JP2002265210A - Refractory raw material, refractory raw material composition, refractory and production process of graphite particle usable for them - Google Patents

Refractory raw material, refractory raw material composition, refractory and production process of graphite particle usable for them

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JP2002265210A
JP2002265210A JP2001065369A JP2001065369A JP2002265210A JP 2002265210 A JP2002265210 A JP 2002265210A JP 2001065369 A JP2001065369 A JP 2001065369A JP 2001065369 A JP2001065369 A JP 2001065369A JP 2002265210 A JP2002265210 A JP 2002265210A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a refractory which is excellent in thermal shock resistance, oxidation resistance and corrosion resistance and has a low carbon content, and also to provide graphite particles used as a raw material for the refractory. SOLUTION: The production process of this refractory comprises preparing a refractory raw material composition comprising refractory aggregate and a refractory raw material that consists of graphite particles having a <=500 nm average particle size, or another refractory raw material that consists of graphite particles produced by graphitizing carbon black, and forming the prepared refractory raw material composition into a refractory formed body, wherein, by adding at least one element selected from metals, boron and silicon, to the graphite particles, corrosion resistance and oxidation resistance of the resulting refractory are further improved.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はグラファイト粒子か
らなる耐火物原料及びそれを含有する耐火物原料組成物
に関する。また、当該耐火物原料組成物を成形してなる
耐火物、特に耐食性、耐酸化性及び耐熱衝撃性に優れ
た、精錬用容器の内張りとして好適な耐火物に関する。
さらに、前記耐火物原料として使用可能なグラファイト
粒子の製造方法に関する。
The present invention relates to a refractory raw material comprising graphite particles and a refractory raw material composition containing the same. The present invention also relates to a refractory obtained by molding the refractory raw material composition, particularly to a refractory excellent in corrosion resistance, oxidation resistance and thermal shock resistance and suitable as a lining for a smelting vessel.
Further, the present invention relates to a method for producing graphite particles usable as the refractory raw material.

【0002】[0002]

【従来の技術】炭素は、スラグ等の溶融物に濡れにくい
性質を有していることから、炭素を含有する耐火物は優
れた耐用を有している。そのため、近年各種の溶融金属
容器の内張り耐火物として広く使用されている。例え
ば、耐火骨材としてマグネシアを用いた場合には、上記
炭素の有する特性とマグネシアの有する溶融物に対する
耐食性とにより、溶融金属容器の内張り耐火物として優
れた耐用を発現する。
2. Description of the Related Art Refractories containing carbon have excellent durability because carbon has a property of being hardly wetted by a molten material such as slag. Therefore, in recent years, it has been widely used as a refractory lining for various molten metal containers. For example, when magnesia is used as the refractory aggregate, excellent durability is exhibited as the refractory lining of the molten metal container due to the properties of the carbon and the corrosion resistance to the molten material of magnesia.

【0003】しかしながら、炭素含有耐火物の使用が拡
大するにしたがって、耐火物中の炭素の溶鋼中への溶
出、いわゆるカーボンピックアップが問題となってきて
いる。特に近年では鋼の高品質化の要求が一段と厳し
く、より炭素含有量の少ない耐火物への要求が高まって
きている。一方、容器からの熱放散の抑制や省エネルギ
ー等の環境保護的な面から低熱伝導性の耐火物を使用す
ることが望まれており、この点からも低炭素含有量の耐
火物が求められている。
[0003] However, as the use of carbon-containing refractories has expanded, the elution of carbon in refractories into molten steel, so-called carbon pickup, has become a problem. In particular, in recent years, the demand for higher quality steel has become even more severe, and the demand for refractories having a lower carbon content has been increasing. On the other hand, it is desired to use a refractory having low thermal conductivity from the viewpoint of environmental protection such as suppression of heat dissipation from a container and energy saving. From this point, a refractory having a low carbon content is required. I have.

【0004】従来、炭素含有耐火物に使用される炭素質
原料として、鱗状黒鉛、ピッチ、コークス、メソカーボ
ン等が主に使用されていた。低炭素含有量の耐火物を得
るために、これらの炭素質原料の使用量を単純に減らし
たのでは、耐熱衝撃性が低下するという問題が生じてい
た。この問題を解決するために、特開平5−30177
2号公報には、炭素質原料として膨張黒鉛を使用した耐
火物が提案されている。その実施例には、焼結マグネシ
アを95重量部、膨張黒鉛を5重量部及びフェノール樹
脂3重量部からなる耐火物原料組成物を混練、プレス成
形した後300℃で10時間加熱処理して得られたマグ
ネシア・カーボンれんがが記載されており、等量の鱗状
黒鉛を用いた場合に比べて、耐スポーリング性が改善さ
れることが記載されている。
Heretofore, scaly graphite, pitch, coke, mesocarbon and the like have been mainly used as carbonaceous raw materials used for carbon-containing refractories. If the amount of these carbonaceous materials used is simply reduced in order to obtain a refractory having a low carbon content, there has been a problem that the thermal shock resistance is reduced. To solve this problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-30177
No. 2 proposes a refractory using expanded graphite as a carbonaceous raw material. In this example, a refractory raw material composition comprising 95 parts by weight of sintered magnesia, 5 parts by weight of expanded graphite and 3 parts by weight of a phenol resin was kneaded, press-molded, and then heat-treated at 300 ° C. for 10 hours. Magnesia-carbon brick is described, and it is described that spalling resistance is improved as compared with the case where an equivalent amount of flake graphite is used.

【0005】特開平11−322405号公報には、耐
火性原料と炭素を含有する炭素質原料とを含む原料配合
物において、該原料配合物の熱間残留分100重量%に
対して前記炭素質原料の固定炭素分が0.2〜5重量%
であって、前記炭素質原料の少なくとも一部にカーボン
ブラックを使用したことを特徴とする低カーボン質の炭
素含有耐火物(請求項5)が開示されている。当該公報
ではカーボンブラックは非常に小さい粒子径を有してい
るため、耐火物組織中への分散度が顕著に高くなり、骨
材粒子表面を微細なカーボン粒子で被覆することがで
き、高温においても長期にわたって骨材粒子同士の接触
を遮断して、過焼結を抑制できると説明している。実施
例には、マグネシア50重量部とアルミナ50重量部と
からなる耐火骨材に、フェノール樹脂2.5重量部、ピ
ッチ1重量部及びカーボンブラック(サーマル)1重量
部を配合してなる原料配合物を成形し、120〜400
℃でベーキングして得られた耐火物が記載されており、
耐スポーリング性及び耐酸化損傷抵抗性に優れることが
示されている。
[0005] Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-322405 discloses that in a raw material mixture containing a refractory raw material and a carbonaceous raw material containing carbon, the carbonaceous material is mixed with the hot residue of 100% by weight of the raw material mixture. Fixed carbon content of raw material is 0.2-5% by weight
A low carbonaceous carbon-containing refractory, characterized in that carbon black is used for at least a part of the carbonaceous raw material (claim 5). In this publication, carbon black has a very small particle diameter, so the degree of dispersion in the refractory structure is significantly increased, and the aggregate particle surface can be coated with fine carbon particles, and at high temperatures Also describes that over-sintering can be suppressed by blocking contact between aggregate particles for a long period of time. In the examples, a raw material mixture obtained by mixing 2.5 parts by weight of a phenol resin, 1 part by weight of a pitch, and 1 part by weight of carbon black (thermal) with a refractory aggregate composed of 50 parts by weight of magnesia and 50 parts by weight of alumina. The product is molded, 120-400
Refractories obtained by baking at ℃ are described,
It is shown to have excellent spalling resistance and oxidation damage resistance.

【0006】特開2000−86334号公報には、耐
火性骨材と金属からなる配合物に、比表面積が24m
/g以下のカーボンブラックを外掛けで0.1〜10重
量%添加し、さらに有機バインダーを添加し、混練、成
形後、150〜1000℃の温度で加熱処理を施したス
ライディングノズル装置用れんがが記載されている。粒
子径が大きく、球状の形状を有する特定のカーボンブラ
ックを配合することで、充填性が良好になり、れんが組
織が緻密化して気孔率が低下するとされ、使用されるカ
ーボンブラック自体が耐酸化性に優れることも併せて、
耐酸化性に優れた耐火物が得られるというものである。
実施例には、アルミナ97重量部、アルミニウム3重量
部、フェノール樹脂3重量部、ケイ素樹脂3重量部及び
カーボンブラック3重量部を配合してなる配合物を成形
し、500度以下の温度で加熱してなる耐火物が記載さ
れており、耐酸化性に優れていることが示されている。
[0006] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-86334 discloses that a compound comprising a refractory aggregate and a metal has a specific surface area of 24 m 2.
/ G or less of carbon black of 0.1 to 10% by weight, and an organic binder is further added, kneaded, molded, and then subjected to a heat treatment at a temperature of 150 to 1000 ° C. to form a brick for a sliding nozzle device. Has been described. By blending a specific carbon black with a large particle diameter and a spherical shape, the filling properties are improved, the brick structure is densified and the porosity is reduced, and the carbon black itself used has oxidation resistance In addition to being excellent,
A refractory excellent in oxidation resistance can be obtained.
In the examples, a mixture of 97 parts by weight of alumina, 3 parts by weight of aluminum, 3 parts by weight of phenol resin, 3 parts by weight of silicon resin and 3 parts by weight of carbon black was molded and heated at a temperature of 500 ° C. or less. The refractory is described as having excellent oxidation resistance.

