JPH08169766A - 耐火物用原料、耐火物用バインダー及び耐火物の製造方法 - Google Patents
耐火物用原料、耐火物用バインダー及び耐火物の製造方法Info
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- JPH08169766A JPH08169766A JP6333919A JP33391994A JPH08169766A JP H08169766 A JPH08169766 A JP H08169766A JP 6333919 A JP6333919 A JP 6333919A JP 33391994 A JP33391994 A JP 33391994A JP H08169766 A JPH08169766 A JP H08169766A
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- alcoholate
- metal
- phenol resin
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、耐火物をを製造するに際し、耐酸化
性、熱間強度を向上させ得る耐火物用原料、耐火物用バ
インダー及び耐火物の製造方法を提供する。 【構成】金属アルコラートの加水分解物で被覆された耐
火物用原料、金属アルコラートとフェノール樹脂とを混
合したバインダーを用いること、又そのバインダーを耐
火物用原料に添加した後、混合・混練して耐火物を製造
することにより、耐酸化性、熱間強度に優れる耐火物を
得る。更に、そのバインダーを定形耐火物に含浸処理す
ることによっても、耐酸化性や熱間強度を向上させるこ
とができる。
性、熱間強度を向上させ得る耐火物用原料、耐火物用バ
インダー及び耐火物の製造方法を提供する。 【構成】金属アルコラートの加水分解物で被覆された耐
火物用原料、金属アルコラートとフェノール樹脂とを混
合したバインダーを用いること、又そのバインダーを耐
火物用原料に添加した後、混合・混練して耐火物を製造
することにより、耐酸化性、熱間強度に優れる耐火物を
得る。更に、そのバインダーを定形耐火物に含浸処理す
ることによっても、耐酸化性や熱間強度を向上させるこ
とができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は耐火物用バインダー、耐
火物原料及びその製造法に関する。
火物原料及びその製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】鉄鋼用として高炉や転炉などの溶炉及び
溶銑、溶鋼輸送設備に、出銑口充填材、目地材、焼付き
材や吹き付け材の熱間補修材などの不定形耐火物や定形
耐火物、又非鉄用としてアルミニウム、銅などの溶解
炉、ルツボ、取べ、浸漬管などが使用されており、これ
らの耐火物はアルミナ−カーボン系、アルミナ−炭化珪
素−カーボン系、マグネシア−カーボン系、炭化珪素−
カーボン系、炭化珪素−窒化珪素系などの各種カーボン
含有耐火原料に、バインダーとしてタール又はフェノー
ル樹脂が配合され、混合、混練され、必要に応じて所定
形状に成形され、不定形耐火物や定形耐火物として広く
利用されている。
溶銑、溶鋼輸送設備に、出銑口充填材、目地材、焼付き
材や吹き付け材の熱間補修材などの不定形耐火物や定形
耐火物、又非鉄用としてアルミニウム、銅などの溶解
炉、ルツボ、取べ、浸漬管などが使用されており、これ
らの耐火物はアルミナ−カーボン系、アルミナ−炭化珪
素−カーボン系、マグネシア−カーボン系、炭化珪素−
カーボン系、炭化珪素−窒化珪素系などの各種カーボン
含有耐火原料に、バインダーとしてタール又はフェノー
ル樹脂が配合され、混合、混練され、必要に応じて所定
形状に成形され、不定形耐火物や定形耐火物として広く
利用されている。
【０００３】しかし、カーボン含有耐火物の欠点はカー
ボンを原料として用いるため、 酸化されやすく、 耐火骨材同志の焼結が難しく、 高い熱間強度が得難く、 気孔率を低下し難い 点である。
ボンを原料として用いるため、 酸化されやすく、 耐火骨材同志の焼結が難しく、 高い熱間強度が得難く、 気孔率を低下し難い 点である。
【０００４】このために、近年、これらの耐火物の耐酸
化性や熱間強度の向上のため、Ａｌ、Ａｌ−Ｍｇ合金、
などの金属粉を添加する方法（特公昭６０−２２６９号
公報、特開昭５７−１６６３６２号公報）や焼結材とし
てのアルミナ、マグネシア、ジルコニアなどの粉末を添
加する方法が知られている。
化性や熱間強度の向上のため、Ａｌ、Ａｌ−Ｍｇ合金、
などの金属粉を添加する方法（特公昭６０−２２６９号
公報、特開昭５７−１６６３６２号公報）や焼結材とし
てのアルミナ、マグネシア、ジルコニアなどの粉末を添
加する方法が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、金属粉を添加
する場合、金属粉と有機バインダーの比重差が大きく、
耐火物中に均質に分散させるのに困難であり、又、取扱
