JPH04228486A - 炭素含有耐火物用コーティング材 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は耐火物に関し、特に炭素
含有耐火物の表面に塗布するコーティング材に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】転炉、溶鋼鍋等の溶融金属容器の内張り
に多用されているマグネシア−カーボンれんが等の炭素
を含有した塩基性耐火れんがは、一般に高い熱膨張率を
持っており、例えば積み上げられたれんがが炉の稼働時
に膨張して、ついにはれんがが破壊される、いわゆる「
せり割れ」を生じる場合がある。

【０００３】また、炭素原料を配合した耐火物の表面の
摩擦係数は極めて低く、例えばれんが製造時や築炉作業
時に該耐火物が手から滑り落ちる事故が発生する恐れも
ある。そこで、例えば、特開平１−１７２２８６号公報
では、築炉前に塗布されたコーティング材により該耐火
物表面に該耐火物よりも圧縮強度の低い、所定厚さの被
膜を形成することにより、上記耐火物の熱膨張による体
積の増加分を吸収して、「せり割れ」を防止するととも
に、耐火物表面を粗面化して上記落下事故の防止できる
ようにした発明が開示されている。こうしたコーティン
グ材は、例えばフェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリ
ル樹脂、酢酸ビニル、塩化ビニル等の樹脂に、ピッチパ
ウダー、木屑等の有機顆粒物を配合してなる液状体であ
り、耐火物に塗布して膜厚０．８ｍｍ以下の被膜を形成
するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで一般に炭素原
料を配合した耐火物では該炭素原料が炉の操業中に大気
中の酸素や溶鋼中のＦｅＯ等の酸化物による酸化作用を
受けて稼働面から揮発・消失し、組織脆化を招来して炉
寿命を短縮させる傾向があり、こうしたことを防止する
ためにアルミニウムや金属ケイ素等の易酸化性金属粉末
を所定量配合して炭素原料の酸化を防止することが行わ
れている。

【０００５】ところが上記易酸化性金属粉末を配合する
ことにより、ある炭素含有耐火物では１５００℃で約２
％程度にまで線膨張率が増大することとなり、このよう
な場合、例えば上記特開平１−１７２２８６号公報に記
載のコーティング材では膜厚を０．８ｍｍ以下としてい
るので該膨張により体積の増大分を吸収できずに「せり
割れ」が発生する恐れがある。

【０００６】そこでこうした事態に対応するために、コ
ーティング材による被膜の膜厚を１．５ｍｍ程度にまで
大きくすることが行われているが、そのためには該コー
ティング材を複数回に分けて塗布する煩雑な工程を必要
とする。さらにその上被膜の膜厚を大きくしすぎると、
操業時の温度にまでれんがが昇温される前の比較的低い
温度域で上記コーティング材による被膜が軟化し始め、
積み上げられたれんが同士が緩み、このときに例えば炉
の傾動動作等を行うと積み上げたれんがの一部が抜け落
ちる事態を生じ、操業時の温度でのれんがの膨張分を勘
案して上記コーティング材による被膜の膜厚を大きくす
ることは困難であることがわかった。こうした事態を少
しでも改善するためにコーティング材に配合する有機顆
粒物に軟化開始温度の高い、例えば３００℃以上の軟化
開始温度をもつ顆粒ピッチを配合することも行われ、該
顆粒ピッチが完全燃焼して消失する温度との温度差を少
なくするようにしたコーティング材も開発されてはいる
が、炭素含有耐火物が高膨張率化する状況の中では、上
記問題点を完全に解決することはできなかった。

【０００７】さらにまた、上記コーティング材によって
形成される被膜は炭素原料を配合したれんが表面の摩擦
係数を一定程度高めるものの、さらにれんがの製造時や
築炉作業時の作業性や安全性の向上のために取り扱いや
すいものとすることが求められている。本発明は上記従
来の事情に鑑みて提案されたものであって、炭素含有耐
火物による施工体の「せり割れ」の発生を抑制するとと
もに、耐火物表面の粗面化を効果的に果たしうるコーテ
ィング材を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は以下の手段を採用する。すなわち、燃焼開
始温度が６００℃以上のコークス粒と、軟化開始温度が
３００℃以上の顆粒ピッチとを、バインダー樹脂液に配
合した炭素含有耐火物用コーティング材である。さらに
望ましくは、粒径１．０ｍｍ以下の顆粒ピッチと粒径０
．５〜１．５ｍｍのコークス粒を９５：５〜５０：５０
の重量比率で混合した有機顆粒物を２０〜６０重量％配
合し、残部を液状樹脂とする構成が望ましい。