【0007】一方、特開2000−273351号公報
には、カーボンブラック及び黒鉛化促進物質を含む混合
物を2000〜2500℃で加熱処理する黒鉛化カーボ
ンブラックの製造方法が開示されている。ホウ素、ケイ
素、アルミニウム、鉄等の元素あるいはその化合物から
なる黒鉛化促進物質とともに加熱することで、従来28
00℃程度であったカーボンブラックの黒鉛化に必要な
温度を2000〜2500℃程度まで低下させることが
できるものである。
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-273351 discloses a method for producing graphitized carbon black in which a mixture containing carbon black and a graphitization promoting substance is heat-treated at 2000 to 2500 ° C. By heating with an element such as boron, silicon, aluminum and iron or a graphitization promoting substance composed of a compound thereof, the conventional 28
The temperature required for graphitizing carbon black, which was about 00 ° C., can be reduced to about 2000 to 2500 ° C.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】特開平5−30177
2号公報に記載されているように、炭素質原料として膨
張黒鉛を使用すると、その使用量が5重量%程度の低炭
素質の耐火物においても、鱗状黒鉛を同量使用した場合
に比べて良好な耐熱衝撃性が得られる。しかし、膨張黒
鉛は非常に嵩の高い原料であるため、5重量%程度の使
用量であっても、耐火物の充填性が低くなり、溶融物に
対する耐食性に劣る。また、耐火物使用中の炭素質原料
の酸化消失も大きな問題であった。
Problems to be Solved by the Invention
As described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2, the use of expanded graphite as a carbonaceous raw material, compared to the case where the same amount of scale-like graphite is used even in a low carbonaceous refractory having an amount of use of about 5% by weight. Good thermal shock resistance is obtained. However, since expanded graphite is a very bulky raw material, even if it is used in an amount of about 5% by weight, the refillability of the refractory decreases, and the corrosion resistance to the molten material is poor. In addition, oxidization and disappearance of the carbonaceous raw material during use of the refractory was also a major problem.

【0009】特開平11−322405号公報及び特開
2000−86334号公報には、炭素質原料としてカ
ーボンブラックを使用する例が開示されている。いずれ
の公報においてもカーボンブラックの採用によって耐ス
ポーリング性が改善されるとされているが、耐食性、耐
酸化性は未だ十分ではなかった。
JP-A-11-322405 and JP-A-2000-86334 disclose examples of using carbon black as a carbonaceous raw material. In any of the publications, the use of carbon black is said to improve spalling resistance, but the corrosion resistance and oxidation resistance were not yet sufficient.

【0010】また、組織の緻密化や耐酸化性の向上のた
めに、アルミニウム、ケイ素、マグネシウム等の単体の
粉末、若しくは炭化ホウ素、炭化ケイ素等、酸化物以外
の化合物の粉末を添加する手法が主に採用されていた。
しかし、このような手法は十分な効果を得ようとする
と、それらの添加物を多量に使用する必要があり、その
結果他の特性に悪影響が生じる場合が多く、ある程度の
レベルで妥協せざるを得なかった。
Further, in order to densify the structure and improve the oxidation resistance, a method of adding a simple powder of aluminum, silicon, magnesium or the like, or a powder of a compound other than oxides such as boron carbide or silicon carbide is known. It was mainly employed.
However, such techniques require the use of large amounts of these additives in order to achieve a sufficient effect, which often has a negative effect on other properties, and has to be compromised to some extent. I didn't get it.

【0011】特開2000−273351号公報には、
カーボンブラック及びホウ素等の黒鉛化促進物質を加熱
処理して黒鉛化する方法が記載されているが、その用途
はリン酸型燃料電池の触媒用単体であり、かかる黒鉛化
したカーボンブラックが耐火物の原料として有用である
ことについては記載されていないし、何ら示唆されても
いない。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-273351 discloses that
A method of heat-treating a graphitization-promoting substance such as carbon black and boron to graphitize is described. The use of the method is for a catalyst for a phosphoric acid type fuel cell, and the graphitized carbon black is used as a refractory material. No mention is made as to whether it is useful as a raw material for the product or no suggestion is made.

【0012】本発明の目的は、上記課題を解決するため
になされたものであり、耐食性、耐酸化性、耐熱衝撃性
に優れ、炭素含有量の少ない炭素含有耐火物を提供する
ことにある。かかる炭素含有量の少ない炭素含有耐火物
は溶鋼中へのカーボンピックアップが少なく、容器から
の熱放散が少なく有用である。また、本発明の目的は、
かかる耐火物を得るための耐火物原料及び耐火物原料組
成物を提供することにもある。さらに、本発明の他の目
的は、それらに使用することのできるグラファイト粒子
の製造方法を提供することにもある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a carbon-containing refractory which is excellent in corrosion resistance, oxidation resistance and thermal shock resistance and has a low carbon content. Such a carbon-containing refractory having a low carbon content is useful because the carbon pickup into the molten steel is small and the heat dissipation from the container is small. The object of the present invention is
Another object of the present invention is to provide a refractory raw material and a refractory raw material composition for obtaining such a refractory. Still another object of the present invention is to provide a method for producing graphite particles that can be used for them.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】耐火物は5mm程度の粗
粒から1μm以下の微粉まで極めて多様な粒度の粒子か
ら構成され、比較的大きな粒子の隙間を埋めるマトリッ
クスと称される微粉の集合体が耐用性に大きい影響を与
える。マトリックス部分には多数の気孔や空隙が存在
し、それが耐火物の強度、スラグ等の溶融物の浸透性、
熱衝撃の緩和作用などに影響を与えている。
The refractory is composed of particles of various sizes ranging from coarse particles of about 5 mm to fine powder of 1 μm or less, and is an aggregate of fine powder called a matrix that fills the gaps of relatively large particles. Greatly affects the durability. There are many pores and voids in the matrix part, which is the strength of refractory, permeability of melt such as slag,
It has an effect on the mitigation of thermal shock.

【0014】耐火物のマトリックスの粒度は一般に44
μm程度以下であるとされているが、本発明者は、10
μm以下、更には1μm以下、すなわちナノメータ・オ
ーダーの超微粒子の挙動が大きな影響を及ぼすことに着
目した。炭素含有耐火物においては、ほとんどの場合炭
素質原料は上記マトリックス部分に使用されるが、炭素
質原料のナノメータ・オーダーでの制御によって耐火物
全体の性能を制御すべく検討を行った。
The particle size of the refractory matrix is generally 44
μm or less.
Attention was paid to the fact that the behavior of ultrafine particles of not more than 1 μm, more specifically 1 μm or less, that is, nanometer order has a great effect. In most cases, in carbon-containing refractories, a carbonaceous raw material is used for the matrix portion. However, studies were made to control the performance of the entire refractory by controlling the carbonaceous raw material on a nanometer order.

【0015】本発明者は、炭素質原料をナノメータ・オ
ーダーで制御するに際して、以下のような点に注目して
検討を行った。まず第一に、気孔構造の制御である。気
孔量の削減は耐食性の向上に繋がり、また気孔の形状
(比表面積)制御や細分化は、動弾性率の適正化や耐熱
衝撃性向上に寄与し得る。このように気孔構造の制御に
よって耐熱衝撃性をまず保証し、その上で耐食性及び耐
酸化性の改善をも目指したものである。
The present inventors have studied the following points when controlling the carbonaceous raw material on the order of nanometers. The first is control of the pore structure. Reduction of the amount of pores leads to improvement of corrosion resistance, and control and subdivision of pore shape (specific surface area) can contribute to optimization of dynamic elastic modulus and improvement of thermal shock resistance. As described above, the thermal shock resistance is first assured by controlling the pore structure, and then the corrosion resistance and the oxidation resistance are also improved.

【0016】ナノメータ・オーダーの微紛である炭素質
原料としては、カーボンブラックが知られており、これ
の粒度を制御することである程度の気孔構造の制御が可
能である。しかしながら、カーボンブラックをマトリッ
クス材料として用いたのでは、耐食性、耐酸化性が必ず
しも十分でなく、粒度をそのままに、カーボンブラック
自体の耐食性、耐酸化性を改善する手法を鋭意検討した
ものである。
Carbon black is known as a carbonaceous raw material which is fine powder of the order of nanometers, and the pore structure can be controlled to some extent by controlling its particle size. However, when carbon black is used as a matrix material, the corrosion resistance and oxidation resistance are not always sufficient, and a method of improving the corrosion resistance and oxidation resistance of carbon black itself while keeping the particle size unchanged has been earnestly studied.

【0017】すなわち本発明は、平均粒子径が500n
m以下のグラファイト粒子からなる耐火物原料である。
グラファイトはカーボンブラックに比べて結晶構造が発
達しているため、酸化開始温度が高く耐酸化性に優れる
とともに耐食性にも優れ、熱伝導率も高い材料である。
ナノメータ・オーダーの微細なグラファイト粒子を使用
することで、気孔を分割しその構造の制御ができるとと
もに、粒子自体の耐食性及び耐酸化性が改善され、結果
として、耐熱衝撃性、耐食性及び耐酸化性に優れた耐火
物が得られるものである。
That is, according to the present invention, the average particle diameter is 500 n.
It is a refractory raw material comprising graphite particles of m or less.
Since graphite has a more developed crystal structure than carbon black, graphite is a material having a high oxidation initiation temperature, excellent oxidation resistance, excellent corrosion resistance, and high thermal conductivity.
By using fine graphite particles on the order of nanometers, pores can be divided and the structure can be controlled, and the corrosion resistance and oxidation resistance of the particles themselves are improved. As a result, thermal shock resistance, corrosion resistance and oxidation resistance A refractory excellent in quality can be obtained.

【0018】また本発明は、カーボンブラックを黒鉛化
して得られたグラファイト粒子からなる耐火物原料であ
る。カーボンブラックは、現在容易に入手可能なナノメ
ータ・オーダーの粒子サイズの炭素質微粒子であって、
粒子径や会合状態、表面状態など、目的に合わせて各種
の銘柄の入手が容易だからである。
Further, the present invention is a refractory raw material comprising graphite particles obtained by graphitizing carbon black. Carbon black is a carbonaceous fine particle having a particle size on the order of nanometers which is easily available at present.
This is because it is easy to obtain various brands according to the purpose, such as the particle size, association state, and surface state.

