JPH08157267A

JPH08157267A - 流し込み施工用不定形耐火物

Info

Publication number: JPH08157267A
Application number: JP6296505A
Authority: JP
Inventors: Masao Saito; 齊藤正夫; Kazuyuki Sugiyama; 杉山一行; Takashi Suzuki; 孝鈴木; Toshihiro Kajiwara; 梶原俊啓
Original assignee: Harima Ceramic Co Ltd; Nippon Steel Corp
Current assignee: Harima Ceramic Co Ltd; Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-11-30
Filing date: 1994-11-30
Publication date: 1996-06-18

Abstract

(57)【要約】【目的】耐酸化性および作業性に優れた流し込み施工
用不定形耐火物である。【構成】耐火性骨材、炭化珪素、炭素および結合剤を
主材とした配合物１００ｗｔ％に対し、外掛けで氷晶石
１〜１０ｗｔ％、シリカ超微粉０．３〜８ｗｔ％及び分
散剤を添加してなる流し込み施工用不定形耐火物であ
る。氷晶石とシリカ超微粉との組合せ使用による、耐酸
化性と適切な可使時間を確保することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高炉樋、溶銑樋あるい
は溶銑容器などの内張りに使用する流し込み施工用不定
形耐火物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高炉樋、溶銑樋、溶銑容器などの内張り
は、施工の簡便さから、流し込み施工用不定形耐火物
（以下、流し込み材）が使用されている。そして、その
材質は、例えば特開昭５５−７５８０号公報などに見ら
れるとおり、耐火性骨材、炭化珪素、炭素および結合剤
を主材としてなる。

【０００３】

【発明が解決しょうとする課題】流し込み材において、
炭素の配合は、溶銑に対する耐食性と耐スポーリング性
に効果がある。しかし、炭素は酸化による組織劣化の原
因となる。

【０００４】そこで、金属粉、ガラス粉などを酸化防止
剤として添加することが試みられているが、これらの添
加物は低融点物質であり、十分な効果を得るだけの量を
添加すると、耐食性の低下を招く。

【０００５】また、結合剤としては一般にアルミナセメ
ントが使用されている。アルミナセメントは施工体強度
にきわめて効果的である。しかし、アルミナセメントの
使用は、水分添加から硬化までの間の施工可能な時間
（以下、可使時間）が短いという問題がある。高炉樋、
溶銑樋、溶銑容器などは施工体が大型のために、可使時
間が十分が確保できない材質では作業性に劣る。

【０００６】本発明は、上記従来の流し込み材におい
て、酸化と作業性の問題を解決したものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、耐火性骨材、
炭化珪素、炭素および結合剤を主材とした配合物１００
ｗｔ％に対し、外掛けで氷晶石１〜１０ｗｔ％、シリカ
超微粉０．３〜８ｗｔ％及び分散剤を添加してなる流し
込み施工用不定形耐火物である。

【０００８】氷晶石は、ソーダとアルミニウムの弗化物
を主成分とし、天然に産出する。化学式はＮａ₂ＡｌＦ₆
である。一般的には、陶磁器用の乳濁釉の乳濁剤として
知られている。

【０００９】本発明の流し込み材の材質は、氷晶石のＮ
ａ₂ＡｌＦ₆が、炭素の酸化する温度以下で低融点物質を
生成する。そして、この低融点物質が炭素の周囲を被覆
し、非酸化物骨材の酸化を防止する。金属粉、ガラス粉
などの酸化防止剤と異なり、氷晶石は耐食性を低下させ
ることもない。

【００１０】また、氷晶石がもつ酸化防止能は、シリカ
超微粉との併用によって、より効果的になる。これは、
シリカ超微粉の使用で施工体組織が緻密となり、氷晶石
と他骨材との接触面積が増大する結果、氷晶石から生じ
る低融点物質の非酸化物骨材に対する被覆がより確実な
ものになるためと考えられる。

【００１１】氷晶石は、ソーダ成分の存在のためか硬化
遅延剤としても作用し、結合剤にアルミナセメントを使
用しても十分な可使時間を確保することができ、作業性
が向上する効果がある。

