JPH10152367A - 炭素含有耐火物製造用組成物 - Google Patents

炭素含有耐火物製造用組成物

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JPH10152367A
JPH10152367A JP8304505A JP30450596A JPH10152367A JP H10152367 A JPH10152367 A JP H10152367A JP 8304505 A JP8304505 A JP 8304505A JP 30450596 A JP30450596 A JP 30450596A JP H10152367 A JPH10152367 A JP H10152367A
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JP
Japan
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carbon
composition
refractory
carbon black
producing
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JP8304505A
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English (en)
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Tadashi Hashiguchi
正 橋口
Michihiro Ikeda
道弘 池田
Masaru Tobinaga
勝 飛永
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 炭素粉の配合時にハンドリング性及び分散性
にすぐれた炭素含有耐火物を得る。 【解決手段】 耐火性酸化物及び炭素材を含有してなる
炭素含有耐火物製造用組成物において、炭素材として下
記のカーボンブラック加圧成型体を粉化した炭素粉を用
いてなる炭素含有耐火物製造用組成物。密度ρ(g/c
c)が、 ρ=8.190×10-3D−3.824×10-3L+
0.516 以上、 ρ=3.265×10-3D−3.334×10-3L+
1.173 以下 (ただしカーボンブラックの電子顕微鏡による算術平均
粒子径をD(nm)、DBP吸油量をL(ml/100
g)とする)で表されるカーボンブラック加圧成型体。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、炭素含有耐火物製
造用組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】炭素材料を含む耐火物は、炭素の有する
特徴を発揮させるため、耐火性酸化物骨材に配合して、
スラグの浸透防止、高熱伝導化、低膨張化による耐熱衝
撃抵抗性の向上等を目的として、耐侵食性の低下傾向を
きたすにもかかわらず広く用いられている。そして、炭
素材料としては、黒鉛、コークス、カーボンブラック、
ピッチ粉、電極くず等が適宜選択されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】例えば、炭素材料とし
てカーボンブラックを使用する場合、カーボンブラック
は、通常、製造直後の嵩密度が0.1g/cc程度とい
うきわめて小さい値を示し、使用時に発塵し使用環境を
悪化させる等の難点がある。そこで、ビーズ品と呼ばれ
る造粒品が用いられており、嵩密度が0.3〜0.5g
/ccと未処理のカーボンブラックに比し、大きい数値
を示す。しかしながら、計量時における粉塵発生の抑制
や輸送時の粉化防止効果は十分とはいえず、造粒によっ
て、均一な混合に負荷がかかる傾向にあり、特に配合量
が少ない場合に著しい。そこで本発明者は、上記の課題
を解決するため、種々の検討を行い、本発明に到達し
た。
【0004】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の要旨
は、耐火性酸化物及び炭素材を含有してなる炭素含有耐
火物用組成物において、炭素材として、下記のカーボン
ブラック加圧成型体を粉化した炭素粉を用いてなる炭素
含有耐火物製造用組成物にある。密度ρ(g/cc)
が、 ρ=8.190×10-3D−3.824×10-3L+
0.516 以上、 ρ=3.265×10-3D−3.334×10-3L+
1.173 以下 (ただしカーボンブラックの電子顕微鏡による算術平均
粒子径をD(nm)、DBP吸油量をL(ml/100
g)とする)で表されるカーボンブラック加圧成型体。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
まず、本発明における耐火性酸化物としては、アルミ
ナ、シリカ、マグネシア、ジルコニア、チタニア等が挙
げられ、目的に応じ適宜その種類、配合量が選択され
