TW458950B - Annealing repair mix - Google Patents

Description

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經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 【產業上之利用領域】 本發明為有關一種燒結修補材料， 煉爐、炼化金屬容器等，在高溫中修補之、_作為各種精 【習知之技術及發明欲解決之問题】 厂者。 以往，對於轉爐、A0D(氬氧脫碳帝 包精煉）桶等各種精煉爐或容器的爐壁、 ，。、LF(澆 位所施工的高溫修補材料，是使用塗的損傷部 結材料等。這種高溫修補材料中，材料，高溫燒 是將白雲石、氣化银楚 =火原料，,m料㈣煉後的有稠度塊狀物，、以 ::的例時，是在出鋼後’從爐口投入於爐内損傷部位， 由爐内高溫使其熔流展開燒結，將其修補者。 燒結材料所必要的特性是不會經久變化、在高溫下 的擴展性佳’柏著性要好，性要好，及燒結硬化時， 短等。使用煤焦油粘合劑的燒結材料對經久變化，擴展性 耐用性上是不成問題，組卻有硬化時間長之問題。 因此，為了解決以往的使用煤焦油粘合劑膠狀燒杜 材料的燒結時間太長之缺點’其方法之一是針對燒結時 之縮短化而被提案的是使用液體漆用酚醛樹脂的具粘稠 動性之泥漿狀燒結材料，而得到报好的效果（特公平5 _ 41594號公報及特公平6_31161號公報），但，由於在酚 樹脂液中含有溶劑，碳化後所殘留的碳量少，因而，其 化體的強度低，又，由於是具粘稠流動性之燒結材料， 於保管當中’會有由於其粗晶粒的沈降分離，而產生經 變化之問題。 又’把燒結時間的縮短’耐用性的提升做為目標 提案的是，在於鹹性耐火材料混合粉體加上瀝青及/或 間 間 醛 在 久 所 染酚 ' I- n I m n n I n ί i f請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 訂_ h 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Μ規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製

4>SB 9 S Q A7 * " —_i·· B7 五、發明説明（） 油被覆處理之粉末中’添加作為助燃劑、濕潤劑的重油c9 德分主體之芳香族石油樹脂等所構成之粉體燒結材料（特 開平4·170370號公報），其硬化時間可縮短，且由碳結合 的硬化體之強度也高，有優異的耐用性，但，由於其所添 加的助燃劑、濕_之染盼油或重油，而會在夏天保管令 產生凝固之問題。 又有被提案的是添加可在高溫中形成碳結合的物質 和流動比助劑的己内醯胺類之燒結材料（專利公報第 25 55850號公報），但由於己内醯胺類的潮解性太強，且在 水、鹹金属的存在下會開環聚合，變化為聚醯亞胺之問題’ 在夏天或高溫多濕條件下，在保管上會凝固之問題。 又，被提案的尚有添加可在高溫中形成碳結合的物 質和流動比助劑的聯苯或二苯胺之燒結材料（特開平8_ 169772號公報）’但其以往的相較，尚未能有夠理想之粘 接強度。 本發明乃有鑑於上述問題，目的在於提供一種燒結 修補材料，其係在於可對各種精煉爐所使用的，如鎂-碳 磚等之碳結合磚作修補之修補材料中，考慮到其與母材之 粘接性，及耐用性’而可在高溫中形成碳結合，不會沈降 分離及經久變化，高溫下的擴展性大’施工後的燒：時間 短’及耐用性高之燒結修補材料者。 【發明之解決手段】 本發明的第1種燒結修補材料的特徵是相對於1〇〇 重量份的耐火材料，按流動化助劑的雙酚為！重量份〜2〇 重量份，及在高溫中形成碳結合的物質為5重量份〜4〇重 量份之比率混合而成者。 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

