JPH07188566A - 定型炭素質耐火物用バインダー及びこれを用いた定型炭素質耐火物の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 焼成時の炭化歩留りが高く、特性の優れた定
型炭素質耐火物用バインダーを提供する。 【効果】 軟化点が３００℃以下、トルエン不溶分が３
０％以下、キノリン不溶分が１０％以下であり、かつ定
型炭素質耐火物の製造に使用される無機化合物を混合
し、熱処理した際に１５０〜３５０℃の温度域で高分子
化するピッチ類からなることを特徴とする定型炭素質耐
火物用バインダーならびにこれを用いた定型炭素質耐火
物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気炉、転炉等の炉壁、
または連鋳工程のスライディング弁、浸漬ノズル、ロン
グノズル等に使用される不焼成もしくは焼成の定型炭素
質耐火物用バインダー及びこれを用いた定型炭素質耐火
物の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来転炉等の炉壁に使用される炭素質耐
火物は、マグネシア等の無機物系骨材と天然黒鉛等の炭
素質骨材をフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂をバインダ
ーとして添加混合後、成型、乾燥処理を行って製造され
転炉等で使用する際に、転炉等の炉内で焼成されてい
る。

【０００３】また、焼成炭素質耐火物用バインダーとし
ても、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂が用いられアル
ミナ等の無機物系骨材と天然黒鉛等の炭素質骨材を混合
時に添加され、その後成型、乾燥、焼成して焼成炭素質
耐火物が製造されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この熱硬化性
樹脂は硬化時に凝縮水を発生し膨張する、焼成時の炭化
歩留りが低いために耐火物の嵩密度、圧縮強度、曲げ強
度、弾性率等の機械的特性および耐スポーリング等の熱
的特性が低下する等の問題がある。すなわち、一般にフ
ェノール樹脂等の熱硬化性樹脂は構造的に酸素等の異原
子分子が多い、メチレン結合のように弱い結合で単環等
の低分子の単位が結合しているため分解して揮散し易
い。そのためにフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂の炭化
歩留りは低く、１０００℃以上、特に炭素質耐火物を使
用する鉄の融点以上の温度では酸素等の異分子が分解し
て揮散するために炭化歩留りは低く、耐火物の硬化時、
さらには転炉等で焼成時に水、フェノール、ホルマリン
等の低分子やガスを発生する。そのために耐火物成型体
において低分子やガスが発生した跡は気孔として残存し
欠陥となり耐火物特性低下の原因になる。

【０００５】その耐火物の欠陥を除去する方法として耐
火物を非常に高い圧力で成形する、高重量で振動成形す
る等により、生成形体の嵩密度をできるだけ高くし、硬
化、焼成時の嵩密度の低下を補うことにより製品の嵩密
度をより緻密にする努力がなされている しかしこれらの方法はいずれも装置が大型であり、また
高価であり運転コストも高いのが現状である。さらに、
高圧で成形するために歪みの発生が多く、製品を焼成時
に割れ易い等の問題があった。

【０００６】硬化、焼成時の低分子、ガスの発生を抑制
することにより、焼成時の嵩密度の低下を少しでも防止
することができれば製品の嵩密度は向上する。タール系
原料はフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂よりガス発生が
少なく、焼成時の嵩密度の低下も小さいが、タール系原
料は熱可塑性樹脂であり、タール系原料を用いて製造し
た生成形体を乾燥、硬化する際にタール系原料が溶け
て、生成形体が型崩れすることが知られており、タール
系原料は乾燥、硬化処理を行う不焼成、焼成炭素質耐火
物には使用できず、１５０℃以上の温度で硬化するフェ
ノール樹脂等の熱硬化性樹脂がバインダーとして使用さ
れていた。

【０００７】そのため焼成時の炭化歩留りが高く、耐火
物の特性が高くなる熱硬化性のバインダーおよびそれを
用いた炭素質耐火物の製造方法の出現が望まれていた。
本発明は従来のフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂を使用
した時と遜色ない特性と作業性を合わせ持つ定型炭素質
耐火物用バインダーおよびそれを用いた定型炭素質耐火
物の製造方法を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで本発明者らは上記
課題を解決すべく、鋭意検討した結果ある特性を有する
炭素質耐火物用バインダーを使用することにより、上記
課題を解決することを見出し、本発明に到達した。すな
わち本発明の要旨は、軟化点が３００℃以下、トルエン
不溶分が３０％以下、キノリン不溶分が１０％以下であ
り、かつ定型炭素質耐火物の製造に使用される無機化合
物を混合し、熱処理した際に１５０〜３５０℃の温度域
で高分子化するピッチ類からなることを特徴とする定型
炭素質耐火物用バインダーならびにこれを用いた定型炭
素質耐火物に関する。

