JPH04310560A - マグネシア・カーボンれんがの製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、耐火れんがに関し、特
に不焼成マグネシア・カーボンれんがの製造方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】マグネシア・カーボンれんがは、マグネ
シア質原料と、例えば黒鉛等の炭素原料に有機結合剤を
添加して混練・成形した後、不焼成品では約２００℃程
度の比較的低温の下で乾燥して得られる。こうした不焼
成マグネシア・カーボンれんがは、転炉、電気炉、二次
精錬取鍋等の溶融金属容器の内張り用耐火物として広く
利用され、特にスラグや溶融金属に対する濡れ難さや熱
伝導率の高さといった上記炭素原料が、スラグや溶融金
属の稼働面からの浸透を抑制し、過焼結を防止する作用
を有するところから、優れた耐食性、耐スポーリング性
を備える。

【０００３】さらに、上記マグネシア・カーボンれんが
に耐酸化性を付与するために、例えばＡｌ粉末や、特公
昭６１−３０３号公報で開示されたＭｇ−Ａｌ合金を原
料中に添加することが行われている。また、上記有機結
合剤としてはフェノール樹脂が汎用されており、原料に
所定の粘度を付与し、成形を行いやすくするとともに、
炉の稼働時に受ける熱で揮発分が消失して組織内に炭素
成分を残留させて上記炭素質原料の作用を補完する役割
も果たす。このような有機結合剤としてフェノール樹脂
を用いる場合、残炭率、すなわち組織内に残留する炭素
成分の重量比率を４０％程度として、添加量は外掛け３
．５〜４．０重量％とするのが一般的である。このよう
なフェノール樹脂としては熱硬化性を有するとともに常
温で比較的低い粘度のレゾール型と、常温下で粘度が高
く、そのために原料を加熱しながら混練が行われるノボ
ラック型の２種類がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記レゾー
ル型のフェノール樹脂の常温下における粘度は低いが、
混練後の坏土中にあっては原料中のＭｇ又はＦｅと該フ
ェノール樹脂との間でキレート反応が起こり、該坏土の
粘性は混練後からの時間の経過とともに次第に上昇する
。従って、混練直後に成形を行った場合では、原料の粘
性が低過ぎて成形時にラミネーションが発生する恐れが
ある一方で、混練後、時間が経ちすぎると、坏土は乾い
た状態（バインダーの粘性が上がりすぎて、外観上バイ
ンダー不足の状態）を呈するところから、坏土が混練後
から成形に適した状態となるまでの時間（熟成時間）を
適切に設定する必要がある。この熟成時間は採用したレ
ゾール型のフェノール樹脂の個々の特性、使用時の気温
及び湿度、ミキサーからの排出された坏土温度等の種々
のファクターに左右され、このようなファクターを勘案
して最適な熟成時間を算出・設定するという、煩雑さが
求められる。

【０００５】さらにレゾール型のフェノール樹脂は熱硬
化性を有するため、該レゾール型のフェノール樹脂の製
造に際しては厳密な温度管理が要求されるとともに、保
管に際しても例えば１５℃以下に保たれた保冷室内で保
管する必要があり、その上、２５℃程度の条件で保管さ
れた場合でも可使用期間は、通常１カ月程度と短かかっ
た。

【０００６】一方、ノボラック型のフェノール樹脂は、
熱可塑性であるため、加熱混練が可能であるが、一般に
液状であっても硬化剤としてヘキサミンを添加して４０
％の残炭率とするためには必然的に常温での粘性が高く
なり、上記のようにミキサー等の混練手段に加熱装置を
設ける必要がある。また、上記特公昭６１−３０３号公
報で開示されたように、酸化防止剤として特に活性なＭ
ｇを含むＭｇ−Ａｌ合金の引火点は５３５℃と、従来の
Ａｌ粉末単体の引火点６５０℃に比べて低いために加熱
混練を行った場合には引火する危険があった。

【０００７】さらに上記ノボラック型のフェノール樹脂
を結合剤とする不焼成マグネシア・カーボンれんがの成
形時には、坏土中に存在する空気を排出するためにプレ
ス等の加圧・成形手段にも坏土を加熱して粘性を低くす
るための加熱装置を備える必要があった。このような事
情から発明者らは、種々の実験の結果、常温で混練可能
なマグネシア・カーボンれんがの製造に用いられるノボ
ラック型フェノールレジンの具備すべき条件として、粘
度　　　　　　１０００〜２０００　　ｃｐｓ　　（２
５℃）不揮発分　　７０±２％ 残炭率　　　　４０±２％ とすることが望ましいとの知見を得たが、粘度を低下さ
せようとすると最終製品の耐火物の強度特性を確保する
ための不揮発分、残炭率までが上記範囲未満の値にまで
低下し、実用に適さないこととなってしまう。

【０００８】本発明は上記の事情に鑑みて提案されたも
のであって、混練後の熟成期間を必要とすることなく、
常温下で混練・成形を行うことのできるノボラック型の
フェノール樹脂を結合剤とした不焼成マグネシア・カー
ボンれんがの製造方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【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、マグネ
シア質原料、炭素質原料、金属粉末原料からなる組成物
に、有機結合剤として混合比が５／９５〜１５／８５の
範囲にあるレゾール型フェノール樹脂とノボラック型の
フェノール樹脂の液状混合物を添加して、混練し、得ら
れた坏土を減圧を行いながら常温下で成形を行う構成と
する。

