JP2001286995A

JP2001286995A - 耐火パッキング材

Info

Publication number: JP2001286995A
Application number: JP2000103146A
Authority: JP
Inventors: Shintaro Mori; 眞太郎森; Junichi Inoue; 淳一井上; Kenichi Kariya; 賢一仮屋; Setsuo Arai; 節男洗
Original assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Current assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Priority date: 2000-04-05
Filing date: 2000-04-05
Publication date: 2001-10-16

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、複雑な形状の耐火パッキング本
体にあっても均一に離型層が形成され、しかもノズル等
への装着性、作業性にすぐれ、現場における離型処理等
の作業を不要とする耐火パッキング材であり、また、耐
火パッキング材として耐食性、気密性に優れると共に、
特に、焼付防止性に優れ、交換時における離型性に優れ
る耐火パッキング材の提供を目的とする。【解決手段】本発明の耐火パッキング材は、耐火性粉
末、繊維、可撓性付与バインダーからなり、室温及び熱
間で可撓性を有する耐火パッキング本体表面に、膨張性
耐火粒子を付着させたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐火物と耐火物の
間に介在させる耐火パッキング材に関し、特に、連続鋳
造におけるノズル交換に際して、装着性、離型性等の取
り扱い性に優れる耐火パッキング材に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、連続鋳造においては、溶鋼流を調
節するため、ノズルストッパー方式、スライドバルブ方
式等が使用され、これら溶鋼流調整用の耐火構造体は、
各種耐火部材の組み立て構造体として使用されている。
これら耐火部材の接合、固定のため、従来より耐火モル
タル材が使用されており、例えば溶鋼鍋、タンディッシ
ュ等においてはスライドバルブ−ノズル間、また、スリ
ーブストッパー−ヘッド間、更に、ストッパー上部と固
定押さえレンガ間、ガス吹き込み式ストッパーではスト
ッパー金物間に塗布され、接合に供されている。また、
溶鋼鍋のシュートノズルとロングノズルとの接合、又は
タンディッシュの整流ノズルと浸漬ノズルとの接合には
ノズル交換の際の取外しや取付けがしやすいためにセラ
ミックファイバーシートや耐火パッキング材が使用され
ている。

【０００３】ロングノズルの交換について説明すると、
通常の連続鋳造操業においては、１本のロングノズルで
多数の溶鋼鍋の溶鋼が鋳造されている。溶鋼鍋の交換は
溶鋼が空になった溶鋼鍋のロングノズルを分離し、溶鋼
の入った溶鋼鍋のシュートノズルに新しい耐火パッキン
グ材を介して該分離したロングノズルを装着している。
かかるロングノズルの装着作業は、できるだけ短時間に
能率よく行われることが望ましい。

【０００４】溶鋼鍋交換時のロングノズルの装着作業性
を向上させるために、実公平４−３５００２号公報に記
載されるような逆截頭円錐状の耐火パッキング材の外周
にリング状の突條を設けた耐火パッキング材を提案し
た。しかし、ロングノズルの分離時に耐火パッキング材
がロングズルに部分的に溶着し、耐火パッキング材が剥
離しにくくなる場合があり、付着物の除去処理等でロン
グノズルの装着作業は煩雑となっていた。

