JPS62197360A - 内張り用耐火物 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は内張り用耐火物に関し、より詳しくは、溶融し
た金属の保持運搬、精錬等に使用される混銑車又は受銑
用取鍋のＡＱ２０ｓ　−８ｉ　Ｃ−Ｃ質内張り用耐火物
に関する。

従来の技術及びその問題点 従来、混銑者又は受銑用取鋼の湯当り部には、内張り用
耐火物としてＡ０２０３　　ＳｔＣＣ質耐火物が使用さ
れている。しかしながら上記ＡＱ２０３−８　！　Ｃ−
Ｃ質耐火物では、その成分中炭化珪素及び炭素が酸化を
受は易く、また受銑時の機械的衝撃又は熱衝撃及び溶滓
との接触により構造的スポーリングが発生し易い。

即ち炭化珪素は熱伝導率が高くスポーリングの防止には
効果的であるが、溶融金属の脱珪処理の際に脱珪剤とし
て使用されるミルスケールと反応して５ｉ０２及びＣＯ
ガスを発生して急速に消耗し、その特性は使用中に低下
してしまう。

また力＝ボンは、熱膨張係数が小さいことと、その弾力
性でアルミナ系及びアルミナ−シリカ系骨材の熱膨張収
縮を良く吸収し、且つ溶滓中の鉄酸化物を還元して耐火
物中の他の組成物との反応を抑制し、更にその特質であ
る濡れにくさにより耐火物内への溶滓の浸入を防止する
。従って耐スポーリング性は向上するが、鉄酸化物の還
元及び空気中の酸素との反応によって酸化が進行し、耐
大物の組織を脆弱化する欠点を有する。上記のカーボン
の利点を実炉内で有効に発揮させるためにアルミニウム
が使用されている。アルミニウムは６９０℃で溶融し、
カーボンの酸化によって生ずるＣｏガスを還元して再び
カーボンとすることによって酸化抑止剤の役割を果して
いる。しかしながら、アルミニウムの添加により体積膨
張が起り、剥離及び亀裂の発生原因ともなるため、アル
ミニウムの配合量は制限され、従ってその効果には限界
がある。また炭化珪素とアルミニウムとを併用添加した
耐火物も製造されている。（特公昭６１−８８２号）し
かしながら、この耐火物にも上記炭素とアルミニウムと
の場合と同様の欠点が認められるため好ましくない。

問題点を解決するための 本発明者は上記問題点に鑑み、耐酸化性及び耐スポーリ
ング性に優れた耐火物を開発すべく鋭意研究を重ねた結
果、以下の知見を得、本発明を完成した。

即ち本発明者は、耐火骨材、炭素材料、炭化珪素及びリ
ン酸リチウム及び／又はリン酸バリウムからなる耐火物
材料を使用することによって、従来の耐火物に比べ耐酸
化性、耐スポーリング性に優れた耐火物を得ることに成
功した。

本発明は、耐火骨材５５〜８５重♀部、炭素材料１０〜
２０重量部、炭化珪素５〜２０重量部及びリン酸リチウ
ム及び／又はリン酸バリウム１〜５重量部からなる耐火
物材料１００重量部に対し、有機結合剤１〜５重量部を
配合したことを特徴とする内張り用耐火物に係る。

本発明耐火物では、耐火骨材として高アルミナ質材料及
びスピネルから選ばれた１種又は２種以上を用いる。高
アルミナ質とは、鉱物組成としてコランダム、ムライト
、珪石を含有し、Ａ９２０３含［１６５％以上のものを
示す。またスピネルとは、Ａ９２０３　　ＭＱＯ組成で
、Ａ＋１２０３含邑７０％以上のものを示す。耐火骨材
の使用量は５５〜８５重量部程度とするのが好ましい。

５５重量部未満では、受銑時の機械的強度の保持が困難
となる。８５重量部を越えると、スポーリング及び溶滓
の浸入の増大によって耐用性が低下する。

炭素材料としては、人造黒鉛、鱗状黒鉛、玉状黒鉛等の
灰分の少ない固形炭素材料が好ましい。

これら固形炭素材料では、粒径０．６〜０．１５１程度
の粒子を９５％程度含有しているものが好ましい。０．
６１を越えると酸化反応は遅くなるが、溶滓と接触した
場合、耐火物組織中に粗に分散しているため耐火物内へ
の溶滓の浸入を早め耐用性を損う傾向にある。０．１５
１１未満では、酸化によるＣｏガスの発生が加速的に増
大して炭素材料が消耗し、組織が脆弱化する恐れがある
。

上記固形炭素材料の使用量は１０〜２０重量部程度とす
るのが好ましい。２０重量部を越えると耐火物の強度が
低下し好ましくない。また１０重量部未満では、脱珪剤
としての鉄酸化物により酸化を受け、炭素材料の使用目
的である耐火物組織内への溶滓の浸入防止、熱衝撃によ
る亀裂及び剥離の発生防止等の効果が著しく低下し、耐
用性が短縮する。

炭化珪素は、本発明耐火物に耐熱衝撃性及び高温域での
耐酸化性を付与する。即ち炭化珪素は、熱膨張計数が小
さく、熱伝導率が大きいため、熱衝撃による亀裂及び剥
離の発生防止に有効である。

