JPH09111155A

JPH09111155A - 炭素含有煉瓦用被覆材

Info

Publication number: JPH09111155A
Application number: JP27107095A
Authority: JP
Inventors: Yoji Fujii; 洋治藤井; Keisuke Uemori; 啓介上森
Original assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Current assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Priority date: 1995-10-19
Filing date: 1995-10-19
Publication date: 1997-04-28

Abstract

(57)【要約】【目的】摩擦係数の低い炭素含有耐火煉瓦の滑り落ち
を防止する。【構成】熱可塑性フェノール樹脂、熱溶融自硬化型フ
ェノール・ホルムアルデヒド系樹脂の少なくともいずれ
か１種と、ポリエチレンからなる合成樹脂粉末ととも
に、黒鉛、金属ケイ素、フェロシリコンの少なくとも一
種とともに、着色用の顔料を配合した粉末からなり、加
熱した炭素含有煉瓦表面を加熱して熱融着させる炭素含
有煉瓦用被覆材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】近年、マグネシア・カーボン
煉瓦などの炭素含有煉瓦は、その優れた耐食性と耐スポ
ーリング性により、転炉をはじめとする製鋼炉におい
て、急速に普及が進んでいる。本発明はこれらの煉瓦に
適用する粉体上の被覆材に関する。

【０００２】

【従来の技術】天然のリン状黒鉛などの炭素材を配合し
た炭素含有煉瓦は、摩擦係数が極めて低いために滑り易
く、製造や施工時の取扱の際に落下などの危険を伴うほ
か、また、炭素材は熱膨張係数が大きいために、炭素含
有耐火物の施工体は加熱によっていわゆるせり割れを発
生する場合がある。さらに、炉において使用の末期に煉
瓦が抜落ちる場合がある。

【０００３】これらの問題を解決するために、従来から
合成樹脂、天然樹脂と無機あるいは有機系骨材と組み合
わせた被覆材で煉瓦表面を被覆する方法が提案されてい
る。例えば、特開昭５７−１４５０９０号公報では液状
のフェノール樹脂や酢酸ビニル、アクリルなどの液状ビ
ニル樹脂と石油コークス、炭酸マグネシウムなどからな
る混合物を煉瓦に被覆する方法が提案されている。ま
た、特開平１−１７２２８６号公報、特開平２−８３２
８２号公報、特開平４−２２８４８６号公報などでは被
覆材としてフェノール、エポキシ、アクリル、酢酸ビニ
ルなどの液状樹脂と粉末あるいは顆粒状のピッチあるは
タールとの混合物が使用され、ピッチやタールは塗布面
を粗面化する役割を果たしている。

【０００４】以上のような液状樹脂を用いる方法に対し
て、特開平５−２４６７８７号公報や特開平５−２６３
０１７号公報ではポリエチレン、ポリエステルなどの熱
可塑性樹脂あるいはエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂と
粉末あるいは顆粒状のピッチやタールを混合した粉体塗
料が提案されている。

【０００５】粉体塗装は液状樹脂を用いる浸透法等と比
べて厚塗りが比較的容易であり、省資源、省エネルギ
ー、無溶剤など時代の要請にも応えることのできる被覆
方法である。

