JPH11171637A - 炭素含有耐火物およびその製造方法 - Google Patents

炭素含有耐火物およびその製造方法

Info

Publication number
JPH11171637A
JPH11171637A JP9337497A JP33749797A JPH11171637A JP H11171637 A JPH11171637 A JP H11171637A JP 9337497 A JP9337497 A JP 9337497A JP 33749797 A JP33749797 A JP 33749797A JP H11171637 A JPH11171637 A JP H11171637A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
weight
carbon
resin powder
refractory
molecular weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9337497A
Other languages
English (en)
Inventor
Isao Watanabe
勲 渡辺
Tetsuo Fushimi
哲郎 伏見
Kazuo Ito
和男 伊藤
Tamotsu Wakita
保 脇田
Osamu Morita
修 森田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Coorstek KK
Original Assignee
Toshiba Ceramics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Ceramics Co Ltd filed Critical Toshiba Ceramics Co Ltd
Priority to JP9337497A priority Critical patent/JPH11171637A/ja
Publication of JPH11171637A publication Critical patent/JPH11171637A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】耐スポーリング性、耐食性に優れた炭素含有耐
火物およびその製造方法を提供する。 【解決手段】耐火性無機骨材および炭素質原料からなる
混合物100重量%と、結合剤として外掛けで平均分子
量が10000以上のフェノール系樹脂粉末を0.1〜
5重量%、平均分子量が200〜800のフェノール系
樹脂粉末を0.1〜2重量%、このフェノール系樹脂粉
末の硬化温度よりも高い軟化点を持つピッチ粉末を10
重量%以下含有し、かつこれらの結合剤の総和が0.3
〜15重量%からなる。

