JP4782068B2 - Heat treatment method for carbon-containing refractories - Google Patents

Heat treatment method for carbon-containing refractories Download PDF

Info

Publication number
JP4782068B2
JP4782068B2 JP2007114253A JP2007114253A JP4782068B2 JP 4782068 B2 JP4782068 B2 JP 4782068B2 JP 2007114253 A JP2007114253 A JP 2007114253A JP 2007114253 A JP2007114253 A JP 2007114253A JP 4782068 B2 JP4782068 B2 JP 4782068B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carbon
powder
heat
insulating material
heat insulating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2007114253A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2008266097A (en
Inventor
初雄 平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP2007114253A priority Critical patent/JP4782068B2/en
Publication of JP2008266097A publication Critical patent/JP2008266097A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4782068B2 publication Critical patent/JP4782068B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、現在製鋼分野で主に用いられている、不焼成耐火物である混銑車用Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＣ−Ｃ煉瓦、転炉等で用いられているＭｇＯ−Ｃ煉瓦、さらには焼成品である連続鋳造用Ａｌ２Ｏ３−Ｃ質のノズル、ＳＮプレート等、炭素を含有するバインダーで成形された炭素含有耐火物の熱処理方法に関するものである。 The present invention is an Al 2 O 3 —SiC—C brick for a kneading vehicle, which is an unfired refractory, which is mainly used in the field of steelmaking, and an MgO—C brick used in a converter, and further fired. nozzle of the continuous casting Al 2 O 3 -C matter is elegance, SN plate or the like, and relates to a method for heat treating a carbon-containing refractory molded with a binder containing carbon.

炭素を含有するバインダー、たとえば有機バインダーで成形された耐火物は通常、次のように製造される。まず、マグネシア、ジルコニア、アルミナ、スピネルなどの耐火物原料及び鱗状黒鉛、粉末ピッチ、カーボンブラックなどの粉末炭素原料に炭素を含有している有機バインダーを加える。この炭素含有有機バインダーとしては、フェノール樹脂や液状ピッチ、タールなどが使用される。これらをニーダーなどで混錬し、混錬物は、一軸オイルプレス、フリクションプレス、または等方加圧成形される。製造された圧粉体は、有機バインダーを硬化するための硬化工程として、１５０℃〜３００℃で熱処理され、製品としての不焼成耐火物となる。またさらにこの不焼成耐火物を６００℃以上にまで加熱処理して、有機バインダーからの揮発分を除去する炭化工程が行なわれた後、焼成耐火物製品となる。   A refractory molded with a binder containing carbon, such as an organic binder, is usually produced as follows. First, an organic binder containing carbon is added to a refractory material such as magnesia, zirconia, alumina, and spinel and a powdered carbon material such as scaly graphite, powder pitch, and carbon black. As this carbon-containing organic binder, phenol resin, liquid pitch, tar or the like is used. These are kneaded with a kneader or the like, and the kneaded material is uniaxial oil press, friction press, or isotropic pressure molding. The produced green compact is heat-treated at 150 ° C. to 300 ° C. as a curing step for curing the organic binder, and becomes an unfired refractory product. Further, the unfired refractory is heat-treated up to 600 ° C. or more, and after the carbonization step for removing the volatile matter from the organic binder is performed, the fired refractory product is obtained.

前記した硬化工程では、従来一般的に、バーナーなどを用いる雰囲気加熱方式が一般的であった。また６００℃以上の加熱処理による炭化工程では、トンネル窯、リードハンマー炉等の同じくバーナーを用いた雰囲気加熱方式が採用されていた。しかしながらこのように外部から加熱する方法では、昇降温中の焼成物外部と内部との温度差が大きくなり、耐火物に亀裂が生ずるおそれがあり、特に大型の耐火物では、その危険性が大きかった。   In the above-described curing step, conventionally, an atmosphere heating method using a burner or the like has been generally used. Also, in the carbonization process by heat treatment at 600 ° C. or higher, an atmospheric heating method using a burner such as a tunnel kiln or a lead hammer furnace has been adopted. However, in the method of heating from the outside in this way, the temperature difference between the outside and inside of the fired product being heated and lowered increases, and there is a risk of cracking in the refractory. It was.

これを改善するため、そのようないわゆる外部加熱方式に対して、マイクロ波を利用した焼成方法が知られている。すなわち特許文献1には、炭素を含有する有機バインダーを他の装置で別途硬化焼成処理を行い、この硬化焼成を経た耐火物で、少なくとも１０質量％以上の炭素を含有する耐火物に対して、５０Ｗ〜１００ｋＷのマイクロ波を照射し、これによって少なくとも耐火物を５００℃以上に加熱して含有樹脂分を炭化させ、カーボンボンドを生成する技術が開示されている。
しかしながらこの方法では、ファンによってオーブン内の雰囲気を強制排気しているため耐火物表面からの抜熱が大きく、目標温度である６００℃に焼成するには、膨大なマイクロ波を照射する必要があった。 In order to improve this, a firing method using microwaves is known for such a so-called external heating method. That is, in Patent Document 1, an organic binder containing carbon is separately cured and fired by another apparatus, and the refractory containing at least 10% by mass or more of refractory that has undergone this curing and firing, There is disclosed a technique for generating a carbon bond by irradiating a microwave of 50 W to 100 kW, thereby heating at least a refractory to 500 ° C. or more to carbonize a contained resin component.
However, in this method, since the atmosphere in the oven is forcibly exhausted by a fan, heat removal from the surface of the refractory is large, and it is necessary to irradiate an enormous amount of microwaves in order to bake it to the target temperature of 600 ° C. It was.