【０００９】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
よる炭素質耐火物用バインダーにおけるピッチ類は、無
機物を混合し、熱処理した時にフェノール樹脂等の熱硬
化性樹脂が硬化する１５０〜３５０℃の温度域で高分子
化するものである。本発明のバインダーは、無機物系お
よび／または炭素質の骨材等と混合して定型炭素質耐火
物の製造に使用される。

【００１０】これらの骨材のうち、無機物系骨材として
は、例えばアルミナ、ジルコニア、ドロマイト、マグネ
シア、酸化クロム等があるが、通常は不焼成系ではマグ
ネシア、焼成系ではアルミナが骨材として好適に使用さ
れ、更に炭化珪素等の粉末を無機物系骨材１００重量部
に対して０〜５０重量部程度添加しても良い。また、炭
素質骨材としては、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、仮焼
コークス等があるが、通常は天然黒鉛が骨材として使用
され、骨材中の炭素質骨材の使用量は、０〜５０％程度
の範囲から選択され、好適には５〜３０％である。

【００１１】一般にピッチ類等のタール系原料は熱可塑
性樹脂と言われており、４００℃付近から熱重合反応が
開始し、４００℃以上で高分子化し、それ以上の温度で
炭素化が進むと言われているが、本発明におけるピッチ
類は無機物中で容易に高分子化するものであり、従来炭
素質耐火物で行われている乾燥、硬化処理が可能なもの
である。

【００１２】すなわち、本発明において使用される無機
化合物は通常炭素質耐火物の製造に使用されているもの
であり、不焼成系ではマグネシア、焼成系ではアルミナ
が骨材として好適に使用されているのでこれらの無機化
合物中で容易に高分子化する（酸素雰囲気中では、いわ
ゆる不融化する）ものである。一般にフェノール樹脂等
の熱硬化性樹脂の硬化温度は１５０℃以上であるが、本
発明におけるピッチ類も１５０℃以上で高分子化するも
のであり、好ましくは１８０℃以上で高分子化するもの
であり、さらには２００℃以上が好ましく、最も好まし
くは２３０℃以上であり、炭素質耐火物の成形体が従来
同様に乾燥、硬化処理出来る。

【００１３】上記の１５０〜３５０℃の熱処理において
は、本発明のピッチ類は、酸素が存在する場合には不融
化して高分子化するものであるので、若干でも酸素が存
在した方が好ましく、コークスブリーズ中、空気中、酸
素中で処理することができ、酸素濃度をコントロールし
て処理するこもできる。本発明のピッチ類中の酸素量が
多いと炭化歩留りが低くなるので該ピッチ類中の酸素量
は１０％以下が好ましく、さらには５％以下が好まし
く、最も好ましくは３％以下である。

【００１４】一般に酸素等の異原子分子は高温では分解
して揮散するが８００℃付近ではまだ残存しており、炭
化歩留りが高いので異原子分子が分解、揮散する８００
℃以上の温度で炭化歩留りが高いものが好ましく、特に
１０００℃以上で炭化歩留りが高いものが好ましい。特
に成形体中での炭化歩留りが高いものが好ましく、１０
００℃以上での炭化歩留りが３０％以上のものが良く、
さらには４０％以上のものが好ましく、最も好ましくは
５０％以上のものである。

【００１５】さらには、該ピッチ類中の炭素原子と水素
原子の比が低いと炭化歩留りが低いので、炭素原子と水
素原子の比が高い方が良く、通常炭素原子と水素原子の
比が１．０以上、好ましくは１．２以上、最も好ましく
は１．５以上のものである。さらには該ピッチ類の芳香
族指数が０．８以上のものが炭化歩留りが高いので好ま
しく、最も好ましくは０．８５以上である。

【００１６】また、ピッチ類の構成分子の骨格が２環以
上の縮合環からなるものが炭化歩留りが高いので好まし
く、最も好ましくは３環以上のものである。これらのピ
ッチ類としては、コールタールの蒸留、熱処理により生
成するコールタールピッチ、石油系重質油、及びその熱
処理生成物、またそれらの水添処理生成物、それらの熱
処理物、及びナフタリン等の低分子化合物を重縮合して
得たピッチ、またそれらの熱処理生成物、及びそれらを
溶剤で処理して得たピッチ、さらにはこれらを熱処理し
て得た生成物等から適宜生成分別することにより得られ
る。

【００１７】これらのピッチ類の軟化点は、３００℃以
下である必要がある。下限は、特に制限されないが、軟
化点が低いと夏場等の保存時に溶ける等の問題があるの
で、７０℃以上が好ましく、さらには８５℃以上であ
り、最も好ましくは１００℃以上である。逆に軟化点が
高いとフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂が硬化する温度
以上の軟化点のものではフェノール樹脂等の熱硬化性樹
脂が硬化する温度域で固体であり、添加効果が小さいの
で軟化点は３００℃以下が必要であり、さらには２５０
℃以下であり、最も好ましくは２００℃以下である。

