンブラックを予め親水処理して、１
００ｍμ以下の小粒径部分を除去したのち、造粒して使
用することが開示されているが、超微粉のため粒径処理
をすることは困難で実用的でない。In order to take advantage of the small solubility of carbon black in molten steel, JP-A-58-130171 is used.
In Japanese Patent Laid-Open Publication No. 1-53242, carbon black is preliminarily treated to be hydrophilic, and
Although it is disclosed that a small particle size portion of 00 mμ or less is removed and then used for granulation, it is difficult to perform particle size treatment because it is an ultrafine powder, which is not practical.
【０００８】このように、カーボンブラックは使用し難
い原料であり、添加した場合には耐食性を考慮して混練
時に添加水分をできる限り増加させないようにすること
が必要とされる。このため、耐食性向上を目的にカーボ
ンブラックを炭素原料としてキャスタブルに添加するこ
とは難しく、添加量は０．１重量％程度以下に制限され
るので耐食性の向上は認められず、使用時の耐食性の点
で十分でなく、ほとんど実用化されていないのが現状で
ある。As described above, carbon black is a raw material that is difficult to use, and when added, it is necessary to consider the corrosion resistance and to prevent the added water content from increasing as much as possible during kneading. For this reason, it is difficult to add carbon black to the castable as a carbon raw material for the purpose of improving the corrosion resistance, and the addition amount is limited to about 0.1% by weight or less, so that the improvement of the corrosion resistance is not recognized and the corrosion resistance during use is The current situation is that the points are not sufficient and have not been practically used.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、カー
ボンブラックを耐火骨材に添加配合する際の混練時にお
ける流動性を改善して、炭素原料、とくに、カーボンブ
ラックの添加配合による耐食性の向上の効果を十分に発
揮できる不定形耐火物を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to improve the fluidity during kneading when carbon black is added to a refractory aggregate, and to improve the corrosion resistance by the addition of carbon raw materials, especially carbon black. It is to provide an irregular shaped refractory material that can sufficiently exert the improvement effect.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明の炭素含有不定形
耐火物は、径が０．０２〜０．５０μｍ程度の粒子径が
大きくストラクチャーの発達していない球状カーボンブ
ラックを耐火骨材に０．１〜３重量％添加したことによ
ってその目的を達成した。In the carbon-containing amorphous refractory material of the present invention, spherical carbon black having a large particle size of about 0.02 to 0.50 μm and a structure not developed is used as a refractory aggregate. The object was achieved by adding 0.1 to 3% by weight.
【００１１】粒子径が大きくストラクチャーの発達して
いない球状カーボンブラックは、この造粒粒子の硬さを
ビード硬さと言うが、流し込み材に適用するためにはビ
ード硬さが１０ｇｆ（ＪＩＳ Ｋ６２２１）以下のカー
ボンブラック、または未造粒状態のカーボンブラックに
選定しなけばならない。For spherical carbon black having a large particle size and no structure developed, the hardness of the granulated particles is called bead hardness, but in order to apply it to a casting material, the bead hardness is 10 gf (JIS K6221) or less. The above-mentioned carbon black or un-granulated carbon black must be selected.
【００１２】粒子径が大きく球状粒子でストラクチャー
の発達していない球状カーボンブラックとしては、スト
ラクチャーの発達がないサーマル級またはミディアムサ
ーマル、ファインサーマルのようなサーマル法によって
製造された球状カーボンブラックが適している。As the spherical carbon black having a large particle size and no spherical particles having a developed structure, a spherical carbon black produced by a thermal method such as thermal grade, medium thermal or fine thermal without an advanced structure is suitable. There is.
【００１３】耐火骨材としては、電融アルミナ、焼結ア
ルミナ、仮焼アルミナ、ボーキサイト、カイヤナイト、
ムライト、ロー石、珪石、アルミナ−マグネシアスピネ
ル、マグネシア、ジルコン、炭化珪素、窒化珪素、窒化
珪素鉄、珪素、フェロシリコン、黒鉛、無定型炭素、粘
土、べントナイト、含水無定形シリカ、無水無定形シリ
カなどからなる群より選択し、必要に応じて１種または
２種以上を併用することができる。As the refractory aggregate, fused alumina, sintered alumina, calcined alumina, bauxite, kyanite,
Mullite, loach, silica, alumina-magnesia spinel, magnesia, zircon, silicon carbide, silicon nitride, silicon iron iron, silicon, ferrosilicon, graphite, amorphous carbon, clay, bentonite, hydrous amorphous silica, anhydrous amorphous It may be selected from the group consisting of silica and the like, and if necessary, one kind or two or more kinds may be used in combination.