また特許文献２には、特許文献１と同様に、炭素を含有する有機バインダーの硬化焼成を経た後の耐火物を用い、断熱材の囲いの中に耐火物を設置し、この囲いの中に、窒素ガスなどの不活性ガスを導入、排出させる条件下で、耐火物重量１ｋｇ当たり０．２ｋＷ〜２ｋＷのマイクロ波を照射し、６５０℃〜１５００℃に加熱することで、耐火物に含有された有機バインダーを分解して炭化させ、カーボンボンドを生成する焼成方法が提案されている。
しかしながらこの場合では、焼成処理用に別途不活性ガスを用いる必要があり、またそれに伴うガス供給装置、排出装置等の付帯設備も必要となる。さらにはガスの流入・排出により、耐火物は常時低温のガス雰囲気に晒される事から、その分加熱用に投入したマイクロ波エネルギーがロスし、所定の焼成温度にまで加熱するには多量のマイクロ波を照射する必要があった。 Moreover, in patent document 2, like patent document 1, the refractory material after passing through hardening and baking of the organic binder containing carbon was used, the refractory material was installed in the enclosure of a heat insulating material, and in this enclosure It is contained in the refractory by irradiating 0.2 kW to 2 kW of microwaves per kg of refractory under the condition of introducing and discharging an inert gas such as nitrogen gas and heating to 650 ° C. to 1500 ° C. A firing method has been proposed in which an organic binder is decomposed and carbonized to generate a carbon bond.
However, in this case, it is necessary to separately use an inert gas for the firing treatment, and accompanying facilities such as a gas supply device and a discharge device are also required. Furthermore, since the refractory is always exposed to a low-temperature gas atmosphere due to the inflow and discharge of gas, the microwave energy input for heating is lost correspondingly, and a large amount of micro-waves is required to heat up to a predetermined firing temperature. It was necessary to irradiate waves.

特開平７−１０１７７９号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-101777 特開２０００−２７２９７３号公報JP 2000-272773 A

前記した従来技術において、マイクロ波のエネルギー効率が低いのはいずれもオーブン内を強制排気したり、断熱材の囲いの内部に対して不活性ガスの流入、排出を行っているためである。これは、そのように強制排気したり、不活性ガスの流入、排出を行わないと、炭素を含有する有機バインダーであるフェノール樹脂、ピッチ、タールから、６００℃以上に加熱されたときに生成する揮発分が耐火物から放出されて、オーブンや囲いを構成する壁面にカーボンとして炭化付着してしまい、その結果壁面全体がマイクロ波エネルギーを吸収するようになり、耐火物にマイクロ波のエネルギーが照射されなくなって高温まで昇温することができなくなるからである。   In the above-described conventional technology, the microwave energy efficiency is low because the inside of the oven is forcibly exhausted or the inert gas flows into and out of the inside of the enclosure of the heat insulating material. This is generated when heated to 600 ° C. or higher from phenol resin, pitch, and tar, which are carbon-containing organic binders, unless forced exhaust or inflow or exhaust of inert gas is performed. Volatile matter is released from the refractory and carbonized as carbon on the walls that make up the oven or enclosure. As a result, the entire wall absorbs microwave energy, and the refractory is irradiated with microwave energy. This is because it is no longer possible to raise the temperature to a high temperature.

発明者らの知見によれば、そのように強制排気や不活性ガスの流入、排出を行っても、耐火物から放出される炭素の量が多いため、オーブンや囲いを構成する壁面に当該放出炭素によるカーボンの付着を完全には防止できず、依然としてこれら壁面に付着したカーボンによってマイクロ波が吸収されている。このこともマイクロ波のエネルギー効率の低下の原因であると考えられる。   According to the knowledge of the inventors, even if forced exhaust or inflow and discharge of inert gas are performed, the amount of carbon released from the refractory is large, so that the discharge is performed on the walls constituting the oven and the enclosure. The adhesion of carbon due to carbon cannot be completely prevented, and microwaves are still absorbed by the carbon adhering to these wall surfaces. This is also considered to be a cause of a decrease in microwave energy efficiency.

