JP2000328128A - スラグカット用耐火成形物とその成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高強度を有しながら焼成による乾燥工程を無
くしてエネルギーコストや設備費用を低減でき、しかも
短時間で十分乾燥した状態に成形できるようにする。 【解決手段】 粒度調整した耐火性骨材に粉末状の珪素
含有物質と珪酸アルカリ塩とを添加して所定の形状に成
形し、上記珪素含有物質と珪酸アルカリ塩との反応によ
り水分を除去して全体を硬化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、転炉の出鋼末期に
スラグが金属溶湯と共に流出するのを防止する目的で用
いる、ボール状やダーツ状等に形成したスラグカット用
の耐火成形物に関し、さらに詳しくは、高強度を有しな
がら焼成による乾燥工程を無くしてエネルギーコストや
設備費用を低減でき、しかも短時間で十分乾燥した状態
に成形できる耐火成形物に関する。

【０００２】

【従来技術】従来、この種のスラグカット用耐火成形物
は、例えば特開平７−１２６７３４号公報に開示のよう
に、比重調整用の芯金の外表面をキャスタブル耐火物で
被覆することにより成形していた。このキャスタブル耐
火物は耐火性骨材と水硬性セメントとを混合したもの
で、これに水を加えて混練して型枠内に鋳込み、脱型し
たのち乾燥して水分が除去される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記スラグカット用耐
火成形物は、取扱い時の強度や溶鋼流による摩耗等への
耐用性から高強度が要求され、結合材である水硬性セメ
ントにはアルミナセメントが用いられる。このアルミナ
セメントは混練水を多く必要とし、成型硬化後の含水量
(自由水及び結晶水)が多くなるが、スラグカット用耐火
成形物に水分が多く残っていると転炉内へ投入したとき
に急激な脱水を生じ、溶鋼中でボイリングや、割れ、爆
発等を引き起こしてスラグカットを効率よく行えなくな
る虞れがある。

【０００４】そこで、上記乾燥は、例えば２４時間程度
自然乾燥したのち３００〜５００℃に保持した乾燥炉に
３〜５時間入れて焼成するなど、十分に水分を除去する
必要があり、特に成形物が大型化した場合は乾燥不良を
生じないように乾燥温度を高めたり焼成による乾燥時間
を長くしたりする必要がある。この結果、焼成のための
設備コストやエネルギーコストが高価につくうえ、作業
工程が長時間化する問題があった。また、含水量を多く
して硬化させた場合には、多量の水分の蒸発により気孔
率が増加し、成形体の強度や耐熱耐食性が低下を来す虞
れもあった。

【０００５】本発明は上記問題点を解消し、高強度を有
しながら焼成による乾燥工程を無くしてエネルギーコス
トや設備費用を低減でき、しかも短時間で十分乾燥した
状態に成形できるスラグカット用耐火成形物を提供する
ことを技術的課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、スラグカット用耐火成形物を次のように構成
したものである。すなわち本発明は、粒度調整した耐火
性骨材に粉末状の珪素含有物質と珪酸アルカリ塩とを添
加して所定の形状に成形し、上記珪素含有物質と珪酸ア
ルカリ塩との反応により水分を除去して全体を硬化させ
たことを特徴とする。

【０００７】上記耐火性骨材としては、シャモット、ム
ライト、コランダム、ロウ石、シリマナイト、ジルコ
ン、ジルコニヤ、クロム鉱石、カンラン石、マグネシ
ヤ、クロムマグネシヤ、珪石、溶融シリカ、ルチール、
砂鉄などや、これらを含む耐火レンガ屑等、耐火物とし
て一般に使用されるものから適宜単独または２種以上を
組み合わせて用いることができるが、耐火性を有する骨
材であればよく、これらに限定されるものではない。な
お、この耐火性骨材の粒度は、通常、５０mm以下に調整
して使用される。また、これら耐火性骨材は通常は乾燥
状態で用いられるが、屋外での貯蔵状態等により１０％
以下の水分を含んでいる場合には、配合材を調節するこ
とにより十分に硬化させて適用可能な成形体を作成する
ことができる。

