含厚鱗狀石墨耐火物制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)的目的在于提供一種含石墨耐火物，其具有強度不均較小且裂紋難以發(fā)展的特性，從而顯示出穩(wěn)定的耐用性。具體為，本發(fā)明專利技術(shù)的含石墨耐火物為如下含厚鱗狀石墨耐火物，在包含耐火性原料與石墨的耐火物中，厚鱗狀石墨的含量為該耐火物中的石墨整體的20質(zhì)量%以上，厚鱗狀石墨的厚度為50μm以上、小于100μm，用粒徑/厚度來定義的徑厚比為5以上12以下。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種含石墨的耐火物。
技術(shù)介紹
在煉鐵工藝中的轉(zhuǎn)爐、澆包、二次精煉爐、高爐、鐵水罐車等的內(nèi)襯用耐火物、連續(xù)鑄造用澆注嘴、壓入材料、鍛壓材料碎料等上廣泛地使用混合氧化鎂、氧化鋁、氧化鋯、尖晶石等耐火性原料與石墨的耐火物。由于有效利用石墨能夠賦予難以被爐渣浸潤的性質(zhì)、降低彈性率及熱膨脹、增大熱傳導(dǎo)率等特性，因此在改善耐火物的耐蝕性、抗剝落性方面非常有用。在以往就已得到關(guān)于添加于耐火物中的石墨形狀的一些知識。在專利文獻I中，公開有含有層面的擴展大小為O. 105mm以上、鱗片的厚度為20 μ m以下的薄鱗片狀石墨原 料的含石墨耐火物。在專利文獻2中，公開有使用厚度為12 μ m以下的薄膨脹石墨的氧化鎂-碳質(zhì)磚坯。在專利文獻3中，公開有干混合耐火骨料與石墨而對石墨進行薄壁化的方法。在非專利文獻I中有如下記載，一般使用的石墨的厚度為36 μ m或25 μ m,相比之下,通過使用厚度為9 μ m或10 μ m的薄石墨，特性有所改善。由于上述文獻的石墨已薄壁化，因此用粒徑/厚度來定義的徑厚比具有15 40左右的較大的徑厚比。但是，由于薄石墨的徑厚比較大，因此在混勻時很難均勻地分散。由此，存在以下問題，所得到的含石墨耐火物存在強度不均變大的傾向，在澆注嘴狀的耐火物中成為折損的原因，在熔融金屬的保持容器的內(nèi)襯用耐火物中成為表面剝離等的原因，由于這些問題，造成耐火物的耐用性變得不穩(wěn)定。另一方面，在專利文獻4中，公開有含有粒度為50 μ m以上且徑厚比為O. 5以上、小于5的粒狀石墨的耐火物。在專利文獻5中，公開有含有如下塊狀石墨的耐火物，該塊狀石墨具有長度方向為O. I 1mm、與長度方向正交的方向為O. Imm以上的斷面。上述文獻的耐火物都以使用接近球形即徑厚比小的石墨為特征。由于石墨的形狀不同于一般的耐火骨料的形狀，具有鱗片狀這樣的特殊形狀，而且具有層之間容易剝離的性質(zhì)，因此具有如下效果，通過使將要發(fā)展的裂紋發(fā)生分支或迂回，或者通過使石墨的層之間發(fā)生剝離來吸收裂紋的發(fā)展能量。但是，在將徑厚比小的石墨分散于耐火物中的情況下，裂紋容易在石墨以外的耐火性骨料中發(fā)展，通過添加石墨來吸收裂紋的發(fā)展能量的效果則變小。尤其在如專利文獻5所示的厚度為100 μ m以上的較大石墨中，由于因相同質(zhì)量左右的石墨個數(shù)減少從而裂紋接觸石墨的概率降低，因此改善效果進一步變小。專利文獻I :日本國特公平2-43698號公報專利文獻2 :日本國特開2000-319063號公報專利文獻3 :日本國專利第3077942號公報專利文獻4 :日本國專利第3327884號公報專利文獻5 :日本國專利第3327883號公報非專利文獻I 《耐火物》37 (1985) 25頁
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)要解決的課題為提供一種含石墨耐火物，其具有強度不均較小且裂紋難以發(fā)展的特性，從而顯示出穩(wěn)定的耐用性。本專利技術(shù)者們考慮到具有強度不均較小且裂紋難以發(fā)展的特性十分有助于含石墨耐火物的耐用穩(wěn)定性，對使用的石墨形狀進行了潛心研究。如
技術(shù)介紹
