JPH0925172A - 耐火物用バインダー - Google Patents
耐火物用バインダーInfo
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- JPH0925172A JPH0925172A JP7201594A JP20159495A JPH0925172A JP H0925172 A JPH0925172 A JP H0925172A JP 7201594 A JP7201594 A JP 7201594A JP 20159495 A JP20159495 A JP 20159495A JP H0925172 A JPH0925172 A JP H0925172A
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Abstract
強度、耐食性および耐スポーリング性を耐火物に付与し
うるバインダーを開発すること。 【構成】フェノール樹脂、ケトン化合物及びピッチ類を
含有してなる組成物を耐火用バインダーとして使用する
こと。
Description
関する。更に詳しくは鉄鋼用として高炉や転炉などの溶
炉、溶銑や溶鋼輸送設備、溶銑予備処理炉、還元溶解
炉、連続鋳造設備などに使用される不定形耐火物例えば
出銑口充填材、目地材、焼き付き材や吹き付け材等の熱
間補修材など、及び定形耐火物例えばスライディングノ
ズル、スライディングゲート、炉底レンガ、炉壁レンガ
などの不焼成耐火物、焼成耐火物のバインダー、また非
鉄用としてアルミニュウム、銅などの溶解炉、ルツボ、
取べ、浸漬管などの不定形耐火物及び定形耐火物用バイ
ンダーに関する。
物用バインダーとしては、タール、ピッチやフェノール
樹脂が広く使用されている。
で得られるカーボンが結合剤として作用し、残存するカ
ーボンはソフトカーボン(易黒鉛化カーボン)であるた
め、溶銑及び溶融スラグに濡れがたく、耐食性に優れ、
又熱衝撃による耐スポーリング性にも効果がある。
00°Cの揮発成分を含有する熱可塑性化合物であるた
め、100〜500°Cの低温温度域の強度発現がえら
れず、800°C以上の焼成後の熱間強度も小さい欠点
がある。例えば、出銑口充填材ではマッドガン開放後の
強度が十分でなく(早期焼結性が得られない)、発煙、
生吹きなどの問題を多発しやすく、熱間補修材では10
0〜500°Cで鉄皮又はレンガ面への接着強度が低
く、補修効果が小さい。また、不焼成耐火物では圧縮成
型後の素地強度、乾燥強度が小さく、低温での角カケ、
ワレ、熱変形を生じ易い。
としてフェノール樹脂が使用されている。フェノール樹
脂はタール、ピッチと異なり、熱硬化性樹脂であり、1
00〜600°Cの低温温度域の強度発現が得られ、残
存するカーボンはガラス状のハードカーボン(難黒鉛化
カーボン)であり、残留炭素量も高く、800°C以上
の焼成後の熱間強度も高く、溶銑及び溶融スラグに濡れ
がたく耐食性に優れる。また、不焼成耐火物では圧縮成
型後の素地強度、乾燥強度が大きく、角カケ、ワレ、熱
変形を生じず、不焼成化が可能である。しかし、フェノ
ール樹脂はタール、ピッチに比較して著しく高価であ
り、熱衝撃による耐スポーリング性や高温流動性に劣る
ことが指摘されている。
焼結性、熱間強度、耐食性および耐スポーリング性の向
上のため、ピッチ類とフェノール樹脂を併用することが
多用されるようになっている。例えば、フェノール樹脂
に、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコールな
どのエーテル結合を有する液状化合物を添加し変性した
タール、ピッチ類を相溶させたバインダー(特開昭56
−323667公報)や、フェノール樹脂、精製ピッ
チ、高沸点フェノール類の三成分からなる耐火物バイン
ダー(特開昭60−246256公報)が提案されてい
る。
ピッチ類は非極性の化合物であり、一方、フェノール樹
脂は極性の化合物であるため、提案されたいずれの方法
においても、タール、ピッチ類とフェノール樹脂の充分
な相溶性が得られがたく、耐火物に早期焼結性、高温流
動性、満足する優れた熱間強度、耐食性および耐スポー
リング性が得られがたい。このため、ピッチ系のものと
フェノール樹脂系のものとを混合して相溶させることに
よる両者の優れた長所を兼ね備えた耐火物用バインダー
の開発がのぞまれている。
状に鑑み、ピッチ系とフェノール樹脂系の上記用途に使
用されるバインダーの難点を解消するため研究を続けて
来た。この結果、フェノール樹脂、ケトン化合物及びピ
ッチ類から成る組成物が、耐火物用バインダーとして、
耐火原料に配合し、混合・混練することにより、従来の
耐火物の問題点を解消しうることを見出し、本発明を完
成するに至った。
及びピッチ類から成るバインダー、就中フェノール樹脂
とケトン化合物とからなる樹脂溶液にピッチ類を加えて
なるバインダーに係る。
ル、クレゾール、キシレノール、粗製タール酸などのフ
ェノール類とホルムアルデヒドとを反応させてえられる
