板砖及其制造方法技术

本发明专利技术提供使用时发烟、有刺激气味的气体产生量少、且耐用性高的板砖。具体为，本发明专利技术的板砖是在含有铝及／或铝合金为０．５～２０质量％的耐火原料混合物中添加有机粘合剂，在混炼后进行成型，在４００℃以上１０００℃以下进行热处理，然后不浸渍焦油、沥青等含碳质液状物的板砖，压缩强度为１８０ＭＰａ以上，并且在使用高压釜的消化试验中重量增加率为１％以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在钢铁行业等中用于控制熔融金属的流量的滑动喷嘴装置等中使用 的。
技术介绍
在用于控制熔钢流量的滑动喷嘴装置中使用耐火物制的板砖。作为该板砖，通常 使用氧化铝 碳质材料，根据其制法大致分为非烧结品和烧结品。通常情况下，非烧结品通 过在成型后在100 300°C进行热处理来制造。烧结品通过在1000°C以上的高温下进行烧 结，烧结后浸渍浙青或焦油等来制造。但是，这些板砖存在使用时发烟、产生刺激气味的问题。这是因为在非烧结品中产 生作为粘合剂的酚醛树脂的分解气体，在烧结品中产生浸渍的焦油等的分解气体。因此，作为分解气体产生少的板砖，以往已研究了在上述温度中间的400 1000°C进行热处理的所谓的轻烧品。例如在专利文献1中记载了如下制造方法，即在将耐火原料、酚醛系树脂、以及由 雾化球形粉形成的铝粉末的混合物进行混炼、成型后，在550 650°C的温度下进行加热处 理的制造方法。加热处理温度低于550°C时，酚醛系树脂的耐氧化性劣化，同时产生分解气 体，使用时会产生臭气；高于650°C时，认为生成炭化铝。并且认为生成炭化铝时，在常温、 常压下容易与水反应而生成氢氧化铝，因伴随体积膨胀和重量增加，所以在保存过程中常 发生板崩裂的问题。专利文献2中记载了如下方法，即在由耐火性无机材料骨材为90 99. 5重量％ 和铝或铝合金纤维为0. 5 10质量％组成的混合物中添加酚醛树脂，在700°C、850°C或者 1000°C进行热处理。认为通过在铝或铝合金的熔点(铝为660°C)以上进行热处理，使铝浸 透在周围组织的颗粒间，从而可使耐火物的强度飞跃提高，并且还可使耐剥落性大幅提高。 此外，热处理温度高于1000°C时，则不能保持作为纤维的良好特性，纤维和粉末之间特性上 的差别逐渐消失，并且随着铝浸透的进行而在纤维存在的地方产生空隙，耐浸蚀性反而劣 化。在专利文献3中记载了如下制造方法，即由耐火性无机原料、碳质原料以及金属 质原料组成，这些原料构成粒子径为0. Ιμπι以上4000 μπι以下的连续粒度分布体系，加入 酚醛树脂在非氧化性环境下在800 1500°C进行烧结，并且不进行浸渍处理的制造方法。 此外，在该实施例中记载了在850°C烧结，显气孔率为5.0%的耐火物。专利文献1日本特开2000-94121号公报专利文献2日本特开平1-313358号公报专利文献3日本特开平11-199328号公报
技术实现思路
在专利文献1的制造方法中，使用时分解气体的产生虽然减少，但与以往的烧结浸渍品相比耐用性相当差。其理由是，因作为结合组织的酚醛树脂进行分解挥发而形成多 孔性组织，故强度不充分。此外，因为热处理温度的上限低为650°C，所以有时通过铝熔融、 反应产生的强度表达效果也不充分。另一方面，如专利文献2、专利文献3记载，在铝的熔点660°C以上、1000°C以下的温度进行热处理时，与专利文献1相比，通过铝熔融、反应使板砖的强度提高。但是，根据其 热处理温度不同，板砖的耐用性大不相同，并非一定能够得到具有充分耐用性的板砖。因此，本专利技术要解决的课题是，提供使用时发烟、有刺激气味的气体产生量少、并 且耐用性高的。制造板砖时的热处理温度为400 1000°C的情况下，进行其热处理时，会发生铝 的熔融、炭化铝的生成、其它铝化合物的生成等。因此，热处理后的板砖的特性因热处理温 度不同而大不相同。所以在以往的板砖制造方法中，根据其热处理条件的不同而得到耐用 性大不相同的板砖。