所記載，以往雖然對用粒徑/厚度來定義的徑厚比為15 40左右的較大石墨與徑厚比小于5的較小的石墨進行了研究，但是在實際上作為耐火物的原料來使用時，判明了分別存在如上所述的問題。本專利技術(shù)者們對石墨形狀對上述特性產(chǎn)生的影響進行了調(diào)查，其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在徑厚比為以往的中間值的石墨中，能夠通過使用特定厚度的石墨來解決上述的問題，從而完成了本專利技術(shù)。即，本專利技術(shù)的特征為，在包含耐火性原料與石墨的耐火物中，厚鱗狀石墨的含量為該耐火物中的石墨整體的20質(zhì)量％以上，厚鱗狀石墨的厚度為50 μ m以上、小于100 μ m,用粒徑/厚度來定義的徑厚比為5以上12以下。 通過如下方法判明了本專利技術(shù)中的石墨形狀，通過單軸沖壓來形成單獨的石墨坯體或混勻石墨與耐火骨材的坯體，將此埋入于樹脂中，研磨平行于加壓方向的面，用反射顯微鏡觀察石墨斷面。石墨的粒徑是被觀察的石墨的長度方向的大小，石墨的厚度是與長度方向呈直角方向的大小。由于在各個石墨中粒徑與厚度未必是一定的，因此根據(jù)需要對幾處任意點進行測定后進行平均。徑厚比是作為通過觀察測定的粒徑/厚度來定義的。圖I表示通過本方法埋入于樹脂中的石墨的反射顯微鏡相片。本專利技術(shù)的厚鱗狀石墨顯然比供含石墨耐火物之用而一般使用的天然鱗狀石墨厚度大。在使用于含石墨耐火物的石墨中，徑厚比為15 40左右的較大石墨難以均勻分散，結(jié)果造成耐火物的強度不均變大。另一方面，像徑厚比小于5那樣的徑厚比小的石墨則缺乏吸收裂紋的發(fā)展能量的效果。另一方面，作為其中間的徑厚比為5以上12以下的石墨則消除了上述問題。但是，該改善效果只在特定的厚度范圍內(nèi)的石墨中得到顯著發(fā)揮，其厚度為50 μ m以上、小于100 μ m。在厚度小于50 μ m時，由于相同質(zhì)量左右的石墨個數(shù)增加，因此分散性變差，助長強度不均。因而，在如非專利文獻I所記載的厚度為36μπι或25μπι的一般使用的天然鱗狀石墨中，即使徑厚比為5以上12以下，也不能得到關(guān)于降低強度不均的顯著的改善效果。另一方面，在厚度為100 μ m以上時，如上所述，裂紋接觸石墨的概率降低，從而通過石墨來吸收裂紋的發(fā)展能量的效果變小。在本專利技術(shù)中，規(guī)定厚度為50μπι以上、小于ΙΟΟμπι且徑厚比為5以上12以下的厚鱗狀石墨的含量必須為含石墨耐火物中所包含的石墨量整體的20質(zhì)量％以上。在小于20質(zhì)量％時，無法得到本專利技術(shù)的顯著的改善效果。而且，厚鱗狀石墨的含量越多則越優(yōu)選，優(yōu)選40質(zhì)量％以上，更優(yōu)選60質(zhì)量％以上，即使石墨整體都是厚鱗狀石墨也無妨。雖然未特別限制厚鱗狀石墨以外的石墨，但是從成本上考慮，最優(yōu)選天然鱗狀石墨。關(guān)于本專利技術(shù)的厚鱗狀石墨的制造方法，雖然從天然鱗狀石墨中挑選也無妨，但是由于符合厚鱗狀石墨的石墨的天然產(chǎn)出量較少，因此優(yōu)選對一般的天然鱗狀石墨進行人工加工來制造。例如，通過在鱗狀石墨中添加酚醛樹脂等粘結(jié)劑后用攪拌機進行混合，從而石墨層疊而厚度變大。通過將其粉碎、分級為所希望的形狀能夠得到厚鱗狀石墨。或者，也可以通過對天然鱗狀石墨施加壓縮力，使其在厚度方向上層疊來制造。本專利技術(shù)的特征為含有石墨整體的20質(zhì)量％以上的厚鱗狀石墨，石墨以外的原料可以組合使用公知的原料。作為耐火性骨料可舉出例如氧化鎂、氧化鋁、二氧化硅、莫來石、氧化鋯、鋯石、尖晶石、葉蠟石、二氧化鈦等。作為其他的添加物可舉出例如鋁、硅、鎂等金屬及這些金屬的合金；碳化硼等硼化合物；炭黑、浙青、無煙煤等碳原料；碳化硅等碳化物 '及作為粘結(jié)劑的酚醛樹脂、呋喃樹脂、浙青、焦油等。可通過公知的技術(shù)對這些原料實施混勻、成形、干燥、燒制等工藝而做成定形耐火物，或者經(jīng)過混勻、施工、干燥等工藝而做為不定形耐火物來使用。如果示出含石墨耐火物的具體例，則作為定形耐火物存在以下耐火物使用于轉(zhuǎn)爐、二次精煉爐、鋼水罐、電爐等的氧化鎂-石墨質(zhì)耐火物；使用于連續(xù)鑄造用澆注嘴的氧化鋁-石墨質(zhì)耐火物、氧化鋯-石墨質(zhì)耐火物；使用于鐵水罐車的氧化鋁-碳化硅-石墨質(zhì)耐火物；高爐用的碳質(zhì)耐火物、氧化鋁-石墨質(zhì)耐火物；及鐵水罐用的氧化鋁-葉蠟石-碳化硅-石墨質(zhì)耐火物、葉蠟石-碳化硅-石墨質(zhì)耐火物等。作為不定形耐火物存在以下耐 火物高爐出鐵口填充材料用的葉蠟石-碳化硅-碳質(zhì)耐火物；高爐出鐵槽流入材料用本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：田中雅人，古田直樹，
申請(專利權(quán))人：黑崎播磨株式會社，
類型：
國別省市：