JPS58190876A - 炭素含有鋳込用耐火物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は焼結促進、熱間強度向上、および散孔防止を
目的とした炭素含有鋳込用耐火物に係シ、詳しくのべる
と、炭素粒子とアルミニウム粉末の混合物を合成樹脂で
被覆した樹脂被覆物を用いることを特徴とする炭素含有
鋳込用耐火物に関するものである。

従来、鋳込用耐人物としてアルミニウム粉末を添加した
ものが知られているが、これは水と反応する時に発生す
る水素ガスによって鋳込体に気孔を作って爆裂を防止し
たもの、あるいは水和による発熱を利用して硬化を促進
させたものである。

しかし、これらは爆裂防止または硬化時間の短縮に主眼
をおいたものであって物性の低下はさけられなかった。

また鋳込用耐大物製造の一素材として炭素材を使用する
ことも知られているが、炭素材のうち鱗状黒鉛、人造黒
鉛などは水に濡れ難いことから流動性が悪く、このため
添加水を多く必要とし、必然的に物性が低下する。また
土状黒鉛、石油コークス等は水に濡れ易いとともに酸化
されやすいために、酸化雰囲気下に弱く耐食性に劣ると
いう欠点がある。

これらを解決するために耐火材と酸化し難い天然黒鉛あ
るいは人造黒鉛などを成形し、これを粉砕した造粒物等
は炭素材の表面積が小さく酸化雰囲気にも強いが、炭素
材の分散が悪く有効に作用しないためスラグ浸透防止効
果に乏しく耐食性にも劣るのである。

本発明者らは炭素含有鋳込用耐火物にアルミニウムを添
加しても定形物（れんが）におけるような焼結促進、熱
間強度向上、酸化防止の効果が得られず、却って物性の
低下をきた［７て耐食性に劣る原因が水利によるアルミ
ニウムの反応性の低下にあることを見出し、これを解決
するために種々検討した結果、炭素粒子とアルミニウム
粉末を樹脂被膜で覆うならば炭素の水に対する刈れ性が
改良され、またアルミニウムと水が接触しないのでアル
ミニウムの添加効果が発揮され、さらにアルミニウムと
炭素の反応がよくなって耐酸化性、熱間強度、耐食性に
すぐれた鋳込用耐火物を得ることに成功したものである
。

すなわち、この発明は炭素粒子と金属アルミニウムの混
合物を合成樹脂で被覆した樹脂被覆物を用いた炭素含有
鋳込用耐大物である。

そしてこの発明に用いる炭素粒子としては、天然黒鉛、
人造黒鉛、石油コークス、カーボンブラックなどがあシ
、その粒子径は５０μ以下の微粒子から３ｍ以上の粗大
粒子まで広い粒径範囲で使用できるが、好ましくは５０
〜５００μである。これは５０μより小さいと、被覆す
る樹脂をよシ多く必要とし、また５００μよシ大きくな
ると混練時の樹脂硬化中に炭素粒子が破砕されて樹脂の
被覆されない面がでて流動性に悪影響を与えるだめであ
る。

アルミニウム粉末とｌ〜ては、炭素粒子またけ耐火材と
反応して焼結促進、熱間強度向上および酸化防止の効果
を発揮させるためには反応しゃすい微粒子状が好ましい
が、３０μより小さい場合は被覆する樹脂をよシ多く必
要とし、必然的に熱により揮発する量が多くな多気孔が
増加する。また２００μ以上になると、炭素粒子または
耐火材との反応性が低下して添加効果が半減するため３
０〜２００μの範囲が適当である。

そしてアルミニウム粉末の使用量は炭素粒子１００重量
部に対して５〜６０重量部が好ましい。

これは５重量部より少ない場合は添加効果に乏しく、ま
た６０重月一部よシ多くなると使用中の体積膨張が大き
く、耐食性に劣るためである。

また上記アルミニウム粉末にけＳ　ｉ、　Ｆｅ、　Ｆｅ
Ｍｎ。

Ｓ　ｉＭｎ、　ＦｅＣｒＸＣｒ　＃の金属を併用するこ
とができこれによって鋳込材の焼結を増進させるうえで
効果がある。

その使用量はアルミニウムの使用量以下が好ましく、そ
れより多いと低融点物質が増大するので好ましくない。

次に上記混合粒子表面を被覆するに使用する合成樹脂と
しては、硬化抜水に不溶まだは難溶性であって、水に濡
れやすい被膜を形成できるものであれば熱硬化性、常温
硬化性、熱可塑性などの何れでも差支えなく、例えばフ
ェノール樹脂、フラン樹脂、キシレン樹脂、エポキシ樹
脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂などかあシ、このなか
でも残炭率の点でフェノール樹脂が好ましい。

使用量は表面被覆する炭素粒子とアルミニウム粉末の合
計量１００重量部に対して２０〜５０重量部がよく、２
０重量部よシ少ないと粒子表面を完全に樹脂で被覆する
ことはできず、また５０重量部より多いと造粒される量
が多くなって耐火物中への分散が悪くなる。

この発明において用いる樹脂被覆物の製造は、炭素粒子
とアルミニウム粉末を所定の比率でニーダ−に入れて混
合した後、必要量の合成樹脂を入れて混練する。

この混線は使用する樹脂が気硬性または常温硬化性の場
合は常温で、熱硬化性の場合は、加熱しながら、あるい
は熱可塑性の場合は最初に加熱し、混練りしながら冷却
して樹脂の硬化が完了するまで混練９を続ければよい。

