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JP3197680B2 - MgO−C質不焼成れんがの製造方法 - Google Patents

MgO−C質不焼成れんがの製造方法

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Publication number
JP3197680B2
JP3197680B2 JP13012893A JP13012893A JP3197680B2 JP 3197680 B2 JP3197680 B2 JP 3197680B2 JP 13012893 A JP13012893 A JP 13012893A JP 13012893 A JP13012893 A JP 13012893A JP 3197680 B2 JP3197680 B2 JP 3197680B2
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JP
Japan
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pitch
brick
weight
particles
magnesia particles
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JP13012893A
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JPH06321626A (ja
Inventor
恒雄 北井
明慶 前川
裕文 井上
清 大川
博 山本
昭二 規工川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Krosaki Harima Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Krosaki Harima Corp
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Publication date
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Priority to JP13012893A priority Critical patent/JP3197680B2/ja
Publication of JPH06321626A publication Critical patent/JPH06321626A/ja
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、耐食性および耐熱スポ
ーリング性に優れたMgO−C質不焼成れんがの製造方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】MgO−C質不焼成れんがは、例えば転
炉、取鍋、混銑車、真空脱ガス炉などの内張り材として
使用され、良好な成績をおさめている。しかし、各炉に
おける最近の操業条件の過酷化に伴い、より耐用性に優
れたMgO−C質不焼成れんがが強く求められている。
MgO−C質不焼成れんがの耐食性を向上させるために
はマグネシア粒子の割合を多くすればよい。しかし、そ
れに伴ってカーボンの量が減少し、耐熱スポーリング性
が低下する。
【0003】従来、耐熱スポーリング性の低下を防止す
る目的で、ピッチ粉を添加することが知られている。こ
れらのれんがは、ピッチ粉がれんがマトリックスに均一
に分散していることにより、れんがマトリックス全体が
多孔質化し、亀裂の伝播を防ぎ耐熱スポーリング性の向
上に役立っていた。しかし、多孔質化したマトリックス
には、溶融スラグ、溶融金属、ガスが容易に侵入するこ
とが原因で、れんがの耐食性が低下する。
【0004】これらの問題を解決するものとして例え
ば、特開平1−275463号公報にみられるように、
マグネシア原料とカーボンの一次粒子にフェノールやピ
ッチなどのバインダーを添加して造った二次粒子を使用
する方法が知られている。また、特開平2−16785
5号公報では、粗粒骨材の表面をフェノール樹脂で被覆
して使用する方法が提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の方法で
も、耐食性を向上させるためにカーボンの量を減らすと
十分な耐熱スポーリング性が得られなかった。粗粒骨材
の表面をフェノール樹脂で被覆する方法では、前記欠点
に加えて、残存炭素がアモルファスなため耐食性に劣
る。本発明は、耐食性の低下を抑制しつつ耐熱スポーリ
ング性が向上するMgO−C質不焼成れんがの製造方法
を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】そこで本発明者らは、種
々検討を重ねた。その結果、ピッチをマグネシア粒子に
特定の割合で被覆することにより、上記従来の問題を解
決できることを知り、本発明を完成するに至ったもので
ある。本発明は、マグネシア粒子100重量部に対し
て、ピッチが1〜5重量部であるピッチ被覆マグネシア
粒子を10〜50重量%、残部がマグネシア粒子とカー
ボンを主材とした配合物を成形することを特徴とするM
gO−C質不焼成れんがの製造方法である。
【0007】本発明で使用するマグネシア粒子は、焼結
マグネシア粒子、電融マグネシア粒子、天然マグネサイ
ト粒子あるいはこの仮焼物などから選ばれる一種または
併用でもよい。粒径は従来のMgO−C質不焼成れんが
と同様、密充填組織が得られるように粗粒、中粒、微粒
に調整する。被覆に使用するピッチについては、ピッチ
粉、タールなどがあげられるが、種類は限定するもので