【0019】上記グラファイト粒子において、グラファ
イト粒子が、金属、ホウ素及びケイ素から選ばれる少な
くとも1種以上の元素を含有することが好適である。グ
ラファイト粒子にこのような炭素以外の元素を含有させ
た、いわば「複合グラファイト粒子」とすることで、グ
ラファイト粒子自体の酸化開始温度がさらに高くなり、
耐酸化性及び耐食性が改善され、ひいてはこの複合グラ
ファイト粒子を原料として得られる耐火物の耐酸化性及
び耐食性が改善されるからである。
In the above graphite particles, it is preferable that the graphite particles contain at least one element selected from metals, boron and silicon. By including such elements other than carbon in graphite particles, so-called `` composite graphite particles '', the oxidation start temperature of the graphite particles themselves further increases,
This is because the oxidation resistance and the corrosion resistance are improved, and the oxidation resistance and the corrosion resistance of the refractory obtained using the composite graphite particles as a raw material are improved.

【0020】金属、ホウ素及びケイ素から選ばれる少な
くとも1種以上の元素を含有するグラファイト粒子が、
カーボンブラックと、金属、ホウ素及びケイ素から選ば
れる少なくとも1種以上の元素の単体又は該元素を含有
する化合物とを加熱して得られるものであることが好適
であり、カーボンブラックと、金属、ホウ素及びケイ素
から選ばれる少なくとも1種以上の元素の単体とを加熱
して得られるものであることがより好適である。
The graphite particles containing at least one element selected from metals, boron and silicon are:
It is preferably obtained by heating carbon black and at least one element selected from the group consisting of metals, boron and silicon, or a compound containing the element. Carbon black, metal, boron More preferably, it is obtained by heating at least one element selected from the group consisting of silicon and silicon.

【0021】また本発明は、耐火骨材及び前記グラファ
イト粒子からなる耐火物原料組成物である。このとき、
耐火骨材100重量部及び前記グラファイト粒子0.1
〜10重量部からなる耐火物原料組成物が好適である。
低炭素含有量の耐火物の有用な用途を考慮すれば、耐火
骨材がマグネシアからなる耐火物原料組成物が好適であ
る。また、本発明は、上記耐火物原料組成物を成形して
なる耐火物である。
The present invention is also a refractory raw material composition comprising a refractory aggregate and the graphite particles. At this time,
100 parts by weight of refractory aggregate and the graphite particles 0.1
A refractory raw material composition comprising from 10 to 10 parts by weight is suitable.
Considering the useful use of the refractory having a low carbon content, a refractory raw material composition in which the refractory aggregate is composed of magnesia is preferable. Further, the present invention is a refractory obtained by molding the refractory raw material composition.

【0022】さらに、本発明は、カーボンブラックと、
金属、ホウ素及びケイ素から選ばれる少なくとも1種以
上の元素のアルコラートとを加熱することを特徴とす
る、金属、ホウ素及びケイ素から選ばれる少なくとも1
種以上の元素を含有するグラファイト粒子の製造方法で
ある。単体であると発火しやすく危険な元素の場合にア
ルコラートとすることで取り扱いを容易にでき、粉塵爆
発等の危険性が少なくなるからである。このとき、本製
造方法によって製造されるグラファイト粒子は、上述の
ように耐火物原料として使用した場合に本発明の課題を
解決することは言うまでもないが、本製造方法はそれ以
外の用途に対しても利用可能な有用な方法である。
The present invention further provides a carbon black,
Heating an alcoholate of at least one element selected from metals, boron and silicon, wherein at least one selected from metals, boron and silicon is heated.
This is a method for producing graphite particles containing more than one element. This is because if it is a single element, it is easy to ignite and if it is a dangerous element, it can be handled easily by using alcoholate, and the risk of dust explosion and the like is reduced. At this time, it is needless to say that the graphite particles manufactured by the present manufacturing method solve the problems of the present invention when used as a refractory raw material as described above, but the present manufacturing method is applicable to other uses. A useful method is also available.

【0023】また、本発明はカーボンブラックと、金
属、ホウ素及びケイ素から選ばれる少なくとも1種以上
の元素の酸化物と、該酸化物を還元する金属とを加熱す
ることを特徴とする、金属、ホウ素及びケイ素から選ば
れる少なくとも1種以上の元素を含有するグラファイト
粒子の製造方法である。このような組み合わせによっ
て、酸化物を構成している元素を容易に還元してグラフ
ァイトに含有させることができる。
Further, the present invention is characterized in that carbon black, an oxide of at least one element selected from metals, boron and silicon, and a metal for reducing the oxide are heated. This is a method for producing graphite particles containing at least one element selected from boron and silicon. With such a combination, the elements constituting the oxide can be easily reduced and contained in the graphite.

【0024】さらに本発明はカーボンブラックと、金
属、ホウ素及びケイ素から選ばれる少なくとも1種以上
の元素の単体又は該元素を含有する化合物とを加熱して
得られたグラファイト粒子を、さらに酸化処理する、グ
ラファイト粒子の製造方法である。こうすることで、一
層の耐酸化性が得られるものである。
Further, in the present invention, graphite particles obtained by heating carbon black and a simple substance of at least one element selected from metals, boron and silicon or a compound containing the element are further subjected to an oxidation treatment. And a method for producing graphite particles. By doing so, further oxidation resistance can be obtained.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】本発明は平均粒子径が500nm
以下のグラファイト粒子からなる耐火物原料である。こ
こで平均粒子径が500nm以下であることが重要であ
り、このような極めて微細な粒子サイズのグラファイト
粒子を使用することで、耐火物のマトリックス中の気孔
構造を微細なものとすることができるのである。従来耐
火物原料として使用されていた鱗状黒鉛あるいは膨張黒
鉛はいずれも平均粒径が1μmを大きく超えるものであ
って、マトリックス中の微細な気孔構造を発現すること
ができなかったが、本発明の微細なグラファイト粒子を
使用することでかかる気孔構造が実現したものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention has an average particle diameter of 500 nm.
It is a refractory raw material comprising the following graphite particles. Here, it is important that the average particle diameter is 500 nm or less, and by using graphite particles having such an extremely fine particle size, the pore structure in the refractory matrix can be made fine. It is. The average particle size of any of scale graphite or expanded graphite which has been conventionally used as a refractory raw material is much larger than 1 μm, and could not express a fine pore structure in a matrix. Such a pore structure is realized by using fine graphite particles.

【0026】平均粒子径は好適には200nm以下であ
り、より好適には100nm以下である。また、平均粒
子径は通常5nm以上であり、好適には10nm以上で
ある。平均粒子径が500nmを超えたのでは、気孔構
造を微細なものにすることができないし、5nm未満の
場合には取り扱いが困難になる。ここでいう平均粒子径
とは、グラファイト粒子の一次粒子の数平均粒子径をい
う。したがって、例えば複数の一次粒子が会合した構造
を有する粒子の場合には、それを構成する一次粒子が複
数含まれているとして算出される。かかる粒子径は電子
顕微鏡観察によって計測が可能である。
The average particle size is preferably 200 nm or less, more preferably 100 nm or less. The average particle size is usually 5 nm or more, preferably 10 nm or more. If the average particle size exceeds 500 nm, the pore structure cannot be made fine, and if it is less than 5 nm, handling becomes difficult. Here, the average particle size refers to the number average particle size of primary particles of graphite particles. Therefore, for example, in the case of a particle having a structure in which a plurality of primary particles are associated, it is calculated that a plurality of primary particles constituting the particle are included. Such a particle size can be measured by observation with an electron microscope.

【0027】グラファイト粒子の製造方法は特に限定さ
れるものではなく、上記粒径となるように、より大きい
粒子サイズのグラファイトを機械的に、あるいは電気的
に粉砕しても良い。しかしながら、500nm以下の極
めて微細な粒子に粉砕するのは容易ではないので、元々
500nm以下の粒径を有する炭素質粒子を黒鉛化する
方法が好ましい。
The method for producing graphite particles is not particularly limited, and graphite having a larger particle size may be pulverized mechanically or electrically so as to have the above-mentioned particle size. However, since it is not easy to pulverize into extremely fine particles of 500 nm or less, a method of graphitizing carbonaceous particles originally having a particle size of 500 nm or less is preferable.

【0028】また本発明は、カーボンブラックを黒鉛化
して得られたグラファイト粒子からなる耐火物原料であ
る。カーボンブラックは、現在容易に入手可能なナノメ
ータ・オーダーの粒子サイズの炭素質微粒子であって、
粒子径や会合状態、表面状態など、目的に合わせて各種
の銘柄の入手が容易である。カーボンブラック自体を耐
火物原料として用いることは先行技術の欄でも説明した
ように、既に知られていたが、それでは耐食性、耐酸化
性が不十分であった。それを黒鉛化することで、結晶構
造が発達し、酸化開始温度が高く耐酸化性に優れるとと
もに耐食性にも優れ、熱伝導率も高い材料とすることが
できたものである。
The present invention is also a refractory raw material comprising graphite particles obtained by graphitizing carbon black. Carbon black is a carbonaceous fine particle having a particle size on the order of nanometers which is easily available at present.
It is easy to obtain various brands according to the purpose, such as particle size, association state, surface state, and the like. The use of carbon black itself as a refractory raw material was already known as described in the section of the prior art, but it was insufficient in corrosion resistance and oxidation resistance. By graphitizing the material, a crystal structure is developed, and a material having a high oxidation initiation temperature, excellent oxidation resistance, excellent corrosion resistance, and high thermal conductivity can be obtained.