【０００８】上記スラグカット用耐火成形物は、スラグ
よりは重く、溶鋼よりは軽くなるように、全体の比重が
２.７〜５.５に調整される。上記耐火性骨材の比重が軽
い場合には、成形物の内部に比重調整材が配置される。
上記比重調整材は、鋼材などで丸状や角状等に形成した
芯金を用いてもよく、高比重の耐火物、例えば比重４以
上のクロム鉱石、ジルコン、砂鉄、粒状や繊維状、粉末
状の鉄等を骨材と兼用させてもよい。なお、金属である
鉄を用いる場合は、骨材中の１〜９０重量％、好ましく
は１０〜５０重量％の耐火物に置き換えて使用される。

【０００９】上記珪素含有物質とは、例えば金属シリコ
ン、フェロシリコン、カルシウムシリコン等の、珪素、
珪素を含む合金および珪化物のうちの少なくとも一種で
あればよい。この珪素含有物質は、Ｓｉ値が５０％以上
で粒度が１５０μｍ以下のものを使用すると、耐火性骨
材間へ確実に分散できるので、硬化後の成形物の強度を
高めるうえで有利である。なお上記珪素含有物質は、上
記耐火性骨材に対して０.５〜１０重量％添加される。

【００１０】上記珪酸アルカリ塩は、ソーダ水ガラスや
カリ水ガラス等の液状水ガラスと、メタ珪酸ソーダやメ
タ珪酸カリ等の結晶性水ガラスとのいずれかを用いるこ
とができ、また、硬化時間や作業性等の調節のために液
状水ガラスと結晶性水ガラスの両者を混合して用いても
よい。これらの珪酸アルカリ塩は、耐火性骨材に対して
１〜１５重量％が添加される。

【００１１】上記液状水ガラスはＪＩＳ１号、２号、３
号のものを適用でき、比重は１.７〜１.１の範囲が使用
される。この液状水ガラスを用いた場合、耐火性骨材や
珪素含有物質との混練物は粘りのある状態となる。この
ため、型枠への充填は突き固めやスタンプ成型、プレス
成型などで行われるが、上記混合物の保形性が良いの
で、例えば成型直後であっても型崩れを起こさずに抜型
でき、型枠による成型効率を向上させることができる。
これらの液状水ガラス１００重量部に対し、１〜６０％
濃度の苛性ソーダ又は苛性カリ溶液を１〜１００重量部
の範囲で添加すると硬化を促進できるので反応速度を調
節することができる。また、比重が１.４〜１.６のＪＩ
Ｓ２号の液状水ガラスを用いる場合、この液状水ガラス
１００重量部に対し４０〜５０％濃度の苛性ソーダを４
５〜６５重量部添加すると、混練中に結晶性の珪酸ソー
ダが生成し、混練物の流動性が向上するので型枠内への
成形作業等が容易となる。

【００１２】また、上記結晶性水ガラスを用いる場合、
反応速度を高める目的で水を０.１〜５.０重量％添加す
るとよい。この結晶性水ガラスを用いた場合、耐火性骨
材や珪素含有物質との混合物は流動性のある乾式又は半
乾式状態となり、型枠内へ流し込みにより充填して成形
できるので成形作業を簡略にできる。またこの場合、バ
イブレータ等の補助的な振動機具を使用すると充填性は
更に向上し、硬質の成形体を得るのに有利となる。

【００１３】混合した各材料を型枠に充填して成型する
際、早期に抜型して成形効率を高めるために、賦形材を
０.１〜５.０重量％添加しておいて離型の際の型崩れを
防止してもよい。これらの賦形材としては、ベントナイ
ト、モンモリロナイト、耐火粘土、でんぷん、デキスト
リン、ＰＶＡ、酢酸ビニルエマルジョン等をあげること
ができる。

【００１４】

【作用】耐火性骨材に添加した珪酸アルカリ塩は粘結剤
として作用するが、その一部が次式のように加水分解を
起こしていると考えられる。即ち、液状水ガラスはその
一部が次式(１)の加水分解を起こしてアルカリと酸とに
分解されており、生成した珪酸はゾルになっていると考
えられる。

【００１５】

【数１】

【００１６】一方、結晶性水ガラスであるメタ珪酸ソー
ダの場合は、次式(２)及び(３)のように反応していると
考えられる。

【００１７】

【数２】

【００１８】

【数３】

【００１９】上記遊離のＨ₂ＳiＯ₃はさらに大きな分子
を形成して、重合あるいは水の放出により縮合を起こす
ことになり、場合によってはゲルを生成することが知ら
れている。

