JP2005231953A - Graphite-containing brick - Google Patents

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禎公 清田
Yoko Miyamoto
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a graphite-containing brick exhibiting durability more than that of a conventional one even when used as brick for converter such as the furnace bottom or the tuyere peripheral part of a bottom blown converter and having excellent spalling resistance. <P>SOLUTION: The graphite-containing brick is structured by forming a kneaded material containing a refractory main raw material, 3-30 mass% graphite, a binder and 0.1-2.0 mass% carbon fiber assembly in which the bonding of the fiber chopped into 3-30 mm length in the axial direction partially remain and is partially released. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、底吹き転炉の炉底や底吹き転炉の羽口周辺部の転炉用煉瓦として使用した場合でも従来以上の耐用性を発現することができる耐スポール性に優れた黒鉛含有煉瓦に関する。   The present invention contains graphite with excellent spall resistance, which can exhibit durability beyond conventional levels even when used as a brick for converters at the bottom of bottom blown converters and around tuyere of bottom blown converters. Regarding bricks.

黒鉛含有煉瓦は、耐スラグ浸透性に優れ、低熱伝導性を有しかつ低熱膨張性を有するため、鋼を製造する製鉄プロセス工程の高炉樋、混銑車、溶銑鍋、転炉、RH脱ガス装置、連鋳ノズルなどに使用されている。なかでも、底吹き転炉の炉底や底吹き転炉の羽口周辺部は、高温でかつ温度勾配が大きく、熱衝撃に度々曝される過酷な熱条件下にあり、このような過酷な使用条件下においては、耐スポール性に優れた黒鉛含有煉瓦が必要とされる。   Graphite-containing bricks have excellent slag penetration resistance, low thermal conductivity, and low thermal expansion. Therefore, blast furnaces, kneading cars, hot metal ladles, converters, and RH degassing equipment are used in the steelmaking process for manufacturing steel. It is used for continuous casting nozzles. In particular, the bottom of the bottom-blowing converter and the area around the tuyere of the bottom-blowing converter are at high temperatures, have a large temperature gradient, and are subjected to severe thermal conditions that are frequently exposed to thermal shock. Under the conditions of use, a graphite-containing brick having excellent spall resistance is required.

黒鉛含有煉瓦の耐スポール性を改良するためには、煉瓦の機械的強度を上げ、弾性率を下げるのが効果的である。特に底吹き転炉の炉底や羽口周辺部などの用途に対しては、強度を維持したまま、低弾性率化を図った黒鉛含有煉瓦が好ましいと考えられる。   In order to improve the spall resistance of the graphite-containing brick, it is effective to increase the mechanical strength of the brick and lower the elastic modulus. Particularly for applications such as the bottom of a bottom-blown converter and the vicinity of the tuyere, graphite-containing bricks with a low elastic modulus while maintaining strength are considered preferable.

例えば、弾性率を下げる手段としては、一般的に使用されている鱗状黒鉛に代え、鱗状黒鉛に比して厚みが薄い薄肉黒鉛を添加することが知られており、厚みが薄い薄肉黒鉛を添加した黒鉛含有煉瓦が底吹き転炉の炉底や底吹き転炉の羽口周辺部の転炉用煉瓦として試用された実績がある。しかし、薄肉黒鉛を添加した黒鉛含有煉瓦を使用した場合でも、その耐用性改善効果としては限界があり、底吹き転炉の炉底や底吹き転炉の羽口周辺部の転炉用煉瓦としては耐用性が不十分であった。   For example, as a means of lowering the elastic modulus, it is known to add thin graphite that is thinner than scaly graphite instead of commonly used scaly graphite. There is a track record in which the graphite-containing bricks that have been used have been used as furnace bricks for bottom blown converters and as bricks for converters around the tuyere of bottom blown converters. However, even when using graphite-containing bricks with the addition of thin graphite, there is a limit to its durability improvement effect, and as a brick for converters at the bottom of bottom blown converters and around the tuyere of bottom blown converters Has insufficient durability.