【００１８】また該ピッチ類の灰分が高いと雰囲気中の
酸素、二酸化炭素と生成炭素が触媒酸化で反応しやす
く、選択消耗をおこしやすいので、灰分は低い方が良
く、好ましくは０．５％以下であり、さらに好ましくは
０．３％以下であり、最も好ましくは０．１％以下であ
り、実質的に灰分を含有しないものが好ましい。また該
ピッチ類のキノリン不溶分（ＱＩ）、トルエン不溶分
（ＴＩ）の量が特定の値を有することが必要である。

【００１９】すなわちＱＩ、ＴＩは高分子であるために
溶融せず、バインダー成分としては働かないためにＱ
Ｉ、ＴＩ量は少ない方が好ましく、特にＱＩは大分子で
あるためにＱＩ量としては１０％以下であることが必要
であり、好ましくは５％以下であり、実質的にＱＩを含
まないものが最適である。ＴＩについては３０％以下で
あることが必要であり好ましくは２０％以下である。

【００２０】本発明においては、さらに上記ピッチ類に
水およびアルコール類を配合してバインダーとすること
ができる。アルコール類としてはヘキサノール、ヘプタ
ノール、オクタノールの直鎖状一価アルコール類、ベン
ジルアルコール等の芳香族系アルコール、シクロヘキサ
ノール、メチルシクロヘキサノール等の脂肪環系アルコ
ール類、エタンジオール（エチレングリコール）、プロ
パンジオール（プロピレングリコール）、ブタンジオー
ル等の直鎖状二価アルコール類、グリセリン、ヘキサン
トリオール等の直鎖状三価アルコール類、及びポリエチ
レングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリビニ
ルアルコール（ＰＶＡ）等の高分子アルコール類が使用
される。

【００２１】該アルコール類の沸点は水が揮発しても残
存し、無機物、炭素質骨材同志を十分濡らし、接着し、
成形体の接着強度を向上する必要があり、該アルコール
類の沸点は水の沸点以上のものが好ましく、さらには１
２０℃以上のものが好ましく、最も好ましくは１５０℃
以上のものである。又該アルコール類の引火点が低すぎ
ると耐火物製造時に火災、爆発の恐れがあるので、該ア
ルコール類の引火点は４０℃以上が好ましく、さらには
５０℃以上が好ましく、最も好ましくは６０℃以上のも
のである。

【００２２】又該アルコール類は一種で使用しても良い
が、二種以上のものを混合して使用しても良い。又該ア
ルコール類は無機物系および炭素質骨材と混合時、成形
時、及び成形体を硬化、焼成時に揮発するものである
が、該成形体が固化した後に揮発すれば揮発した跡は欠
陥として残存するので該アルコール類は成形体が固化す
る前に揮発するかもしくは揮発しにくいものであれば量
を減らす必要がある。

【００２３】すなわち該成形体が固化する前は骨材は動
きやすく、接着するので欠陥は消えやすいので該成形体
が固化する前に揮発するアルコール類が好ましく、該ア
ルコール類の沸点は上記ピッチ類が固化する温度以下が
好ましく、好ましくは３５０℃以下のものが好ましく、
さらには３００℃以下のものであり、最も好ましくは２
５０℃以下のものである。

【００２４】又ＰＶＡは揮発せずに残存し、焼成時に分
解するものであるが、該ＰＶＡはピッチ粒子を分散して
該混合物の粘度を下げる効果があるのでＰＶＡは添加し
た方が好ましく、ＰＶＡは水に溶かしたものでも良く、
分散したものでも良い。ＰＶＡは成形体中で焼成時に分
解するものであるのでＰＶＡの添加量は少ない方が好ま
しく、１０％以下が好ましく、さらには７％以下が好ま
しく、最も好ましくは５％以下である。

【００２５】該アルコール類は該ピッチ類を溶かす必要
は無く、該ピッチ類を溶かすと水を混合したときに相分
離する、粘度が高い等の問題があるので、該アルコール
類は該ピッチ類を溶かさない方が好ましい。又該アルコ
ール類が水と混合しないと相分離をおこすので該アルコ
ール類は水と混合するものが好ましい。

【００２６】ピッチ類と水およびアルコール類との混合
は室温下で行っても良いが、加温下で行っても良く、ピ
ッチ類が融けない温度で行うこともできる。ピッチ類と
水およびアルミニウム類を同時に混合することもできる
が、ピッチ類と水もしくはアルコール類を混合後、アル
コール類もしくは水を混合することもできる。

【００２７】水とアルコール類の混合割合は該バインダ
ーの粘度が目的の粘度になるように混合することができ
る。すなわちアルコール類の粘度が高いと水を多くして
粘度を下げる必要があり、アルコール類の粘度が低い時
には水を少なくして粘度を調整する必要があり、水とア
ルコール類の混合割合は１００／０〜０／１００が好ま
しく、さらには９９／１〜１／９９が好ましく、最も好
ましくは９８／２〜２／９８である。

