JPS6256354A - Graphite-containing refractory brick - 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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 １泉上り旦■皇１ 本発明は、黒鉛含有耐火れんかに関する。[Detailed description of the invention] 1 Izumi Norigidan ■Kou 1 The present invention relates to a graphite-containing refractory brick.

従来の　術　びその間　ｙｌ、 最近鋼の高級化や省エネルギーの面から溶銑の脱珪処理
又は脱燐、脱Ｗｔ処理を行なう溶銑の予備処理が実施さ
れているが、斯かる処理には酸化鉄（ミルスケール、鉄
鉱石、砂鉄）、ソーダ灰（Ｎａ２　ＧＯ３＞　、石灰石
（ＣａＣＯ３）、生石灰（Ｃａｂ）　、蛍石（ＣａＦ２
　＞等が処理剤として使用されている。然るに上記処理
剤は、優れた精錬剤でおる一方、他方においては耐火物
に対して強力な浸食剤として作用する。Recently, from the viewpoint of upgrading steel and saving energy, preliminary treatment of hot metal to remove silicon, phosphorus, and Wt has been carried out. Mill scale, iron ore, iron sand), soda ash (Na2 GO3>, limestone (CaCO3), quicklime (Cab), fluorite (CaF2)
> etc. are used as processing agents. However, while the above treatment agents are excellent refining agents, they also act as powerful corrosive agents for refractories.

このような浸食作用に対して高い耐食性を有する耐火材
料としてアルミナ（Ａ９２０３＞、スピネル（ＭｑＯ・
ＡＱ　２０３　＞　、マグネシア等が知られている。し
かしながら、これらの耐火材料は、耐食性には優れてい
るものの、耐熱スポール性又は耐構造スポール性に劣り
、温度変化の大きい使用条件下では割れや剥落による損
傷が発生し易いという欠点を有している。例えばアルミ
ナの場合、１０００℃における線膨張率は０．８６％と
高く、その融点は２０００℃以上であるので使用温度で
は液相を生成せず、その結果熱スポールを起こし易くな
り、またスラグと接する使用条件下ではＣａｂＳＳ　ｔ
　０２　、Ｆｅｏ等のスラグ成分が浸透して構造スポー
ルを起こし易くなる。また、スピネルやマグネシアにつ
いてもアルミナと同様であって、耐熱スポール性及びス
ラグの浸透による耐構造スポール性が劣り、該材質本来
の優れた特性が利用できていない。そこでこのような熱
スポールや構造スポールによる損傷を抑制するために、
これらの耐火材料に黒鉛等が配合されて使用されている
。Alumina (A9203>) and spinel (MqO・
AQ 203>, magnesia, etc. are known. However, although these refractory materials have excellent corrosion resistance, they have the disadvantage that they have poor thermal spall resistance or structural spall resistance, and are susceptible to damage due to cracking and flaking under usage conditions with large temperature changes. There is. For example, alumina has a high linear expansion coefficient of 0.86% at 1000°C, and its melting point is over 2000°C, so it does not form a liquid phase at the operating temperature. Under similar operating conditions, CabSS t
Slag components such as 02 and Feo penetrate and easily cause structural spalls. Similarly to alumina, spinel and magnesia are inferior in heat spall resistance and structural spall resistance due to slag penetration, and the inherent excellent properties of these materials cannot be utilized. Therefore, in order to suppress damage caused by such thermal spalls and structural spalls,
These fire-resistant materials are mixed with graphite and the like.