【００１０】

【作　　用】上記本発明の構成によれば、ノボラック型
のフェノール樹脂をベースとして、５〜１５重量％のレ
ゾール型のフェノール樹脂を配合することにより、不揮
発分、固定炭素を低下させることなく、粘度を低下させ
ることができる。この場合、レゾール型及びノボラック
型のフェノール樹脂、各々の粘度、不揮発分、残炭率は
下記の表１に示す条件とすることが望ましい。尚、表１
においてノボラック型のフェノール樹脂の残炭率は硬化
剤としてヘキサミンを添加した状態での値を示し、例え
ばヘキサミンを該ノボラック型のフェノール樹脂に対し
て７重量％添加した状態で表記範囲の残炭率が得られる
。

【００１１】

【表１】

【００１２】又、レゾール型のフェノール樹脂とノボラ
ック型のフェノール樹脂との混合比は５／９５〜１５／
８５であることが望ましく、レゾール型のフェノール樹
脂が上記範囲よりも過多となると、該レゾール型のフェ
ノール樹脂の欠点が表れて、ミキサーから排出した後、
時間の経過と共に坏土の乾きが顕著であり、熟成時間の
設定が必要となり、上記範囲よりも過少であると粘度の
低下が顕れず本発明の所期の効果が発揮されない。

【００１３】さらに上記特性を有する本発明にかかる不
焼成マグネシア・カーボンれんがの成形時には、坏土の
中へ巻き込んだ空気を抜きながら成形することにより、
低気孔率の緻密な成形体を得ることができる。この場合
、成形手段としては例えば真空脱気式プレスを使用する
ことが最も望ましい。

【００１４】

【実施例】以下、本発明に関し実施例をもとに説明する
。 ＝実施例１＝ 表２に示す配合で不焼成マグネシア・カーボンれんがの
試料を作成した。表２において、マグネシアクリンカー
の微粒、Ｍｇ−Ａｌ合金粉末、ヘキサメチレンテトラミ
ンと共に添加量が少量なので各々秤量したものを合わせ
て予め予備混合して混練した。

【００１５】また、有機結合剤として添加したフェノー
ル樹脂は本発明の適用品ではレゾール型とノボラック型
の混合割合を１０／９０とし、該ノボラック型のフェノ
ール樹脂に対して約１１％のヘキサメチレンテトラミン
を添加した。一方、従来品では１００％レゾール型のフ
ェノール樹脂を採用した。このような配合の従来品では
混練の後の熟成時間を４時間、２４時間、４８時間とし
て成形を行ったが、従来品では熟成時間が４時間ではラ
ミネーションが発生し、４８時間では坏土が硬化してと
もに成形することができなかった。また、本発明の適用
品では熟成時間を４時間、２４時間として真空脱気式プ
レスを使用し、減圧条件６０トールで成形を行った。

【００１６】表３は、本発明の適用品（熟成時間４、２
４時間）と従来品（熟成時間２４時間）の成形体の各物
性の測定値を示す。表３に見られる通り本発明の適用品
と従来品との間に顕著な差異は認められず、特に真空式
脱気プレスを使用したために圧縮強さ、曲げ強さは本発
明の適用品がやや高い値を示している。また、従来品と
本発明の適用品を４０ｔ容量の取鍋のスラグラインに張
り合わせ使用したところ、２０チャージの操業後で両者
の間に残厚の差はみられなかった。

【００１７】

【表２】

【００１８】

【表３】

【００１９】＝実施例２＝ 実施例１で用いた本発明の適用品、及び従来品で使用し
たフェノール樹脂（初期粘度３００ｃｐｓ）を５０℃の
恒温槽に入れてその粘度の経時変化を測定したところ、
本発明に係るレゾール型とノボラック型を混合したフェ
ノール樹脂では４ヶ月間粘度変化がなかったのに対し、
従来のレゾール型単体のフェノール樹脂では２週間後に
既に３０００ｃｐｓにまで粘度が上昇し、不焼成マグネ
シア・カーボンれんがの有機結合剤として適用できる限
界を逸脱していた。

【００２０】

【発明の効果】以上のように本発明によると、常温での
混練が可能であるので、引火性、爆発性の強い酸化防止
剤（例Ｍｇ−Ａｌ合金）も安全に混練でき、レゾール型
のフェノール樹脂を適用した場合に必要とされた煩雑な
熟成時間の設定が不要となるばかりか、混練直後にも成
形が可能であるのでリードタイムを短縮することができ
る。この場合の減圧しながら成形を行うとより緻密な耐
火物を製造することができる。

【００２１】さらに本発明の有機結合剤では保存性が向
上し、保管に特別の注意は不要となる効果を有するなど
、その産業上の利用価値は大いに高まる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　マグネシア質原料、炭素質原料、金属
   粉末原料からなる組成物に、有機結合剤として混合比が
   ５／９５〜１５／８５の範囲にあるレゾール型のフェノ
   ール樹脂とノボラック型のフェノール樹脂との液状混合
   物を添加して、混練し、得られた坏土を減圧を行いなが
   ら常温下で成形することを特徴とするマグネシア・カー
   ボンれんがの製造方法。
2. 【請求項２】　　硬化剤としてヘキサミンを添加した上
   記ノボラック型フェノール樹脂の２５℃での粘度が３０
   ０００〜５００００ｃｐｓ、不揮発分が７０±２％、固
   定炭素が４０±２％であり、レゾール型フェノール樹脂
   の２５℃での粘度が２５０〜３５０ｃｐｓ、不揮発分が
   ７０±２％、固定炭素が４０±２％としたことを特徴と
   する請求項１に記載のマグネシア・カーボンれんがの製
   造方法。