また前記した従来技術では炭素を含むバインダーの硬化焼成と、炭化処理とは別の装置で行っており、その結果、硬化焼成と炭化焼成とを別々に行わなければならなかった。そのため各々の専用の加熱装置をそれぞれ用意したり、最終製品化までに時間を要するという点もあった。   Further, in the above-described prior art, the curing and baking of the binder containing carbon and the carbonization treatment are performed in separate apparatuses, and as a result, the curing and baking and the carbonization and burning must be performed separately. For this reason, there is a point that it takes time to prepare each dedicated heating device or to produce a final product.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、マイクロ波の照射によって炭素を含有するバインダーで成形された耐火物を加熱するにあたり、従来よりも効率よく加熱でき、しかもバインダーの硬化処理、炭化処理を連続して行うことを可能にして、前記問題の解決を図ることを目的としている。   The present invention has been made in view of such points, and in heating a refractory molded with a binder containing carbon by microwave irradiation, it can be heated more efficiently than before, and the binder is cured. An object of the present invention is to make it possible to carry out the carbonization process continuously and to solve the above problems.

上記の目的を達成するため、発明者らは炭素を含有するバインダーで成形された炭素含有耐火物を、マイクロ波によって熱処理する方法について鋭意研究を行い以下の知見を得た。
（１）炭素を含有するバインダーから発生する炭素を含む揮発成分は、基本的に高温大気中では燃焼し、除去できる。
（２）炭素を含有するバインダーで成形された炭素含有耐火物に対して、９００ＭＨｚ〜２．４５ＧＨｚのマイクロ波を照射すると、バインダーの硬化処理を経ていなくとも、マイクロ波で耐火物は温度上昇し、高温まで連続して熱処理できる。 In order to achieve the above object, the inventors have earnestly researched a method for heat-treating a carbon-containing refractory molded with a binder containing carbon by microwaves, and obtained the following knowledge.
(1) A volatile component containing carbon generated from a binder containing carbon can be basically burned and removed in a high-temperature atmosphere.
(2) When a carbon-containing refractory molded with a binder containing carbon is irradiated with a microwave of 900 MHz to 2.45 GHz, the temperature of the refractory is increased by the microwave even if the binder is not cured. And can be continuously heat-treated to a high temperature.

そこで発明者らは上記の知見を基に以下のような発明を提案する。
すなわち、本発明は、炭素を含有するバインダーで成形された炭素含有耐火物を熱処理する方法であって、通気性を有する断熱材によって構成された処理容器内に断熱材料粉末を充填し、前記断熱材料粉末には、カーボン粉末、黒鉛粉末、活性炭粉末、ＳｉＣ粉末、ＺｒＢ ２ 粉末又はＴｉＣ粉末から選択される１種以上の粉末からなるマイクロ波吸収能力を有するサセプター粉末が、５質量％以下の割合で混合されており、この断熱材料粉末内に前記炭素含有耐火物を配置した状態で、前記処理容器に対してマイクロ波を照射することを特徴としている。 Therefore, the inventors propose the following invention based on the above findings.
That is, the present invention provides a method of heat treating a binder carbon-containing refractories which are molded by containing carbon, the insulating material powder filled in the by processing vessel constituted by a heat insulating material having air permeability, the thermal insulation In the material powder, a susceptor powder having a microwave absorption capacity composed of one or more powders selected from carbon powder, graphite powder, activated carbon powder, SiC powder, ZrB 2 powder or TiC powder is a ratio of 5% by mass or less. In the state in which the carbon-containing refractory is disposed in the heat insulating material powder, the processing container is irradiated with microwaves.

本発明においては、マイクロ波を照射すると、マイクロ波を吸収して発熱した際に放出される揮発分は、耐火物を直接覆っている断熱材料粉末の表面に付着する。かかる場合、処理容器内に充填されている当該断熱材料粉末の総表面積はきわめて大きいので、耐火物から放出される揮発成分が多量であっても、これらは悉く断熱材料粉末の表面にカーボンが付着する。そうすると、処理容器に照射されたマイクロ波は、これら断熱材料粉末の表面に付着したカーボンに吸収される。処理容器自体は、通気性のある断熱材によって構成されているから、処理容器周辺の大気中の酸素は容易に断熱材料粉末内に進入し、断熱材料粉末は酸化雰囲気にある。したがって、断熱材料粉末の表面に付着したカーボンがマイクロ波のエネルギーによって発熱すると、当該酸化雰囲気の中で燃焼し、付着したカーボンはＣＯ２となって、処理容器を構成する断熱材を通過して処理容器外に排出される。したがって断熱材料粉末の表面に付着したカーボンはこのような燃焼によって除去されるのである。 In the present invention, when irradiated with microwaves, the volatile matter released when the microwaves are absorbed to generate heat adheres to the surface of the heat insulating material powder directly covering the refractory. In such a case, since the total surface area of the heat insulating material powder filled in the processing container is extremely large, even if a large amount of volatile components are released from the refractory material, they adhere to the surface of the heat insulating material powder. To do. If it does so, the microwave irradiated to the processing container will be absorbed by the carbon adhering to the surface of these heat insulation material powder. Since the processing container itself is made of a breathable heat insulating material, oxygen in the atmosphere around the processing container easily enters the heat insulating material powder, and the heat insulating material powder is in an oxidizing atmosphere. Therefore, when the carbon adhering to the surface of the heat insulating material powder generates heat by the energy of the microwave, it burns in the oxidizing atmosphere, and the adhering carbon becomes CO 2 and passes through the heat insulating material constituting the processing container. It is discharged out of the processing container. Therefore, carbon adhering to the surface of the heat insulating material powder is removed by such combustion.