【０００５】パッキング材において溶鋼鍋交換時のロン
グノズル分離に際して剥離性が良く、併せて使用時の気
密性の高い耐火パッキング材としては、例えば特開平８
−１３２１９７号公報には、アルミナ、シリカからなる
セラミックファイバー層とシリカ、アルミナ、アルカリ
とからなる中間層、アルミナ微粉や黒鉛のコーティング
層の３層から構成し、セラミックファイバー層をロング
ノズルとの接合側とし、アルミナ微粉や黒鉛のコーティ
ング層をスライディングノズル側としたパッキング材が
開示されている。この耐火パッキング材においては、中
間層が使用時において半溶融することで、セラミックフ
ァイバー層やコーティング層の気密性の悪さを補償する
ものであるが、このパッキング材は、溶鋼鍋の交換時に
ロングノズルとの剥離が容易となるようにロングノズル
との接合側にＡｌ₂Ｏ₃４５重量％〜５０重量％、Ｓｉ
Ｏ₂５０重量％〜５５重量％を含有したセラミックファ
イバー層を設けている。また、スライディングノズル
（シュートノズル）側をＡｌ ₂Ｏ₃７５重量％〜９８重
量％を含有するアルミナ微粉を吹付け、又はハケ塗り等
の方法で得られるコーティング層は高温下においてはス
ライディングノズル外面に密着しているが、室温近くの
温度まで冷却するとスライディングノズルとの収縮差に
より剥離しやすくなるとし、さらに黒鉛をコーティング
した場合もアルミナ微粉の場合と同様な効果が得られる
と開示されているが、実施例はなく不明である。このパ
ッキング材は、操業温度が変動し、操業温度が低くなる
ような場合には、中間層が溶融しないことにより気密性
が保持できないといった問題、また、操業温度が高くな
るような場合には、パッキング材がロングノズルに焼き
付くといった問題が生じる恐れがある。

【０００６】また、室温で変形性を有し、装着性に優れ
るパッキング材としては、例えば、特公昭６０−１５５
９２号公報には、耐火性粉末、繊維、低融点金属、バイ
ンダーとからなる変形性を有する耐火パッキング材が開
示され、使用中における低融点金属の作用により気密性
に優れる耐火パッキング材とできること、また、交換時
における離型性に関しては、ノズル表面やパッキング材
表面に水溶性または油溶性の黒鉛質または二硫化モリブ
デンまたは窒化硼素等の離型材を塗布して離型性にも優
れることが記載されている。しかし、このパッキング材
においては、離型材は現場で塗布されるものであり、ノ
ズル面に塗布する場合には余分な作業であり、また、離
型材の溶剤として有機溶剤を使用する場合には作業環境
を悪化するといった問題、更に、溶剤の乾燥工程を要す
るといった問題があり、作業性に関して未だ不充分なも
のである。

【０００７】また、同じく、室温で変形性を有し、装着
性に優れるパッキング材として、特公昭６３−４４４６
２号公報には、アルミナとバインダーとからなるプラス
チック製シール材に黒鉛質のパッキン部材を貼り付けた
構造の耐火パッキング材が開示されている。しかしなが
ら、例えば上記の特開平８−１３２１９７号公報や特公
昭６１−１４１１１号公報に図示されるような耐火パッ
キング材が逆截頭円錐状（おわん形）のような場合、ま
た、実公平４−３５００２号公報に記載されるような逆
截頭円錐状のパッキング材の外周にリング状の突状を設
けたような複雑な形状の耐火パッキング材に対しては、
黒鉛質のパッキン部材を貼り付ける製造は煩雑である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、複雑な形状
の耐火パッキング本体にあっても容易に製造でき、均一
に離型層が形成され、しかもノズル等への装着性、作業
性にすぐれ、現場における離型処理等の作業を不要とす
る耐火パッキング材であり、また、耐火パッキング材と
して、特に焼き付き防止性に優れると共に交換時におけ
る離型性に優れ、耐食性、気密性にも優れる耐火パッキ
ング材の提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の耐火パッキング
材は、耐火性粉末、繊維、可撓性付与バインダーからな
り、室温で可撓性を有する耐火パッキング本体の表面に
膨張性耐火粒子を付着させたことを特徴とする。

【００１０】上記の可撓性付与バインダーが、粘着性バ
インダーであって、耐火パッキング材形成に際してバイ
ンダーの粘着性が残るように工程処理され、耐火パッキ
ング材表面に粘着性を付与するものであることを特徴と
する。

【００１１】上記の膨張性耐火粒子が、粘着性樹脂を介
して耐火パッキング材表面に付着させることを特徴とす
る。

【００１２】上記の膨張性耐火粒子が、膨張性黒鉛粒子
であることを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】耐火パッキング本体は、耐火性粉
末、繊維、可撓性付与バインダーからなる。耐火性粉末
としては、高アルミナ、ボーキサイト、合成ムライト、
マグネシア、酸化クロム、炭化珪素、炭素、ジルコニ
ア、ジルコン、粘土等の少なくとも１種が挙げられ、粒
度０．７ｍｍ以下、好ましくは０．２９７ｍｍ以下のも
のが挙げられる。

