JPH0233666B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は焼結促進、熱間強度向上、および酸
化防止を目的とした炭素含有鋳込用耐火物に係
り、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、鋳込用耐火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つて鋳込体に気孔
を作つ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つて物性の低下はさけ
られなかつた。 また鋳込用耐火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漏れ難いことから流
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
クス等は水に漏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、熱間度向上、酸化防止の効果が得ら
れず、却つて物性の低下をきたして耐食性に劣る
原因が水和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漏れ性が改良
され、またアルミニウムと水とが接触しないので
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つて耐酸化性、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火物である。 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
ツクなどがあり、その粒子径は50μ以下の微粒子
から３mm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、被覆する樹脂をより多く必要
とし、また500μより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ためである。 アルミニウム粉末としては、炭素粒子または耐
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やすい
微粒子状が好ましいが、30μより小さい場合は被
覆する樹脂をより多く必要とし、必然的に熱によ
り揮発する量が多くなり気孔が増加する。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30〜
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重量部より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はSi、Fe、
FeMn、SiMn、FeCr、Cr等の金属を併用するこ
とができ、これによつ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、硬化後水に不溶または難溶性で
あつて、水に漏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、例えばフエノール樹脂、フラ
ン樹脂、キシレン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン
樹脂、アクリル樹脂などがあり、このなかでも残
炭率の点でフエ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、20重量部より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つ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
ダー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。 この混練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、混練しながら冷却して樹脂の硬化が完了する
まで混練を続ければよい。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。混合はニーダーのほかワールミキサー、
シンプソンミキサーなどの混練機を用いることが
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火物は樹脂被覆物と耐火材
を主成分とするものであり、耐火材としてはマグ
ネシア、フオルステライト、ドロマイト、石灰、
スピネル、クロム、アルミナ、ムライト、炭化け
い素などがあり、なかでもマグネシアクリンカー
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％）
であつて樹脂被覆物が３重量％より少ない場合
は、カーボン量が少量になつて耐食性に劣り、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、ピツチ、合成樹脂、リン酸
塩、けい酸アルカリ、ほう酸塩、などがあり、こ
のなかでも加熱によつて溶融し、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。 また減水材は鋳込材の水分を少なくして緻密な
構造体を形成するために有用であり、これはりん
酸塩、カルボン塩酸、スルホン酸系化合物などで
あつて、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火物は、
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得る振動鋳込み（振動成
形）法。 などの方法によつ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
脂被覆物を用いることによつて (1) 炭素粒子を樹脂被覆で覆うことによつて炭素
の耐酸化性が改善されて緻密な施工体が得られ
る。 (2) アルミニウム粉末を樹脂被覆で覆うことによ
つてアルミニウムが水と接触しないため水和反
応が防止されてアルミニウムの添加効果が発揮
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
被覆で覆うことによつて炭素とアルミニウムが
反応しやすくなつて耐酸化性、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、タンデイツシユ、転炉、電気炉、出銑
樋、出鋼樋、ランス、パイプなどに使用すること
ができるのである。 以下実施例によりこの発明を詳細に説明する。 実施例 １〜３ 第１表に示す配合物をニーダーを用いて混合し
たのち、該混合物にフエノール樹脂を添加して混
練しながら120℃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
該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についても第１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℃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
試験を行つたところ第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＋転炉スラグ CaO／SiO₂＝3.0 試験温度 1650℃ 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

【表】

【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
つて耐酸化性が向上していることが実証された。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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火物。