【００２８】本発明においては、上記の（ｉ）ピッチ類
または（ii) ピッチ類に水およびアルコール類を配合し
たものに、さらに以下の〜の少なくとも一つの特性
を示す炭素質粉末を配合することによって目的とするバ
インダーを得ることができる。 固定炭素が５０％以上であり、かつ単味でギーセラ
ー流動度を測定したときの流動開始温度が２００〜５０
０℃である炭素質粉末。 固定炭素が５０％以上であり、かつボタン指数が１
以上である炭素質粉末。 固定炭素が５０％以上であり、かつロガ指数が３０
以上である炭素質粉末。 固定炭素が５０％以上であり、かつ１トン／ｃｍ²
の成形圧力で棒状に成形した成形体を１０００℃まで焼
成した時の体積収縮率が３％以上である炭素質粉末。 固定炭素が５０％以上であり、かつ１トン／ｃｍ²
の成形圧力で棒状に成形した成形体を１０００℃まで焼
成した時の該成形体の曲げ強度が２００ｋｇ／ｃｍ² 以
上となる炭素質粉末。

【００２９】本発明における炭素質粉末は固定炭素が高
く、かつ無機物系骨材、炭素質骨材との濡れ性を改良す
るとともに該炭素質粉末同志の接着性も向上し、耐火物
の特性を改良するものである。すなわち該炭素質粉末は
ある固定炭素以上であり、適度の濡れ性および接着性を
保持し、適度の流動性をもつものが好ましい。またさら
にはガス等の発生により生じた気孔、欠陥を減少させる
ためには焼成時に収縮の大きな炭素質粉末が好適であ
る。

【００３０】該炭素質粉末の固定炭素は従来使用されて
いるフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂と同等以上であれ
ば良く、固定炭素は５０％以上であり、さらには５５％
以上が好ましく、最も好ましくは６０％以上である。又
特にフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂は１０００℃以上
での炭化歩留りが低いので１０００℃以上の高温での炭
化歩留りが高いものが好ましく、１０００℃で４０％以
上の炭化歩留りのものが良く、さらには４５％以上が好
ましく、最も好ましくは５０％以上である。

【００３１】以上の観点から、本発明における炭素質粉
末は下記の少なくとも１つの特性を有するものが用いら
れる。 （１）固定炭素が５０％以上であり、かつ単味でギーセ
ラー流動度を測定したときの流動開始温度が２００〜５
００℃である炭素質粉末。ギーセラー流動度はＪＩＳ
Ｍ ８８０１に準じて測定されたものであるが測定粒度
は骨材等と混合するときの粒度におけるギーセラー流動
度を表すものである。 （２）固定炭素が５０％以上であり、かつボタン指数が
１以上である炭素質粉末。ここでボタン指数はＪＩＳ
Ｍ ８８０１に準じて測定されたものであるが測定粒度
は骨材等と混合するときの粒度におけるボタン流動度を
表すものである。

【００３２】（３）固定炭素が５０％以上であり、かつ
ロガ指数が３０以上である炭素質粉末。炭素質粉末は適
度の接着性を保持するのが好適であり、ロガ指数（ＪＩ
Ｓ Ｍ８８０１）が３０以上であるものが好ましく、さ
らには３５以上のものが好ましい。 （４）固定炭素が５０％以上であり、かつ１トン／ｃｍ
² の成形圧力で棒状に成形した成形体を１０００℃まで
焼成した時の体積収縮率が３％以上である炭素質粉末。

【００３３】焼成時に収縮性の大きな炭素質粉末が焼成
時に発生した気孔、欠陥を減少させるに効果が大きく、
本発明で添加するものとしては焼成時の収縮性の大きな
ものが好ましく、１トン／ｃｍ² の成形圧力で棒状に成
形した成形体を１０００℃まで焼成した時の体積収縮率
が３％以上であるものが好ましく、さらには５％以上の
ものが好ましく、最も好ましくは８％以上である。ここ
で該膨張収縮量測定のための棒状成形体はＪＩＳ Ｍ
８８０１に準じて調整されたものであるが、測定粒度は
骨材等と混合するときの粒度における収縮量を表すもの
である。また該成形体の昇温速度は３℃／ｍｉｎであ
る。

【００３４】（５）固定炭素が５０％以上であり、かつ
１トン／ｃｍ² の成形圧力で棒状に成形した成形体を１
０００℃まで焼成した時の該成形体の曲げ強度が２００
ｋｇ／ｃｍ² 以上となる炭素質粉末。該炭素質粉末単味
を成形圧力１トン／ｃｍ² で成形体（ＪＩＳ Ｍ ８８
０１）にして１０００℃で焼成した時に該成形体が型く
ずれしないものが望ましく、さらには該成形体の曲げ強
度が強いものが耐火物の特性を向上する効果が大きく、
曲げ強度が２００ｋｇ／ｃｍ² 以上のものが好ましく、
さらには曲げ強度が３００ｋｇ／ｃｍ² 以上のものが好
まししい。