い上危険性も大きい。特に、金属を均質化させるために
は、より細かくして分散させることが必要であるが、金
属は一般的に延性材料で粉砕が困難であり、しかも微粉
化に際して金属の酸化が発生しやすくなるため、安定し
た満足な耐酸化性や熱間強度が達成されない。
する場合、金属粉と有機バインダーの比重差が大きく、
耐火物中に均質に分散させるのに困難であり、又、取扱
い上危険性も大きい。特に、金属を均質化させるために
は、より細かくして分散させることが必要であるが、金
属は一般的に延性材料で粉砕が困難であり、しかも微粉
化に際して金属の酸化が発生しやすくなるため、安定し
た満足な耐酸化性や熱間強度が達成されない。
【０００６】又、焼結粉末を添加する場合についても、
上記金属粉と同様に均一分散に問題があり、安定した耐
酸化性や熱間強度が得難い欠点がある。更に、既存の焼
結粉末はあくまでアルミナ、マグネシア、ジルコニア等
の既存の鉱物原料がベースになっており、これより優れ
た理想的な焼結を得るには限界があった。
上記金属粉と同様に均一分散に問題があり、安定した耐
酸化性や熱間強度が得難い欠点がある。更に、既存の焼
結粉末はあくまでアルミナ、マグネシア、ジルコニア等
の既存の鉱物原料がベースになっており、これより優れ
た理想的な焼結を得るには限界があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、斯かる現
状に鑑み、鉄鋼用として高炉や転炉などの窯炉及び溶
銑、溶鋼輸送設備に、出銑口充填材、目地材、焼付き材
や吹き付け材の熱間補修材などの不定形耐火物や定形耐
火物、又非鉄用としてアルミニウム、銅などの溶解炉、
ルツボ、取べ、浸漬管などの耐火物に関し、耐酸化性や
熱間強度に優れる耐火物を開発すべく研究を重ねてき
た。この結果、耐酸化性や熱間強度に優れる耐火物を得
るには、金属アルコラートの加水分解物で被覆された耐
火物用原料を使用することで解決可能である。金属アル
コラートとしては、更に、硼素アルコラートの加水分解
物、又は硼素アルコラートとそれ以外の金属アルコラー
トとの混合物の加水分解物で被覆された耐火物原料を用
いることも大きな効果を発揮する。耐火物用のバインダ
ーとしては、金属アルコラートとフェノール樹脂とを混
合して使用することにより、耐火物の耐酸化性や熱間強
度を向上させることができる。フェノール樹脂と混合す
る金属アルコラートとして、硼素アルコラート、又は硼
素アルコラートとそれ以外の金属アルコラートの混合物
を用いることも効果発現に極めて有効である。耐火物を
製造するに際して、上記のバインダーを耐火物用原料に
配合した後、良く混合・混練することが効果を発揮させ
る上で有効であり、好ましくは１００℃以下で混合・混
練することにより、一層効果を発揮し得る。一方、定形
耐火物に存在する気孔、空隙などに対して上記の液状バ
インダーを含浸することにより、耐酸化性や熱間強度を
向上させることが可能である。以上のような手段によ
り、従来の耐火物の問題点を解消し得る事を見いだし、
本発明を完成するに至った。
状に鑑み、鉄鋼用として高炉や転炉などの窯炉及び溶
銑、溶鋼輸送設備に、出銑口充填材、目地材、焼付き材
や吹き付け材の熱間補修材などの不定形耐火物や定形耐
火物、又非鉄用としてアルミニウム、銅などの溶解炉、
ルツボ、取べ、浸漬管などの耐火物に関し、耐酸化性や
熱間強度に優れる耐火物を開発すべく研究を重ねてき
た。この結果、耐酸化性や熱間強度に優れる耐火物を得
るには、金属アルコラートの加水分解物で被覆された耐
火物用原料を使用することで解決可能である。金属アル
コラートとしては、更に、硼素アルコラートの加水分解
物、又は硼素アルコラートとそれ以外の金属アルコラー
トとの混合物の加水分解物で被覆された耐火物原料を用
いることも大きな効果を発揮する。耐火物用のバインダ
ーとしては、金属アルコラートとフェノール樹脂とを混
合して使用することにより、耐火物の耐酸化性や熱間強
度を向上させることができる。フェノール樹脂と混合す
る金属アルコラートとして、硼素アルコラート、又は硼
素アルコラートとそれ以外の金属アルコラートの混合物
を用いることも効果発現に極めて有効である。耐火物を
製造するに際して、上記のバインダーを耐火物用原料に
配合した後、良く混合・混練することが効果を発揮させ
る上で有効であり、好ましくは１００℃以下で混合・混
練することにより、一層効果を発揮し得る。一方、定形
耐火物に存在する気孔、空隙などに対して上記の液状バ
インダーを含浸することにより、耐酸化性や熱間強度を
向上させることが可能である。以上のような手段によ
り、従来の耐火物の問題点を解消し得る事を見いだし、
本発明を完成するに至った。
【０００８】
【作用】本発明は金属アルコラートとフェノール樹脂と
を混合してなる組成物を新規な耐火物用の就中カーボン
系耐火物用のバインダーとして使用することを主な目的
としている。即ち、金属アルコラートは液体であり、フ
ェノール樹脂との相溶性に優れており、安定な均一な溶
液であるため、バインダー中に含有されている金属を耐
火物中に均一に分散することが出来る。特に、金属アル
