JPS589072B2 - ガンシンタイカレンガ ノ セイゾウホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ノボラツク型フェノール樹脂含浸焼成耐火レ
ンガの製造方法に関するものである。

本発明者は、特願昭４９−３９３においてガラス状炭素
は、タールまたはピッチから生成される無定形炭素に比
べ、３次元的に強固に結合していることから熱冷間特に
熱間強度が優れさらに耐酸化性が良好であるとともに、
ＭｇＯの炭素による還元揮発現象においても無定形炭素
に比べ、反応性が少ないなど極めて優れた性質をもつも
のであることを見い出している。

したがって熱影響をうけてガラス状炭素を生成する有機
物質を焼成耐火レンガに含浸することによる効果を無定
形炭素を生成するタールまたはピッチを焼成耐火レンガ
に含浸した場合に比べて、要約すると次記するとおりで
ある。

その１は、ガラス状炭素が無定形炭素に比べ、耐酸化性
が優れていることからガラス状炭素が残留している焼成
耐火レンガに対する溶融塩基性スラグの侵入速度が遅く
、従って耐火レンガの溶融塩基性スラグ中への溶解が少
なく、さらに溶融塩基性スラグの侵透層が少なく、構造
的スポーリングの発生が減じられ、塩基性転炉において
、その耐用性が優れていることである。

その２は、強固に互に結合したガラス状炭素が塩基性耐
火物の開放気孔中に生成されることから、耐火レンガの
結合組織が著しく強化され耐磨耗性が著しく向上し、耐
用性が増大することがある。

その３は、塩基性耐火物の開口気孔中に生成するガラス
状炭素は、耐火レンガ中のＭｇＯを還元揮発する作用が
少ないことからＭｇＯの還元揮発による耐火レンガの熱
間における機械的強度の劣化をおこしにくく、耐用性が
増大する。

この発明は、上記したガラス状炭素を残留せしめた焼成
塩基性耐火物についてさらに研究を進め、ガラス状炭素
源として、ノボラツク型フェノール樹脂を用い、これを
焼成耐火レンガの開口気孔の９０係以上に効果的に介在
せしめる方法を開発したものである。

ノボラツク型フェノール樹脂を焼成耐火レンガの開口気
孔の９０係以上に介在せしめるには、あらかじめ所定温
度に予熱または加熱された焼成耐火レンガの開口気孔中
に存在する空気を減圧下で脱気せしめた後、上記耐火レ
ンガを加熱液化した所定温度の樹脂溶液中に挿入または
上記耐火レンガを入れた容器中に加熱樹脂溶液を注入し
、浸漬し、樹脂溶液液面を大気圧以上に加圧した状態で
所定時間浸漬するものである。

つまり耐火レンガの予熱または加熱、脱気、浸漬、大気
圧以上の加圧浸漬の含浸工程によってノボラツク型フェ
ノール樹脂を、焼成耐火レンガの開口気孔の９０係以上
介在せしめたノボラツク型フェノール樹脂含浸焼成耐火
レンガが製造されるのであるが、その際前記含浸耐火レ
ンガの製造効率が重要であり、前記含浸工程の１サイク
ルに要する時間、特に大気圧以上の加圧下における焼成
耐火レンガの浸漬時間を短かくすることが生産性を向上
させるうえで重要となる。

前記浸漬時間は、含浸温度、（ノボラツク型フェノール
樹脂を耐火レンガに含浸する際の溶液温度）におけるノ
ボラツク型フェノール樹脂溶液の粘性、含浸時加圧力（
ノボラツク型フェノール樹脂溶液中に焼成耐火レンガを
浸漬後、樹脂溶液液面に加える圧力）とが関係ある。

ノボラツク型フェノール樹脂の含浸を行なう場合、前記
浸漬時間を短縮するため、含浸温度を高めることは効果
があるが第１図に示す、ノボラツク型フェノール樹脂の
粘性と温度の関係から知られるように、ノボラツク型フ
ェノール樹脂の粘性は温度を高めることによって低下さ
せるには限度があり、例えば７０ｃｐ以下に低下させる
ことはできない。

また、この樹脂を含浸用に使用するためには２３０℃以
上に樹脂溶液温度を高めなければならず、熱経済の点か
ら不利となる欠点を有する。

または、ノボラツク型フェノール樹脂含浸時加圧力を高
めることによって前記浸漬時間を短縮することが可能で
あるが、含浸時加圧力を高めるほど、含浸槽をより高耐
圧容器とせねばならず、含浸装置建設費の増大を招き不
利となる。