【００１４】繊維としては室温時においては強度を与え
る効果を有する。繊維としては無機繊維、有機繊維等が
あり、無機繊維としてはカーボンファイバー、アルミナ
ファイバー、ガラスファイバー、ロックウール等が挙げ
られ、また有機繊維としては麻糸、木綿糸等の繊維、ポ
リエステル、ポリアミド等の合成繊維等が例示される。
これらの繊維はパッキング材の保形性を目的として添加
され、繊維長が０．２ｍｍ〜３０ｍｍ程度である。

【００１５】耐火性粉末と繊維の合計量を１００重量部
としたとき、耐火性粉末の含有量は８０重量部〜９９．
９重量部、好ましくは８０重量部〜９８重量部であり、
また、繊維の含有量としては０．１重量部〜２０重量部
である。

【００１６】可撓性付与バインダーは、耐火パッキング
本体に対して室温で可撓性を付与するバインダーであ
り、例えばポリ酢酸ビニル樹脂、エチレン−酢酸ビニル
共重合樹脂、ポリアクリル酸エステル樹脂、酢酸ビニル
−アクリル酸エステル共重合樹脂、熱可塑性フェノール
樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂、アクリロニトリルブ
タジエン樹脂、ポリブテン樹脂等の合成樹脂や合成ゴム
ラテックス、また、天然ゴムラテックス、石炭系または
石油系のタールピッチ等が挙げられる。可撓性付与バイ
ンダーは、エマルジョンの形で使用してもよい。可撓性
付与バインダーの含有量は、耐火性粉末と繊維の合計量
を１００重量部としたとき、樹脂分として３重量部〜５
０重量部、好ましくは１５重量部〜４５重量部とすると
よい。

【００１７】可撓性付与バインダーは、乾燥後に耐火パ
ッキング本体に柔軟性を付与するものであるが、後述す
る膨張性耐火粒子の付着性を考慮すると、乾燥後に耐火
パッキング本体に可撓性と共に粘着性を付与するものを
使用してもよく、例えば、酢酸ビニル樹脂、熱可塑性フ
ェノール樹脂等の上述の可撓性付与バインダーが例示さ
れる。

【００１８】耐火パッキング本体には珪酸ソーダ、リン
酸ソーダ、フリット等の焼結助材を必要に応じて添加し
てもよく、含有量としては、耐火性粉末と繊維の合計量
を１００重量部としたとき、０重量部〜１５重量部であ
る。

【００１９】耐火パッキング本体は、これらの材料をモ
ルタルミキサ、万能ミキサ、ニーダーミキサを使用して
混練した後、ロール成形、プレス成形、打ち抜き、流し
込み等の成形方法により、例えば図１や図２に示す形状
に成形される。

【００２０】図１は、浸漬ノズルを有するスライドノズ
ル装置に適用した縦断面図であり、図中１はスライドプ
レート、２は浸漬ノズル、３は耐火パッキング材を示
す。図１に示す耐火パッキング材は逆截頭円錐状（おわ
ん形）の形状である。また、図２は、他の耐火パッキン
グ材の縦断面図とその使用態様を仮想線で示す縦断面図
であり、図中１はスライドプレート、２はコレクターノ
ズル、３は耐火パッキング材、４及び５はリング状突条
を示し、耐火パッキング材の外周面最下部の突条５を突
条４より若干大きくし気密性を高めた形状のものであ
る。

