JP2008297163A - 不定形耐火物、及び耐火物の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】20質量部以上、60質量部以下の金属骨材と、40質量部以上、80質量部以下で、かつ最大粒子径が0.85mm以下の耐火性骨材とからなる骨材に、さらに該耐火性骨材100質量部に対して水分が外掛けで10質量部以下添加されてなることを特徴とする不定形耐火物。
【選択図】なし
Description
これらの耐火物は、使用中に加熱・冷却による熱変化を受け、熱スポーリング等を起こして、局部あるいは全体が損耗したり、付着物を除去する際に機械的衝撃により剥落や亀裂を誘発する。その結果、精錬炉や鋳造用耐火物等の寿命が短くなって生産性が低下し、耐火物の補修のコストも上昇する。
しかし、精錬炉等の使用条件の過酷化や耐火物の一層の高品質化が指向されており、スポーリングや溶損に対し、十分な特性を備えた耐火物が求められている。この対策として、金属ファイバーを多量に添加して強度補強する方法が提案されている。
また、特許文献2には、直径が0.1〜0.6mm、長さが20〜80mmの金属ファイバーの表面に0.1〜10μmの有機物被覆を施し5〜20質量%(文献中の表現は重量%)の割合で添加する流し込み耐火材の流動性を改善する手段が提案されている。
さらに、特許文献3においても、多量に金属を添加し、高熱伝導性を達成する手段が提案されている。
(1) 20質量部以上、60質量部以下の金属骨材と、40質量部以上、80質量部以下で、かつ最大粒子径が0.85mm以下の耐火性骨材とからなる骨材に、さらに前記耐火性骨材100質量部に対して水分が外掛けで10質量部以下添加されてなることを特徴とする不定形耐火物。
(2) 前記耐火性骨材がアルミナ、マグネシア、珪酸質、シリカ−アルミナ質、アルミナ−マグネシア質、アルミナ−スピネル質、アルミナ−スピネル−マグネシア質、粘土質、クロム質、ろう石質、ジルコン質、ジルコニア質、炭素質、炭化珪素質、マグネシア質、マグネシア−カーボン質、アルミナ−カーボン質、アルミナ−炭化珪素−カーボン質、アルミナ−マグネシア−カーボン質、またはジルコニア−カーボン質の1種又は2種以上であることを特徴とする(1)に記載の不定形耐火物。
(4) 前記金属骨材の形状が、金属母材を削ることによって作製される形状であることを特徴とする(1)乃至(3)のいずれかに記載の不定形耐火物。
(6) 施工空間を充填する所望の量の前記金属骨材と、前記耐火性骨材及び水を混練した後、型枠に流し込み、養生乾燥することを特徴とする(5)に記載の耐火物の製造方法。
(7) (1)乃至(4)のいずれかに記載の金属骨材を予め型枠に投入し、施工空間を該金属骨材で充填した後、(1)乃至(4)のいずれかに記載の耐火性骨材及び水を混練したスラリーを前記型枠に流し込み、養生乾燥することを特徴とする耐火物の製造方法。
具体的には、内径200mmφ×高さ300mmの型枠を、ユーラスモーターが設置された振動架台の上に取付固定した後、型枠に径0.5mm、最長25mmのSUS310の金属ファイバーを内掛けで35質量%先行充填した。続いて最大粒子径が3.35mm、2.0mm、1.0mm、0.85mm、0.6mm、0.3mm及び0.106mmのアルミナ−マグネシア質の耐火粉末100質量部に対して、外掛けで8.5質量部の添加水分で混練して、スラリーを得た。その後、金属ファイバーが先行充填された型枠中に0.3Gの加振を加えながら、混練スラリーを鋳込んだ後、型枠を振動架台より取り外し、10時間大気養生後、110℃の乾燥炉にて15時間乾燥を行い脱枠を行い、成形体の見掛け気孔率の測定と、未充填部位の有無について調査した。
本発明の不定形耐火物は、金属骨材を多量に含有することを特徴とするものであるが、後述の製造方法にあるように、養生硬化中に金属骨材が沈殿分離しない量の添加を行うためには、もともとの施工空間を充填できる量の金属骨材が必要である。
一方、不定形耐火物が金属骨材に充分に充填され、かつ耐火性を発現するためには、金属骨材の含有量は60質量%以下とすることが必要である。
金属骨材の形状としては特に規定するものではなく、例えば、後述の、樹枝状、フレーク状、またはファイバー状の何れでも構わない。
ちなみに、金属骨材に用いられる金属は、高温溶融金属に適用する為、融点が高く高温まで引張強度を有する金属であれば、特に限定するものではなく、例えば、鉄、ステンレス、タングステン、モリブデン等が好適に使用される。
また、耐火性骨材の最大粒子径を0.85mm以下とすることにより、簡易にスラリー状の混練物が得られるので、その観点からも好適である。
ちなみに、耐火性骨材の最大粒子径の下限値は特に規定するものではないが、粉砕コスト等を考慮すると、0.31mm以上とすることが好ましい。
一方、最大粒径が0.85mmを超えると、金属骨材の空間に耐火性骨材が充填されにくくなり、施工後空間として残り、施工体の見掛け気孔率が大きくなって、高強度が得られにくくなる。
水分量を10質量部以下に制御するためには、後述する公知の手段である養生、乾燥により適宜実施することができる。
すなわち、使用環境に応じて、これらの何れかの耐火性骨材を使用することにより、高強度な耐火物を得ることができる。