【００１４】本発明の流し込み材には、通常の流し込み
材に使用する分散剤を使用することができる。分散剤と
しては、例えばアルカリ金属リン酸塩、アルカリ金属カ
ルボン酸塩、アルカリ金属フミン酸塩、ポリカルボン酸
ナトリウム、アルキルスルホン酸ナトリウム、芳香族ス
ルホン酸ナトリウム等、及びこれらと同様な効果が得ら
れる物質から１種または２種以上を選択して使用でき
る。これら分散剤の使用量は慣用の使用範囲内であり、
例えば耐火骨材１００重量部当たり０．００５〜１．０
００重量％程度である。In the casting material of the present invention, a dispersant used for ordinary casting materials can be used. As the dispersant, for example, alkali metal phosphates, alkali metal carboxylates, alkali metal humates, sodium polycarboxylates, sodium alkylsulfonates, sodium aromatic sulfonates, and the like, and similar effects can be obtained. One kind or two or more kinds can be selected from the substances and used. The amount of these dispersants used is within the commonly used range,
For example, 0.005-1.0 per 100 parts by weight of refractory aggregate
It is about 00% by weight.
【００１５】また、結合剤としてアルミナセメントや過
焼結防止用としてピッチ類を併用添加できる。Alumina cement as a binder and pitches for preventing oversintering can be added together.
【００１６】[0016]
【作用】カーボンブラックの性能を把握する重大要素と
して粒子径、ストラクチャー、表面性状があげられる。
粒子径については比表面積が小さく粒径の大きい球状の
ものであり、ストラクチャーの発達がないカーボンブラ
ックであればその目的を達成することができることを見
出した。[Function] The particle size, structure and surface properties are important factors for grasping the performance of carbon black.
Regarding the particle size, it has been found that a carbon black having a small specific surface area and a large particle size and having no structure development can achieve the purpose.
【００１７】カーボンブラックは製造時における作業性
及び環境面からビードを形成する事が多いが、これは、
乾式又は湿式に依る直径１〜２ｍｍ程度の造粒粒子にす
ることである。この造粒粒子の硬さをビード硬さと言う
が、流し込み材に適用するためにはビード硬さが１０ｇ
ｆ以下のカーボンブラック、または未造粒状態のカーボ
ンブラックに選定しなけばならない。即ち、キャスタブ
ルの混練時にカーボンブラックが凝集せずに容易に一次
粒子に分散し、流動性に寄与する必要があるからであ
る。Carbon black often forms beads in terms of workability during production and environmental aspects.
It is to make granulated particles having a diameter of about 1 to 2 mm by a dry method or a wet method. The hardness of the granulated particles is called bead hardness, but the bead hardness of 10 g is necessary for application to casting materials.
A carbon black of f or less, or an ungranulated carbon black must be selected. That is, it is necessary for carbon black to be easily dispersed in the primary particles without agglomerating at the time of kneading the castable and to contribute to the fluidity.
【００１８】カーボンブラックは製造方法により、ファ
ーネスブラック、チャネルブラック、アセチレンブラッ
ク、サーマルブラック、ランプブラックに分類される。Carbon black is classified into furnace black, channel black, acetylene black, thermal black and lamp black according to the manufacturing method.
【００１９】この中でファーネスブラックでは、サーマ
ルブラック級と呼ばれる特殊品、またはファインサーマ
ル、ミディアムサーマル等のサーマルブラックは、上記
の粒子径が大きい球状粒子でストラクチャーの発達して
いない条件に合致しており、ビード硬さが１０ｇｆ以下
のカーボンブラックを選定して分散剤と併用すると混練
時における添加水分が本カーボンブラック源のないベー
ス配合と同等以下に減少することを見出した。Among the furnace blacks, special products called thermal black grade, or thermal blacks such as fine thermal and medium thermal, are spherical particles having a large particle diameter as described above and conform to the condition that the structure is not developed. However, it was found that when carbon black having a bead hardness of 10 gf or less is selected and used in combination with a dispersant, the added water content at the time of kneading is reduced to a level equal to or less than that of the base composition without the present carbon black source.
【００２０】また、粒子径が大きな球状粒子であること
から、一般のカーボンブラックに比べて酸化温度が高い
ことが熱分析の結果より確認された。これにより、キャ
スタブルの耐酸化性が向上する。黒鉛原料の中でもカー
ボンブラックは、超微粉であるため次のような効果があ
る。Further, it was confirmed from the results of thermal analysis that the oxidation temperature was higher than that of general carbon black because it was a spherical particle having a large particle size. This improves the oxidation resistance of the castable. Among the graphite raw materials, carbon black has the following effects because it is an ultrafine powder.