【0029】原料とするカーボンブラックは特に限定さ
れるものではない。直径が500nm以下の1次粒子か
らなるカーボンブラックが好ましく使用される。具体的
には、ファーネスブラック、チャネルブラック、アセチ
レンブラック、サーマルブラック、ランプブラック、ケ
ッチェンブラック等のいずれを用いることも可能であ
る。
The carbon black used as a raw material is not particularly limited. Carbon black composed of primary particles having a diameter of 500 nm or less is preferably used. Specifically, any of furnace black, channel black, acetylene black, thermal black, lamp black, Ketjen black and the like can be used.

【0030】好適なものとしては、ファースト・エクス
トルーディング・ファーネス・ブラック(FEF)、ス
ーパー・アブレーション・ファーネス・ブラック(SA
F)及びハイ・アブレーション・ファーネス・ブラック
(HAF)、ファイン・サーマル・ブラック(FT)、
ミディアム・サーマル・ブラック(MT)、セミ・レイ
ンフォーシング・ファーネス・ブラック(SRF)、ジ
ェネラル・パーパス・ファーネス・ブラック(GPF)
等の各種のカーボンブラックが挙げられる。このとき、
複数種のカーボンブラックを配合して原料として用いて
もよい。
Preferred are First Extruding Furnace Black (FEF) and Super Ablation Furnace Black (SA).
F) and high ablation furnace black (HAF), fine thermal black (FT),
Medium Thermal Black (MT), Semi Reinforcing Furnace Black (SRF), General Purpose Furnace Black (GPF)
And various carbon blacks. At this time,
A plurality of types of carbon black may be blended and used as a raw material.

【0031】カーボンブラックを黒鉛化(グラファイト
化)する方法は特に限定されるものではないが、不活性
雰囲気下において高温で加熱して黒鉛化させることがで
きる。通常2000℃以上の温度で加熱することでカー
ボンブラックを黒鉛化することができる。
The method of graphitizing (graphitizing) carbon black is not particularly limited, but it can be graphitized by heating at a high temperature in an inert atmosphere. Usually, carbon black can be graphitized by heating at a temperature of 2000 ° C. or higher.

【0032】黒鉛化されることで、X線回折測定におい
て、結晶構造に由来するピークが観察されるようにな
る。そして、黒鉛化が進行するにしたがって、格子間距
離が短くなる。グラファイトの002回折線は黒鉛化の
進行とともに広角側にシフトするが、この回折線の回折
角2θが格子間距離(平均面間隔)に対応している。本
発明においては格子間距離dが3.47Å以下であるグ
ラファイトを使用することが好適である。格子間距離が
3.47Åを越える場合は、黒鉛化が不十分であり、耐
熱衝撃性、耐酸化性、耐食性が不十分となる場合があ
る。
By graphitization, peaks derived from the crystal structure are observed in X-ray diffraction measurement. Then, as the graphitization progresses, the interstitial distance decreases. The 002 diffraction line of graphite shifts to the wide-angle side with the progress of graphitization, and the diffraction angle 2θ of this diffraction line corresponds to the interstitial distance (average plane distance). In the present invention, it is preferable to use graphite having an interstitial distance d of 3.47 ° or less. When the interstitial distance exceeds 3.47 °, the graphitization is insufficient, and the thermal shock resistance, oxidation resistance, and corrosion resistance may be insufficient.

【0033】上記グラファイト粒子において、グラファ
イト粒子が、金属、ホウ素及びケイ素から選ばれる少な
くとも1種以上の元素を含有することが好適である。グ
ラファイト粒子にこのような炭素以外の元素を含有させ
た、いわば「複合グラファイト粒子」とすることで、グ
ラファイト粒子自体の酸化開始温度がさらに高くなり、
耐酸化性及び耐食性が改善され、ひいてはこの複合グラ
ファイト粒子を原料として得られる耐火物の耐酸化性及
び耐食性が改善されるからである。
In the above graphite particles, it is preferable that the graphite particles contain at least one element selected from metals, boron and silicon. By including such elements other than carbon in graphite particles, so-called `` composite graphite particles '', the oxidation start temperature of the graphite particles themselves further increases,
This is because the oxidation resistance and the corrosion resistance are improved, and the oxidation resistance and the corrosion resistance of the refractory obtained using the composite graphite particles as a raw material are improved.

【0034】ここで、グラファイト粒子が含有する、金
属、ホウ素及びケイ素から選ばれる少なくとも1種以上
の元素の具体例としては、マグネシウム、アルミニウ
ム、カルシウム、チタン、クロム、コバルト、ニッケ
ル、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、タンタル、
モリブデン、タングステン、ホウ素及びケイ素の各元素
が挙げられる。なかでも、耐火物の耐酸化性及び耐食性
の改善のために好ましいものとして、ホウ素、チタン、
ケイ素、ジルコニウム及びニッケルが挙げられ、ホウ素
及びチタンが最適である。
Here, specific examples of at least one element selected from metals, boron and silicon contained in the graphite particles include magnesium, aluminum, calcium, titanium, chromium, cobalt, nickel, yttrium, zirconium, Niobium, tantalum,
Examples include molybdenum, tungsten, boron, and silicon. Among them, preferred for improving the oxidation resistance and corrosion resistance of refractories, boron, titanium,
Mention may be made of silicon, zirconium and nickel, with boron and titanium being most preferred.

【0035】グラファイト粒子中での各元素の存在の仕
方は特に限定されるものではなく、粒子内部に含有され
ていても良いし、粒子表面を覆うような形で含まれてい
ても良い。また各元素は、その酸化物、窒化物、ホウ化
物あるいは炭化物として含まれることができるが、好適
には酸化物、窒化物、ホウ化物あるいは炭化物のような
化合物として含有される。より好適には酸化物あるいは
炭化物として含有される。より好適には炭化物あるいは
酸化物として含有される。炭化物としてはBCやTi
Cが例示され、酸化物としてはAlが例示され
る。
The manner in which each element is present in the graphite particles is not particularly limited, and may be contained inside the particles or in a form that covers the surface of the particles. Each element can be contained as its oxide, nitride, boride or carbide, but is preferably contained as a compound such as oxide, nitride, boride or carbide. More preferably, it is contained as an oxide or a carbide. More preferably, it is contained as a carbide or oxide. B 4 C and Ti as carbides
C is exemplified, and the oxide is exemplified by Al 2 O 3 .

【0036】炭化物はグラファイト粒子の中で、適宜グ
ラファイトを構成する炭素原子と結合するような形で含
まれている。しかしながら、全量がこのような炭化物に
なったのでは、グラファイトとしての性能が発揮されず
好ましくないので、グラファイトの結晶構造を有してい
ることが必要である。このようなグラファイト粒子の状
態はX線回折によって分析可能である。例えば、グラフ
ァイトの結晶に対応するピークの他に、例えばTiCあ
るいはBCといった化合物の結晶に対応するピークが
観察される。
The carbides are contained in the graphite particles in such a manner as to bond to the carbon atoms constituting the graphite as appropriate. However, if the total amount is such a carbide, the performance as graphite is not exhibited, which is not preferable. Therefore, it is necessary to have a graphite crystal structure. The state of such graphite particles can be analyzed by X-ray diffraction. For example, a peak corresponding to a crystal of a compound such as TiC or B 4 C is observed in addition to a peak corresponding to a graphite crystal.

【0037】金属、ホウ素及びケイ素から選ばれる少な
くとも1種以上の元素をグラファイト粒子に含有させる
方法は特に限定されるものではないが、カーボンブラッ
クと、金属、ホウ素及びケイ素から選ばれる少なくとも
1種以上の元素の単体又は該元素を含有する化合物とを
加熱して得られるものであることが好適である。加熱に
よって、黒鉛化が進行すると同時にグラファイト構造の
中に上記元素が含有されるようになるのである。
The method for incorporating at least one element selected from the group consisting of metal, boron and silicon into the graphite particles is not particularly limited, but includes carbon black and at least one element selected from the group consisting of metal, boron and silicon. It is preferably obtained by heating a simple substance of the element or a compound containing the element. The heating causes the above elements to be contained in the graphite structure at the same time as the graphitization proceeds.

【0038】このとき、カーボンブラックと、金属、ホ
ウ素及びケイ素から選ばれる少なくとも1種以上の元素
の単体とを加熱して得られるものであることがより好適
である。元素単体と加熱することで燃焼合成による炭化
物生成時の発熱を利用して反応を進めることができるか
らである。具体的にはアルミニウム、カルシウム、チタ
ン、ジルコニウム、ホウ素、ケイ素とともに加熱するこ
とが好ましい。この反応熱を用いて自己燃焼合成方法に
より合成が可能だからである。自己の反応熱を利用でき
るために、炉内の温度を、カーボンブラック単独を黒鉛
化する場合に比べて低くすることができる。2000度
を超える炉温を維持することは、装置的にも費用的にも
問題が多いから、この点は重要である。
At this time, it is more preferable that the carbon black is obtained by heating carbon black and a simple substance of at least one element selected from metals, boron and silicon. This is because, by heating the element alone, the reaction can be advanced by utilizing the heat generated during the generation of carbides by combustion synthesis. Specifically, it is preferable to heat together with aluminum, calcium, titanium, zirconium, boron and silicon. This is because synthesis can be performed by a self-combustion synthesis method using this reaction heat. Since the own reaction heat can be used, the temperature in the furnace can be lowered as compared with the case where carbon black alone is graphitized. Maintaining a furnace temperature exceeding 2000 ° C is problematic in terms of equipment and cost, so this is important.