【０００６】耐火煉瓦用の被覆材は、一般にはその使用
目的から明らかなように、通常の塗料に要求される美粧
性、耐候性、耐薬品性などを必要としない。その上、築
炉後の昇温過程で膨張代としての役割を果たした後は、
燃焼により消失してしまうので、安価であり、かつ熱分
解によって毒性や腐食性の揮発物を発生しない材料であ
ることが望まれる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ポリエチレ
ン、フェノール樹脂等の合成樹脂による炭素含有煉瓦の
滑り止めや築炉時の膨張代、さらに実炉使用末期の煉瓦
の抜落ち防止用の接着性のある粉体からなる被覆材を提
供することを課題とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、炭素含有煉瓦
用の被覆材において、煉瓦表面を加熱して熱融着させる
合成樹脂粉末とともに、黒鉛、金属ケイ素、フェロシリ
コンの少なくとも一種とともに、配合材料が着色材料を
含まない場合には、さらに顔料を配合した粉末からなる
炭素含有煉瓦用被覆材である。また、合成樹脂粉末が、
熱可塑性フェノール樹脂、熱溶融自硬化型フェノール・
ホルムアルデヒド系樹脂の少なくともいずれか１種と、
ポリエチレンからなる炭素含有煉瓦用被覆材である。ま
た、ポリエチレン５〜５０重量％とともに、熱可塑性フ
ェノール樹脂または熱溶融・自硬化型フェノール・ホル
ムアルデヒド系樹脂のいずれかを５〜５０重量％を含
み、黒鉛の５〜２０重量％または金属ケイ素、フェロシ
リコンの１５〜３０重量％または黒鉛、金属ケイ素、フ
ェロシリコンの両者を含み、顔料を０〜３０重量％を配
合した粉末状の被覆材である。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の被覆材は、被覆すべき炭
素含有煉瓦を１４０〜１８０℃に加熱して塗装すること
ができ、塗布時には塗膜が発泡せず、均質で取り扱いが
容易な塗膜を形成することができる。また、塗膜を形成
した煉瓦は、炉に装着されて加熱されると塗膜が軟化し
煉瓦が接着する。また、高温での使用時には被覆材の成
分が炭素による結合を作り煉瓦を接着するので、使用末
期においても抜落防止効果を発揮する。

【００１０】本発明の被覆材に用いるポリエチレンは、
高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレンを組み合わせ
ることにより、塗膜表面の粗さを調整することができ、
製造や施工時の煉瓦の取扱の際に落下防止などの危険防
止の滑り止めの効果がある。

【００１１】ポリエチレンは５０重量％以下で、低密度
ポリエチレン２５〜４５重量％、高密度ポリエチレン２
０重量％以下を混合することが好ましい。高密度ポリエ
チレンが２０重量％以上になると塗膜表面が粗くなりす
ぎ作業性が悪くなる。ポリエチレンの粒径は、５０〜７
００μｍが好ましく、５０〜５００μｍであることがよ
り好ましい。粒径が７００μｍ以上の粒子は、粉体塗装
の際に煉瓦表面において軟化せずに煉瓦表面に残るので
好ましくない。

【００１２】熱可塑性フェノール樹脂は分子量が１００
０以下の粉末フェノール樹脂であり粒径は、５０〜４０
０μｍであることが好ましく、５０〜２００μｍである
ことがより好ましい。５０μｍ以下のものは粉体の流動
性が悪く、塗布装置あるいは、配管等に粉体が付着し作
業性が悪くなる。熱溶融・自硬化型フェノール・ホルム
アルデヒド系樹脂粉末は、重量平均分子量は１０００〜
１５０００、好ましくは３０００〜１５０００である。
重量平均分子量が１０００より小さいものは、メチロー
ル基の含有量が高くなるために、反応性が高くなりすぎ
てゲル化した硬化体が脆いものとなり、該被覆材として
好ましくない。また、重量平均分子量が１５０００以上
のものは、粉末塗装時に溶融しにくく、付着しにくいの
で好ましくない。

【００１３】また、熱溶融・自硬化型フェノール・ホル
ムアルデヒド系樹脂粉末における残留モノマーは、１０
００ｐｐｍ以下、好ましくは５００ｐｐｍ以下である。
残留モノマーが１０００ｐｐｍを越えると、炭素含有煉
瓦の塗装時に著しく発泡するため、付着力を低下させる
要因となる。フェノール樹脂として熱可塑性フェノール
樹脂と熱溶融・自硬化型フェノール・ホルムアルデヒド
系樹脂粉末を混合して用いることによって、熱可塑性フ
ェノール樹脂の欠点である吸湿による固化を防止し、貯
蔵安定性を良好なものとすることができる。両者を混合
して使用する場合には、その混合割合はフェノール樹脂
として３５〜５０重量％で、熱可塑性フェノール樹脂の
割合は１５〜４５重量％であり、熱溶融・自硬化型フェ
ノール・ホルムアルデヒド系樹脂は、１０〜４５重量％
が好ましい。２種類のフェノール樹脂を使用すること
で、融点の違いにより塗膜の表面状態を変え、滑り角度
を調整することができる。さらに、熱可塑性フェノール
樹脂の欠点である粉体の吸湿による固化を熱溶融・自硬
化型フェノール・ホルムアルデヒド系樹脂を混合するこ
とで防止し、粉体塗料としての流動性を向上させ、作業
性、貯蔵安定性が改善できる。