458 9 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（） 又，本發明的第2種燒結修補材料的特徵是相對於 100重量份的耐火材料’按流動化助劑的對烷基苯酚為1 重量份〜20重量份，及在高溫中形成碳結合的物質為5重 量份〜40重量份之比率混合而成者 又，上述在高溫下形成破結合的物質是具.有以 下的軟化點之瀝青者。 本發明是在由耐火材料及可在高溫中形成碳結合之 物質所構成的燒結材料，添加流動化助劑的雙紛或對炫基 笨酌’而發現到其係在两溫中具有良奸的擴展性、硬化性、 粘合性及施工體物性，由此而關聯到燒結材料的耐用性之 提升’而且，不會有夏天的凝固現象，沈降分離等之經久 變化，因而’在輸送或保管上很方便，在處理及施工上限 簡單，可在短時間完成燒結的施工。 【實施例】 本發所使的耐火材料是可配合於修補部位所使用的 母材之材質’例如是以氧化鎮.、白雲石、氧化妈等的鹹性 氧化物；氧化鋁、氧化鉻等的中性氧化物；二氧化矽、錄 石、氧化錯等的酸性氣化物；或破、碳化發 '氣化破等的 非氧化物等中的1種或2種以上組合而成者。耐火材料的 理想粒度是調整在通常使用於不定形耐火材料中的例如粒 徑為〇.3mm以下的細粒含有量為20重量％〜6〇重量％程 度者。 又’在高溫中形成碳結合的物質中，主要是可使用 焦油、瀝青類’也可並用酚醛樹脂類。其添加量是相對於 100重量份的耐火材料，以5重量份〜40重量份，而以 重量份〜30重量份為理想。添加量如未滿5重量份時，不 _ 6 本紙張尺度適用中國國家椟準（CNS ) A4規格（210X297公釐] " ~~~' (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁)

五、發明説明（） b充/7的形成碳結合’成為強度及粘接性差的施工體。超 過40重量份時’成為表觀孔隙性大的施工體，其耐爐渣 性會差。 本發月中可使用媒系或石油系的任一種遞青，又其 係要由爐熱所您化而成為流動狀態，因而其軟化點是被限 定於30(TC以下，而通常是以1〇〇〜2〇〇t者為理想。 又酚醛樹脂是以熱塑性的清漆型者為理想，可使用 溶點為120。以下’在室溫中成粉末狀，或薄片狀者。 本發明中作為流動化助劑所使用的雙酚，一般是以 HO- C6H4- CRR'_ c6H4-

OH (式中，R、R'為氫、烷基，是同基或為不同基均可） 所表不，例如將丙酮和笨酚以硫酸或濃鹽酸為 合所得者為如 < 媒, 經縮 ---------.—-- - _ V··. (請先閲讀背面之注項再填寫本頁) 訂 CHa

恥H〇H CHa 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 所示之雙酚A ; 又’由甲链和苯酚所合成的為如式