しかしながら、斯かる黒鉛を含有する耐火れんがは、黒
鉛が酸化を受は易いために耐酸化性に劣り、また該耐火
れんがの使用時に黒鉛が鋼中へ溶解して消失することも
おるため耐用性の点でも不充分である。このため黒鉛含
有耐火れんかに優れた耐酸化性及び耐用性を付与すべく
、各種の方法が提案されている。このような方法として
は、例えば（１）黒鉛含有耐火れんがを真空高圧プレス
してれんが組織を緻密にする方法、（２）シリコン、ア
ルミニウム及びこれらの合金の微粉末並びに炭化珪素等
の炭化物等を黒鉛含有耐火れんかに少量添加する方法、
（３）硼珪酸ガラス、燐酸ガラス等の無機質低融点ガラ
ス成分を黒鉛含有耐火れんかに少量添加する方法、（４
）黒鉛含有耐火れんがの表面に各種の酸化防止剤を塗布
する方法等が知られている。これらの方法は、いずれも
黒鉛含有耐火れんがの製造時又は使用時における黒鉛と
酸素（Ｃｏ、ＣＯ２を含む）とが接触する機会をできる
だけ少なくして、酸化による損耗を抑制しようとするも
のである。然るに、これらの方法はいずれも、現実に応
用されてかなりの成果を挙げている一ｂのの、未だ充分
に満足できるものではない。However, such refractory bricks containing graphite have poor oxidation resistance because graphite is easily oxidized, and also have poor durability because the graphite may dissolve into the steel and disappear when the refractory bricks are used. It is also insufficient in this respect. Therefore, various methods have been proposed to impart excellent oxidation resistance and durability to graphite-containing refractory bricks. Examples of such methods include (1) vacuum-pressing graphite-containing refractory bricks to make the brick structure dense; (2) fine powders of silicon, aluminum, and their alloys, and carbides such as silicon carbide. A method of adding a small amount to graphite-containing refractory bricks,
(3) A method of adding a small amount of inorganic low-melting point glass components such as borosilicate glass and phosphate glass to graphite-containing refractory bricks, (4)
) Methods of applying various antioxidants to the surface of graphite-containing refractory bricks are known. All of these methods aim to suppress wear due to oxidation by minimizing the chances of contact between graphite and oxygen (including Co and CO2) during the production or use of graphite-containing refractory bricks. . However, although all of these methods have been practically applied and achieved considerable results, they are still not fully satisfactory.

ロ　点を解決するための手段 本発明者は、斯かる現状に息み、耐酸化性、耐用性等に
優れた黒鉛○有耐火れんがを開発すべく鋭意研究を重ね
た結果、下記特定の黒鉛を使用することにより、上記（
１）〜（４）の特別な処理を行なうことなく、優れた耐
酸化性、耐用性等を有する黒鉛含有耐火れんがが得られ
ることを児い出した。本発明は、斯かる知見に基づいて
完成されたものでおる。B. Means for Solving the Problems The inventor of the present invention, in response to the current situation, has conducted extensive research to develop graphite-containing refractory bricks that have excellent oxidation resistance, durability, etc., and has developed the following specific graphite-containing refractory bricks. By using the above (
It has been discovered that graphite-containing refractory bricks having excellent oxidation resistance, durability, etc. can be obtained without performing the special treatments described in 1) to (4). The present invention was completed based on this knowledge.

即ち、本発明は、粒径が７４μｍ以下であり且つぞのう
ちの５０重量％以上が粒径２０．ｃｚｍ以下である黒鉛
を３〜４０重量％含有させてなることを特徴とする黒鉛
含有耐火れんかに係る。That is, in the present invention, the particle size is 74 μm or less, and 50% by weight or more of the particles have a particle size of 20. The present invention relates to a graphite-containing refractory brick characterized by containing 3 to 40% by weight of graphite having a particle diameter of less than czm.

本発明で使用される黒鉛としては、従来公知のものを広
く使用でき、例えば鱗状黒鉛、チップ黒鉛、土状黒鉛等
の天然産の黒鉛、キッシュグラファイト、石炭ピッチコ
ークス、石油ピッチコークス（ニードルコークス）、カ
ーボンブラック等が挙げられる。これらの中でも鱗状黒
鉛、チップ黒鉛及び土状黒鉛が好ましく、チップ黒鉛が
最も好ましい。本発明では、粒径が７４μｍ以下であり
且つそのうちの５１ｆｆ１％以上が粒径２０μｍ以下で
ある黒鉛を使用することを必須としている。As the graphite used in the present invention, a wide variety of conventionally known graphites can be used, such as naturally occurring graphite such as scale graphite, chip graphite, and earthy graphite, quiche graphite, coal pitch coke, and petroleum pitch coke (needle coke). , carbon black, etc. Among these, scaly graphite, chip graphite and earthy graphite are preferred, and chip graphite is most preferred. In the present invention, it is essential to use graphite having a particle size of 74 μm or less, of which 51ff1% or more has a particle size of 20 μm or less.