一方、圧縮強度を高くする手段としては、軸方向長さが0.1〜5mm程度の炭素繊維を所定量添加することが公知(特許文献1)であり、またさらに有機樹脂により予めコーティングされた軸方向長さが0.5〜5mmの炭素繊維を用い、主原料のマトリックスとの結合を強化すること(特許文献2)も開示されている。図5は、煉瓦中に分散している炭素繊維60を示した顕微鏡写真のスケッチ図である。
特開昭56−140080号公報 特開平2−141452号公報
On the other hand, as means for increasing the compressive strength, it is known (Patent Document 1) to add a predetermined amount of carbon fiber having an axial length of about 0.1 to 5 mm, and further coated in advance with an organic resin. It is also disclosed that carbon fibers having an axial length of 0.5 to 5 mm are used to strengthen the bond with the matrix of the main raw material (Patent Document 2). FIG. 5 is a sketch of a photomicrograph showing the carbon fibers 60 dispersed in the brick.
Japanese Patent Laid-Open No. 56-140080 Japanese Patent Laid-Open No. 2-141452

しかしながら、特許文献1、2に記載の黒鉛含有煉瓦は、主原料のマトリックス中に多数の短い炭素繊維が均一に分散した状態となっており、圧縮強度を高くすることができても、弾性率を下げて、圧縮強度/弾性率の値が高い煉瓦とすることが困難であった。このため、主原料のマトリックス中に多数の短い炭素繊維が均一に分散した黒鉛含有煉瓦を底吹き転炉の炉底や底吹き転炉の羽口周辺部の転炉用煉瓦として適用した場合、耐用性が不十分であった。   However, the graphite-containing bricks described in Patent Documents 1 and 2 are in a state where a large number of short carbon fibers are uniformly dispersed in the matrix of the main raw material, and even if the compressive strength can be increased, the elastic modulus It was difficult to make bricks having a high compressive strength / elastic modulus by lowering the value. For this reason, when applying a graphite-containing brick in which a large number of short carbon fibers are uniformly dispersed in the matrix of the main raw material as a brick for a converter at the bottom of a bottom-blown converter or around the tuyere of a bottom-blown converter, The durability was insufficient.

本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、底吹き転炉の炉底や底吹き転炉の羽口周辺部の転炉用煉瓦として使用した場合でも従来以上の耐用性を発現することができる耐スポール性に優れた黒鉛含有煉瓦を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and even when used as a brick for a converter at the bottom of a bottom blown converter or the tuyere of a bottom blown converter, it exhibits higher durability than before. An object of the present invention is to provide a graphite-containing brick having excellent spall resistance.

本発明は、耐火性を有する主原料と、黒鉛:3〜30質量%と、バインダーと、軸方向長さが3〜30mmのチョップドファイバー炭素繊維の結合が部分的に残り、一部で解除された状態である炭素繊維の集合体:0.1〜2.0質量%とを含む混練物を成形してなることを特徴とする黒鉛含有煉瓦である。この場合、前記バインダーとして、キシレノール樹脂またはクレゾール樹脂を添加した混練物を成形してなることが好ましい。   In the present invention, the bond of the refractory main raw material, graphite: 3 to 30% by mass, the binder, and the chopped fiber carbon fiber having an axial length of 3 to 30 mm partially remains and is partially released. It is a graphite-containing brick formed by molding a kneaded product containing an aggregate of carbon fibers in a state of 0.1 to 2.0% by mass. In this case, it is preferable to form a kneaded product to which xylenol resin or cresol resin is added as the binder.

本発明の黒鉛含有煉瓦は、耐スポール性に優れているため、底吹き転炉の炉底や羽口周辺部の転炉用煉瓦として使用した場合でも従来以上の耐用性を発現することができる。   Since the graphite-containing brick of the present invention is excellent in spall resistance, even when used as a converter brick in the bottom of a bottom-blown converter or in the vicinity of a tuyere, it can exhibit durability beyond conventional ones. .

先ず、本発明の黒鉛含有煉瓦に含まれている炭素繊維の集合体について、図を用いて説明する。   First, the aggregate | assembly of the carbon fiber contained in the graphite containing brick of this invention is demonstrated using figures.

図1-1は、チョップドファイバー炭素繊維1の概略図、図1-2は、チョップドファイバー炭素繊維1の結合状態を説明する断面図である。図1-1中、Lはチョップドファイバー炭素繊維1の軸方向長さを示す。   FIG. 1-1 is a schematic view of the chopped fiber carbon fiber 1, and FIG. 1-2 is a cross-sectional view illustrating a bonded state of the chopped fiber carbon fiber 1. In FIG. 1-1, L represents the axial length of the chopped fiber carbon fiber 1.