【００１４】また、黒鉛を用いる場合には、５〜２０重
量％であることが好ましく、５重量％よりも少ないと、
帯電によって塗布装置や配管に付着して作業性が好まし
くなく、２０重量％よりも大きいと接着性が好ましくな
い。また、金属ケイ素、フェロシリコン等は、１５〜３
０重量％が好ましく、１５重量％よりも少ないと接着性
が好ましくなく、３０重量％より大きくなると滑り角度
が２３度となるので、滑り防止の点では限界となる。ま
た、黒鉛の粒径は１８０μｍ以下で、好ましくは１０〜
１５０μｍのものが好ましく、金属ケイ素、フェロシリ
コン等は、５〜１００μｍの粒径のものが好ましく、１
０〜７５μｍのものがより好ましい。さらに、本発明の
炭素含有煉瓦用被覆材に使用するポリエチレン、フェノ
ール樹脂の粉体は、流動させることによって静電気が発
生し、帯電量が大きくなると、被覆装置等のホースに付
着し、粉体の流動性が低下し、作業性が低下するので、
導電性のある黒鉛粒子の添加によって帯電性を減少さ
せ、作業性を向上することができる。

【００１５】また、金属ケイ素、フェロシリコンは、使
用時には熱間接着性を発揮するので、付着強度が向上す
る。また、黒鉛、金属ケイ素、フェロシリコンあるいは
べんがら、酸化クロム、コバルト、各種顔料等の着色材
料を配合することによって、煉瓦を着色することができ
るので、着色の色を分けることによって使用目的、使用
場所を識別し作業性が向上する。また、本発明の被覆材
の調整は原料粉体を単に乾式混合することによって製造
することができるほか、必要に応じて溶融混練、冷凍あ
るいは常温粉砕する方法を採用することもできる。

【００１６】被覆材の被覆には静電塗装法や流動浸漬な
ど粉体塗装に用いられる各種方法が適用できるが、静電
塗装方法は、得られる被膜の品質を保持することが容易
であり好ましい。静電塗装は、例えば、コロナ荷電式粉
体塗装ガンを用い、電圧６０〜８０ｋＶ、塗料供給圧力
約１ｋｇ／ｃｍ²に設定し、１４０〜１８０℃に加熱し
た煉瓦に吹きつけて行うことができる。本発明の粉体か
らなる被覆材による被覆の膜厚は、使用する炉の温度で
の、煉瓦と被覆材とのみかけの線膨張率が０となるよう
な膨張代を形成する膜厚とすることが好ましく、マグネ
シア−カーボン煉瓦の大きさあるいは被覆材の組成によ
って異なるが０．１〜１．２ｍｍとすることが好まし
い。

【００１７】

【実施例】以下に、実施例を示し本発明を説明する。実施例１ポリエチレン粉末、フェノール系樹脂粉末として熱可塑
性フェノール樹脂、熱溶融・自硬化型フェノール・ホル
ムアルデヒド系樹脂、および黒鉛を表１に記載の配合比
で混合機を用いてよく混合し、得られた粉体を静電塗装
ガンで、電圧６０ｋＶ、圧力１ｋｇ／ｃｍ² で１６０℃
に加熱したマグネシア−カーボン煉瓦（１０×１０×３
ｃｍ）に３０秒間吹きつけ、均一な塗膜を有する試料１
〜８、比較例である比１および比２の試料を得た。