る。もちろん、これらを二種以上併用することもでき
る。また、耐火性酸化物以外に、目的に応じ、炭化物、
金属、その他の耐火物用の配合成分を常法にしたがって
添加しうる。さらに、本発明組成物を成形して、定形耐
火物とする際には、常法により、フェノール樹脂、コー
ルタール及びピッチ類等のバインダーが添加される。本
発明において、これらの耐火性酸化物とともに用いられ
る炭素材は、下記のカーボンブラック加圧成型体を粉化
した炭素粉である。
【0006】すなわち、成型体の密度ρ(g/cc)が ρ=8.190×10-3D−3.824×10-3L+
0.516 以上、 ρ=3.265×10-3D−3.334×10-3L+
1.173 以下 で表されるカーボンブラック加圧成型体である。より好
ましくは ρ=8.686×10-3D−4.031×10-3L+
0.543 以上、 ρ=3.123×10-3D−3.189×10-3L+
1.122 以下 更により好ましい範囲としては、 ρ=8.686×10-3D−4.031×10-3L+
0.543 以上、 ρ=3.123×10-3D−3.189×10-3L+
1.072 以下、がよい。 上記の各式において、D(nm)はカーボンブラックの
電子顕微鏡により算術平均粒子径、L(ml/100
g)はDBP吸油量である。ここで、DBP吸油量は、
JIS K6221−1982に準拠した方法で測定し
た値である。
【0007】また、カーボンブラックの上記粒子径は、
以下に示す方法による測定値である。カーボンブラック
をクロロホルムに投入し200KHzの超音波を20分
間照射し分散させた後、分散試料を支持膜に固定する。
これを透過型電子顕微鏡で写真撮影し、写真上の直径と
写真の拡大倍率により粒子径を計算する。この操作を約
1500回にわたって実施し、それらの値の算術平均に
より求める。なお、本発明のカーボンブラック成型体
は、粉化率が40%以下、より好ましくは20%以下と
したものが特に好ましい。粉化率としては、以下の測定
方法で求めることができる。
【0008】カーボンブラック加圧成型体を25±1g
(W)まで精秤し、JIS K−6221に準拠した直
径200mm、目開き1mmの篩に入れる。この篩に受
皿と蓋とを取付け、JIS K−6221に準拠した震
盪機で20秒間打撃を与えながら震盪する。震盪機から
受皿を取り外し、受皿中のカーボンブラックの重量を
0.01gまで精秤し、これを震盪後の重量(WR )と
し、次式によって粉化率を算出する。 粉化率(%)=(WR /W)×100 粉化率を40%以下とすることにより、輸送中に成型体
に加わる振動や摩擦等の外力による粉化を防止でき、ハ
ンドリング性が特に優れたものとなる。また、加圧成型
に供される粉状又は顆粒状カーボンブラックの嵩密度と
カーボンブラック成型体の密度との比(以下、「嵩密度
比」ともいう。)が2.5〜8倍、より好ましくは3〜
7倍とするのが良い。この嵩密度比が2.5よりも低い
場合、成型体のハンドリング性が低下する傾向にある。
一方、嵩密度比が8を超えると、分散性が低下する傾向
にある。
【0009】このような加圧成型体を得るためのカーボ
ンブラックとしては、特に制限されず、ファーネスブラ
ック、アセチレンブラック等のいかなる製法によるもの
も使用しうる。また、これら各種のカーボンブラックを
各種の酸化剤等で後処理したものを使用することもでき
る。これら各種のカーボンブラックの粉末状、顆粒状の
ものを特に制限なく使用することができる。この場合の
顆粒状のものとしては、通常の湿式造粒、乾式造粒で得
られる造粒物の他ローラーコンパクタ等を用いて得られ
るフレーク状カーボンブラックでもよい。
【0010】成型に際して、使用する型としては、成型
時の印加圧力に耐えうる強度を有していれば如何なる材
質の型でもよい。例えば金属製の型としてはSUS30
4、SUS316等のステンレス製金型、炭素鋼金型、
タングステンカーバイド等の超鋼等が使用できる。又、
樹脂製型としては、ポリ四フッ化エチレン(PTF
E)、ポリ三フッ化塩化エチレン(PCTFE)、ポリ
四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン(FEP)等の
フッ素系樹脂製型、ナイロン、ポリエチレン、ポリカー
ボネイト、フェノール樹脂等のプラスチック類、更に複
合材料としてCFRP、GFRP等のFRP、セラミッ
クス製型としては、アルミナ、ジルコニア、ムライト等
が使用できる。成型に用いる型を、摺動可能なものとす
ることにより、加圧成型を容易に行うことができる。
【0011】型の大きさは制限されないが、実用的には
1cc以上、好ましくは100cc以上のものが挙げら
れる。1cc未満ではカーボンブラックの輸送が煩雑と
なるためである。また、必要に応じて、大型の成型体を
作製し、これを適当な大きさに切断し、その集合体とし
て輸送・使用してもよい。得られるカーボンブラック成
型体の体積が1cc以上、好ましくは100cc以上と
