JPH1095679A - 高導電性カーボンコーティングセラミック補修材 - Google Patents

高導電性カーボンコーティングセラミック補修材

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JPH1095679A
JPH1095679A JP8279848A JP27984896A JPH1095679A JP H1095679 A JPH1095679 A JP H1095679A JP 8279848 A JP8279848 A JP 8279848A JP 27984896 A JP27984896 A JP 27984896A JP H1095679 A JPH1095679 A JP H1095679A
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    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/66Monolithic refractories or refractory mortars, including those whether or not containing clay
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Abstract

(57)【要約】 製鋼用直流式電気炉の,炉底電極用耐火物の補修材に要
求される条件は導電性が高く,耐高温性と耐浸食性も優
れていることであるが,現在,以上の条件をすべて満た
す補修材はない。その理由は,導電性を高めるために
は,炭素分をセラミック系耐火物原料に固着させなけれ
ばならないが,その技術は確立されていない。本発明者
は耐火物原料に炭素分を固着させる画期的な補修材を考
案し,製鋼用直流式電気炉のみでなく,交流式電気炉や
製鋼用転炉,さらには製鋼用取り鍋耐火物の補修に使用
し,優れた成果をあげた。 【構成】マグネシア原料あるいはドロマイト原料に,天
然りん状黒鉛または人造黒鉛粉を混和し,さらに熱硬化
性フェノール樹脂を加えた後,球状に造粒する。この球
状粒子の表面に熱硬化性フェノール樹脂を用いて,りん
状黒鉛を被覆固着することによって,球状粒子の内部と
外部に炭素分が均一に付加された,導電性と共に耐高温
性と耐浸食性に優れた補修材。