【００３５】又該炭素質粉末は上記ピッチ類と相溶する
ものが接着性が良好となり好ましく、該炭素質粉末の表
面が少しでも溶けるものが好ましい。本発明において用
いられる炭素質粉末はコールタールの蒸留、熱処理によ
り生成するコールタールピッチ、石油系重質油、及びそ
の熱処理生成物、またそれらの水添処理生成物、それら
の熱処理物、及びナフタリン等の低分子化合物を重縮合
して得たピッチ、またそれらの熱処理生成物、及びそれ
らを溶剤で処理して得たピッチ、さらにはこれらを熱処
理して得た生成物等が含まれ、メソフェーズを含まなく
ても良いがメソフェーズを含むものでも良い。さらには
それらを熱処理して得た生コークスでも良い。

【００３６】さらには該ピッチ類、生コークス類を混合
して、さらにカーボンブラック、仮焼コークス等の微粉
末、活性炭等に混合し、熱処理したものでも良い。該熱
処理はディレードコーカー、オートクレーブ等により行
われるが不活性雰囲気中で熱処理しても良いが、自生雰
囲気中でも良く、酸素存在下で処理しても良い。また静
置状態で熱処理しても良いが流動状態、および攪拌状態
で熱処理することもできる。

【００３７】これらの炭素質粉末は上記の５つの特性の
一以上の特性を有する一種を単独で使用することもでき
るが、二種以上の炭素質粉末を混合して該炭素質粉末の
特性を調整して使用することもできる。さらにはカーボ
ンブラック、活性炭を炭素質粉末に添加して該炭素質粉
末の特性を調整して使用することもできるが、これらの
炭素質粉末は固定炭素が高く適当な流動性と適度な接着
性および炭素質粉末単味の収縮率が大きなものであれば
十分である。

【００３８】該炭素質粉末は上記ピッチ類と粉末で混合
しても良く、上記ピッチ類を溶融して混合しても良く、
上記水およびアルコール類に分散して混合して使用して
も良く、炭素質粉末と上記ピッチ類が十分分散するよう
に混合することができるものである。該炭素質粉末は微
粉の方が分散がしやすく有利であり、１００μｍ以下が
好ましく、さらには５０μｍ以下が好ましい。

【００３９】又さらには定型炭素質耐火物を製造時に骨
材と混合時に上記ピッチ類、炭素質粉末を添加、混合し
ても良い。又該ピッチ類は骨材等と混合して定型炭素質
耐火物の製造に使用されるものであるが、粉末で使用し
ても良く、溶媒に溶解、分散して混合して使用しても良
く、従来の方法で使用できるものである。固体で混合す
る場合は微粉の方が分散がしやすく有利であり、１００
μｍ以下が好ましく、さらには５０μｍ以下が好まし
い。

【００４０】なお、炭素質耐火物を製造時に骨材と混合
時に、タール系バインダーに（ｉ）水、アルコール類お
よび／または（ii）炭素質粉末を添加、混合しても良
い。さらに、混合時に界面活性剤を入れてピッチ類を濡
れやすくしてもよいが、界面活性剤が泡立ちピッチ類の
流動性が低下するのであまり入れすぎない方が良く、５
％以下が好ましく、さらには３％以下が好ましく、最も
好ましくは１％以下である。

【００４１】バインダー中のピッチ類の割合は高い方が
バインダーの炭化歩留りが高いので好ましく、定型炭素
質耐火物用バインダー中のピッチ類の割合は３０％以上
が好ましく、さらには３５％以上であり、最も好ましく
は４０％以下であり、該バインダーの炭化歩留りは２０
％以上が好ましく、さらには２５％以上が好ましく、最
も好ましくは３０％以上である。

【００４２】該炭素質耐火物用バインダーの粘度はアル
コール類の粘度、水とアルコール類の混合割合、タール
系バインダーの割合等によって変わるものであるが、該
炭素質耐火物用バインダーと骨材が混合できる粘度のも
のが好ましく、４００Ｐ以下のものが好ましく、さらに
は２００Ｐ以下のものが好ましく、最も好ましくは５０
Ｐ以下のものである。

【００４３】該炭素質耐火物用バインダーの粘度が低す
ぎるとタール系バインダーの割合が低く、該炭素質耐火
物用バインダーの炭化歩留りが低く、成形体特性が低下
する恐れがあるので該炭素質耐火物用バインダーの粘度
は１ｃＰ以上が好ましく、さらには１０ｃＰ以上が好ま
しく、最も好ましくは２０ｃＰ以上である。また該炭素
質耐火物用バインダーは単独で又は２種以上を混合後骨
材と混合使用することもできるが、フェノール樹脂等の
熱硬化性樹脂と混合使用することも可能であり、炭素質
耐火物の特性が最大になるように調整することが可能で
ある。

