KR940006428B1 - Process for the preparation of firebrick - Google Patents

Process for the preparation of firebrick Download PDF

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KR940006428B1
KR940006428B1 KR1019910025118A KR910025118A KR940006428B1 KR 940006428 B1 KR940006428 B1 KR 940006428B1 KR 1019910025118 A KR1019910025118 A KR 1019910025118A KR 910025118 A KR910025118 A KR 910025118A KR 940006428 B1 KR940006428 B1 KR 940006428B1
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정두화
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포항종합제철 주식회사
정명식
재단법인산업과학기술연구소
백덕현
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Abstract

The silicon carbide based refractory brick is manufactured by (a) mixing 65-80 wt.% silicon carbide and 20-30 wt.% the mixture of which SiC and metallic silicon powder and residual carbon are contained in the ratio of 2.5:1.0-3.7:1.0, (b) carbonizing this mixture at 800-1,100 deg.C, (c) adding 4.0-7.0 wt.% phenolic resin to the carbonized mixture, (d) molding the secondary added mixture with uniaxial or isotropic pressing and drying, (e) firing the molded brick at 1,500-1,600 deg.C for 30-40 hrs. in atmosphere of argon.

Description

탄화규소계 내화벽돌의 제조방법Manufacturing Method of Silicon Carbide Refractory Brick

제1도는 본 발명법 및 종래법에 따라 탄화규소계 내화벽돌을 제조하는 공정을 나타내는 내화벽돌 제조공정도.1 is a process for manufacturing a firebrick, showing a process for producing a silicon carbide firebrick according to the present invention method and a conventional method.

제2도는 본 발명법 및 종래법에 따라 제조된 성형체에 있어서 탄화규소 골재의 표면 상태를 나타내는 단면개략도.FIG. 2 is a cross-sectional schematic diagram showing the surface state of silicon carbide aggregate in a molded article produced according to the present invention method and the conventional method. FIG.

본 발명은 알루미늄 제련용의 전해로, 제철용 고로내장 내화물에 이용되는 탄화규소계 내화벽돌의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내식성, 내산화성 및 내스폴링성이 우수한 탄화규소계 내화벽돌의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing silicon carbide refractory bricks used in blast furnace-embedded refractories for steel smelting, and more particularly, to silicon carbide refractory bricks having excellent corrosion resistance, oxidation resistance and spalling resistance. It relates to a manufacturing method.

종래의 탄화규소계 내화벽돌은 탄화규소 골재에 금속규소 및 유기결합재를 넣고, 혼련, 성형하여 코크스 중에서 1550℃로 소성하여 제조되는데, 벽돌의 결합층에 β-SiC, Si2ON2, Si3N4, SiO2를 주로 생성시키므로, 실리케이트 결합 탄화규소질 내화벽돌의 결합층의 결점인 유리질을 배제하여 고온에서의 물성이나 슬래그에 대한 내식성을 보완하는 것이었지만, 아직 제조상에 문제가 많고, 특히, 치밀화가 문제가 되고 있다.Conventional silicon carbide refractory bricks are manufactured by inserting metal silicon and organic binder into silicon carbide aggregate, kneading and molding and firing at 1550 ° C. in coke, β-SiC, Si 2 ON 2 , Si 3 Since it mainly produces N 4 and SiO 2 , the glass material, which is a defect of the bonding layer of the silicate-bonded silicon carbide refractory brick, was excluded to compensate for the high temperature property and the corrosion resistance to slag, but there are still many manufacturing problems. , Densification is a problem.

즉, 종래에는 제1도(a)에 나타난 바와 같이, 탄화규소 골재에 유기계 결합제(탄소원), 규소분말을 동시에 혼련한 후, 성형, 건조 및 소성하여 탄화규소질 내화벽돌을 제조하였다.That is, in the related art, as shown in FIG. 1 (a), an organic binder (carbon source) and silicon powder are simultaneously kneaded with silicon carbide aggregate, and then molded, dried and calcined to produce a silicon carbide firebrick.

