[发明专利]含厚鳞状石墨耐火物

说明书

技术领域

本发明涉及一种含石墨的耐火物。

背景技术

在炼铁工艺中的转炉、浇包、二次精炼炉、高炉、铁水罐车等的内衬用耐火物、连续铸造用浇注嘴、压入材料、锻压材料碎料等上广泛地使用混合氧化镁、氧化铝、氧化锆、尖晶石等耐火性原料与石墨的耐火物。由于有效利用石墨能够赋予难以被炉渣浸润的性质、降低弹性率及热膨胀、增大热传导率等特性，因此在改善耐火物的耐蚀性、抗剥落性方面非常有用。

在以往就已得到关于添加于耐火物中的石墨形状的一些知识。在专利文献1中，公开有含有层面的扩展大小为0.105mm以上、鳞片的厚度为20μm以下的薄鳞片状石墨原料的含石墨耐火物。在专利文献2中，公开有使用厚度为12μm以下的薄膨胀石墨的氧化镁-碳质砖坯。在专利文献3中，公开有干混合耐火骨料与石墨而对石墨进行薄壁化的方法。在非专利文献1中有如下记载，一般使用的石墨的厚度为36μm或25μm，相比之下，通过使用厚度为9μm或10μm的薄石墨，特性有所改善。由于上述文献的石墨已薄壁化，因此用粒径/厚度来定义的径厚比具有15～40左右的较大的径厚比。

但是，由于薄石墨的径厚比较大，因此在混匀时很难均匀地分散。由此，存在以下问题，所得到的含石墨耐火物存在强度不均变大的倾向，在浇注嘴状的耐火物中成为折损的原因，在熔融金属的保持容器的内衬用耐火物中成为表面剥离等的原因，由于这些问题，造成耐火物的耐用性变得不稳定。

另一方面，在专利文献4中，公开有含有粒度为50μm以上且径厚比为0.5以上、小于5的粒状石墨的耐火物。在专利文献5中，公开有含有如下块状石墨的耐火物，该块状石墨具有长度方向为0.1～1mm、与长度方向正交的方向为0.1mm以上的断面。上述文献的耐火物都以使用接近球形即径厚比小的石墨为特征。

由于石墨的形状不同于一般的耐火骨料的形状，具有鳞片状这样的特殊形状，而且具有层之间容易剥离的性质，因此具有如下效果，通过使将要发展的裂纹发生分支或迂回，或者通过使石墨的层之间发生剥离来吸收裂纹的发展能量。但是，在将径厚比小的石墨分散于耐火物中的情况下，裂纹容易在石墨以外的耐火性骨料中发展，通过添加石墨来吸收裂纹的发展能量的效果则变小。尤其在如专利文献5所示的厚度为100μm以上的较大石墨中，由于因相同质量左右的石墨个数减少从而裂纹接触石墨的概率降低，因此改善效果进一步变小。

专利文献1：日本国特公平2-43698号公报

专利文献2：日本国特开2000-319063号公报

专利文献3：日本国专利第3077942号公报

专利文献4：日本国专利第3327884号公报

专利文献5：日本国专利第3327883号公报

非专利文献1：《耐火物》37（1985）25页

发明内容

本发明要解决的课题为提供一种含石墨耐火物，其具有强度不均较小且裂纹难以发展的特性，从而显示出稳定的耐用性。

本发明者们考虑到具有强度不均较小且裂纹难以发展的特性十分有助于含石墨耐火物的耐用稳定性，对使用的石墨形状进行了潜心研究。如背景技术所记载，以往虽然对用粒径/厚度来定义的径厚比为15～40左右的较大石墨与径厚比小于5的较小的石墨进行了研究，但是在实际上作为耐火物的原料来使用时，判明了分别存在如上所述的问题。本发明者们对石墨形状对上述特性产生的影响进行了调查，其结果发现，在径厚比为以往的中间值的石墨中，能够通过使用特定厚度的石墨来解决上述的问题，从而完成了本发明。

即，本发明的特征为，在包含耐火性原料与石墨的耐火物中，厚鳞状石墨的含量为该耐火物中的石墨整体的20质量%以上，厚鳞状石墨的厚度为50μm以上、小于100μm，用粒径/厚度来定义的径厚比为5以上12以下。

通过如下方法判明了本发明中的石墨形状，通过单轴冲压来形成单独的石墨坯体或混匀石墨与耐火骨材的坯体，将此埋入于树脂中，研磨平行于加压方向的面，用反射显微镜观察石墨断面。石墨的粒径是被观察的石墨的长度方向的大小，石墨的厚度是与长度方向呈直角方向的大小。由于在各个石墨中粒径与厚度未必是一定的，因此根据需要对几处任意点进行测定后进行平均。径厚比是作为通过观察测定的粒径/厚度来定义的。

图1表示通过本方法埋入于树脂中的石墨的反射显微镜相片。本发明的厚鳞状石墨显然比供含石墨耐火物之用而一般使用的天然鳞状石墨厚度大。