かかる反応過程を通じ、本発明によれば以下の作用効果が得られる。
まず耐火物外面は断熱材料粉末によって直接覆われているから、耐火物中の炭素がマイクロ波の吸収によって発熱した際の、熱の外部への伝導が少なく、効率よく耐火物を加熱することができる。したがってまずかかる点からして、同じ出力のマイクロ波の照射であっても、従来よりも短時間に耐火物の熱処理が可能である。 Through this reaction process, the following effects can be obtained according to the present invention.
First, since the outer surface of the refractory is directly covered with the heat insulating material powder, when the carbon in the refractory generates heat due to the absorption of microwaves, there is little conduction of heat to the outside, and the refractory can be heated efficiently. it can. Therefore, from this point of view, it is possible to heat treat the refractory in a shorter time than in the past even with microwave irradiation with the same output.

耐火物から放出された炭素を含む揮発成分は、処理容器自体に達する前に、前記したように耐火物を覆っている断熱材料粉末にカーボンが付着するので、処理容器に照射されたマイクロ波は、従来のように処理容器自体に吸収されることなく、処理容器の内部にまで侵入し、断熱材料粉末に付着したカーボンが当該進入したマイクロ波を吸収して発熱する。したがってこのときの発熱によって、耐火物を外側からも加熱することができる。またかかる観点からすると、耐火物からたとえ多量の炭素が放出されても、耐火物を直接に覆っている断熱材料粉末でこれらを直ちにトラップすることができるから、たとえば加熱時により多量に炭素を放出する、有機バインダーの硬化熱処理もそのまま実施することができる。
もちろん従来のように不活性ガスを供給する必要はないので、そのための専用の付帯設備も不要である。
そして本発明では、処理容器中に充填される前記断熱材料粉末に、カーボン粉末、黒鉛粉末、活性炭粉末、ＳｉＣ粉末、ＺｒＢ ２ 粉末又はＴｉＣ粉末から選択される１種以上の粉末からなるマイクロ波吸収能力を有するサセプター粉末が、５質量％以下の割合で混合されている。サセプター粉末の混合割合が５質量％を超えると、この断熱材料粉末からの外部加熱が過多となり、マイクロ波加熱の特徴である炭素含有耐火物の内部加熱となりにくいため、サセプター粉末の混合割合は５質量％以下が好ましい。このように前記断熱材料粉末中に積極的にマイクロ波吸収能力を有するサセプター粉末を添加することで、さらにこのサセプター粉末自体の発熱によって、耐火物を外側から加熱することができ、マイクロ波のエネルギーをきわめて効率よく耐火物の加熱に投入することができる。 Before the volatile component containing carbon released from the refractory reaches the processing container itself, the carbon adheres to the heat insulating material powder covering the refractory as described above. The carbon penetrates into the inside of the processing container without being absorbed into the processing container itself as in the prior art, and the carbon adhering to the heat insulating material powder absorbs the entering microwave and generates heat. Therefore, the refractory can be heated from the outside by the heat generated at this time. From this point of view, even if a large amount of carbon is released from the refractory, it can be immediately trapped by the heat insulating material powder that directly covers the refractory, so that, for example, a larger amount of carbon is released during heating. The curing heat treatment of the organic binder can also be carried out as it is.
Of course, there is no need to supply an inert gas as in the prior art, and no dedicated incidental equipment for that purpose is required.
And in the present invention, the insulation material powder to be filled into the processing vessel, carbon powder, graphite powder, microwave absorbing consisting of activated carbon powder, SiC powder, one or more powder selected from ZrB 2 powder or TiC powder Susceptor powder having a capacity is mixed in a proportion of 5% by mass or less. When the mixing ratio of the susceptor powder exceeds 5% by mass, the external heating from the heat insulating material powder becomes excessive, and the carbon-containing refractory, which is a feature of microwave heating, is difficult to be heated internally. The mass% or less is preferable. In this way, by adding the susceptor powder having the ability to absorb microwaves positively into the heat insulating material powder, the refractory can be heated from the outside by the heat generation of the susceptor powder itself, and the microwave energy Can be put into the refractory heating very efficiently.

前記断熱材は、ＳｉＯ２質、ムライト質、アルミナ質、マグネシア質またはスピネル質が主要組成である断熱材であることが好ましい。ここで主要組成というのは、断熱材中における、これらＳｉＯ２質、ムライト質、アルミナ質、マグネシア質またはスピネル質の割合が８０質量％以上のことをいう。 The heat insulating material is preferably a heat insulating material whose main composition is SiO 2 , mullite, alumina, magnesia or spinel. Here, the main composition means that the ratio of these SiO 2 , mullite, alumina, magnesia or spinel in the heat insulating material is 80% by mass or more.