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、ベンジリックエーテル型熱硬化性
フェノール樹脂が例示できる。特にベンジリックエーテ
ル型熱硬化性フェノール樹脂、またはベンジリックエー
テル型熱硬化性フェノール樹脂とノボラック型熱可塑性
フェノール樹脂の組み合わせからなるフェノール樹脂が
ピッチ類との相溶性に優れるので好ましい。
ル樹脂は、例えばフェノール類1モルとホルムアルデヒ
ド1〜3好ましくは1.2〜2.0モルの条件下で、フ
ェノール類とホルムアルデヒドとを二価金属の酸化物、
水酸化物、酢酸塩、硼酸塩、炭酸塩などの適宜な触媒の
存在下で縮合反応し、130°C程度以下の温度で減圧
脱水してえられる。ベンジリックエーテル型熱硬化性フ
ェノール樹脂は粘稠状ないし半固形状で50°Cの粘度
が3000〜200000cpsであり、その赤外線吸
収スペクトルは1060cm-1にベンジリックエーテル
結合に基づく強い特性吸収を示すものであり、130°
C以下では熱硬化しない樹脂である。
は公知のものが使用され、混練時の混和性、ピッチ類と
の相溶性の点から融点45〜70°Cのものが好まし
い。
公知のものが使用出来る。本発明に用いるケトン化合部
は、分子内にカルボニル基を有する脂肪族ケトン化合物
や環状(芳香族も含む)ケトン化合物で、アセトン、メ
チルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、イソブチ
ルケトン、ジアセトンアルコール、メシチルオキシド、
ホロン、イソホロン、シクロヘキサノン、メチルシクロ
ヘキサノン、アセトフェノン、ジプノン、ショウノウな
どが好ましいものとして例示出来る。この中でも沸点1
50〜350°Cのジアセトンアルコール、メシチルオ
キシド、ホロン、イソホロン、シクロヘキサノン、メチ
ルシクロヘキサノン、アセトフェノン、ジプノン、ショ
ウノウが混練時の安全性、高温安定性、高温流動性、ピ
ッチ類との相溶性の点で好ましく、特にジアセトンアル
コール及び/又はシクロヘキサノンの組み合わせで用い
るのがピッチ類との相溶性の点で特に優れている。 本
発明に於いて、フェノール樹脂とケトン化合物との割合
は特に限定されないが、ピッチ類との相溶性の点でフェ
ノール樹脂とケトン化合物の割合(重量)は90:10
〜20:80、特に80:20〜30:70が好まし
い。ケトン化合物の含有量が10%重量未満ではピッチ
類との相溶性に劣り、耐食性及び耐スポーリング性が低
下する。逆にケトン化合物の含有量が80%重量を越え
ると、早期焼結性や満足する熱間強度、耐食性が低下す
る。
石炭系、木炭系のタールまたはピッチであり、更に詳し
くは公知のコールタール、アスファルト、木タール、軟
ピッチ(軟化点70°C以下のピッチ)中ピッチ(軟化
点70〜85°Cのピッチ)、高ピッチ(軟化点85°
C以上のピッチ)であり、また精製ピッチ(キノリン不
溶分除去ピッチ)、高温処理ピッチ(メソフェイスピッ
チ、アモルファスピッチなど)が例示でき、液状、塊
状、粉末状、粒状で用いることができる。
限定されないが、フェノール樹脂とピッチ類の割合(重
量)は90:5〜10:90、特に90:10〜30:
70が好ましい。ピッチ類の含有量が5%未満では高温
流動性および耐スポーリング性が低下する。ピッチ類の
含有量が90%を超えると早期焼結性、熱間強度が低下
する。
ジルコニヤ、マグネシヤ微粉や黒鉛微粉等を添加するこ
とにより、耐食性、耐熱性や耐スポーリング性を向上さ
せることが出来る。
トン化合物及びピッチ類を含有するものであるが、その
製造方法は特に限定されない。
先ずフェノール樹脂とケトン化合物を混合して溶液とな
し、この溶液にピッチ類を添加する方法、或いはフェノ
ール樹脂にケトン化合物とピッチ類とを同時に添加する
方法を例示出来る。
脂の製造中又は製造後いずれに於いても、ケトン化合
物、又はこれとピッチ類とを添加することも出来る。
整すればよいが、混練設備、混練温度、混練作業などか
ら50〜70000cps/30°Cの粘度が好まし
い。
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。更に、本発明のバイ
ンダーの粘性調整剤として、エチレングリコール、ジエ
チレングリコール、プロピレングリコールなどのグリコ
ールやポリオキシエチレンノニルフェノール、ポリオキ
シエチレンオレイルエーテル、ドデシルベンゼンスルフ
ォン酸ナトリウムなどの界面活性剤を添加して用いるこ
とが出来る。
マグネシア、ジルコン、シャモット、炭化珪素、天然黒
鉛、人造黒鉛、憐状黒鉛、コークス、無煙炭、などの耐
火原料の1種以上の組み合わせで使用出来、さらに必要
に応じて公知のAl、Si、Al−Mgなどの金属粉、
SiC、Si3N4などの炭化物または窒化物、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できる。
は、該バインダーを耐火原料100重量部に1〜25重