【0039】例えば、ホウ素と炭素との燃焼合成の反応
式、及びチタンと炭素との燃焼合成の反応式はそれぞれ
以下の式のとおりである。 4B+xC→BC+(x−1)C Ti+xC→TiC+(x−1)C これらの反応はいずれも発熱反応であり、自己燃焼合成
が可能である。
For example, the reaction formula of combustion synthesis of boron and carbon and the reaction formula of combustion synthesis of titanium and carbon are as follows. 4B + xC → B 4 C + (x−1) C Ti + xC → TiC + (x−1) C These reactions are all exothermic, and self-combustion synthesis is possible.

【0040】金属、ホウ素及びケイ素から選ばれる少な
くとも1種以上の元素をグラファイト粒子に含有させる
方法として、カーボンブラックと、金属、ホウ素及びケ
イ素から選ばれる少なくとも1種以上の元素のアルコラ
ートとを加熱することも燃焼合成による発熱が利用でき
て好ましい。単体であると発火しやすく危険な元素の場
合にアルコラートとすることで取り扱いを容易にでき、
粉塵爆発等の危険性が少なくなるからである。
As a method for incorporating at least one element selected from metals, boron and silicon into graphite particles, carbon black and an alcoholate of at least one element selected from metals, boron and silicon are heated. This is also preferable because heat generated by combustion synthesis can be used. If it is a simple element that is easy to ignite and is a dangerous element, it can be handled easily by using alcoholate,
This is because the danger of dust explosion and the like is reduced.

【0041】ここでいうアルコラートはアルコールの水
酸基の水素を金属、ホウ素及びケイ素から選ばれる少な
くとも1種以上の元素で置換したものであり、M(O
R)で表されるものである。ここでMとしては1〜4
価、好適には2〜4価の元素が使用されるが、好ましい
元素としてマグネシウム、アルミニウム、チタン、ジル
コニウム、ホウ素、ケイ素が例示される。nは元素Mの
価数に対応し、1〜4の整数、好適には2〜4の整数で
ある。またRは有機基であれば特に限定されないが、好
適には炭素数1〜10のアルキル基であり、メチル基、
エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基
等を例示できる。これらのアルコラートの一種類のみを
用いても良いし、複数種のアルコラートを併用しても良
い。また、元素単体や酸化物等とアルコラートを併せて
用いても良い。
The alcoholate herein is obtained by replacing the hydrogen of the hydroxyl group of an alcohol with at least one element selected from metals, boron and silicon.
R) n . Here, M is 1-4.
Valent, preferably divalent to tetravalent elements are used, and preferred elements include magnesium, aluminum, titanium, zirconium, boron and silicon. n corresponds to the valence of the element M and is an integer of 1 to 4, preferably 2 to 4. R is not particularly limited as long as it is an organic group, but is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and a methyl group,
Examples include an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, and an n-butyl group. One of these alcoholates may be used alone, or a plurality of alcoholates may be used in combination. Alternatively, an alcoholate may be used in combination with a simple element or an oxide.

【0042】また、金属、ホウ素及びケイ素から選ばれ
る少なくとも1種以上の元素をグラファイト粒子に含有
させる方法として、カーボンブラックと、金属、ホウ素
及びケイ素から選ばれる少なくとも1種以上の元素の酸
化物と、該酸化物を還元する金属とを加熱することも燃
焼合成による発熱が利用できて好ましい。このような組
み合わせによって、金属が酸化物を還元し、酸化物を構
成していた元素をグラファイトに含有させることができ
る。例えば、カーボンブラック、アルミニウム及び酸化
ホウ素を加熱すると、まず酸化ホウ素がアルミニウムに
よって還元されてホウ素単体となり、これがカーボンブ
ラックと反応して、炭化ホウ素が得られる。化学式で示
すと以下のとおりである。4Al+2B+xC→
2Al+BC+(x−1)Cまた、カーボンブ
ラック、アルミニウム及び酸化チタンとを反応させた場
合の化学式は次のとおりである。4Al+3TiO
xC→2Al+3TiC+(x−3)Cこれらの
反応も発熱反応であり、燃焼合成が可能であり、炉内の
温度をそれほど高温にしなくても黒鉛化が可能である。
As a method for incorporating at least one element selected from metals, boron and silicon into graphite particles, carbon black, an oxide of at least one element selected from metals, boron and silicon are used. It is also preferable to heat a metal that reduces the oxide, because heat generated by combustion synthesis can be used. With such a combination, the metal can reduce the oxide, and the element constituting the oxide can be contained in the graphite. For example, when carbon black, aluminum, and boron oxide are heated, first, boron oxide is reduced by aluminum to form boron alone, which reacts with carbon black to obtain boron carbide. The chemical formula is as follows. 4Al + 2B 2 O 3 + xC →
2Al 2 O 3 + B 4 C + (x−1) C The chemical formula when carbon black, aluminum and titanium oxide are reacted is as follows. 4Al + 3TiO 2 +
xC → 2Al 2 O 3 + 3TiC + (x−3) C These reactions are also exothermic reactions, combustion synthesis is possible, and graphitization is possible even if the temperature in the furnace is not so high.

【0043】さらに、カーボンブラックと、金属、ホウ
素及びケイ素から選ばれる少なくとも1種以上の元素の
単体又は該元素を含有する化合物とを加熱して得られた
グラファイト粒子を、さらに酸化処理することも好適で
ある。酸化処理をすることで、主にグラファイト粒子の
表面に酸化物の被膜を形成することができるので、一層
耐酸化性に優れるものである。
Further, the graphite particles obtained by heating the carbon black and at least one element selected from the group consisting of metal, boron and silicon or a compound containing the element may be further oxidized. It is suitable. By performing the oxidation treatment, an oxide film can be formed mainly on the surface of the graphite particles, so that the oxidation resistance is further improved.

【0044】酸化させる方法は特に限定されず、酸化可
能な高温のガスで処理する方法などが挙げられる。具体
的には、空気と燃料を燃焼させた熱ガスを一定時間、グ
ラファイト粒子と反応させる、いわゆる熱ガス法などを
挙げることができる。このとき、ガスとの接触時間が長
すぎるとグラファイト全体が酸化されてしまうので、一
部のみを酸化できるような条件設定とすることが必要で
ある。
The method of oxidation is not particularly limited, and examples include a method of treating with an oxidizable high-temperature gas. Specifically, a so-called hot gas method in which a hot gas obtained by burning air and fuel reacts with graphite particles for a certain period of time can be used. At this time, if the contact time with the gas is too long, the entire graphite is oxidized, so it is necessary to set conditions so that only a part can be oxidized.

【0045】上記のような製造方法によって製造される
グラファイト粒子は、上述のように耐火物原料として使
用した場合に本発明の課題を解決することは言うまでも
ないが、本製造方法はそれ以外の用途に対しても利用可
能な有用な方法である。
It goes without saying that the graphite particles produced by the above-described production method can solve the problems of the present invention when used as a refractory raw material as described above. This is a useful method that can be used for

【0046】以上のようにして得られたグラファイト粒
子に他の成分を配合して、本発明の耐火物原料組成物と
する。具体的には、耐火骨材及び上記グラファイト粒子
からなる耐火物原料組成物とする。
Other components are blended with the graphite particles obtained as described above to obtain the refractory raw material composition of the present invention. Specifically, it is a refractory raw material composition comprising a refractory aggregate and the above graphite particles.

【0047】本発明のグラファイト粒子と混合される耐
火骨材は特に限定されるものではなく、耐火物としての
用途、要求性能に基づいてさまざまなものを用いること
ができる。マグネシア、カルシア、アルミナ、スピネ
ル、ジルコニア等の耐火性酸化物、炭化ケイ素、炭化ホ
ウ素等の炭化物、ホウ化カルシウム、ホウ化クロム等の
ホウ化物、窒化物等を耐火骨材として用いることができ
る。なかでも、低炭素質であることの有用性を考慮すれ
ば、マグネシア、アルミナ及びスピネルが好適であり、
マグネシアが最適である。マグネシアとしては、電融あ
るいは焼結マグネシアクリンカーが挙げられる。これら
の耐火骨材は、粒度調整された上で配合される。
The refractory aggregate mixed with the graphite particles of the present invention is not particularly limited, and various types can be used based on the use as a refractory and the required performance. Refractory oxides such as magnesia, calcia, alumina, spinel, and zirconia; carbides such as silicon carbide and boron carbide; borides such as calcium boride and chromium boride; and nitrides can be used as refractory aggregates. Among them, magnesia, alumina and spinel are preferred in view of the usefulness of being low carbonaceous,
Magnesia is best. Magnesia includes electrofused or sintered magnesia clinker. These refractory aggregates are blended after adjusting the particle size.

【0048】このとき、耐火骨材100重量部及び前記
グラファイト粒子0.1〜10重量部からなる耐火物原
料組成物が好適である。グラファイト粒子の配合量が
0.1重量部未満の場合には、グラファイト粒子添加の
効果がほとんど認められない場合が多い。好適には0.
5重量部以上である。一方、グラファイト粒子の配合量
が10重量部を超える場合には、カーボンピックアップ
が激しくなるし、容器からの熱放散も著しくなるととも
に、耐食性が低下してくる。好適には5重量%以下であ
る。
At this time, a refractory raw material composition comprising 100 parts by weight of refractory aggregate and 0.1 to 10 parts by weight of the graphite particles is preferable. When the amount of the graphite particles is less than 0.1 part by weight, the effect of the addition of the graphite particles is hardly recognized in many cases. Preferably, 0.
5 parts by weight or more. On the other hand, if the blending amount of the graphite particles exceeds 10 parts by weight, the carbon pickup becomes severe, heat dissipation from the container becomes remarkable, and the corrosion resistance decreases. It is preferably at most 5% by weight.