【００４４】以上の特性を持つ炭素質耐火物用バインダ
ーは何ら従来の炭素質耐火物の製造方法を変えることな
く、炭素質耐火物の製造時に添加するだけで高特性とな
る炭素質耐火物が得られるものである。すなわち常法に
従い、マグネシア、アルミナ等の無機物系骨材、必要に
応じて天然黒鉛等の炭素質骨材とねつ合後、成形、乾燥
して不焼成定型炭素質耐火物が製造可能であり、焼成す
ることにより焼成定型炭素質耐火物が製造可能である。

【００４５】ねつ合、または混合は常法に従いニーダ
ー、混合機等で室温、又は必要に応じて加温下行われ
る。さらに成形はモールドプレス成形、振動成形等の常
法が使用できる。乾燥は不活性ガス中、大気中、コーク
スブリーズ中等で行われるが、酸素が存在した方が特性
が良好であるので酸素濃度をコントロールして乾燥する
こともできる。

【００４６】又焼成は不焼成定型炭素質耐火物は転炉、
電炉等の中で行うこともできるが、焼成定型炭素質耐火
物では不活性ガス中、大気中、コークスブリーズ中等で
行うこともできる。このようにして製造した定型炭素質
耐火物は従来の製品同様転炉、電炉等で使用することが
可能であり、なんら従来の使用方法を変える必要はな
く、特性も向上するものである。

【００４７】

【実施例】以下実施例により本発明をより詳細に説明す
るが、本発明は後述する実施例に何ら限定されるもので
はない。 （実施例１）粒度配合したマグネシア粉末８５部、天然
黒鉛１５部、ピッチ類（軟化点：１２５℃、キノリン不
融分：１％以下、トルエン不融分：１５％、マグネシア
と１：１で混合後熱処理した際に２００℃で不融化開始
する）５部を室温下混合後、モールドプレスで成形して
成形体を得た。該成形体を３００℃で熱処理して硬化品
を得た。該硬化品の圧縮強度は３２０ｋｇ／ｃｍ² であ
った。又該硬化品を１０００℃まで熱処理して焼成体を
得た。該焼成体の圧縮強度は２４０ｋｇ／ｃｍ² であっ
た。

【００４８】（実施例２）粒度配合したマグネシア粉末
８５部、天然黒鉛１５部、ピッチ類（酸素量：１．５
％、キノリン不融分：１％以下、トルエン不融分：１３
％、マグネシアと１：１で混合後熱処理した際に２００
℃で不融化開始する）５部を室温下混合後、モールドプ
レスで成形して成形体を得た。該成形体を２８０℃で熱
処理して硬化品を得た。該硬化品の圧縮強度は３５０ｋ
ｇ／ｃｍ² であった。又該硬化品を１０００℃まで熱処
理して焼成体を得た。該焼成体の圧縮強度は２５０ｋｇ
／ｃｍ² であった。

【００４９】（実施例３）粒度配合したマグネシア粉末
８５部、天然黒鉛１５部、ピッチ類（芳香族性指数：
０．９２、キノリン不融分：１％以下、トルエン不融
分：１４％、マグネシアと１：１で混合後熱処理した際
に３００℃で完全に不融化する）５部を室温下混合後、
モールドプレスで成形して成形体を得た。該成形体を３
００℃で熱処理して硬化品を得た。該硬化品の圧縮強度
は３４０ｋｇ／ｃｍ² であった。又該硬化品を１０００
℃まで熱処理して焼成体を得た。該焼成体の圧縮強度は
２４５ｋｇ／ｃｍ² であった。

【００５０】（実施例４）粒度配合したマグネシア粉末
８５部、天然黒鉛１５部、ピッチ類（軟化点：１２５
℃、キノリン不融分：１％以下、トルエン不融分：１５
％、マグネシアと１：１で混合後熱処理した際に２００
℃で不融化開始する）５部、及び炭素質粉末（固定炭
素：８０％、ギーセラー流動開始温度：２５０炭素質粉
末）を室温下混合後、モールドプレスで成形して成形体
を得た。該成形体を３００℃で熱処理して硬化品を得
た。該硬化品の圧縮強度は３５０ｋｇ／ｃｍ² であっ
た。又該硬化品を１０００℃まで熱処理して焼成体を得
た。該焼成体の圧縮強度は２８０ｋｇ／ｃｍ² であっ
た。