量部の割合で添加混合し、従来の方法で製造、製品にす
ることができる。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、不焼成耐
火物では湿潤性のあるハイ土である。
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、焼き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110〜7
00°Cで加熱して使用することが出来る。また、10
00°C以上で加熱する熱間補修材に使用しても効果を
発揮する。
して、耐火物原料に予め、ピッチ類を添加し、フェノー
ル樹脂とケトン化合物とからなる樹脂溶液とを別々に添
加することも包含される。また、本発明のバインダーに
は更に公知の固形状あるいは粉末状のフェノール樹脂を
添加して用いることも出来る。
する。但し部とあるは重量部を示す。
9モルに、酢酸亜鉛0.90重量%(フェノールに対す
る百分率)を加えて加熱して、250分間還流反応させ
た後、減圧下に130℃以下の温度で脱水して、ベンジ
リックエーテル型熱硬化性フェノール樹脂BEP(粘度
20000cps/50℃)を得た。このBEP50
部、ジアセトンアルコール50部及び軟化点75℃のピ
ッチ30部を100℃で加熱溶解し、粘度3300cp
s/30℃のバインダーAを得た。
0部を加えて混練して、転炉炉底の熱間補修材を得た。
該熱間補修材は適度な粘着性、流動性を有し、これを使
用した場合は高温流動性に優れ、硬化時間20分以内と
いう短時間で硬化し、耐食性は良好であった。表1に従
来品の特性と比較して示した。
ール樹脂50部、ジアセトンアルコール20部、シクロ
ヘキサノン30部及び軟化点65℃のピッチ15部を1
00℃で加熱溶解し、粘度1800cps/30℃のバ
インダーBを得た。
0部を加えて混練して、転炉炉底の熱間補修材を得た。
この熱間補修材の特性を表1に示した。
ボラック型熱可塑性フェノール樹脂35部、シクロヘキ
サノン20部、エチレングリコール30部及び軟化点7
5℃のピッチ60部を100℃で加熱溶解し、粘度65
00cps/30℃のバインダーCを得た。
0部を加えて混練して、転炉炉底の熱間補修材を得た。
この熱間補修材の特性を表1に示した。
ボラック型熱可塑性フェノール樹脂15部、シクロヘキ
サノン50部、軟化点75℃のピッチ20部、タール8
0部及びポリオキシエチレンノニルフェノール1部を1
00℃で加熱溶解し、粘度2500cps/30℃のバ
インダーDを得た。
1部を加えて混練して、転炉炉底の熱間補修材を得た。
この熱間補修材の特性を表1に示した。
0℃のノボラック型フェノール樹脂45重量%、ジエチ
レングリコール55重量%を100℃で加熱溶解した粘
度4500cps/30℃のフェノール樹脂溶液であ
る。又従来品2は軟化点75℃のピッチ30部及びター
ル100部からなるものである。
コール30部及び軟化点75℃のピッチ15部を100
℃で加熱溶解し、粘度35000cps/30℃のバイ
ンダーEを得た。
部を加えて加熱混練し、湿潤性のあるハイ土を得た。こ
のハイ土を所定の型枠に投入し、1000kg/cm2
の圧力で成形し、しかるのちに250℃で48時間加熱
処理を施し、スライディングノズルを得た。このスライ
ディングノズルを実機で使用したところ、熱衝撃による
耐スポーリング性にも効果があり、耐食性も良好であっ
た。表2に従来品の特性と比較して示した。
ボラック型熱可塑性フェノール樹脂20部、シクロヘキ
サノン50部及び軟化点65℃のピッチ60部を100
℃で加熱溶解し、粘度2000cps/30℃のバイン
ダーFを得た。
部を加えて混練して、実施例5と同様に成形してスライ
ディングノズルを得た。このスライディングノズルの特
性を表2に示した。
ボラック型熱可塑性フェノール樹脂40部、シクロヘキ
サノン40部、エチレングリコール10部及び軟化点7
5℃のピッチ60部を100℃で加熱溶解し、粘度50
00cps/30℃のバインダーGを得た。
部を加えて混練し、実施例5と同様に成形してスライデ
ィングノズルを得た。このスライディングノズルの特性
を表2に示した。
ボラック型熱可塑性フェノール樹脂15部、ジアセトン
アルコール20部、シクロヘキサノン30部及び軟化点
75℃のピッチ30部を100℃で加熱溶解し、粘度2
800cps/30℃のバインダーHを得た。
部を加えて混練し、実施例5と同様に成形してスライデ
ィングノズルを得た。このスライディングノズルの特性
を表2に示した。
4に比べて、実施例5〜8のスライディングノズルは熱
間曲げ強度、耐スポーリング性及び耐食性が著しく優れ
ていることがわかる。
ール50部に代えてメチルエチルケトンを50部使用
し、その他はすべて実施例1と同様に処理した。この物
性を表3に示す。
コール50部に代えてジプノンを50部使用し、その他
はすべて実施例1と同様に処理した。この物性を表3に
示す。