はない。タールは液状であっても固化した後は、ピッチ
粉と同等の効果を得ることができる。
【0008】ピッチの被覆方法には特にこだわるもので
はないが、本発明実施例では、粉末ピッチが溶融し十分
流動する温度で予熱された上述マグネシア粒子の一種ま
たは二種以上の粒子にピッチ粉をまぶし付ける方法を用
いた。マグネシア粒子の粒径は特に限定するものではな
いが、本発明のピッチ被覆粒子が耐熱スポーリング性に
与える効果を十分に発揮するには、1mm以上で、かつ
6mm未満が好ましい。上述の被覆方法では、ピッチは
完全に溶融した状態でマグネシア粒子を被覆している。
ピッチ被覆マグネシア粒子は冷却後、単独粒子に分離さ
れ、れんが原料として使用された。
【0009】本発明では、ピッチをマグネシア粒子の周
囲にのみ存在させることにより、従来技術に見られるマ
トリックス全体が均一に多孔質化することを防止してい
る。また、本発明では、れんがマトリックス部分に、ピ
ッチが存在しないため、同部は緻密で高強度な状態に保
たれている。このマトリックスの性質により耐食性を優
れた状態に維持することが可能である。
【0010】本発明で使用されるピッチ被覆マグネシア
粒子は、使用時の加熱によりピッチ部分の一部が空隙と
なる。さらにこの空隙の内壁には、結晶度が低い黒鉛が
存在する。この空隙と内壁の黒鉛は熱衝撃により発生し
た亀裂の伝播を阻止する。この阻止作用により、れんが
が剥落するほどの大きな亀裂には容易には発達しない。
【0011】したがって、ピッチ被覆マグネシア粒子の
使用量が増大すると、亀裂が、上述の空隙と内壁の黒鉛
に遭遇する機会は増大し、それに応じてれんがの耐熱ス
ポーリング性が向上する。一方、れんがの耐食性はピッ
チ被覆マグネシア粒子使用量が多過ぎる場合は悪化す
る。これは、上述粒子の使用量が過多なため、れんがの
気孔率が増大した事による。
【0012】具体的には、ピッチ被覆マグネシア粒子の
使用量が10重量%未満では耐熱スポーリング性の向上
には効果が小さい。また、ピッチ被覆マグネシア粒子の
使用量が50重量%を越えると耐食性が悪化する。この
理由から、ピッチ被覆マグネシア粒子使用量が10〜5
0重量%の場合に耐熱スポーリング性が最良となり、か
つ耐食性の劣化が極少に押さえられる。
【0013】なお、上述の空隙は1500℃以上の高温
域では、マグネシア粒子の熱膨張により埋められる。し
たがって、マグネシア粒子を被覆しているピッチの厚さ
は、実機の稼動面の温度におけるマグネシア粒子の熱膨
張により埋めることが可能な範囲であることが望まし
い。
【0014】ピッチの被覆量は、望ましくはマグネシア
粒子100重量部に対して、1〜5重量部である。この
範囲の下限よりも少ない場合は、熱衝撃により発生した
亀裂の伝播を阻止できないため、耐熱スポーリング性向
上の効果がほとんどない。この範囲の上限よりも多い場
合は、ピッチ被覆マグネシア粒子の周囲に空隙が多くな
り過ぎるため耐食性が劣化する。
【0015】カーボンの具体的な種類は、りん状黒鉛、
土状黒鉛、人造黒鉛、ピッチコークス、無煙炭、カーボ
ンブラックなどから選ばれる一種または二種以上であ
る。粒径は特に限定するものではないが、好ましくは
0.5mm以下とする。
【0016】MgO−C質不焼成れんがは、以上の配合
物の他にも、本発明の効果を損なわない範囲で、各種の
金属粉、金属酸化物、炭化物、ほう化物、窒化物、ファ
イバー類などから選ばれる一種または二種以上を適当量
添加してもよい。金属酸化物の例としては、アルミナ、
スピネル、クロミアなどがあげられる。MgO−C質不
焼成れんがの製造方法は、上述のピッチ被覆粒子を含む
配合物を混練、成形する。
【0017】混練には、フェノール樹脂、フラン樹脂な
どを耐火性配合物全体に対する外掛けで2〜5重量%添
加する。成形は、均質組織が得られるようにラバープレ
スの使用が好ましいが、オイルプレスやフリクションプ
レスによる一軸成形法でも行うことができる。さらにラ
バープレスと一軸成形の併用も可能である。成形後は、
例えば100〜800℃で加熱処理し、結合剤を硬化さ
せることにより、成形体の強度を付与する。
【0018】
【実施例】以下に本発明実施例とその比較例を示す。表
1は、本発明実施例、比較例およびその試験結果であ
る。
【0019】
【表1】
【0020】表に示す配合物に結合剤としてフェノール
樹脂を外掛けで4重量%添加しエッジランナーで混練し
た後、フリクションプレスを用い1000kg/cm2
の加圧力で並型に成形した。その後、200℃で加熱処
理し、冷却したものを供試れんがとした。こうして得ら
れた供試れんがを使用し、耐熱スポーリング性、耐食性
について試験を行った。
【0021】耐熱スポーリング性;前記の並型れんがか
ら得られた40mm×40mm×114mmの角柱状の
供試れんがの長さ方向の一端から約50mmまでを16
50℃の溶銑に5分間浸漬後、室温まで強制的に空冷す
る操作を繰り返す方法で行なった。
【0022】剥落に至るまでの繰り返し回数を耐熱スポ
ーリング性剥落発生サイクルとする。耐熱スポーリング
性剥落発生サイクルが多いものが良と判断され、本発明
実施例は、いずれも良好な結果が得られた。
【0023】耐食性;回転侵食法を用い、比較例1の耐
食性を100とし、侵食比を計算した。なお、耐食性の
試験は以下の条件で行った。 温度:1700℃、 侵食剤:鋼60%+スラグ(CaO/SiO2=3.0,Total・Fe
=15%)40% タップ時間と回数:10分×20回
【0024】表1に記載した様に、ピッチ被覆量が1〜
5重量部のピッチ被覆マグネシア粒子を10〜50重量
%使用する場合は、ピッチ被覆マグネシア粒子を全く使
用しない比較例1の耐熱スポーリング性剥落発生サイク