이 탄화규소질 내화벽돌은, 성형체에 있어서 탄화규소 골재의 표면상태를 나타내는 제2도에 나타난 바와 같이, 성형체중의 탄화규소 및 금속규소표면이 유기결합재인 페놀레진으로 피복되어 있음을 알 수 있는데, 소성시 성형체중의 페놀레진의 휘발분이 휘발되면서 많은 기공이 잔류되어 치밀한 조직의 내화벽돌을 제조하기 어렵다. 또한, 소성시 코크스를 충진하여 소성하기 때문에 벽돌의 결합층을 모두 β-SiC화할 수 없어서 소성후 β-SiC외에 Si3N4, Si2ON2등이 생성되므로 이를 고려하여 금속규소분말을 유기결합재에서 잔류되는 탄소의 양에 비하여 과량으로 첨가하기 때문에 소성제품의 내부에 미반응 금속규소가 많이 잔류하게 되는데, 이 잔류금속규소는 탄화규소계 내화벽돌을 고온에서 사용할 때 고온에서의 물성을 저해하게 된다.As shown in FIG. 2 showing the surface state of the silicon carbide aggregate in the molded body, the silicon carbide refractory brick can be seen that the silicon carbide and metal silicon surfaces in the molded body are covered with phenol resin, which is an organic binder. As the volatilization of the phenol resin in the molded body is volatilized, many pores remain and it is difficult to produce a refractory brick of dense structure. In addition, since the coking is filled and calcined during firing, all the bonding layers of the brick cannot be β-SiC, and after firing, Si 3 N 4 , Si 2 ON 2, etc. are generated in addition to β-SiC. Since the amount of carbon added in the binder is excessively large, unreacted metal silicon remains in the interior of the fired product, and this residual metal silicon inhibits physical properties at high temperatures when the silicon carbide refractory brick is used at high temperatures. Done.

이에, 본 발명자는 종래의 탄화규소계 내화벽돌의 결점을 해결하기 위한 연구를 행하고, 이 연구결과에 의해 본 발명을 제안하게 된 것으로서, 본 발명은 치밀성과 열전도도를 향상시켜 내식성, 내산화성 및 내스폴링성이 우수한 탄화규소계 내화벽돌의 제조방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.Accordingly, the present inventors have conducted studies to solve the drawbacks of the conventional silicon carbide firebrick, and the present invention has been proposed by the results of the research, and the present invention improves the density and thermal conductivity, thereby improving corrosion resistance, oxidation resistance and An object of the present invention is to provide a method for producing a silicon carbide firebrick having excellent spalling resistance.

이하, 본 발명을 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described.

본 발명은 골재부로서 탄화규소 65-80중량%와 금속규소분말과 페놀레진의 잔류탄소와의 중량비가 2.5 : 1.0~3.7 : 1.0이 되도록 금속규소분말과 페놀레진을 결합부로서 20-35중량%를 혼합하여 1차로 혼련하는 단계 ; 상기와 같이 1차 혼련된 혼합물을 탈지(페놀레진의 탄화)시키는 단계 ; 상기와 같이 탈지단계를 거친 혼합물에 대하여 성형용 페놀레진 4.0~7.0중량%를 첨가하고 2차 혼련하는 단계 ; 및 상기와 같이 2차 혼련된 혼합물을 통상의 방법으로 성형, 건조 및 소성하는 단계를 포함하여 구성되는 탄화규소계 내화벽돌의 제조방법에 관한 것이다.In the present invention, 20-35 weight of the metal silicon powder and phenol resin are combined so that the weight ratio of 65-80% by weight of silicon carbide, metal silicon powder and residual carbon of phenol resin is 2.5: 1.0-3.7: 1.0 as an aggregate part. Mixing the first mixture by mixing%; Degreasing (carbonization of phenol resin) the first kneaded mixture as described above; Adding a 4.0 to 7.0% by weight of a molding phenol resin to the mixture which has been subjected to the degreasing step as described above, and secondly kneading; And it relates to a method for producing a silicon carbide refractory brick comprising the step of molding, drying and calcining the secondary kneaded mixture in a conventional manner.

이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명에서 사용하는 탄화규소 골재로서는 순도 95%이상의 시판용 탄화규소를 사용하는 것이 바람직하며, 그 입도는 성형체의 크기에 따라서 조정하고 최밀충진이 되도록 입도분포를 조절하는 것이 바람직하다.As the silicon carbide aggregate used in the present invention, it is preferable to use commercially available silicon carbide having a purity of 95% or more, and the particle size is preferably adjusted according to the size of the molded body, and the particle size distribution is adjusted to achieve the closest filling.

