JPS62119152A - 耐火物用バインダ - 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」 この発明は不定形耐火物のバインダ特に乾式振動成型耐
火物に適したバインダに関する。

「従来例」及び「その問題点」 乾式振動成型耐火物は、金枠に耐火原料とバインダであ
るフェノールレジンの混合物を入れて振動させ組織を密
充填状態にした後加熱して硬化させ、その後に金枠を外
すこと（こよって製造される。

しかしながら、この状態で直接受銑させると施工体の稼
動面で、溶銑等の侵入を防ぐような焼結層が形成される
以前に上記フェノールレジンが分解し、稼動面が脆弱化
し摩耗率が高くなる。そこでと記脱枠後直接受銑するこ
とはしないで、ガスバーナ等で稼動面を８００°Ｃ程度
に加熱し、焼結層を形成させることが試みられている。

しかしながらこの場合、フェノールレジンの分解速度は
耐火微粉原料の焼結する速度より早くかつ４００’Ｃ付
近から分解するので、充分な焼結体が形成されるまでに
施工体表面が脆弱化する現象が生じる。

そこで更に受銑の際の摩耗に耐え、溶銑の侵入を防止す
る目的でｔ記フェノールレジンに対してホウ酸、リン酸
系の物質を混入して予備加熱によって施工体表面にカラ
ス相を１１９成しｔコ耐火物が開発され、用いられるよ
うになっている。この耐火物は上記のようにフェノール
レジンのみを用いた耐火物よりも予備加熱をした場合受
銑に対する摩耗は少なくなるのであるが未だ現場の要求
を充分溝たし得るものではなかったのである。

「問題点を解決するｔコめの手段」 この発明はｔ記従来の事情に鑑みて提案されたものであ
ってフェノールレジンが分解し始める温度以上でも耐火
物組織の結合を維持し、かつ施工後の加熱によっても脆
弱しない、乾式振動成型耐火物用のバインダを得ること
を目的とするものである。

上記目的を達成するためｌζこの発明は以下のような手
段を用いている。すなわち従来から用いられているフェ
ノールレジンにシュウ酸とホウ砂を加え、フェノールレ
ジンが分解し始める８００°Ｃ以上でも、耐火原料の結
合を維持せしめ更にフッ化ナトリウム及び（又は）フッ
化アルミニウムを添加することによって、６００°Ｃ以
上での耐火物組織の焼結を助長促進するのである。

「作用」 フェノールレジンは耐火原料に対して脱枠可能な結合強
度を持たせるために不可欠であり、この発明においても
、全社（耐火妃料＋添加物）の１〜４重量％が用いられ
る。しかしながらフェノールレジンの添加量が４直積％
より多くなると硬化後の施工体に横亀裂があられれる。

逆にフェノールレジンの添加量が１厘量％より少なくな
ると施工体の部分によって強度のばらつきが大きくなり
、また脱枠時に耐火原料が金枠に付着したり、強度の弱
い部分が崩れる等の現象が生じる。

と記フェノールレジンのみをバインダとして用いた場合
には従来と同じく、８００’Ｃ以上でレジンが分解をは
じめるので、施工体ＲＩｈＪの脆弱化を招く。そこでこ
の発明では８００°Ｃ以上での耐火原料の結合を維持す
るために、シュウ酸とホウ砂をそれぞれ全域に対して０
．５〜２重承％添加する。

シュウ酸（（０ＯＯＨ）２　・２Ｈ２０）は融点１８７
°Ｃであり加熱すると結晶水を離し、無水物となる。

更に加熱すると極めて反応性の商いＣＯＯ−基が発生す
る。一方ホウ砂（Ｎａ２Ｂ４Ｏ７・１０Ｈ２０）の融点
は７５℃であり無水物の場合は７４１°Ｃである。

結晶水をもったホウ砂とシュウ酸が混合されると共融反
応をおこして１００°Ｃ〜２００　”Ｃで液相を形成す
る。この液相はフェノールレジンを包み込んで、該フェ
ノールレジンの分解をおさえると考えられ、フェノール
レジン分解後も、耐火物組織の結合剤として機能すると
考えられる。