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およ
びその製造方法に係わり、特に耐スポーリング性および
耐食性に優れた炭素含有耐火物およびその製造方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】黒鉛などの炭素質原料を含有する炭素含
有耐火物は、高熱伝導性、溶融スラグに対する濡れ難い
など炭素の有する性質により高耐用性を示すなど優れた
特性を有することから、連続鋳造用ノズル、スライドゲ
ートプレートなどの各種耐火物等に使用されている。
【0003】上記炭素含有耐火物、例えばアルミナ−カ
ーボン質、ジルコニア−カーボン質、マグネシア−カー
ボン質などは、その強度が主に結合材として添加する有
機質の液状バインダーの炭化によるカーボンボンドによ
って発現している。それに対し、上記炭素含有耐火物と
同様に連続鋳造に使用される炭素を含有しない耐火物、
例えば高アルミナ質、ジルコニア質、マグネシア質、ス
ピネル質などは、焼成時の受熱過程における粒子間の焼
成によりもたらされるセラミックボンドによりその強度
を発現している。
【0004】上述カーボンボンドは、セラミックボンド
と比較して結合力が弱く、また、炭化によりカーボンボ
ンドを形成する有機バインターは成形性などの問題か
ら、その適正添加量は3〜10重量%程度であり、十分
なカーボンボンドを形成するのが困難である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】また、このような炭素
含有耐火物には、結合剤として一般にレゾール型、ノボ
ラック型等の液状フェノール樹脂がそれぞれ単独あるい
は併用して使用されており、さらに強度を発現させるた
め、特開平4−327363号公報、特開平6−279
099号公報に記載されているように紛末フェノール樹
脂を添加する方法が用いられている。
【0006】その他にも、例えば特公昭57−2786
7号公報には固定炭素50%以上の高軟化点のピッチ粉
末を添加し、耐火物の中間温度域での強度を向上させる
方法が開示されている。
【0007】また、特開平7−126060号公報で
は、軟化温度の異なる2種のピッチ粉末を併用添加する
ことにより、耐火物の強度を向上させる方法が開示され
ている。
【0008】しかしながら、これら従来の方法では以下
の理由で炭素含有耐火物の強度を十分に向上させられる
とは言い難い。
【0009】すなわち、一般にフェノール樹脂は平均分
子量が200〜800であり熱的安定性が低く、結合箇
所が多いため熱硬化する際には均質な架橋構造を取りに
くい。
【0010】さらにフェノール樹脂は脱水と、CO、C
、Hなどガスの発生を伴いながらフェノキシ構
造、3次元的多環芳香族を経て炭化が進行するため、多
量にフェノール樹脂を添加すると噴出するガス圧により
耐火物の組織が破壊される可能性があり、また同時に気
孔率が増加するため耐火物の特性が低下する。
【0011】また、ピッチは脱水素しながら炭化が進行
するが、その進行速度はフェノール樹脂よりも速い。そ
のため、低軟化点のピッチ粉末は受熱時に急激な炭化が
進行し、噴出したガス圧により耐火物の組織を破壊する
可能性がある。
【0012】高軟化点のピッチ粉末は軟化時の粘性が高
く、流動性が低いため、耐火物中の微細な空隙に侵入し
難く、結果として強度向上の効果が十分得られない。
【0013】また、強度向上を目的として多量のピッチ
粉末を添加すると、同時に気孔率が増加し、耐火物の特
性が低下する。
【0014】そこで過酷な条件で使用されても耐スポー
リング性、耐食性に優れた炭素含有耐火物およびその製
造方法が要望されていた。
【0015】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、耐スポーリング性、耐食性に優れた炭素含有耐
火物およびその製造方法を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
になされた本願請求項1の発明は、耐火性無機骨材およ
び炭素質原料からなる混合物100重量%に対して、結
合剤として外掛けで平均分子量が10000以上のフェ
ノール系樹脂粉末を0.1〜5重量%、平均分子量が2
00〜800のフェノール系樹脂粉末を0.1〜2重量
%、このフェノール系樹脂粉末の硬化温度よりも高い軟
化点を持つピッチ粉末を10重量%以下含有し、かつこ
れらの結合剤の総和が0.3〜15重量%であることを
特徴とする炭素含有耐火物であることを要旨としてい
る。
【0017】本願請求項2の発明は、耐火性無機骨材お
よび炭素質原料からなる混合物100重量%に対して、
結合剤として外掛けで平均分子量が10000以上のフ
ェノール系樹脂粉末を0.1〜5重量%、平均分子量が
200〜800のフェノール系樹脂粉末を0.1〜2重
量%、このフェノール系樹脂粉末の硬化温度よりも高い
軟化点を持つピッチ粉末を10重量%以下含有し、かつ
これらの結合剤の総和が0.3〜15重量%である原料
を用意し、混練、成形し、加熱処理後、非酸化性雰囲気
で焼成してなる炭素含有耐火物の製造方法であることを
要旨としている。
【0018】本願請求項3の発明は、加熱処理温度が2
50℃以上、非酸化性雰囲気で焼成温度が1000℃以
上であることを特徴とする請求項2に記載の炭素含有耐