チ類を含有してなる本発明のバインダーを耐火原料に配
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、溶銑予備処理炉、還元溶解
炉、連続鋳造設備などに使用される不定形耐火物即ち出
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、及び定形耐火物即ちスライディングノズル、ス
ライディングゲート、炉底レンガ、炉壁レンガなどの不
焼成耐火物、焼成耐火物のバインダー、また非鉄用とし
てアルミニュウム、銅などの溶解炉、ルツボ、取べ、浸
漬管などの不定形耐火物などに優れた早期焼結性、高温
流動性、熱間強度、耐食性及び耐スポーリング性を付与
することができる。
Claims (4)
- 【請求項1】フェノール樹脂、ケトン化合物及びピッチ
類を含有してなる耐火物用バインダー。 - 【請求項2】フェノール樹脂はベンジリックエーテル型
熱硬化性フェノール樹脂又はベンジリックエーテル型熱
硬化性フェノール樹脂とノボラック型熱可塑性フェノー
ル樹脂からなる請求項1項に記載の耐火物用バインダ
ー。 - 【請求項3】ケトン化合物は沸点150°C〜350°
Cのケトン化合物である請求項1および2項いずれかに
記載の耐火物用バインダー。 - 【請求項4】フェノール樹脂とケトン化合物の割合(重
量)が、前者:後者=90:10〜20:80であり、
フェノール樹脂とピッチ類との割合(重量)が90:5
〜10:90である請求項1に記載の耐火物用バインダ
ー。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20159495A JP3740543B2 (ja) | 1995-07-13 | 1995-07-13 | 耐火物用バインダー |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20159495A JP3740543B2 (ja) | 1995-07-13 | 1995-07-13 | 耐火物用バインダー |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0925172A true JPH0925172A (ja) | 1997-01-28 |
JP3740543B2 JP3740543B2 (ja) | 2006-02-01 |
Family
ID=16443649
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20159495A Expired - Fee Related JP3740543B2 (ja) | 1995-07-13 | 1995-07-13 | 耐火物用バインダー |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3740543B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6281266B1 (en) | 1998-12-15 | 2001-08-28 | Nippon Crucible Co., Ltd. | Tap hole blocking material for metal melting apparatus |
JP2001335374A (ja) * | 2000-05-25 | 2001-12-04 | Kurosaki Harima Corp | 高炉出銑孔用マッド材 |
JP2010105891A (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Lignyte Co Ltd | 耐火物組成物 |
-
1995
- 1995-07-13 JP JP20159495A patent/JP3740543B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6281266B1 (en) | 1998-12-15 | 2001-08-28 | Nippon Crucible Co., Ltd. | Tap hole blocking material for metal melting apparatus |
JP2001335374A (ja) * | 2000-05-25 | 2001-12-04 | Kurosaki Harima Corp | 高炉出銑孔用マッド材 |
JP2010105891A (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Lignyte Co Ltd | 耐火物組成物 |
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---|---|
JP3740543B2 (ja) | 2006-02-01 |
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