镁碳砖及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种不含有石墨且耐剥落性及耐腐蚀性优秀的镁碳砖及其制造方法。具体而言，在耐火原材料配合物中添加有机粘合剂并混炼成形后进行热处理，使在1400℃还原气氛下3小时热处理后的表观气孔率为8.0％以下，所述耐火原材料配合物含有总量为0.1质量％以上2.0质量％以下的沥青及/或碳黑、总量为0.1质量％以上1.0质量％以下的铝及/或铝合金、3.0质量％以上10.0质量％以下的粒径小于0.075mm的氧化镁以及87.0质量％以上96.0质量％以下的粒径为0.075mm以上且小于5mm的氧化镁，且粒径为1mm以上且小于5mm的氧化镁相对于粒径为0.075mm以上且小于1mm的氧化镁的质量比为1.66以上2.34以下，且不含有石墨。

Magnesium Carbon Brick and Its Manufacturing Method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】镁碳砖及其制造方法
本专利技术涉及熔融金属容器、精炼炉等所使用的镁碳砖及其制造方法。
技术介绍
镁碳砖通常含有鳞状石墨作为碳源，但由于含有鳞状石墨，因此存在有导热系数高导致熔融金属的散热所引起的热损耗的问题、增碳的问题。此外，还存在有下述问题，即，在转炉或二次精炼设备等的氧化气氛下使用时，由于炉渣成分浸润到气孔中而加速了骨料的溶解，所述气孔随着氧化所引起的石墨的消失而形成，因此耐腐蚀性不足。虽然从这些观点出发，希望在镁碳砖中不含有鳞状石墨，但如果不含有鳞状石墨，则产生耐剥落性降低这样的问题。因此，提出有各种方法来抑制不含有该鳞状石墨所伴随的耐剥落性的降低。例如，在专利文献1中，提出有单独使用或并用有机粘合剂、沥青、碳黑来作为鳞状石墨的代替碳源的技法，利用该技法，即使在具有致密的组织并且在高温下长时间使用的情况下，也不会进行过度的烧结(抑制高弹性模量化)，因而能够维持良好的耐剥落(spalling)性。而且，在实施例9中，公开有以酚醛树脂为粘合剂，添加有1质量％的沥青、1质量％的碳黑的不含有鳞状石墨的镁铝砖(magnesiaaluminabrick)。然而，根据本专利技术者的试验，已知即使仅将该专利文献1的技法应用在镁碳砖上，在RH脱气炉等上使用的情况下，也存在有产生因剥落而导致的龟裂、破裂的问题。此外，在专利文献2中记述有，氧化镁类原材料中的粒径超过10μm且500μm以下的粒子占耐火原材料配合物中的20～50质量％，并且，从耐剥落性的方面出发，优选不使用或者少使用氧化镁类原材料中的微粉部分尤其是10μm以下的部分。并且，在专利文献3中公开有一种镁碳砖，耐火原材料配合物中的粒径为1mm以上的氧化镁粒子量相对于粒径小于1mm的氧化镁粒子量的质量比为1.27以上2.58以下，且石墨在氧化镁和石墨的合计量中所占的配合量为10质量％以下。而且，在专利文献3中记述有以下要点。即，“由于与通常的镁碳砖相比，该镁碳砖包含更多的粗粒，因此尽管石墨配合量较少，但耐剥落性良好。可是，在石墨配合量例如为6质量％以下这样的较少的情况下，根据使用条件而存在有耐剥落性不足的情况。在这样的情况下，优选配合软化点为70℃以上370℃以下的沥青或者碳黑。这些原材料具有改善镁碳砖的耐剥落性的效果。虽然对该添加量没有特别限制，但优选这些原材料的总量为，相对于耐火原材料配合物中的氧化镁和石墨的总量，通过外掺，为0.5质量％以上4质量％以下。”虽然这些专利文献2及专利文献3都是在耐火原材料配合物中含有石墨的例子，但本专利技术者在利用从这些耐火原材料配合物中仅去除了石墨的耐火原材料配合物来制造不含有石墨的非烧成氧化镁砖时，耐剥落性及耐腐蚀性不足。专利文献1：日本特开平11-322405号公报专利文献2：日本特开2007-182337号公报专利文献3：日本特开2013-72090号公报
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种不含有石墨且耐剥落性及耐腐蚀性优秀的镁碳砖及其制造方法。本专利技术者发现，通过在不含有石墨的镁碳砖的耐火原材料配合物中，在特定范围内使用沥青及/或碳黑以及铝及/或铝合金，并且使粒径为1mm以上且小于5mm的氧化镁相对于粒径0.075mm以上且小于1mm的氧化镁的质量比为1.66以上2.34以下，可同时满足热处理后的致密化和低弹性模量化。而且，发现在实炉使用中可得到耐剥落性及耐腐蚀性优秀的镁碳砖。即，根据本专利技术，可提供以下(1)至(7)的镁碳砖及(8)的镁碳砖的制造方法。(1)一种镁碳砖，在向耐火原材料配合物添加有机粘合剂并混炼成形后，进行热处理而得到，其特征在于，耐火原材料配合物含有总量为0.1质量％以上2.0质量％以下的沥青及/或碳黑、总量为0.1质量％以上1.0质量％以下的铝及/或铝合金、3.0质量％以上10.0质量％以下的粒径小于0.075mm的氧化镁以及87.0质量％以上96.0质量％以下的粒径为0.075mm以上且小于5mm的氧化镁，且粒径为1mm以上且小于5mm的氧化镁相对于粒径为0.075mm以上且小于1mm的氧化镁的质量比为1.66以上2.34以下，不含有石墨，在1400℃还原气氛下3小时热处理后的表观气孔率为8.0％以下。