JPH06100356A - キシレン変性フェノール樹脂バインダー配合カーボン含有耐火物組成物 - Google Patents
キシレン変性フェノール樹脂バインダー配合カーボン含有耐火物組成物Info
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- JPH06100356A JPH06100356A JP4250112A JP25011292A JPH06100356A JP H06100356 A JPH06100356 A JP H06100356A JP 4250112 A JP4250112 A JP 4250112A JP 25011292 A JP25011292 A JP 25011292A JP H06100356 A JPH06100356 A JP H06100356A
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Abstract
含有耐火物組成物を提供する。 【構成】 カーボン粉末と、Al,Mg,Ca,Siか
ら選ばれる一種以上の金属あるはこれらの合金と、耐火
性骨材とを含有する。このようなカーボン含有耐火物組
成物においてバインダーとしてキシレンで変性したフェ
ノール樹脂を配合する。フェノール樹脂中に存在する水
酸基やメチロール基の重縮合反応によって三次元架橋密
度が高くなり、カーボン含有耐火物の組織内にこの三次
元架橋密度の大きい炭化結合体が形成されて高強度を具
備する。またキシレンに含まれるメチル基は受熱により
生じる重縮合反応に殆ど寄与しないために、三次元炭化
結合体の中に架橋密度の粗密が生じ、耐火物の組織を柔
らかくすることができる。
Description
炉や混銑車、溶融還元炉等の溶融金属容器の内張りや、
連続鋳造設備(ノズル、浸漬ノズル、ロングノズル、ス
ライディングノズル、ストッパー等)、その他非鉄金属
用溶解炉などに好適に使用されるカーボン含有耐火物組
成物に関するものである。
る耐火物の一般的な具備条件は、耐スポーリング性、耐
スラグ侵食性、耐摩耗性が優れることである。この条件
を満たすために最近ではカーボンを含有する耐火性骨材
を主成分とし、各種の金属やその合金を配合する耐火物
が主流になっている。例えば溶融金属容器の内張り材と
して、転炉ではマグネシア・カーボン質耐火物が、混銑
車や溶融還元炉などではアルミナ・SiC・カーボン質
耐火物やアルミナ・カーボン質耐火物が、連続鋳造設備
ではアルミナ・カーボン質耐火物が広く使用されてい
る。
混銑車などにおいて精錬温度の上昇、二次燃焼比率の上
昇、また溶融還元やスクラップ溶解、取鍋・タンディッ
シュでの精錬などによって、カーボン含有耐火物の使用
条件は著しく苛酷なものとなっている。このような条件
下では、カーボン含有耐火物にはスラグなどに対する高
い耐食性を有することも要求されるが、耐スポーリング
性も不可欠の具備条件である。このために特開昭62−
56354号公報や特開昭58−204866号公報、
特公昭62−9553号公報等で耐スポーリング性を向
上させる試みがなされている。
従来の耐スポーリング性の向上手段は耐火物の低嵩比
重、低弾性率化による低強度化をもたらす可能性が高
く、溶鋼流に対する耐摩耗性やスクラップ投入などによ
る物理的衝撃に対する抵抗力が低下するおそれがある。
用されるカーボン含有耐火物は強度と耐スポーリング性
のバランスが重要であり、本発明はこのような強度及び
耐スポーリング性に優れたカーボン含有耐火物組成物を
提供することを目的とするものである。
有耐火物組成物は、カーボン粉末と、Al,Mg,C
a,Siから選ばれる一種以上の金属あるいはこれらの
合金と、耐火性骨材とを含有し、バインダーとしてキシ
レンで変性したフェノール樹脂を配合して成ることを特
徴とするものである。
末としては天然黒鉛、人造黒鉛、コークス、カーボンブ
ラック、メソフィズカーボンなど任意のカーボン質のも
のを用いることができるが、できるだけ高純度のものが
好ましい。また耐火性骨材としては、電融アルミナ、電
融マグネシア等の電融品、焼結マグネシア等の焼成品、
その他SiCなど任意のものを用いることができるが、
できるだけ高純度・高嵩比重であることが好ましい。
の金属を一種あるいは二種以上を配合して用いるもので
あり、金属としてはこれらの合金を用いることもでき
る。そして本発明はバインダーとしてキシレンで変性し
たフェノール樹脂を用いるところに特徴を有するもので
ある。このキシレン変性フェノール樹脂は、例えばフェ
ノールとホルマリンとを反応させてフェノール樹脂を合
成する際に、キシレン樹脂を添加させて反応させること
によって得ることができるものであり、ヘキサメチレン
テトラミンを添加することによって容易に三次元化反応
させることができる。
g,Ca,Siから選ばれる一種以上の金属あるはこれ
らの合金、耐火性骨材、キシレン変性フェノール樹脂を
それぞれ配合することによって、本発明に係るカーボン
含有耐火物組成物を調製することができ、これを混練・
成形・硬化処理することによって、カーボン含有耐火物
を得ることができる。ここで、カーボン粉末、金属ある
いはその合金、耐火性骨材の配合量は、これらの合計量
に対する百分率で、カーボン粉末が3重量%〜30重量
%、金属あるいはその合金が0.5重量%〜7重量%の
範囲が好ましく、残部が耐火性骨材である。またキシレ
ン変性フェノール樹脂の配合量は、これらカーボン粉
末、金属あるは合金、耐火性骨材の合計量100重量部
に対して樹脂分として2重量部〜5重量部の範囲が好ま
しく、さらにその樹脂のキシレン変性率は10%〜70