因此，本专利技术者对于在400 1000°C各种温度下进行热处理的板砖进行实炉试 验，对发烟、刺激气味以及耐用性进行分析。其结果获知，与以往相比，作为发烟、有刺激气 味的气体产生量少、且耐用性高的板砖，具备某种特性的板砖有用。即本专利技术的板砖为在含有铝及/或铝合金为0. 5 20质量％的耐火原料混合物 中添加有机粘合剂，在混炼后进行成型，在400°C以上1000°C以下进行热处理，然后不浸渍 焦油、浙青等含碳质液状物的板砖，其特征在于，压缩强度为ISOMPa以上，并且在利用高压 釜的消化试验中重量增加率为以下。制造板砖时的热处理温度高于400°C时，因热处理过程中酚醛树脂等有机粘合剂 分解并挥发，所以组织形成多孔变为低强度，因此板砖的耐用性降低。另一方面，热处理温 度为某种程度的温度以上时，由于铝及/或铝合金或发生熔融、或发生反应，因而强度提 高。因此，为了使板砖具有充分的耐用性，须使压缩强度为ISOMPa以上。低于ISOMPa时， 使用时强度不充分，因破碎、磨损等使耐用性不充分。因为本专利技术的板砖使用含有铝及/或铝合金为0. 5 20质量％的耐火原料混合 物，并且在400°C以上1000°C以下进行热处理，所以根据热处理温度高等制造条件的不同， 有时铝过度反应从而生成过剩的炭化铝。如果过剩生成炭化铝，则板砖的耐消化性降低。耐 消化性不充分时因保存过程中组织发生龟裂，所以强度降低耐用性降低。特别是在高温多 湿的环境下，即使短时间保存也会发生消化。具体为在利用高压釜的消化试验中重量增加 率大于时，在保存板砖期间有时会发生消化。此外，本专利技术的板砖，在其制造时也可使热处理温度为400°C以上800°C以下。因 为热处理温度大于80(TC时，容易过剩生成炭化铝。作为本专利技术板砖中使用的有机粘合剂，可合并使用酚醛树脂和硅树脂。作为在热 处理温度为400°C以上1000°C以下进行热处理的板砖的有机粘合剂，通过合并使用这些树 脂，具有使炭化铝的耐消化性更加提高的效果。并且可使组织致密，形成高强度的板砖。因为本专利技术的板砖使用了有机粘合剂，所以热处理温度过低时，板砖中会产生起 因于有机粘合剂的气体。优选本专利技术的板砖中在1000°c产生的气体量为0. 5cc/lg以上 8cc/lg以下。如果气体产生量为8cc/lg以下，即使在实际现场使用，使用时板砖发烟少，几 乎没有令人感到不愉快程度的异味。另一方面，气体产生量低于0. 5cc/lg时，有时使用时4板砖表面的气体膜形成不充分，对熔融金属的化学浸蚀的降低效果变小，耐用性变得不充 分。此外，因为本专利技术的板砖使用了有机粘合剂，所以如果热处理温度增高则气孔率 增加。气孔率过高时因熔渣成份更多地向气孔中浸透而使耐浸蚀性降低。因此，显气孔率 低时耐用性提高，故优选为2 10%，更优选为4 8%。显气孔率低于2%时，有时因组织 变得过于致密而使耐热冲击性不足，大于10%时，因组织形成多孔而使耐浸蚀性不充分。此外，板砖中铝的含有率优选为0.5质量％以上3.5质量％以下。热处理后使铝 残留具有如下效果实际使用时残留铝选择性地向热负荷大的处移动，发生自身浸渍从而 维持致密性，使耐用性提高。为0. 5质量％以下时耐用性呈降低趋势，大于3. 5质量％时， 由于使用时受热而转变为炭化铝、氧化铝，因组织变得过于致密而使耐热冲击性降低，所以 耐用性呈降低趋势。进而，根据本专利技术者的研究，已知热处理前后的板砖中的铝变化率对于板砖的耐 用性以及使用时的发烟会产生大的影响。并且知道满足上述特性的板砖可用例如以下制造 方法来制造。其制造方法为在含有氧化铝质原料为75 97质量％、铝及/或铝合金为0. 5 20质量％、硅、粘土、碳化硅以及碳化硼中的1种以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：进恭彰，伊藤和男，市丸理彦，脇田保，浅井正道，
申请(专利权)人：黑崎播磨株式会社，
类型：发明
国别省市：JP