Description

【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】ICPによる,セクシヨンC
化学・冶金,サブセクシヨン化学,クラス04
【産業上の利用分野】
【0001】本発明は製鋼炉用カーボンコーテイングセ
ラミック系耐火物補修材に関するものである。更に詳し
くは,本発明は製鋼工場の直流式電気炉の炉底電極用耐
火物の補修を主とし,加えて交流式電気炉の耐火物の補
修,さらには製鋼用転炉ならびに製鋼用取り鍋の補修に
用いる耐高温および耐高浸食性カーボンコーテイングセ
ラミック系耐火物補修材に関するもので,粉粒体の補修
材の内部と表面におのおの炭素系材料を含有固着させて
いるため,高い強導電性を有し,特に直流式電気炉の炉
底電極用耐火物の補修材として優れた効果を発揮する。
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
【0002】製鋼工場の転炉,交流あるいは直流電気炉
による製鉄原料の溶解と製鋼工程において使用される耐
火物は,一般に天然および合成のマグネシア原料を主原
料として,りん状黒鉛とフェノール樹脂とを調合して加
圧成形したマグネシア・黒鉛系複合耐火れんが,あるい
はドロマイトを主原料としたドロマイト・黒鉛系複合耐
火れんがが使われている。マグネシア・黒鉛系複合耐火
れんがはマグネシア原料に,りん状黒鉛を10〜30%
を調合し,さらにフェノール樹脂2〜3%を加えて混練
した杯土を,成型用の型に入れ高圧力で加圧製造するた
め,マグネシア原料とりん状黒鉛が十分に混和された複
合耐火物となっている。ドロマイト・黒鉛系複合耐火れ
んがの製造もマグネシアの場合とほぼ同じである。
【0003】マグネシア・黒鉛系複合耐火れんが,ある
いはドロマイト・黒鉛系複合耐火れんがが使用後,浸食
により磨耗すると,その補修材としては現在,マグネシ
ア質およびドロマイト質耐火物の粒及び粉体などが用い
られているが,この方法では導電性が全くないため,直
流式電気炉の炉底電極の補修には用を成さない。
【0004】導電性を持たせるため,マグネシア質ある
いはドロマイト質原料にりん状黒鉛または人造黒鉛など
を単に混合して,吹き付け工法で使用する方法も行われ
ているが,この方法ではマグネシア質あるいはドロマイ
ト質原料と,りん状黒鉛は分離して複合効果が出ない。
現在のところ,マグネシア質あるいはドロマイト質原料
などの補修材にりん状黒鉛などの炭素分を固着させる技
術は確立されていない。
【0005】そこで最近,補修材に炭素分を添加する方
法として,マグネシア質原料あるいはドロマイト質原料
に,りん状黒鉛とともに球状の熱硬化性のフェノール樹
脂を添加して,マグネシア質あるいはドロマイト質原料
と,炭素分との複合効果を上げる試みもなされている
が,この方法は湿式の補修には使用できるものの,吹き
付け工法では炭素分が分離して使用の効果は上がってい
ない。
【0006】したがって当面の対応策として,マグネシ
アあるいはドロマイト・黒鉛系複合耐火れんがの成形前
の杯土をそのもの,または杯土を造粒して補修材として
使用している。さらにマグネシアあるいはドロマイト・
黒鉛系複合耐火れんがの成形物を破砕整粒して補修材と
して使用している例もある。しかしながら,これらは湿
式補修の使用に限定されており,吹き付け工法には使用
できない欠点がある。
【0007】最近ようやく,マグネシア質原料に炭素を
固着する技術が考案された。その方法はマグネシア質原
料粒子の表面に,熱硬化性フェノール樹脂を用いて天然
りん状黒鉛あるいは人造黒鉛粉などの炭素分を固着させ
る技術である。そのため従来の技術にくらべ,導電性が
向上し,加えて耐高温性及び耐浸食性も良好になったも
のの,なにぶん炭素分が粒子表面だけにコーテイングさ
れているため,粒子表面が浸食されて炭素分が欠如する
と,導電性が急激に低下する欠点がある。
【発明が解決しようとする課題】
【0008】直流式電気炉の中で,特に炉底電極用耐火
物の補修に求められる条件は,第一に高導電性であり,
加えて耐高温性及び耐浸食性である。今までの技術で特
に欠けている性質は高い導電性である。本発明が解決し
ようとする課題の第一は,高導電性にある。従来の技術
では補修材の原料のマグネシア質,あるいはドロマイト
質原料の粉粒体の中に炭素分を含有させるか,或いは粉
粒体の表面に炭素分をコートさせるか,どちらかの方法
を選ばなければならなかった。粉粒体の中に炭素分を含
有させる方法では,炭素の含有分に限界があり,粉粒体
に対し炭素分は30重量%程が限度であった。
【0009】一方,マグネシア質原料あるいはドロマイ
ト質原料の粉粒体の表面を炭素分でコートする方法は,
補修材の使用当初は確かに高導電性に優れているもの
の,粉粒体が浸食されるに従い,表面にコートした炭素
分は損耗してゆき,導電性が急激に低下する欠点があっ
た。
【0010】しかるに,本発明はあらかじめ天然りん状
黒鉛,あるいは人造黒鉛などの炭素分が含有されている
マグネシア質あるいはドロマイト質の耐火物原料の粉粒
体の表面に,熱硬化性フェノール樹脂,あるいはセルロ
ーズ系接着材を用いて,天然りん状黒鉛または人造黒鉛
などの炭素分を加熱コーテイングする方法である。その
ため,補修材の粉粒体の表面の炭素分が浸食されても,
粉粒体内部に含有する炭素分のため,急激に導電性が低
下しない特性がある。さらに粉粒体の内部と外部に炭素
分がまんべんなく存在するために,その複合効果によっ
て,高導電性が得られるほか,耐高温性および耐浸食性
も向上し,製鋼用直流式電気炉の炉底電極用耐火物の補
修のみでなく,交流式電気炉及び転炉,さらには熔鋼取
り鍋の補修材としても,極めて優れた効果を発揮する。
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を詳細に説明
する。
【0011】マグネシア原料を電気溶融した電融マグネ
シアを使用する。その化学分析値の一例を
【表1】に示す。電融マグネシアはロールミルで粉砕し
1.41〜0.5mmの粒径をふるい分けする。同じく
電融マグネシア原料をチューブミルで微粉砕し0.1m
m以下の超微粉にする。一方,粒径250μm〜0.1
μm,炭素含有量98.5%以上の天然りん状黒鉛を用
意する。その粒度の一例を
【表2】に示す。さらにりん状黒鉛を加熱硬化させるた
めに,熱硬化性フェノール樹脂を用意する。
【0012】上記の各原料の調合例(重量%)を下記に
示す。 1.41mm〜0.5mmの電融マグネシア原料……37% 0.1mm以下の電融マグネシア原料 ………………33% 天然りん状黒鉛 …………………………………………27% 熱硬化性フェノール樹脂 (粉体)………………………3%