火物の製造方法であることを要旨としている。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る炭素含有耐火
物およびその製造方法について説明する。
【0020】本発明に係る炭素含有耐火物は、耐火性無
機骨材、例えばアルミナ85重量%および炭素質原料、
例えば土状黒鉛15重量%からなる混合物100重量%
と、この混合物を結合する結合剤として外掛けで平均分
子量が10000以上のフェノール系樹脂粉末を0.1
〜5重量%、例えば平均分子量10000のフェノール
系樹脂2重量%、平均分子量が200〜800のフェノ
ール系樹脂粉末を0.1〜2重量%、例えば平均分子量
が350のフェノール系樹脂0.3重量%、およびこの
フェノール系樹脂粉末の硬化温度よりも高い軟化点を持
つピッチ粉末を10重量%以下、例えば軟化温度300
℃のピッチ粉末2重量%含有し、かつこれらの結合剤の
総和が0.3〜15重量%、例えば4.3重量%である
原料を用意し、混練、成形し、例えば250℃以上の温
度で加熱処理後、例えば1000℃以上の温度の非酸化
性雰囲気で焼成して製造するものである。
【0021】本発明に係わる炭素含有耐火物は主に結合
剤として添加している有機質の液状バインダーの炭化に
よるカーボンボンドによって強度を発現するが、次にカ
ーボンボンドの形成過程を詳細に説明する。
【0022】低分子量のフェノール樹脂粉末(平均分子
量200〜800)は、軟化温度が低いため耐火物の温
度上昇過程において、比較的速く軟化、溶融し、ガスを
噴出しながら耐火物の微細な組織に至るまで分散する。
【0023】引き続き、比較的軟化温度の高い高分子量
のフェノール樹脂紛末(平均分子量10000以上)
が、ゆっくりと軟化、溶融し、耐火物中に分散する。そ
の後、組織内に分散した平均分子量の異なる2つのフェ
ノール樹脂粉末はさらなる温度上昇と共に両者が結合
し、強固なカーボンボンドを形成する。
【0024】フェノール樹脂あるいはピッチ粉末などの
結合剤は炭化する際その内部からガスなどの揮発成分が
噴出する。
【0025】ピッチ(特に低軟化点)粉末はその進行速
度がフェノール樹脂と比較して速く、急激なガスの噴出
圧力により耐火物の組織を破壊してしまう虞れがある。
【0026】しかし、本発明のように低分子量のフェノ
ール樹脂と高分子量のフェノール樹脂を併用することに
より、連続的にかつ緩やかにガスが発生する。
【0027】すなわち、高分子量のフェノール樹脂から
発生するガスは低分子量のフェノール樹脂が組織内に分
散する際に形成されたガスの通過経路を通って耐火物外
に排出される。
【0028】そのため、高分子量のフェノール樹脂は耐
火物の組織を破壊することなく広範囲に分散し、低分子
量のフェノール樹脂と結合し、より強度なカーボンボン
ドを生成する。
【0029】また、これらのようなフェノール樹脂紛末
は一般に約300℃以下の温度で炭化が終了し最高強度
を発現するが、さらに温度が上昇すると分解反応が進み
耐火物の強度は低下する。
【0030】そこで、このような温度域での強度発現を
目的として、高分子量のフェノール樹脂粉末の硬化温度
よりも高い軟化点を有するピッチ粉末を添加すること
で、耐火物の強度低下を低減させることができる。
【0031】本発明で用いる高分子量のフェノール樹脂
粉末は、その添加量を0.1〜5重量%にすることが好
ましい。添加量が0.1重量%未満の場合、期待する効
果が十分に得られず、また、5重量%を超えると耐火物
全体のガス発生量が多くなり、結果として耐火物の特性
を低下させる。
【0032】高分子量のフェノール樹脂紛未の粒度は特
に限定されるものではないが、コストおよび分散性の点
から、5〜150μmが好ましい。
【0033】高分子量のフェノール樹脂粉末の平均分子
量は10000以上であることが好ましい。平均分子量
が10000以下の場合、軟化、溶融しやすく、組織内
部に分散するため、連続的にかつ緩やかにガスを噴出
し、炭化が進むという本発明の目的を得られないため好
ましくない。
【0034】低分子量のフェノール樹脂粉末の添加量
は、0.1〜2重量%であることが好ましい。添加量が
0.1重量%未満の場合、ガスの通過経路を形成すると
いう効果が少なく、また2重量%を超えると、熱的安定
性が低下し、混練あるいは成形時のブロッキングが発生
しやすくなる。
【0035】低分子量のフェノール樹脂粉末の粒度は特
に限定されるものではないが、コストおよび分散性の点
から、5〜150μmが好ましい。
【0036】本発明で使用されるピッチ粉末は特に限定
されるものではなく、高分子量のフェノール樹脂粉末の
硬化温度より高い軟化温度のものであればよく、コール
タールピッチ、石油ピッチ、合成ピッチなどが使用され
る。
【0037】これらの結合剤の総和は0.3〜15重量
%が好ましい。0.3重量%未満であると十分な強度の
発現が得られず、15重量%を超えると耐火物全体のガ
ス発生量が多くなり、結果として耐火物の特性を低下さ
せてしまう。
【0038】本発明の耐火性骨材および炭素質原料の配
合割合は、その使用用途によって異なるが、耐火性骨材
70〜99重量%、炭素質原料1〜30重量%が好まし
い。
【0039】炭素質原料が1重量%未満では、溶融スラ
グに対して濡れ難い性質を十分に利用できない。また、