【００２１】（１）キャスタブル中のマトリックスに均
一に分散するため、粒度の大きな他の炭素原料に比べて
耐食性が向上する。(1) Since it is uniformly dispersed in the matrix in the castable, the corrosion resistance is improved as compared with other carbon raw materials having a large particle size.
【００２２】（２）超微粉をキャスタブルに添加するこ
とにより、目潰し効果による気孔率の減少を期待するこ
とができる。これにより、使用時に溶融金属及びスラグ
との濡れ性を改善することができる。(2) Addition of ultrafine powder to the castable can be expected to reduce porosity due to the crushing effect. This can improve the wettability with the molten metal and the slag during use.
【００２３】（３）キャスタブル中のマトリックスは高
温化（約１０００℃以上）で長期に使用すると焼結し、
耐スポーリング性が劣化しやすい。マトリックス中で焼
結しないカーボンブラックを添加するとこれを防止でき
る。さらに、Ｂ4 Ｃのような酸化防止または焼結剤など
のフラックス成分との併用による過焼結防止や耐スポー
リングの向上にも効果がある。(3) The matrix in the castable sinters when used at high temperature (about 1000 ° C. or higher) for a long time,
The spalling resistance easily deteriorates. This can be prevented by adding carbon black that does not sinter in the matrix. Furthermore, it is also effective in preventing oxidation such as B 4 C or in combination with a flux component such as a sintering agent to prevent oversintering and to improve spalling resistance.
【００２４】上記構成によって、粒子形態がほぼ球体で
容易に１次粒子に分散するカーボンブラックを配合する
ことにより、原料中の各耐火骨材の粒子間に上記カーボ
ンブラックが介在して、摩擦抵抗を低減し、もって流し
込み耐火物の流動性が低下することを抑制できる。By virtue of the above constitution, by blending carbon black whose particle morphology is substantially spherical and easily dispersed in the primary particles, the carbon black is present between the particles of each refractory aggregate in the raw material, and the friction resistance is increased. It is possible to suppress the deterioration of fluidity of the cast refractory material.
【００２５】本発明で使用するカーボンブラックの添加
量は０．１〜３重量％が望ましい。０．１重量％以下で
は効果が現れにくく、３重量％以上になると配合にした
不定形耐火物の水との混練後の粘性が高すぎ、充填性が
低下し、かえって流動性が悪く実用的でない。The amount of carbon black used in the present invention is preferably 0.1 to 3% by weight. If the amount is less than 0.1% by weight, the effect is difficult to appear. If the amount is more than 3% by weight, the viscosity of the amorphous refractory compounded with the water after kneading is too high, and the filling property is lowered. Not.
【００２６】[0026]
【実施例】表１は、国内で一般に製造されているファー
ネスブラックとサーマルブラックとの特性値の例を示
す。EXAMPLES Table 1 shows examples of characteristic values of furnace black and thermal black which are generally manufactured in Japan.
【００２７】[0027]
【表１】 同表において、ＣＴＡＢ比表面積はカーボンブラックの
粒子形態（細孔や表面のラフネス）、ＤＢＰ吸油量は粒
子凝集体（ストラクチャー）の目安となる数値である。[Table 1] In the table, the CTAB specific surface area is a numerical value that is a standard for the particle morphology of carbon black (roughness of pores and surfaces), and the DBP oil absorption is a standard for particle aggregates (structure).
【００２８】表２に高炉用大樋材の配合に従来の炭素分
を添加しない比較例１と、ピッチ、親水性黒鉛、ファー
ネスブラックの添加した比較例２〜５と、本発明に係る
実施例１、２の配合並びに添加水分と流動性及び１１０
℃乾燥、１５００℃焼成後の品質結果を示す。In Table 2, Comparative Example 1 in which the conventional carbon content is not added to the composition of the gutter material for blast furnace, Comparative Examples 2 to 5 in which pitch, hydrophilic graphite and furnace black are added, and Example 1 according to the present invention are shown. 2 and addition water content and fluidity and 110
The quality results after drying at 1500C and firing at 1500C are shown.
【００２９】添加水分と流動性が施工時の作業性の目安
となり、見掛気孔率が施工体の緻密さの目安になる。The added water content and fluidity serve as a measure of workability during construction, and the apparent porosity serves as a measure of compactness of the construction body.