【０００９】

【作　　用】上記構成のコーティング材によれば、上記
顆粒ピッチとバインダー樹脂を配合した従来のコーティ
ング材に燃焼開始温度を６００℃以上のコークス粒を配
合することにより、顆粒ピッチが軟化を開始する３００
℃から該コークス粒が燃焼を開始するまでの少なくとも
６００℃までの温度域ではコークス粒が積み上げたれん
が間に残存するので、れんが間に空隙が生じない。

【００１０】このことは温度と吸発熱量との関係を示す
図１（ａ）　と温度と重量減少率との関係を示す図１（
ｂ）　において顆粒ピッチの特性を示す曲線Ｃ１ａ、曲
線Ｃ１ｂと、コークス粒の特性を示す曲線Ｃ２ａ、曲線
Ｃ２ｂとの差異から明らかであり、特に図１（ｂ）　で
の曲線Ｃ２ｂよりコークス粒は８００℃付近まで配合し
た量の半分以上が残存することがわかる。

【００１１】また、上記コークス粒は圧縮強度が１５０
〜１８０ｋｇｆ／ｃｍ２　とれんがの一般的な圧縮強度
である３５０〜８００ｋｇｆ／ｃｍ２　よりも小さいた
め、れんが膨張時に粉砕されるので、れんがの膨張を十
分吸収でき、「せり割れ」を生じることがないという好
適な特性をも有する。また、該コーティング材の塗布・
乾燥後には上記コークス粒が一様な突起としてれんがの
表面に露出するので、れんが表面の粗面化を有効に行う
ことができる。

【００１２】本発明において、バインダーとしての液状
樹脂としては、合成樹脂、天然樹脂あるいはこれらの混
合物を使用することが可能で、合成樹脂としては例えば
、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、酢酸
ビニル、塩化ビニル等がその例として挙げられ、天然樹
脂としては、バルサム、コロホニウム、ダマール等の植
物性樹脂、あるいはコバール、コハク等の化石樹脂がそ
の例として挙げられる。

【００１３】また、本発明で使用する有機顆粒物は、顆
粒ピッチとコークス粒を混合したものを使用するが、上
記顆粒ピッチとオイルコークス粒を、９５：５〜５０：
５０の範囲の重量比率で混合することが望ましく、コー
クス粒が上記範囲より少なくなると本発明の所期の効果
に乏しくなり、コークス粒が上記範囲より多くするとコ
ーティング材の粘度が過度に高くなって塗布時の作業性
が悪くなるとともに、塗りむらが生じる。

【００１４】また上記顆粒ピッチとコークス粒の粒径を
各々粒径１．０ｍｍ以下、粒径０．５〜１．５ｍｍとす
ることが望ましく、顆粒ピッチの粒径が大きすぎると塗
布時の作業性が低下し、コークス粒の粒径が上記範囲よ
りも小さすぎると一度の塗布作業で形成される被膜の膜
厚が小さくなり複数回の塗布作業を繰り返す必要を生じ
るので好ましくなく、コークス粒の粒径が上記範囲より
も大きすぎると被膜の膜厚が大きくなり過ぎて低温度域
でのれんがの抜け落ちを防止することができなくなる場
合がある。

【００１５】上記顆粒ピッチとコークス粒の混合物と液
状樹脂の混合割合は、該液状樹脂の粘性に応じて上記混
合物の配合量を２０〜６０重量％の範囲で調整すること
で、１回の塗布作業で望ましい膜厚の被膜を形成するこ
とができるが、顆粒ピッチとコークス粒の混合物が２０
重量％未満とすると、塗布作業時にコーティング材のた
れ落ちが生じ、均一な被膜を形成することができず、６
０重量％を超えるとコーティング材の粘度が過度に高く
なって塗布時の作業性が悪くなるとともに、塗りむらが
生じる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明に関し、実施例を従来例と比較
しながら具体的に説明する。液状樹脂として酢酸ビニル
５０％水溶液５５重量％を用い、軟化開始温度が３００
℃以上、揮発分が３０％以下の平均粒径０．７ｍｍの顆
粒ピッチと揮発分１％以下が燃焼開始温度が６００℃以
上の平均粒径１．２ｍｍのコークス粒を７０：３０でブ
レンドした有機顆粒物４５重量％を上記酢酸ビニル水溶
液に加えて十分に混合し、このコーティング材を炭素原
料成分２０重量％配合した転炉用マグネシア−カーボン
れんがにローラバケで塗布し、その後２００℃で乾燥さ
せてれんが表面に被膜を形成した。