チョップドファイバー炭素繊維1は、直径が2〜50μmの長い炭素繊維を1000〜数万本束ねて、互いに長さ方向にわたりサイジング剤3と呼ばれる樹脂で結合した長い炭素繊維の束を軸方向長さLで切断したものである。このように、チョップドファイバー炭素繊維1は、多数本の短い炭素繊維2で構成され、互いに長さ方向にわたりサイジング剤3で結合されている。本発明においては、チョップドファイバー炭素繊維1の軸方向長さLは、用途に応じて3〜30mmとされる。   The chopped fiber carbon fiber 1 is formed by bundling 1000 to tens of thousands of long carbon fibers having a diameter of 2 to 50 μm, and binding a long bundle of carbon fibers with a resin called a sizing agent 3 in the longitudinal direction. It was cut with Thus, the chopped fiber carbon fiber 1 is composed of a large number of short carbon fibers 2 and is bonded to each other by the sizing agent 3 over the length direction. In this invention, the axial direction length L of the chopped fiber carbon fiber 1 shall be 3-30 mm according to a use.

従来、炭素繊維を加えた煉瓦を製造する場合には、軸方向長さLが5mm以下のチョップドファイバー炭素繊維1を用い、予めサイジング剤3を洗浄除去した後に耐火物原料に添加するか、あるいはチョップドファイバー炭素繊維1をそのまま耐火物原料に添加した後に混練時間を十分に取ることによって、チョップドファイバー炭素繊維1の結合を完全に解き、混練物中に短い炭素繊維2が均一に分散した状態としてから成形していた。   Conventionally, when manufacturing a brick to which carbon fiber is added, the chopped fiber carbon fiber 1 having an axial length L of 5 mm or less is used, and the sizing agent 3 is washed and removed in advance, or is added to the refractory raw material. After adding the chopped fiber carbon fiber 1 to the refractory raw material as it is, a sufficient kneading time is taken to completely break the bonds of the chopped fiber carbon fiber 1 so that the short carbon fibers 2 are uniformly dispersed in the kneaded product. It was molded from.

これに対して本発明では、軸方向長さが3〜30mmのチョップドファイバー炭素繊維1の結合が部分的に残り、一部で解除された状態の炭素繊維の集合体4が均一に分散している混練物を成形して、黒鉛含有煉瓦としている。例えば、本発明の黒鉛含有煉瓦を、煉瓦の成形工程における加圧方向に対して直角な断面で観察すると、図2-1〜図2-3に示すような形態の炭素繊維2の集合体4が観察される。このような形態の炭素繊維2の集合体4は、耐火物材原料と混合する前にチョップドファイバー炭素繊維1を単独で、攪拌子を備えた混練機で攪拌して得ることもできるし、耐火物材原料との混練物を混練する際、攪拌子を備えた混練機で攪拌して得ることもできる。   On the other hand, in this invention, the coupling | bonding of the chopped fiber carbon fiber 1 whose axial direction length is 3-30 mm remains partially, and the aggregate | assembly 4 of the carbon fiber of the state released | released partially is disperse | distributed uniformly. The kneaded product is molded into a graphite-containing brick. For example, when the graphite-containing brick of the present invention is observed in a cross section perpendicular to the pressing direction in the brick forming step, the aggregate 4 of carbon fibers 2 having a form as shown in FIGS. 2-1 to 2-3. Is observed. The aggregate 4 of the carbon fibers 2 in such a form can be obtained by stirring the chopped fiber carbon fiber 1 alone with a kneader equipped with a stirrer before mixing with the refractory material raw material. When kneading a kneaded material with a material raw material, it can also be obtained by stirring with a kneader equipped with a stirrer.

混練機での攪拌を長時間行った場合には、チョップドファイバー炭素繊維1の結合が完全に解除されてしてしまうので、攪拌時間を調整する。適切な攪拌時間は、チョップドファイバー炭素繊維1のサイジング剤3の種類や量、あるいは混練機の種類等により変化するので、所望の形態の炭素繊維の集合体4を得ることができる最適な攪拌時間を予め調べておく。   When stirring in the kneader is performed for a long time, the coupling of the chopped fiber carbon fiber 1 is completely released, so the stirring time is adjusted. The appropriate stirring time varies depending on the type and amount of the sizing agent 3 of the chopped fiber carbon fiber 1 or the type of the kneading machine, so that the optimal stirring time for obtaining the carbon fiber aggregate 4 in a desired form can be obtained. Check in advance.

上述した炭素繊維の集合体4の作用について説明する。   The operation of the carbon fiber assembly 4 will be described.

黒鉛含有煉瓦は、主原料、黒鉛、樹脂などの耐火物用バインダーおよび炭素繊維の集合体4を含む混練物を所定形状に成形した後、樹脂を硬化(キュアー処理と称される)させ、あるいはさらにより高温で焼成することで製造される。その際、炭素繊維の集合体4を構成する一本、一本の炭素繊維2は、煉瓦の成形工程で図3に示す加圧方向41に対して直角な平面に配列された状態となる。したがって、煉瓦を加圧方向41に対して直角の面で観察すると、前記図2-1〜図2-3に示したような松葉状もしくは綿毛状に広がった形態の炭素繊維2の集合体4が煉瓦全体に分散していることが確認できる。この一つの集合体4を構成する多数本の炭素繊維2は、チョップドファイバー炭素繊維1の軸方向長さLに対して1.1L〜3L程度に広がっているため、耐火物原料中に強固に食い込み、低弾性率とすることができ、圧縮強度の向上が図られる。   The graphite-containing brick is formed by molding a kneaded material including a main raw material, a binder for a refractory material such as graphite and a resin, and an aggregate 4 of carbon fibers, and then curing the resin (referred to as a curing process), or Furthermore, it is manufactured by firing at a higher temperature. At that time, the single carbon fiber 2 constituting the carbon fiber aggregate 4 is arranged in a plane perpendicular to the pressing direction 41 shown in FIG. 3 in the brick forming step. Therefore, when the brick is observed in a plane perpendicular to the pressing direction 41, the aggregate 4 of the carbon fibers 2 in a pine needle shape or fluffy shape as shown in FIGS. 2-1 to 2-3. Can be confirmed to be dispersed throughout the brick. A large number of carbon fibers 2 constituting this one aggregate 4 are spread about 1.1 L to 3 L with respect to the axial length L of the chopped fiber carbon fiber 1, so that it is firmly in the refractory material. The bite and low elastic modulus can be achieved, and the compression strength can be improved.

混練するに際しては、チョップドファイバー炭素繊維1の結合が部分的に残り、一部で解除された状態の炭素繊維の集合体4を、均一に分散させるのが耐スポール性を安定化させるうえで重要である。   In kneading, it is important for stabilizing the spall resistance to uniformly disperse the carbon fiber aggregate 4 in a state where the bonds of the chopped fiber carbon fiber 1 partially remain and are partially released. It is.

本発明において、チョップドファイバー炭素繊維1の軸方向長さLを3〜30mmと限定する理由は次のとおりである。   In the present invention, the reason for limiting the axial length L of the chopped fiber carbon fiber 1 to 3 to 30 mm is as follows.

炭素繊維の束を切断する際に、軸方向切断長が3mmを下回ると、図2-1〜図2-3に示すような炭素繊維の集合体4を得ることができない。このため、チョップドファイバー炭素繊維1の軸方向長さLを3mmと限定する。一方、炭素繊維の束を切断する際に、軸方向切断長が30mmを上回った場合、得られる一つの炭素繊維の集合体4が嵩張り過ぎるようになる。この結果、煉瓦成形時のスプリングバックが大きくなって、煉瓦を所定の形状に成形することが困難となる。このため、チョップドファイバー炭素繊維1の軸方向長さLを30mmと限定する。   When cutting the bundle of carbon fibers, if the axial cut length is less than 3 mm, the carbon fiber aggregate 4 as shown in FIGS. 2-1 to 2-3 cannot be obtained. For this reason, the axial length L of the chopped fiber carbon fiber 1 is limited to 3 mm. On the other hand, when the bundle of carbon fibers is cut, if the axial cut length exceeds 30 mm, the resulting carbon fiber aggregate 4 is too bulky. As a result, the spring back at the time of brick molding becomes large, and it becomes difficult to mold the brick into a predetermined shape. For this reason, the axial length L of the chopped fiber carbon fiber 1 is limited to 30 mm.

次いで、炭素繊維の集合体4の含有量を0.1〜2.0質量%と限定する理由について説明する。   Next, the reason for limiting the content of the carbon fiber aggregate 4 to 0.1 to 2.0 mass% will be described.

炭素繊維の集合体4の含有量が多いほど、弾性率を下げる効果は大きいが、その含有量が2.0質量%を超えた場合、炭素繊維の集合体4の数が多くなり、嵩張りすぎて、結果として、煉瓦成形時のスプリングバックが大きくなり、煉瓦を所定の形状に成形することが困難となる。一方、炭素繊維の集合体4の含有量が0.1質量%を下回った場合、得られる黒鉛含有煉瓦の弾性率を下げる効果が不十分となる。このため、炭素繊維の集合体4の含有量を0.1〜2.0質量%と限定する。   The greater the content of the carbon fiber aggregate 4, the greater the effect of lowering the elastic modulus. However, when the content exceeds 2.0 mass%, the number of the carbon fiber aggregates 4 increases and the bulkiness increases. As a result, the spring back at the time of brick molding becomes large, and it becomes difficult to mold the brick into a predetermined shape. On the other hand, when the content of the carbon fiber aggregate 4 is less than 0.1% by mass, the effect of lowering the elastic modulus of the obtained graphite-containing brick becomes insufficient. For this reason, content of the aggregate 4 of carbon fiber is limited to 0.1-2.0 mass%.

なお、軸方向長さLが3〜30mmの炭素繊維の集合体4の含有量は、0.1〜2.0質量%であるが、このサイズを外れたものが多少混入しても、本発明の趣旨を損なうものではない。例えば、軸方向長さLが3mmに満たない短い炭素繊維や軸方向長さLが30mmを超えるチョップドファイバー炭素繊維1の結合が部分的に残り、一部で解けた状態の炭素繊維の集合体が、黒鉛含有耐火煉瓦に含まれる炭素繊維の内で10質量%以下程度含まれていても本発明の効果を損なうものではない。   The content of the carbon fiber aggregate 4 having an axial length L of 3 to 30 mm is 0.1 to 2.0% by mass. It does not detract from the spirit of the invention. For example, a short carbon fiber whose axial length L is less than 3 mm or a chopped fiber carbon fiber 1 whose axial length L exceeds 30 mm remains partially bonded, and a carbon fiber aggregate in a partially broken state However, even if the carbon fiber contained in the graphite-containing refractory brick is contained in an amount of about 10% by mass or less, the effect of the present invention is not impaired.

黒鉛含有量を3〜30質量%と限定する理由は以下の通りである。   The reason for limiting the graphite content to 3 to 30% by mass is as follows.

黒鉛含有煉瓦の耐スポール性は、黒鉛量に強く支配され、黒鉛含有量が3質量%を下回った場合、黒鉛を含有しない煉瓦に比べて耐スポール性の向上効果が認められず、一方、黒鉛含有量が30質量%を上回った場合、耐スポール性の向上効果が飽和するのみならず、煉瓦使用時、黒鉛の酸化により黒鉛含有煉瓦の劣化が著しくなる。このため、黒鉛含有量を3〜30質量%に限定する。   The spall resistance of bricks containing graphite is strongly governed by the amount of graphite. When the graphite content is less than 3% by mass, the effect of improving the spall resistance is not observed compared to bricks not containing graphite. When the content exceeds 30% by mass, not only the effect of improving the spall resistance is saturated, but also when the brick is used, the deterioration of the graphite-containing brick becomes remarkable due to oxidation of the graphite. For this reason, graphite content is limited to 3-30 mass%.

黒鉛としては、鱗状黒鉛、薄肉黒鉛、人造黒鉛、土状黒鉛などの煉瓦用黒鉛として公知の黒鉛が使用できる。また、適宜、カーボンブラック(黒鉛とは異なる)などの炭素類も添加することができる。この他、黒鉛含有煉瓦には、その適用場所により使用時に黒鉛の酸化を防ぐための酸化防止剤や、Al、Mg、Siなどから選ばれた1種または2種以上の金属、またはAl−MgやAl−Siような合金、もしくはBCなどの炭化物をさらに圧縮強度を高めるために添加しておくこともできる。 As the graphite, known graphite can be used as brick graphite such as scale-like graphite, thin-walled graphite, artificial graphite, and earth-like graphite. In addition, carbons such as carbon black (different from graphite) can be added as appropriate. In addition, the graphite-containing brick includes an antioxidant for preventing oxidation of graphite at the time of use depending on the application place, one or more metals selected from Al, Mg, Si, etc., or Al-Mg. Further, an alloy such as Al—Si or a carbide such as B 4 C can be added to further increase the compressive strength.

本発明においては、バインダーを添加して混練し成形することができる。   In the present invention, a binder can be added and kneaded and molded.

その場合、バインダー添加量は、2〜8質量%とするのが好ましく、バインダーとしては、キシレノール樹脂またはクレゾール樹脂を添加するのが好ましい。黒鉛含有煉瓦のバインダーとしては、通常、フェノール樹脂またはタールピッチなどが使用されていたが、これらのバインダーを添加した場合に比べてキシレノール樹脂またはクレゾール樹脂を添加した場合には、黒鉛含有煉瓦の圧縮強度がより高くなり、その結果、圧縮強度/弾性率の値が高い黒鉛含有煉瓦を得ることができる。   In this case, the amount of binder added is preferably 2 to 8% by mass, and it is preferable to add xylenol resin or cresol resin as the binder. As a binder for graphite-containing bricks, phenol resin or tar pitch is usually used, but when xylenol resin or cresol resin is added compared to the case where these binders are added, compression of graphite-containing bricks is performed. The strength becomes higher, and as a result, a graphite-containing brick having a high compressive strength / elastic modulus value can be obtained.

この理由は、キシレノール樹脂またはクレゾール樹脂を使用した場合には、分子構造が直鎖に近く、炭素繊維との濡れ性が良好であることに起因する。但し、黒鉛含有煉瓦のバインダーとしては、キシレノール樹脂またはクレゾール樹脂と、フェノール樹脂を併用することもできる。   This is because when the xylenol resin or the cresol resin is used, the molecular structure is close to a straight chain and the wettability with the carbon fiber is good. However, as a binder for the graphite-containing brick, a xylenol resin or a cresol resin and a phenol resin can be used in combination.

上記耐火性を有する主原料としては、アルミナ、シリカ、マグネシア、カルシア、ジルコニア、クロミアなどの酸化物から選ばれた1種または2種以上を用いてもよいし、炭化珪素などの炭化物から選ばれた1種または2種以上を用いることもできる。あるいは、酸化物から選ばれた1種または2種以上と、炭化物から選ばれた1種または2種以上の混合物を用いることもできる。その他、窒化物から選ばれた1種または2種以上を黒鉛含有煉瓦の主原料とすることもできる。これらの原料は、天然鉱物、電融品、焼成品、仮焼品などの種類があり、0.001〜10mmの粒径のものが黒鉛含有煉瓦の主原料として好適に用いられる。   The main raw material having fire resistance may be one or more selected from oxides such as alumina, silica, magnesia, calcia, zirconia, and chromia, and may be selected from carbides such as silicon carbide. One kind or two or more kinds can also be used. Alternatively, a mixture of one or more selected from oxides and one or more selected from carbides can also be used. In addition, one or more selected from nitrides can be used as the main raw material for the graphite-containing brick. These raw materials include natural minerals, electrofused products, fired products, calcined products, and the like, and those having a particle diameter of 0.001 to 10 mm are suitably used as the main raw material for graphite-containing bricks.

本発明の黒鉛含有煉瓦は、例えば、主原料、黒鉛およびバインダーを添加して混練し、混練終了所定時間前の時点でチョップドファイバー炭素繊維1を添加して更に混練し、炭素繊維の集合体4を形成し、その後所定形状に成形した後、樹脂を硬化(キュアー処理と称される)させ、あるいはさらにより高温で焼成することで得ることができる。   The graphite-containing brick of the present invention is, for example, added with the main raw material, graphite, and a binder, kneaded, added with chopped fiber carbon fiber 1 at a time before the completion of the kneading and further kneaded, and aggregate 4 of carbon fibers. And then molded into a predetermined shape, the resin can be cured (referred to as cure treatment), or fired at a higher temperature.

3mmの篩目を通過した粒径が3mm以下のMgOと、黒鉛(鱗状黒鉛:薄肉鱗状黒鉛=1:1)をそれぞれ秤量した後、配合し、さらに表1に示す種類の樹脂をバインダーとして6質量%添加し、混練した。混練物は、147MPaの圧力で成形した後、180℃×3時間の樹脂を硬化させる硬化処理(キュアー処理と称される)を行った。なお、混練物には、混練終了の10秒前の時点で本発明の範囲内でチョップドファイバー炭素繊維を添加し、表1に示すように発明例1〜10の黒鉛含有煉瓦を得た。   MgO having a particle diameter of 3 mm or less having passed through a 3 mm sieve and graphite (scale-like graphite: thin-walled scale-like graphite = 1: 1) were weighed and then blended, and the resin of the type shown in Table 1 was used as a binder. Mass% was added and kneaded. The kneaded product was molded at a pressure of 147 MPa and then subjected to a curing process (called a curing process) in which the resin was cured at 180 ° C. for 3 hours. In addition, to the kneaded material, chopped fiber carbon fiber was added within the range of the present invention at the time 10 seconds before the end of kneading, and as shown in Table 1, graphite-containing bricks of Invention Examples 1 to 10 were obtained.

従来例1の場合には、炭素繊維を添加せず、それ以外は発明例と同様にして黒鉛含有煉瓦とし、比較例1〜3の場合には、本発明の範囲を外れたチョップドファイバー炭素繊維1を添加し、それ以外は発明例と同様にして黒鉛含有煉瓦とした。   In the case of Conventional Example 1, carbon fiber is not added, and other than that, graphite containing brick is made in the same manner as the invention example, and in the case of Comparative Examples 1 to 3, chopped fiber carbon fiber outside the scope of the present invention. 1 was added, and a graphite-containing brick was obtained in the same manner as in the inventive examples.

得られた図3に示すような形状の並形煉瓦40から、一辺の長さaが40mmの立方体を複数個切り出して、キュアー処理後の試験片50とし、キュアー処理後の試験片50の常温における圧縮強度と弾性率をそれぞれ調べ、180℃キュアー処理後黒鉛含有煉瓦の機械的性質とした。その際、180℃キュアー処理後黒鉛含有煉瓦の気孔率も調べた。180℃キュアー処理後黒鉛含有煉瓦の気孔率は、6±1%の範囲であった。   A plurality of cubes each having a side length a of 40 mm are cut out from the obtained parallel brick 40 having the shape shown in FIG. 3 to obtain a test piece 50 after the curing treatment, and the room temperature of the test piece 50 after the curing treatment is obtained. The compressive strength and elastic modulus of each were examined, and the mechanical properties of the graphite-containing brick after 180 ° C. curing treatment were determined. At that time, the porosity of the graphite-containing brick after the 180 ° C. curing treatment was also examined. The porosity of the graphite-containing brick after the 180 ° C. curing treatment was in the range of 6 ± 1%.

また、180℃キュアー処理後黒鉛含有煉瓦について、コークスブリーズ中1500℃で3時間保持する焼成処理を施し、冷却して得た並形煉瓦40から一辺の長さaが40mmの立方体を複数個切り出して、1500℃焼成後の試験片50とし、1500℃焼成後の試験片50について、常温における圧縮強度と弾性率をそれぞれ調べ、1500℃焼成後黒鉛含有煉瓦の機械的性質とした。   In addition, the graphite-containing bricks after the 180 ° C curing treatment were subjected to a firing treatment that was held in a coke breeze at 1500 ° C for 3 hours and cooled, and a plurality of cubes having a side length a of 40 mm were cut out from the parallel brick 40 obtained by cooling. Thus, the test piece 50 after firing at 1500 ° C. was examined for compressive strength and elastic modulus at room temperature, and the mechanical properties of the graphite-containing brick after firing at 1500 ° C. were determined.

なお、常温における圧縮強度と弾性率をそれぞれ調べる試験は、JIS R 2206とJIS R 1602に準拠し、図4に示す試験片50における圧縮方向51が並形煉瓦40の圧縮方向となるように配置して行った。但し、黒鉛含有煉瓦の耐スポール性の評価は、従来例1に比べて低弾性率とすることができ、かつ圧縮強度/弾性率の値が従来例1より高い場合に○(耐スポール性に優れる)とした。並形煉瓦40の形状は、厚みH=65mm、幅W=114mm、長さS=230mmである。   In addition, the test which investigates the compressive strength and elastic modulus in normal temperature respectively is based on JIS R 2206 and JIS R 1602, and it arrange | positions so that the compression direction 51 in the test piece 50 shown in FIG. I went there. However, the evaluation of the spall resistance of the graphite-containing brick can be made lower than that of the conventional example 1 and the compressive strength / elastic modulus is higher than that of the conventional example 1. Excellent). The parallel brick 40 has a thickness H = 65 mm, a width W = 114 mm, and a length S = 230 mm.

Figure 2005231953
Figure 2005231953

表1に示す結果から、発明例1〜10の場合には、180℃キュアー処理後黒鉛含有煉瓦の機械的性質と1500℃焼成後黒鉛含有煉瓦の機械的性質の両方において、従来例1に比べて低弾性率で、かつ圧縮強度/弾性率の値が高いことがわかる。またバインダーについては、クレゾール樹脂を使用した発明例3、キシレノール樹脂を使用した発明例6の場合には、フェノール樹脂を使用した発明例5に比べて、180℃キュアー処理後黒鉛含有煉瓦の機械的性質と1500℃焼成後黒鉛含有煉瓦の機械的性質の両方において圧縮強度が高い。   From the results shown in Table 1, in the case of Invention Examples 1 to 10, both the mechanical properties of the graphite-containing brick after 180 ° C. curing treatment and the mechanical properties of the graphite-containing brick after firing at 1500 ° C. are compared with those of Conventional Example 1. It can be seen that the elastic modulus is low and the compressive strength / elastic modulus is high. As for the binder, in the case of Invention Example 3 using a cresol resin and Invention Example 6 using a xylenol resin, compared with Invention Example 5 using a phenol resin, the mechanical strength of the graphite-containing brick after 180 ° C. curing treatment The compressive strength is high in both the properties and the mechanical properties of the graphite-containing brick after firing at 1500 ° C.

なお、比較例1の場合には、従来例1に比べて高圧縮強度であるが、高弾性率となってしまい、圧縮強度/弾性率の値は発明例1〜10ほど高くない。この煉瓦を成形時の加圧方向から観察すると、軸方向長さが1mm以下の炭素繊維が直線状に束ねられたものが分散している状態であった。また、本発明の範囲を外れたチョップドファイバー炭素繊維1を添加した比較例2、3の場合には、並形に成形した後のスプリングバックが大きく、結局、並形に成形することができなかった。   In the case of Comparative Example 1, the compressive strength is higher than that of Conventional Example 1, but the elastic modulus is high, and the value of compressive strength / elastic modulus is not as high as that of Invention Examples 1-10. When this brick was observed from the pressurizing direction at the time of molding, carbon fibers having an axial length of 1 mm or less were linearly bundled and dispersed. In addition, in the case of Comparative Examples 2 and 3 in which the chopped fiber carbon fiber 1 outside the scope of the present invention was added, the spring back after forming into a parallel shape was large, and consequently it could not be formed into a parallel shape. It was.

チョップドファイバー炭素繊維1の概略図である。1 is a schematic view of chopped fiber carbon fiber 1. FIG. チョップドファイバー炭素繊維1の結合状態を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the coupling | bonding state of the chopped fiber carbon fiber 1. FIG. 炭素繊維の集合体4の概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of an assembly 4 of carbon fibers. 炭素繊維の集合体4の概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of an assembly 4 of carbon fibers. 炭素繊維の集合体4の概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of an assembly 4 of carbon fibers. 並形煉瓦40を成形する際の加圧方向41を示す概略図である。It is the schematic which shows the pressurization direction 41 at the time of shape | molding the parallel brick 40. FIG. 試験片50における圧縮方向51を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic view showing a compression direction 51 in a test piece 50. 炭素繊維60を説明するための顕微鏡写真のスケッチ図である。It is a sketch figure of the microscope picture for demonstrating the carbon fiber 60. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 チョップドファイバー炭素繊維
2 炭素繊維
L チョップドファイバー炭素繊維1の軸方向長さ
3 サイジング剤
4 炭素繊維の集合体
40 並形煉瓦
41 煉瓦成形時の加圧方向
50 試験片
51 圧縮方向
60 炭素繊維
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Chopped fiber carbon fiber 2 Carbon fiber L Axial length of chopped fiber carbon fiber 1 3 Sizing agent 4 Carbon fiber aggregate 40 Parallel brick 41 Pressing direction at the time of brick molding 50 Test piece 51 Compression direction 60 Carbon fiber

Claims (2)

耐火性を有する主原料と、黒鉛:3〜30質量%と、バインダーと、軸方向長さが3〜30mmのチョップドファイバー炭素繊維の結合が部分的に残り、一部で解除された状態である炭素繊維の集合体:0.1〜2.0質量%とを含む混練物を成形してなることを特徴とする黒鉛含有煉瓦。   Bonding of refractory main raw material, graphite: 3 to 30% by mass, binder, and chopped fiber carbon fiber having an axial length of 3 to 30 mm partially remains and is partially released. A graphite-containing brick formed by molding a kneaded product containing carbon fiber aggregates: 0.1 to 2.0% by mass. 前記バインダーとして、キシレノール樹脂またはクレゾール樹脂を添加した混練物を成形してなることを特徴とする請求項1に記載の黒鉛含有煉瓦。   The graphite-containing brick according to claim 1, wherein a kneaded product to which a xylenol resin or a cresol resin is added as the binder is formed.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009256132A (en) * 2008-04-16 2009-11-05 Ariake Serako Kk Silicon carbide-based fiber-dispersed and reinforced composite refractory formed body
CN101718128B (en) * 2009-11-10 2011-11-23 温州市金誉建设监理有限公司 Light wallboard and preparation method
KR20190044919A (en) * 2017-10-23 2019-05-02 주식회사 포스코 Refractories

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009256132A (en) * 2008-04-16 2009-11-05 Ariake Serako Kk Silicon carbide-based fiber-dispersed and reinforced composite refractory formed body
CN101718128B (en) * 2009-11-10 2011-11-23 温州市金誉建设监理有限公司 Light wallboard and preparation method
KR20190044919A (en) * 2017-10-23 2019-05-02 주식회사 포스코 Refractories
KR101981460B1 (en) * 2017-10-23 2019-05-24 주식회사 포스코 Refractories

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