【００１２】図１は、耐酸化性についてのグラフであ
る。図２は、可使時間についてのグラフである。

【００１３】表１は、図１・図２のグラフで示す各試験
で使用した流し込み材の配合組成である。

【００１４】

【表１】

【００１５】耐酸化性・可使時間の測定方法は、後述の
実施例で示した方法と同様にした。図１から、氷晶石の
添加はシリカ超微粉との組合せによって、酸化防止に優
れた効果を発揮することが確認される。また、図２から
は、氷晶石の添加が可使時間の延長に効果があることが
確認される。

【００１６】本発明の流し込み材の組成において、耐火
性骨材、炭化珪素、炭素、結合剤、シリカ超微粉および
分散剤の具体的な材質、粒度、割合などは従来材質と特
に変わりない。耐火性骨材としては、アルミナ質、シリ
カ質、マグネシア質、スピネル質、アルミナ−シリカ
質、アルミナ−ジルコニア質、ジルコン質などなどから
選ばれる。また、これらを含むレンガ屑、不定形耐火物
屑などでもよい。

【００１７】前記のアルミナ質の具体例としては、例え
ば焼結アルミナ、電融アルミナ、ボーキサイト、ばん土
けつ岩、シリマナイト、カイヤナイト、合成ムライト、
アンダルサイト、ろう石などから選ばれる。また、微粉
部として、仮焼アルミナを使用してもよい。

【００１８】炭化珪素は、耐スポ−ル性付与の効果をも
つ。粒度は微粉が好ましく、例えば０．１ｍｍ以下とす
る。

【００１９】炭素は、リン状黒鉛、土状黒鉛、コーク
ス、無煙炭、電極屑、ピッチコークス、カーボンブラッ
ク、キュッシュグラファイトなどから選ばれる。

【００２０】結合剤は施工体の強度を十分に確保するた
めに、アルミナセメントの使用が好ましいが、リン酸ソ
ーダ、ケイ酸ソーダ、シリカゾル、アルミナゾルあるい
はこれらの組み合わせでもよい。

【００２１】以上の各配合物の好ましい割合は、耐火性
骨材１０〜８０ｗｔ％、炭化珪素５〜８０ｗｔ％、炭素
０．５〜２０ｗｔ％、結合剤１〜１０ｗｔ％である。炭
化珪素は、５ｗｔ％未満で耐スポーリング性の効果に劣
り、８０ｗｔ％を超えると添加水分が増加し、耐食性の
低下を招く。炭素は、０．５ｗｔ％未満では耐食性およ
び耐スポーリング性の効果に劣り、２０ｗｔ％を超える
と酸化による耐食性の低下を招く。

【００２２】結合剤は、１ｗｔ％未満では施工体強度が
不十分であり、１０ｗｔ％を超えると耐食性が低下す
る。なお、この場合の割合は、シリカゾル、アルミナゾ
ルなどのコロイド液の場合、固形分換算である。

【００２３】氷晶石は、前記の配合物１００ｗｔ％に対
し、外掛けで、０．１ｗｔ％未満では酸化防止および可
使時間延長の効果が認められず、１０ｗｔ％を超えると
低融点物質の生成量が多くなり過ぎて耐食性の低下を招
く。その粒径は、反応性および分散性の面から、例えば
０．５ｍｍ以下、好ましくは０．１ｍｍ以下とする。シ
リカ超微粉は、一般にはシリカフラワー、マイクロシリ
カなどの商品名で呼称される球状の非晶質シリカであ
る。一個の粒子は数ミクロン以下の粒径であるが、通常
の状態ではこれらの粒子が凝集し、二次粒子を形成して
いる。

【００２４】従来材質におけるシリカ超微粉の役割は、
低水分量での混練が可能とする効果をもつが、本発明で
は氷晶石との組み合わせ使用によって、酸化防止がより
効果的なものになる。その配合割合は、０．３ｗｔ％未
満では、酸化防止の効果に劣る。８ｗｔ％を超えると低
融点物質の生成が過多となって耐食性に劣る。

【００２５】結合剤にアルミナセメントを使用した場
合、低水分量で十分な流動性を得るために、分散剤を添
加するのが好ましい。分散剤としては、例えばトリポリ
リン酸ソーダ、ヘキサメタリン酸ソーダ、ウルトラポリ
リン酸ソーダ、酸性ヘキサメタリン酸ソーダ、ホウ酸ソ
ーダ、炭酸ソーダなどの無機塩、クエン酸ソーダ、酒石
酸ソーダ、ポリアクリル酸ソーダ、スルホン酸ソーダな
どの有機塩から選ばれる一種または二種以上が使用でき
る。添加量は、前記の耐火性骨材および結合剤の合量１
００ｗｔ％に対して外掛けで０．００５〜１重量％が好
ましい。