コラートはアルミナ、マグネシア、ジルコニア、炭化珪
素、黒鉛などの耐火原料とのヌレ性が良好で、アルミ
ナ、マグネシア、ジルコニア、炭化珪素、黒鉛などの耐
火原料表面に、フェノール樹脂と金属アルコラートの蒸
気圧差を利用して選択的な吸着（蒸着）により金属アル
コラートを優先的に被覆し、ついで加水分解により金属
アルコラートの加水分解物を生成することが出来る。
を混合してなる組成物を新規な耐火物用の就中カーボン
系耐火物用のバインダーとして使用することを主な目的
としている。即ち、金属アルコラートは液体であり、フ
ェノール樹脂との相溶性に優れており、安定な均一な溶
液であるため、バインダー中に含有されている金属を耐
火物中に均一に分散することが出来る。特に、金属アル
コラートはアルミナ、マグネシア、ジルコニア、炭化珪
素、黒鉛などの耐火原料とのヌレ性が良好で、アルミ
ナ、マグネシア、ジルコニア、炭化珪素、黒鉛などの耐
火原料表面に、フェノール樹脂と金属アルコラートの蒸
気圧差を利用して選択的な吸着（蒸着）により金属アル
コラートを優先的に被覆し、ついで加水分解により金属
アルコラートの加水分解物を生成することが出来る。
【０００９】生成した金属アルコラートの加水分解物は
アルミナ、マグネシア、ジルコニアなどの耐火原料の場
合は焼結材として作用する。又金属アルコラートが液状
であるため、２種以上の金属アルコラートの組合せによ
り既存のアルミナ、マグネシア、ジルコニアなどの焼結
剤では得られない全く新しい複合金属酸化物をも容易に
耐火原料の表面に被覆することが出来、焼結を向上させ
ることが可能である。
アルミナ、マグネシア、ジルコニアなどの耐火原料の場
合は焼結材として作用する。又金属アルコラートが液状
であるため、２種以上の金属アルコラートの組合せによ
り既存のアルミナ、マグネシア、ジルコニアなどの焼結
剤では得られない全く新しい複合金属酸化物をも容易に
耐火原料の表面に被覆することが出来、焼結を向上させ
ることが可能である。
【００１０】更に炭化珪素、黒鉛、コークスなどのカー
ボン原料の場合は、カーボン原料を被覆した金属アルコ
ラートの加水分解物によりカーボンの酸化防止を向上さ
せうる。その結果、従来の製造法による耐火物の問題点
を解消出来、熱間強度や耐酸化性においても充分な特性
を発揮し、過酷な条件での耐用性が著しく向上する。
ボン原料の場合は、カーボン原料を被覆した金属アルコ
ラートの加水分解物によりカーボンの酸化防止を向上さ
せうる。その結果、従来の製造法による耐火物の問題点
を解消出来、熱間強度や耐酸化性においても充分な特性
を発揮し、過酷な条件での耐用性が著しく向上する。
【００１１】又、フェノール樹脂を混ぜた金属アルコラ
ート中の金属はフェノール樹脂から生成する炭素と結合
して強固な炭化物を生成して熱間強度を向上させる。そ
して、酸化雰囲気中の場合は優先的に金属酸化物を生成
してバインダーの酸化防止に寄与する。特に、炭化過程
の炭素は酸化に弱いので効果は極めて大きい。以下本発
明を更に詳しく説明する。なお、各配合物の割合で示す
％は全て重量割合である。
ート中の金属はフェノール樹脂から生成する炭素と結合
して強固な炭化物を生成して熱間強度を向上させる。そ
して、酸化雰囲気中の場合は優先的に金属酸化物を生成
してバインダーの酸化防止に寄与する。特に、炭化過程
の炭素は酸化に弱いので効果は極めて大きい。以下本発
明を更に詳しく説明する。なお、各配合物の割合で示す
％は全て重量割合である。
【００１２】本発明に於いて使用するバインダーは、フ
ェノール樹脂と金属アルコラートとを混合したものであ
る。この際フェノール樹脂の溶剤を共存せしめることが
出来る。この溶剤を共存せしめる場合には、予めフェノ
ール樹脂と溶剤とを混合してフェノール樹脂溶液として
も良く、またフェノール樹脂と金属アルコラートとを混
合後、溶剤を加えても良い。
ェノール樹脂と金属アルコラートとを混合したものであ
る。この際フェノール樹脂の溶剤を共存せしめることが
出来る。この溶剤を共存せしめる場合には、予めフェノ
ール樹脂と溶剤とを混合してフェノール樹脂溶液として
も良く、またフェノール樹脂と金属アルコラートとを混
合後、溶剤を加えても良い。
【００１３】本発明に用いるフェノール樹脂又はその溶
液は公知のフェノール、クレゾールなどのフェノール類
とホルムアルデヒドとを反応させて得られる公知のフェ
ノール樹脂又はその溶液である。
液は公知のフェノール、クレゾールなどのフェノール類
とホルムアルデヒドとを反応させて得られる公知のフェ
ノール樹脂又はその溶液である。
【００１４】フェノール樹脂溶液の溶媒はメタノール、
エタノール、イソプロピルアルコール、フルフリールア
ルコールなどのアルコール、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、ポリエチ
レングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレ
ングリコール、グリセリンなどのグリコール、エチレン
グリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコール
モノエチルエーテルなどのグリコールエーテルを用いる
ことが出来る。溶媒の沸点、蒸発速度からエチレングリ
コール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコー
ル、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、
ポリプロピレングリコール、グリセリン、エチレングリ
コールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ
エチルエーテルなどの１種又は２種以上の組合せのグリ
コール類が好ましい。
エタノール、イソプロピルアルコール、フルフリールア
ルコールなどのアルコール、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、ポリエチ
レングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレ
ングリコール、グリセリンなどのグリコール、エチレン
グリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコール
モノエチルエーテルなどのグリコールエーテルを用いる
ことが出来る。溶媒の沸点、蒸発速度からエチレングリ
コール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコー
ル、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、
ポリプロピレングリコール、グリセリン、エチレングリ
コールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ
エチルエーテルなどの１種又は２種以上の組合せのグリ
コール類が好ましい。
【００１５】フェノール樹脂はノボラック型熱可塑性フ
ェノール樹脂、レゾール型熱硬化性フェノール樹脂であ
り、耐火原料との混練物の貯蔵安定性の点からノボラッ
ク型熱可塑性フェノール樹脂が好ましい。
ェノール樹脂、レゾール型熱硬化性フェノール樹脂であ
り、耐火原料との混練物の貯蔵安定性の点からノボラッ
ク型熱可塑性フェノール樹脂が好ましい。
【００１６】本発明に用いる金属アルコラートは、Ｍ
（ＯＲ）ｎで表される。ここで、Ｍ（ＯＲ）ｎのＭとし
ては２〜４価の金属が使用され、好ましい金属としては
Ｓｉ、Ａｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｂ、Ｃｒ、Ｍｇ、Ｃａなどを
例示出来る。尚、ｎは２〜４の整数である。又、Ｒは炭
素数１〜１０、好ましくは１〜４のアルキル基である。
アルキル基としてはメチル、エチル、プロピル、ｉｓｏ
−プロピル、ｎ−ブチル、ｔｅｒ−ブチルなどを例示出
来る。
（ＯＲ）ｎで表される。ここで、Ｍ（ＯＲ）ｎのＭとし
ては２〜４価の金属が使用され、好ましい金属としては
Ｓｉ、Ａｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｂ、Ｃｒ、Ｍｇ、Ｃａなどを
例示出来る。尚、ｎは２〜４の整数である。又、Ｒは炭
素数１〜１０、好ましくは１〜４のアルキル基である。
アルキル基としてはメチル、エチル、プロピル、ｉｓｏ
−プロピル、ｎ−ブチル、ｔｅｒ−ブチルなどを例示出
来る。
【００１７】これらの金属アルコラートは単体又は混合
で使用出来る。特に、金属アルコラートが硼素アルコラ
ート又は硼素アルコラートと金属アルコラート（但し硼
素アルコラートを除く）との混合物である場合に熱間強
度や耐酸化性において特に優れる。これら硼素を含む金
属アルコラートを調製する方法としては、特に限定され
ないが、各成分を室温で所定の割合で配合し、アルコー
ル及びグリコール類などの溶媒を添加して製造する方法
が例示出来る。
で使用出来る。特に、金属アルコラートが硼素アルコラ
ート又は硼素アルコラートと金属アルコラート（但し硼
素アルコラートを除く）との混合物である場合に熱間強
度や耐酸化性において特に優れる。これら硼素を含む金
属アルコラートを調製する方法としては、特に限定され
ないが、各成分を室温で所定の割合で配合し、アルコー
ル及びグリコール類などの溶媒を添加して製造する方法
が例示出来る。
【００１８】金属アルコラートの添加量は特に限定され
るものではないが、フェノール樹脂１００％に対して、
金属アルコラートの金属含有量が０．０５〜７．０％が
熱間強度や耐酸化性の向上の点で好ましい。金属含有量
が０．０５％未満では耐酸化性が得られず、金属含有量
が７．０％を超えても熱間強度や耐酸化性が著しく向上
せず、コスト高となる。
るものではないが、フェノール樹脂１００％に対して、
金属アルコラートの金属含有量が０．０５〜７．０％が
熱間強度や耐酸化性の向上の点で好ましい。金属含有量
が０．０５％未満では耐酸化性が得られず、金属含有量
が７．０％を超えても熱間強度や耐酸化性が著しく向上
せず、コスト高となる。
