JPS60208406A - 高炉用マツド材のバインダ− - 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〕 この発明は、高炉の操業時に使用するマット材を製造す
るだめのバインダーに関する。

〔従来技術〕

高炉の出銑口閉塞材として高炉用マット材が使用されて
いる。このような高炉用マッド材はアルミナ、カーポラ
ンダム、コークス、粘土等の耐火骨材を主成分とするも
のであるが、これらの耐火骨材のみでは出銑口閉塞材と
して使用するこ♂ができず、これに適当な可塑性や粘着
性を（＝Ｊ与すべくバインダーを添加し、混練して不定
形の混練物にして使用されている。

この高炉用マッド材については、それが特殊な条件下で
使用されるものであるから、混線性が良いこと、マッド
ガンで充填し得るだけの可塑性な有すること、充填後の
硬化速度が早いこと、開口性が良いこと、黒煙の発生や
異常な発願か無いこと等諸条件のほか、熱間強度やスラ
グに対する耐蝕性に優れていることか要求される。

このため、高炉用マット材を製造する際に使用されるバ
インターについても厳しい条件が要求され、耐火骨材に
配合して適当なｏＪ塑性や粘着性を伺与するたけでなく
、固定炭素が高く、熱間強度を向上させ、かつ、スラグ
に対する耐蝕性に優れていることが装求される。

このような目的で使用される高炉用マット拐のバインタ
ーとして、コールタールを主成分とするものや、ノボラ
ック型フェノール萌脂とエチレンクリコールの混合物で
代表されるフェノール樹脂とアルコール系溶剤との混合
物を主成分とするものが知られており、今日一般に広く
使用されている１、 しかしながら、前者のバインターは、それか安価である
という利点はあるが、これを配合して調製した高炉用マ
ントＨの硬化時間が長く、シかも、その硬化物について
も熱間強度に乏しいほか、スラグに対する耐蝕性に劣る
という問題があり、また、後者のバインターは、その原
料が高価である割にはそれを配合して調製した高炉用マ
ットＨの硬化時間、その硬化物の熱間強度及び耐蝕性に
おいて必ずしも充分であるとはいえない。

〔発明の目的〕

本発明は、かかる観点に鑑みて創案されたもので、その
目的とするところは、固定炭素が高く、熱間強度や耐蝕
性に優れた硬化物を与える高炉用マッド材を製造するこ
とができるほか、バインダーを調製した際の分散安定性
に優れ、また、高炉用マツｌ’Ｈの調製時における取扱
が容易で作業性に優れた高炉用マッド材のバインダーを
提供することにある。

〔発明の構成〕

すなわち、本発明は、フェノール樹脂とピンチとを含有
するバインダーにフェニルジオキサン油類を配合した高
炉用マッド材のバインダーである。

本発明で使用するフェノール樹脂としては、フェノール
、キシレノーノへフレソール等のフェノール類とホルム
アルデヒドとを酸性触媒の存在下で反応させて樹脂化し
た熱−１”Ｊ’　ｅＶ！　１生のノボラック型フェノー
ル樹脂が好適であるか、上記フェノール類とホルムアル
デヒドとを塩基性触媒の存在下で反応させて得られる熱
硬化性のレソール型フェノール１ｎ４　脂も使用てき、
また、芳香族炭化水素、フラン、ロンン、リクニン、脂
肪酸、乾↑４油等で変↑イ１した変性フェノール園脂で
あってもよい。このフェノール園脂は、前炉用マット材
として使用した際に市い固定炭素を示す。

また、本発明で使用するピッチとしては、それか石油系
のものてあっても、また、石炭系のものであってもよい
が、石油系のものは臭気が少ない。

このピッチは、任意の炭化水素、例えば、原油、ナフサ
、コール４−ル等を原料とし、蒸溜や熱処理等の手段に
よって得られるもの、又は、高沸点炭化水素油を重合又
は相６合させて得られるピンチ状の釧１指、例えば篩沸
点芳香族石油園脂等を挙げることかできる。また、この
ピンチについては、その軟化点によって軟化点７０°Ｃ
以下の軟ピツチ、軟化点７０〜８５°Ｃの中ピツチ及び
軟化点８５°Ｃ以」二の硬ピツチに分類されるが、好ま
しくは軟ピツチである。このピッチも高炉用マッド材と
して使用した際に高い固定炭素を示す３゜ さらに、本発明において使用するフェニルジオキサン油
類としては、フェニルジオキサン又はそのメチル、エチ
ル等のアルキル置換体等を挙げることができる。これら
の化合物は、例えば、スチレン、メチルスチレン等のビ
ニル基を持つフェニル化合物とホルムアルデヒドとをパ
ラトルエンスルホン酸等の酸触媒の存在下に縮合させる
ことによって製造することができる。また、このフェニ
ルジオキサン油類の原料として、ポリスチレン等のポリ
マーを溶解したビニル基を持つフェニル化合物の溶液を
使用することもてきる５２例えば、ビニル基を持つフェ
ニル化合物を２０重社係以」−含み、そのポリマーを溶
解した原料油とパラホルムアルテヒトとを反応させて得
たフェニルジオキサン油類も使用できる。このフェニル
ジオキサン油類は、親水性及び親油性の両者の性質を有
するためフェノール１耐す旨及びピッチの双方に対して
優れた相溶性を示し、バインターを調製した際における
分散安定性が向トする。また、ポリマーを含有するフェ
ニルジオキサン油類を陛用すると固定炭素の向ににも寄
与する、。