Η 所示之雙酚F。其中以R，R_同為甲基 的雙酚A比較便 宜 7 458950 A7 B7 五、發明説明（ 較為理想，雙酚A是白色針狀或薄片狀的結晶，熔點為丨5 5 〜1 57 C，沸點為250°C〜252°C (lSmiriHg)，非水溶性，與 瀝青有優異的混熔性，在高溫中和瀝青熔合，具有優異的 燒結材料之流動化促進作用，並在25(rc以上的溫度產生 蒸發、燃燒’呈現遞青的碳化促進作用之同時，具有縮短 硬化時間之效果。 又’由於和瀝青有高度的混熔性，可提升低粘性化 的瀝青與耐火骨材或爐壁之浸潤性，而獲得高粘接強度等 之效果。 又’本發明中’作為流動化勵劑使用的對烷基苯酚， 一般是以式 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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Cn Η *n + l 訂 經濟部中夬標準局員工消費合作社印製 (式中η為2以上的整數） 所表示，熔點為44°C〜100°C，以60°C〜84°C者為理想。 對烷基苯酚是在氣化鋁、硫酸，氟化氫、氟化硼等的存在 下，使乙烯屬烴和苯酚反應，可由工業上的製造而獲得， 有如下表，所列示者。 本紙張尺度適用中國囤家標準（CNS ) A4规格（210X 297公釐） 458950 A7-------ϋ五、發明説明（） 表1 熔點(°C) 一 -η _沸點(°c) 對乙基苯酚 44.8 219 對異丙基苯酚 61 223〜225 對叔丁基笨酚 98.4 239.7 對叔戊基苯齡 95 265 〜267 對叔辛基苯酚 84 283 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 像這種對烷基苯酚之中，例如特熔點44. VC的稍微低熔點 之對乙基苯酿單獨使用於燒結材料時，在夏天很熱時，會 滲透於耐火材料中成為如凝固之狀態，因而，要和其他炼 點較高的對烧基苯酚組合’以使其成為粉末狀的狀態。又i 炼點為60°c〜1 〇〇°C的對烷基笨酚類，可單獨使用於燒結 材料，在夏天保管也不成問題。 •對乙基苯酚在室溫下是白色固體，對異丙基笨酚是 針狀結晶’對叔丁基苯酚，對叔戊基苯酚，及對對叔辛基 苯酚都是白色薄片狀者。又，對烷基苯酚類都是非承溶性， 和瀝青間有優異的混熔性，在高溫中和瀝青相熔合，具優 異的燒結材料之流動化促進作用，在230〜290。〇以上的溫 度會蒸發與燃燒，呈現瀝青的碳化促進作用，並可縮短硬 化時間。又由於具有和瀝青的高熔合性，可提升低粘性化 的瀝青之和耐火骨材或爐壁之間之濕潤潤性，而獲得高粘 接強度等之效果。 流動化助劑的雙酚或對烷基苯酚的添加量是相對於 100重量份的耐火骨材，按1〜20重量份，現想的是1〜15 9 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（210X297公釐） n---- I----^I !_ 、 广 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 訂- ππ.ιη TV· 458 9 5 〇 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（） 重量份比率配合。如未滿1重量份時’在高溫中的燒結材 料不會有充分的擴展性，超過20重量份時，施工體會成 為多孔性，其财银性降低，太多、太少都不理想。 除此之外’為了防止氧化或提高施工體的強度，也 可混合金屬粉末等。 在本發明十，如使用粉末狀的粘合劑時，可作為粉 末狀修補材料來使用’如使用液狀的枯合劑時，可作為枯 土狀修補材料來使用《無論是那一種形態，都容易搬運和 保管’也幾乎無經久變化。在於使用本發明的燒結修補材 料時’只要以適當的方法’將其投入於各種情煉爐的修補 部位燒結即可。 所要修補的各種精煉爐的溫度至少要在6〇〇。〇以上的 高溫’本發明修補材料中所含有的雙酚或對烷基苯酚會受 爐壁的保持熱所熔化，修補材科整體成為流動狀態而擴 展，會流動到修補部位的細部，耐火材料會被填充於其中， 並由遞青的碳化形成碳結合’修補材料會硬化。該雙酚或 對烧基苯轮在開始爆化、流動時，也會同時揮發、分解、 並燃燒散失’因而其燒結時間會在短時間内結束。 在本發明中’為了要獲得熔合性優異的流動促進劑， 其中的燒結材料是只用焦油或瀝青，其係具優異的填充性 與粘著性，及耐用性。又，其中的流動化助劑是用雙酚或 對烧基苯酚’其係由揮發、分解，而低分子化，受爐内的 高溫而燃燒，因而發煙少，且也可由其燃燒熱促進熱硬化 較慢的焦油、瀝青、酿經樹脂等粘合劑之碳化。 以下’以實施例說明本發明。 實施例1〜6是含有雙酚以作為流動化助劑的修補材 ______10 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（2丨0X297公羞） ---------— . .. r (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂'