【００２１】次に、得られた耐火パッキング本体の表面
に付着させる膨張性耐火粒子について説明する。

【００２２】膨張性耐火粒子としては、膨張性黒鉛粒
子、膨張性ひる石粒子、膨張性黒曜石粒子、膨張性松脂
岩粒子、膨張性真珠岩粒子、膨張性粘土粒子、膨張性頁
岩粒子等の膨張性耐火粒子の少なくとも１種、または２
種以上混合して使用する。膨張性耐火粒子として膨張性
黒鉛粒子を使用すると、黒鉛シートに近い離型性を付与
できるので好ましい。膨張性黒鉛粒子は、燐片状黒鉛を
濃硫酸、硝酸等と過塩素酸、過塩素酸塩、重クロム酸
塩、過酸化水素等の強酸化剤で処理し、黒鉛の層間に硫
酸、硝酸等が挿入した黒鉛層間化合物であるが、高温に
加熱されると１００〜３００倍に芋虫状に膨張するもの
であり、２０〜８０メッシュのものであり、市販されて
いるものとしては、（株）中越黒鉛工業所製の「ＳＳＬ
Ｆ」、「ＳＳＭＦ」、「ＳＳＦＦ」、「ＳＬＦ」、「Ｓ
ＭＦ」、「ＳＦＦ」、「ＥＬＦ」、「ＥＭＦ」、「ＥＦ
Ｆ」、「ＣＭＦ」等が例示される。

【００２３】また、これらの膨張性耐火粒子に鱗片状黒
鉛、土状黒鉛、電極屑、カーボンブラック、コークス
粉、アルミナ、シリカ、マグネシア、窒化珪素、窒化硼
素等の周知の耐火粒子の少なくとも１種、または２種以
上混合して使用してもよい。これらの耐火粒子の粒度と
しては０．２９５ｍｍ以下、好ましくは０．１４９ｍｍ
以下が好ましい。

【００２４】膨張性耐火粒子を耐火パッキング本体に付
着させるには、耐火パッキング本体における粘着
性を利用して付着させる方法、耐火パッキング本
体に粘着性樹脂を吹き付け、その粘着性を利用し付着さ
せる方法、耐火パッキング本体に粘着性樹脂を吹
き付け、半乾燥させた後、膨張性耐火粒子を吹付け付着
させる方法等が挙げられる。また、耐火パッキング本体
の片面のみ、または両面に膨張性耐火粒子を付着させる
ことができる。膨張性耐火粒子の被覆厚としては０．１
ｍｍ〜１ｍｍ、好ましくは０．１ｍｍ〜０．５ｍｍとす
るとよい。

【００２５】通常の鱗片状黒鉛粒子を耐火パッキング本
体に付着させても、本体の付着性に依存するためにその
層厚が薄く、接合部に耐火パッキング本体が焼き付き、
剥がれなくなって嵌合部の溶損が生じるが、膨張性黒鉛
粒子を使用することにより通常の鱗片状黒鉛粒子を使用
した被覆厚と同様の被覆厚でありながら、使用時には熱
により膨張し、耐火パッキングにおける焼付防止層の膜
厚を厚くできるものであり、焼付防止能力を向上させる
ことができる。

【００２６】粘着性樹脂としては、耐火パッキング本体
の項で記載した可塑性付与バインダーを樹脂の粘着性を
失わない程度に乾燥させるとよく、また、他にもポリビ
ニルアルコール、澱粉等が例示される。粘着性樹脂とし
て可撓性樹脂バインダーと同一樹脂を使用してもよい。

【００２７】耐火パッキング本体に膨張性耐火粒子を付
着させるには、膨張性耐火粒子を入れた容器中に
粘着性を有する耐火パッキング本体を入れ、膨張性耐火
粒子を付着させる方法、粘着性を有する耐火パッ
キング本体に膨張性耐火粒子を撒布する方法、膨
張性耐火粒子を含む気流中に耐火パッキング本体を曝す
方法等によるとよい。

【００２８】また、本発明の耐火パッキング材は、可撓
性を有するものであり、ノズル間に密着させることがで
きるので、装着性に優れるものであり、また、熱間にお
いても、気密性、耐溶鋼性に優れるものである。

【００２９】以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を
更に説明する。

【００３０】

【実施例】（耐火パッキング材の作製）下記表１、２に
記載の耐火性粒子と繊維、可撓性付与バインダーを下記
表１、２に記載の割合でミキサーを使用して混練し、図
２に示すコレクターエアーシールパイプ用として、上側
の外径１７１．２ｍｍ、下側の外径１３１．２ｍｍ、高
さ約４０ｍｍ、肉厚約５ｍｍ、突条４のＲは３ｍｍ、突
条５のＲは５ｍｍの逆截頭円錐状（おわん形）にプレス
によりそれぞれ成形した。