상기 금속규소분말로는 평균입자 크기가 0.044mm이하로서 순도 95%이상의 것을 사용하는 것이 바람직하다.As the metal silicon powder, an average particle size of 0.044 mm or less is preferably used with a purity of 95% or more.

상기 페놀레진으로는 상온에서 혼련, 성형할 수 있고, 성형체를 50-110℃에서 건조하면 취급하기에 충분한 강도를 발현하는 레졸형의 공업용을 사용하는 것이 바람직하다.As said phenol resin, it is preferable to use the resol type industrial grade which can be knead | mixed and shape | molded at normal temperature and expresses sufficient strength to handle when drying a molded object at 50-110 degreeC.

본 발명에 있어서 내화벽돌의 골재부는 65-80중량%이고, 그리고 결합부는 20-35중량%로 제한하는 것이 바람직한데, 그 이유는 내화벽돌에 있어서 골재부가 65중량%이하인 경우에는 내침식성이 떨어져 좋지 않고, 80중량%이상인 경우에는 결합부가 적어 충분한 강도를 얻기 어렵기 때문이다.In the present invention, the aggregate portion of the refractory brick is preferably 65-80% by weight, and the bonding portion is limited to 20-35% by weight, because the corrosion resistance is poor when the aggregate portion is 65% by weight or less in the refractory brick. This is because it is not good, and if it is 80% by weight or more, it is difficult to obtain sufficient strength due to the small amount of the bonding portion.

또한, 본 발명에 있어 내화벽돌의 결합부를 형성하는 금속규소분말과 페놀레진의 첨가량은 금속규소분말과 페놀레진의 잔류탄소의 중량비가 2.5 : 1.0~3.7 : 1.0이 되도록 한정하는 것이 바람직한데, 그 이유는 β-SiC의 생성을 위한 Si와 C의 이론 중량비는 2.3 : 1.0이지만, 금속규소분말과 페놀레진의 잔류탄소의 중량비가 3.7 : 1.0보다 클 경우에는 탄화규소계 내화벽돌 내부에 금속규소가 잔류되어 내화벽돌의 고온물성을 저하시키고, 금속규소분말과 페놀레진의 잔류탄소의 중량비가 2.5 : 1.0보다 작을 경우에는 미반응의 잔류탄소가 내화벽돌의 조직을 취약하게 하고 내산화성도 저하시키기 때문이다.In addition, in the present invention, the addition amount of the metal silicon powder and the phenol resin forming the joining portion of the refractory brick is preferably limited so that the weight ratio of the metal silicon powder and the residual carbon of the phenol resin is 2.5: 1.0 to 3.7: 1.0. The reason is that the theoretical weight ratio of Si and C for the production of β-SiC is 2.3: 1.0, but when the weight ratio of residual silicon of the metal silicon powder and phenol resin is greater than 3.7: 1.0, the metal silicon inside the silicon carbide refractory brick It remains because it lowers the high temperature property of the refractory bricks, and when the weight ratio of the metal silicon powder and the residual carbon of the phenol resin is less than 2.5: 1.0, the unreacted residual carbons weaken the structure of the refractory bricks and lower the oxidation resistance. to be.

상기와 같은 중량%로 탄화규소, 금속규소분말 및 페놀레진을 1차 혼련하면, 페놀레진은 탄화규소 골재와 금속규소분말의 표면을 완전히 피복하게 된다. 피복된 페놀레진은 탈지시 탄소를 잔류시키게 되고, 소성시 금속규소분말과의 반응으로부터 β-SiC의 생성을 보다 용이하게 하며, 골재로서 첨가되는 탄화규소 미분말에도 잔류탄소가 골고루 피복되어 탄화규소 분말의 표면에 생성되어 SiO2산화피막층이 쉽게 제거되므로 α-SiC자체의 소결에도 도움을 주게 된다.When primary kneading of silicon carbide, metal silicon powder and phenol resin at the above weight%, the phenol resin completely covers the surfaces of the silicon carbide aggregate and the metal silicon powder. The coated phenol resin retains carbon when degreased, facilitates the generation of β-SiC from reaction with the metal silicon powder during firing, and evenly coats residual carbon on the fine silicon carbide powder added as aggregate. It is formed on the surface of the SiO 2 oxide film layer is easily removed, which helps the sintering of α-SiC itself.