【００２６】結合剤にリン酸ソーダあるいはケイ酸ソー
ダを使用した場合、これら自身が分散作用をもつため、
分散剤の添加は必要としない。

【００２７】本発明の材質には、さらにホウ酸、ホウ酸
アンモニウム、ウルトラポリリン酸ソーダ、炭酸リチウ
ムなどの硬化調整剤、あるいは炭化チタン、炭化クロ
ム、炭化ジルコニウム、クロミア、窒化ケイ素、、ジル
コニア、酸化クロムなどが組み合わせられる。

【００２８】ガラス粉、金属粉、金属ファイバー、有機
ファイバー、セラミックファイバー、乳酸アルミニウ
ム、有機質発泡剤などを、本発明の効果を阻害しない範
囲で添加してもよい。

【００２９】施工には、以上の配合物に水分を外掛けで
４〜１０ｗｔ％添加し、混練後、型枠内に流し込む。高
炉出銑樋、溶銑樋、スラグ樋、樋カバー、溶銑容器など
に対する施工では、中子を用いる。予めプレキャスト品
にした後、使用してもよい。また、このプレキャスト品
は、焼成したものを使用してもよい。

【００３０】

【実施例】表２に、本発明実施例とその比較例を示す。
これらの試験方法は、次ぎのとおりである。

【００３１】耐酸化性；流し込み成形によって得た６０
×６０×６０ｍｍの施工体を乾燥後、空気雰囲気の電気
炉中で１０００℃×３ｈｒ加熱し、冷却後その中心断面
の未酸化部の面積で示す。この面積が大きいほど耐酸化
性に優れる。

【００３２】曲げ強さ；流し込み成形によって得た１６
０×４０×４０ｍｍの施工体を乾燥し、１４５０℃×３
ｈｒ加熱後、測定した。

【００３３】耐食性；回転侵食試験により、溶損寸法を
測定した。侵食温度は１５７０℃とし、侵食剤は高炉ス
ラグのみとした。高炉スラグは３０分毎で交換し、これ
を１０回くり返した。

【００３４】可使時間；水分添加による混練開始から、
混練物の流動性が低下して流し込み不能となるまでの時
間を測定した。可使時間３０〜３６０分の範囲が作業性
の面で好ましい。

【００３５】実機試験；溶銑樋に内張りし、その溶損速
度を測定した。

【００３６】

【表２】

【００３７】表２の試験結果が示すとおり、本発明実施
例はいずれも耐酸化性、曲げ強さ、および耐食性のいず
れにも優れている。また、可使時間についても望ましい
範囲内に納まっている。

【００３８】これに対し、氷晶石無添加の比較例１は、
耐酸化性に劣り、しかも可使時間が短か過ぎて実施工で
は使用できない。氷晶石の添加量が多すぎる比較例２
は、耐食性に劣ると共に、可使時間が長過ぎて作業性に
劣る。比較例３はシリカ超微粉無添加品であり、氷晶石
がもつ耐酸化性の効果が顕著に得られない。シリカ超微
粉の添加量が多過ぎる比較例４は、耐食性に劣る。

【００３９】本発明がもつ以上の効果は、実機試験の結
果からも確認できる。

【００４０】

【発明の効果】本発明は、耐火性骨材、炭化珪素および
炭素を主材とした流し込み材において、その耐酸化性お
よび作業性を向上させたものである。その結果、最近の
過酷な高炉操業条件対しても十分な耐用性を得ることが
できる。また、適切な可使時間の確保によって、迅速か
つ正確な施工作業が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】氷晶石又はリン酸ガラスの添加量と耐酸化性
の関係を示すグラフ。

【図２】氷晶石又はリン酸ガラスの添加量と可使時間
の関係を表すグラフ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木孝兵庫県高砂市荒井町新浜１丁目３番１号ハリマセラミック株式会社内 (72)発明者梶原俊啓兵庫県高砂市荒井町新浜１丁目３番１号ハリマセラミック株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】耐火性骨材、炭化珪素、炭素および結合
剤を主材とした配合物１００ｗｔ％に対し、外掛けで氷
晶石１〜１０ｗｔ％、シリカ超微粉０．３〜８ｗｔ％及
び分散剤を添加してなる流し込み施工用不定形耐火物。