【００１９】本発明に於いてフェノール樹脂溶液中のフ
ェノール樹脂量と溶媒量の割合はバインダーの残留炭素
量及び熱間強度の点から５０〜８０％：５０〜２０％が
好ましい。
ェノール樹脂量と溶媒量の割合はバインダーの残留炭素
量及び熱間強度の点から５０〜８０％：５０〜２０％が
好ましい。
【００２０】バインダーの粘性は使用用途により適宜調
整すれば良いが、混練設備、混練温度、混練作業性など
から５０〜６００００ｃｐｓ／３０℃の粘度が好まし
い。又、本発明のバインダーに必要に応じてヘキサメチ
レンテトラミン（ヘキサミン）等を硬化剤として添加し
て用いることが出来る。
整すれば良いが、混練設備、混練温度、混練作業性など
から５０〜６００００ｃｐｓ／３０℃の粘度が好まし
い。又、本発明のバインダーに必要に応じてヘキサメチ
レンテトラミン（ヘキサミン）等を硬化剤として添加し
て用いることが出来る。
【００２１】本発明で使用されるカーボンの具体的な種
類は、天然黒鉛、人造黒鉛、燐状黒鉛、ピッチ、コーク
ス、無煙炭、カーボンブラックなどである。本発明で使
用されるカーボン以外の耐火原料はアルミナ、マグネシ
ア、ジルコン、シャモット、及び炭化珪素などの耐火原
料の１種以上の組合せで使用出来、更に必要に応じて公
知のＡｌ、Ｓｉ、Ａｌ−Ｍｇなどの金属粉、ＳｉＣ、Ｓ
ｉ3Ｎ4などの炭化物又は窒化物、金属ファイバー、セラ
ミックファイバー、カーボンファイバーなどのファイバ
ー類を添加することが出来る。
類は、天然黒鉛、人造黒鉛、燐状黒鉛、ピッチ、コーク
ス、無煙炭、カーボンブラックなどである。本発明で使
用されるカーボン以外の耐火原料はアルミナ、マグネシ
ア、ジルコン、シャモット、及び炭化珪素などの耐火原
料の１種以上の組合せで使用出来、更に必要に応じて公
知のＡｌ、Ｓｉ、Ａｌ−Ｍｇなどの金属粉、ＳｉＣ、Ｓ
ｉ3Ｎ4などの炭化物又は窒化物、金属ファイバー、セラ
ミックファイバー、カーボンファイバーなどのファイバ
ー類を添加することが出来る。
【００２２】本発明のバインダーを用いる場合、このバ
インダーを耐火原料１００％に１〜２５％の割合で添加
混合する。混合は１００℃以下で混合・混練するのが好
ましく、７０℃程度以下で混合・混練するのが、フェノ
ール樹脂又はその溶液と金属アルコラートの蒸発開始温
度の差を利用し、金属アルコラートが耐火原料表面へ優
先的に蒸着し被覆されやすいため、特に好ましい。この
混練物は不定形耐火物ではスラリー状、ペースト状、パ
テ状、マッド状であり、不定形耐火物では湿潤性のある
粉末状原料の集合体、通常ハイ土と称せられるものであ
る。
インダーを耐火原料１００％に１〜２５％の割合で添加
混合する。混合は１００℃以下で混合・混練するのが好
ましく、７０℃程度以下で混合・混練するのが、フェノ
ール樹脂又はその溶液と金属アルコラートの蒸発開始温
度の差を利用し、金属アルコラートが耐火原料表面へ優
先的に蒸着し被覆されやすいため、特に好ましい。この
混練物は不定形耐火物ではスラリー状、ペースト状、パ
テ状、マッド状であり、不定形耐火物では湿潤性のある
粉末状原料の集合体、通常ハイ土と称せられるものであ
る。
【００２３】不定形耐火物ではこの混練物を高炉や転炉
などの溶炉及び溶銑、溶鋼輸送設備に、出銑口充填材、
目地材、焼付き材や吹き付け材の熱間補修材などの不定
形耐火物として使用することが出来、更に、不焼成耐火
物ではこの混練物を耐火物の用途、製造設備などにあわ
せてフレクションプレス、オイルプレス、ラバープレス
などを用いて成型し、必要に応じて例えば１１０〜７０
０℃で加熱して使用することが出来る。又、樹脂系バイ
ンダーを用い１０００℃以上で加熱する耐火物に使用し
ても効果を発揮する。更に、結合剤としてのみならず、
定形耐火物の気孔を小さくするためや強度向上のために
用いられる含浸用樹脂に適用することも出来る。含浸方
法としては、液状の含浸材料を用い、塗布、吹き付け、
浸漬などがある。浸漬する場合でも、常圧で行う方法、
被含浸物を減圧下で脱気後浸漬する方法、浸漬後周りか
ら加圧する方法など種々の方法がある。
などの溶炉及び溶銑、溶鋼輸送設備に、出銑口充填材、
目地材、焼付き材や吹き付け材の熱間補修材などの不定
形耐火物として使用することが出来、更に、不焼成耐火
物ではこの混練物を耐火物の用途、製造設備などにあわ
せてフレクションプレス、オイルプレス、ラバープレス
などを用いて成型し、必要に応じて例えば１１０〜７０
０℃で加熱して使用することが出来る。又、樹脂系バイ
ンダーを用い１０００℃以上で加熱する耐火物に使用し
ても効果を発揮する。更に、結合剤としてのみならず、
定形耐火物の気孔を小さくするためや強度向上のために
用いられる含浸用樹脂に適用することも出来る。含浸方
法としては、液状の含浸材料を用い、塗布、吹き付け、
浸漬などがある。浸漬する場合でも、常圧で行う方法、
被含浸物を減圧下で脱気後浸漬する方法、浸漬後周りか
ら加圧する方法など種々の方法がある。
【００２４】又、本発明は、耐火物の混合・混練に際し
て、耐火物原料に、予め金属アルコラートを添加し、フ
ェノール樹脂又はその溶液を別々に添加することも包含