본 발명의 제조공정을 나타내는 제1도(b)에 나타난 바와 같이, 상기와 같이 탄화규소 골재와 금속규소분말 및 페놀레진을 혼합, 혼련한 다음, 이 혼합물을 탈지하게 되는데, 이 탈지공정은 아르곤가스 분위기하에서 행하는 것이 바람직하며, 탈지하는 경우에는 페놀레진에서 생성된 잔류탄소가 탄화규소 골재와 금속규소분말의 표면을 완전히 피복시키게 된다.As shown in FIG. 1 (b) showing the manufacturing process of the present invention, as described above, the silicon carbide aggregate, the metal silicon powder, and the phenol resin are mixed and kneaded, and then the mixture is degreased. It is preferable to carry out in a gas atmosphere, and in the case of degreasing, residual carbon produced from phenol resin completely covers the surfaces of the silicon carbide aggregate and the metal silicon powder.

상기 탈지공정에 있어서 탈지온도와 탈지시간은 탈지량에 따라서 충분히 탈지되는지 여부에 따라 제한되는 것으로서, 탈지온도는 800-1100℃의 온도범위로 제한하는 것이 바람직한데, 그 이유는 탈지온도가 800℃이하에서는 탈지하는데 많은 시간이 소요되고, 1100℃ 이상에서는 생성된 β-SiC의 소결로 혼합물을 재 혼련시 문제가 되기 때문이다.In the degreasing step, the degreasing temperature and the degreasing time are limited depending on whether or not enough degreasing depending on the amount of degreasing, the degreasing temperature is preferably limited to a temperature range of 800-1100 ℃, because the degreasing temperature is 800 ℃ In the following, it takes a long time to degrease, and above 1100 ° C is a problem when re-kneading the resulting sintering mixture of β-SiC.

이 탈지공정으로 금속규소분말과 잔류탄소는 약간의 반응을 시작하여 미량의 β-SiC를 생성시킨다. 본래 금속규소와 탄소분말과의 반응은 금속규소의 융점인 1410℃이하에서는 양자의 접촉이 불충분하기 때문에 진행하기 어려운 것으로 알려져 있지만 페놀레진으로부터 탄화된 잔류탄소는 금속규소의 표면을 치밀하게 둘러싸고 있는 상태이므로 반응성이 좋으며, 또한, 반응 생성물인 β-SiC는 탄화규소 골재보다 결정립 크기가 작으므로 탄화규소 내화벽돌의 소결성 증진에 효과적이다.In this degreasing process, the metal silicon powder and the residual carbon start a little reaction to produce a small amount of β-SiC. It is known that the reaction between metal silicon and carbon powder is difficult to proceed due to insufficient contact between them at the melting point of metal silicon below 1410 ℃, but the residual carbon carbonized from phenol resin closely surrounds the surface of metal silicon. Therefore, the reactivity is good, and since the reaction product β-SiC has a smaller grain size than the silicon carbide aggregate, it is effective in enhancing the sinterability of silicon carbide refractory bricks.

상기와 같이 탈지되어 잔류탄소로 피복된 탄화규소 골재와 금속규소 미분말에 성형용 결합제인 페놀레진을 1차 혼련된 혼합물에 대하여 4.0~7.0중량%를 첨가하여 2차 혼련한다.As described above, the phenol resin, which is a molding binder, is added to the silicon carbide aggregate coated with residual carbon and the fine powder of metal silicon by adding 4.0 to 7.0% by weight to the first kneaded mixture, followed by second kneading.

상기 성형용 페놀레진의 첨가량이 4중량%미만인 경우에는 성형성이 불량하게 되고, 7중량%를 초과하면 휘발분이 기공을 잔류시키게 되므로 성형가능한 범위내에서 최소량인 7중량%이하로 한정하는 것이 바람직하다.If the addition amount of the molding phenol resin is less than 4% by weight, the moldability is poor, and if it exceeds 7% by weight, the volatiles will leave pores, so it is preferable to limit the amount to 7% by weight or less within the moldable range. Do.

상기와 같이 2차 혼련한 후 이 혼합물을 통상의 방법으로 일축가압 성형 및 등방가압 성형하여 성형체를 제조하는데, 이때, 일축가압성형은 성형체의 크기에 따라 100-1000kg/㎠의 압을 가하고, 등방가압성형은 2톤/㎠정도의 압을 가하여 성형하는 것이 바람직하다.After the second kneading as described above, the mixture is uniaxially pressurized and isotropically pressurized to produce a molded body by a conventional method. In this case, the uniaxial pressurized mold is pressurized with 100-1000kg / cm 2 depending on the size of the molded body Press-molding is preferably performed by applying a pressure of about 2 ton / cm 2.