【0049】さらに、本発明の耐火物原料組成物に使用
する結合剤としては、通常の有機バインダーあるいは無
機バインダーを使用することができる。耐火性の高い結
合剤としては、フェノール樹脂あるいはピッチ等の有機
バインダーの使用が好適であり、耐火物原料の濡れ性
や、高残炭性の点からフェノール樹脂がより好適であ
る。有機バインダーの含有量は特に限定されないが、耐
火骨材100重量部に対して1〜5重量部程度が適当で
ある。
Further, as the binder used in the refractory raw material composition of the present invention, a usual organic binder or inorganic binder can be used. As the binder having high fire resistance, use of an organic binder such as phenol resin or pitch is preferable, and phenol resin is more preferable in view of wettability of the refractory raw material and high residual carbon. The content of the organic binder is not particularly limited, but is suitably about 1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the refractory aggregate.

【0050】本発明の耐火物原料組成物は、炭素質原料
としてグラファイト粒子を使用するものであるが、グラ
ファイト粒子と他の炭素質原料を併用しても構わない。
例えば、黒鉛化されていないカーボンブラックを配合す
る場合には、黒鉛化したものよりはコストが低くて済む
ので、コストと性能のバランス上、両者の混合物を使用
することが好ましい場合がある。また、同様の理由か
ら、鱗状黒鉛、膨張黒鉛等の他のグラファイト成分と混
合使用しても良いし、ピッチやコークス等と混合使用し
ても良い。
Although the refractory raw material composition of the present invention uses graphite particles as the carbonaceous raw material, the graphite particles and other carbonaceous raw materials may be used in combination.
For example, in the case where non-graphitized carbon black is blended, the cost may be lower than that of graphitized carbon black. Therefore, it may be preferable to use a mixture of both in view of the balance between cost and performance. Further, for the same reason, it may be used by mixing with other graphite components such as scaly graphite and expanded graphite, or may be used by mixing with pitch or coke.

【0051】また、本発明の耐火物原料組成物は、本発
明の趣旨を阻害しない範囲内で上記以外の成分を含有し
ていても構わない。例えば、アルミニウム、マグネシウ
ム等の金属粉末、合金粉末やケイ素粉末などを含有して
いても良い。また、混練するに際して、適量の水あるい
は溶剤を加えても構わない。
The refractory raw material composition of the present invention may contain components other than those described above as long as the gist of the present invention is not impaired. For example, metal powders such as aluminum and magnesium, alloy powders, silicon powders, and the like may be contained. When kneading, an appropriate amount of water or a solvent may be added.

【0052】こうして得られた耐火物原料組成物を混練
し、成形し、必要に応じて加熱することによって本発明
の耐火物が得られる。ここで、加熱する場合には、高温
で焼成しても構わないが、例えばマグネシアれんがなど
の場合には、通常400度以下の温度でベーキングする
のみである。
The refractory raw material composition thus obtained is kneaded, molded and, if necessary, heated to obtain the refractory of the present invention. Here, when heating, baking may be performed at a high temperature, but in the case of, for example, magnesia brick, baking is usually only performed at a temperature of 400 degrees or less.

【0053】いわゆる不定形耐火物は、不定形状態にあ
る場合には本発明の耐火物原料組成物に含まれる。ま
た、不定形耐火物の形態が一定のものとなった場合に
は、本発明の成形してなる耐火物に含まれるものであ
る。例えば炉壁に吹き付けられた形状であっても、一定
の形態を有しているから本発明の成形してなる耐火物に
含まれる。
The so-called amorphous refractories, when in the amorphous state, are included in the refractory raw material composition of the present invention. Further, when the shape of the amorphous refractory becomes constant, it is included in the molded refractory of the present invention. For example, even a shape sprayed on a furnace wall is included in the molded refractory of the present invention because it has a certain shape.

【0054】こうして得られた耐火物は、耐食性、耐酸
化性及び耐熱衝撃性に優れているので、高品質の冶金製
品を得るための炉材として極めて有用である。
The refractory thus obtained is excellent in corrosion resistance, oxidation resistance and thermal shock resistance, and is therefore extremely useful as a furnace material for obtaining high-quality metallurgical products.

【0055】[0055]

【実施例】以下、実施例を用いて本発明を説明する。実
施例中、各種の分析方法、評価方法は以下の方法に従っ
て行った。
The present invention will be described below with reference to examples. In the examples, various analysis methods and evaluation methods were performed according to the following methods.

【0056】(1)平均粒子径の観察方法 透過型電子顕微鏡を用いて、100000倍の倍率で試
料を撮影した。得られた写真から、直径の数平均値を得
た。このとき、試料の粒子が会合している場合には、そ
れらを別個の粒子であると考えて、平均一次粒子径とし
て得た。
(1) Observation Method of Average Particle Size A sample was photographed at a magnification of 100,000 times using a transmission electron microscope. The number average value of the diameter was obtained from the obtained photograph. At this time, when the particles of the sample were associated with each other, they were considered as separate particles, and were obtained as the average primary particle diameter.

【0057】(2)グラファイト格子間距離の算出方法 対象となるグラファイト粉末を粉末X線回折装置を用い
て測定した。測定波長λは、銅のKα線の波長である
1.5418Åである。X線回折測定で得られた結晶ピ
ークのうち、2θの値が26°付近にある大きなピーク
が、グラファイトの002面に相当するピークである。
これから、グラファイトの格子間距離d(Å)を、以下
の式によって算出した。 d=λ/2sinθ
(2) Method for calculating the distance between graphite lattices The target graphite powder was measured using a powder X-ray diffractometer. The measurement wavelength λ is 1.5418 ° which is the wavelength of the Kα ray of copper. Among the crystal peaks obtained by the X-ray diffraction measurement, a large peak having a value of 2θ around 26 ° is a peak corresponding to the 002 plane of graphite.
From this, the interstitial distance d (Å) of graphite was calculated by the following equation. d = λ / 2 sin θ

【0058】(3)1400℃加熱処理後の見掛け気孔
率及びかさ比重 50×50×50mmに切断した試料を電気炉内のコー
クス中に埋めて、一酸化炭素雰囲気下、1400℃で5
時間加熱処理した。処理後の試料を室温まで放冷した
後、JIS R2205に準拠して見掛け気孔率および
かさ比重を測定した。
(3) Apparent Porosity and Bulk Specific Gravity after Heating at 1400 ° C. A sample cut to 50 × 50 × 50 mm was buried in coke in an electric furnace, and heated at 1400 ° C. in a carbon monoxide atmosphere at 5 ° C.
Heated for hours. After the treated sample was allowed to cool to room temperature, the apparent porosity and bulk specific gravity were measured according to JIS R2205.

【0059】(4)動弾性率 110×40×40mmの試料を電気炉内のコークス中
に埋めて、一酸化炭素雰囲気下、1000℃又は140
0℃で5時間加熱処理した。処理後の試料を室温まで放
冷した後、ウルトラソニースコープを用いて、超音波伝
播時間を測定し、下記式に基づいて動弾性率Eを求め
た。 E=(L/t)・ρ ここで、Lは超音波伝播距離(試料の長さ)(mm)、
tは超音波伝播時間(μsec)、ρは試料のかさ比重
である。
(4) A sample having a dynamic elastic modulus of 110 × 40 × 40 mm was buried in coke in an electric furnace, and was heated at 1000 ° C. or 140 ° C. in a carbon monoxide atmosphere.
Heat treatment was performed at 0 ° C. for 5 hours. After allowing the treated sample to cool to room temperature, the ultrasonic propagation time was measured using an Ultrasonoscope, and the dynamic elastic modulus E was determined based on the following equation. E = (L / t) 2 · ρ where L is the ultrasonic wave propagation distance (the length of the sample) (mm),
t is the ultrasonic propagation time (μsec), and ρ is the bulk specific gravity of the sample.

【0060】(5)耐酸化試験 40×40×40mmの試料を電気炉(大気)中で14
00℃、10時間保持した後、切断し、切断面において
下側を除く3面での脱炭層の厚さを測定し、その平均値
を算出した。
(5) Oxidation resistance test A 40 × 40 × 40 mm sample was placed in an electric furnace (atmosphere) for 14 hours.
After being kept at 00 ° C. for 10 hours, it was cut, and the thickness of the decarburized layer on the three cut surfaces except the lower side was measured, and the average value was calculated.

【0061】(6)耐食性試験 110×60×40mmの試料を、回転侵食試験装置に
取り付け、1700〜1750℃に保った塩基度(Ca
O/SiO)=1のスラグ中に1時間保持する工程を
5回繰り返す試験を行い、試験後の切断面において溶損
寸法を測定した。
(6) Corrosion resistance test A 110 × 60 × 40 mm sample was attached to a rotary erosion tester, and the basicity (Ca) was maintained at 1700 to 1750 ° C.
A test in which the step of holding for 1 hour in a slag of (O / SiO 2 ) = 1 was repeated five times was performed, and the erosion dimension was measured on the cut surface after the test.

【0062】[合成例1]グラファイト粒子Aの製造 カーボンブラック原料として、新日化カーボン株式会社
製「ニテロン#10改」を使用した。当該カーボンブラ
ックは、ファースト・エクストルーディング・ファーネ
ス・ブラック(FEF)という種類のカーボンブラック
で、平均一次粒子径が41nmのものである。これをカ
ーボン炉(富士電波工業株式会社製、FVS−200/
200/200、FRET−50)中で、アルゴンガス
雰囲気下、2100℃で3時間加熱処理して黒鉛化させ
た。得られた粒子のX線回折測定を行ったところ、グラ
ファイト構造に由来するピークが観察されて、グラファ
イト粒子が生成していることが判明した。グラファイト
の002面間隔に相当する回折線から算出される格子間
距離は3.40Åであった。この粒子の平均一次粒子径
は38nmであった。
[Synthesis Example 1] Production of Graphite Particle A "Niteron # 10 Kai" manufactured by Shin Nikka Carbon Co., Ltd. was used as a carbon black raw material. The carbon black is a type of carbon black called First Extruding Furnace Black (FEF) and has an average primary particle diameter of 41 nm. This was converted into a carbon furnace (FVS-200 / Fuji Denpa Kogyo KK).
200/200, FRET-50) in an argon gas atmosphere at 2100 ° C. for 3 hours to graphitize. When the obtained particles were subjected to X-ray diffraction measurement, a peak derived from the graphite structure was observed, and it was found that graphite particles were generated. The interstitial distance calculated from the diffraction line corresponding to the 002 plane spacing of graphite was 3.40 °. The average primary particle size of the particles was 38 nm.

