JPH07504641A - 耐火成形材料及び耐火成形品を製造するための方法 - Google Patents

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】 耐火成形材料及び耐火成形品を調心するための方法本発朗は炭素含有耐火セラミ ック成形品及び炭素含有耐火セラミック成形材料を調心するための方法に関する 。

耐火材料及び耐火成形品をタール又はピッチ等の石炭生成物で結合することは以 前から公知である。生成物の温度処理中に結合ピッチマトリックスが形成される 。その際に生成する二次炭素は使用温度における生成物の強度に対して、しかし 同時に浸食性（冶金）スラグに対する好ましい安定性及び浸透防止作用に対して も責任がある。しかし結合ピッチマトリックスの形成は出発結合材中に芳香族化 合物が存在することに左右される。

コールタールの場合、これは発癌性物質とみなされる縮合多環式芳香族化合物で ある。

それ故に、今日ではピッチ又はタールの代わりに合成ＷＨ［Ｉｉｌを結合材とし て利用する方向に益々移行する。これにより、多環式芳香族炭化水翼の開明がな くなる。しかしフェノール樹脂を使用する場合（ドイツ連邦共和国特許出願公開 ｊＪ３２１２６７１号明細書）、そのなかに含まれた単量体・フェノールと温度 処理後の分解生成物が、やはり鍵康に有害な作用の原因とされる。それに加えて 、ドイツ連邦共和国特許第３７２１６４２号明細書がテルペン型又は天然樹脂型 の脂環式炭化水素生成物を、そしてドイツ連邦共和国特許第３９１７９６５号明 細書がさまざまな８Ｂ脂、特にエポキシ値脂を耐火成形材料の結合材として記載 している。炭化水素ｍ脂及びテルペンＦ１２＋脂は石油精製の残留物から、又は コールタールから得られる。これらの結合材はすべて共通の特徴として、熱分解 後にかなりの炭化残留物を有する。ちなみにこの場合にも、炭化のとき強度を促 進する炭素骨格が形成され―しかし合成樹脂から発生した炭素残留物は構造上の 理由から。

ピッチ及びタールから生成した二次炭素よりも耐酸化性が劣る。

ドイツ連邦共和国特許第３２１２６７１号明細書により公知の炭素含有耐火れん がは、塩基性耐火マトリックス材料の他に、何機高分子つまりレゾルシン高分子 を結合材として含をしている。

このようなれんがを温度処理すると、やはり１康に有害な残留物が生成するが、 しかしこれらの残留物は二次炭素骨格を形成するために甘受される。

そこで本発明の課題は有害物質のない純白及び使用を可能とし、その際さしたる 強度損失がなく、又耐浸透性又は浸食性スラグに対する安定性の劣化を甘受する 必要がない、炭素含有耐火セラミック成形材料及び成形品を文名するための方法 を示すことである。

不発メＷの根底にある知識によれば、この目的は非炭化高分子が結合材として使 用されるときにも達成することができる。これは意外なことである。なぜならば 先行技術では十分な生強度と焼戻し後の十分な強度を達成する０とができるのは 結合材を介して適当な炭ｇｇ骨格が形成される場合にのみであると考えられたか らである。

しかし非芳香族ｑ機高分子化合物を結合材として用いることによって、結合材に よる炭素結合が意識的に放棄される。

その有機成分が温度の影響下に残留物なしに取り除かれ、従って先行技術におい て不可欠とみなされたように二次炭素骨格を形成するのにその有機成分が利用さ れない結合材を利用しても、十分な生強度を達成することができることが確認さ れた。

低温（約３００°Ｃ以下）のとき、高分子化合物がツ接着剤ツとして働き、残り の混合物成分つまり耐火マトリックス材料と微粉元素炭素はいわば互いに接着さ れる。更に意外なことに、非芳香族の好ましくは脂肪族高分子化合物の分解後に も、れんがの別の十分な強度が保証されており、微粉元素炭素がこの場合ツ結合 材機能ツを引き受１プることが確認された。

従って本発明はその最も一般的な実施層線において、耐火マトリックス材料と微 粉元素炭素が一緒に非芳香族有機高分子化合物と均質に混合され、引き続き混合 物が成形品へと加工され。

