JPH01320285A

JPH01320285A - 炭素質材料用酸化防止剤及びこれを含有する炭素質材料

Info

Publication number: JPH01320285A
Application number: JP63157543A
Authority: JP
Inventors: Mikio Sakaguchi; 美喜夫阪口; Kazuhiro Otsuka; 和弘大塚
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1988-06-23
Filing date: 1988-06-23
Publication date: 1989-12-26
Anticipated expiration: 2011-12-25
Also published as: JP2567040B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、酸化防止効果を広い温度範囲にわたり保持し
、繰り返し使用に耐えうる炭素質材料用酸化防止剤およ
び本酸化防止剤を含有し、または塗布した炭素質材料に
関するらのである。

［従来の技術及び課題］炭素質または炭素含有材料は、耐蝕性、耐熱衝撃性の点
から、金属溶解用ろっぽ、電極、製鋼用耐火物等として
多く使用されている。しかしながら、使用中に炭素成分
が酸化されるため、耐久性に問題があった。

これを解決する手段として、炭素質材料にポウ珪酸ガラ
スを添加する方法、あるいは炭素含有耐火物に炭化ホウ
素、アルミニウム金属粉末を添加、塗布する方法が提案
されているが、いずれら広範囲の温度における長時間の
使用に耐えうるしのでなく、繰り返しの使用により、炭
素質または炭素含有材料が劣化するだけでなく酸化防止
剤自体ら劣化する。

［課題解決のための手段］本発明者らは前述の課題を解決するため、鋭α研究を重
ねた結果、酸化防止効果を広範囲にわたり長時間保持し
、繰り返し使用に耐えうる炭素質材料用酸化防止剤を完
成するに至った。

即ち本発明は、Ｂ２Ｏ．を５〜９５ｗｔ％含有しＸ線回
折によるＢＮの（００２）面間隔が２．１５〜２３５人
であるＢＮ中間体粉末１０〜９５ｗ（％と、シリカ含有
粉末５〜９０ｗｔ％とからなる炭素質材料用の酸化防止
剤とこれを用いた炭素質材料に関するものである。本発
明にいう（００２）面間隔とはＸ線回折によるＣｕＫα
線回折ピークの半価幅中点法により求めた２θ値からブ
ラッグの式により計算したものである。

ここで該シリカ含有粉末がＳｉｎ、成分を３０ｗｔ％以
上含有し、かつ該ＳｉＯ２成分が石英、クリストバライ
ト、トリジマイト及び／または使用中にそれらに転換す
る無機または有機化合物であることが必要である。

本発明のＢＮ中間体とは、ホウ酸、酸化ホウ素、ホウ酸
アンモニウム等をホウ素源とし、尿素、メラミン、ノン
アンジアミド等など窒素を含む宵機物を用いて還元窒化
する方法、シボランを分解する方法、あるいはＣＶＤ法
などのＢＮ生成反応の反応中間体のことであり、未反応
物を含み、かつＢＮ結晶子の未発達なものを云う。

このようなりＮ中間体の内で特にＢ２Ｏ．を５〜９５４
％含有し、Ｘ線回折によるＢＮの（００２）面間隔が２
．１５〜２．３５大のらのを用いることが本発明にあっ
ては特に重要である。Ｂ２Ｏ３が上記範囲外では、低温
における酸化防止効果が不十分で、ＢＮ中間体の（００
２）面間隔が上記範囲外では、中温から高温まで効果を
連続的に発現できない。このようなりＮ中間体の製造法
としては」二連の３法が代表的であるが、工業的には還
元窒化法が最も好ましい。

本発明で使用する５ｉＯｚを３０ｗｔ％以上含有するシ
リカ成分は、石英、クリストバライト、トリジマイトを
含んだ粉末混合物、化合物、あるいは、使用中にそれら
に転換する化合物粉末混合物でもよい。具体的には、石
英粉、珪石粉、炭化珪素、ムライトが掲げられる。Ｓ　
ＩＯｔが３０ｗｔ％以下のノリ力成分では、使用中の酸
化防止剤の粘度を下げ、材料からの流失を促し、酸化防
止効果が長時間持続しない。また、該シリカ成分が石英
、クリストバライＩ・、トリジマイトあるいは使用中に
それらに転換するものでなければ、使用後、ガラス成分
化する酸化防止剤の熱収縮による亀裂発生を防止する事
ができず、繰り返し使用は困難となる。