【0063】[合成例2]グラファイト粒子Bの合成 原料のカーボンブラックを変更した以外は合成例1と同
様にして合成した。カーボンブラックは新日化カーボン
株式会社製「HTC#20」を使用した。当該カーボン
ブラックは、ファイン・サーマル・ブラック(FT)と
いう種類のカーボンブラックで、平均一次粒子径が82
nmのものである。得られた粒子のX線回折測定を行っ
たところ、グラファイト構造に由来するピークが観察さ
れて、グラファイト粒子が生成していることが判明し
た。グラファイトの002面間隔に相当する回折線から
算出される格子間距離は3.42Åであった。この粒子
の平均一次粒子径は70nmであった。
[Synthesis Example 2] Synthesis of Graphite Particle B Synthesis was performed in the same manner as in Synthesis Example 1 except that carbon black as a raw material was changed. As the carbon black, "HTC # 20" manufactured by Shin Nikka Carbon Co., Ltd. was used. The carbon black is a type of fine thermal black (FT) having an average primary particle size of 82%.
nm. When the obtained particles were subjected to X-ray diffraction measurement, a peak derived from the graphite structure was observed, and it was found that graphite particles were generated. The interstitial distance calculated from the diffraction line corresponding to the 002 plane spacing of graphite was 3.42 °. The average primary particle size of the particles was 70 nm.

【0064】[合成例3]グラファイト粒子Cの合成 カーボンブラック「ニテロン#10改」とホウ素粉末と
を、炭素元素とホウ素元素のモル比が10:4となるよ
うに混合し、シリカ製ルツボに入れ、ルツボ上面にグラ
ファイトシートを載せて、その両端に電極を接続した。
電極に通電してグラファイトシートを発熱させ、上記混
合物に着火させ、炭化物が生成する際の反応熱を利用し
た自己燃焼合成法によってグラファイト粒子Cを得た。
得られた粒子のX線回折測定を行ったところ、グラファ
イト構造に由来するピークが観察されて、グラファイト
粒子が生成していることが判明した。グラファイトの0
02面間隔に相当する回折線から算出される格子間距離
は3.38Åであった。また、BCの021回折線に
由来する2θ=37.8°のピークも認められた。X線
回折のチャートを図1に示す。この粒子の平均一次粒子
径は40nmであった。
[Synthesis Example 3] Synthesis of Graphite Particle C Carbon black “Niteron # 10 Kai” and boron powder were mixed so that the molar ratio of carbon element to boron element was 10: 4, and the mixture was mixed with a silica crucible. The graphite sheet was placed on the top of the crucible, and electrodes were connected to both ends of the graphite sheet.
The electrodes were energized to cause the graphite sheet to generate heat, ignite the mixture, and obtain graphite particles C by a self-combustion synthesis method utilizing heat of reaction when carbides were generated.
When the obtained particles were subjected to X-ray diffraction measurement, a peak derived from the graphite structure was observed, and it was found that graphite particles were generated. Graphite 0
The interstitial distance calculated from the diffraction line corresponding to the 02 plane interval was 3.38 °. Also, a peak at 2θ = 37.8 ° derived from the B 4 C 021 diffraction line was observed. An X-ray diffraction chart is shown in FIG. The average primary particle size of the particles was 40 nm.

【0065】[合成例4]グラファイト粒子Dの合成 カーボンブラック「HTC#20」とチタン粉末とを炭
素元素とチタン元素のモル比が10:1となるように混
合した以外は合成例3と同様にしてグラファイト粒子D
を得た。得られた粒子のX線回折測定を行ったところ、
グラファイト構造に由来するピークが観察されて、グラ
ファイト粒子が生成していることが判明した。グラファ
イトの002面間隔に相当する回折線から算出される格
子間距離は3.44Åであった。また、TiCの200
回折線に由来する2θ=41.5°のピークも認められ
た。この粒子の平均一次粒子径は71nmであった。
[Synthesis Example 4] Synthesis of Graphite Particle D Same as Synthesis Example 3 except that carbon black “HTC # 20” and titanium powder were mixed so that the molar ratio of carbon element and titanium element was 10: 1. And graphite particles D
I got When X-ray diffraction measurement of the obtained particles was performed,
A peak derived from the graphite structure was observed, and it was found that graphite particles were generated. The interstitial distance calculated from the diffraction line corresponding to the 002 plane spacing of graphite was 3.44 °. In addition, 200 of TiC
A peak at 2θ = 41.5 ° derived from the diffraction line was also observed. The average primary particle size of the particles was 71 nm.

【0066】[合成例5]グラファイト粒子Eの合成 カーボンブラック「HTC#20」とアルミニウム粉末
と酸化チタン粉末とを炭素元素とアルミニウム元素とチ
タン元素のモル比が10:4:3となるように混合した
以外は合成例3と同様にしてグラファイト粒子Eを得
た。得られた粒子のX線回折測定を行ったところ、グラ
ファイト構造に由来するピークが観察されて、グラファ
イト粒子が生成していることが判明した。グラファイト
の002面間隔に相当する回折線から算出される格子間
距離は3.42Åであった。また、Alの113
回折線に由来する2θ=43.4°のピーク、及びTi
Cの200回折線に由来する2θ=41.5°のピーク
も認められた。この粒子の平均一次粒子径は70nmで
あった。
[Synthesis Example 5] Synthesis of Graphite Particle E Carbon black “HTC # 20”, aluminum powder and titanium oxide powder were mixed so that the molar ratio of carbon, aluminum and titanium was 10: 4: 3. Except for mixing, graphite particles E were obtained in the same manner as in Synthesis Example 3. When the obtained particles were subjected to X-ray diffraction measurement, a peak derived from the graphite structure was observed, and it was found that graphite particles were generated. The interstitial distance calculated from the diffraction line corresponding to the 002 plane spacing of graphite was 3.42 °. Also, 113 of Al 2 O 3
2θ = 43.4 ° peak derived from diffraction lines, and Ti
A peak at 2θ = 41.5 ° derived from 200 diffraction lines of C was also observed. The average primary particle diameter of the particles was 70 nm.

【0067】[合成例6]グラファイト粒子Fの合成 カーボンブラック「HTC#20」とトリメトキシボラ
ンとを炭素元素とホウ素元素のモル比が10:1となる
ように混合した以外は合成例3と同様にしてグラファイ
ト粒子Fを得た。得られた粒子のX線回折測定を行った
ところ、グラファイト構造に由来するピークが観察され
て、グラファイト粒子が生成していることが判明した。
グラファイトの002面間隔に相当する回折線から算出
される格子間距離は3.41Åであった。また、B
の021回折線に由来する2θ=37.8°のピークも
認められた。この粒子の平均一次粒子径は72nmであ
った。
[Synthesis Example 6] Synthesis of Graphite Particles F Synthesis Example 3 was the same as Synthesis Example 3 except that carbon black “HTC # 20” and trimethoxyborane were mixed so that the molar ratio of carbon element to boron element was 10: 1. Similarly, graphite particles F were obtained. When the obtained particles were subjected to X-ray diffraction measurement, a peak derived from the graphite structure was observed, and it was found that graphite particles were generated.
The interstitial distance calculated from the diffraction line corresponding to the 002 plane spacing of graphite was 3.41 °. In addition, B 4 C
A peak at 2θ = 37.8 ° derived from the 021 diffraction line was also observed. The average primary particle size of the particles was 72 nm.

【0068】[合成例7]グラファイト粒子Gの合成 合成例3で得られたグラファイト粒子Cをステンレス製
の管中に入れ、プロパンと酸素を、体積比1:8で混合
したものを燃焼させて得られた熱ガスを導入した。熱ガ
スの温度は1000℃で、滞留時間は5秒間であった。
その後水を噴霧して250℃まで冷却してからバッグフ
ィルターで生成したグラファイト粒子Gを捕集した。グ
ラファイトの002面間隔に相当する回折線から算出さ
れる格子間距離は3.40Åであった。また、B
の102回折線に由来する2θ=32.1°のピークも
認められた。この粒子の平均一次粒子径は42nmであ
った。
[Synthesis Example 7] Synthesis of Graphite Particles G The graphite particles C obtained in Synthesis Example 3 were put in a stainless steel tube, and a mixture of propane and oxygen mixed at a volume ratio of 1: 8 was burned. The resulting hot gas was introduced. The temperature of the hot gas was 1000 ° C. and the residence time was 5 seconds.
Thereafter, water was sprayed to cool to 250 ° C., and then the graphite particles G generated by the bag filter were collected. The interstitial distance calculated from the diffraction line corresponding to the 002 plane spacing of graphite was 3.40 °. In addition, B 2 O 3
A peak at 2θ = 32.1 ° derived from the 102 diffraction line was also observed. The average primary particle size of the particles was 42 nm.

【0069】以上、合成例1〜7で得られたグラファイ
ト粒子A〜Gについて、その原料、生成化合物及び平均
粒径について表1にまとめて記載した。
The raw materials, formed compounds and average particle diameters of the graphite particles A to G obtained in Synthesis Examples 1 to 7 are collectively described in Table 1.