シュウ酸及びホウ砂の量がそれぞれ０．５　風量％以下
であるとき）ζは、上記機能が充分発揮されず、また２
屯ＩＪ１％以上であるときには、と記機能は飽和状態と
なり、かえって耐食性に影響を与えて好ましくない。

次に耐火原料の焼結がより低温から始まるようｆζする
と好都合である。そこで、この発明］ζおいては史に、
フッ化ナトリウム及び（又は）フッ化アルミニウムをそ
れぞれ全量に対して０．２〜２爪量％ｔ４ｇｌＪｕして
いる。フッ化ナトリウムの融点は９９２°Ｃであり、ま
たフッ化アルミニウムの融点は１０４０℃である。

一方、７１Ｊ記ンユウ酸とホウ砂の共融相は、無水物示
つ砂の一点７４１　’Ｃ以上でガラス状透明体となり、
該透明体は金ｌＩ４酸化物をよく溶かす。従ってフッ化
ナトリウム、フッ化アルミニウムもこの透明体に取込ま
れて耐火物Ｍ織の中に浸透拡散し、持に施工体表面では
コーテング層の如き緻密な組織が形成される。フッ化ナ
トリウム、フッ化アルミニウムが上記のように耐火物組
織の焼結助剤として機能するメカニズムは充分１こ把握
していないが、例えば、以下のように理解することがで
きる。

すなわち、七記送明体中でフッ化ナトリウム、フッ化ア
ルミニウムは ２ＮａＦ−＋　２Ｎａ　　＋　Ｆ２↑　　　　　　−（
１）２ＡＩＦｇ　−”　２ＡＡ’　　＋　８　Ｆ２’　
　　　　　・・・（２）のまうＩこ分解し、ここで生じ
たＮａ　　、　Ａｌ　　イオンが耐火物組織の焼結によ
る緻密化を助醍し、フッ素原子（又は分子）が透明相の
架橋形成の助剤として作用すると仮説することができる
。

フッ化ナトリウム及び（又は）フッ化アルミニウムが０
．２爪遺％以下であると上記焼結助剤としての機能を充
分に発揮することができず、また２重量％以上であると
上記架橋助剤としてのフッ素分子が過剰になり、組織を
多孔質にして耐食性を悪くする。

尚耐人骨材としてはアルミナ、ムライト、シャモット、
シリカ、ロー石、珪石、ジルコン、炭化第８表は上記５
種の耐火物の特性を示す表である。引張り強さは、１１
０’Ｃで２４時間加熱の場合は従来の耐火物と変りない
が、８００°Ｃで２時間加熱した場合には著しく改善さ
れていることが理解できる。

８００°Ｃで２時間加熱の場合の気孔率は従来の流し込
み材よりやや劣るが従来の乾式材より遥か（こ優れてい
ることが理解できる。

耐食性は回転炉において１６００°Ｃの銑鉄とスラグの
混合物中において３時間実施した場合の結果を従来の流
し込み材の溶損量を１００とした指数で示した。従来の
乾式材の３０％強優れており、従来の流し込み材とほぼ
同等の結果が得られた。

以下余白 「効果」 以上説明しｔコようにこの発明は耐火物のバインダとし
てフェノールレジンに加えてシュウ酸、ホウ砂を用いた
のでフェノールレジン分解温度以上での組織の結合力を
保ち、かつフッ化ナトリウム及び（又は）フッ化アルミ
ニウムを添加したので、高温域での組織の焼結を助長す
る効果がある。

また高温における引張り強さ、気孔率、耐食性が従来の
流し込み材を用いた耐火物に比して遜色がないにもかか
わらず、施工時の乾燥工程が省略でき、かつ乾燥時に爆
裂のおそれがない効果がある。

更に水を用いることができないＭｙＯ−ＯａＯ系の材料
にも適用できる効果がある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　耐火物を構成する全原料に対して、熱硬化性フェノー
   ルレジン１〜４重量％、シュウ酸０．５〜２重量％、ホ
   ウ砂０．５〜２重量％、フッ化ナトリウム及び（又は）
   フッ化アルミニウム０．２〜２重量％からなる耐火物用
   バインダ。