【００３１】次いで、成形したそれぞれの耐火パッキン
グ材に、下記表１にあっては、記載の粘着性樹脂エマル
ジョンをスプレーを使用して吹き付けた後、また、下記
表２にあってはそのままで、下記表１、２に記載の膨張
性耐火粒子を入れた容器中に入れ、耐火パッキング本体
表面にそれぞれ膨張性耐火粒子を付着させ、余分な膨張
性耐火粒子をふるい落とし、下記表１、２に記載の膨張
性耐火粒子の被覆厚とし、本発明の耐火パッキング材を
作製した。（離型性試験）得られた耐火パッキング材をアルミナ６
５％クラスのレンガに挟みこみ、１５００℃、６時間加
熱した後の耐火パッキング材とレンガとの焼き付きを調
べた。その結果を下記表１、２に、焼き付きテスト結果
として同時に示す。

【００３２】なお、下記表１、表２において、¹⁾； Al₂
O₃/C（重量比）＝９０／１０、²⁾；MgO/C（重量比）＝
９０／１０であり、膨張性耐火粒子としては、（株）中
越黒鉛工業所製の膨張黒鉛「ＳＦＦ」（固定炭素９９．
２９％、灰分０．７１％、水分０．４０％、比容積１６
５ｃｍ³／ｇ、粒度分布：２０〜４２メッシュ２８．５
％、４２〜８０メッシュ６３．５％、８０メッシュ以上
８．０％）を使用した。なお、２０メッシュは０．８４
ｍｍ、４８メッシュは０．２９５ｍｍ、８０メッシュは
０．１７７ｍｍ、１００メッシュは０．１４９ｍｍ、２
００メッシュは０．０７４ｍｍに相当する。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【表２】

【００３５】

【発明の効果】本発明の耐火パッキング材は、可撓性を
有するのでノズル間への装着性に優れ、また、高温にな
っても軟化しない膨張性耐火粒子をその表面に付着させ
たものであり、特に焼き付き防止性に優れ、ノズル間の
交換の際の離型性にも優れるものとできる。また、粘着
性を有する耐火パッキング本体に耐火粒子を付着させた
構造とするので、現場等において離型材等をコーティン
グする必要がなく、交換時においては、そのまま使用で
き、交換時での作業が簡便である。また、耐火パッキン
グ材の形状によらず簡便に離型層が形成されるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、浸漬ノズルを有するスライドノズル
装置に適用した縦断面図である。

【図２】図２は、他の耐火パッキング材の縦断面図と
その使用態様を仮想線で示す縦断面図である。

【符号の説明】

１…スライドプレート、２…浸漬ノズル、３…耐火パッ
キング材、４、５…突条、６…コレクターノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ２７Ｄ 1/10 Ｆ２７Ｄ 1/10 (72)発明者仮屋賢一東京都千代田区九段北四丁目１番７号品川白煉瓦株式会社内 (72)発明者洗節男東京都千代田区九段北四丁目１番７号品川白煉瓦株式会社内Ｆターム(参考） 4E004 FA10 FB10 4K051 AA06 BE03 GA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】耐火性粉末、繊維、可撓性付与バインダ
ーからなり、室温で可撓性を有する耐火パッキング本体
の表面に膨張性耐火粒子を付着させたことを特徴とする
耐火パッキング材。
【請求項２】可撓性付与バインダーが、粘着性バイン
ダーであって、耐火パッキング材形成に際してバインダ
ーの粘着性が残るように工程処理され、耐火パッキング
材表面に粘着性を付与するものであることを特徴とする
請求項１記載の耐火パッキング材。
【請求項３】膨張性耐火粒子が、粘着性樹脂を介して
耐火パッキング材表面に付着したものであることを特徴
とする請求項１又は請求項２記載の耐火パッキング材。
【請求項４】膨張性耐火粒子が、膨張性黒鉛粒子であ
ることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の耐火パ
ッキング材。