ル10回に比較し、何れも20回以上の回数を示し優れ
ている。
【0025】比較例2、比較例4は、ピッチ被覆マグネ
シア粒子の使用量が10重量%未満である。ピッチ被覆
量も0.5重量部、6重量部となっており、耐熱スポー
リング性剥落発生サイクルが11回、12回と劣ってい
る。また、比較例3は、ピッチ被覆マグネシア粒子の使
用量が50重量%を超えている。ピッチ被覆量も1重量
部未満になっており、この場合も耐熱スポーリング性剥
落サイクルが13回と劣っている。
【0026】一方、比較例5は、ピッチ被覆マグネシア
粒子の使用量が50重量%より多く、かつピッチ被覆量
が5重量部を越えており、耐熱スポーリング性剥落サイ
クルが20回以上で優れているものの侵食比は250で
耐食性が劣悪である。比較例6は、従来法(特開平2−
167855号公報)の一例として、マグネシア粒子1
00重量部に対して、フェノールを5重量部被覆した粒
子を使用した例である。この例では、残炭性が少なく、
かつ残存炭素はアモルファスを呈する。したがって、空
隙の内壁はピッチ被覆の場合に比較して亀裂が伝播しや
すい状態になる。これらの理由により、比較例6では亀
裂の伝播を防止する能力が低く耐熱スポーリング性が向
上せず耐食性も劣っている。
【0027】比較例7は、マグネシア粒子100重量部
に対して、ピッチ被覆量が3.5重量部になっているが
使用量が60重量%になっている。この場合、耐熱スポ
ーリング性剥落サイクルは若干向上するものの侵食比は
170で耐食性がかなり悪くなっている。
【0028】なお、実施例では、全ての例で金属アルミ
ニウムを外掛けで3重量%使用しているが、使用・不使
用および使用割合は本発明の効果を左右するものではな
い。
【0029】マグネシア粒子については、実施例では、
焼結マグネシア粒子を使用したが、電融マグネシア粒
子、天然マグネサイト粒子あるいはこの仮焼物を使用し
ても同じ効果が得られた。
【0030】カーボンについても、実施例では、りん状
黒鉛を10重量%使用したが、使用割合は限定されるも
のではなく、また、土状黒鉛、人造黒鉛、ピッチコーク
ス、無煙炭、カーボンブラックを使用しても同じ効果が
得られた。
【0031】実機試験;前記実施例の項で示したのとほ
ぼ同様の方法で実機形状に製造したMgO−C質不焼成
れんがのうち、実施例2、実施例4、比較例1および比
較例3について、実際に330t転炉の傾斜部の下部に
築造し、稼動した。比較例1の耐用回数を100として
耐用性を計算した。比較例1、比較例3が100%以下
に対して、実施例2、実施例4とも120%以上の耐用
性が得られた。
【0032】築造部位は、転炉の内部でも温度変動の激
しい部位である。この結果からも明らかなように、本発
明実施例より得られたMgO−C質不焼成れんがは、実
機においても十分な効果を発揮した。実機試験は、転炉
の傾斜部の下部に使用したが、取鍋、混銑車、真空脱ガ
ス炉などにおいても同様の効果が得られた。
【0033】
【発明の効果】本発明により製造されたMgO−C質不
焼成れんがは、ピッチ被覆マグネシア粒子を配合物に含
有させたことにより、MgO−C質耐火物が本来有して
いる耐熱スポーリング性および耐食性と相俟って、溶融
金属処理装置用の内張り材として従来品に比し20〜2
5%の耐用性の向上が見られ、その経済的効果が大き
い。
フロントページの続き (72)発明者 井上 裕文 福岡県北九州市戸畑区飛幡町1番1号 新日本製鐵株式会社 八幡製鐵所内 (72)発明者 大川 清 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株 式会社 技術開発本部内 (72)発明者 山本 博 福岡県北九州市八幡西区東浜町1−1 黒崎窯業株式会社内 (72)発明者 規工川 昭二 福岡県北九州市八幡西区東浜町1−1 黒崎窯業株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−290354(JP,A) 特開 平2−311358(JP,A) 特開 昭64−42361(JP,A) 特開 昭61−127672(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C04B 35/00 - 35/22

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マグネシア粒子100重量部に対して、
    ピッチが1〜5重量部であるピッチ被覆マグネシア粒子
    を10〜50重量%、残部がマグネシア粒子とカーボン
    を主材とした配合物を成形することを特徴とするMgO
    −C質不焼成れんがの製造方法。
JP13012893A 1993-05-07 1993-05-07 MgO−C質不焼成れんがの製造方法 Expired - Lifetime JP3197680B2 (ja)

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JPH06321626A JPH06321626A (ja) 1994-11-22
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CN102019417B (zh) * 2010-11-17 2012-10-03 山东钢铁股份有限公司 一种钢包浇注工作衬的修砌方法
BR112015024070B1 (pt) * 2013-03-21 2019-12-24 Krosakiharima Corp material refratário, e, válvula de lingotamento

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