%の範囲が好ましい。
ェノール樹脂の分子構造中に存在する水酸基(−OH)
やメチロール基(−CH2 OH)が受熱により生じる重
縮合反応に寄与し、三次元架橋密度が高く、これが焼成
されると密度が高く硬い炭化結合体になり、カーボン含
有耐火物は組織内にこの三次元架橋密度の大きい炭化結
合体が形成されることによって高強度を具備することに
なる。しかしフェノール樹脂は結合過多になって高弾性
率になり、耐火物の耐スポーリング性が損なわれるおそ
れがあるが、キシレン変性フェノール樹脂の場合は、キ
シレンに含まれるメチル基(−CH3 )が受熱により生
じる重縮合反応に殆ど寄与しないために、三次元炭化結
合体の中に架橋密度の粗密が生じ、組織の低弾性率化に
伴い耐火物の組織を柔らかくして耐スポーリング性を高
めることができる。
物− (実施例1)反応容器にフェノール940重量部、37
%ホルマリン438重量部及びシュウ酸0.6重量部を
投入し、約60分を要して100℃まで昇温させて12
0分間反応させた。次にこれに含酸素量0.5重量%、
平均分子量555のキシレン樹脂(リグナイト株式会社
製「リグノール#100H」)850重量部を加えて1
00℃で120分間反応させた。この後、内温200℃
まで減圧脱水をおこなって、軟化温度100℃、キシレ
ン変性率46%の固形のキシレン変性フェノール樹脂
(I)を得た。
シアと焼結マグネシアを併用し、また純度98%の天然
黒鉛を用い、さらに金属としてAlを金属合金としてA
l−Mg合金をそれぞれ用い、表1の配合でこれらをシ
ンプソンミキサーに投入した。一方、上記キシレン変性
フェノール樹脂(I)をジエチレングリコールに60:
40の重量比で溶解して25℃における粘度を250ポ
アズに調整し、これをバインダーとして表1の配合(表
1は樹脂分として配合量を表示)でシンプソンミキサー
に投入すると共にさらに硬化剤としてヘキサメチレンテ
トラミンを樹脂に対する重量百分率で10%投入し、こ
れらを60分間混練してカーボン含有耐火物組成物を調
製した。
クションプレスで20回プレス成形し、成形体を予め9
0℃にセットした乾燥機中で24時間乾燥した後、別の
シャットル釜に入れて250℃で10時間加熱硬化処理
した。このようにして得られたカーボン含有耐火物から
試験片を切り出し、各種物性の測定をおこなった。結果
を表1に示す。尚、表1において耐スポーリング性を評
価する「剥落に至る回数(*1)」の試験は、試験片を
1600℃の溶鉄に90秒間浸漬、水中に15秒間
浸漬、室温中で放冷の、〜の操作を剥落が生じる
まで繰り返すことによっておこなった(最大20回ま
で)。また「亀裂の程度(*2)」は各試験片の相対比
較に基づいて、亀裂の大きなものから小さなものへと
「大」、「中」、「小」、「微」で表示した。
重量部、37%ホルマリン689重量部及びシュウ酸
9.4重量部を投入し、約60分を要して昇温させて還
流下180分間反応させた。次に200℃まで加熱して
脱水をおこなうことによって、軟化点97℃の固形のフ
ェノール樹脂を得た。このフェノール樹脂をジエチレン
グリコールに60:40の重量比で溶解して25℃にお
ける粘度を150ポアズに調整し、これを実施例1と同
様に配合すると共にさらにヘキサメチレンテトラミンを
樹脂に対する重量百分率で10%配合することによって
表2の配合のカーボン含有耐火物組成物を調製した。そ
してこのカーボン含有耐火物組成物を実施例1と同様に
して成形・乾燥・硬化させてカーボン含有耐火物を作成
し、さらに実施例1と同様にして各種の物性を測定し
た。結果を表2に示す。
式会社製「リグノール#100H」)の添加量を300
重量部に変えた他は実施例1と同様にして、軟化点が1
05℃、キシレン変性率が20重量%のキシレン変性フ
ェノール樹脂(II)を調製した。後はこのキシレン変性
フェノール樹脂(II)をバインダーとして用いて実施例
1と同様にして表3の配合のカーボン含有耐火物組成物
を調製した。そしてこのカーボン含有耐火物組成物を実
施例1と同様にして成形・乾燥・硬化させてカーボン含
有耐火物を作成し、さらに実施例1と同様にして各種の
物性を測定した。結果を表3に示す。
i・カーボン質耐火物− (実施例3)耐火性骨材として電融アルミナやSiCを
用い、金属としてAl金属とSi金属を用いるように
し、他は実施例1と同様にしてキシレン変性フェノール
樹脂(I)をバインダーとして添加して表4の配合のカ
ーボン含有耐火物組成物を調製した。そしてこのカーボ
ン含有耐火物組成物を実施例1と同様にして成形・乾燥
・硬化させてカーボン含有耐火物を作成し、さらに実施
例1と同様にして各種の物性を測定した。結果を表4に
示す。
ル樹脂をバインダーとして用いる他は、実施例3と同様
にして表5の配合のカーボン含有耐火物組成物を調製し
た。そしてこのカーボン含有耐火物組成物を実施例1と
同様にして成形・乾燥・硬化させてカーボン含有耐火物
を作成し、さらに実施例1と同様にして各種の物性を測
定した。結果を表5に示す。
変性フェノール樹脂(II)をバインダーとして用いる他
は、実施例3と同様にして表6の配合のカーボン含有耐
火物組成物を調製した。そしてこのカーボン含有耐火物
組成物を実施例1と同様にして成形・乾燥・硬化させて
カーボン含有耐火物を作成し、さらに実施例1と同様に
して各種の物性を測定した。結果を表6に示す。
ナや焼結アルミナ、溶融シリカを用い、金属としてSi
を用いるようにし、他は実施例1と同様にしてキシレン
変性フェノール樹脂(I)をバインダーとして添加して
表7の配合でカーボン含有耐火物組成物を調製した。そ
してこのカーボン含有耐火物組成物を実施例1と同様に
