JPH04209746A - 耐火物の製造法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、製鋼設備に使用する耐火物、とくに取鍋とタ
ンディッシ二間、タンデイツシユとモールド間等での流
量制御を行うスライディングノズルプレート、ロングノ
ズル、浸漬ノズル等の連続鋳造用ノズル耐火物に適した
溶融金属の鋳造に際して使用に適した耐火物の製造方法
に関する。

〔従来の技術〕

このノズル用耐火物を溶鋼の鋳造に適用した場合、安定
した鋼の鋳造を行うことができること、良好な鋼の品質
を得ることができるように耐スポーリング性、耐食性、
気密性等の特性が要求される。

従来から、この要求特性を充たすために酸化物−カーボ
ンを含む非酸化物系の複合耐火物が広く使用されてきた
。例えば、ロングノズル、浸漬ノズルにはアルミナ−黒
船質やジルコニア−黒鉛質が使用されている。これは溶
鋼に対する耐食性に優れたアルミナやスラグに対する耐
食性に優れ、熱伝導率が高く、耐スポーリング性に優れ
た黒鉛を組み合わせたものである。

さらに、こうした耐火物は溶鋼流や操業時の機械的制動
により発生する大きな機械的荷重や衝撃に耐えるため高
い機械的強度が必要である。

従来、このような配合耐火物を製造する手段として、フ
ェノール樹脂に結合剤としての機能を付与すべく例えば
アルコール系の適量の低沸点溶剤が併用されてきた。そ
れにより半溶融状態となった樹脂が耐火性骨材の表面を
濡らすことで造粒子を形成し、これによって機械的強度
の改善に寄与せしめていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、この改善策は溶剤の人体に対する安全性、火災
等の危険性といった！ｉ題を抱えている。

しかも使用される溶剤は、配合物の成形に必要量を除い
て殆どが廃棄されており、これは資源の有効活用及び生
産工程の経済性といった面からも無駄なことである。

本発明において解決すべき課題は、耐火物の製造に際し
てフェノール樹脂と共に併用される低沸点溶剤による上
記問題を解消するもので、鋳造用ノズル耐火物としての
要求特性である耐食性、熱伝導率、耐スポーリング性を
何等阻害することなく機械的荷重や衝撃に耐えるため高
い機械的強度が向上した耐火物の製造法を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、炭素質材の合計が５０重量％以下で、残部が
ＡｌｚＯｓ、Ｓ　ｉｏａ、ＺｒＯ，ＣａＯ，ＭｇＯのう
ち一種または二種以上を含有する耐火性材料と結合剤と
してメチロール基が極端に少なく緩やかな自硬化性を有
する硬化前において重量平均分子量１０．０００以上の
ポリマーを含有する球状ないし粒状の自硬化性特殊高分
子フェノールホルムアルデヒド樹脂及び水からなる配合
物を混練造粒成形焼成することによってその課題を達成
した。

〔作用〕

本発明は、ある種の特殊フェノール樹脂を結合剤として
使用し好ましくは造粒時に加熱（６０℃〜１３０℃）　
することにより、溶剤に代わり水による配合造粒が可能
であるという知見に基づく。

フェノール樹脂は大きく分類すると自硬化性であるレゾ
ール樹脂と硬化剤を必要とするノボラック樹脂に分けら
れる。いずれも粒子形状が不定形で重量平均分子量１０
．０００以上のポリマーを含有しない、いわゆる汎用フ
ェノール樹脂と呼ばれるものが一般的である。また１０
．０（１０にｌ上のポリマーを有する高分子系レゾール
であっても、イチロール基が過剰に存在するため硬化が
早い。同様に高分子ノボラックでも必要な硬化剤が造粒
段階で部分硬化し、膏剤を濡らすというバインダー機能
が低下することによって焼成後の強度が著しく低下する
。それに対し本発明において使用する特殊フェノール樹
脂とは自硬化性であるが汎用レゾール型フェノールに比
ベメチロール基自体が１７５〜１／１５と極端に少なく
、化学構造上Ｐ−位（パラ位）がメチレン（−ＣＨ，）
結合によっである程度塞がれているため硬化が緩やかで
あり、かつ低吸湿性で重量平均分子量１０．０００以上
のポリマーを含有する球状ないし粒状の樹脂である。こ
のような特殊高分子フェノール樹脂としては例えばベル
パールＳ（鐘紡株式会社製）がある。

本発明者は、水造粒の特徴である加熱状態でのフェノー
ル樹脂の均一な可塑化を実現すべく、自硬化性でありな
がら、１３０℃以下では非常に硬化しにくく、しかも低
吸湿性で、重量平均分子量が１０、０００　Ｅｌ上のポ
リマーを含有する球状ないし粒状の特殊高分子フェノー
ルに着目、水造粒を可能とするための検討を行った。