される。
て、耐火物原料に、予め金属アルコラートを添加し、フ
ェノール樹脂又はその溶液を別々に添加することも包含
される。
【００２５】
【実施例】以下に実施例を示して本発明を具体的に説明
する。
する。
【００２６】
【実施例１】トリメトキシ硼素（ＴＭＢ）、トリブトキ
シジルコニウム（ＴＢＺ）、トリエトキシ珪素（ＴＥ
Ｓ）を、それぞれ室温で混合して表１に示す金属アルコ
ラートＡ〜Ｅを得た。融点５８℃のノボラック型フェノ
ール樹脂６１％、エチレングリコール３９％を１００℃
で加熱溶解し、粘度２３０００ｃｐｓ／３０℃のフェノ
ール樹脂溶液を得た。このノボラック型フェノール樹脂
溶液に、フェノール樹脂に対して金属量が１．０％とな
るように表１に示す金属アルコラートＡ〜Ｅを添加し
て、それぞれノボラック型フェノール樹脂溶液Ａ〜Ｅを
得た。尚、表１の［Ｂ］は金属アルコラートに含まれる
硼素のモル数、［Ｍ］は金属アルコラートに含まれる硼
素以外の金属のモル数である。
シジルコニウム（ＴＢＺ）、トリエトキシ珪素（ＴＥ
Ｓ）を、それぞれ室温で混合して表１に示す金属アルコ
ラートＡ〜Ｅを得た。融点５８℃のノボラック型フェノ
ール樹脂６１％、エチレングリコール３９％を１００℃
で加熱溶解し、粘度２３０００ｃｐｓ／３０℃のフェノ
ール樹脂溶液を得た。このノボラック型フェノール樹脂
溶液に、フェノール樹脂に対して金属量が１．０％とな
るように表１に示す金属アルコラートＡ〜Ｅを添加し
て、それぞれノボラック型フェノール樹脂溶液Ａ〜Ｅを
得た。尚、表１の［Ｂ］は金属アルコラートに含まれる
硼素のモル数、［Ｍ］は金属アルコラートに含まれる硼
素以外の金属のモル数である。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【表２】
【００２９】これらのバインダーを用いて表２に示す耐
火原料と６０℃で６０分混練し可塑性のある出銑口充填
材を得た。従来品１のバインダーは、融点７５℃のノボ
ラック型フェノール樹脂６０％、エチレングリコール３
０％ジエチレングリコール１０％を１００℃で加熱溶解
し、粘度４１０００ｃｐｓ／３０℃のフェノール樹脂溶
液である。従来品２のバインダーは従来品１のバインダ
ーと金属化合物を有する有機金属化合物としてジイソプ
ロポキシ（アセチルアセトナート）チタン（ＴＡＡ）と
の組合せである。
火原料と６０℃で６０分混練し可塑性のある出銑口充填
材を得た。従来品１のバインダーは、融点７５℃のノボ
ラック型フェノール樹脂６０％、エチレングリコール３
０％ジエチレングリコール１０％を１００℃で加熱溶解
し、粘度４１０００ｃｐｓ／３０℃のフェノール樹脂溶
液である。従来品２のバインダーは従来品１のバインダ
ーと金属化合物を有する有機金属化合物としてジイソプ
ロポキシ（アセチルアセトナート）チタン（ＴＡＡ）と
の組合せである。
【００３０】又本発明品の出銑口充填材を使用した場合
には、マッドガンの充填性も優れ、５分以内で硬化しマ
ッドガン内の焼付きもなく出銑時間が比較例の出銑口充
填材に比較して大幅に改善された。
には、マッドガンの充填性も優れ、５分以内で硬化しマ
ッドガン内の焼付きもなく出銑時間が比較例の出銑口充
填材に比較して大幅に改善された。
【００３１】
【実施例２】融点７０℃のノボラック型フェノール樹脂
６０％、エチレングリコール１０％、ジエチレングリコ
ール３０％を１１０℃で加熱溶解し、粘度が４８０００
ｃｐｓ／３０℃のノボラック型フェノール樹脂溶液を得
た。このノボラック型フェノール樹脂溶液に、フェノー
ル樹脂に対して金属量が０．５％となるように表１に示
す金属アルコラートＡ〜Ｅを添加してそれぞれノボラッ
ク型フェノール樹脂溶液Ｆ〜Ｊを得た。
６０％、エチレングリコール１０％、ジエチレングリコ
ール３０％を１１０℃で加熱溶解し、粘度が４８０００
ｃｐｓ／３０℃のノボラック型フェノール樹脂溶液を得
た。このノボラック型フェノール樹脂溶液に、フェノー
ル樹脂に対して金属量が０．５％となるように表１に示
す金属アルコラートＡ〜Ｅを添加してそれぞれノボラッ
ク型フェノール樹脂溶液Ｆ〜Ｊを得た。
【００３２】これらのバインダーを用いて表３に示す耐
火原料と室温で４０分混練し湿潤性のあるハイ土を得
た。このハイ土をフリクションプレスで、１５０×１５
０×１０００mm形状に成型後、２５０℃で４８時間加熱
処理して不焼成耐火物を得た。このものの特性を従来品
とともに表３に示した。従来品３のバインダーは融点６
８℃のノボラック型フェノール樹脂６０％、エチレング
リコール４０％を１１０℃で加熱溶解し、粘度が２５０
００ｃｐｓ／３０℃のノボラック型フェノール樹脂溶液
である。従来のバインダーを使用した従来品３に比べ
て、本発明品６〜１０の不焼成耐火物は熱間曲げ強度及
び耐酸化性が著しく優れていることがわかる。
火原料と室温で４０分混練し湿潤性のあるハイ土を得
た。このハイ土をフリクションプレスで、１５０×１５
０×１０００mm形状に成型後、２５０℃で４８時間加熱
処理して不焼成耐火物を得た。このものの特性を従来品