また炭化珪素は、炭素の酸化によって生成するＣｏガス
と反応し、炭素と５ｆＯ２に分解し、Ｓｔｏｗは炭素を
被覆して酸化を防止する。

炭化珪素の使用量は、５〜２０ｆｆｉ１部程度とするこ
とが好ましい。２０重量部を越えると溶滓中の鉄酸化物
と反応し、損耗が著しく進行するため好ましくない。５
重量部未満では耐熱衝撃性が低下する。

本発明では、酸化抑止剤として粉末金属リン酸塩を使用
することによって、気相、固相での耐火物中成分の酸化
を強力に防止する。これによって炭化珪素の重大な欠点
である固相酸化も著しく防止される。金属リン酸塩とし
ては、６００〜１４００℃の温度下で酸化現象を強力に
抑止するリン酸リチウム及び／又はリン酸バリウムを使
用する。前記以外の金属リン酸塩であるナトリウム塩、
マンガン塩、アルミニウム塩等は酸化抑止力が小さいた
め使用には適さない。本発明に使用されるリン酸リチウ
ム及びリン酸バリウムは、カーボン粒子表面に吸着して
被覆を形成し、酸化抑止効果を生み出すため、カーボン
の気相化及びその残留灰分の酸化による耐火物の劣化を
防止するのに有効である。これに対し従来の酸化抑止剤
（アルミニウム等）は、気相を介しそのガス相の平衡蒸
気圧を利用して酸化抑止を行なっているに過ぎず、カー
ボンの気相化の防止等の効果を期待することはできない
。

リン酸リチウム及び／又はリン酸バリウムの使用量は、
１〜５重量部程度とすることが好ましい。

５重量部を越えると高温下でのガラス相の増大により熱
間強度が低下する。１重量部未満ではカーボン粒子表面
への被覆が不充分であり、酸化抑止効果が低下する。

有機結合剤としては、例えば、コールタール、コールタ
ールピッチ、フェノール樹脂のレゾール型及びノボラッ
ク型、フラン樹脂等を使用する。

これら有機結合剤の使用量は、耐火物材料１００重量部
に対し、１〜５重員部程度とするのが好ましい。５重量
部を越えると、乾燥時及び受銑時の急激な温度変化によ
って膨張剥離及び亀裂が発生し好ましくない。１重層部
未満では製造混練時にムラを生じ、成形及び乾燥時に亀
裂を生ずる。

本発明耐火物は、耐火骨材５５〜８５１ｆａ部、炭素材
料１０〜２０重量部、炭化珪素５〜２０重量部及びリン
酸リチウム及び／又はリン酸バリウム１〜５重量部から
なる耐火物材料１００重通部に対し、有機結合剤１〜５
重量部を配合、混練、成形し、２００〜４５０℃程度で
乾燥して製造される。

Ｗ里 本発明耐火物は、以下の如き優れた効果を示す。

（１）本発明耐火物においては、アルミニウム等の従来
の酸化抑止剤を用いた耐火物に発生する剥離及び亀裂が
認められない。

（２）本発明耐火物は従来品と比べると耐酸化性、耐ス
ポーリング性等に優れ、従って耐用性が増大し、作業効
率を改善し且つ設備投資費用を軽減する。

実　　施　　例 以下に実施例及び比較例を示し、本発明をより一層明瞭
なものとする。

実施例１〜３ 第１表、第２表及び第３表に示す化学成分を有する耐火
骨材（高アルミナ骨材）、炭化珪素及び炭素材料（黒鉛
）を使用し、第４表に示す配合割合で本発明耐火物（実
施例１〜３）を製造した。

その製造に当っては、黒鉛１５重量 部にフェノール樹脂０．２重量部を良く混練し、その後
リン酸リチウム（及び／又はリン酸バリウム）を２重量
部添加して更に良く混練し、次いで該混線物と残りの原
料とを混線、成形及び乾燥した。

比較例１及び２ 実施例と同様の原料を、第４表に示す配合割合で混線、
成形及び乾燥し従来の耐火物を製造した。

本発明品及び従来品の品質特性試験を行なった。

その結果を第４表に併記する。

第　　１　　表 高アルミナ骨材の化学成分 第　　２　　表 炭化珪素の化学成分 第　　３　　表 黒鉛の成分 第４表から明らかな様に、本発明耐火物は、耐酸化性に
関して、従来品と比べ顕著な向上を示した。特に、黒鉛
の配合量を増加させても耐酸化性の低下は認められなか
った。また常温圧縮強さ、熱間曲げ強さ等はかなりの向
上を示し、常温曲げ強さについても僅かではあるが改良
されていることが判る。以上の結果は、本発明耐火物が
従来品よりも優れていることを示している。

実施例３で製造された本発明耐火物と従来品とを、Ａ社
２８０を混銑車の溶滓ラインにおいて内張りに使用し、
１３０チヤージ（脱珪率４０％）を終了した時点で観察
調査した結果、損耗度は従来品を１００とした場合８１
となり、従来品に比べ２０％程度の耐用度の延長が確認
できた。

（以　上）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）耐火骨材５５〜８５重量部、炭素材料１０〜２０
   重量部、炭化珪素５〜２０重量部及びリン酸リチウム及
   び／又はリン酸バリウム１〜５重量部からなる耐火物材
   料１００重量部に対し、有機結合剤１〜５重量部を配合
   したことを特徴とする内張り用耐火物。