JPS6012992B2 - カ−ボンセメント - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熔鉱炉、電気炉等にカーボンブロックを内張り
する際に使用されるカーボンセメントに関する。

内張り施工では隣接するカーボンブロックが相互にカー
ボンセメントで接着されるが、この場合施工は通常、常
温で行なわれるので、その際施工性がよいこと、及び施
工後にセメント部分のダレ或いは惨みだしがないこと、
また昇温されてセメントが硬化されるまでの間において
もこのダレや惨み出しが少ないことが必要である。また
セメントが硬化した部分は耐溶銑性にすぐれていること
が望ましい。従来、一般に知られているカーボンセメン
トはフェ／ール樹脂等と蝦焼無煙炭粉末等との混合物に
必要によりエチレングリコール等を加えて常温で施工出
来るように適度な粘性にしたものである。

このカーボンセメントは常温で施工し易いように適度に
粘度を調整すると、施工後時間が蓬遇するとセメント層
にダレや惨み出しが生じ、また昇温過程で一層これが激
しくなって、接着機能が充分果されなくなる。

またカーボンブロック間の接着層ムラが生じ、時には部
分的に隙間が出来、溶銑の鯵透を超す原因ともなる。本
発明は常温において施工性がよく、また施工後のダレや
惨み出しがなく、しか焼成炭化後のセメント部分の耐溶
鉄性がすぐれたカーボンセメントである。

その特徴はカーボンセメントに少蔓の超微粒子状無水シ
リカを含有せしめた点にある。即ち、本発明は液状熱硬
化性樹脂、炭素質骨材粉末及び少量の超微粒子状無水シ
リカの混合物を主成分とし、さらに必要により溶媒を含
有してなるカーボンセメントである。熱硬化性樹脂とし
ては、フェノール樹脂、フラン樹脂、尿素樹脂等で常温
で液状をなす初期縮合物が適する。

これらに、縮合度によってその粘性を調整するため必要
により溶媒で希釈する。溶媒としてはエチレングリコー
ル等のアルコール類、アセトン、ベンゾール等の芳香族
溶剤、コールタール等が用いられる。また樹脂では炭化
率が高く、しかも安価なものが望ましく、この点からフ
ェノール樹脂が好ましい。炭素質の骨材粉末としては黒
鉛粉末、蝦競無煙炭粉末等が使用され、これらは約１０
０メッシュ以下の粒度のものが適する。

樹脂と骨材粉末の割合は、樹脂の性質、及び溶媒がある
場合はその基等によって異なり、施工性の面からは２０
ｑｏの粘度で３００〜７０岬ｏｉｓｅ程度になるように
するのが好ましいが、炭化後のカーボン残留率を出来る
だけ多くする方が望ましいので、骨材粉末が少な過ぎて
もよくなく、概略樹脂液１０の重量部に対し、骨材粉末
３５〜１０の重量部が好ましい。

この場合樹脂液とは溶媒を添加した場合は樹脂と溶媒の
総量である。次に、超微粒子状無水シリカについてであ
るが、これの粒度は５０〜３００Ａで、粒子の表面の所
々にＳｉＯＨ基があり、静止状態では粒子同志が弱い水
素結合を起こして粒子間のすべりが妨げられるような作
用をするが、この粒子を溶媒等に懸濁させ、蝿梓等の運
動状態下に置くと水素結合が切れて流れ易くなる性質則
ちチクソトロピツクな性質がある。

本発明はこのシリカの持つ特有の性質をカーボンセメン
トに応用することによって、施工時には粘性が下がり、
施工後の静止状態では粘度が上昇して形状安定化するカ
ーボンセメントを開発したものである。

この超微粒子状無水シリカは例えば四塩化ケイ素を燃焼
させるとによってつくることが出釆る。

また金属シリコンやフェロシリコンを電気炉で製錬する
際にダストとして発生する超微粉のシリカを用いること
も出釆る。このシリカ微粒子のカーボンセメント中の量
は０．５〜３．の重量％が適当である。

０．５％より少ないと効果が十分でなく、また３．０％
より多いとカーボン基材の性質を損うことがあるからで
ある。

これらの樹脂、骨材粉末、シリカ粉末及び必要ならば溶
媒を十分よく混合する。この場合シリカ粉末は微粒子な
ので均一に分散され効果が一様に現われる。本発明のカ
ーボンセメントは前記成分が主体であるがこれにさらに
少量の糖密等を加えてもよい。

糠密はセメントのカーボンブロックへの惨透性をよくす
る作用があるとともに、フェノール樹脂の臭気をやわら
げる働きがあり、施工に際しても含有している方が望ま
しい。カーボンセメントは施工後は硬化、次いで焼成さ
れて炭化物の層となるが、この部分が耐溶銑性が悪いと
溶鉄の鯵透等で種々のトラブルが発生する。

本発明のカーボンセメントは耐溶銑性に諮れていること
も大きな特徴である。次にこれらについて実施例を挙げ
て具体的に説明する。

実施例 １液状フェノール樹脂（固形分８７％）１０の
重量部（以下、部はすべて重量基準）、エチレングリコ
ール４５部、黒鉛粉末（６０メッシュ以下）８５部、糠
密８部をよく混合し、さらに超微粒子状無水シリカ（日
本アェロジル■製、商品名アェロジル）３．５部を添加
して十分よく混合し、カーボンセメントとした。

比較例として上記から無水シリカを除いた外は全く同一
にして、比較セメントを調整した。

次に両者を用いてカーボン板を接着し、接着面を垂直に
し、接着面の厚さを一定の状態にし、かつ浮いた状態で
両板を固定した。カーボン板は横が３瓜枕、高さが６０
肌であり、また接着層の厚さは１．５肋である。このよ
うにして両者を３０ｑ○で２４時間保持した所、本発明
のものは流出量０．１％であるのに対し、比較例のもの
は４３％であった。

また同様にカーボン板を接着し、両板を固定したまま不
活性雰囲気で５℃′ｈｒで昇温し、１０００００で２時
間保持した。

カーボンセメントの使用量に対し、炭化後の残留量、即
ち残留率を求めたところ、本発明のものは６０％、比較
例のものは３０％であった。実施例 ２ 実施例１及び比較例と同一組成物のものからモールド成
形で夫々円柱状成形体（直径２伽、長さ１５伽）を得た
。

このものを乾燥硬化後、５０℃／ｈての昇温速度で１０
００ｑｏに上げ炭素棒とした。次にこの炭素榛を１３５
０ｑｏに保持されている溶銑（Ｃ：３．５％）中に先端
より１０伽挿入し、かつ炭素棒を６０回／分で回転し、
耐溶銑性の試験を行った。１０分間試験後、両者を引上
げ、単位面積当りの重量損失を測定したところ、本発明
のものは０．１０夕／地、比較例のものは０．１２夕／
めであった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 液状熱硬化性樹脂、炭素質骨材粉末及び少量の粒度
   ５０〜３００Åの超微粒子無水シリカの混合物を主成分
   とし、さらに必要により溶媒を含有してなるカーボンセ
   メント。