【００５１】（実施例５）粒度配合したマグネシア粉末
８５部、天然黒鉛１５部、ピッチ類（酸素量：１．５
％、キノリン不融分：１％以下、トルエン不融分：１３
％、マグネシアと１：１で混合後熱処理した際に２００
℃で不融化開始する）５部、及び炭素質粉末（固定炭
素：９０％、１トン／ｃｍ² の成形圧力で棒状に成形し
た成形体を１０００℃まで焼成した時の体積収縮率が３
０％）を室温下混合後、モールドプレスで成形して成形
体を得た。該成形体を３００℃で熱処理して硬化品を得
た。該硬化品の圧縮強度は３６０ｋｇ／ｃｍ² であっ
た。又該硬化品を１０００℃まで熱処理して焼成体を得
た。該焼成体の圧縮強度は２９０ｋｇ／ｃｍ² であっ
た。

【００５２】（実施例６）粒度配合したマグネシア粉末
８５部、天然黒鉛１５部、ピッチ類（芳香族性指数：
０．９２、キノリン不融分：１％以下、トルエン不融
分：１４％、マグネシアと１：１で混合後熱処理した際
に３００℃で完全に不融化する）５部、及び炭素質粉末
（固定炭素：９０％、１トン／ｃｍ² の成形圧力で棒状
に成形した成形体を１０００℃まで焼成した時の該成形
体の曲げ強度が９００ｋｇ／ｃｍ² ）を室温下混合後、
モールドプレスで成形して成形体を得た。該成形体を３
００℃で熱処理して硬化品を得た。該硬化品の圧縮強度
は３７０ｋｇ／ｃｍ² であった。又該硬化品を１０００
℃まで熱処理して焼成体を得た。該焼成体の圧縮強度は
３００ｋｇ／ｃｍ² であった。

【００５３】（実施例７）粒度配合したマグネシア粉末
８５部、天然黒鉛１５部、ピッチ類（芳香族性指数：
０．９２、キノリン不融分：１％以下、トルエン不融
分：１４％、マグネシアと１：１で混合後熱処理した際
に３００℃で完全に不融化する）５部、及び炭素質粉末
（固定炭素：８５％、炭化珪素３０部と混合後１トン／
ｃｍ ² の成形圧力で棒状に成形した成形体を１０００℃
まで焼成した時の該成形体の曲げ強度が９００ｋｇ／ｃ
ｍ² ）を室温下混合後、モールドプレスで成形して成形
体を得た。該成形体を３００℃で熱処理して硬化品を得
た。該硬化品の圧縮強度は３６０ｋｇ／ｃｍ² であっ
た。又該硬化品を１０００℃まで熱処理して焼成体を得
た。該焼成体の圧縮強度は３０５ｋｇ／ｃｍ² であっ
た。

【００５４】（比較例１）粒度配合したマグネシア粉末
８５部、天然黒鉛１５部、レゾール系フェノール樹脂５
部を室温下混合後、モールドプレスで成形して成形体を
得た。該成形体を２５０℃で熱処理して硬化品を得た。
該硬化品の圧縮強度は５６０ｋｇ／ｃｍ² であった。又
該硬化品を１０００℃まで熱処理して焼成体を得た。該
焼成体の圧縮強度は１８０ｋｇ／ｃｍ² であった。

【００５５】（実施例８）平均粒度が２０μｍのピッチ
類（軟化点：１１０℃、キノリン不溶分：１％以下、ト
ルエン不溶分：１４％、マグネシアと１：２で混合後熱
処理した際に２００℃で不溶化開始する）４５部と水４
５部、ポリエチレングリコール１０部、ポリビニルアル
コール５部、界面活性材０．６部を混合してバインダー
を得た。粒度配合したマグネシア粉末８５部、天然黒鉛
１５部、及び該バインダー５部を室温下混合後、モール
ドプレスで成形して成形体を得た。該成形体を３００℃
で熱処理して硬化後、１０００℃まで熱処理して焼成体
を得た。該焼成体の嵩密度は２．６８、圧縮強度は２１
５ｋｇ／ｃｍ² であった。

【００５６】（実施例９）平均粒度が２０μｍのピッチ
類（軟化点：１１０℃、キノリン不溶分：１％以下、ト
ルエン不溶分：１４％、マグネシアと１：２で混合後熱
処理した際に２００℃で不溶化開始する）４５部、コー
ルタールピッチを熱処理して得た生コークス（固定炭
素：８２％、平均粒度：１９μ、単味のギーセラー流動
度：２０００ＤＤＰＭ、流動開始温度：３３０℃）５部
と水４５部、ポリエチレングリコール１０部、ポリビニ
ルアルコール５部、界面活性材０．６部を混合してバイ
ンダーを得た。粒度配合したマグネシア粉末８５部、天
然黒鉛１５部、及び該バインダー５部を室温下混合後、
モールドプレスで成形して成形体を得た。該成形体を３
００℃で熱処理して硬化後、１０００℃まで熱処理して
焼成体を得た。該焼成体の嵩密度は２．７６、圧縮強度
は２８５ｋｇ／ｃｍ² であった。