とともに表３に示した。従来品３のバインダーは融点６
８℃のノボラック型フェノール樹脂６０％、エチレング
リコール４０％を１１０℃で加熱溶解し、粘度が２５０
００ｃｐｓ／３０℃のノボラック型フェノール樹脂溶液
である。従来のバインダーを使用した従来品３に比べ
て、本発明品６〜１０の不焼成耐火物は熱間曲げ強度及
び耐酸化性が著しく優れていることがわかる。
【００３３】
【表３】
【００３４】
【実施例３】融点５８℃のノボラック型フェノール樹脂
５０％、エチレングリコール５０％を１１０℃で加熱溶
解し、粘度が１０００ｃｐｓ／３０℃のノボラック型フ
ェノール樹脂溶液を得た。このノボラック型フェノール
樹脂溶液に、フェノール樹脂に対して金属量が１．０％
となるように表１に示す金属アルコラートＡ〜Ｅを添加
して、それぞれノボラック型フェノール樹脂溶液Ｋ〜Ｏ
を得、含浸用バインダーとする。
５０％、エチレングリコール５０％を１１０℃で加熱溶
解し、粘度が１０００ｃｐｓ／３０℃のノボラック型フ
ェノール樹脂溶液を得た。このノボラック型フェノール
樹脂溶液に、フェノール樹脂に対して金属量が１．０％
となるように表１に示す金属アルコラートＡ〜Ｅを添加
して、それぞれノボラック型フェノール樹脂溶液Ｋ〜Ｏ
を得、含浸用バインダーとする。
【００３５】表３に示す従来品３の不焼成耐火物を含浸
槽に投入後、４０mmHgに減圧し、その後含浸槽中に含浸
用バインダーを浸漬して、表４に示す樹脂含浸不焼成耐
火物を得た。従来品４の含浸用バインダーはノボラック
型フェノール樹脂溶液である。
槽に投入後、４０mmHgに減圧し、その後含浸槽中に含浸
用バインダーを浸漬して、表４に示す樹脂含浸不焼成耐
火物を得た。従来品４の含浸用バインダーはノボラック
型フェノール樹脂溶液である。
【００３６】従来の含浸バインダーを使用した従来品４
に比べて、本発明品１１〜１５の樹脂含浸不焼成耐火物
は大幅に熱間曲げ強度及び耐酸化性が向上することがわ
かる。
に比べて、本発明品１１〜１５の樹脂含浸不焼成耐火物
は大幅に熱間曲げ強度及び耐酸化性が向上することがわ
かる。
【００３７】熱間曲げ強度及び酸化寸法の試験方法は次
の方法によった。供試体は不焼成耐火物の場合は１５０
×１５０×１０００mmのものから、所定の寸法をきりだ
したものを、又、不定形耐火物の場合は所定の寸法に成
形したものを用いた。
の方法によった。供試体は不焼成耐火物の場合は１５０
×１５０×１０００mmのものから、所定の寸法をきりだ
したものを、又、不定形耐火物の場合は所定の寸法に成
形したものを用いた。
【００３８】熱間曲げ強度：４０×４０×１６０mmの供
試体を窒素気流中電気炉６００℃及び１５００℃下で曲
げ強度を測定した。
試体を窒素気流中電気炉６００℃及び１５００℃下で曲
げ強度を測定した。
【００３９】酸化寸法：５０×５０×５０mmの供試体を
空気中電気炉１５００℃×５時間加熱後その脱炭層の厚
みを測定した。
空気中電気炉１５００℃×５時間加熱後その脱炭層の厚
みを測定した。
【００４０】
【表４】
【００４１】
【発明の効果】上述のように、本発明は新規な金属アル
コラートとフェノール樹脂又はその溶液を混合してなる
組成物をバインダーとして、カーボン含有耐火原料に配
合することにより、鉄鋼用として高炉や転炉などの溶炉
及び溶銑、溶鋼輸送設備に、出銑口充填材、目地材、焼
付き材や吹き付け材の熱間補修材などの不定形耐火物や
定形耐火物、又非鉄用としてアルミニウム、銅などの溶
解炉、ルツボ、取べ、浸漬管などに優れた熱間曲げ強
度、耐酸化性及び溶湯耐食性を付与出来、その他膨張収
縮性や容積安定性にも優れたものとなる。従ってその産
業上の利用効果は極めて大きい。
コラートとフェノール樹脂又はその溶液を混合してなる
組成物をバインダーとして、カーボン含有耐火原料に配
合することにより、鉄鋼用として高炉や転炉などの溶炉
及び溶銑、溶鋼輸送設備に、出銑口充填材、目地材、焼
付き材や吹き付け材の熱間補修材などの不定形耐火物や
定形耐火物、又非鉄用としてアルミニウム、銅などの溶
解炉、ルツボ、取べ、浸漬管などに優れた熱間曲げ強
度、耐酸化性及び溶湯耐食性を付与出来、その他膨張収
縮性や容積安定性にも優れたものとなる。従ってその産
業上の利用効果は極めて大きい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０４Ｂ 35/66 Ｘ (72)発明者 落合 常巳 高槻市東上牧２−３−６ (72)発明者 中村 洋 大阪府大阪市阿倍野区美章園２丁目９−４
Claims (7)
- 【請求項１】金属アルコラートの加水分解物で被覆され
た耐火物用原料。 - 【請求項２】金属アルコラートが、硼素アルコラート、
又は硼素アルコラートと金属アルコラート（但し硼素ア
ルコラートを除く）との混合物である請求項１記載の耐
火物用原料。 - 【請求項３】金属アルコラートとフェノール樹脂とを混
合してなる耐火物用バインダー。 - 【請求項４】金属アルコラートが、硼素アルコラート、
又は硼素アルコラートと金属アルコラート（但し硼素ア
ルコラートを除く）との混合物である請求項３記載の耐