断熱材料粉末は、その粒径が３ｍｍ以下であり、かつ石英ガラス粉末、川砂、珪石、珪石煉瓦の使用後屑粉砕品、マグネシア粉末、Ｓｉ３Ｎ４粉末、またはｈ−ＢＮ粉末から選択される１種以上を、９５質量％以上有するものであることが好ましい。 The heat insulating material powder has a particle size of 3 mm or less, and is selected from quartz glass powder, river sand, silica stone, quartz waste brick after use, magnesia powder, Si 3 N 4 powder, or h-BN powder. It is preferable to have 95% by mass or more of one or more kinds.

本発明によれば、炭素を有するバインダーで成形された耐火物をマイクロ波の照射によって加熱する際に、従来よりも効率よく加熱でき、しかもバインダーの硬化処理、炭化処理を連続して行うことが可能である。   According to the present invention, when a refractory molded with a binder containing carbon is heated by microwave irradiation, the refractory can be heated more efficiently than before, and the curing and carbonization of the binder can be continuously performed. Is possible.

本発明の好ましい実施の形態について説明すると、図１は、実施の形態にかかる熱処理炉１の構成を模式的に示しており、処理容器としての断熱ボックス２は、電磁波シールドライン、金網、鎖などを用いてマイクロ波漏洩防止処理が施された熱処理炉本体３内に設けられている。断熱ボックス２は、たとえば、ＳｉＯ２質、ムライト質、アルミナ質、マグネシア質またはスピネル質等を主要組成とする断熱ボードによって６面が構成された箱型形状を有している。そしてこの断熱ボックス２内には、断熱材料粉末４が充填されている。断熱材料粉末４は、粒径が３ｍｍ以下であり、かつ石英ガラス粉末、川砂、珪石、珪石煉瓦の使用後屑粉砕品、マグネシア粉末、Ｓｉ３Ｎ４粉末、またはｈ−ＢＮ粉末から選択される１種以上のものを９５質量％以上有するものが用いられている。 Referring to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 1 schematically shows a configuration of a heat treatment furnace 1 according to the embodiment, and a heat insulating box 2 as a processing container includes an electromagnetic shield line, a wire mesh, a chain, and the like. Is provided in the heat treatment furnace body 3 that has been subjected to microwave leakage prevention treatment. The heat insulation box 2 has, for example, a box shape in which six surfaces are constituted by a heat insulation board mainly composed of SiO 2 , mullite, alumina, magnesia or spinel. The heat insulating box 2 is filled with a heat insulating material powder 4. The heat insulating material powder 4 has a particle size of 3 mm or less, and is selected from quartz glass powder, river sand, silica stone, and quartz waste after use of quarry brick, magnesia powder, Si 3 N 4 powder, or h-BN powder. What has 95 mass% or more of 1 or more types is used.

熱処理炉本体３内の断熱ボックス２に対しては、マイクロ波発振機１１からのマイクロ波が照射されるようになっている。より詳述すると、マイクロ波発振機１１は、例えば周波数が２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発振するように構成されており、マイクロ波発振機１１から発振されたマイクロ波は、出射、反射のマイクロ波の出力を監視するパワーモニター１３、マイクロ波を断熱ボックス２へと導入させるための導波管１４とのインピーダンス調整を行なうチューナー１５、そして前記導波管１４を経て、熱処理炉本体３内の断熱ボックス２に対して照射される。なおマイクロ波発振機１１から発振されるマイクロ波の周波数９１５ＭＨｚであってもよく、また２．４５ＧＨｚと９１５ＭＨｚの両方の周波数を用いてもよい。   The heat insulation box 2 in the heat treatment furnace body 3 is irradiated with microwaves from the microwave oscillator 11. More specifically, the microwave oscillator 11 is configured to oscillate microwaves having a frequency of 2.45 GHz, for example, and the microwaves oscillated from the microwave oscillator 11 are emitted and reflected microwaves. A power monitor 13 for monitoring the output of power, a tuner 15 for adjusting impedance with a waveguide 14 for introducing microwaves into the heat insulation box 2, and the heat insulation in the heat treatment furnace body 3 through the waveguide 14. The box 2 is irradiated. Note that the frequency of the microwave oscillated from the microwave oscillator 11 may be 915 MHz, or both the frequencies of 2.45 GHz and 915 MHz may be used.

かかる構成を有する熱処理炉１を用いて炭素含有耐火物２１を加熱処理するには、断熱ボックス２内の断熱材料粉末４内に炭素含有耐火物２１を埋没させ、その後はマイクロ波発振機１１からのマイクロ波を、断熱ボックス２に照射すればよい。   In order to heat-treat the carbon-containing refractory 21 using the heat treatment furnace 1 having such a configuration, the carbon-containing refractory 21 is buried in the heat insulating material powder 4 in the heat insulating box 2, and thereafter, from the microwave oscillator 11. The heat insulation box 2 may be irradiated with the microwave.