また、−［−記フエノール（射脂とピンチとに加えて、
相溶性や粘度低下の目的でアルコール系溶剤や界面活↑
４Ｉ剤等を添力［Ｉすることができる。この目的で使用
するアルコール系溶剤としては、例えばエチしンクリコ
ール、ンエチレンクリコール、トリエチレンクリコール
、テトラエチレンクリコール、）［］ピレンクリコール
、ジプロピレンクリコール、−＼キシレンクリコール等
のクリコール類や、クリセリン、ンクリセリン等のクリ
セリン類や、メタノール、オクチルアルコール、ノニル
アルコール等のモノアルコール類を挙げることができる
が、好ましくはエチレンクリコール等のクリコール類で
ある。

本発明において、」１記フェノール樹脂、ピンチ及びフ
ェニルジオキサン油類の配合割合については、フェノー
ル樹脂が２０〜６０重量部、好ましくは３０〜５０重量
％であり、ピンチが２０〜５０重１部、好ましくは２５
〜４０重量％であり、また、フェニルジオキサン油類が
５〜５０重量部、好ましくは１０〜８５重１％である。

フェノール樹脂の配合割合が多くなりすぎると粘度が高
くなるほか、一定は以上添加してもその性能の向上度合
か低下して不経済であり、反対に少な過ぎる♂固定炭素
が低下して熱間強度が悪化するほか、初期硬化時間も長
くなって好ましくない。また、ピッチについてはその配
合割合が多過ぎると粘度が高くなり、反対に少な過ぎる
と硬化物の熱間強度及びスラグに対する耐蝕性の向上を
目的としてピンチを添加する効果が低下し好ましくない
。さらに、フェニルジオキサン油類についてはその配合
割合が多過ぎると硬化速度が遅くなり、反対に少な過ぎ
ると分散安定性が低下する。

また、上記フェノール樹脂とピッチとに加えてアルコー
ル系溶剤や界面活性剤等を添加する場合におけるその配
合割合は、粘度や分散安定性を考慮して決定されるもの
で、アルコール系溶剤については通常１〜１５重ｆｆｉ
％、好ましくは３〜１２重量％であり、また、界面活性
剤１ζついては通常１−１０重鼠チ、好ましくは２〜５
重はチである。

本発明のバインダーを調製する際には、上記フェノール
圏脂、ピッチ及びフェニルジオキサン油類あるいはこれ
らに加えてアルコール系溶剤や界面活性剤等を所定の割
合で配合し、均一に混合すればよい。

また、本発明のバインダーは、従来公知のバインターと
同様の方法で使用することができる。すなわち、高炉用
マッド材を調製する際に、適当な耐火骨材に一定の割合
で配合して混合すればよい。

本発明のバインダーを使用し得る耐火骨材としては、従
来公知のものを広範囲に挙げることができ、具体的には
アルミナ、カーポランダム、コークス、粘−トあるいは
これらの２種以上を組合せだもの等がある。これらの耐
火骨材とバインダーとの配合割合は、耐火骨材１００重
Ｕ部に対してバインターが通常１０〜３０重＠係、好ま
しくは１５〜２５重１％である。

さらに、本発明において、フェノール樹脂としてノボラ
ック型フェノール闇脂を使用した場合には、バインダー
を調製する際に、あるいは、これを用いて高炉用マッド
伺を調製する際に、硬化剤としてヘキサメチレンテトラ
ミンを配合する。

〔実施例〕

以下、実施例及び比較例に基づいて、本発明のバインダ
ーを具体的に説明する。

フェノール樹脂としてはノボラック型及びレソール型の
ものを使用し、また、ピッチとしては潤滑油溜分生の芳
香族に富む溜升を樹脂化して得られた石油系ピッチを使
用し、さらに、フェニルジオキサン油類としてはスチレ
ン類２５重ｆｉ％及びポリステ１フフ０重＠チを含有す
る原料油とパラホルムアルデヒドとをパラトルエンスル
ホン酸触媒の存在下で反応させて得られたフェニルジオ
キサン類２４ｆｆｉ＠％を含有するフェニルジオキサン
油を使用し、各成分を第１表に示す割合で配合して常温
で攪拌下に混合し、ヘキサメチレンテトラミンを外損け
で２〜５重１％配合して混合しバインダーを調製した。