【００２０】一方、上記粉末状の珪素含有物質は硬化剤
として作用し、この珪素含有物質中の珪素が上記各反応
により生じた苛性ソーダと次式(４)のように反応して珪
酸ソーダと水素ガスを発生する。

【００２１】

【数４】

【００２２】この(４)式の反応により苛性ソーダが消費
されると上記(１)〜(３)式の平衡が破れて右辺側へ移行
し、苛性ソーダを生じて更に珪素との反応が継続的に進
行し、ゾル状の珪酸分がしだいに増加して行くと考えら
れる。

【００２３】上記(４)式の反応は発熱反応であり、例え
ば型枠による成型後２０〜１２０分程度経過すると発熱
して８０℃以上になり、水蒸気が激しく発生する。この
結果、成形体に含まれる水分は上記反応の分解と上記蒸
発作用とにより内部から全体に亘って除去され、例えば
残留水分が１％以下となる。そして、この水分の除去に
より上記ゾル状の珪酸がゲル状となって上記耐火性骨材
が強固に結合され、例えば３０kgf/cm²以上の高い強度
が得られる。なお、珪酸カリの場合も同様の発熱脱水硬
化反応が生ずると考えられる。

【００２４】

【実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づ
き説明する。図１から図５は本発明の第１実施形態を示
し、図１はスラグカットボールに適用した場合の耐火成
形物の斜視図、図２はスラグカットダーツに適用した場
合の耐火成形物の斜視図、図３は上記スラグカットダー
ツの断面図、図４はスラグカットボールを転炉に使用し
た場合の説明図、図５はスラグカットダーツを転炉に使
用した場合の説明図である。

【００２５】この第１実施形態の耐火成形物(１)は比重
調整用の芯金を用いておらず、５０mm以下に粒度調整し
た耐火性骨材として、真比重が４以上のクロム鉱石やジ
ルコン、そのレンガ屑、鉄切り粉、粒等を単独で又は複
数種を組み合わせて用いる。そしてこの耐火性骨材に、
硬化剤として粉末状の珪素含有物質と、粘結剤として珪
酸アルカリ塩を添加し、さらに必要に応じて水や苛性ソ
ーダを添加してモルタルミキサー等で混合し、これを型
枠内に充填して突き固め、スタンプ成型、プレス成型等
の手段によって、図１に示すスラグカットボール(1a)や
図２に示すスラグカットダーツ(1b)のヘッド部(15)の形
状に成型する。

【００２６】図３に示すように、上記スラグカットダー
ツ(1b)のヘッド部(15)に取り付ける脚部(16)は、例えば
直径５０mm、長さ１１５０mmの紙管(12)内に直径１０mm
の鉄筋(17)を配置し、この鉄筋(17)の周囲に各材料の混
合物を充填して硬化させる。この混合物の充填は、投入
作業を容易にし、充填性を向上させるために流動性のあ
る状態が要求される。従って、この脚部(16)に充填する
混合物は５mm以下の骨材を使用して調製するのがより好
ましい。またこの混合物の充填は、少量ずつ充填する操
作を繰り返すのが好ましく、この場合に補助手段として
振動機具を使用すれば充填性が一層向上して優れた硬化
物を得ることができる。なお、ここでは紙管(12)を用い
て脚部を成型する場合について説明したが、これに代え
て金型や木型、樹脂型等の半割り型を使用して脚部を成
型し、硬化させたのち離型して成型体にしてもよい。

【００２７】上記成型されたヘッド部(15)と脚部(16)
は、図２や図３に示すように、ヘッド部(15)の上面から
鉄筋(17)の一部が突出する状態に組みつけられ、上記混
合物やキャスタブルからなる接着剤(13)で固定される。
なお、ヘッド部(15)の上面から突出した鉄筋(17)の上部
は把持部(９)を構成している。

【００２８】次に、上記スラグカットボール(1a)やスラ
グカットダーツ(1b)の使用操作について説明する。上記
スラグカットボール(1a)には上部に吊り具(２)が突設さ
れており、この吊り具(２)を掴んで搬送され、図４(ａ)
に示すように転炉(３)内に投入される。このスラグカッ
トボール(1a)全体のかさ比重は溶鋼(４)よりも軽いがス
ラグ(５)よりも重く、例えば３.５〜５.５に調整されて
おり、溶鋼(４)とスラグ(５)のほぼ中間を浮遊してい
る。溶鋼(４)を取鍋(６)などへ流出していくとスラグカ
ットボール(1a)は出鋼口(７)を徐々に塞ぐ状態になる。
そして図４(ｂ)に示す出鋼後の状態では、スラグカット
ボール(1a)が出鋼口(７)を塞いでしまうのでスラグ(５)
は転炉(３)内にとり残される。