して成形・乾燥・硬化させてカーボン含有耐火物を作成
し、さらに実施例1と同様にして各種の物性を測定し
た。結果を表7に示す。
ル樹脂をバインダーとして用いる他は、実施例5と同様
にして表8の配合のカーボン含有耐火物組成物を調製し
た。そしてこのカーボン含有耐火物組成物を実施例1と
同様にして成形・乾燥・硬化させてカーボン含有耐火物
を作成し、さらに実施例1と同様にして各種の物性を測
定した。結果を表8に示す。
変性フェノール樹脂(II)をバインダーとして用いる他
は、実施例5と同様にして表9の配合のカーボン含有耐
火物組成物を調製した。そしてこのカーボン含有耐火物
組成物を実施例1と同様にして成形・乾燥・硬化させて
カーボン含有耐火物を作成し、さらに実施例1と同様に
して各種の物性を測定した。結果を表9に示す。
以外が同じ配合において、バインダーとしてキシレン変
性フェノール樹脂を用いるようにした各実施例のもの
は、バインダーとしてフェノール樹脂を用いるようにし
た各比較例のものよりも、曲げ強さ及び耐スポーリング
性が高まっていることが確認される。
てキシレンで変性したフェノール樹脂を含有するので、
フェノール樹脂の分子構造中に存在する水酸基やメチロ
ール基の重縮合反応によって三次元架橋密度が高くな
り、カーボン含有耐火物の組織内にこの三次元架橋密度
の大きい炭化結合体が形成されることによって高強度を
具備するものであり、しかもキシレンに含まれるメチル
基は受熱により生じる重縮合反応に殆ど寄与しないため
に、三次元炭化結合体の中に架橋密度の粗密が生じ、耐
火物の組織を柔らかくすることができ、耐スポーリング
性を高めることができるものである。
Claims (1)
- 【請求項1】 カーボン粉末と、Al,Mg,Ca,S
iから選ばれる一種以上の金属あるいはこれらの合金
と、耐火性骨材とを含有し、バインダーとしてキシレン
で変性したフェノール樹脂を配合して成ることを特徴と
するカーボン含有耐火物組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25011292A JP3220530B2 (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | キシレン変性フェノール樹脂バインダー配合カーボン含有耐火物組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25011292A JP3220530B2 (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | キシレン変性フェノール樹脂バインダー配合カーボン含有耐火物組成物 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH06100356A true JPH06100356A (ja) | 1994-04-12 |
JP3220530B2 JP3220530B2 (ja) | 2001-10-22 |
Family
ID=17203011
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP25011292A Expired - Fee Related JP3220530B2 (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | キシレン変性フェノール樹脂バインダー配合カーボン含有耐火物組成物 |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3220530B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006239704A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-14 | Kurosaki Harima Corp | 連続鋳造用通気性耐火材料 |
US7575135B2 (en) | 2002-01-28 | 2009-08-18 | Jfe Steel Corporation | Immersion nozzle for continuous casting of steel and method of continuous casting method of steel |
KR101392720B1 (ko) * | 2013-03-21 | 2014-05-14 | (주)포스코켐텍 | 우수한 부착 강도를 갖는 내화 벽돌 고온 부착용 조성물 |
CN116675517A (zh) * | 2023-07-31 | 2023-09-01 | 河北国亮新材料股份有限公司 | 一种环保型中间包干式料及其制备方法 |
-
1992
- 1992-09-18 JP JP25011292A patent/JP3220530B2/ja not_active Expired - Fee Related
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CN116675517B (zh) * | 2023-07-31 | 2023-10-13 | 河北国亮新材料股份有限公司 | 一种环保型中间包干式料及其制备方法 |
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JP3220530B2 (ja) | 2001-10-22 |
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