するのが、取扱いやすく好適である。加圧に使用するプ
レス機としては、油圧機械式プレス機、油圧ハンドプレ
ス機、機械式プレス機、エアーシリンダー式プレス機
等、加圧成型できるものであれば如何なるプレス成型機
でもよい。
【0012】型の形状も特に制限されず、所望の成型体
の形状にしたがって、三角形あるいはその他の多角形の
断面を有する柱状体、特に立方体あるいは直方体の成型
体とすることができ、取り扱いの点からも好適である。
カーボンブラックを上述の型に入れ、加圧することによ
り成型する。加圧成型時の圧力(成型圧力)は、2〜5
00kgf/cm2 、好ましくは5〜400kgf/c
2 とするのがよい。成型圧力が2kgf/cm2 を下
回ると、粉化率が増加する傾向にある。一方、成型圧力
が500kgf/cm2 よりも高い場合、通常使用され
る分散機では、分散性が十分でないことがある。
【0013】加圧成型体の粉化は、前記耐火性酸化物、
その他の配合成分とともに、加圧成型体を配合して、混
合する際に行うのが好ましい。この場合、成型に使用し
た型から取り出したままの大きさで使用しても、混合機
の投入口の大きさ以下とするために直径0.1mm〜1
cm程度に解砕したものを混合機に投入してもよい。こ
の解砕方法も特に限定されないが、例えば、カッティン
グミル、ロータリークラッシャー、剪断ロールミル等の
剪断粉砕型粉砕機を使用すれば、粉砕時に粒子の密度が
圧密されることがないので、好適である。
【0014】本発明において他の成分及び配合比は常法
によることができる。炭素粉の配合比はたとえば、耐火
性酸化物100重量部に対して、5〜30重量部程度が
好適である。5重量部未満では耐熱衝撃性及び耐スラグ
浸透性に劣り、30重量部を超えると耐酸化性(耐食
性)が低下する。前記の配合、混合に際しては、通常、
粉体の混合に用いられているヘンシェルミキサー等を選
択することができる。得られた組成物は、炭素含有耐火
物の製造に供され、定形/不定形、焼成/非焼成耐火物
のいずれにも常法により適用しうる。成型時に添加され
るバインダーは、上記組成物100重量部に対し3〜5
%程度が一般的である。
【0015】本発明の炭素質耐火物製造用組成物は、炭
素粉の配合時にハンドリングしやすく、作業環境等の汚
染が少ない。さらに、分散性に優れているので、特に炭
素粉の使用量が比較的少ない場合にも、耐火性酸化物粒
子等同士の接触を防止し均一に被覆することができ、耐
熱衝撃抵抗性を損なうことなく耐侵食性等をバランスよ
く向上しうるものである。
【0016】
【実施例】以下、実施例により、本発明を更に詳細に説
明する。 実施例1 37ton4本柱単動油圧プレス(ラム直径152.4
mm、王子機械工業株式会社製)及びSUS304製金
型(内法70mm×70mm、高さ40mm、三菱化成
エンジニアリング株式会社製)を用いて、下記の特性を
有する「三菱カーボンブラック#30」を加圧成型し
た。成型圧力は18.0kgf/cm2 であった。 粒子径 30nm DBP 113ml/100g 嵩密度 0.105g/cc
【0017】得られたカーボンブラック加圧成型体(密
度0.580g/cc)20重量部を下記の炭素含有耐
火物用組成物に添加してヘンシェルミキサーで混合して
目的とする組成物を得た。 電融マグネシア 80重量部 金属アルミニウム 2重量部 作業時のハンドリング性、作業環境の良好さは、従来の
ビーズ品と比べても格段に向上しており、混合効率もき
わめて良好であった。この配合組成物にフェノール樹脂
3重量部を添加して常法により成型し、1000℃にて
焼成し、炭素質耐火物を得た。この耐火物は耐衝撃性と
耐食性のバランスが良好であった。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 耐火性酸化物及び炭素材を含有してなる
    炭素含有耐火物製造用組成物において、炭素材として、
    下記のカーボンブラック加圧成型体を粉化した炭素粉を
    用いてなる炭素含有耐火物製造用組成物。密度ρ(g/
    cc)が、 ρ=8.190×10-3D−3.824×10-3L+
    0.516 以上、 ρ=3.265×10-3D−3.334×10-3L+
    1.173 以下 (ただしカーボンブラックの電子顕微鏡による算術平均
    粒子径をD(nm)、DBP吸油量をL(ml/100
    g)とする)で表されるカーボンブラック加圧成型体。
  2. 【請求項2】 加圧成型体がカーボンブラックを2〜5
    00kgf/cm2で加圧成型されてなる請求項1記載
    の炭素含有耐火物製造用組成物。
JP8304505A 1996-11-15 1996-11-15 炭素含有耐火物製造用組成物 Withdrawn JPH10152367A (ja)

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Effective date: 20040324