【００２９】また、上記スラグカットダーツ(1b)は、上
部に突出する把持部(９)掴んで図５(ａ)に示すように転
炉(３)内に投入される。このときスラグカットダーツ(1
b)の下部に延設した脚部(16)が出鋼口(７)内に挿入され
るので、図５(ｂ)に示す出鋼終了時にはこの出鋼口(７)
がスラグカットダーツ(1b)で正確に閉塞され、スラグ
(５)は転炉(３)内にとり残される。

【００３０】図６及び図７は、内部に比重調整用の芯金
を配置した、本発明の第２実施形態のスラグカット用耐
火成形物を示し、図６はスラグカットボールに適用した
場合の耐火成形物の断面図、図７はスラグカットダーツ
に適用した場合の耐火成形物の断面図である。

【００３１】図６に示すように、このスラグカットボー
ル(1a)は、内部に比重調整用の鋼鉄製芯金(11)を配置し
て成形してあり、全体のかさ比重が３.５〜５.０となる
ように調整してある。上記スラグカットボール(1a)は、
芯金(11)を型枠内に配置してこの芯金(11)の周囲に、５
０mm以下の粒度に調整した耐火性骨材と珪素含有物質と
珪酸アルカリ塩との混合物を充填し、上記珪素含有物質
と珪酸アルカリ塩との反応により硬化させて成形体に成
型される。

【００３２】前記第１実施形態では真比重が４以上の耐
火性骨材を用いたが、この第２実施形態では内部に比重
調整材として芯金を配置してあるので、上記耐火性骨材
にはシャモット、ムライト、マグネシア等の比較的真比
重の小さいものを使用することが多い。なお、上記鋼鉄
製芯金(11)の外面には金属製のフック(14)が溶接により
取り付けてあり、上記混合物と良好に一体化させてあ
る。また、ここでは直方体状の芯金(11)を用いたが、円
柱状や球状など他の形状の芯金を用いてもよいことは言
うまでもない。

【００３３】図７に示すスラグカットダーツ(1b)には、
ヘッド部(15)の内部に比重調整用の鋼鉄製芯金(11)を配
置してあり、全体のかさ比重が３.５〜５.０となるよう
に調整してある。脚部(16)の成型やヘッド部(15)との組
付けは前記第１実施形態と同様であり、説明を省略す
る。

【００３４】次に、真比重が比較的大きい骨材を多く用
いる前記第１実施形態について、耐火性骨材や珪素含有
物質、珪酸アルカリ塩等の原料組成を具体的に設定して
硬化させ、これら実施例の硬化条件や強度、残留水分等
について従来技術のものと比較した。なお、比較試験
は、耐火性骨材１０kgに対して所定量の珪素含有物質と
珪酸アルカリ塩を添加し、さらに必要に応じて水や苛性
ソーダを添加したのちモルタルミキサーで混合し、この
混合物を内径２００mm、高さ１５０mmの型枠内、又は内
径５０mm、長さ１１５０mmの型枠内に充填して成型し
た。発熱温度はこの成形体の中心部に温度計を差し込ん
で測定した。又、成型時に内径５０mm、高さ５０mmの塩
ビパイプ(割型)を上記型枠内に配置しておき、硬化後に
これを成形体から切り出して硬化物の強度と残留水分を
測定した。

【００３５】

【実施例１】耐火性骨材としてクロム鉱石(粒度５０mm
以下)を用い、これに液状水ガラスを５重量％、珪素合
金粉末を３重量％添加して混合し、この混合物を型枠に
充填した。上記混合物は最高９０℃まで発熱しながら４
５分で硬化し、この硬化物の圧縮強度は５０kgf/cm²、
残留水分は０.９％であった。

【００３６】

【実施例２】耐火性骨材としてクロム鉱石(粒度３mm以
下)を用い、これに結晶性水ガラスを５重量％、珪素合
金粉末を３重量％添加して混合し、この混合物を型枠に
充填した。上記混合物は最高９５℃まで発熱しながら７
０分で硬化し、この硬化物の圧縮強度は５０kgf/cm²、
残留水分は０.６％であった。