(2)根据(1)所述的镁碳砖，其特征在于，在耐火原材料配合物中并用有沥青及碳黑。(3)根据(1)或(2)所述的镁碳砖，其特征在于，在耐火原材料配合物中，沥青及/或碳黑总量为0.2质量％以上1.4质量％以下。(4)根据(1)至(3)的任意1项所述的镁碳砖，其特征在于，在耐火原材料配合物中，铝及/或铝合金总量为0.1质量％以上0.7质量％以下。(5)根据(1)至(4)的任意1项所述的镁碳砖，其特征在于，在耐火原材料配合物中，粒径为1mm以上且小于5mm的氧化镁相对于粒径为0.075mm以上且小于1mm的氧化镁的质量比为1.85以上2.20以下。(6)根据(1)至(5)的任意1项所述的镁碳砖，其特征在于，在耐火原材料配合物中使用有硅，所述硅与铝及/或铝合金的总量为0.2质量％以上1.0质量％以下。(7)一种镁碳砖的制造方法，其特征在于，在向耐火原材料配合物添加有机粘合剂并混炼成形后进行热处理，所述耐火原材料配合物含有总量为0.1质量％以上2.0质量％以下的沥青及/或碳黑、总量为0.1质量％以上1.0质量％以下的铝及/或铝合金、3质量％以上10质量％以下的粒径小于0.075mm的氧化镁以及87.0质量％以上96.0质量％以下的粒径为0.075mm以上且小于5mm的氧化镁，且粒径为1mm以上且小于5mm的氧化镁相对于粒径为0.075mm以上且小于1mm的氧化镁的质量比为1.66以上2.34以下，且不含有石墨。另外，本专利技术所述的粒径是指用筛来筛分耐火原材料粒子时的筛目的尺寸，例如粒径小于0.075mm的氧化镁是指通过筛目为0.075mm的筛的氧化镁，粒径为0.075mm以上的氧化镁是指未通过筛目为0.075mm的筛目的氧化镁。下面，对本专利技术的特征即耐火原材料配合物的构成进行说明。为了使砖低弹性模量化来提高耐剥落性，使用有0.1质量％以上2.0质量％以下的沥青及/或碳黑，优选为0.2质量％以上1.4质量％以下。在沥青及/或碳黑小于0.1质量％时，则耐剥落性提高效果不足，当超过2.0质量％时，则因气孔率升高而耐腐蚀性降低。另外，在本专利技术中，利用在1400℃还原气氛下3小时热处理后的表观气孔率及声速弹性模量的测定值对砖的耐剥落性及耐腐蚀性进行了评价。以下叙述的砖的表观气孔率及声速弹性模量都是在1400℃还原气氛下3小时热处理后的测定值。此外，将表观气孔率仅称为气孔率，将声速弹性模量仅称为弹性模量。在本专利技术的耐火原材料配合物中，为了氧化防止和组织的致密化，使用有0.1质量％以上1.0质量％以下的铝及/或铝合金，优选为0.1质量％以上0.7质量％以下。当铝及/或铝合金超过1.0质量％时，则因使用时的铝的反应所导致的膨胀进一步讲铝及/或铝合金发生熔融、挥发而产生的气孔，而导致气孔率升高，耐腐蚀性不足。在铝及/或铝合金小于0.1质量％时，则组织的致密化效果不足，气孔率上升且耐腐蚀性降低。例如通过应用粒径小于0.075mm的较细的铝及/或铝合金，可进一步明显体现该组织的致密化效果。由于本专利技术的耐火原材料配合物不含有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镁碳砖，在向耐火原材料配合物添加有机粘合剂并混炼成形后，进行热处理而得到，其特征在于，耐火原材料配合物含有总量为0.1质量％以上2.0质量％以下的沥青及/或碳黑、总量为0.1质量％以上1.0质量％以下的铝及/或铝合金、3.0质量％以上10.0质量％以下的粒径小于0.075mm的氧化镁以及87.0质量％以上96.0质量％以下的粒径为0.075mm以上且小于5mm的氧化镁，且粒径为1mm以上且小于5mm的氧化镁相对于粒径为0.075mm以上且小于1mm的氧化镁的质量比为1.66以上2.34以下，不含有石墨，在1400℃还原气氛下3小时热处理后的表观气孔率为8.0％以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.27 JP 2016-2109781.一种镁碳砖，在向耐火原材料配合物添加有机粘合剂并混炼成形后，进行热处理而得到，其特征在于，耐火原材料配合物含有总量为0.1质量％以上2.0质量％以下的沥青及/或碳黑、总量为0.1质量％以上1.0质量％以下的铝及/或铝合金、3.0质量％以上10.0质量％以下的粒径小于0.075mm的氧化镁以及87.0质量％以上96.0质量％以下的粒径为0.075mm以上且小于5mm的氧化镁，且粒径为1mm以上且小于5mm的氧化镁相对于粒径为0.075mm以上且小于1mm的氧化镁的质量比为1.66以上2.34以下，不含有石墨，在1400℃还原气氛下3小时热处理后的表观气孔率为8.0％以下。2.根据权利要求1所述的镁碳砖，其特征在于，在耐火原材料配合物中并用有沥青及碳黑。3.根据权利要求1或2所述的镁碳砖，其特征在于，在耐火原材料配合物中，沥青及/或碳黑总量为0.2质量％以上1.4质量％以下。4.根据权利要求1至3的任意1项所述的镁碳砖，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：冨田雄也，田中雅人，泽井重人，
申请(专利权)人：黑崎播磨株式会社，日本制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP