JP2019158240A - Press-fit material - Google Patents

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Abstract

To suppress a foam phenomenon and to realize the improvement of thermal conductivity in a press-fit material filled to a gap in a blast furnace wall.SOLUTION: A press-fit material comprises: a graphite refractory aggregate; and a liquid phenolic resin made of a phenolic resin and a solvent. In the solvent of the liquid phenolic resin by 100 mass%, ester having a boiling point of 150 to 350°C is contained by 30 mass% or higher, and the graphite refractory aggregate contains spherical graphite by 5 mass% or higher in the graphite refractory aggregate by 100 mass%.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は高炉炉壁の間隙、特に高炉炉壁を構成する内張り耐火物の背面に充填される圧入材に関する。なお、本発明において、高炉炉壁とは高炉の炉底をも含む概念である。   The present invention relates to a press-fitting material filled in a gap between blast furnace walls, particularly a back surface of a lining refractory constituting the blast furnace wall. In the present invention, the blast furnace wall is a concept including the bottom of the blast furnace.

従来、高炉炉壁において、その内張り耐火物の損耗を軽減するために圧入材を充填する技術が知られている。この圧入材は、熱伝導性確保の点から黒鉛質の耐火骨材を主成分とし、これにバインダーを添加してなる。そして、バインダーとしては一般的にタール又は液状熱硬化性樹脂が使用されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a technique of filling a press-fit material in a blast furnace furnace wall in order to reduce wear of the lining refractory is known. This press-fit material is mainly composed of a graphite fireproof aggregate from the viewpoint of ensuring thermal conductivity, and a binder is added thereto. In general, tar or liquid thermosetting resin is used as the binder.

ただし、タールをバインダーとした圧入材は、タールに発ガン物質であるベンツピレンを多く含んでいることで作業環境上、好ましくない。更に、タールは400℃以下では液体状態にあるという性質があるため、間隙への充填後においても十分に硬化せず、圧入材に要求される熱伝導性が十分とは言えない。   However, a press-fit material using tar as a binder is not preferable in terms of working environment because tar contains a large amount of benzpyrene, which is a carcinogenic substance. Further, since tar has a property of being in a liquid state at 400 ° C. or lower, it does not sufficiently cure even after filling in the gap, and it cannot be said that the thermal conductivity required for the press-fit material is sufficient.

一方、液状熱硬化性樹脂をバインダーとした圧入材は、有害物質をほとんど含まないため作業環境上好ましく、しかも粘性調整が容易であり、更に常温での圧入が可能であるなどの利点を備えている。しかし、特に、圧入対象の間隙の雰囲気温度が高い場合、液状熱硬化性樹脂を使用すると、圧入材が硬化する過程において、内張り耐火物に触れる表層部の硬化が内部の硬化よりも先行し、更にその硬化が煮沸を伴って発泡するという発泡現象が生じるという問題があった。このような発泡現象が生じると、圧入材組織が多孔質化するため、黒鉛質の耐火骨材による熱伝導性向上の効果が十分には発揮されず、熱伝導性の低下を招くことになる。   On the other hand, a press-fitting material using a liquid thermosetting resin as a binder is advantageous in the working environment because it contains almost no harmful substances, and is easy to adjust the viscosity, and further has the advantage that press-fitting at room temperature is possible. Yes. However, especially when the atmosphere temperature of the gap to be pressed is high, when using a liquid thermosetting resin, the curing of the surface layer part that touches the lining refractory precedes the curing inside, in the process of curing the pressed material, Furthermore, there has been a problem that a foaming phenomenon occurs in which the foaming occurs with boiling. When such a foaming phenomenon occurs, since the press-fit material structure becomes porous, the effect of improving the thermal conductivity by the graphite refractory aggregate is not sufficiently exhibited, leading to a decrease in thermal conductivity. .

これに対して特許文献1には、圧入材の発泡現象を抑制するため、圧入材のバインダーとして、液状ノボラック型フェノール樹脂と粉末フェノール樹脂とを併用することが提案されている。また、この特許文献1には、液状ノボラック型フェノール樹脂の溶剤の例として、グリコール系(エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールなど)の溶剤を使用する旨が記載されている。   On the other hand, Patent Document 1 proposes that a liquid novolac type phenol resin and a powdered phenol resin are used in combination as a binder of the press-fitting material in order to suppress the foaming phenomenon of the press-fitting material. Further, Patent Document 1 describes that a glycol-based solvent (ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, etc.) is used as an example of a solvent for a liquid novolak type phenol resin.

しかしながら、本願発明者らがフェノール樹脂の溶剤としてグリコール系の溶剤を検討した結果、依然として発泡現象が観察された。その結果、圧入材の熱伝導性も十分とは言えないレベルであった。   However, as a result of examining the glycol-type solvent as the solvent of the phenol resin by the present inventors, the foaming phenomenon was still observed. As a result, the thermal conductivity of the press-fit material was not at a sufficient level.

特開2000−233977号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-233977

本発明が解決しようとする課題は、高炉炉壁の間隙に充填される圧入材において、発泡現象を抑制し、熱伝導性の向上を実現することにある。   The problem to be solved by the present invention is to suppress the foaming phenomenon in the press-fitting material filled in the gap between the blast furnace furnace walls and to realize the improvement of the thermal conductivity.

上記課題を解決するため、本発明者らが鋭意研究した結果、圧入材のバインダーとして、沸点が150℃以上350℃以下のエステルを溶剤として含む液状フェノール樹脂を使用することで圧入材の発泡現象を抑制でき、更に、黒鉛質の耐火骨材を使用することで発泡現象の抑制効果と相まって、圧入材の熱伝導性を向上させることができるという知見を得るに至った。   As a result of intensive studies by the present inventors in order to solve the above problems, the foaming phenomenon of the press-fitting material by using a liquid phenol resin containing an ester having a boiling point of 150 ° C. or higher and 350 ° C. or lower as a solvent as the binder of the press-fitted material. In addition, the use of graphite fireproof aggregates combined with the effect of suppressing the foaming phenomenon led to the finding that the thermal conductivity of the press-fit material can be improved.

すなわち、本発明の圧入材は、高炉炉壁の間隙に充填される圧入材であって、黒鉛質の耐火骨材と、フェノール樹脂及び溶剤からなる液状フェノール樹脂とを含み、前記液状フェノール樹脂の溶剤100質量%中、沸点が150℃以上350℃以下であるエステルを30質量%以上含み、前記黒鉛質の耐火骨材は、当該黒鉛質の耐火骨材100質量%中に球状黒鉛を5質量%以上含むことを特徴とするものである。   That is, the press-fitting material of the present invention is a press-fitting material filled in the gap of the blast furnace furnace wall, and includes a graphite refractory aggregate and a liquid phenol resin composed of a phenol resin and a solvent. In 100% by mass of the solvent, 30% by mass or more of an ester having a boiling point of 150 ° C. or more and 350 ° C. or less is contained, and the graphite-based refractory aggregate contains 5 mass of spherical graphite in 100% by mass of the graphitic refractory aggregate. % Or more.

本発明によれば、圧入材の施工時の発泡現象を抑制でき、熱伝導性を向上させることができる。   According to the present invention, the foaming phenomenon during construction of the press-fit material can be suppressed, and the thermal conductivity can be improved.

球状黒鉛による熱伝導性の向上効果を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the thermal conductivity improvement effect by spherical graphite. 相対湿度66%における液状フェノール樹脂の質量増加率の経時変化を示す図である。It is a figure which shows a time-dependent change of the mass increase rate of the liquid phenol resin in relative humidity 66%. 相対湿度92%における液状フェノール樹脂の質量増加率の経時変化を示す図である。It is a figure which shows a time-dependent change of the mass increase rate of the liquid phenol resin in relative humidity 92%.

本発明の圧入材は、上述のとおり、黒鉛質の耐火骨材と液状フェノール樹脂とを含んでなる。   As described above, the press-fitting material of the present invention comprises a graphite fireproof aggregate and a liquid phenol resin.

本発明の第一の特徴は、バインダーとしての液状フェノール樹脂が、沸点が150℃以上350℃以下のエステルを溶剤として含むことにある。これにより、圧入材の施工時の発泡現象を抑制できる。その理由は、以下のとおりと推定している。   The first feature of the present invention is that the liquid phenol resin as a binder contains an ester having a boiling point of 150 ° C. or higher and 350 ° C. or lower as a solvent. Thereby, the foaming phenomenon at the time of construction of a press-fit material can be suppressed. The reason is estimated as follows.

上述の特許文献1で使用しているグリコール系溶剤は、一分子中に親水性の水酸基が2個と多い。例えば、エチレングリコールの場合、分子量62中に二個の水酸基がある。それに比べ、本発明で使用するエステル溶剤は、水酸基が少なく、水が溶けないため、吸湿性が少ない。   The glycol solvent used in Patent Document 1 described above has a large number of two hydrophilic hydroxyl groups in one molecule. For example, in the case of ethylene glycol, there are two hydroxyl groups in the molecular weight 62. On the other hand, the ester solvent used in the present invention has few hydroxyl groups and does not dissolve in water, and therefore has a low hygroscopic property.

すなわち、液状フェノール樹脂の溶剤にグリコール系を使用した場合は、溶剤の吸湿により、溶剤と水が共沸し、低温で溶剤が揮発し、フェノール樹脂の硬化・固化(以下、単に「硬化」という。)が速くなる。そのため、内張り耐火物に触れる圧入材の表層部の樹脂が硬化するとともに、圧入材の内部の樹脂の揮発成分が一度に揮発し、発泡を生じる。それに比べ、溶剤にエステルを使用した場合、吸湿が少なく、溶剤の揮発温度が下がることなく、徐々に揮発するので、樹脂の硬化が遅くなる。そのため、樹脂が硬化した後の残留の揮発分が少なくなり、発泡を生じにくくなる。   That is, when a glycol system is used as a solvent for a liquid phenolic resin, the solvent and water azeotrope due to moisture absorption of the solvent, and the solvent volatilizes at a low temperature, and the phenol resin is cured and solidified (hereinafter simply referred to as “curing”). .) Will be faster. Therefore, the resin in the surface layer portion of the press-fitting material that contacts the lining refractory hardens, and the volatile components of the resin inside the press-fitting material volatilize at a time, thereby causing foaming. In contrast, when an ester is used as the solvent, moisture absorption is small, and the solvent volatilizes gradually without lowering the solvent's volatilization temperature, which slows the curing of the resin. Therefore, the residual volatile content after the resin is cured is reduced and foaming is less likely to occur.

また、溶剤の沸点が150℃未満の場合、溶剤が低温で揮発するため、流動性が悪くなり、充填性が悪くなる。更に、溶剤の揮発が速くなるため、フェノール樹脂の硬化が速くなり、発泡を生じやすい。   On the other hand, when the boiling point of the solvent is lower than 150 ° C., the solvent is volatilized at a low temperature, so that the fluidity is deteriorated and the filling property is deteriorated. Furthermore, since the volatilization of the solvent is accelerated, the phenol resin is quickly cured and easily foams.

一方、沸点が350℃を超えた溶剤では、低沸点の溶剤に比べ、溶剤の粘度が高く、また、液状フェノール樹脂を製造する際に配合する樹脂の溶解性も低下するため、樹脂量を同量にした場合、溶解して得られる液状フェノール樹脂の粘度が高くなる。液状フェノール樹脂の粘性が高くなることで圧入材の充填性が悪化し、圧入しにくくなる。また充填性の面から液状フェノール樹脂の粘性を低くした場合、液状フェノール樹脂を製造する際に配合する樹脂量が少なくなる。言い換えれば溶剤量が多くなり、製造して得られる液状フェノール樹脂中の固定炭素量が少なくなる。更に、液状フェノール樹脂に含まれる溶剤の揮発によって圧入材組織の空隙が多くなり、かつ固定炭素量が少なくなることから熱伝導性が低下する。これらから、溶剤の沸点は150℃以上350℃以下である必要がある。   On the other hand, a solvent having a boiling point exceeding 350 ° C. has a higher viscosity than that of a low-boiling solvent, and the solubility of the resin to be blended when producing a liquid phenolic resin is reduced. When the amount is set, the viscosity of the liquid phenol resin obtained by dissolution increases. When the viscosity of the liquid phenol resin is increased, the filling property of the press-fit material is deteriorated, and the press-fit is difficult. Moreover, when the viscosity of a liquid phenol resin is made low from the surface of a filling property, the resin amount mix | blended when manufacturing a liquid phenol resin decreases. In other words, the amount of solvent increases, and the amount of fixed carbon in the liquid phenol resin obtained by manufacturing decreases. Further, the volatilization of the solvent contained in the liquid phenol resin increases the voids in the press-fit material structure, and the amount of fixed carbon decreases, resulting in a decrease in thermal conductivity. Accordingly, the boiling point of the solvent needs to be 150 ° C. or higher and 350 ° C. or lower.

沸点が150℃以上350℃以下のエステル(以下「特定沸点範囲のエステル」という。)としては、例えば、3−メトキシブチルアセテート、2−エチルブチルアセテート、2−エチルヘキシルアセテート、酢酸シクロヘキシル、酢酸ベンジル、プロピオン酸イソペンチル、酪酸ブチル、酪酸イソペンチル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸ブチル、安息香酸インペンチル、シュウ酸ジエチル、マロン酸ジエチル、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジブチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、エチレングリコールモノアセタート、二酢酸エチル、トリアセチン、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ガンマブチロラクトン、グルタル酸ジメチル、コハク酸ジメチル、アジピン酸ジメチル、フタル酸ジブチル、酒石酸ジブチル、安息香酸ベンジル、酢酸ペンチル、2−エトキシエチルアセタート、2−ブトキシエチルアセタート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセタート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセタートなどを挙げることができる。   Examples of the ester having a boiling point of 150 ° C. or higher and 350 ° C. or lower (hereinafter referred to as “ester in a specific boiling range”) include 3-methoxybutyl acetate, 2-ethylbutyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, cyclohexyl acetate, benzyl acetate, Isopentyl propionate, butyl butyrate, isopentyl butyrate, methyl benzoate, ethyl benzoate, propyl benzoate, butyl benzoate, inpentyl benzoate, diethyl oxalate, diethyl malonate, dimethyl maleate, diethyl maleate, dibutyl maleate , Dimethyl phthalate, diethyl phthalate, ethylene glycol monoacetate, ethyl diacetate, triacetin, ethylene carbonate, propylene carbonate, gamma butyrolactone, dimethyl glutarate, dimethyl succinate, Dimethyl dipinate, dibutyl phthalate, dibutyl tartrate, benzyl benzoate, pentyl acetate, 2-ethoxyethyl acetate, 2-butoxyethyl acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, etc. .

これらの特定沸点範囲のエステルは、一種を単独で用いることができるが、複数種の特定沸点範囲のエステルを混合した混合溶剤としても用いることができる。混合溶剤を用いる場合、沸点が異なる複数種の特定沸点範囲のエステルを組み合わせて用いるのが好ましい。   These esters having a specific boiling range can be used alone, but can also be used as a mixed solvent in which a plurality of esters having a specific boiling range are mixed. In the case of using a mixed solvent, it is preferable to use a combination of plural kinds of esters having a specific boiling range with different boiling points.

また、本発明では、液状フェノール樹脂の溶剤100質量%中に特定沸点範囲のエステルを30質量%以上含む。液状フェノール樹脂の溶剤100質量%中における特定沸点範囲のエステルの含有量が30質量%未満であると、吸湿抑制効果が十分に得られず、溶剤の吸湿により揮発し、発泡を生じてしまう。更に、液状フェノール樹脂の溶剤100質量%中に特定沸点範囲のエステルを50質量%以上含有すると溶剤の吸湿性がより一層抑えられることから、特定沸点範囲のエステルは、液状フェノール樹脂の溶剤100質量%中で50質量%以上を占めるように使用することが好ましい。   Moreover, in this invention, 30 mass% or more of ester of a specific boiling range is contained in 100 mass% of solvents of a liquid phenol resin. If the content of the ester in the specific boiling range in 100% by mass of the solvent of the liquid phenolic resin is less than 30% by mass, the moisture absorption suppressing effect cannot be sufficiently obtained, and volatilization occurs due to moisture absorption by the solvent, resulting in foaming. Furthermore, since the hygroscopicity of the solvent is further suppressed when 50 mass% or more of the ester in the specific boiling range is contained in 100 mass% of the solvent of the liquid phenol resin, the ester of the specific boiling range is 100 mass of the solvent of the liquid phenol resin. It is preferable to use so that 50 mass% or more may be occupied in%.

本発明において液状フェノール樹脂の溶剤としては、上記特定沸点範囲のエステルとともにこれ以外の溶剤を併用することができる。この場合、併用する溶剤の沸点は150℃以上350℃以下であることが好ましい。沸点が150℃以上350℃以下で併用可能な溶剤としては、例えば、アルコール類では、1−ヘキサノール、1−ヘプタノール、2−ヘプタノール、3−ヘプタノール、1−オクタノール、2−オクタノール、2−エチル−1−ヘキサノール、1−ノナノール、1−デカノール、ベンジルアルコール、シクロヘキサノール、フルフリルアルコール、多価アルコール類のエチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ブタンジオール類、ペンタメチレングリコール、ヘキシレングリコール、オクチレングリコール、グリセリン、ケトン類では、2−ヘプタノン、ジイソブチルケトン、イソホロン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、アセトフェノン、エーテル類では、1,2−ジブトキシエタン、ジエチレングリコール・エーテル類、フルフラールなどを挙げることができる。これらの溶剤のなかでも吸湿し難い溶剤が好ましい。これらの併用可能な溶剤は、一種を単独で用いることもできるが、複数種の溶剤を混合した混合溶剤としても用いることができる。   In the present invention, as the solvent for the liquid phenolic resin, other solvents can be used in combination with the ester having the specific boiling range. In this case, the boiling point of the solvent used in combination is preferably 150 ° C. or higher and 350 ° C. or lower. Examples of solvents that can be used at a boiling point of 150 ° C. or higher and 350 ° C. or lower include 1-hexanol, 1-heptanol, 2-heptanol, 3-heptanol, 1-octanol, 2-octanol, and 2-ethyl- for alcohols. 1-hexanol, 1-nonanol, 1-decanol, benzyl alcohol, cyclohexanol, furfuryl alcohol, polyhydric alcohols such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, butanediols, pentamethylene glycol Hexylene glycol, octylene glycol, glycerin, and ketones include 2-heptanone, diisobutyl ketone, isophorone, cyclohexanone, methylcyclohexanone, acetophenone, The ether compounds, 1,2-dibutoxyethane, diethylene glycol ethers, furfural, and the like. Among these solvents, solvents that are difficult to absorb moisture are preferable. These solvents that can be used in combination can be used alone or as a mixed solvent in which a plurality of solvents are mixed.

なお、液状フェノール樹脂中の樹脂分と溶剤分との質量比率は、適正な固定炭素量の確保、適正な粘度確保などの点から、樹脂:溶剤で30:70〜70:30であることが好ましい。   In addition, the mass ratio of the resin component and the solvent component in the liquid phenol resin is 30:70 to 70:30 in terms of resin: solvent from the viewpoints of securing an appropriate amount of fixed carbon and securing an appropriate viscosity. preferable.

本発明おいて、液状フェノール樹脂を製造する際の樹脂は、フェノール類とアルデヒド類を反応触媒の存在下で反応させることによって、調製することができる。   In the present invention, a resin for producing a liquid phenol resin can be prepared by reacting phenols and aldehydes in the presence of a reaction catalyst.

ここで、液状フェノール樹脂を製造する際の樹脂に使用するフェノール類は、フェノール及びフェノールの誘導体を意味するものであり、例えばフェノールのほかにm−クレゾール、レゾルシノール、3,5―キシレノールなどの3官能性のもの、ビスフェノールA、ジヒドロキシジフェニールメタンなどの4官能性のもの、o−クレゾール、p−クレゾール、p−ter−ブチルフェノール、p−フェニルフェノール、p−クミルフェノール、p−ノニルフェノール、2,4又は2,6―キシレノールなどの2官能性のo−又はp−置換のフェノール類を挙げることができ、更に塩素又は臭素で置換されたハロゲン化フェノールなどを用いることができる。勿論、これらから一種を選択して用いるほか、複数種のものを混合して用いることもできる。   Here, the phenols used in the resin for producing the liquid phenolic resin mean phenol and phenol derivatives. For example, in addition to phenol, m-cresol, resorcinol, 3,5-xylenol and the like 3 Functional, tetrafunctional such as bisphenol A, dihydroxydiphenylmethane, o-cresol, p-cresol, p-ter-butylphenol, p-phenylphenol, p-cumylphenol, p-nonylphenol, 2 Bifunctional o- or p-substituted phenols such as 1, 4 or 2,6-xylenol, and halogenated phenols substituted with chlorine or bromine can be used. Of course, one type can be selected and used, or a plurality of types can be mixed and used.

また液状フェノール樹脂を製造する際の樹脂に使用するアルデヒド類としては、水溶液の形態であるホルマリンが最適であるが、パラホルムアルデヒドやアセトアルデヒド、ベンズアルデヒド、トリオキサン、テトラオキサンのような形態のものも用いることもでき、そのほか、ホルムアルデヒドの一部を2−フルアルデヒドやフルフリルアルデヒドに置き換えて使用することも可能である。勿論、これらから一種を選択して用いるほか、複数種のものを混合して用いることもできる。   Also, as the aldehydes used in the resin for producing the liquid phenolic resin, formalin which is in the form of an aqueous solution is optimal, but those in the form of paraformaldehyde, acetaldehyde, benzaldehyde, trioxane, tetraoxane may be used. In addition, it is also possible to replace part of formaldehyde with 2-furaldehyde or furfurylaldehyde. Of course, one type can be selected and used, or a plurality of types can be mixed and used.

上記のフェノール類とアルデヒド類の配合比率は特に限定されるものではないが、フェノール類とアルデヒド類のモル比で1:0.3〜1:3.5の範囲になるように設定するのが好ましい。アルデヒド類の使用量が0.3モル未満であると、残存する未反応フェノール類が多くなるため効率的でない。一方、アルデヒド類の使用量が3.5モルを超えると、残存する未反応のアルデヒド類が多くなるため効率的でない。   The mixing ratio of the above phenols and aldehydes is not particularly limited, but the molar ratio of phenols and aldehydes is set to be in the range of 1: 0.3 to 1: 3.5. preferable. If the amount of aldehyde used is less than 0.3 mol, the remaining unreacted phenols increase, which is not efficient. On the other hand, if the amount of aldehyde used exceeds 3.5 mol, the remaining unreacted aldehyde increases, which is not efficient.

また反応触媒としては、ノボラック型フェノール樹脂を調製する場合は、塩酸、硫酸、リン酸などの無機酸、あるいはシュウ酸、パラトルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、キシレンスルホン酸などの有機酸、更に酢酸亜鉛などの二価金属塩などを用いることができる。   As a reaction catalyst, when preparing a novolak-type phenol resin, inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid and phosphoric acid, organic acids such as oxalic acid, paratoluenesulfonic acid, benzenesulfonic acid and xylenesulfonic acid, and acetic acid A divalent metal salt such as zinc can be used.

レゾール型フェノール樹脂を調製する場合は、アルカリ土類金属の酸化物や水酸化物を用いることができ、更にジメチルアミン、トリエチルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、トリブチルアミン、ジエチレントリアミン、ジシアンジアミドなどの脂肪族の第一級、第二級、第三級アミン、N,N−ジメチルベンジルアミンなどの芳香環を有する脂肪族アミン、アニリン、1,5−ナフタレンジアミンなどの芳香族アミン、アンモニア、ヘキサメチレンテトラミンなどや、その他二価金属の水酸化物、二価金属塩を用いることもできる。   When preparing a resol-type phenolic resin, alkaline earth metal oxides and hydroxides can be used, and aliphatic dimethylamine, triethylamine, butylamine, dibutylamine, tributylamine, diethylenetriamine, dicyandiamide and the like. Primary, secondary, tertiary amine, aliphatic amines having aromatic rings such as N, N-dimethylbenzylamine, aromatic amines such as aniline and 1,5-naphthalenediamine, ammonia, hexamethylenetetramine, etc. Other divalent metal hydroxides and divalent metal salts can also be used.

また耐火骨材と液状フェノール樹脂との接着性を高めるために、γ―アミノプロピルトリエトキシシラン、γ―(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ―グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のカップリング剤を添加して使用することもできる。   In order to improve the adhesion between the refractory aggregate and the liquid phenol resin, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, etc. A coupling agent can also be added and used.

本発明の液状フェノール樹脂のフェノール樹脂としては、高炉炉壁の隙間まで圧入材が充填できるように低温度域では硬化しにくい樹脂が好ましく、フェノール樹脂の種類としてノボラック型フェノール樹脂が適している。   As the phenolic resin of the liquid phenolic resin of the present invention, a resin that is hard to be cured at a low temperature so that the press-fitting material can be filled up to the gap of the blast furnace furnace wall is preferable, and a novolac type phenolic resin is suitable as the type of phenolic resin.

しかし低温度域、例えば200℃以下の温度域で圧入材の熱伝導性を向上させるため、圧入材の硬化を促進させるレゾール型フェノール樹脂を併用してもよい。レゾール型フェノール樹脂を併用した場合、固定炭素量が高くなり、炭化後の空隙が少なくなり、熱伝導性が向上する効果も併せ持つ。液状フェノール樹脂のフェノール樹脂100質量%中に占めるレゾール型フェノール樹脂の割合は、40質量%以下が好ましい。40質量%を超えて添加すると、圧入材の硬化が速くなり、圧入材の充填性悪化を招く場合がある。また、レゾール型フェノール樹脂の添加による固定炭素量を高くする効果を十分に発揮するには、液状フェノール樹脂のフェノール樹脂100質量%中に占めるレゾール型フェノール樹脂の割合は5質量%以上が好ましい。
なお、レゾール型フェノール樹脂は硬化速度の遅いタイプのベンジリックエーテルタイプが適している。
However, in order to improve the thermal conductivity of the press-fit material in a low temperature range, for example, a temperature range of 200 ° C. or lower, a resol type phenol resin that promotes the hardening of the press-fit material may be used in combination. When a resol type phenol resin is used in combination, the amount of fixed carbon increases, voids after carbonization decrease, and the effect of improving thermal conductivity is also obtained. The proportion of the resol type phenol resin in 100% by mass of the phenol resin of the liquid phenol resin is preferably 40% by mass or less. When the amount exceeds 40% by mass, the press-fit material is hardened quickly, and the filling property of the press-fit material may be deteriorated. Moreover, in order to fully exhibit the effect of increasing the fixed carbon amount by the addition of the resol type phenol resin, the ratio of the resol type phenol resin in 100% by mass of the phenol resin of the liquid phenol resin is preferably 5% by mass or more.
As the resol type phenol resin, a benzylic ether type having a slow curing rate is suitable.

以上の各溶剤及びフェノール樹脂の組合せ及び添加割合は、本発明の範囲内で適正な沸点を得るように調整する。   Combinations and addition ratios of the above solvents and phenol resins are adjusted so as to obtain an appropriate boiling point within the scope of the present invention.

本発明の第二の特徴は、熱伝導性確保のために使用する黒鉛質の耐火骨材が、当該黒鉛質の耐火骨材100質量%中に球状黒鉛を5質量%以上含むことにある。これにより、圧入材の熱伝導性を向上させることができる。   The second feature of the present invention is that the graphite-based refractory aggregate used for ensuring thermal conductivity contains 5% by mass or more of spherical graphite in 100% by mass of the graphitic refractory aggregate. Thereby, the thermal conductivity of the press-fit material can be improved.

その理由を、図1を参照して説明する。一般的な黒鉛は図1(a)に示すように扁平状(平板状)であるため、黒鉛配列に配向性が生じるので、熱伝導経路が遮断されて熱が伝わりにくい。これに対して球状黒鉛を使用すると、図1(b)に示すように熱伝導経路がつながりやすいので熱が伝わりやすい。これにより、圧入材の熱伝導性が向上する。   The reason will be described with reference to FIG. Since general graphite has a flat shape (flat plate shape) as shown in FIG. 1A, orientation occurs in the graphite arrangement, so that the heat conduction path is blocked and heat is not easily transmitted. On the other hand, when spherical graphite is used, the heat conduction path is easily connected as shown in FIG. Thereby, the thermal conductivity of the press-fit material is improved.

また、球状黒鉛は、圧入材の流動性を向上させる効果も有するから、バインダーとしての液状フェノール樹脂の使用量を少なくできる効果も得られる。液状フェノール樹脂の使用量が少ないと、施工時の発泡現象も発生しにくくなり、健全な圧入材組織が得られる。これによっても、圧入材の熱伝導性が向上する。すなわち本発明では、上記特定沸点範囲のエステルを溶剤として含む液状フェノール樹脂の使用と、球状黒鉛の使用とが相まって、圧入材の施工時の発泡現象を抑制することができ、圧入材の熱伝導性が向上する。   In addition, since spherical graphite has an effect of improving the fluidity of the press-fitting material, an effect of reducing the amount of liquid phenol resin used as a binder can be obtained. If the amount of liquid phenol resin used is small, foaming during construction is less likely to occur, and a sound press-fit material structure can be obtained. This also improves the thermal conductivity of the press-fit material. That is, in the present invention, the use of a liquid phenol resin containing an ester having a specific boiling range as a solvent and the use of spheroidal graphite can be combined to suppress the foaming phenomenon during construction of the press-fit material, and the heat conduction of the press-fit material. Improves.

球状黒鉛は、前記黒鉛質の耐火骨材100質量%に占める割合で5質量%以上使用する。その使用量が5質量%未満では上述の熱伝導性の向上効果が得られない。球状黒鉛の使用量の上限は特になく、前記黒鉛質の耐火骨材の全てを球状黒鉛としてもよい。球状黒鉛の粒径は、5μm以上100μm以下が好ましく、5μm以上50μm以下がより好ましい。   Spherical graphite is used in an amount of 5% by mass or more in a proportion of 100% by mass of the graphite-based refractory aggregate. If the amount used is less than 5% by mass, the above-described effect of improving thermal conductivity cannot be obtained. There is no particular upper limit on the amount of spheroidal graphite used, and all of the graphite fireproof aggregate may be spheroidal graphite. The particle size of the spherical graphite is preferably 5 μm or more and 100 μm or less, and more preferably 5 μm or more and 50 μm or less.

なお、球状黒鉛としては、完全な球状である必要はなく、表面形状が曲面を形作っていればよい。アスペクト比(粒子の最大長径/最大長径に直交する幅)で表すならば、1〜5が好ましく、1〜2がより好ましい。   The spherical graphite does not have to be completely spherical, and the surface shape only needs to form a curved surface. In terms of aspect ratio (maximum major axis of particle / width perpendicular to the major axis), 1 to 5 is preferable, and 1 to 2 is more preferable.

圧入材100質量%中の黒鉛質の耐火骨材と液状フェノール樹脂の配合割合は、通常の圧入材と同程度にすればよく、例えば、黒鉛質の耐火骨材が5質量%以上70質量%以下、液状フェノール樹脂が30質量%以上95質量%以下である。   The mixing ratio of the graphite fireproof aggregate and the liquid phenolic resin in 100% by mass of the press-fit material may be the same as that of a normal press-fit material. For example, the graphite fireproof aggregate is 5% by mass to 70% by mass. Hereinafter, the liquid phenol resin is 30% by mass or more and 95% by mass or less.

本発明に使用する黒鉛質の耐火骨材は、天然黒鉛、土状黒鉛、人造黒鉛、鱗状黒鉛、積層黒鉛などから選択される1種又は2種以上を用いることができる。   The graphite fireproof aggregate used in the present invention may be one or more selected from natural graphite, earthy graphite, artificial graphite, scale-like graphite, laminated graphite and the like.

また、本発明に使用する耐火骨材は黒鉛質以外に、炭化珪素、仮焼無煙炭、コークス、電極粉、カーボンブラックなどから選ばれる1種以上を使用してもよい。また一般的な耐火原料であるアルミナ、シリカ、マグネシア、スピネルなどの破砕原料、球状原料問わず、一部に使用してもよいが、これらを使用する場合は、耐火骨材100質量%中の50質量%以下が好ましく、20質量%以下がより好ましい。耐火骨材の粒径は1mm以下とすることが好ましい。より好ましくは0.3mm以下とする。すなわち高炉炉壁の隙間は狭いため、十分な充填性を確保する点から、耐火骨材の粒径は小さい方が好ましい。   In addition to the graphite, the refractory aggregate used in the present invention may be one or more selected from silicon carbide, calcined anthracite, coke, electrode powder, carbon black and the like. Moreover, it may be used for some refractory raw materials such as alumina, silica, magnesia, spinel and other crushed raw materials and spherical raw materials, but when these are used, 50 mass% or less is preferable and 20 mass% or less is more preferable. The particle size of the refractory aggregate is preferably 1 mm or less. More preferably, it is 0.3 mm or less. That is, since the gap between the blast furnace furnace walls is narrow, it is preferable that the particle size of the refractory aggregate is small from the viewpoint of ensuring sufficient fillability.

また、本発明の圧入材は、黒鉛質の耐火骨材等の耐火骨材と液状フェノール樹脂以外の材料も含みうる。例えば、金属粉、硬化促進剤、粉末フェノール樹脂、ピッチ等が挙げられる。これらは、圧入材100質量%に対して外掛けで、例えば0.1質量%以上5質量%以下の範囲で配合できる。   Moreover, the press-fitting material of the present invention can also include materials other than refractory aggregates such as graphite refractory aggregates and liquid phenolic resins. For example, metal powder, a hardening accelerator, powdered phenol resin, pitch, etc. are mentioned. These can be blended in the range of, for example, 0.1% by mass or more and 5% by mass or less with respect to 100% by mass of the press-fitting material.

なお、本発明の圧入材は、典型的には、黒鉛質の耐火骨材と液状フェノール樹脂とをミキサー等で混合することで得られるが、黒鉛質の耐火骨材とフェノール樹脂とを混合するときに溶剤を添加し、これらを混合・溶解することで得ることもできる。   The press-fitting material of the present invention is typically obtained by mixing a graphite refractory aggregate and a liquid phenolic resin with a mixer or the like, but mixes a graphite refractory aggregate and a phenolic resin. It can also be obtained by sometimes adding a solvent and mixing and dissolving them.

まず、後述する本発明の実施例及び比較例に使用する液状フェノール樹脂A〜Kを調製した(表1参照)。すなわち、本発明の実施例及び比較例に使用した液状フェノール樹脂A〜Kは、圧入材の流動性を同レベルにするため、25℃における粘度を200〜350mPa・sになるように溶剤量を調整し、次のようにして調製した。また、その液状フェノール樹脂の物性の粘度及び固定炭素量は、JIS K 6910に準拠して測定した。   First, liquid phenolic resins A to K used in Examples and Comparative Examples of the present invention described later were prepared (see Table 1). That is, the liquid phenol resins A to K used in Examples and Comparative Examples of the present invention have a solvent amount so that the viscosity at 25 ° C. is 200 to 350 mPa · s in order to make the fluidity of the press-fit material the same level. Prepared as follows. Moreover, the viscosity and the amount of fixed carbon of the liquid phenol resin were measured according to JIS K6910.

(液状フェノール樹脂A)
反応容器にフェノール940質量部、37%ホルマリン608質量部、シュウ酸5.6質量部を仕込み、約60分を要して還流させ、そのまま180分間反応させた後、水と未反応のフェノールを留去し、軟化点85℃のノボラック型フェノール樹脂を得た。
反応容器に上記のノボラック型フェノール樹脂40質量部及び特定沸点範囲のエステルとしてプロピレンカーボネート(沸点242℃)60質量部を仕込み、約60分を要して90℃まで昇温させ、そのまま60分間保ち、冷却し、液状フェノール樹脂Aを得た。
この液状フェノール樹脂Aの25℃における粘度は200mPa・s、800℃における固定炭素量は17%であった。
(Liquid phenol resin A)
A reaction vessel was charged with 940 parts by weight of phenol, 608 parts by weight of 37% formalin, and 5.6 parts by weight of oxalic acid, refluxed for about 60 minutes, allowed to react for 180 minutes, and then water and unreacted phenol were added. Distilled off to obtain a novolac type phenol resin having a softening point of 85 ° C.
The reaction vessel is charged with 40 parts by mass of the above-described novolak-type phenolic resin and 60 parts by mass of propylene carbonate (boiling point 242 ° C.) as an ester having a specific boiling range, and the temperature is raised to 90 ° C. in about 60 minutes and maintained for 60 minutes. The liquid phenol resin A was obtained by cooling.
The viscosity of this liquid phenol resin A at 25 ° C. was 200 mPa · s, and the amount of fixed carbon at 800 ° C. was 17%.

(液状フェノール樹脂B)
フェノール樹脂として上記液状フェノール樹脂Aと同じノボラック型フェノール樹脂50質量部及び特定沸点範囲のエステルとして酢酸ペンチル(沸点150℃)50質量部を配合し、上記液状フェノール樹脂Aと同様にして、液状フェノール樹脂Bを得た。
この液状フェノール樹脂Bの25℃における粘度は250mPa・s、800℃における固定炭素量が21%であった。
(Liquid phenol resin B)
50 parts by mass of the same novolak type phenolic resin as the above liquid phenolic resin A as a phenolic resin and 50 parts by mass of pentyl acetate (boiling point 150 ° C.) as an ester having a specific boiling range are blended. Resin B was obtained.
This liquid phenol resin B had a viscosity at 25 ° C. of 250 mPa · s and a fixed carbon content at 800 ° C. of 21%.

(液状フェノール樹脂C)
フェノール樹脂として上記液状フェノール樹脂Aと同じノボラック型フェノール樹脂35質量部及び特定沸点範囲のエステルとしてフタル酸ジエチル(沸点295℃)65質量部を配合し、上記液状フェノール樹脂Aと同様にして、液状フェノール樹脂Cを得た。
この液状フェノール樹脂Cの25℃における粘度は250mPa・s、800℃における固定炭素量が15%であった。
(Liquid phenol resin C)
As the phenolic resin, 35 parts by mass of the same novolak type phenolic resin as the above liquid phenolic resin A and 65 parts by mass of diethyl phthalate (boiling point 295 ° C.) as an ester having a specific boiling range are blended. Phenol resin C was obtained.
This liquid phenol resin C had a viscosity at 25 ° C. of 250 mPa · s and a fixed carbon content at 800 ° C. of 15%.

(液状フェノール樹脂D)
フェノール樹脂として上記液状フェノール樹脂Aと同じノボラック型フェノール樹脂44質量部、特定沸点範囲のエステルとしてプロピレンカーボネート(沸点242℃)28質量部、及び特定沸点範囲のエステル以外の溶剤としてフルフリルアルコール28質量部を配合し、上記液状フェノール樹脂Aと同様にして、液状フェノール樹脂Dを得た。すなわち、液状フェノール樹脂Dの溶剤100質量%中に占める特定沸点範囲のエステル(プロピレンカーボネート)の割合は50質量%である。
この液状フェノール樹脂Dの25℃における粘度は230mPa・s、800℃における固定炭素量が19%であった。
(Liquid phenol resin D)
44 parts by mass of the same novolak type phenolic resin as the above liquid phenolic resin A as the phenolic resin, 28 parts by mass of propylene carbonate (boiling point 242 ° C.) as the ester having a specific boiling range, and 28 masses of furfuryl alcohol as a solvent other than the ester having the specific boiling range. The liquid phenol resin D was obtained in the same manner as the liquid phenol resin A. That is, the ratio of the ester (propylene carbonate) having a specific boiling range in the solvent 100% by mass of the liquid phenol resin D is 50% by mass.
The liquid phenol resin D had a viscosity at 25 ° C. of 230 mPa · s and a fixed carbon content at 800 ° C. of 19%.

(液状フェノール樹脂E)
フェノール樹脂として上記液状フェノール樹脂Aと同じノボラック型フェノール樹脂32質量部及び特定沸点範囲のエステルとしてフタル酸ジブチル(沸点340℃)68質量部を配合し、上記液状フェノール樹脂Aと同様にして、液状フェノール樹脂Eを得た。
この液状フェノール樹脂Eの25℃における粘度は330mPa・s、800℃における固定炭素量が14%であった。
(Liquid phenol resin E)
As a phenol resin, 32 parts by mass of the same novolak type phenol resin as the liquid phenol resin A and 68 parts by mass of dibutyl phthalate (boiling point 340 ° C.) as an ester having a specific boiling range are blended. Phenol resin E was obtained.
This liquid phenol resin E had a viscosity at 25 ° C. of 330 mPa · s and a fixed carbon content at 800 ° C. of 14%.

(液状フェノール樹脂F)
フェノール樹脂として上記液状フェノール樹脂Aと同じノボラック型フェノール樹脂51質量部とともにレゾール型フェノール樹脂を9質量部、及び特定沸点範囲のエステルとしてプロピレンカーボネート(沸点242℃)40質量部を配合し、上記液状フェノール樹脂Aと同様にして、液状フェノール樹脂Fを得た。
この液状フェノール樹脂Fの25℃における粘度は210mPa・s、800℃のおける固定炭素量は24%であった。
(Liquid phenol resin F)
9 parts by mass of a resol type phenol resin and 40 parts by mass of propylene carbonate (boiling point 242 ° C.) as an ester in a specific boiling range are blended together with 51 parts by mass of the same novolak type phenol resin as the above liquid phenol resin A as a phenol resin. In the same manner as the phenol resin A, a liquid phenol resin F was obtained.
The viscosity of this liquid phenol resin F at 25 ° C. was 210 mPa · s, and the amount of fixed carbon at 800 ° C. was 24%.

(液状フェノール樹脂G)
フェノール樹脂として上記液状フェノール樹脂Aと同じノボラック型フェノール樹脂44質量部、特定沸点範囲のエステルとしてプロピレンカーボネート(沸点242℃)16.8質量部、及び特定沸点範囲のエステル以外の溶剤としてフルフリルアルコール39.2質量部を配合し、上記液状フェノール樹脂Aと同様にして、液状フェノール樹脂Gを得た。すなわち、液状フェノール樹脂Gの溶剤100質量%中に占める特定沸点範囲のエステル(プロピレンカーボネート)の割合は30質量%である。
この液状フェノール樹脂Gの25℃における粘度は220mPa・s、800℃における固定炭素量が19%であった。
(Liquid phenol resin G)
44 parts by mass of the same novolak type phenolic resin as the above-mentioned liquid phenolic resin A as the phenolic resin, 16.8 parts by mass of propylene carbonate (boiling point 242 ° C.) as the ester in the specific boiling range, and furfuryl alcohol as a solvent other than the ester in the specific boiling range 39.2 parts by mass were blended, and a liquid phenol resin G was obtained in the same manner as the liquid phenol resin A. That is, the ratio of the ester (propylene carbonate) having a specific boiling range in 100% by mass of the solvent of the liquid phenol resin G is 30% by mass.
The viscosity of this liquid phenol resin G at 25 ° C. was 220 mPa · s, and the amount of fixed carbon at 800 ° C. was 19%.

(液状フェノール樹脂H)
フェノール樹脂として上記液状フェノール樹脂Aと同じノボラック型フェノール樹脂40質量部及び特定沸点範囲のエステル以外の溶剤としてエチレングリコール(沸点198℃)60質量部を配合し、上記液状フェノール樹脂Aと同様にして、液状フェノール樹脂Hを得た。
この液状フェノール樹脂Hの25℃における粘度は280mPa・s、800℃における固定炭素量は16%であった。
(Liquid phenol resin H)
40 parts by mass of the same novolak type phenolic resin as the above-mentioned liquid phenolic resin A as the phenolic resin and 60 parts by mass of ethylene glycol (boiling point 198 ° C.) as a solvent other than the ester having a specific boiling range are blended, and the same as the above liquid phenolic resin A. Liquid phenolic resin H was obtained.
The viscosity of this liquid phenol resin H at 25 ° C. was 280 mPa · s, and the amount of fixed carbon at 800 ° C. was 16%.

(液状フェノール樹脂I)
フェノール樹脂として上記液状フェノール樹脂Aと同じノボラック型フェノール樹脂45質量部及び上記特定沸点範囲外のエステルとして酢酸ブチル(沸点126℃)55質量部を配合し、上記液状フェノール樹脂Aと同様にして、液状フェノール樹脂Iを得た。
この液状フェノール樹脂Iの25℃における粘度は220mPa・s、800℃における固定炭素量が19%であった。
(Liquid phenol resin I)
As a phenol resin, 45 parts by mass of the same novolak type phenol resin as the liquid phenol resin A and 55 parts by mass of butyl acetate (boiling point 126 ° C.) as an ester outside the specific boiling range are blended, and in the same manner as the liquid phenol resin A, A liquid phenolic resin I was obtained.
The liquid phenol resin I had a viscosity at 25 ° C. of 220 mPa · s and a fixed carbon content at 800 ° C. of 19%.

(液状フェノール樹脂J)
フェノール樹脂として上記液状フェノール樹脂Aと同じノボラック型フェノール樹脂27質量部及び上記特定沸点範囲外のエステルとしてフタル酸ジオクチル(沸点360℃)73質量部を配合し、上記液状フェノール樹脂Aと同様にして、液状フェノール樹脂Jを得た。
この液状フェノール樹脂Jの25℃における粘度は310mPa・s、800℃における固定炭素量が11%であった。
(Liquid phenol resin J)
27 parts by mass of the same novolak type phenolic resin as the above-mentioned liquid phenolic resin A as the phenolic resin and 73 parts by mass of dioctyl phthalate (boiling point 360 ° C.) as the ester outside the above specified boiling range are blended, and the same as the above liquid phenolic resin A Liquid phenolic resin J was obtained.
The viscosity of this liquid phenol resin J at 25 ° C. was 310 mPa · s, and the amount of fixed carbon at 800 ° C. was 11%.

(液状フェノール樹脂K)
フェノール樹脂として上記液状フェノール樹脂Aと同じノボラック型フェノール樹脂44質量部、特定沸点範囲のエステルとしてプロピレンカーボネート(沸点242℃)11.2質量部、及び特定沸点範囲のエステル以外の溶剤としてフルフリルアルコール(沸点170℃)44.8質量部を配合し、上記液状フェノール樹脂Aと同様にして、液状フェノール樹脂Kを得た。すなわち、液状フェノール樹脂Kの溶剤100質量%中に占める特定沸点範囲のエステル(プロピレンカーボネート)の割合は20質量%である。
この液状フェノール樹脂Kの25℃における粘度は210mPa・s、800℃における固定炭素量が19%であった。
(Liquid phenol resin K)
44 parts by mass of the same novolak type phenolic resin as the liquid phenolic resin A as a phenol resin, 11.2 parts by mass of propylene carbonate (boiling point 242 ° C.) as an ester having a specific boiling range, and furfuryl alcohol as a solvent other than the ester having a specific boiling range 44.8 parts by mass (boiling point: 170 ° C.) was blended, and a liquid phenol resin K was obtained in the same manner as the liquid phenol resin A. That is, the ratio of the ester (propylene carbonate) having a specific boiling range in 100% by mass of the solvent of the liquid phenol resin K is 20% by mass.
The liquid phenol resin K had a viscosity at 25 ° C. of 210 mPa · s and a fixed carbon content at 800 ° C. of 19%.

次に、これらの液状フェノール樹脂AないしK及び黒鉛質の耐火骨材を表2の各配合割合で配合し、ミキサーで混合して圧入材を得た。そして、得られた圧入材について、その発泡の程度及び熱伝導性を評価した。   Next, these liquid phenolic resins A to K and a graphite refractory aggregate were blended in the blending ratios shown in Table 2, and mixed with a mixer to obtain a press-fit material. And about the obtained press-fit material, the degree of foaming and thermal conductivity were evaluated.

発泡の程度は、次の要領で評価した。
[加熱試験]
(1)予め混練した圧入材を 直径φ100mm、高さ200mmの円筒状の缶に高さ150mmまで充填する。
(2)圧入材を充填した缶を加熱炉に入れ昇温させる。昇温速度は200℃/時間で行い、500℃で温度を保持する。その保持時間は5時間とする。
(3)500℃で5時間保持した後、自然冷却を行う。
[組織評価]
(4)自然冷却後、圧入材を充填した円筒状の缶を、垂直方向に半分に切断し、切断面全体における圧入材の組織の発泡程度を目視で評価した。発泡した組織は多くの気泡を含むことから、発泡していない健全な組織との区別は目視で可能である。具体的には、切断面における圧入材のうち、発泡した組織が切断面における圧入材全体の概ね2割未満の場合を◎(優)、発泡した組織が切断面における圧入材全体の概ね2割以上4割未満の場合を○(良)、発泡した組織が切断面における圧入材全体の概ね4割以上の場合を×(不可)として評価した。
The degree of foaming was evaluated in the following manner.
[Heating test]
(1) A pre-kneaded press-fit material is filled in a cylindrical can having a diameter of 100 mm and a height of 200 mm to a height of 150 mm.
(2) The can filled with the press-fitting material is put into a heating furnace and the temperature is raised. The heating rate is 200 ° C./hour, and the temperature is maintained at 500 ° C. The holding time is 5 hours.
(3) After holding at 500 ° C. for 5 hours, natural cooling is performed.
[Organizational evaluation]
(4) After natural cooling, the cylindrical can filled with the press-fitting material was cut in half in the vertical direction, and the degree of foaming of the structure of the press-fitting material in the entire cut surface was visually evaluated. Since the foamed tissue contains many bubbles, it can be visually distinguished from a healthy tissue that is not foamed. Specifically, among the press-fit materials on the cut surface, the foamed structure is less than 20% of the entire press-fit material on the cut surface (excellent), and the foamed structure is approximately 20% of the entire press-fit material on the cut surface. The case of less than 40% was evaluated as ◯ (good), and the case where the foamed structure was approximately 40% or more of the entire press-fit material on the cut surface was evaluated as × (impossible).

熱伝導性は、予め300℃条件で48時間の熱処理を行ったサンプルをコールラウシュ法により熱伝導率を測定することで評価した。実施例1の熱伝導率の値を100とし、指数換算して表記した。この熱伝導率指数の値が高いということは熱伝導率が高いということを意味し、好ましい。   The thermal conductivity was evaluated by measuring the thermal conductivity of a sample that had been previously heat-treated at 300 ° C. for 48 hours by the Cole Roush method. The value of the thermal conductivity of Example 1 was set to 100 and expressed in terms of an index. A high value of this thermal conductivity index means that the thermal conductivity is high, which is preferable.

表2中、実施例1〜10は、いずれも本発明の範囲に属する例である。発泡の程度は少なく良好で、熱伝導性も良好であった。なお、実施例9は、液状フェノール樹脂の溶剤100質量%中に占める特定沸点範囲のエステルの好ましい割合(50質量%以上)の範囲外ではあるが、発泡の程度及び熱伝導率は比較例よりも良好な結果となった。
比較例1は溶剤としてエステルではなくエチレングリコールを使用した例、比較例2は沸点が150℃未満のエステルを使用した例、比較例3は沸点が350℃を超えるエステルを使用した例、比較例4は球状黒鉛の使用量が少なかった例、比較例5は特定沸点範囲のエステルの使用量が少なかった例である。いずれも発泡現象が顕著に見られた。また、比較例1〜5の熱伝導率指数は、実施例1〜10よりも低い値となった。
In Table 2, Examples 1 to 10 are examples belonging to the scope of the present invention. The degree of foaming was small and good, and the thermal conductivity was also good. In addition, although Example 9 is outside the range of a preferable ratio (50% by mass or more) of the ester having a specific boiling point in 100% by mass of the solvent of the liquid phenolic resin, the degree of foaming and the thermal conductivity are from the comparative example. Also gave good results.
Comparative Example 1 is an example using ethylene glycol instead of an ester as a solvent, Comparative Example 2 is an example using an ester having a boiling point of less than 150 ° C., Comparative Example 3 is an example using an ester having a boiling point exceeding 350 ° C., Comparative Example 4 is an example where the amount of spheroidal graphite used is small, and Comparative Example 5 is an example where the amount of ester used in the specific boiling range is small. In both cases, the foaming phenomenon was noticeable. Moreover, the thermal conductivity index | exponent of Comparative Examples 1-5 became a value lower than Examples 1-10.

図2に相対湿度66%雰囲気における実施例1(液状フェノール樹脂A)、実施例5(液状フェノール樹脂D)、実施例9(液状フェノール樹脂G)、比較例1(液状フェノール樹脂H)及び比較例5(液状フェノール樹脂K)の各液状フェノール樹脂の質量増加率を測定した結果を示す。図3に相対湿度92%雰囲気における実施例1(液状フェノール樹脂A)、実施例5(液状フェノール樹脂D)、実施例9(液状フェノール樹脂G)、比較例1(液状フェノール樹脂H)及び比較例5(液状フェノール樹脂K)の各液状フェノール樹脂の質量増加率を測定した結果を示す。図2及び図3の測定方法は次のとおりである。
測定方法:φ50mmの容器にサンプルを10±0.1g秤量し、その容器をそれぞれの相対湿度の雰囲気に養生し、サンプル100質量部に対する質量増加率を測定した。
FIG. 2 shows Example 1 (Liquid phenol resin A), Example 5 (Liquid phenol resin D), Example 9 (Liquid phenol resin G), Comparative example 1 (Liquid phenol resin H) and comparison in a relative humidity 66% atmosphere. The result of having measured the mass increase rate of each liquid phenol resin of Example 5 (liquid phenol resin K) is shown. FIG. 3 shows Example 1 (Liquid phenol resin A), Example 5 (Liquid phenol resin D), Example 9 (Liquid phenol resin G), Comparative example 1 (Liquid phenol resin H) and comparison in a 92% relative humidity atmosphere. The result of having measured the mass increase rate of each liquid phenol resin of Example 5 (liquid phenol resin K) is shown. The measuring method of FIG.2 and FIG.3 is as follows.
Measurement method: 10 ± 0.1 g of a sample was weighed in a container of φ50 mm, the container was cured in an atmosphere of each relative humidity, and the mass increase rate with respect to 100 parts by mass of the sample was measured.

図2及び図3の測定結果からわかるように、溶剤にエチレングリコールを使用した液状フェノール樹脂H(比較例1)の質量増加率は、溶剤に特定沸点範囲のエステルを使用した液状フェノール樹脂A(実施例1)に比べ、多いことがわかる。また、溶剤100質量%中、特定沸点範囲のエステルを50質量%使用した液状フェノール樹脂D(実施例5)、溶剤100質量%中、特定沸点範囲のエステルを30質量%使用した液状フェノール樹脂G(実施例9)の質量増加率は実施例1より少し多くなるが、比較例1、5より少ないことがわかる。すなわち、液状フェノール樹脂の溶剤100質量%中、特定沸点範囲のエステルを30質量%以上使用すると吸湿が少なくなる。吸湿が少ないと、溶剤の揮発温度が下がることなく、徐々に揮発するので、液状フェノール樹脂の硬化が遅くなる。このため、液状フェノール樹脂硬化後の残留の揮発分が少なくなり、発泡が生じにくくなると考えられる。   As can be seen from the measurement results of FIG. 2 and FIG. 3, the mass increase rate of the liquid phenol resin H (Comparative Example 1) using ethylene glycol as the solvent is the liquid phenol resin A (using an ester having a specific boiling range as the solvent). It can be seen that there are many compared to Example 1). Further, a liquid phenol resin D (Example 5) using 50% by mass of an ester having a specific boiling range in 100% by mass of a solvent, and a liquid phenol resin G using 30% by mass of an ester having a specific boiling range in 100% by mass of the solvent. It can be seen that the mass increase rate of (Example 9) is slightly greater than that of Example 1, but less than Comparative Examples 1 and 5. That is, when 100 mass% of the solvent for the liquid phenol resin is used in an amount of 30 mass% or more of an ester having a specific boiling range, moisture absorption is reduced. If the moisture absorption is small, the solvent volatilization temperature does not decrease and the solvent is gradually evaporated, so that the curing of the liquid phenol resin is delayed. For this reason, it is thought that the residual volatile matter after liquid phenol resin hardening decreases, and it becomes difficult to produce foaming.

表3に、液状フェノール樹脂の溶剤100質量%中に占める特定沸点範囲のエステルの質量比率を変化させて発泡の程度を評価した試験結果を示す。この試験では、フェノール樹脂として上記液状フェノール樹脂Aと同じノボラック型フェノール樹脂、特定沸点範囲のエステルとしてプロピレンカーボネート(沸点242℃)、及び特定沸点範囲のエステル以外の溶剤としてフルフリルアルコールを使用し、樹脂分と溶剤分の質量比率を樹脂:溶剤で40:60としたうえで、溶剤100質量%中に占める特定沸点範囲のエステルの質量比率を変化させた液状フェノール樹脂を作製した。そして、各液状フェノール樹脂60質量部と黒鉛質の耐火骨材として人造黒鉛20質量部及び球状黒鉛20質量部とを配合して得た各圧入材について、上記の要領で発泡の程度を評価した。この発泡の程度の評価は、特定沸点範囲のエステルの質量比率が同一の圧入材について3回実施し(N=3)、3回とも◎(優)の場合を◎(優)、いずれか1回でも○(良)の場合を○(良)、いずれか1回でも×(不可)の場合を×(不可)として評価した。   Table 3 shows the test results of evaluating the degree of foaming by changing the mass ratio of the ester having a specific boiling point in 100% by mass of the solvent of the liquid phenolic resin. In this test, the same novolak type phenol resin as the liquid phenol resin A is used as the phenol resin, propylene carbonate (boiling point 242 ° C.) is used as the ester having a specific boiling range, and furfuryl alcohol is used as a solvent other than the ester having the specific boiling range. A liquid phenol resin was prepared in which the mass ratio of the resin component and the solvent component was 40:60 (resin: solvent), and the mass ratio of the ester having a specific boiling point in 100% by mass of the solvent was changed. And about each press-fit material obtained by mix | blending 60 mass parts of each liquid phenol resin and 20 mass parts of artificial graphite and 20 mass parts of spherical graphite as a graphite fireproof aggregate, the extent of foaming was evaluated in said way. . The evaluation of the degree of foaming was carried out three times for a press-fitting material having the same mass ratio of esters in a specific boiling range (N = 3), and ◎ (excellent) for all three cases. The case of ◯ (good) was evaluated as ◯ (good), and the case of × (impossible) at any one time was evaluated as x (impossible).

表3より、液状フェノール樹脂の溶剤100質量%中に占める特定沸点範囲のエステルの質量比率が30質量%以上とすることで、安定的に発泡現象を抑制できることがわかる。   From Table 3, it can be seen that the foaming phenomenon can be stably suppressed when the mass ratio of the ester in the specific boiling point range in 100 mass% of the solvent of the liquid phenol resin is 30 mass% or more.

Claims (4)

高炉炉壁の間隙に充填される圧入材であって、
黒鉛質の耐火骨材と、フェノール樹脂及び溶剤からなる液状フェノール樹脂とを含み、
前記液状フェノール樹脂の溶剤100質量%中、沸点が150℃以上350℃以下であるエステルを30質量%以上含み、
前記黒鉛質の耐火骨材は、当該黒鉛質の耐火骨材100質量%中に球状黒鉛を5質量%以上含む圧入材。
A press-fitting material filled in the gap between the blast furnace walls,
Including graphite fireproof aggregate and liquid phenolic resin consisting of phenolic resin and solvent,
In 100% by mass of the solvent for the liquid phenol resin, the ester having a boiling point of 150 ° C. or more and 350 ° C. or less is contained by 30% by mass or more,
The graphite refractory aggregate is a press-fit material containing 5% by mass or more of spherical graphite in 100% by mass of the graphite refractory aggregate.
前記液状フェノール樹脂の溶剤100質量%中、沸点が150℃以上350℃以下であるエステルを50質量%以上含む請求項1に記載の圧入材。   The press-fitting material according to claim 1, comprising 50 mass% or more of an ester having a boiling point of 150 ° C or higher and 350 ° C or lower in 100% by mass of the solvent of the liquid phenol resin. 前記液状フェノール樹脂のフェノール樹脂は、ノボラック型フェノール樹脂である請求項1又は2に記載の圧入材料。   The press-fitting material according to claim 1 or 2, wherein the phenol resin of the liquid phenol resin is a novolac type phenol resin. 前記液状フェノール樹脂のフェノール樹脂は、60質量%以上95質量%以下のノボラック型フェノール樹脂と5質量%以上40質量%以下のレゾール型フェノール樹脂とからなる請求項1又は2に記載の圧入材料。   The press-fitting material according to claim 1 or 2, wherein the phenol resin of the liquid phenol resin is composed of 60% by mass to 95% by mass of a novolac type phenol resin and 5% by mass to 40% by mass of a resol type phenol resin.
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