この方法は混練しながら粒子表面を被覆した樹脂を硬化
させるため、操作が簡単で造粒が少なく、良好な樹脂被
覆物が得られる。混合はニーダ−のほかワールミキサー
、シンプソンミキサーなどの混線機を用いることができ
、またこれ以外のあらゆる方法で得ることができる。

この発明の鋳込用耐大物は樹脂被覆物と耐火材を主成分
とするものでアシ、耐火材としてはマグネシア、フォル
ステライト、ドロマイト、石炭、スピネル、クロム、ア
ルミナ、ムライト、炭化けい素などがあシ、なかでもマ
ダネシアクリン力−が最も好ましい。

樹脂被覆物と耐火材の使用割合は樹脂被覆物３〜３０重
量％（好ましくは５〜２０重量％）に対して耐火材９７
〜７０重量％（好ましくは９５〜８０重量％）であって
樹脂被覆物が３重量％よシ少ない場合は、カーボン量が
少量になって耐食性に劣シ、また３０重量％より多くな
ると気孔率が増加し強度が低下する。

さらにこの鋳込材には結合剤、減水剤などを助剤として
添加することができる。

結合剤としては、ピッチ、合成樹脂、リン酸塩、けい酸
アルカリ、はう酸塩、などがあシ、このなかでも加熱に
よって溶融し、その後炭化して炭素結合を形成するもの
が好適である。そしてこれらの添加量は０．３〜５重量
％である。

まだ減水剤は鋳込材の水分を少なくして鉄帯な構造体を
形成するだめに有用でオシ、これはシん酸塩、カルボン
酸塩、スルホン酸系化合物などであって、これらの添加
量は０．０１〜１重量％が適当である。

かくしてこの発明の炭素含有鋳込用耐大物は、樹脂被覆
物と耐火材の混合物に水分を加えて混練した坏土を型枠
に流し込み、養生、乾燥して施工体を得る流動鋳込み（
流し込み）法あるいは振動装置を使用して施工体をイｒ
＋る４訣動訪込み（」辰動成形）法。

などの方法によって施工体とすることができる。

次にこの発明の鋳込用耐火物は、炭素粒子とアルミニウ
ム粉末の混合物を合成樹脂で被覆した樹脂被覆物を用す
るととによって （１）炭素粒子を樹脂液ｊ醍で覆うことによって炭素の
耐酸化物が改善されて１１１．密な施工体が得られる０ （２）　　アルミニウム粉末を樹脂被膜で覆うことによ
ってアルミニウムが水と接触しないため水利反応が防止
されてアルミニウムの話加効果が発揮され、高熱間強度
が得られる。

（３）炭素粒子とアルミニウム粉末の混合物を樹脂、破
膜で覆うことによって炭素とアルミニウムが反応しやす
くなって耐酸化性、熱間強度、耐スポー〜リング性、耐
食性にすぐれた施工体が得られる。

などの特徴を有するのである。

そしてこの発明の炭素含有鋳込用耐火物は溶銑、溶鋼あ
るいはスラグなどと接触する窯炉炉壁や樋などに使用さ
れ、例えば溶鋼鍋、溶銑鍋、取鍋精錬炉、タンディツシ
ュ、転炉、電気炉、出銑樋、出鋼樋、ランス、パイプな
どに［重用することができるのである。

以下実施例によシこの発明の詳細な説明する。

実施例１〜３ 第１表に示す配合物をニーダ−を用いて混合したのち、
該混合物に７エノール樹脂を添加して混練しながら１２
０℃まで加熱して樹脂を硬化させ樹脂被覆物を得た。

次いでこの樹脂被覆物を含有する第１表の如き鋳込材を
モルタルミキサーにて混合した。その後読混合物に水分
を加えて混練した坏土を木枠に流し込み脱型後１２００
℃で２時間還元焼成して試料を作成した。

また比較例１〜３についても８１表の配合にて実施例と
同様にして試料を得た。

これらの試料について１２００　’Ｃ還元焼成後の物性
値、熱間圧縮強さの測定およびスラグ試験、酸化試験を
行ったととる第１表の結果を得た。

なおスラグ試験および酸化試験の条件は次の通りである
。

（ａ）　　スラグ試験条件 試験装置　回転式スラグ試験装置 スラグ　　鉄子転炉スラグ　ＣａＯ／Ｓ　１０２＝３．
０試験部度　１６５１１　℃ 試験時間　４時間 （ｂ）　　酸化試験条件 試験装置　炭化けい素発熱体電気炉 試験温度　１２００℃ 試験時間　４時間 第１表 上記第１表からこの発明の実施例は比較例に比べて物性
値の熱間圧縮強さが大きく、またスラグ試験における溶
損量が減少し、さらに酸化試験においては酸化深さが少
なくアルミニウムまたはこれとシリコンの添加効果が発
現し、樹脂被覆によって耐酸化性が向上していることが
実証された。

特許出願人　　　　　　九州耐火煉瓦株式会社同代理人
　　　　　弁理士　オ日１）昭４２８

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 炭素粒子とアルミニウム粉末との混合物を合成樹脂で被
   覆した樹脂被覆物を含有することを特徴とする炭素含有
   鋳込用耐人物。