【0013】良く混合した上記の混合物を,パン型回転
造粒機で造粒した後,ロータリードライヤーで,130
℃〜150℃の範囲で乾燥硬化させる。乾燥後の粒状の
被コート原料の粒度の一例を
【表3】に示す。
【0014】粒径3.35mm〜0.15mmの範囲の
上記造粒物を被コート原料として用意し,別に粉末度2
50μm〜0.1μm,炭素含有量98.5重量%の天
然りん状黒鉛を用意する。被コート原料としての造粒物
100重量%に対し,天然りん状黒鉛7重量%を良く混
合した後,回転式加熱混合機に入れ,140℃〜160
℃の温度範囲を設定して加熱し,温度計で被コート原料
が所定の温度に均一になったのを確認する。加熱された
被コート原料は次ぎの工程の樹脂コーテイング機に入れ
るが,その中へ熱硬化性のフェノール樹脂を3重量%添
加し良く撹拌する。被コート原料の温度が110℃〜1
20℃になったところで,樹脂の硬化助剤のヘキサミン
溶液を加え,良く混和させる。その結果,被コート原料
の表面にりん状黒鉛が均一に熱間コートされる。それを
冷却させ製品とする。
【0015】被コート原料はマグネシア質・ドロマイト
質・スピネル質,あるいはそれらの混合物が利用出来る
が各原料の製造履歴は間わない。熱硬化性のフェノール
樹脂はノボラックタイプであっても,レゾールタイプで
あっても良い。炭素源としては,天然りん状黒鉛のほ
か,黒鉛電極粉などの人造黒鉛であっても良い。
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を詳細に説明
する。
【実施例】
【0016】容量100トンの直流式電気炉の炉底電極
用耐火れんがの補修用に本発明品を使用したが,従来の
補修材にくらべ,本発明品の特長は炭素分を含有した粒
子の表面を炭素分がコートされていることによって,導
電性が良いことである。導電性は比抵抗値として測定し
たが,測定値の一例として
【0012】に示した調合を用い,
【0014】の方法で.りん状黒鉛をコーテイングして
つくった補修材を50mmΦ×50mmhの円筒形に成
形し,不活性ガスを満たした炉中で1200℃に昇温
し,2時間保持した後,冷却し測定した数値を次ぎに示
す。[比抵抗値:0.026Ω・cm] この数値は補
修材としては抜群の値である。
【0017】フェノール樹脂を用いてりん状黒鉛などの
炭素分を固着させると,フェノール樹脂の影響で一般に
常温の導電性が低くなるが,本発明の補修材はマグネシ
ア・りん状黒鉛系耐火れんがと異なり,りん状黒鉛とフ
ェノール樹脂は粒子の表層に均一に固着しているので,
りん状黒鉛は相互に接触し,りん状黒鉛自体の高い導電
性の効果があらわれる。さらに電気炉の昇温にともな
い,フェノール樹脂は容易に炭化し,導電性が高くなる
利点がある。別法として,炭素分の固着にセルローズ系
接着材を使用すると導電性が改善されるが,フェノール
樹脂の場合より製造がややはん雑となる。
【0018】本発明の補修材の優れた特長は,直流式電
気炉の炉底電極用耐火れんがの補修に,冷間および熱間
において,スタンプ材としても,吹き付け材としても使
用出来る点である。本発明の補修材は粉粒状であり,そ
の上,粉粒体の表面はりん状黒鉛で強固にコートされて
いるので,吹き付け補修を行っても炭素分が飛散しない
利点がある。直流式電気炉の炉底電極用耐火物の補修を
行う場合,炭素分を固着した補修材がないため,熱間補
修は困難であったが,炭素分を固着した本発明の補修材
によって,高圧吹き付け機の使用による熱間補修が可能
となった。本発明の補修材は冷間の補修においても取り
扱いが容易で,補修効果も良好であった。
【0019】直流式電気炉の炉底電極用耐火れんがの目
地は導電性を阻害する大きな要素である。耐火れんがの
目地の導電性を向上させる方法として,りん状黒鉛のみ
を目地に使用することも行われているが,耐食性の低下
が避けられない欠点がある。本発明の補修材の粉粒体を
ふるいにかけて,目地に最適な粒度を取り出し,目地材
として使用すれば,高い導電性と耐食性を両立させるこ
とが出来る。
【0020】以上のような使用上の多くの利点によっ
て,直流式電気炉の炉底電極用耐火れんがの補修が効率
良く行われる結果となり,耐火物使用原単位を低下させ
ることが出来た。本発明品の補修材は,直流式電気炉の
炉底のみならず,交流式電気炉の炉底および製鋼用転
炉,さらには製鋼用取鍋の耐火物の補修に成果をあげ
た。
【表1】 電融マグネシアの化学分析値の一例(重量
%)
【0021】
【表2】 使用したりん状黒鉛の粒度分布の一例
【0022】
【表3】 被コート原料の粒度分布 〔
【0012】の調合例〕
【0023】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】りん状黒鉛および人造黒鉛による炭素分
    0.2〜40重量%を含有し,酸化マグネシウム含量2
    0〜99.5重量%,酸化アルニウム含量30〜99.
    5重量%,酸化カルシウム含量20〜99.5重量%の
    うちの一種,あるいは二種以上の成分を有するセラミッ
    クス系耐火物の,粒径15mm〜0.01mmの造粒物
    または破砕物の表面に,被コート材に対し0.2〜30
    重量%の,粒径250μm〜0.1μmのりん状黒鉛の
    細片または人造黒鉛の粉粒を,被コート材に対し0.1
    〜7重量%の熱硬化性フェノール樹脂,あるいはセルロ
    ーズ系接着剤を用いて,ホットコーテイングして得られ
    た,高導電性に加え,耐高温性と耐浸食性を有する,各
    種製鋼炉用カーボンコーテイングセラミックス系耐火物
    補修材。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004529055A (ja) * 2001-02-26 2004-09-24 ソルヴェイ 凝塊した無機物質からなる耐摩砕性の小粒、かかる小粒から構成される粉末、及びその製造方法
JP2005213139A (ja) * 2003-12-22 2005-08-11 Refratechnik Holding Gmbh 耐熱製品用粒状原料、その製造方法及び該粒状原料の用途
JP2008538122A (ja) * 2005-02-25 2008-10-09 スーペリアー・グラファイト・カンパニー 粒子状物質のグラファイトコーティング

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