また、焼成耐火レンガを含浸処理した耐火レンガは処理
後の性状として例えば室温でその表面がべとつくとそれ
を取り扱う作業性、作業環境を著しく悪化させる。

本発明は、ノボラツク型フェノール樹脂に、可塑剤を２
５重量係以下添加して溶融点が３５Ｃ以上、２５０℃以
下において粘性が５０ｃｐ以下となるような樹脂となし
、含浸槽で２５０℃以下の温度の前記樹脂溶液を焼成耐
火レンガに脱気加圧含浸させ、焼成耐火レンガの開口気
孔の９０係以上に樹脂溶液を介在せしめた耐火レンガの
製造方法に関するものである。

上記した耐火レンガの生産性を向上させる条件と、含浸
処理後の耐火レンガの表面状況とは二律背反の関係にあ
るが、本発明の特徴はその両者を充分満足させるところ
にある。

次に本発明の実施態様を説明する。

ノボラツク型フェノール樹脂に可塑剤を単味または混合
物として２５重量係添加して溶融点が３５℃以上、２５
０℃以下の温度における粘性が＋５０ｃｐ以下の樹脂と
なすのであるが、可塑剤の添加量が２５重量係をこえる
と樹脂の９００Ｃにおける残留炭素量が樹脂重量の３０
％より低下してしまうことになるが、含浸耐火レンガを
実際に金属溶湯器、金属精錬炉用内張り材として実使用
すると、例えばＭｇｏ：８５％以上含有する焼成耐火レ
ンガでは樹脂重量の２０係であるとスラグの侵透層が８
〜１０ｍｍと厚くなり、耐火レンガの構造的スポーリン
グの増大、溶損量の増大を招き耐用性が低下し、好まし
くない。

したがって本発明は、樹脂重量の３０係以上の残留炭素
量を確保する為、可塑剤の添加量は２５重量係以下とす
るものである。

また可塑剤を２５重量係まで加えたノボラツク型フェノ
ール樹脂の溶融点が３５℃より低下すると上記樹脂を含
浸した耐火レンガを取り扱ううえで、夏など気温が３０
℃をこえる場合などにおいては上記樹脂が耐火レンガ表
面で軟化し、レンガを積み重ねた時レンガ同士が密着し
たり、表面がべとつくなど取り扱い作業条件を悪化させ
ることから上記樹脂の溶融点は３５℃以上とするもので
ある。

後述する沸点１９０℃以上の可塑剤を残留炭素量との関
係で２５重量係まで添加するものであるが、ノボラツク
型フェノール樹脂の粘性の低下に効果があり、しかもそ
の樹脂の溶融点の降下をできるかぎり少なくするために
可塑剤は選定して単味または複数混合して添加するもの
である。

さらにノボラツク型フェノール樹脂に可塑剤を２５重量
係まで添加し、２５０℃以下の温度において樹脂溶液の
粘性が５０ｃｐ以下であることが必要である。

上記樹脂溶液の粘性が５０ｃｐをこえた場合において１
５０Ｌｍｘ１５０′！程度以上の断面をもつ耐火レンガ
の開口気孔の９０％以上に樹脂溶液を含浸するには、ま
ず５０ｍｍＨｇ以下の減圧下で脱気した後、含浸槽中の
加圧力のゲージ圧４ｋｇ／ｉｍ２以下で処理すると含浸
時間は１時間以上を要し、また含浸時間を１時間以内に
するためには、上記処理工程で処理する場合、含浸槽中
で加圧力をすくなくともゲージ圧４ｋｇ／ｃＩＩ以上に
する必要がある。

したがってゲージ圧ｋｇ／ｃｒ２以下の加圧力でしかも
１時間以内の含浸時間で前記焼成耐火レンガの開口気孔
の９０係以上に樹脂溶液を介在せしめるためには、樹脂
溶液の粘性を２５０℃以下の温度において５０ｃｐ以下
としなければならないことを確認した。