상기와 같이 성형한 후, 성형체를 통상의 방법으로 건조 및 소성하는데, 이때, 건조온도는 50-110℃정도가 바람직하다. 상기 소성시 소성온도는 1400℃이상이면 가능하지만, 내화벽돌에서 요구되는 물성과 에너지 측면을 고려하면, 1500~1600℃의 온도범위가 바람직하고, 소성시간은 30-40시간 정도가 바람직하다.After molding as described above, the molded body is dried and fired in a conventional manner, wherein the drying temperature is preferably about 50-110 ° C. Although the firing temperature at the time of baking is possible at 1400 degreeC or more, considering the physical property and energy aspect which are required for a firebrick, the temperature range of 1500-1600 degreeC is preferable, and the baking time is about 30-40 hours.

상기 소성은 불활성 기체인 아르곤 가스분위기하에서 소성을 하는 것이 바람직한데, 그 이유는 아르곤가스 분위기하에서 소성을 할 경우 금속규소분말이 잔류탄소와 반응하여 탄화규소 단일상만을 생성시키므로, 금속규소분말의 양을 조정하기가 쉽고, 탄화규소계 내화벽돌의 소결성도 향상시킬 수 있기 때문이다.The firing is preferably carried out in an argon gas atmosphere, which is an inert gas. The reason for this is that when firing in an argon gas atmosphere, the metal silicon powder reacts with the residual carbon to generate only a silicon carbide single phase, thus the amount of the metal silicon powder This is because it is easy to adjust the temperature, and the sintering property of the silicon carbide refractory brick can be improved.

반면에, 공지 기술로서 코크스를 충진하여 소성할 경우, 소성분위기의 제어가 힘들며, β-SiC를 생성시키기 위해 첨가된 금속규소분말은 분위기중의 N2나 O2등과 반응하여 Si3N4·Si2ON2·SiO2등을 생성시키게 된다. 따라서 잔류탄소와 반응하게 될 금속규소분말의 첨가량을 조정하기가 어렵다.On the other hand, when the coke is filled and calcined by a known technique, it is difficult to control the small-component crisis, and the metal silicon powder added to generate β-SiC reacts with N 2 or O 2 in the atmosphere to form Si 3 N 4 ·. Si 2 ON 2 · SiO 2 and the like are produced. Therefore, it is difficult to adjust the amount of the metal silicon powder to react with the residual carbon.

본 발명에 따라 성형된 성형체에 있어서 탄화규소 골재의 표면상태를 나타내는 제2도에 나타난 바와 같이, 성형체에 있어서 탄화규소 골재 및 금속규소분말의 표면이 잔류탄소에 의해 피복되어 있음을 알 수 있는데, 이 성형체를 상기와 같이 소성하면 금속규소와 잔류 탄소는 모두 β-SiC화 되고 이것이 탄화규소 골재를 결합해 주는 역활을 하여 고강도, 고치밀질의 탄화규소계 내화벽돌이 제조된다.As shown in FIG. 2 showing the surface state of the silicon carbide aggregate in the molded article molded according to the present invention, it can be seen that the surfaces of the silicon carbide aggregate and the metal silicon powder in the molded article are covered with residual carbon. When the molded body is calcined as described above, both the metal silicon and the residual carbon are β-SiC, which serves to bond the silicon carbide aggregate, thereby producing a high-strength, high-density silicon carbide refractory brick.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

[실시예]EXAMPLE

내화재료용 탄화규소 골재, 금속규소분말과 페놀레진(고정탄소 49%)을 하기 표 1과 같은 배합비로 상온(발명재 및 비교재)에서 1차로 혼련하였다. 발명재 및 비교재에 대해서는 1차 혼련된 혼합물을 아르곤가스 분위기하에서 승온속도를 5℃/분으로 하여 1100℃까지 승온시킨후, 이 온도에서 6시간 동안 페놀레진이 충분히 탄화되도록 탈지처리 하였다.Silicon carbide aggregates, metal silicon powder and phenol resin (49% fixed carbon) for the refractory material were kneaded first at room temperature (inventive material and comparative material) in the mixing ratio as shown in Table 1 below. In the invention and the comparative material, the first kneaded mixture was heated to 1100 ° C. under an argon gas atmosphere at a temperature increase rate of 5 ° C./min, and then degreased to sufficiently carbonize the phenol resin for 6 hours at this temperature.