本発明で使用するＢＮ中間体とシリカ成分は、両者が均
一に混合するために、粒度は１００μｍ以下であること
が好ましい。

本発明の炭素質系酸化防止剤を得るためには、」二足Ｂ
Ｎ中間体を１０〜９５ｗｔ％と上記ソリ力成分を５〜９
０ｗｔ％の組成であることが必要であり、これを均一に
混合することが重要である。混合は、ＢＮ中間体合成後
シリカ成分と混合しても良いし、また、ＢＮ中間体合成
時にシリカ成分を添加しておいてらよい。

ＩＮＮ中間体が１０ｗｔ％以下では、低温に於ける酸化
防止効果が不十分で、９５ｗｔ％以」二では、上述のよ
うに使用中の粘度が低下し、長時間の使用に耐えない。

シリカ成分が５ｗｔ％以下では、同様に、使用中の酸化
防止剤の粘度が低下し、流失をきたし長時間効果を保持
できない。シリカ成分９０ｗｔ％以上では逆に粘度が高
く、高温での効果が発現できず、また均一な酸化防止効
果が発現できない。

この発明の効果を妨げない範囲で添加剤を添加してもよ
い。

このような本発明の方法により得られた酸化防止剤は炭
素材料、または炭素を含む材料に対して酸化防止の効果
を広い温度範囲に於いて持続させ、繰り返しの耐久性に
優れる。本発明酸化防止剤は、炭素材料または炭素含有
材料に添加してし良いし、また、それら表面に塗布して
ら良い。更に、本発明の効果を損なわない範囲内で、他
の従来の酸化防止剤と・共用してもよい。

し実施例コ次に、本発明を実施例により更に詳細に説明する。本発
明はこれらの実施例に限定されない。

実施例１〜１０および比較例１〜５第１表に示ずＩ３Ｎ３量体およびシリカ成分を表に示す
割合で混合して酸化防止剤を得た。得られた酸化防止剤
の耐酸化性を測定した。

耐酸化性の測定方法は炭素を９０ｗｔ％含む黒鉛るつぼ
に上記各酸化防止剤を１０ｗｔ％添加し、空気中、１４
００℃で１時間放置後の酸化減量を指標としたものであ
る。

酸化減量（％）−（試験前重量−試験後型量）／試験前
重量ｘｔｏ。

実施例１〜５は黒鉛るつぼに添加した場合の結果、実施
例６〜７は表面塗布した場合の結果、実施例８〜ＩＯは
炭素を３０ｗｔ％含むアルミナ−炭素系耐火物に添加し
た場合のものである。

比較例１および２は配合量が特許請求の範囲外の例であ
る。比較例３はアルミナを用いる例である。比較例４は
Ｂ２Ｏ３ｆｆｉが不足する例である。比較例５は（００
２）面間隔が不足する例である。同様に耐酸化性を測定
し、第１表に示す。

第１表」二足実施例１の酸化防止剤の酸化減量を４００℃、８
００℃、１２００℃および１６００℃で測定して温度に
対する酸化減ｍをプロットした。同じ酸化防止剤を操り
返し使用して、１回目、３回目および５回目について測
定し、プロットした。

結果を第１図に示す。また、従来例１はＢ２Ｏ３５３ｗ
ｔ％、ＳｉＯ２４７ｗＬ％を含むらので、従来例２は１
３４Ｃ６０ｗｔ％、ＳｉＯｔ４０ｗｔ％を含むものであ
り、同様に測定し、プロットした。結果を第１図に示す
。

［発明の効果］以上述べたごとく、本発明により得られた酸化防止剤は
、黒鉛るつぼ、製鋼用炭素含有耐火物等の炭素質材料、
炭素含有材料に対する酸化防止効果が、広い温度範囲、
繰り返しの使用にたいして保証でき、それら材料の耐久
性を大幅に向上させることができた。それ故、金属溶解
作業、製鋼作業が安全かつ連続的なものとなり、効果的
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は酸化減量の温度と使用回数について、実施例１
のものと従来例のものと比較した結果を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】１、Ｂ＿２Ｏ＿３を５〜９５ｗｔ％含有しＸ線回折によ
るＢＮの（００２）面間隔が２．１５〜２．３５Åであ
るＢＮ中間体粉末１０〜９５ｗｔ％と、シリカ含有粉末
５〜９０ｗｔ％とからなる炭素質材料用酸化防止剤。２、該シリカ含有粉末がＳｉＯ＿２成分を３０ｗｔ％以
上含有し、かつ該ＳｉＯ＿２成分が石英、クリストバラ
イト、トリジマイト及び／または使用中にそれらに転換
する化合物であることを特徴とする請求項１記載の炭素
質材料用酸化防止剤。３、請求項１記載の炭素質材料用酸化防止剤を含有し、
または塗布した炭素質材料。