ここで粒径とは、黒鉛結晶の層面の広がり（ａ軸及びｂ
軸方向〉の大きざを意味するものである。Here, the grain size refers to the spread of the layer planes of graphite crystals (a-axis and b-axis).
It means the size in the axial direction.

黒鉛の粒径が７４μｍ以上である場合及び黒鉛の粒径が
７４μｍ以下であっても粒径２０μｍ以下のものがその
うちの５０重量％未満である場合には、得られる耐火れ
んがの組織の均質性や充填性が悪くなって熱間強度が低
くなると共に、耐酸化性、耐食性等が低下するので不適
当である。本発明で用いられる黒鉛の純度としては、特
に限定されておらず、通常使用されている８０〜９８％
程度のもので充分である。When the graphite particle size is 74 μm or more, and even if the graphite particle size is 74 μm or less, less than 50% by weight of the graphite particle size is 20 μm or less, the homogeneity of the structure of the refractory brick obtained It is unsuitable because it deteriorates filling properties and hot strength, and also reduces oxidation resistance, corrosion resistance, etc. The purity of graphite used in the present invention is not particularly limited, and is usually 80 to 98%.
A moderate amount is sufficient.

本発明では、上記特定の黒鉛を本発明の耐火れんが中に
３〜４０重量％含有するように配合するのがよい。上記
特定の黒鉛を使用すれば、れんが組織中の黒鉛の分布が
均質となり、その結果通ｍの黒鉛、例えば径が’１ｍｍ
以下の黒鉛を使用づ゛る場合よりｂ少量の添加■で所期
の効果が発揮され得る。黒鉛の配合量が４０重■％より
多くなると、黒鉛の酸化損耗量が多くなり、黒鉛の酸化
消失によりれんが組織が劣化し、そのためにれんがの１
（１粍量が増大するので好ましくない、、また黒鉛の配
合量が３中量％より少ないと、１７られる耐火れ／νが
の耐熱スポール性、耐構造スポール性等が低下するので
好ま（）くない。本発明においては、本発明の耐火れん
が中に上記特定の黒鉛を５〜２０手Ｍ％含有するように
配合するのが特に好ましい。In the present invention, the above-mentioned specific graphite is preferably blended into the refractory brick of the present invention in an amount of 3 to 40% by weight. If the above-mentioned specific graphite is used, the distribution of graphite in the brick structure becomes homogeneous, and as a result, the graphite with a diameter of, for example, 1mm becomes homogeneous.
The desired effect can be achieved by adding a smaller amount of (b) than when using the following graphite. When the blending amount of graphite exceeds 40wt%, the amount of oxidation loss of graphite increases, and the brick structure deteriorates due to oxidation loss of graphite, resulting in the loss of 1% of the brick.
(It is not preferable because the amount of graphite increases. Also, if the blending amount of graphite is less than 3% by weight, it is preferable because the heat spall resistance, structural spall resistance, etc. of 17 fire resistance/ν decreases.) In the present invention, it is particularly preferable to blend the above-mentioned specific graphite in the refractory brick of the present invention so as to contain 5 to 20% by mass.

本発明で用いられる耐火材料としては、アルミナ、スピ
ネル、マグネシア、シリカ、炭化珪素、窒化珪素等従来
の耐火材料をそのまま或はこれらを適宜粒度調整して使
用することができる。またアルミニウム、シリコン等の
粉末やこれらの合金粉末も使用することができる。As the refractory material used in the present invention, conventional refractory materials such as alumina, spinel, magnesia, silica, silicon carbide, and silicon nitride can be used as they are or after adjusting the particle size as appropriate. Further, powders of aluminum, silicon, etc., and powders of alloys thereof can also be used.