それによって、効率よく炭素含有耐火物２１を加熱することができる。すなわち、炭素含有耐火物２１の全面は断熱材料粉末４によって直接覆われているから、かかる点だけをとってみても、まず従来よりも加熱効率は向上している。しかもマイクロ波の照射に伴う加熱によって炭素含有耐火物２１から放出された炭素を含む揮発成分は、断熱材料粉末４にカーボンとして付着し、ここでマイクロ波のエネルギーを吸収して発熱し、また断熱ボックス２内に進入してくる酸素と反応し、燃焼する。その結果、炭素含有耐火物２１を内部からだけではなく外部からも加熱することができる。一方燃焼した後は、前記ＣＯ２となって、そのまま断熱ボックス２を透過して外部へと排出されるので、付着したカーボンは除去される。したがって炭素含有耐火物２１に対するマイクロ波エネルギーの投入効率は良好であり、また次の炭素含有耐火物２１の加熱処理も好適に実施できる。もちろん従来のように不活性ガスを供給する必要はないので、そのための専用の付帯設備も不要である。 Thereby, the carbon-containing refractory 21 can be efficiently heated. That is, since the entire surface of the carbon-containing refractory 21 is directly covered with the heat insulating material powder 4, even if only this point is taken, the heating efficiency is first improved compared to the conventional case. In addition, the volatile component containing carbon released from the carbon-containing refractory 21 by heating accompanying microwave irradiation adheres to the heat insulating material powder 4 as carbon, where it absorbs the microwave energy and generates heat. It reacts with oxygen entering the box 2 and burns. As a result, the carbon-containing refractory 21 can be heated not only from the inside but also from the outside. On the other hand, after burning, it becomes CO 2 and passes through the heat insulating box 2 as it is and is discharged to the outside, so that the attached carbon is removed. Therefore, the input efficiency of the microwave energy to the carbon-containing refractory 21 is good, and the next heat treatment of the carbon-containing refractory 21 can be suitably performed. Of course, there is no need to supply an inert gas as in the prior art, and no dedicated incidental equipment for that purpose is required.

［参考例１］
図１の熱処理炉１を用いて、１１０×６０×４２ｍｍに成形した炭素（鱗状黒鉛が５質量％、ＭｇＯが９３質量％、Ａｌが１質量％）を含有する有機バインダーで成形された炭素含有耐火物２１を加熱処理した。そして断熱ボックス２としては主成分がアルミナである断熱ボード（商品名：デンカ アルセンボード ＢＤ１６００）を用い、さらにこの断熱ボックス２と炭素含有耐火物２１との間に、粒径３ｍｍ以下の川砂を充填し、２．４５ＧＨｚマイクロ波で熱処理を実施した。温度は炭素含有耐火物２１の中央に設置した熱電対によって測定した。この結果を図２に示す。図２は、マイクロ波の照射時間の経過に伴う、サンプルである炭素含有耐火物２１の温度変化（℃）、マイクロ波出力（入射：ｋＷ）を示している。 [Reference Example 1]
Using the heat treatment furnace 1 of FIG. 1, carbon-containing molded with an organic binder containing carbon (scaled graphite is 5% by mass, MgO is 93% by mass, Al is 1% by mass) molded to 110 × 60 × 42 mm The refractory 21 was heat-treated. And as the heat insulation box 2, a heat insulation board (product name: DENKA Arsen Board BD1600) whose main component is alumina is used, and between the heat insulation box 2 and the carbon-containing refractory 21 is filled with river sand having a particle size of 3 mm or less. Then, heat treatment was performed with 2.45 GHz microwave. The temperature was measured by a thermocouple installed at the center of the carbon-containing refractory 21. The result is shown in FIG. FIG. 2 shows the temperature change (° C.) and microwave output (incident: kW) of the sample carbon-containing refractory 21 with the elapse of microwave irradiation time.

この結果からわかるように、炭素含有耐火物２１に対して、マイクロ波出力８００Ｗ以下で１０００℃まで熱処理できることを確認した。   As can be seen from this result, it was confirmed that the carbon-containing refractory 21 can be heat-treated up to 1000 ° C. with a microwave output of 800 W or less.

［実施例１］
参考例１と同様の状態で、カーボンブラックを２質量％含有する川砂を、断熱ボックス２と炭素含有耐火物２１との間に充填して同様の試験を実施した。この結果を図３に示す。 [Example 1]
In the same state as in Reference Example 1, river sand containing 2% by mass of carbon black was filled between the heat insulating box 2 and the carbon-containing refractory 21 and the same test was performed. The result is shown in FIG.

この結果からわかるように、炭素含有耐火物２１に対しては、参考例１よりさらに低いマイクロ波出力で、かつ短時間で１０００℃まで熱処理できることを確認した。 As can be seen from this result, it was confirmed that the carbon-containing refractory 21 can be heat-treated to 1000 ° C. in a short time with a microwave output lower than that of Reference Example 1.