これら各バインダーについて、固定炭素、粘度及びゲル
タイムをめた。比較例１及び２のバインターと共に結果
を第１表に示す。

なお、固定炭素については、窒素ガス気流中で１分間に
５°Ｃづつ昇温させながら１０００°Ｃまで上昇させて
焼成し、残留物を秤量してその上世割合を固定炭素とし
た。また、ゲルタイムについては、試料を試験管に取り
、２００’Ｃの油浴中で加熱して内容物か流動性を失う
までの時間を測定し、この時間をケルタイムとした。

次に、ロー石粉２０、粘土粉ｌＯＸ電融アルミナ２０、
シリコンカーバイド８０１コークス２０の配合割合から
なる耐火骨材１００重社部に対して各実施例５及び６重
亜ひに比較例２品のバインダーを２２　ｆｆｉ　斑ｇ１
３配合して混練し、高炉用マッド材を調製した。これら
各マッド材を窒素気流中９００℃で硬化させ、得られた
硬化物について熱間曲げ強度及びスラグに利する耐蝕性
を調べた。結果を第２表に示す。

第１表 注：　分散安定性については、優、ＪｌｉＬ％６ＪのΦ
段階法で判定した。

第２表 なお、スラグに対する耐蝕性については、試料マツｌ”
Ｈを内張したアセチレンガスによる回転侵蝕炉にスラグ
を投入し、回転させながら１５２０℃まで−ｔ、昇させ
てその時のマット材の溶損駄を測定し、比較例２品の値
を１００として表したものである。

さらに、上記実施例５及び６品のパインターな使用して
調製した茜炉用マット材を使用し、比較列２品の高炉用
マッド拐を対照としてｌタップ当りの出ｔｉ　＆↓が７
００〜ｓｏｏ　ｔの高炉て実炉テストを行った、開口状
況について、出銑口深度においては８２００〜８５００
＋ｍ＋であり、強度発現は充分てあり、また、スラグ流
開始後における孔径拡大の傾向は従来のフェノール樹脂
系バインダーよりやや遅く、安定な出銑ができる等各実
施例品のバインダーを使用したマッド材がスラグに対し
て優れた耐蝕性を示すことが判明した。、さらに、閉塞
状況については、早強性を有する特性からマッドガンの
引抜き時間が５分と比較例２品とほぼ同程度であった。

また、充填後のマッドの硬化発現により、出銑孔の自然
開化によるトラブルが皆無であり、従って、発塵がなく
て作業環境も良好であり、出銑作業の安定化にも寄与し
ている。出銑作業成績を従来の比較例２品と対比して７
ｊｇ　３表に示す。

第８表 〔発明の効果〕 以」二の通り、本発明の高炉用マッド材のバインダーは
、固だ炭素が高く、熱間強度や耐蝕性に優れた硬化物を
与える高炉用マット材を製造することができるほか、バ
インダーを調製した際の分散安定性に優れ、また、この
バインダーを使用して高炉用マット０を調製する際にお
ける取扱が容易で作業性に優れているものである。

特許出願人　新日本製鐵株式會社 同　新日本製鉄化学工業株式会社 代理人　弁理士成瀬勝夫 同　同　中村智Ｙハ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）　フェノール樹脂きピッチとを含有するバイ／タ
   ーにフェニルジオキサン油類を配合したことを特徴とす
   る高炉用マット材のバインダー。
2. （２）　フェノール１１１指２０〜６０重量部、ピッチ
   ２０〜５ｏｆｆｉｆｆｉｅ及びフェニルジオキサン油類
   ５〜５０重量部を含有する特許請求の範囲第１項記載の
   高炉用マット材のバインター。
3. （３）　ピッチが石油系ピッチである特許請求の範囲第
   １項又は第２項記載の高炉用マッド材の１＜インター。
4. （４）　フェノール樹脂とピッチとを含有するバインダ
   ーがアルコール系溶剤を含有する特許請求の範囲第１項
   又は第３項記載の高炉用マッド材のバインター。
5. （５）　アルコール系溶剤かエチレングリコールである
   特許請求の範囲第４項記載の高炉用マッド材のバインダ
   ー。
6. （６）バインダーが早強性である特許請求の範囲第１項
   又は第２項記載の高炉用マッド材のバインダー。