木造粒の場合、溶剤方式と異なりフェノール樹脂を溶解
しないという本質的な相違点がある。すなわちミキサー
内で加熱状態にある水は特殊フェノール樹脂を溶解する
わけではなく、樹脂表面に接触しミキサーに供給される
熱を樹脂に対し有効に伝達する役割を果たし、特殊フェ
ノール樹脂の均一な可塑化を促す。こうして均一に可塑
化された特殊フェノール樹脂は、従来技術にふける汎用
フェノール樹脂と同様に耐火性骨材の表面を濡らし、造
粒子形成のための結合材としての効果を発揮する。

その結果、木造粒で得られた耐火物の品質は従来技術に
よる製法と比べ、同等以上の品質を示し、本発明を完成
するに至った。

炭素質としては天然または人造黒鉛、コークス、メンフ
ェースカーボン、等方性特殊カーボン、カーボンブラッ
クで、できるだけ高純度のものが望ましく、５重量％よ
り少ないと耐スポーリング性と耐スラグ浸潤性の点で劣
り、５０重量％より多いと高い強度が得られず、製造面
での作業性に劣る。

残部を構成する耐火性骨材として、アルミナは強度及び
溶鋼に対する耐食性に優れ、シリカは通常溶融シリカと
して添加され低膨張のため耐スポーリング性に優れる。

ジルコニアは一般的にはライムで安定化された状態で使
用されるためライムを使用する。

〔実施例〕

本発明を鋳造用ノズルに適用した実施例について説明す
る。

表１に示す耐火原料の配合物にバインダーとして従来技
術による汎用フェノール樹脂、本発明による自硬化性高
分子フェノール樹脂を用いて成形用配合物を調製した。

それをアイソスタチックプレス→乾燥→焼成工程を経て
、浸漬ノズルを得た。

比較例１は従来の手法によるアルミナ・カーボン質浸漬
ノズルである。

比較例２は汎用フェノール樹脂を使用した水造粒（加熱
法）によるものである。

比較例３は自硬化性特殊高分子フェノール樹脂を使用し
た炭素質が請求の範囲外（５０重量％超）の水造粒によ
るものである。比較例２は加熱することによってバイン
ダーの部分硬化が始まり、アイツタチックプレスに適用
可能な造粒子が得られず低強度で焼成時の亀裂発生（歩
留りの悪化）につながる。比較例３は低強度で製造面で
の大幅な作業性の悪化につながる。

比較例４は従来の手法によるジルコニア・カーボン質で
あり、比較例５はジルコニア・ライム・カーボン質であ
り、比較例６はＳｉＣ］ａ含有アルミナ・カーボン質で
あり、各々耐スラグ性、付着防止性材質、本体材質とし
て鋳造用ノズルに適宜使用されている。

実施例１〜５は本発明の実施例として自硬化性特殊高分
子フェノール樹脂を使用した木造粒方式であるが、比較
例１の従来技術と全く同等の物性値を示す。実施例６〜
８についても従来技術による比較例４〜６と同等の物性
値であり、本発明の有効性を示している。

実際に実施例３に示す浸漬ノズルをＡ製鋼所Ｂ工場の１
３Ｏｔｏｎ鍋で使用した結果、従来品と全く同等に使用
できることが確認された。

〔発明の効果〕

本発明によって以下の効果を奏することができる。

（１）　　自硬化性でありながら１３０℃以下では非常
に硬化しに＜＜、ミキサー内における加熱状態での可塑
化によりバインダー機能が付与でき、低沸点溶剤から水
への置換が可能となる。

（２）低沸点溶剤の人体への安全性、火災等の危険性と
いった課題が解消される。

（３）　　さらに溶剤を使用しないことから、資源の有
効活用及び生産工程の経済性の改善に大きく寄与する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．炭素質材の合計が５０重量％以下で、残部がＡｌ＿
   ２Ｏ＿３，ＳｉＯ＿２，ＺｒＯ＿２，ＣａＯ，ＭｇＯの
   うち一種または二種以上を含有する耐火性材料と、結合
   剤として汎用レゾール型フェール樹脂と比較してメチロ
   ール基が１／５〜１／１５であり、緩やかな自硬化性を
   有する硬化前において重量平均分子量１０，０００以上
   のポリマーを含有する球状ないし粒状の自硬化性特殊高
   分子フェノールホルムアルデヒド樹脂及び水からなる配
   合物を混練造粒成形焼成する耐火物の製造方法。