本発明の黒鉛含有耐火れ／νがを製造するに際しては、
従来この種の耐火れんがを製造するのに用いられている
方法をいずれも使用でき、例えば上記黒鉛及び耐火材料
にフェノール樹脂等のバインダーを添加、混練し、成形
後乾燥するか、又はこれを更に焼成して製造すればよい
。When manufacturing the graphite-containing refractory/vga of the present invention,
Any method conventionally used to produce this type of refractory brick can be used, such as adding a binder such as a phenolic resin to the graphite and refractory material, kneading the mixture, drying it after molding, or further It can be manufactured by firing.

１肌Ωヱ里 本発明の黒鉛含有耐火れんがは、高強度で耐食性、耐酸
化性、耐用性等に優れ、実用に好適なものである。また
、黒鉛のうち特にデツプ黒鉛を使用すれば、耐食性及び
Ｆ１４摩耗性が更に改善された耐火れんがを得ることが
できる。The graphite-containing refractory brick of the present invention has high strength, excellent corrosion resistance, oxidation resistance, durability, etc., and is suitable for practical use. Moreover, if deep graphite is used in particular among graphites, it is possible to obtain refractory bricks with further improved corrosion resistance and F14 abrasion resistance.

Ｘ−豊一１ 以下に実施例及び比較例を掲げて本発明をより一層明ら
かにする。X-Toyoichi 1 Examples and comparative examples are given below to further clarify the present invention.

実施例１ 下記第１表に示す各種黒鉛を用い、下記第２表に示す配
合割合でＡＱ２０３　ＳＩＣＧ系の試料を作製した。第
１表において、本発明の条件を満足する黒鉛はＣ，Ｄ、
Ｆ及びＨである。Example 1 Using various graphites shown in Table 1 below, AQ203 SICG-based samples were prepared at the blending ratios shown in Table 2 below. In Table 1, the graphites satisfying the conditions of the present invention are C, D,
F and H.

試料の作製は、次のようにして行なった。耐火材料と黒
鉛とを１０分間混合した後、バインダーとしてフェノー
ル樹脂を添加し、２０分間混練し、油圧プレスを用いて
１１５０ｋａ／ｃｍ　２の圧力で１１４ｍｍｘ１１４ｍ
ｍｘ６５ｍｍの形状に成形した。The sample was prepared as follows. After mixing the refractory material and graphite for 10 minutes, add phenolic resin as a binder, knead for 20 minutes, and use a hydraulic press to form a 114 mm x 114 m sheet at a pressure of 1150 ka/cm2.
It was molded into a shape of m x 65 mm.

その後２２０℃で２４時間乾燥して供試試料とした。こ
れらの試料につき、第３表に示す各種試験を行ない、そ
の結果を第３表に併せて示す。Thereafter, it was dried at 220° C. for 24 hours to prepare a test sample. These samples were subjected to various tests shown in Table 3, and the results are also shown in Table 3.