【００３７】

【実施例３】耐火性骨材としてクロム鉱石(粒度３mm以
下)を用い、これに結晶性水ガラスを４重量％、珪素合
金粉末を３重量％、水を１重量％添加して混合し、この
混合物を型枠に充填した。上記混合物は最高９０℃まで
発熱しながら８０分で硬化し、この硬化物の圧縮強度は
４５kgf/cm²、残留水分は０.７％であった。

【００３８】

【実施例４】耐火性骨材としてクロム鉱石(粒度５０mm
以下)を用い、これに液状水ガラスを３重量％、金属珪
素粉末を３重量％、水を４重量％添加して混合し、この
混合物を型枠に充填した。上記混合物は最高８５℃まで
発熱しながら７０分で硬化し、この硬化物の圧縮強度は
５０kgf/cm²、残留水分は１.０％であった。

【００３９】

【実施例５】耐火性骨材としてクロム鉱石(粒度３mm以
下)を用い、これに液状水ガラスを３重量％、珪素合金
粉末を３重量％、５０％濃度の苛性ソーダを２重量％添
加して混合し、この混合物を型枠に充填した。上記混合
物は最高９０℃まで発熱しながら７０分で硬化し、この
硬化物の圧縮強度は４０kgf/cm²、残留水分は０.８％で
あった。

【００４０】

【実施例６】耐火性骨材としてジルコンレンガ屑(粒度
１０mm以下)を用い、これに液状水ガラスを５重量％、
珪素合金粉末を３重量％添加して混合し、この混合物を
型枠に充填した。上記混合物は最高９０℃まで発熱しな
がら８０分で硬化し、この硬化物の圧縮強度は５０kgf/
cm²、残留水分は０.９％であった。

【００４１】

【実施例７】耐火性骨材としてクロム鉱石(粒度３mm以
下)７０重量％と粒度５mm以下の鉄切り粉３０重量％と
の混合物を用い、これに液状水ガラスを５重量％、珪素
合金粉末を３重量％添加して混合し、この混合物を型枠
に充填した。上記混合物は最高８５℃まで発熱しながら
８５分で硬化し、この硬化物の圧縮強度は５０kgf/c
m²、残留水分は０.８％であった。

【００４２】

【比較例１】クロム鉱石(粒度５０mm以下)８５重量％に
アルミナセメント１５重量％を混合し、これに水を７重
量％添加して混合し、この混合物を型枠に充填した。上
記混合物は硬化まで１２時間の養生が必要であったが、
この硬化物の圧縮強度は２５kgf/cm²、残留水分は３.５
％であった。

【００４３】上記実施例１〜７と比較例１の試験結果を
対比して図８に示す。上記対比から明らかなように、本
発明の各実施例では従来法による比較例に比べて硬化に
要する時間が著しく短縮されており、成型に要する工数
を大幅に減少することができる。また、圧縮強度につい
ても比較例よりも高く、実用上有利である。さらに、硬
化後の形成体中の残留水分は１％以下と低い値を示して
おり、硬化前に含まれていた最大５％程度の水分は、硬
化時の８０℃以上の発熱反応によってその殆どが消費さ
れ蒸発していることが明らかである。この結果、前記従
来技術では必要であった焼成による乾燥が不要となるの
で、安価に実施することができる。

【００４４】上記実施例１〜７の各原料組成でそれぞれ
３kgの成形体を成型して脱型し、この成形体を１５００
℃に加温した電気炉に入れて急加熱したところ、亀裂の
発生は認められなかった。またこれらの各原料組成で４
０kgのスラグカットダーツのヘッド部と６kgの脚部を成
形して組付け、これを転炉内に投入して状態を調べたと
ころ、破損や爆発等の異常は何ら認められず、高いスラ
グカット率を達成することができた。

【００４５】次に、真比重が比較的小さい骨材を多く用
いる前記第２実施形態についても、耐火性骨材や珪素含
有物質、珪酸アルカリ塩等の原料組成を具体的に設定し
て硬化させ、これら実施例の硬化条件や強度、残留水分
等について、上記第１実施形態の場合と同様の測定方法
で従来技術のものと比較した。

