[发明专利]铝氧碳化物组合物及其制造方法与耐火物

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷、耐火物或作为这些的原料而使用的铝氧碳化物组合物及其制造方法以及使用该铝氧碳化物组合物的耐火物。

背景技术

作为铝氧碳化物，已知有Al₂OC及Al₄O₄C的2种。特别是Al₄O₄C具有在高温下稳定、具有抗氧化效果、耐腐蚀性优异以及低热膨胀率这样的特征。是将来可期待作为耐火物、陶瓷或这些的原料的材料。特别期待可作为钢铁等的熔融金属用的耐火物使用的氧化铝碳质耐火物、氧化镁碳质耐火物等的含碳耐火物的原料。

作为含有该Al₄O₄C（铝氧碳化物）的铝氧碳化物组合物的制造方法，非专利文献1中公开了在氩气氛下热处理氧化铝与石墨的方法。具体而言，将乙醇添加于平均粒径为0.1μm的氧化铝与粒径为45μm以下的石墨试剂中，用玛瑙研钵混合后，经干燥，将混合物的粉体（2g）加入石墨坩埚中，使电炉内成真空后，送入氩气且在1700℃下烧成。此外，非专利文献2中公开了用电弧炉制造铝氧碳化物组合物的方法。但是，非专利文献2指出用该制造方法获得的铝氧碳化物组合物的碳量变多时，容易与水反应的Al₄C₃变多。

另一方面，专利文献1中公开了为了抑制Al₄C₃的生成，均匀混合碳质原料与氧化铝，且使C成分的偏差消失。

然而，已知Al₄O₄C在大气中在约850℃下会被氧化而氧化铝化，Al₄O₄C的结晶粒子微细时，作为耐火物的原料使用时会被氧化而使耐氧化性、耐腐蚀性、低热膨胀率这样的效果难以长时间持续。

现有技术文献

专利文献

专利文献1  国际公开第2010/113972号公报

非专利文献

非专利文献1  耐火物 第59卷 288页 2007年

非专利文献2  耐火物 第35卷 316页 1983年

发明内容

本发明欲解决的课题为提供一种可抑制使用中的Al₄O₄C氧化且可使Al₄O₄C的效果长时间持续的铝氧碳化物组合物及其制造方法，以及使用该铝氧碳化物组合物的含碳耐火物。

本发明的铝氧碳化物组合物为具有Al₄O₄C结晶的铝氧碳化物组合物，其特征为以任意截面观察该铝氧碳化物组合物时，Al₄O₄C结晶的截面积换算成圆时的平均直径为20μm以上。

本发明的铝氧碳化物组合物优选含有Al₄O₄C以外的刚玉（corundum）的结晶，且更优选刚玉结晶与Al₄O₄C结晶交互排列成层状。此外，本发明的铝氧碳化物组合物除Al₄O₄C与刚玉以外，有时也包含少量的Al₂OC、AlON等的氧氮化物、γ-Al₂O₃等。此外，含碳量优选为3.2～6.3质量%以下。

用于制造上述的本发明的铝氧碳化物组合物的本发明的制造方法的特征为用电弧炉使碳质原料与氧化铝质原料熔融后，在该电弧炉内冷却。

在本发明的制造方法中，优选在所述碳质原料与所述氧化铝质原料中，添加以外加比例计为0.2～10.0质量%的选自碳化硅、碳化硼、氮化铝、氮化硼及金属中的1种以上，此外，优选以使C成分的偏差在±10%以内的方式均匀地混合碳质原料、氧化铝质原料、碳化硅等原料。

根据本发明，由于Al₄O₄C结晶的截面积换算成圆时的平均直径为20μm以上，因此可抑制使用中的Al₄O₄C的氧化，可使Al₄O₄C的效果长时间持续。

附图说明

图1为本发明的铝氧碳化物组合物（表1的实施例2）的显微组织照片。

图2为以往的铝氧碳化物组合物（表1的对比例1）的显微组织照片。

具体实施方式