【0070】[0070]

【表1】 [Table 1]

【0071】[実施例1]粒度調製された純度98%の
電融マグネシア100重量部、合成例1で得られたグラ
ファイト粒子A2重量部、フェノール樹脂(ノボラック
タイプのフェノール樹脂に硬化剤を添加したもの)3重
量部を混合し、ニーダーで混練してからフリクションプ
レスで成形した後、250℃で8時間ベーキングした。
その結果1400℃加熱処理後の見掛け気孔率は9.2
%、かさ比重は3.10であった。また、1000℃で
加熱処理した後の動弾性率は10.8GPaであり、1
400℃で加熱処理した後の動弾性率は12.4GPa
であった。また脱炭層厚さは7.8mmであり、溶損寸
法は11.0mmであった。
Example 1 100 parts by weight of electrofused magnesia having a particle size of 98% purity, 2 parts by weight of the graphite particles A obtained in Synthesis Example 1, and a phenol resin (a hardener was added to a novolak type phenol resin) 3 parts by weight were mixed, kneaded with a kneader, molded by a friction press, and baked at 250 ° C. for 8 hours.
As a result, the apparent porosity after the heat treatment at 1400 ° C. was 9.2.
% And bulk specific gravity was 3.10. The kinetic elastic modulus after heat treatment at 1000 ° C. was 10.8 GPa,
The dynamic elastic modulus after heat treatment at 400 ° C. is 12.4 GPa.
Met. The thickness of the decarburized layer was 7.8 mm, and the erosion size was 11.0 mm.

【0072】[実施例2〜11、比較例1〜7]配合す
る原料を表2及び3に記載したとおり変更する他は実施
例1と同様にして、耐火物を作成し、評価した。その結
果を表2及び3にまとめて示す。
Examples 2 to 11, Comparative Examples 1 to 7 Refractories were prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the raw materials to be added were changed as described in Tables 2 and 3. The results are summarized in Tables 2 and 3.

【0073】[0073]

【表2】 [Table 2]

【0074】[0074]

【表3】 [Table 3]

【0075】実施例1及び2に示された黒鉛化されたカ
ーボンブラックを使用した場合、比較例4、6に示す鱗
状黒鉛や、膨張黒鉛を5重量部配合した場合に比べて動
弾性率が小さく、より少ない炭素配合で優れた耐熱衝撃
性が得られており、脱炭層厚さ及び溶損寸法も小さく、
優れた耐酸化性、耐食性を示している。比較例5に示す
ように鱗状黒鉛を20重量部配合したのと同程度の耐熱
衝撃性が、わずか2重量部の添加で達成されるのであ
る。
When the graphitized carbon black shown in Examples 1 and 2 was used, the kinetic elastic modulus was lower than that in the case where 5 parts by weight of the flaky graphite and the expanded graphite shown in Comparative Examples 4 and 6 were blended. Excellent thermal shock resistance is obtained with a small carbon content and a small decarburized layer thickness and small erosion dimension.
It shows excellent oxidation resistance and corrosion resistance. As shown in Comparative Example 5, the same level of thermal shock resistance as when 20 parts by weight of flaky graphite was blended can be achieved by adding only 2 parts by weight.

【0076】また、それらの実施例は比較例1及び2に
示された黒鉛化されていないカーボンブラックを使用し
た場合と比較しても、脱炭層厚さ及び溶損寸法が小さ
く、優れた耐酸化性、耐食性を示している。これらのこ
とより、ナノメータ・オーダーの極めて微細な粒子を用
いることの優位性及び黒鉛化した粒子を用いることの優
位性が明らかである。
In addition, these examples have smaller decarburized layer thicknesses and smaller erosion dimensions than the non-graphitized carbon blacks shown in Comparative Examples 1 and 2 and excellent acid resistance. It shows chemical resistance and corrosion resistance. From these facts, the advantage of using extremely fine particles of the order of nanometers and the advantage of using graphitized particles are apparent.

【0077】また、実施例3、4、9及び10に示す、
ホウ素、チタンあるいはアルミニウムを含有するグラフ
ァイト粒子を用いている例では、それらの元素を含有し
ないグラファイト粒子である実施例1及び2の例に比べ
て脱炭層厚さ及び溶損寸法がさらに小さくなっており、
耐酸化性、耐食性がさらに改善されていることがわか
る。
Further, in Examples 3, 4, 9 and 10,
In the example using graphite particles containing boron, titanium or aluminum, the thickness of the decarburized layer and the erosion dimension are further reduced as compared with the examples of Examples 1 and 2, which are graphite particles not containing those elements. Yes,
It can be seen that the oxidation resistance and corrosion resistance are further improved.

【0078】さらに、実施例11に示すホウ素元素を含
有し、かつ酸化処理を施されたグラファイト粒子を用い
た場合には、酸化処理を施す前のグラファイト粒子を用
いた場合である実施例3に比べて耐酸化性、耐食性が改
善されている。
Further, when the graphite particles containing the boron element shown in Example 11 and subjected to the oxidation treatment were used, the graphite particles before the oxidation treatment were used. Oxidation resistance and corrosion resistance are improved.

【0079】[0079]

【発明の効果】本発明のグラファイト粒子を耐火物原料
として用いることによって、炭素含有量を小さくしなが
ら、耐熱衝撃性、耐酸化性及び耐食性に優れた耐火物を
得ることができる。
By using the graphite particles of the present invention as a refractory raw material, it is possible to obtain a refractory excellent in thermal shock resistance, oxidation resistance and corrosion resistance while reducing the carbon content.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】グラファイト粒子CのX線回折チャートであ
る。
FIG. 1 is an X-ray diffraction chart of graphite particles C.

フロントページの続き Fターム(参考) 4G030 AA07 AA35 AA36 AA46 AA49 AA60 BA23 BA28 BA32 BA33 GA01 GA11 GA14 4G046 EA05 EA06 EB02 EC02 EC05Continued on the front page F term (reference) 4G030 AA07 AA35 AA36 AA46 AA49 AA60 BA23 BA28 BA32 BA33 GA01 GA11 GA14 4G046 EA05 EA06 EB02 EC02 EC05

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 平均粒子径が500nm以下のグラファ
イト粒子からなる耐火物原料。
1. A refractory raw material comprising graphite particles having an average particle size of 500 nm or less.
【請求項2】 カーボンブラックを黒鉛化して得られた
グラファイト粒子からなる耐火物原料。
2. A refractory raw material comprising graphite particles obtained by graphitizing carbon black.
【請求項3】 グラファイト粒子が、金属、ホウ素及び
ケイ素から選ばれる少なくとも1種以上の元素を含有す
る請求項1又は2に記載の耐火物原料。
3. The refractory raw material according to claim 1, wherein the graphite particles contain at least one element selected from metals, boron and silicon.
【請求項4】 カーボンブラックと、金属、ホウ素及び
ケイ素から選ばれる少なくとも1種以上の元素の単体又
は該元素を含有する化合物とを加熱して得られる請求項
3記載の耐火物原料。
4. The refractory raw material according to claim 3, which is obtained by heating carbon black and a simple substance of at least one element selected from metals, boron and silicon or a compound containing said element.
【請求項5】 カーボンブラックと、金属、ホウ素及び
ケイ素から選ばれる少なくとも1種以上の元素の単体と
を加熱して得られる請求項3記載の耐火物原料。
5. The refractory raw material according to claim 3, obtained by heating carbon black and a simple substance of at least one element selected from metals, boron and silicon.
【請求項6】 耐火骨材及び請求項1〜5のいずれかに
記載の耐火物原料からなる耐火物原料組成物。
6. A refractory raw material composition comprising a refractory aggregate and the refractory raw material according to claim 1.
【請求項7】 耐火骨材100重量部及び請求項1〜5
のいずれかに記載の耐火物原料0.1〜10重量部から
なる耐火物原料組成物。
7. A refractory aggregate having a weight of 100 parts by weight.
A refractory raw material composition comprising 0.1 to 10 parts by weight of the refractory raw material described in any one of the above.
【請求項8】 耐火骨材がマグネシアからなる請求項6
又は7に記載の耐火物原料組成物。
8. A refractory aggregate comprising magnesia.
Or the refractory raw material composition according to 7.
【請求項9】 請求項6〜8のいずれかに記載の耐火物
原料組成物を成形してなる耐火物。
9. A refractory obtained by molding the refractory raw material composition according to claim 6. Description:
【請求項10】 カーボンブラックと、金属、ホウ素及
びケイ素から選ばれる少なくとも1種以上の元素のアル
コラートとを加熱することを特徴とする、金属、ホウ素
及びケイ素から選ばれる少なくとも1種以上の元素を含
有するグラファイト粒子の製造方法。
10. A method comprising heating carbon black and an alcoholate of at least one element selected from metals, boron and silicon, wherein at least one element selected from metals, boron and silicon is heated. A method for producing graphite particles.
【請求項11】 カーボンブラックと、金属、ホウ素及
びケイ素から選ばれる少なくとも1種以上の元素の酸化
物と、該酸化物を還元する金属とを加熱することを特徴
とする、金属、ホウ素及びケイ素から選ばれる少なくと
も1種以上の元素を含有するグラファイト粒子の製造方
法。
11. A method of heating a metal, boron and silicon comprising heating carbon black, an oxide of at least one element selected from metals, boron and silicon, and a metal that reduces the oxide. A method for producing graphite particles containing at least one element selected from the group consisting of:
【請求項12】 カーボンブラックと、金属、ホウ素及
びケイ素から選ばれる少なくとも1種以上の元素の単体
又は該元素を含有する化合物とを加熱して得られたグラ
ファイト粒子を、さらに酸化処理する、グラファイト粒
子の製造方法。
12. A graphite, wherein graphite particles obtained by heating carbon black and a simple substance of at least one element selected from metals, boron and silicon or a compound containing the element are further oxidized. Method for producing particles.
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