【００４６】

【実施例８】耐火性骨材としてシャモットを用い、これ
に液状水ガラスを６重量％、珪素合金粉末を２.５重量
％添加して混合し、この混合物を型枠に充填した。上記
混合物は最高９０℃まで発熱しながら５０分で硬化し、
この硬化物の圧縮強度は４５kgf/cm²、残留水分は０.９
％であった。

【００４７】

【実施例９】耐火性骨材としてムライトを用い、これに
液状水ガラスを５重量％、珪素合金粉末を２.５重量％
添加して混合し、この混合物を型枠に充填した。上記混
合物は最高８５℃まで発熱しながら６０分で硬化し、こ
の硬化物の圧縮強度は５０kgf/cm²、残留水分は０.８％
であった。

【００４８】

【実施例１０】耐火性骨材としてコランダムを用い、こ
れに液状水ガラスを５重量％、珪素合金粉末を２.５重
量％添加して混合し、この混合物を型枠に充填した。上
記混合物は最高８７℃まで発熱しながら６０分で硬化
し、この硬化物の圧縮強度は４５kgf/cm²、残留水分は
０.７％であった。

【００４９】

【実施例１１】耐火性骨材としてクロムマグネシアレン
ガを用い、これに液状水ガラスを２重量％、結晶性水ガ
ラスを５重量％、珪素合金粉末を３重量％、水を１重量
％添加して混合し、この混合物を型枠に充填した。上記
混合物は最高８５℃まで発熱しながら６０分で硬化し、
この硬化物の圧縮強度は４０kgf/cm²、残留水分は０.７
％であった。

【００５０】

【実施例１２】耐火性骨材としてジルコンシャモットレ
ンガを用い、これに液状水ガラスを５重量％、珪素合金
粉末を３重量％、５０％濃度の苛性ソーダを２重量％、
水を１重量％添加して混合し、この混合物を型枠に充填
した。上記混合物は最高９０℃まで発熱しながら７０分
で硬化し、この硬化物の圧縮強度は５０kgf/cm²、残留
水分は０.８％であった。

【００５１】

【実施例１３】耐火性骨材としてシャモット７０重量％
と５mm以下の鉄切り粉３０重量％との混合物を用い、こ
れに液状水ガラスを６重量％、金属珪素粉末を３重量％
添加して混合し、この混合物を型枠に充填した。上記混
合物は最高９０℃まで発熱しながら５０分で硬化し、こ
の硬化物の圧縮強度は５０kgf/cm²、残留水分は０.９％
であった。

【００５２】

【比較例２】シャモットを骨材とするキャスタブルに水
を１０重量％添加して混合し、この混合物を型枠に充填
した。上記混合物は硬化まで１２時間の養生が必要であ
り、この硬化物の圧縮強度は２０kgf/cm²、残留水分は
４.０％であった。

【００５３】上記実施例８〜１３と比較例２の試験結果
を対比して図９に示す。上記対比から明らかなように、
本発明の第２実施形態においても、上記第１実施形態の
場合と同様、上記各実施例のものは従来法による比較例
に比べて硬化に要する時間が著しく短縮されており、圧
縮強度についても従来の比較例よりも高く、硬化後の形
成体中の残留水分も１％以下であった。

【００５４】上記実施例８及び実施例９の各原料組成で
それぞれ３kgの成形体を成型して脱型し、この成形体を
１５００℃に加温した電気炉に入れて急加熱したとこ
ろ、亀裂の発生は認められなかった。またこれらの各原
料組成で９０kgのスラグカットボールを成形し、これを
転炉内に投入して状態を調べたところ、前記第１実施形
態のものと同様、破損や爆発等の異常は何ら認められ
ず、高いスラグカット率を達成することができた。

【００５５】なお、上記各実施形態ではスラグカットボ
ールやスラグカットダーツについて説明したが、本発明
はスラグカットに用いる耐火成形物であればよく、特定
の形状に限定されない。また、芯金の形状や構造、耐火
性骨材や珪素含有物質、珪酸アルカリ塩等の種類、配合
組成等は、上記実施形態のものに限定されないことはい
うまでもない。