成形品が焼戻しされる炭素含を耐火セラミック成形品をＷ造するための方法に関 する。

つまり高分子化合物は９例えばプレス成形されたれんがの生強度に対して責任が あるのに対して、微粉元素炭素は高い使用温度において結合材機能を引き受ける 。

この微粉元素炭素の他に、比較的粗い粒群（０，５ｉ＋■以下）のその他の炭素 担体を混合することができるが、しかしこれらは専ら冶金学的８１能を有する（ 耐浸透性及び浸食性スラグに対する安定性の向上）。

を機高分子化合物は好ましくは水溶液として添加される。こうして、それは容易 かつ均質に残りの成分と混合することができる。

有利な１実施態様では、微粉元素炭素も好ましくは酸化物耐火マトリックス材料 に添加される前に９次に行う混合時に炭素の均質分布を最適化するために、前記 水溶液中に分散させられる。

微粉炭素成分は１例えばカーボンブラック、黒鉛又はコークスとして添加される 。この炭素成分は微粉であればあるほど一層均質に混合物中に分布することがで き、又高分子結合材の分解後にその結合材機能も高まる。

それ故に、微粉炭素はＩｐｗ＋以下の粒群で添加すべきであろう。

ｔａｌ￥ｉ合物に対してその量的割合は好ましくは０．１〜＋ｏ、ｏｆｆｉＩＴ ｔ％であり、この範囲内で特に微粉炭素（０，０頴園以下）の場合ｌ〜５ｆｆｉ ｆｆｉ％の割合で間に合う。

しかし微粉炭素を（酸化物）耐火物と予備混合し、又はすべての混合物成分を別 々に混合装置に装入することも１問題なく可能である。

非芳香族イ１機高分子化合物はその何機成分が残留物なしに又高温時に１Ｔ害物 質を放出することなく分解することを特徴としている。ソ残留物！Ｊしツ又はツ 炭化残留物なしツとは、成形材料又は成形品の強度に著しく影響する二次炭素骨 格が温度の影響下に形成されないということである。

せいぜい無害な無機残留物が残るだけである。その点に本発明の主要な特徴があ る。ｌ実施態様によれば、炭化残留物（コンラドソン炭素）が最高０．５ｇ量％ である。

＋Ｉ′ｆｆ記Ｎ類の脂肪族化合物とは、炭素原子が環を形成するｌｆＡ素聞素化 状化合物対照的に、その炭素原子が直鎖又は有枝鎖内にあるｆｉ機化合物の総称 である。この脂肪族有機高分子にはポリアルコール、ポリカルボン酸が属し、メ チルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース又はカルボキ シエチルセルロースも属す。

高分子結合材は好ましくは総記合物に対して０．０５〜５．０重量％のｆｆｉ使 用され、一般に０．１〜０・５重ｒｊ１９６の量的割合で間に合う。

好ましくは水溶液として使用される高分子化合物は、−必要なら−９作かな量的 割合（高分子水溶液に対して０．１〜２．０重量％）で分散材に添加することが できる。

耐火マトリックス材料としてさまざまな材料を使用することができる。非酸化物 材料の他に、マグネシア焼結体又は溶融マグネシア又は適当なスピネル等の塩基 性酸化物耐火材料が、特に好ましい。耐火マトリックス材料は通常の粒群、好ま しくは６冒■以下の粒群で使用される。

選択的にリン酸塩１例えばポリリン酸ナトリウム又は金属粉末等の、その他の添 加材も、５ｉ合物に添加することができる。

リン酸塩は特に２００〜１０００℃の温度範囲において付加的に強度向上作用を 有するのに対して、金属粉末を使用すると、使用温度（例えばγｂ金石融容器内 ）において微粉元素炭素との反応によって安定した耐火炭化物が形成される。こ のような金属粉末は例えばケイ素又はアルミニウムからなる。

本発明のその他の特徴は残りの請求の範囲及びその他の出願資料から明らかとな る。

本発明を以下１実施例に基づいて詳しく説明する。

炭素含有マグネシアれんがを純白するために、耐火酸化物マトリックス材料とし て粒群６ｔｓ以下のマグネシア焼結体が使用される。

微粉炭素としてカーボンブラックが、それもしかも粒径Ｉｐｍ以下のものが使用 される。カーボンブラックは水溶液中に分散され、該水１８Ｗｌはカーボンブラ ック４０３！！ｆｆｉ％の他になお脂肪族有機高分子化合物としてポリアクリレ ート６！！量％と水５４１１ｍ％を含有している。