상기와 같이 탈지처리된 혼합물에 성형용 페놀레진 4중량%를 첨가하여 2차 혼련하고 400kg/㎠의 압력으로 일축가압하여 120×120×400mm의 성형체를 제조한 후, 2톤/㎠의 압으로 등방가압 성형하였다.4 wt% of the phenol resin for molding was added to the degreasing mixture as described above, followed by secondary kneading and uniaxial pressure at 400 kg / cm 2 to produce a 120 × 120 × 400 mm molded body, followed by a pressure of 2 ton / cm 2. Isotropic pressing was performed.

상기와 같이 성형된 성형체를 건조한 다음, 아르곤가스 분위기하에서 5℃/분의 속도로 1550℃까지 승온시켜 이 온도에서 30시간 유지(소성)하여 내화벽돌을 제조하였다.The molded article molded as described above was dried, and then heated to 1550 ° C. at a rate of 5 ° C./min in an argon gas atmosphere, and maintained at this temperature (baking) for 30 hours to prepare a firebrick.

한편, 종래재는 하기 표 1과 같이 탄화규소 골재에 금속규소와 페놀레진을 동시에 혼합하여 120-140℃에서 혼련한 다음 숙성하여 400kg/㎠의 압력으로 일축가압하여 120×120×400mm의 성형체를 제조한 후, 2톤/㎠의 압으로 등방가압 성형하였다.On the other hand, conventional materials are mixed with silicon carbide aggregate and silicon silicon phenol resin at the same time as shown in Table 1, kneaded at 120-140 ℃ and then aged to uniaxially pressurized at a pressure of 400kg / ㎠ to produce a molded body of 120 × 120 × 400mm Then, isostatic pressing was performed at a pressure of 2 ton / cm 2.

상기와 같이 성형된 성형체를 취급하기에 필요할 정도의 강도를 갖도록 냉각 또는 건조한 다음 코크스속에 묻어 1400℃에서 30시간 소성하여 내화벽돌을 제조한 것이다.Cooling or drying to have the strength necessary to handle the molded article as described above, buried in the coke and baked for 30 hours at 1400 ℃ to produce a refractory brick.

상기와 같이 제조된 각각의 내화벽돌 시편에 대하여 부피비중, 기공율, 압축강도, 및 열간곡강도(1400℃)를 측정하고, 그 측정결과를 하기 표 1에 나타내었다.For each refractory brick specimen prepared as described above, the specific gravity, porosity, compressive strength, and hot bending strength (1400 ° C.) were measured, and the measurement results are shown in Table 1 below.

[표 1]TABLE 1

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명재(1-3)는 금속규소와 잔류탄소와의 중량비가 본 발명의 범위인 2.5 : 1.0~3.7 : 1의 범위를 벗어난 비교재(4) 및 (5)에 비하여 부피비중, 기공율, 압축강도 및 열간곡강도에 있어서 우수함을 알 수 있다.As shown in Table 1, the present invention material (1-3) is a comparative material (4) and (5) in which the weight ratio of metal silicon and residual carbon is outside the range of 2.5: 1.0 ~ 3.7: 1 of the present invention Compared to), it is excellent in volume specific gravity, porosity, compressive strength and hot bending strength.

즉, 비교재(4)는 금속규소분말에 비하여 잔류된 탄소의 양이 많아 결합부에 β-SiC의 생성량이 적고 또 미반응 탄소에 의하여 기공율이 높아서 상온강도나 고온강도가 떨어지며, 비교재(5)는 금속규소분말이 과다하게 첨가된 것으로서 상온강도나 기공율에는 큰 차이가 없으나 미반응 금속규소가 내화벽돌의 내부에 존재하기 때문에 고온에서의 물성이 저하된다.That is, the comparative material 4 has a higher amount of carbon remaining than the metal silicon powder, so that the amount of β-SiC produced in the bonding portion is small, and the porosity is high due to the unreacted carbon, thereby decreasing the room temperature strength and the high temperature strength. 5) is an excessive addition of metal silicon powder, and there is no significant difference in room temperature strength or porosity, but physical properties at high temperature are deteriorated because unreacted metal silicon is present inside the refractory brick.