【００１７】また比較例として、上記顆粒ピッチとコー
クス粒とからなる有機顆粒物に代えて、顆粒ピッチ単体
を用いてコーティング材を調製し、実施例と同様の作業
条件でコーティング材による被膜を形成した。 １．コーティング厚みの比較 上記作業後、れんが表面に形成された被膜の平均膜厚は
比較例では１．０ｍｍに対して、本発明に係る実施例で
は１．５ｍｍと１回の塗布作業で上記れんが表面に形成
できる被膜の膜厚が大きくなった。このことはすなわち
、同じ膜厚を形成するためにコーティング材の粘度を小
さく設定することができ、塗布作業の効率を向上するこ
とができることを示している。

【００１８】２．すべり防止効果 塗布後のれんが表面を観察すると実施例ではコークス粒
による突起が目立ち、手で触れた場合でも明らかに実施
例は比較例よりも滑りにくくなることがわかった。 ３．実炉使用を想定しての膨張率比較 直径１５ｍｍ、高さ２５ｍｍの円柱状に成形した２個の
上記マグネシア−カーボンれんが片の底面同士を上記実
施例、比較例のコーティング材による被膜を介して接触
させた２種類の試料を、窒素ガス雰囲気下で０．０１ｋ
ｇｆ／ｃｍ２の荷重を上方からかけて、徐々に昇温させ
て各温度下での上記試料の線膨張率の比較を行い、実施
例を適用した試料の線膨張率特性を示す曲線Ｓ１　と比
較例を適用した試料の線膨張率特性を示す曲線Ｓ２　を
図２にグラフとして示した。特に６００℃までの低温度
域において両曲線Ｓ１　、Ｓ２　を比較すると、曲線Ｓ
２　では３００〜６００℃の温度域で線膨張率の増加が
停滞しており、被膜中の顆粒ピッチが軟化し始め、被膜
の膜厚が小さくなったことを示しているのに対して、曲
線Ｓ１　は上記３００〜６００℃の温度域での線膨張率
の増加割合の停滞する程度が小さく、コークス粒が残存
することにより被膜の膜厚は塗布直後からそれほど変化
していないことがわかる。

【００１９】それに対して高温度域では両曲線Ｓ１　、
Ｓ２　に顕著な差異は認められず、コーティング材の体
積膨張分を吸収する性能は大差がないことがわかる。こ
のことから、特に６００℃までの低温度域のおいて発生
する被膜の膜厚の減少程度は本発明による実施例の方が
小さく、該低温度域で発生しがちなれんがの抜け落ちを
効果的に防止することができるとの結論に達した。

【００２０】

【発明の効果】以上のように、本発明では液状樹脂をバ
インダーとし、軟化開始温度が３００℃以上の顆粒ピッ
チに加えて、燃焼開始温度が６００℃以上のコークス粒
を配合することにより、特に６００℃までの低温度域の
おいて発生する被膜の膜厚の減少程度は本発明による実
施例の方が小さく、該低温度域で発生しがちなれんがの
抜け落ちを効果的に防止することができる。

【００２１】また、本発明ではコークス粒の配合量や粒
径を調製することにより、大きな膜厚を１回の塗布作業
で形成することができ、作業性の向上に寄与するととも
に、配合する易酸化性金属粉末の増量による炭素含有耐
火物の高膨張率化にも対応して施工体に積み上げられた
れんがの体積膨張分を十分に吸収することができ、「せ
り割れ」を防止できるものである。

【００２２】さらにまた、れんが表面にコークス粒によ
る突起が顕れて粗面化するので、従来よりもれんが製造
時や築炉作業時の滑り止めを充分図ることができ、作業
の安全性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】顆粒ピッチとコークス粒の温度と吸発熱量との
関係、及び温度と重量減少率との関係を示すグラフであ
る。

【図２】試料の線膨張率特性を示すグラフである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　液状樹脂をバインダーとし、軟化開始
   温度が３００℃以上の顆粒ピッチを配合した炭素含有耐
   火物用コーティング材において、上記配合に加えて燃焼
   開始温度が６００℃以上のコークス粒を配合したことを
   特徴とする炭素含有耐火物用コーティング材。
2. 【請求項２】　　粒径１．０ｍｍ以下の顆粒ピッチと粒
   径０．５〜１．５ｍｍのコークス粒を９５：５〜５０：
   ５０の重量比率で混合した有機顆粒物を２０〜６０重量
   ％配合し、残部を液状樹脂とした請求項１に記載の炭素
   含有耐火物用コーティング材。