本発明でいう可塑剤とは、ノボラツク型フェノール樹脂
に２５重量係までの範囲で添加することによって、ノボ
ラツク型フェノール樹脂の溶融点を３５℃より低下させ
ることなく２５０℃以下の温度における粘性を５０ｃｐ
以下とすることが可能であるものをいい、沸点が１９０
Ｃ以上のものであることが望ましく例えば、フタル酸ジ
ブチル（沸点、３４０℃）、ジエチレングリコール（沸
点、２４５Ｃ）、ベンジルアルコール（沸点２０５ｃ）
、アトランセン油（沸点２５０〜２６０Ｃ）、アントラ
セン（沸点３４２Ｃ）エチレングリコール（沸点１９８
℃）の単味またはそれらの混合物である。

例えばフタル酸ジブチル２３重量係をノボラツク型フェ
ノール樹脂に添加した場合、溶融点は４９℃、かつその
粘性は第１図に示すように２００℃で４１ｃｐ，２１０
°Ｃで３３ｃｐ，２２０Ｃで２７ｃｐとなり、その粘性
は、ノボラツク型フェノール樹脂の本来の粘性に比べ、
各温度において極めて低く、粘性低下に著しい効果があ
るとともに２３重量係フクル酸ジブチルを添加したノボ
ラツク型フェノール樹脂の残留炭素量も９００Ｃで３３
．１係である。

またペンジルアルアールの場合、これのみを、ノボラツ
ク型フェノール樹脂に添加する場合第２図に示すように
１２．５重量係をこえて添加するとベンジルアルコール
添加ノボラツク型フェノール樹脂の溶融点は３５Ｃより
低下してしまうためベンジルアルコールは１２．５重量
係をこえてノボラツク型フェノール樹脂に添加できない
が、ベンジルアルコールを１２．５重量φ以下の範囲で
ノボラツク型フェノール樹脂に添加した場合においても
その粘性低下におよぼす効果は第３図に示すように極め
て犬であり、本発明の主旨目的に充分添うものである。

さらにフタル酸ジブチル；アントラセン−２：１の比の
混合物を１５重量係ノボラツク型フェノール樹脂に添加
した場合その溶融点は６５℃粘性は第１図に示すように
２００℃で４０ｃｐ、２１０℃で３８ｃｐと可塑剤無添
加のノボラツク型フェノール樹脂に比べやはり粘性低下
に著しい効果をもつものである。

本発明は上記のように調整したノボラツク型フェノール
樹脂を２５０℃以下の温度に加熱し樹脂溶液となし、こ
の樹脂溶液と、焼成耐火レンガを含浸槽中で接触させ含
浸させる。

この場合、樹脂溶液の液状を管理するため耐火レンガを
予め１５０〜２５０℃の温度に予熱または加熱しさらに
は耐火レンガ製造工程において焼成後耐火レンガの顕熱
を上記温度に保持するものである。

また上記耐火レンガは含浸に先だって例えば５０ｍｍＨ
ｇ以下の減圧下で脱気するものである。

また含浸に際しては加圧力を４ｋｇ／ｃｒｉ以下でしか
も１時間以内の含浸時間で含浸するものである。

次に本発明の実施例について説明する。

後記する実施例に於いて可塑剤添加量は内掛重量係で表
わし、含浸時加圧力とは前述したように、含浸槽に耐火
レンガを挿入後４０ｍｍＨｇ以下に減圧し、その後含浸
槽中に含浸液を注入し耐火レンガを含浸液中に浸漬した
後、含浸液液面に加える圧力のことである。

ざらに含浸温度とはその耐火レンガ浸漬中の含浸液の温
度であり、含浸時間とは含浸液を含浸槽中に注入後耐火
レンガが完全に含浸液中に浸漬され含浸槽内を加圧しは
じめ所定の圧力に達した時間から含浸液を含浸槽から排
液しはじめるまでの時間をいう。

また、本実施例にて含浸を行なった耐火レンガは、Ｍｇ
０８７．５％，Ｃａ０１１．５％の化学組成をもつ（塩
基性転炉用）焼成マグネシアドロマイト質耐火レンガま
たはＭｇ０９８．５％以上の焼成マグネシア質耐火レン
ガで、その形状は１５０ｍ龍Ｘ１８０ｍｍ以下の断面を
もつ長さ２００ｍｍ以上のもので我国で主として転炉ラ
イニング槽築用として使用されている形状の焼成耐火レ
ンガである。

含浸槽にて含没する前にあらかじめ耐火レンガは１５０
Ｃ〜２５０℃の温度になるよう予熱を行なった。

実施例 １ ノボラツク型フェノール樹脂に可塑剤としてフタル酸ジ
ブチルを２３係添加し、含浸用樹脂となし、含浸温度２
２０℃、含浸加圧力、ゲージ圧４ｋｇ／ｃｍ２、含浸時
間１５分の含浸条件にて耐火レンガ中に含浸する。