한편, 종래재는 본 발명법으로 제조된 것과는 달리 탈지공정을 거치지 않고 성형을 하였기 때문에 성형체 내부의 탄화규소 골재 및 금속규소분말에 피복되어 있던 페놀레진이 소성시 탄화되면서 휘발분이 휘발되는데, 이로 인하여 내화벽돌의 내부에 기공이 잔류하므로 얻을 수 없고, 또한, 소성시 코크스속에 묻어서 소성하기 때문에 승온효과는 있으나, 소성분위기 제어가 어려워 결합부 β-SiC의 생성에 필요한 금속규소의 양을 조정하기가 어렵다.On the other hand, the prior art material was formed without undergoing a degreasing process, unlike the one manufactured by the present invention, and volatilized volatilized when the phenol resin coated on the silicon carbide aggregate and the metal silicon powder was fired during firing. Pore remains in the interior of the brick and cannot be obtained. Also, because it is buried in the coke during firing, it has a temperature raising effect, but it is difficult to control the amount of metal silicon necessary for the formation of the bonding part β-SiC due to the difficulty of controlling the minor component crisis .

상술한 바와 같이, 본 발명은 내 침식성이 우수하고 열적 스폴링에 강할 뿐만 아니라 상온 및 열간강도가 우수한 치밀질 탄화규소 벽돌을 제공할 수 있는 효과가 있는 것이다.As described above, the present invention has the effect of providing a dense silicon carbide brick having excellent corrosion resistance and strong thermal spalling as well as excellent at room temperature and hot strength.

Claims (5)

골재부로서 탄화규소 68-80중량%와, 금속규소분말과 페놀레진의 잔류탄소와의 중량비가 2.5 : 1.0~3.7 : 1.0이 되도록 금속규소분말과 페놀레진을 결합부로서 20-35중량%를 혼합하여 1차로 혼련하는 단계 ; 상기와 같이 1차 혼련된 혼합물을 탈지시키는 단계 ; 상기와 같이 탈지단계를 거친 혼합물에 대하여 성형용 페놀레진 4.0~7.0중량%를 첨가하고 2차 혼련하는 단계 ; 및 상기와 같이 2차 혼련된 혼합물을 성형, 건조 및 소성하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 탄화규소계 내화벽돌의 제조방법.20-35% by weight of the metal silicon powder and the phenol resin are combined so that the weight ratio of the silicon carbide 68-80% by weight as the aggregate portion and the residual carbon of the metal silicon powder and the phenol resin is 2.5: 1.0 to 3.7: 1.0. Mixing and kneading firstly; Degreasing the first kneaded mixture as described above; Adding a 4.0 to 7.0% by weight of a molding phenol resin to the mixture which has been subjected to the degreasing step as described above, and secondly kneading; And forming, drying and firing the secondary kneaded mixture as described above. 제1항에 있어서, 탈지단계가 800-1100℃의 온도범위로 아르곤가스 분위기하에서 행하여지는 것을 특징으로 하는 탄화규소계 내화벽돌의 제조방법.The method for producing silicon carbide-based refractory brick according to claim 1, wherein the degreasing step is performed in an argon gas atmosphere in a temperature range of 800-1100 ° C. 제1항에 있어서, 성형단계가 100-1000kg/㎠의 일축가압성형과 2ton/㎠정도의 등방가압성형으로 행하여지는 것을 특징으로 하는 탄화규소계 내화벽돌의 제조방법.The method for producing silicon carbide-based refractory brick according to claim 1, wherein the forming step is performed by uniaxial press molding of 100-1000 kg / cm < 2 > and isotropic pressing molding of about 2ton / cm < 2 >. 제1항에 있어서, 건조온도가 50-110℃의 온도범위인 것을 특징으로 하는 탄화규소계 내화벽돌의 제조방법.The method for producing silicon carbide-based refractory brick according to claim 1, wherein the drying temperature is in the range of 50-110 ° C. 제1항에서 제4항중의 어느 한 항에 있어서, 소성단계가 1500~1600℃의 온도범위에서 30-40시간동안 행하여지는 것을 특징으로 하는 탄화규소계 내화벽돌의 제조방법.The method for producing silicon carbide refractory brick according to any one of claims 1 to 4, wherein the firing step is performed for 30-40 hours in a temperature range of 1500 to 1600 ° C.
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KR100305244B1 (en) * 1999-02-06 2001-09-13 한종웅 method for fabricating silicon carbide fire proof material
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