第　　１　　表 黒鉛Ａ：マダカスカル産、商品名ＡＧＭ／Ｃ（申越黒鉛
■）、鱗片状 黒鉛Ｂ：中国産、商品名Ｐ８５Ｔ（東西■〕、鱗片状黒
、６４１Ｃ：中国産、商品名２８５〔東西■〕、鱗片状
黒鉛Ｄ：中国産、商品名＃１０００（東西■〕、鱗片状
黒鉛Ｅ：大韓民国産、商品名Ｃ＠〔光層鋳材製作所〕、
粉状黒鉛Ｆ：上記黒鉛Ｅを粉砕したもの 黒鉛Ｇ：スリランカ産、商品名ＦｉｎｅＣｈｉｐｓ　　
ＢＦ９５９７〔伊藤忠商事■〕、塊状 黒鉛Ｅ−１＝スリランカ産、商品名Ｕｌｔｒａ　Ｆｉｎ
ｅ　Ｐｏｗｄｅｒ　　（伊藤忠商事■〕、塊状 第　　２　　表 （商品名ＰＲ−５０２７３、住友デュレズ社製）第３表
から、黒鉛として粒径が７４μｍ以下であり■つそのう
らの５０重恒％以上が粒径２０μｍ以下である黒鉛を使
用した場合には、充填性がよく、低気孔率でおり、熱間
強度が大きく、耐酸化摩耗性、耐食性に優れていること
が明らかで必る。Table 1 Graphite A: Made in Madagascar, trade name AGM/C (Shanetsu graphite ■), flaky graphite B: Made in China, trade name P85T (Tozai ■), flaky black, 641C: Made in China, trade name 285 [ Tozai■], scaly graphite D: made in China, product name #1000 (tozai■), scaly graphite E: made in the Republic of Korea, product name C@ [Hikari Casting Materials Works],
Powdered graphite F: pulverized graphite E above Graphite G: Made in Sri Lanka, product name FineChips
BF9597 [ITOCHU Corporation ■], massive graphite E-1 = produced in Sri Lanka, product name Ultra Fin
e Powder (Itochu Corporation ■), lumpy Table 2 (Product name PR-50273, manufactured by Sumitomo Durez) Table 3 shows that the particle size of graphite is 74 μm or less, and that more than 50% of the back of the particle is made up of particles. It is clear that when graphite with a diameter of 20 μm or less is used, it has good filling properties, low porosity, high hot strength, and excellent oxidative wear resistance and corrosion resistance.

実施例２ 下記第４表に示す配合割合で試料を作製し、試験を行な
った。試料の作製方法及び試験方法は、実施例１と同様
にして行なった。試験結果を第４表に併記した。Example 2 Samples were prepared with the blending ratios shown in Table 4 below and tested. The sample preparation method and testing method were the same as in Example 1. The test results are also listed in Table 4.

第４表から、スピネル−カーボン系、マグネシア−カー
ボン系耐火物においても微細な黒鉛を使用することによ
り、優れた黒鉛含有耐火れんがが得られることが明らか
である。From Table 4, it is clear that excellent graphite-containing refractory bricks can be obtained by using fine graphite even in spinel-carbon and magnesia-carbon refractories.

第　　４　　表 （商品名ＰＲ−５０２７３、住友デュレズ社製）実施例
３ 第４表における本発明品５、本発明品８及び比較量５の
割合で黒鉛含有耐火れんがを製造し、混銑車のスラグラ
イン部で実用テストを行なった。Table 4 (Product name PR-50273, manufactured by Sumitomo Durez Co., Ltd.) Example 3 Graphite-containing refractory bricks were manufactured at the ratio of the present invention product 5, the present invention product 8, and the comparative amount 5 in Table 4, and the slag from a mixed iron car was A practical test was conducted in the line section.

２１２回使用した後、れんがを回収して損耗量を測定し
たところ、本発明品５は１チャージ当り０．１６ｍ１Ｔ
ｌの損耗量、本発明品８は１チャージ当り０．１２ｍｍ
の損耗量であり、一方比較品５は１ヂャージ当り０．２
１ｍｍの損耗量でめった。After using the bricks 212 times, we collected the bricks and measured the amount of wear, and found that the product 5 of the present invention lost 0.16 m1T per charge.
The amount of loss of l, the invention product 8 is 0.12 mm per charge.
On the other hand, comparative product 5 has a loss of 0.2 per jersey.
It was a failure with 1mm of wear.

（以　上）(that's all)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）粒径が７４μｍ以下であり且つそのうちの５０重
量％以上が粒径２０μｍ以下である黒鉛を３〜４０重量
％含有させてなることを特徴とする黒鉛含有耐火れんが
。(1) A graphite-containing refractory brick characterized by containing 3 to 40% by weight of graphite having a particle size of 74 μm or less, of which 50% by weight or more has a particle size of 20 μm or less.