実施例 ２ ノボラツク型フェノール樹脂に可塑剤としてベンジルア
ルコールを１０係添加し含浸用樹脂となし、含浸温度１
９５℃、含浸加圧カゲージ圧３ｋｇ／ｃｍ２、含浸時間
５０分の含浸条件にて、耐火レンガ中に含浸する。

実施例 ３ ノボラツク型フェノール樹脂に可塑剤としてジエチレン
グリコールを１０係添加し、含浸用樹脂となし、含浸温
度２００℃、含浸加圧カゲージ圧４ｋｇ／ｃｍ２、含浸
時間４０分の含浸条件にて、耐火レンガ中に含浸する。

実施例 ４ ノボラツク型フェノール樹脂に可塑剤としてアントラセ
ン油を１６．５％添加し、含浸用樹脂となし、含浸温度
２１５℃、含浸加圧カゲージ圧４ｋｇ／ｃｍ２、含浸時
間１５分の含浸条件にて耐火レンガに含浸する。

実施例 ５ ノボラツク型フェノール樹脂に可塑剤としてフタル酸ジ
ブチル１０係アントラセン油１０係を添加し、含浸温度
２１０℃、含浸加圧カゲージ圧４ｋ９／ｃｍ２、含浸時
間２５分の含浸条件で耐火レンガに含浸する。

実施例 ６ ノボラツク型フェノール樹脂に可塑剤として、ベンジル
アルコール１０％アントラセン油１０係添加し、含浸温
度１８５℃、含浸加圧力２ｋｇ／ｃｍ２、含浸時間４０
分の含浸条件にて耐火レンガに含浸する。

実施例 ７ ノボラツク型フェノール樹脂に可塑剤としてポリエチレ
ングリコール＋２００、１０φ、アントラセン油５係を
添加し、含浸温度２２５℃、含浸加圧カゲージ圧２５ｋ
ｙ／ｃｍ２、含浸時間３０分の含浸条件で耐火レンガに
含没する。

実施例 ８ ノボラツク型フェノール樹脂に可塑剤としてフタル酸ジ
ブチル５係を添加し、含浸温度２２０Ｃ、含浸加圧カゲ
ージ圧４ｋｇ／ｃｍ２、含浸時間４０分の含浸条件で耐
火レンガに含没する。

実施例１〜８の方法でノボラツク型フェノール樹脂を耐
火レンガに含浸した場合、全ての実施例においてノボラ
ツク型フェノール樹脂は、耐火レンガの開口気孔の９０
係以上に含浸されており第１表に示す如く、実施例１〜
８に使用されている含浸樹脂の粘性は各々の含浸温度に
於いて全て可塑剤無添加のノボラツク型フェノール樹脂
の粘性に比べて著しく低下しているとともに含浸用樹脂
の溶融点は全て３５℃以上である。

さらに全ての含浸用樹脂は第１表に示す如く９００Ｃま
で加熱されると、樹脂重量に対して３０重量係以上のガ
ラス状炭素を生成している。

またそれらの実施例に記述した耐火レンガを実際に塩基
性転炉のライニングに使用した場合の耐用性も極めて満
足のいくものであった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ノボラツク型フェノール樹脂の温度に対する
粘性曲線及び、フタル酸ジブチル１０係、アントラセン
油５％を添加したノボラツク型フェノール樹脂、フタル
酸ジブチル２３係を添加したノボラツク型フェノール樹
脂の温度に対する粘性曲線を示す。 第２図は、ノボラツク型フェノール樹脂に溶融点に及ぼ
すベンジルアルコール添加量の影響について示す。 第３図は、ノボラツク型フェノール樹脂の１９０℃にお
ける粘性低下に与えるベンジルアルコール添加による効
果を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ノボラツク型フェノール樹脂中に可塑剤を単味ある
   いは、混合した状態で２５重量係以下添加して溶融点が
   ３５℃以上、２５０℃以下の温度において５０ｃｐ以下
   の粘性となる樹脂となし、含浸槽で２５０以下の温度の
   上記樹脂溶液を酸化物系焼成耐火レンガに脱気、加圧、
   含浸させることを特徴とするノボラツク型フェノール樹
   脂含浸焼成耐火レンガの製造方法。