【００５６】

【発明の効果】本発明は上記のように構成され作用する
ことから、次の効果を奏する。

【００５７】（イ）耐火性骨材等を混合して形成した成
形体に含まれる水分は、添加した珪素含有物質と珪酸ア
ルカリ塩との反応による分解と発熱作用により減少し蒸
発することから、外部からの加熱を要することなく成形
体全体から除去でき、短時間で十分乾燥した状態に成形
することができる。即ち、前記従来技術で必要とされた
焼成工程が不要となり、設備コストやエネルギーコスト
を軽減できるうえ、成形に要する期間を短縮することが
できる。

【００５８】（ロ）粉末状の珪素含有物質と珪酸アルカ
リ塩との反応により硬化した成形体は、例えば３０kgf/
cm²以上の高い強度が得られ、しかも十分に乾燥してい
ることから溶鋼への投入によっても破損等の異常を何ら
生じることがなく、高いスラグカット率を達成すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示す、スラグカットボ
ールに適用した場合の耐火成形物の斜視図である。

【図２】本発明の第１実施形態を示す、スラグカットダ
ーツに適用した場合の耐火成形物の斜視図である。

【図３】本発明の第１実施形態を示す、スラグカットダ
ーツに適用した場合の耐火成形物の断面図である。

【図４】スラグカットボールを転炉に使用した場合の説
明図であり、図４(ａ)は出鋼状態を示し、図４(ｂ)は出
鋼後の状態を示す。

【図５】スラグカットダーツを転炉に使用した場合の説
明図であり、図５(ａ)は出鋼状態を示し、図５(ｂ)は出
鋼後の状態を示す。

【図６】本発明の第２実施形態を示す、内部に芯金を配
置したスラグカットボールに適用した場合の耐火成形物
の縦断面図である。

【図７】本発明の第２実施形態を示し、内部に芯金を配
置したスラグカットダーツに適用した場合の耐火成形物
の断面図である。

【図８】本発明の第１実施形態における、各原料成分を
所定の配合に設定した場合の成形条件と物性を示す対比
表である。

【図９】本発明の第２実施形態における、各原料成分を
所定の配合に設定した場合の成形条件と物性を示す対比
表である。

【符号の説明】

１…スラグカット用耐火成形物、 1a…スラグカットボール、 1b…スラグカットダーツ、 ２…吊り具、 ３…転炉、 ４…溶鋼、 ５…スラグ、 ６…取鍋、 ７…出鋼口、 ９…把持部、 11…芯金、 12…紙管、 13…接着剤、 14…金属製フック、 15…スラグカットダーツ(1b)のヘッド部、 16…スラグカットダーツ(1b)の脚部、 17…鉄筋。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粒度調整した耐火性骨材に粉末状の珪素
   含有物質と珪酸アルカリ塩とを添加して所定の形状に成
   形し、 上記珪素含有物質と珪酸アルカリ塩との反応により水分
   を除去して全体を硬化させたことを特徴とする、スラグ
   カット用耐火成形物。
2. 【請求項２】 内部に比重調整材を配置した、請求項１
   に記載のスラグカット用耐火成形物。
3. 【請求項３】上記耐火性骨材の粒度を５０mm以下に調整
   した、請求項１又は請求項２に記載のスラグカット用耐
   火成形物。
4. 【請求項４】上記珪素含有物質のＳｉ値を５０％以上と
   し、その粒度を１５０μｍ以下とした、請求項１から請
   求項３のいずれか１項に記載のスラグカット用耐火成形
   物。
5. 【請求項５】 上記珪素含有物質の添加量を０.５〜１
   ０重量％とし、珪酸アルカリ塩の添加量を１〜１５重量
   ％とした、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載
   のスラグカット用耐火成形物。
6. 【請求項６】上記珪酸アルカリ塩を液状水ガラスで構成
   し、この液状水ガラスに苛性ソーダまたは苛性カリを添
   加した、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の
   スラグカット用耐火成形物。
7. 【請求項７】粒度調整した耐火性骨材に粉末状の珪素含
   有物質と珪酸アルカリ塩とを添加して混合したのち所定
   形状に成形し、 上記珪素含有物質と珪酸アルカリ塩とを反応させて水分
   を消費するとともにその反応熱で水分を蒸発させること
   により、水分を除去して全体を硬化させることを特徴と
   する、スラグカット用耐火成形物の成形方法。
8. 【請求項８】Ｓｉ値が５０％以上で粒度が１５０μｍ以
   下の珪素含有物質を用いた、請求項７に記載のスラグカ
   ット用耐火成形物の成形方法。