【００５７】（実施例１０）平均粒度が１７μｍのピッ
チ類（平均粒度：１７μｍ、酸素量：１．５％、キノリ
ン不融分：１％以下、トルエン不融分：１３％、マグネ
シアと１：１で混合後熱処理した際に２００℃で不融化
開始する）４５部と水４５部、ポリエチレングリコール
１０部、ポリビニルアルコール５部、界面活性材０．６
部を混合してバインダーを得た。粒度配合したマグネシ
ア粉末８５部、天然黒鉛１５部、及び該バインダー５部
を室温下混合後、モールドプレスで成形して成形体を得
た。該成形体を３００℃で熱処理して硬化後、１０００
℃まで熱処理して焼成体を得た。該焼成体の嵩密度は
２．７０、圧縮強度は２２０ｋｇ／ｃｍ² であった。

【００５８】（実施例１１）平均粒度が１７μｍのピッ
チ類（平均粒度：１７μｍ、酸素量：１．５％、キノリ
ン不融分：１％以下、トルエン不融分：１３％、マグネ
シアと１：１で混合後熱処理した際に２００℃で不融化
開始する）４５部、コールタールピッチを熱処理して得
た生コークス（固定炭素：８７％、平均粒度：１９μ
ｍ、単味の１トン／ｃｍ² の成形圧力で成形し、１００
０℃まで焼成して得た成形体の曲げ強度：８００ｋｇ／
ｃｍ² ）５部と水４５部、ポリエチレングリコール１０
部、ポリビニルアルコール５部、界面活性材０．６部を
混合してバインダーを得た。粒度配合したマグネシア粉
末８５部、天然黒鉛１５部、及び該バインダー５部を室
温下混合後、モールドプレスで成形して成形体を得た。
該成形体を３００℃で熱処理して硬化後、１０００℃ま
で熱処理して焼成体を得た。該焼成体の嵩密度は２．７
６、圧縮強度は２９５ｋｇ／ｃｍ² であった。

【００５９】（実施例１２）平均粒度が２μｍのピッチ
類（芳香族性指数：０．９２、キノリン不融分：１％以
下、トルエン不融分：１４％、マグネシアと１：１で混
合後熱処理した際に２５０℃で不融化する）４５部、コ
ールタールピッチを熱処理して得た生コークス（固定炭
素：８８％、平均粒度：１６μｍ、該生コークスと炭化
珪素を７０／３０で混合後、１トン／ｃｍ² の成形圧力
で成形し、１０００℃まで焼成して得た成形体の曲げ強
度：９００ｋｇ／ｃｍ² ）５部と水２２．５部、ポリエ
チレングリコール２２．５部を混合してバインダーを得
た。粒度配合したマグネシア粉末８５部、天然黒鉛１５
部、及び該バインダー５部を室温下混合後、モールドプ
レスで成形して成形体を得た。該成形体を３００℃で熱
処理して硬化後、１０００℃まで熱処理して焼成体を得
た。該焼成体の嵩密度は２．７７、圧縮強度は３００ｋ
ｇ／ｃｍ² であった。

【００６０】

【発明の効果】本発明のバインダーによれば、特性の優
れた定型炭素質耐火物を得ることができる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軟化点が３００℃以下、トルエン不溶分
   が３０％以下、キノリン不溶分が１０％以下であり、か
   つ定型炭素質耐火物の製造に使用される無機化合物を混
   合し、熱処理した際に１５０℃〜３５０℃の温度域で高
   分子化するピッチ類からなることを特徴とする定型炭素
   質耐火物用バインダー。
2. 【請求項２】 請求項１記載のピッチ類、水並びにアル
   コール類からなることを特徴とする定型炭素質耐火物用
   バインダー。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のバインダーにお
   いて、下記〜の少なくとも一つの特性を示す炭素質
   粉末を配合してなることを特徴とする定型炭素質耐火物
   用バインダー。 固定炭素が５０％以上であり、かつ単味でギーセラ
   ー流動度を測定したときの流動開始温度が２００〜５０
   ０℃である炭素質粉末。 固定炭素が５０％以上であり、かつボタン指数が１
   以上である炭素質粉末。 固定炭素が５０％以上であり、かつロガ指数が３０
   以上である炭素質粉末。 固定炭素が５０％以上であり、かつ１トン／ｃｍ²
   の成形圧力で棒状に成形した成形体を１０００℃まで焼
   成した時の体積収縮率が３％以上である炭素質粉末。 固定炭素が５０％以上であり、かつ１トン／ｃｍ²
   の成形圧力で棒状に成形した成形体を１０００℃まで焼
   成した時の該成形体の曲げ強度が２００ｋｇ／ｃｍ² 以
   上となる炭素質粉末。
4. 【請求項４】 無機物系骨材および／または炭素質骨材
   を使用して定型炭素質耐火物を製造するに際して、請求
   項１〜３のいずれかに記載の定型炭素質耐火物用バイン
   ダーを使用することを特徴とする定型炭素質耐火物の製
   造方法。