30重量%を超えると逆に耐火物の特性が低下する。
【0040】本発明に利用できる耐火性骨材はアルミ
ナ、マグネシア、スピネル、ジルコニア、シリカなどの
酸化物や炭化珪素、窒化珪素、炭化硼素などの非酸化物
があげられる。
【0041】また、炭素質原料としては、土状黒鉛、鱗
状黒鉛などの天然黒鉛や人造黒鉛、カーボンブラックな
どがあげられる。
【0042】なお、本発明の炭素含有耐火物は酸化防
止、強度向上を目的とした低融点の金属粉末を併用添加
することもできる。
【0043】以上要するに本発明に係わる炭素含有耐火
物は、上述のような耐火性骨材と炭素質原料からなる配
合物に低分子量のフェノール樹脂粉末、高分子量のフェ
ノール樹脂粉末およびピッチ粉末を添加、混練し、成形
した後、フェノール樹脂の硬化終了付近の温度以上で加
熱処理し、非酸化性囲気中で焼成して製造される。
【0044】また、得られた成体は耐用向上のため、1
回以上タ−ルあるいはピッチを含浸しても良い。
【0045】
【実施例】表1に本発明に係わる炭素含有耐火物と比較
品の配合割合および各種特性値を示す。
【0046】耐食性は誘導炉を用いて1600℃で溶融
した溶綱中に、試料を一定時間浸漬したあと取り出し
た。
【0047】耐食性指数は比較例3の被食量を100と
したときの他試料の被食量を指数化したものであり、指
数の小さいものほど耐食性に優れていることを示す。
【0048】また、耐スポール性は1400℃で保持し
た電気炉中に試料を20分間投入し、取り出した後直ち
に水中に投入し、急冷する。
【0049】これを数回繰り返した後、試料表面および
内部の亀裂発生状況を比較した。
【0050】実施例1および2は比較例1〜5と比較し
て、耐スポール性に優れ、また、耐食性も向上させるこ
とができた。
【0051】実施例3と比較例6の特性値はほぼ同等で
あるが、平均分子量8500の樹脂粉末を使用した比較
例6は焼成後一部試料に樹脂粉末からのガスの噴出によ
ると思われる亀裂が発生した。
【0052】低分子量の樹脂粉末あるいはピッチ粉末を
単独で使用する比較例7および8と比較して、低分子量
と高分子量の樹脂粉末を併用した実施例4は耐スポール
性、耐食性ともに向上した。
【0053】比較例9〜11は焼成時に一部試料に亀裂
の発生が認められた。
【0054】
【表1】
【0055】
【表2】
【0056】
【発明の効果】平均分子量200〜800と平均分子量
10000以上の平均分子量の異なる2種のフェノール
樹脂粉末を併用し、さらに高軟化点のピッチ粉末を用い
ることで、急激なガスの噴出により耐火物の組織が破壊
されるのを防ぎ、耐スポーリング性および耐食性に優れ
た炭素含有耐火物およびその製造方法を提供できる。
フロントページの続き (72)発明者 脇田 保 愛知県刈谷市小垣江町南藤1番地 東芝セ ラミックス株式会社刈谷製造所内 (72)発明者 森田 修 愛知県刈谷市小垣江町南藤1番地 東芝セ ラミックス株式会社刈谷製造所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 耐火性無機骨材および炭素質原料からな
    る混合物100重量%に対して、結合剤として外掛けで
    平均分子量が10000以上のフェノール系樹脂粉末を
    0.1〜5重量%、平均分子量が200〜800のフェ
    ノール系樹脂粉末を0.1〜2重量%、このフェノール
    系樹脂粉末の硬化温度よりも高い軟化点を持つピッチ粉
    末を10重量%以下含有し、かつこれらの結合剤の総和
    が0.3〜15重量%であることを特徴とする炭素含有
    耐火物。
  2. 【請求項2】 耐火性無機骨材および炭素質原料からな
    る混合物100重量%に対して、結合剤として外掛けで
    平均分子量が10000以上のフェノール系樹脂粉末を
    0.1〜5重量%、平均分子量が200〜800のフェ
    ノール系樹脂粉末を0.1〜2重量%、このフェノール
    系樹脂粉末の硬化温度よりも高い軟化点を持つピッチ粉
    末を10重量%以下含有し、かつこれらの結合剤の総和
    が0.3〜15重量%である原料を用意し、混練、成形
    し、加熱処理後、非酸化性雰囲気で焼成してなる炭素含
    有耐火物の製造方法。
  3. 【請求項3】 加熱処理温度が250℃以上、非酸化性
    雰囲気で焼成温度が1000℃以上であることを特徴と
    する請求項2に記載の炭素含有耐火物の製造方法。
JP9337497A 1997-12-08 1997-12-08 炭素含有耐火物およびその製造方法 Pending JPH11171637A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9337497A JPH11171637A (ja) 1997-12-08 1997-12-08 炭素含有耐火物およびその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9337497A JPH11171637A (ja) 1997-12-08 1997-12-08 炭素含有耐火物およびその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11171637A true JPH11171637A (ja) 1999-06-29