【００３０】また、耐酸化性は５０φ×５０ｍｍのサン
プルを１０００℃で３時間焼成後に中央を切断し、脱炭
した層の厚さを測定した。この値が小さいほど耐酸化性
が良いことを示す。また、比較例１を１００とし耐食性
指数＊１は耐溶銑性について、耐食性指数＊２は耐スラ
グ性についての耐食性を示している。As for the oxidation resistance, a sample of 50φ × 50 mm was fired at 1000 ° C. for 3 hours, cut at the center, and the thickness of the decarburized layer was measured. The smaller this value is, the better the oxidation resistance is. Further, assuming that Comparative Example 1 is 100, the corrosion resistance index * 1 indicates the hot metal resistance, and the corrosion resistance index * 2 indicates the slag resistance.
【００３１】ファーネスブラックＡ、Ｂはそれぞれ汎用
のゴム用、印刷用カーボンブラックを使用している。こ
れらと比較すると、本カーボンブラックは同一流動性で
かなりの低水分で混練できることが確認された。Furnace blacks A and B are general-purpose rubber and printing carbon blacks, respectively. When compared with these, it was confirmed that the carbon black of the present invention has the same fluidity and can be kneaded with a considerably low water content.
【００３２】[0032]
【表２】 表３及び表４には高炉用大樋材の配合に、本発明に用い
るカーボンブラックを過剰添加した比較例６、７及び規
定内で添加した実施例３〜１０の配合と添加水分と品質
を示す。[Table 2] Tables 3 and 4 show the compositions, addition water content and quality of Comparative Examples 6 and 7 in which the carbon black used in the present invention was excessively added to the composition of the gutter material for blast furnace and Examples 3 to 10 which were added within the standard. .
【００３３】なお、表３及び表４は比較例２を１００と
して、耐食性指数＊１は耐溶銑性について、耐食性指数
＊２は耐スラグ性についての耐食性を示している。In Tables 3 and 4, Comparative Example 2 is set to 100, the corrosion resistance index * 1 indicates the hot metal resistance, and the corrosion resistance index * 2 indicates the slag resistance.
【００３４】これらの結果より、ファインサーマル級及
びミディアムサーマルを添加すると添加水分が同等以下
になり、見掛気孔率は低下して組織が緻密化し、耐酸化
性及び耐食性が向上している。一方、焼成強度は押さえ
られて過焼結の改善が確認された。From these results, when fine thermal grade and medium thermal are added, the added water content becomes equal to or less than that, the apparent porosity decreases, the structure becomes denser, and the oxidation resistance and corrosion resistance are improved. On the other hand, it was confirmed that the firing strength was suppressed and oversintering was improved.
【００３５】[0035]
【表３】 [Table 3]
【表４】 [Table 4]
【００３６】[0036]
【発明の効果】本発明は、サーマル級またはミディアム
サーマル、ファインサーマルのようなサーマル法によっ
て製造された球状カーボンブラックを不定形耐火物に添
加することにより、混練時の流動性を下げることなく炭
素原料を添加することができるため、キャスタブルの組
織は緻密化し、耐食性は向上する。INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, spherical carbon black produced by a thermal method such as thermal grade, medium thermal, or fine thermal is added to an amorphous refractory material so as to reduce the flowability during kneading. Since the raw materials can be added, the castable structure is densified and the corrosion resistance is improved.
Claims (2)
径が大きくストラクチャーの発達していない球状カーボ
ンブラックを耐火骨材に０．１〜３重量％添加した特定
炭素含有不定形耐火物。1. A specific carbon-containing amorphous refractory material in which 0.1 to 3% by weight of spherical carbon black having a large particle size of about 0.02 to 0.50 μm and a structure not developed is added to a refractory aggregate. .
く球状粒子でストラクチャーの発達していない球状カー
ボンブラックが、サーマル級またはミディアムサーマ
ル、ファインサーマルのようなサーマル法によって製造
された球状カーボンブラックである特定炭素含有不定形
耐火物。2. The spherical carbon black according to claim 1, wherein the spherical carbon black having a large particle size and no developed structure is a spherical carbon black produced by a thermal method such as thermal grade, medium thermal or fine thermal. A specified carbon-containing amorphous refractory.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5163001A JP2596700B2 (en) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | Specific carbon-containing irregular refractories |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP5163001A JP2596700B2 (en) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | Specific carbon-containing irregular refractories |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0717773A true JPH0717773A (en) | 1995-01-20 |
| JP2596700B2 JP2596700B2 (en) | 1997-04-02 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2596700B2 (en) |
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-
1993
- 1993-06-30 JP JP5163001A patent/JP2596700B2/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2596700B2 (en) | 1997-04-02 |
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