【００１８】得られた煉瓦の滑り止め効果は、塗装面を
介して重ね合わせた２枚の煉瓦を徐々に傾け上部の煉瓦
が滑り始めるときの角度（度）を測定して評価した。ま
た、塗膜の付着力は塗膜を介して接着させた２個の試験
片（２×２×３ｃｍ）の接着部分に荷重を加え、破断し
たときの荷重から（１）式によって破断強度を求め、塗
膜の付着力の尺度とした。Ｒ＝３／２・ＷＬ／ＢＤ² …（１）Ｒ：破断強度（ｋｇ／ｃｍ²）Ｗ：総荷重（ｋｇ）Ｌ：支持代の距離（ｃｍ）Ｂ：試験片の幅（ｃｍ）Ｄ：試験片の厚さ（ｃｍ）また、この試験片を炭素粉末を充填した耐火物の焼成容
器中で、還元雰囲気で１３００℃、３時間焼成し、焼成
後の該煉瓦と塗膜との接着性の有無を測定した。塗
膜の厚さは、煉瓦断面の顕微鏡写真によって測定した。
さらに、煉瓦を切断したときに、切断面に沿って塗膜の
はがれやふくれが生じないかどうかを観察し、加工性の
評価とし、総合評価と共にそれらの結果を表１に示す。
評価は、◎：非常に良いもの、○：良いもの、△：やや
不良、×：不良で表した。なお、未処理の煉瓦のすべり
角度は１０度であった。

【００１９】

【表１】

【００２０】ポリエチレン１…マルカレッツ３００ＩＰ
（丸善ポリマー製）ポリエチレン２…マルカレッツ１０７０Ｐ（丸善ポリマ
ー製）フェノール樹脂１…熱可塑性フェノール（住友デュレス
製、ＰＲ−５１３５０）フェノール樹脂２…自硬化型
フェノール・ホルムアルデヒド系樹脂（鐘紡製ベルパー
ルＳ−８９０）黒鉛…土状黒鉛ＡＰ−２なお、黒鉛は導電性を有するために、静電気防止材とし
ての効果がある。しかし配合量が２０重量％になると１
３００℃、３時間の焼成後の接着性が発現しないので、
２０重量％未満にする必要がある。また、５重量％以下
では装置内、配管中に粉体が付着し作業性が悪く塗布作
業等を行うことが事実上不可能であった。

【００２１】実施例２黒鉛に代えて、金属ケイ素（南興研磨製メタシリコン
３２５Ａ）、フェロシリコン（南興研磨製フェロシリ
コン２００）を用いた点を除き実施例１と同様に煉瓦の
被覆をした後に同様に評価をし、その結果を表２に示
す。

【００２２】

【表２】

【００２３】金属ケイ素は、１５重量％以上で接着性が
得られるが、３０重量％になると、滑り角度が２３度と
なり、滑り防止が限界となるので、１５〜３０重量％が
好ましい。

【００２４】

【発明の効果】本発明による炭素含有煉瓦用被覆材は、
静電塗装などの粉体塗装方法によって炭素含有煉瓦表面
に塗装することにより、すべり止め効果や付着力に優れ
た塗膜となり、施工時においても膨張代としての必要条
件を満たす肉厚の塗膜を形成することができるので、せ
り割れ等の問題が生じず、また熱間付着性を得ることが
でき、それにより、転炉などでの使用末期の煉瓦の抜落
ち防止としての効果が発現され、また着色剤を含有して
いるので、色による識別が可能となる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０９Ｄ 161/10 ＰＨＦＣ０９Ｄ 161/10 ＰＨＦ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炭素含有煉瓦用の被覆材において、煉瓦
表面を加熱して熱融着させる合成樹脂粉末とともに、黒
鉛、金属ケイ素、フェロシリコンの少なくとも一種とと
もに、配合材料が着色材料を含まない場合には、さらに
顔料を配合した粉末からなることを特徴とする炭素含有
煉瓦用被覆材。
【請求項２】合成樹脂粉末が、熱可塑性フェノール樹
脂、熱溶融自硬化型フェノール・ホルムアルデヒド系樹
脂の少なくともいずれか１種と、ポリエチレンからなる
ことを特徴とする請求項１記載の炭素含有煉瓦用被覆
材。