Α7 Β7 五、發明説明（） 料之實施例，實施例7〜1 3是含有對烷基苯酚的修補材料 之實施例。 又，比較例是在耐火材料中添加熱型性液狀酚醛樹 脂者，比較例2是添加瀝青和作為流動化助劑的£ -己内 醯胺者，比較例3是在耐火材料中添加瀝青和作為流動化 助劑的聯苯者，比較例4是在耐火材料中添加瀝青者，比 較例5是在耐火材料中添加瀝青和作為助燃劑、濕潤劑的 染酿·油和重油者。 將按表2〜表4的比例混合的材料8〇〇g，投入於保 持在1000°C的爐内之可燒注板上，於熄火後取出可澆注„ 板，測定燒結材料所擴展的直徑之平均值作為其擴展性^ 硬化時間是在保持1000。(：的氧化鎂磚上，放置内徑 53mmx40h的環狀模框，投入試料2〇〇g，測定其到整體硬 化為止之時間。 試料硬化後立即以剪斷粘接強度測定機，測定其粘 接強度。又，也在保持100(rc的爐内，以氧化鎂磚作成的 圍牆中投入lkg之試料，硬化後測定該硬化體之物性。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 又，保管試驗足以5〇t溫度中，在内徑5〇mmX5〇h 的模框中填充15〇g之試料，加上〇.5kg/cV之荷重’保持 1小時後，拔出時會崩潰者，算為良好者。 、其結果同時在表2〜表4中表示之，又表中的組成是 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 4 95 0 A7 B7 五、發明説明（） 表2 I 實% fe例 1 2 3 4 5 6 氧化鎮 100 100 100 100 100 100 雙酚A 2 5 7 9 6 5 瀝青(軟化點110°c) 25 16 14 - 13 瀝青(軟化點150°c) - - 14 11 - 熱型性粉末酚醛樹脂*1 3 擴展性(mm) 257 245 248 250 235 223 粘按強度(MPa) 2.6 2.7 2.5 2.6 2.0 2.5 硬化時間(分） 5 4 3.5 4 3.5 3.5 表觀孔隙性(％) 26.2 25.5 24.7 24.5 25.4 25.3 毛積比重 2.40 2.42 2.45 2.46 2.41 2.43 保管試驗 未凝固 * 1熔點85°C的酚醛樹脂，（數量平均分子量8 1 5) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ' 45 ' 45 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（） 表3 實施例 7 8 9 10 11 12 13 氧化鎂 100 100 100 100 100 100 100 對叔異丙基苯酚 2 - - - 對叔異丁基苯酚 - 5 4 - 5 7 對叔異戊基苯酚 - - 5 - - - 對叔異辛基苯齡· - - 7 6 - - 瀝青(軟化點110°C) 25 16 - 14 - 13 14 瀝青(軟化點150°c) - - 14 11 - - 熱型性粉末酚醛樹脂*1 _ • _ 3 • 擴展性(mm) 258 247 246 253 240 230 251 粘按強度(MPa) 2.6 2.7 2.6 2.7 2.1 2.4 2.7 硬化時間(分） 5 4 4 3.5 3.5 3.5 3.5 表觀孔隙性(％) 26.5 25.4 24.6 24.2 25.3 25.3 24.3 毛積比重 2.42 2.42 2.45 2.46 2.43 2.44 2.46 保管試驗 未凝固 * 1熔點85°C的酚醛樹脂，（數量平均分子量8 1 5) 13_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

A7B7 五、發明説明（） 表4 比較例 1 2 3 4 5 氧化鎂 100 100 100 100 100 瀝青(軟化點110°C) - 15 - 25 瀝青(軟化點150°c) - - 23 20 液體清漆型酚醛樹脂12 18 - - 染酿油 - 2.5 重油 - - - 2.5 ε -己内醯胺 - 7 - 聯苯 . 6 _ 擴展性(mm) 220 215 233 220 235 粘按強度(MPa) 0.6 1.3 0.8 1.8 1.4 硬化時間(分） 3 7 6 15 10 表觀孔隙性(％) 29.7 24.4 24.1 29.7 29.0 毛積比重 2.18 2.46 2.46 2.18 2.20 保管試驗 有分離 有凝固 未凝固 未凝固 有凝固 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2I0X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 1 2漆用酚醛樹脂（數量平均分子量265)的50%三甘醇溶 液，粘度55p(25°C )，（住友Durez公司製） A7 B7 五、發明説明（ 本發明的燒結修補材料與比較例的修補材料相較 時’在以擴展性表示的流動性，以硬化時間表示的燒結時 間都比較好·>又，由施工體的孔隙性之降低，粘接強度之 提高’可認定其耐#性，耐用性會有顯著的提升。 又，表示經久變化的保管試驗中，本發明的燒結修 補材料並未見到凝固現象’而在比較例2及比較例5的燒 結修補材料中，卻有凝固現象，可預料其在夏天會有經久 變化，比較例3及比較例4的燒結修補材料在粘接強度或 硬化時間上會有問題。又，僅用液體酚醛樹脂的比較例i 中可看到粗粒的沈降分離’可認為其係會有經久變化。 ---------裝— ' < , (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂- 經濟部中央標準局貝工消費合作杜印製 15 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. B8

   C8 D8 1· 一種燒結修補材料，其特徵為： 其係由：相對於100重量份的耐火材科按】 份〜20重量份的雙酚作為流動化助劑；及5 量 里重份^ 4 0 重量份的可在高溫中形成碳結合的物質為 者。 竿混合而成 2·—種燒結修補材料’其特徵為： 其係由：相對於1〇〇重量份的耐火材料按^ 份〜20重量份的對烷基苯酚作為流動化助劑，·及5量 〜40重量份的可在高溫中形成碳結合的物質 率：： 而成者。 & +混合 3.如申請專利範圍第1或2項之燒結修補材料，其中 可在高溫中形成碳結合的物質，係具3〇(rc以下 述