さらにカーボンブラックを８質量％含有した川砂で、参考例１と同様にマイクロ波照射を実施したが、図４に示したように、炭素含有耐火物２１の温度が１０００℃にまで上昇するためには、１．５ｋＷ出力で１０時間以上照射しなければならず、参考例１にくらべると、エネルギーロスとなった。 Furthermore, microwave irradiation was performed on river sand containing 8% by mass of carbon black in the same manner as in Reference Example 1. However, as shown in FIG. 4, the temperature of the carbon-containing refractory 21 rose to 1000 ° C. Had to be irradiated at a power of 1.5 kW for 10 hours or more, resulting in energy loss as compared to Reference Example 1.

［比較例］
図１に記載の断熱ボックス２、断熱材料粉末４を取り除いた状態で、試料となる炭素含有耐火物２１を設置し、１．５ｋＷ出力で１０時間、マイクロ波照射を実施しても、図５に示したように、炭素含有耐火物の温度が４６０℃までしか上昇せず、炭化焼成まではできなかった。 [Comparative example]
Even when the carbon-containing refractory 21 as a sample is installed with the heat insulating box 2 and the heat insulating material powder 4 shown in FIG. 1 removed, and microwave irradiation is performed at 1.5 kW output for 10 hours, FIG. As shown in (1), the temperature of the carbon-containing refractory increased only to 460 ° C., and carbonization calcination was not possible.

実施の形態にかかる熱処理炉の構成を模式的に示した説明図である。It is explanatory drawing which showed typically the structure of the heat processing furnace concerning embodiment. 参考例１におけるマイクロ波の照射時間に経過に伴う炭素含有耐火物の温度変化とマイクロ波の出力を示すグラフである。It is a graph which shows the temperature change of the carbon containing refractory with progress in microwave irradiation time in reference example 1, and the output of a microwave. 実施例１におけるマイクロ波の照射時間に経過に伴う炭素含有耐火物の温度変化とマイクロ波の出力を示すグラフである。It is a graph which shows the temperature change of a carbon containing refractory with progress in the irradiation time of the microwave in Example 1, and the output of a microwave. カーボンブラックを８質量％含有した川砂を断熱材料粉末に用いた場合のマイクロ波の照射時間に経過に伴う炭素含有耐火物の温度変化とマイクロ波の出力を示すグラフである。It is a graph which shows the temperature change of a carbon containing refractory with progress in the time of microwave irradiation at the time of using river sand containing 8 mass% of carbon black for heat insulation material powder, and the output of microwave. 断熱ボックスと断熱材料粉末を用いなかった場合のマイクロ波の照射時間に経過に伴う炭素含有耐火物の温度変化とマイクロ波の出力を示すグラフである。It is a graph which shows the temperature change of a carbon containing refractory with progress in microwave irradiation time at the time of not using a heat insulation box and heat insulation material powder, and the output of microwave.

１ 熱処理炉
２ 断熱ボックス
３ 熱処理炉本体
４ 断熱材料粉末
１１ マイクロ波発振機
１３ パワーモニター
１４ 導波管
１５ チューナー
２１ 炭素含有耐火物 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat treatment furnace 2 Heat insulation box 3 Heat treatment furnace main body 4 Heat insulation material powder 11 Microwave oscillator 13 Power monitor 14 Waveguide 15 Tuner 21 Carbon-containing refractory

Claims (3)

炭素を含有するバインダーで成形された炭素含有耐火物を熱処理する方法であって、
通気性を有する断熱材によって構成された処理容器内に断熱材料粉末を充填し、
前記断熱材料粉末には、カーボン粉末、黒鉛粉末、活性炭粉末、ＳｉＣ粉末、ＺｒＢ ２ 粉末又はＴｉＣ粉末から選択される１種以上の粉末からなるマイクロ波吸収能力を有するサセプター粉末が、５質量％以下の割合で混合されており、
この断熱材料粉末内に前記炭素含有耐火物を配置した状態で、前記処理容器に対してマイクロ波を照射することを特徴とする、炭素含有耐火物の熱処理方法。 A method of heat treating a carbon-containing refractory molded with a carbon-containing binder,
Fill the heat treatment material powder into the processing container constituted by the heat insulating material having air permeability,
The heat insulating material powder includes 5% by mass or less of a susceptor powder having a microwave absorption capability made of one or more powders selected from carbon powder, graphite powder, activated carbon powder, SiC powder, ZrB 2 powder, or TiC powder. Are mixed at a ratio of
A heat treatment method for a carbon-containing refractory, wherein the treatment container is irradiated with microwaves in a state where the carbon-containing refractory is disposed in the heat insulating material powder. 前記断熱材は、ＳｉＯ２質、ムライト質、アルミナ質、マグネシア質またはスピネル質が主要組成である断熱材であることを特徴とする、請求項１に記載の炭素含有耐火物の熱処理方法。 The method for heat treatment of a carbon-containing refractory according to claim 1, wherein the heat insulating material is a heat insulating material whose main composition is SiO 2 , mullite, alumina, magnesia or spinel. 前記断熱材料粉末は、粒径が３ｍｍ以下であり、かつ石英ガラス粉末、川砂、珪石、珪石煉瓦使用後屑粉砕品、マグネシア粉末、Ｓｉ３Ｎ４粉末、またはｈ−ＢＮ粉末から選択される１種以上のものを、９５質量％以上有するものであることを特徴とする、請求項１または２に記載の炭素含有耐火物の熱処理方法。 The heat insulating material powder has a particle size of 3 mm or less and is selected from quartz glass powder, river sand, silica stone, crushed crushed product after using quartz brick, magnesia powder, Si 3 N 4 powder, or h-BN powder 1 The method for heat-treating a carbon-containing refractory according to claim 1 or 2, wherein the material contains 95% by mass or more of seeds or more.
JP2007114253A 2007-04-24 2007-04-24 Heat treatment method for carbon-containing refractories Active JP4782068B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007114253A JP4782068B2 (en) 2007-04-24 2007-04-24 Heat treatment method for carbon-containing refractories