火物用バインダー。 - 【請求項５】請求項３又は４のバインダーを、耐火物用
原料に配合し、混合・混練することを特徴とする耐火物
の製造方法。 - 【請求項６】１００℃以下で混合・混練することを特徴
とする請求項５記載の耐火物の製造方法。 - 【請求項７】請求項３又は４記載のバインダーを定形耐
火物に含浸させることを特徴とする耐火物の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6333919A JPH08169766A (ja) | 1994-12-15 | 1994-12-15 | 耐火物用原料、耐火物用バインダー及び耐火物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6333919A JPH08169766A (ja) | 1994-12-15 | 1994-12-15 | 耐火物用原料、耐火物用バインダー及び耐火物の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08169766A true JPH08169766A (ja) | 1996-07-02 |
Family
ID=18271440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6333919A Pending JPH08169766A (ja) | 1994-12-15 | 1994-12-15 | 耐火物用原料、耐火物用バインダー及び耐火物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08169766A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004352586A (ja) * | 2003-05-30 | 2004-12-16 | Dainippon Ink & Chem Inc | 定型耐火物用組成物及び定型耐火物 |
| WO2007026498A1 (ja) * | 2005-08-29 | 2007-03-08 | Shinagawa Refractories Co., Ltd. | 溶融金属出湯口用閉塞材 |
| JP2009249256A (ja) * | 2008-04-09 | 2009-10-29 | Dic Corp | 定型耐火物用組成物及び定型耐火物 |
| JP2011500493A (ja) * | 2007-10-17 | 2011-01-06 | テーウー・ベルクアカデミエ・フライベルク | ガラス製造に適した多孔質耐火性材料およびその製造方法並びにその使用 |
| KR101223845B1 (ko) * | 2009-12-29 | 2013-01-17 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 탄소계 내화물용 결합재 조성물, 탄소계 내화물 조성물, 탄소계 내화물 및 그 제조방법 |
-
1994
- 1994-12-15 JP JP6333919A patent/JPH08169766A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004352586A (ja) * | 2003-05-30 | 2004-12-16 | Dainippon Ink & Chem Inc | 定型耐火物用組成物及び定型耐火物 |
| JP4706166B2 (ja) * | 2003-05-30 | 2011-06-22 | Ｄｉｃ株式会社 | 定型耐火物用組成物及び定型耐火物 |
| WO2007026498A1 (ja) * | 2005-08-29 | 2007-03-08 | Shinagawa Refractories Co., Ltd. | 溶融金属出湯口用閉塞材 |
| JP2011500493A (ja) * | 2007-10-17 | 2011-01-06 | テーウー・ベルクアカデミエ・フライベルク | ガラス製造に適した多孔質耐火性材料およびその製造方法並びにその使用 |
| JP2009249256A (ja) * | 2008-04-09 | 2009-10-29 | Dic Corp | 定型耐火物用組成物及び定型耐火物 |
| KR101223845B1 (ko) * | 2009-12-29 | 2013-01-17 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 탄소계 내화물용 결합재 조성물, 탄소계 내화물 조성물, 탄소계 내화물 및 그 제조방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040908 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050712 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060110 |