含碳耐火材料及其生产方法技术

一种包括含有耐火集料和碳素物的混合物的含碳耐火材料，其特征在于所述混合物包含选自糖化淀粉和／或还原的糖化淀粉的至少一种粘结剂。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。更具体而言，它涉及一种几乎没有分解气体(令人讨厌的分解气体)排出、并具有良好的耐激冷激热性、揉搓性和模压性的含碳耐火材料以及其生产方法。
技术介绍
酚醛树脂已广泛用于拌合在含碳砖块的揉搓中。在揉搓诸如石墨之类的含碳混合物时用作粘结剂的酚醛树脂，在揉搓和模压方面显示出良好的性能，并在烧成石灰时有大量的残余碳。可是，使用酚醛树脂有以下缺点或问题首先，当酚醛树脂在温度范围从350℃～650℃内碳化时会排出分解气体，例如水、氢、乙烯、苯酚、甲酚和二甲苯。在这些组分中，尤其是苯酚、甲酚、和二甲苯会产生臭味。例如，未烧过的含碳砖块通常在约200℃下仅作干燥处理后，便作为产品供应市场用作炉窑的衬里材料，用它砌成炉窑的内壁、并在实际使用前预热到约1000℃。在预热处理时，酚醛树脂分解产生分解气体，这气体从炉窑中排出便造成空气污染和臭味等。其次，在酚醛树脂用作粘结剂的场合，由于酚醛树脂有良好的模压特性，故最终形成的结构是密实的，没有足够数量的开孔。所以，在加热时由于要逸放分解气体，从而使该结构易于破裂。也就是，通过干燥硬化后的砖块是一种开孔少和几产没有透气性的结构。虽然有助于改善干燥后的砖块强度，但这样一类结构阻碍酚醛树脂在温度高于干燥和硬化温度时因分解产生的气体的逸出。由此造成内压增加，从而导致结构破裂或破碎。当温度上升速率增加或砖块尺寸增大时，这种现象变得更加明显。为了防止这种现象出现，必须严格控制温度上升速率，直到温度达到酚醛树脂不再产生分解气体的范围为止。可是，就未烧透的砖块来说，因为为获得产品而进行的热处理的温度通常为200℃～300℃，这在砖块作为产品供应以前难以使分解气体完全去除。在生产含碳的烧制砖块时，在干燥和烧制工序中严格控制温度还涉及许多技术和经济问题。第三，由酚醛树脂产生的碳是在耐激冷激热性方面较差的透明碳。也就是，在利用酚醛树脂作为粘结剂来生产含碳砖块的场合，虽然酚醛树脂在烧制时有大量残余碳，但最后形成的产品的耐激冷激热性低劣。所以，在生产要求具有耐激冷激热性的含碳砖块时不优选使用酚醛树脂，并已探索出不使用酚醛树脂的含碳砖块。使用沥青作粘结剂的沥青粘结型砖块已知能满足上述要求。可是，沥青粘结型含碳砖块虽然具有良好的耐激冷激热性，但它的不利之处在于沥青在常温下是固态，必须在高于软化点上加热和揉搓(亦即热揉)。此外，沥青在揉搓性能和模压性能方面低于酚醛树脂。已经提出了一种包含将耐火基质材料和细的碳元素粉末例如碳黑与水溶液或非芳烃有机高分子化合物的悬浮液诸如聚丙烯酸酯、乙烯基聚合物、乙醇聚合物、和甲基纤维素一起进行均匀拌合的方法，作为既不使用酚醛树脂也不使用沥青生产含碳砖块的方法(见日本国家阶段专利申请号Hei7-504641)。可是，根据这项技术，有机高分子化合物，诸如使用呈水溶液或悬浮液状态的聚丙烯酸酯，其揉搓性能比酚醛树脂要差，而最后形成的模压制品具有低的容重。再者，这粘结剂在揉搓性能和模压性能方面低于酚醛树脂。又知六羟乙醇，诸如山梨醇、甘露醇、和聚山梨醇可用作含碳砖块的粘结剂(见JP A-52-32912，在此处使用的术语“JP-A”意指“未经审查公布的日本专利中请书”)。可是，当使用这些粘结剂时，难以获得在耐蚀性方面等同于使用酚醛树脂所生产的那些产品。如上所述，尽管酚醛树脂有着上述1-3项缺点，但是它在揉搓性能和模压性能方面是极好的。在揉搓性能和模压性能，还有经济性方面，还没有优于酚醛树脂的粘结剂。因此，目前的技术水平仍是使用酚醛树脂，并承认它有着1～3项缺点鉴于沥青粘结型的不利之处、非芳烃有机高分子化合物的使用、六羟乙醇的使用、以及使用酚醛树脂带来的1～3项缺点，本专利技术已触及这些方面。本专利技术的一个目标是要提供这样一种含碳耐火材料，即它几乎没有讨厌的有臭味的分解气体排出，它显示出良好的耐激冷激热性、并在揉搓性能和模压性能方面等同于或优于由酚醛树脂作粘结剂的耐火材料，并要提供这种含碳耐火材料的生产方法