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007114253A JP4782068B2 (en) 2007-04-24 2007-04-24 Heat treatment method for carbon-containing refractories

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008266097A JP2008266097A (en) 2008-11-06
JP4782068B2 true JP4782068B2 (en) 2011-09-28

Family

ID=40046121

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007114253A Active JP4782068B2 (en) 2007-04-24 2007-04-24 Heat treatment method for carbon-containing refractories

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4782068B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010182476A (en) * 2009-02-04 2010-08-19 Taiheiyo Cement Corp Heating element and heating device
CN109297073A (en) * 2018-08-14 2019-02-01 广东美的厨房电器制造有限公司 Heat-barrier material and cooking equipment
JP7316504B2 (en) * 2018-09-21 2023-07-28 国立大学法人東京農工大学 HEATING ELEMENT, HEATING DEVICE, AND HEATING ELEMENT MANUFACTURING METHOD
JP2020053118A (en) * 2018-09-21 2020-04-02 国立大学法人東京農工大学 Heating device, and method for heating heat generator
JP7316505B2 (en) * 2018-09-28 2023-07-28 国立大学法人東京農工大学 HEATING ELEMENT, HEATING ELEMENT MANUFACTURING METHOD, AND HEATING DEVICE

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06263547A (en) * 1993-03-05 1994-09-20 Nippon Steel Corp Method for degreasing ceramic injection molded body
JPH07247170A (en) * 1994-03-14 1995-09-26 Ngk Insulators Ltd Method for degreasing ceramic molded form
JP2000272973A (en) * 1999-03-26 2000-10-03 Nippon Steel Corp Microwave heating furnace and baking of refractory containing organic binder
JP4740715B2 (en) * 2004-10-21 2011-08-03 新日鐵化学株式会社 Carbon material firing furnace and carbon material firing method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008266097A (en) 2008-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4782068B2 (en) Heat treatment method for carbon-containing refractories
JP6131625B2 (en) Method for producing Al4SiC4 powder and method for producing MgO-C brick
JP2000272973A (en) Microwave heating furnace and baking of refractory containing organic binder
US4412841A (en) Compacted carbonaceous shapes and process for making the same
KR100226116B1 (en) Method for induction heating of ceramic parts
CN107311634A (en) A kind of nitride bonded sandwich setter plate and preparation method thereof
JP4740715B2 (en) Carbon material firing furnace and carbon material firing method
JP4886726B2 (en) Refractory manufacturing method
JP4802178B2 (en) Microwave heat treatment method for Al or / and Al-Mg alloy-added MgO-C brick
JP4782537B2 (en) Carbon material firing furnace and carbon material firing method
CN109675400A (en) Organic exhaust gas high temperature pyrolysis device
JP2007223137A (en) Casting mold to be heated by microwave and manufacturing method for ceramic sintered compact
KR102046866B1 (en) Method for decomposing asbestos-containing materials using ilmenite or carbon-based materials
JP2005516883A (en) Microwave-assisted treatment of carbon foam
JP2008272529A (en) Treatment method of asbestos waste by microwave
JP5086986B2 (en) Asbestos detoxification treatment method
JP2000254770A (en) Method for drying and preheating lining refractory of vessel for molten metal
JP3774410B2 (en) Refractory insulation for microwave firing furnaces
Derling et al. Microwave sintering of BaTiO3-based ceramics
JP4430277B2 (en) Method for drying amorphous refractories using microwaves
JP2005089267A (en) Refractory material
JP5195312B2 (en) Thermal spray material, manufacturing method thereof, and thermal spray construction body
KR101418764B1 (en) a reforming device of pyrolysis-gas that affecting by course pyrolyzing waste
JP2004168575A (en) Method for sintering ceramic
JP2006278093A (en) Continuous heat treatment method of powder and liquid, powdered carbon material obtained by the above method, and powdered carbon material to which heat treatment is applied by the above method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090916

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110311

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110322

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110517

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110614

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110706

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140715

Year of fee payment: 3

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4782068

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140715

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140715

Year of fee payment: 3

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140715

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350