Family

ID=18309215

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9337497A Pending JPH11171637A (ja) 1997-12-08 1997-12-08 炭素含有耐火物およびその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11171637A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016103473A (ja) * 2014-11-05 2016-06-02 シュンク・コーレンストッフテヒニーク・ゲーエムベーハー 多層カーボンブラシおよび該多層カーボンブラシを製造するための方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016103473A (ja) * 2014-11-05 2016-06-02 シュンク・コーレンストッフテヒニーク・ゲーエムベーハー 多層カーボンブラシおよび該多層カーボンブラシを製造するための方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101143795B (zh) 一种捣打料
JP4094672B2 (ja) 浸漬入口ノズルのためのスラグラインスリーブおよびそのための組成物
WO2007011038A1 (ja) カーボン含有耐火物及びその製造方法並びにピッチ含有耐火原料
JPS6141862B2 (ja)
JPH0421627B2 (ja)
JPH11171637A (ja) 炭素含有耐火物およびその製造方法
JPS6119584B2 (ja)
JPS6132378B2 (ja)
JP3617765B2 (ja) スライドゲート用プレートとその製造方法
JP3906500B2 (ja) カーボン含有耐火物用バインダーの製造方法
KR100613259B1 (ko) ZrO2-C계 내화물 조성물
JP2891867B2 (ja) 炭素含有耐火物及びその製造方法
JP2592221B2 (ja) 炭素含有耐火物及びその製造方法
JP2517192B2 (ja) 樹脂結合炭素含有不定形耐火物
JPH0578180A (ja) カーボンフアイバー含有耐火物
JPS59107961A (ja) 炭素含有耐火物
JPH06263523A (ja) 炭素含有不焼成煉瓦の製造方法
KR20000023576A (ko) 세라믹 복합재료
JPS59146975A (ja) スライデイングノズル用プレ−ト耐火物
JP2947390B2 (ja) 炭素含有耐火物
RU2356869C1 (ru) Оксидно-углеродистый огнеупор
JPS5943434B2 (ja) 高炉々底用カ−ボンブロツクの製造方法
JPH08259309A (ja) 炭素含有耐火物の製造方法
RU2145584C1 (ru) Состав массы углеродсодержащих огнеупоров
JPS63103856A (ja) スライデイングノズル用プレ−ト耐火物

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040913

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20041104

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081112

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081112

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091112

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101112

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111112

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 7

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111112

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 8

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121112

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 9

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131112

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250