技术实现思路
按照本专利技术的其特点在于使用至少一种选自糖化淀粉和/或还原糖化淀粉的粘结剂(权利要求1)；使用一种含有按重量计40％～80％的糖化淀粉和/或还原的糖化淀粉、以及20％～60％的水的粘结剂(权利要求2和6)；或使用一种含有按重量计40％～80％的糖化淀粉和/或还原的糖化淀粉，1％～25％的水、和5％～50％的沸点不低于80℃的一种醇的粘结剂(权利要求3和7)；代替按习惯使用的酚醛树脂，由此提供满足上述目标的含碳耐火材料和其生产方法。本专利技术的要点归纳为包括含有耐火集料和碳素物在内的混合物的含碳耐火材料，其特征在于这种混合物包括至少一种选自糖化淀粉和/或还原的糖化淀粉的粘结剂(权利要求1；在下文称为第一专利技术)，其特征在于包括耐火集料和碳素物在内的混合物，通过使用包含按重量计40％～80％的选自糖化淀粉和/或还原的糖化淀粉的至少一种成分和20％～60％的水的粘合剂进行揉搓和模压(权利要求2和6；在下文称为第二专利技术)；和，其特征在于包括耐火集料和碳素物在内的混合物，通过使用包含按重量计40％～80％的选自糖化淀粉和/或还原的糖化淀粉的至少一种成分、1％～25％的水、和5％～50％的沸点不低于80℃的一种醇的粘结剂，对其进行揉搓和模压(权利要求3和7；在下文称为第三专利技术)本专利技术的要点还在于，其特征在于包括耐火集料和碳素物在内的混合物，与按重量计小于6％的沥青粉料一起进行揉搓，并通过使用按照第1到第3专利技术的任一粘结剂进行模压(权利要求4和8；在下文称为第4专利技术)；和，其特征在于将在第1到第4专利技术的任一项中得到的模压制品，在不高于400℃的温度下进行热处理，然后用沥青浸透该制品(权利要求5和9，在下文称为第5专利技术)。实施本专利技术的最佳模式按照本专利技术的将在下面详细说明。本文所用的术语“含碳耐火材料”意指包括定形或不定形的含碳耐火材料和烧过或未烧过的含碳耐火材料。作为本专利技术的粘结剂特性构成组分的糖化淀粉和/或还原的糖化淀粉(第1到第3专利技术)，关于它们的基本功能将予以叙述。它们的功能之一是赋予模压材料适当的粘附性，以便扼制在模压成砖块时发生回弹，从而获得高填充的模压制品。含碳砖块是通过在高压下将模压材料模压成砖块的办法生产的。当释压时，模压制品膨胀。如果不扼制这种现象，就不能获得具有高密度的模压制品。在本专利技术中(第1到第3专利技术)，构成粘结剂的糖化淀粉和/或还原的糖化淀粉对这种现象会产生扼制作用，从而获得高填充的模压制品。糖化淀粉和/或还原的糖化淀粉的另一个功能是赋予干燥后的模压制品足够的强度。经常尺寸大的含碳砖块需要有足够的强度，以便在装卸它们时不会破裂。本专利技术中使用的糖化淀粉和/或还原的糖化淀粉，赋予干燥后的模压制品足够的强度，以便即使与模压制品有大的尺寸时仍可装卸而不会遭受破损。为了享有上述二个功能，在本专利技术中(第1到第3专利技术)使用的粘结剂基本上包含糖化淀粉和/或还原的糖化淀粉。对粘结剂及其构成组分作更为详细的解释。按第1专利技术的粘结剂，其特征在于含有糖化淀粉和/或还原的糖化淀粉。在第1专利技术中，它们之一或它们之中的二种或更多种的混合物可以加以使用。虽然并不限于此，优选的实例包括淀粉和通过淀粉水解得到的葡萄糖中间体的混合物，以及通过还原葡萄糖得到的还原的糖化产品。还原的糖化产品可以包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：山村隆，野村修，多田秀德，鸟越淳志，
申请(专利权)人：品川白炼瓦株式会社，
类型：发明
国别省市：