引き続き焼結マグネシア９０重量部が片状黒鉛５ＩＥＩ量部及び水溶液５ｆｆｌ ｆｆｉ部と均質に混合される（ａ混合物に対してポリアクリレート０・３重量％ の割合に応じて）。この混合物は均質化後にれんがへとプレス成形され、約２５ ０６で焼戻される。

焼戻しに至るまで、ポリアクリレートは結合材機能を引き受けて、れんがの生強 度を確保する。焼戻しの間、ポリアクリレートは少なくとも部分的に焼成され、 れんがの別の強度は微粉カーボンブラック粒子を介して決定的に確保される。

（使用）温度が高くなると、なお残存することのある高分子結合材も分解し、そ れもしかも二次炭素を形成することなく分解する。

こうして製造されたれんがは有害物質がなく、使用時にタール又はピッチ結合れ んが又は樹脂結合れんがのそれに匹敵する好ましい特性を育する。

補正書の写しく翻訳文）提出書 （特許法第１８４条の８） 平成６年８月１６日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １耐火マトリックス材料と微粉元素炭素が一緒に非芳香族有機高分子化合物と均 質に混合され，引き■き混合物が成形品へと加工され，その稜に成形品が焼戻し される，炭素含有耐火セラミック成形品を製造するための方法。 ２耐火マトリックス材料が微粉元素炭素と一緒に非芳香族高分子化合物と均質に 混合される，炭素含有耐火セラミツク成形材料を製造するための方法。 ３非芳香族高分子化合物として，炭化残留物（コンラドソン炭素）０．５重量％ 以下の高分子化合物が使用される，請求項１又は２に記載の方法。 ４非芳香族有機高分子化合物として脂肪族高分子化合物が添加される，請求項１ ないし３の１つに記載の方法。 ５非芳香族有機高分子化合物が水溶液（懸濁液）として添加される，請求項１な いし４の１つに記載の方法。 ６非芳香族有機高分子化合物が非水溶液（懸濁液）として添加される，請求項１ ないし４の１つに記載の方法。 ７微粉元素炭素がガーポンプラツク，黒鉛又はコークスとして添加される，請求 項１ないし６の１つに記載の方法。 ８粒径０．０μｍ以下の微粉元素炭素が添加される，請求項１ないし７の１つに 記載の方法。 ９微粉元素炭素が■混合物に対して０．１〜１０．０重量％の量添加される，請 求項１ないし８の１つに記載の方法。 １０微粉元素炭素が■混合物に対して１．０〜５．０重量％の量添加される，請 求項９に記載の方法。 １１微粉元素炭素の他に，比較的粗い粒群の別の炭素含有成分が温合物に添加さ れる，請求項１ないし１０の１つに記載の方法。 １２比較的粗い炭素含有成分が■混合物に対して３０．０重量％の■炭素含量に 至るまでの量添加される，請求項１１に記載の方法。 １３非芳香族有機高分子化合物と微粉元素炭素が予備混合された水性又は非水性 分散体として添加される，請求項１ないし１２の１つに記載の方法。 １４耐火マトリックス材料として酸化物材料が添加される，請求項１ないし１３ の１つに記載の方法。 １５耐火マトリツクス材料としてマグネシア焼緒体，溶融マグネシア又はアルミ ン酸マグネシアスピネルが使用される，請求項１ないし１４の１つに記載の方法 。 １６粒群６ｍｍ以下の耐火マトリックス材料が使用される，請求項１ないし１５ の１つに記載の方法。 １７非芳香族有機高分子化合物がポリアクリレート，ポリカルボン酸，ポリビニ ル，ポリビニル酸，ポリアルコール，メチルセルロース，エチルセルロース，カ ルボキシメチルセルロース及び／又はカルボキシエチルセルロースとして添加さ れる，請求項１ないし１６の１つに記載の方法。 １８非芳香族有機高分子化合物■混合物に対して０．０５〜５．０重量％の量添 加される，請求項１ないし１７の１つに記載の方法。 １９非芳香族有機高分子化合物が■混合物に対して０．１〜０．５量量％の重添 加される，請求項１８に記載の方法。 ２０高分子溶液に対して０．１〜２．０重量％の重の分散材が高分子溶液に添加 される，請求項５ないし１９の１つに記載の方法。 ２１１３０〜３００℃の温度範囲で焼戻しが実施される，請求項１又は３ないし １７の１つに記載の方法。 ２２成形材料がその場で加工され，加工後に焼戻されて焼成される，請求項２な いし２１の１つに記載の方法。