樹枝状とは、毛細血管のように先端が複数に分岐した形状を意味しており、3次元に張り巡らした金属枝によりキャスタブル補強に非常に有効である。樹枝状の場合には、一本の枝の断面積が0.05mm2以上、1mm2以下が補強上好ましく、骨材の最大径は、金属骨材の充填性から1.0mm以上、50mm以下とすることが好ましい。
ちなみに、樹枝状の金属骨材は、例えば、市販線材を複数本ワイヤー状に縒ってせん断することにより製造できる。
一方、最大長及び長さが上記の範囲未満の場合、耐火粒子の架橋に寄与出来ず補強効果が発現しにくくなる。従って、充填性を満足し、且つ補強効果が発現する大きさ以上とすることが好ましい。
ちなみに、フレーク状の金属骨材は、例えば、断面積0.5mm2以上、10mm2以下で圧延された金属箔を長さ1.0mm以上、50mm以下に切断することにより製造できる。
金属母材を削る方法としては、例えば、金属母材に穴を開ける場合、金属母材を切断する場合、金属母材の一部を掻き削る場合等が挙げられる。ここでの金属骨材の形状は、上記の様な場合に作製される形状(切り粉状と記載することがある)をすべて含む。
また、切り粉状の金属骨材の大きさは、例えば、断面積0.5mm2以上、10mm2以下で長さ0.5mm以上、30mm以下とすることが施工上好ましい。断面積又は長さが上記の範囲を超えると金属骨材の均一な密充填が困難になり、高強度が得られにくくなるので、上記の範囲とすることが好ましい。
ちなみに、ファイバー状の金属骨材は、例えば、市販線材を上記長さにせん断することにより製造できる。
本発明は、金属骨材、耐火性骨材及び水を混練した後、型枠に流し込み、養生乾燥することを特徴とする。特に、金属骨材が上記フレーク状又はファイバー状のときには、事前に金属骨材と耐火性骨材と水分を混ぜたスラリーとして型枠に流し込むことによって、空隙のない金属骨材が空間に均一に密充填された不定形耐火物を容易に施工することができるので、好ましい。
ちなみに、予定している施工空間で要求される不定形耐火物の強度の程度に応じて、充填する金属骨材の所望の量を、適宜、設定し、この所望の金属骨材の量に応じて、耐火性骨材と水を混合して、混練後に、型枠に流し込み、養生乾燥することが好ましい。
本方法の場合には、金属骨材と耐火骨材の比重差が高い場合に有効で先行して金属骨材のみを充填する為に金属骨材の沈下による偏析が防止出来る。
流し込み成形時に型枠に振動を加えながら行うと充填が効率的に進むので好ましく、特に金属骨材が切り粉状又はファイバー状のときは好適である。
養生乾燥は公知の方法で実施すればよく、使用時の爆裂防止のため耐火材質量に対して水分を10質量%以下に調整する。
焼結剤として、超微粉アルミナ、超微粉SiC、超微粉SiO2などを使用できる。
分散剤としては、ピロリン酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、テトラポリリ酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウム、フミン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、珪酸ナトリウム、有機リン酸ナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、酒石酸ナトリウム、タンニン酸ナトリウム、β−ナフタレンスルホン酸ナトリウム、アルキルアリルスルホン酸ナトリウムなどがある。
硬化剤はアルミナセメントが最も好ましいが、これに限らず、例えばケイ酸ナトリウム、シリカゾル、アルミナゾル、リン酸アルミニウム、乳酸アルミニウムなどから選ばれる1種または2種以上が使用できる。
金属骨材と、耐火性骨材とからなる骨材に水分を添加して得られた不定形耐火物を、タンデイッシュ下ノズル、羽口ブロック及びタンディッシュカバーに施工し、実炉に供した。以下その詳細について記述する。
図1(A)に示すタンデイッシュ下ノズル用の型枠2(外径310φ×内径90φ×高さ350mm)を、ユーラスモーターの設置された振動テーブル1上に取付固定した後、型枠にSUS310の金属ファイバーを先行充填した。
続いて最大粒子径が0.3mmのアルミナ−マグネシア質の耐火粉末100質量部に対して外掛けで8.0質量部の添加水分で混練してスラリーを作成した。
その後、60トン容量タンディッシュの下ノズルとして設置し、1時間30分の昇熱後、360トンの溶鋼を3ヒートを240分で完鋳した。
また、図1(B)に示すタンディッシュ羽口においても、羽口型枠3を用いて上記のタンデイッシュ下ノズルの場合と同様の方法で製作を行い、60トン容量タンディッシュの羽口として設置し、初回の適用に際しては、1時間30分の昇熱後、適用を開始した。その後、58ヒート使用し、計画的に交換した。
表面温度が600℃になるまで事前乾燥し実炉に供した。これらの結果を表1にまとめた。
尚、比較例として、耐火粒子の最大径が1.2mm、2.0mm、5.66mm及び3.35mmの耐火粉末に金属ファイバーを内掛けでそれぞれ2質量%、2質量%、4質量%、3質量%添加し、同時混練して試作した下ノズル、羽口及びタンディッシュカバーでの実炉における結果を合わせて金属ファイバーの場合を表2に示す。
表1及び表2中の一般物性のかさ比重、気孔率については、JIS R 2553で規定された成形後の試験片を用いて、JIS R 2205に基づいて、圧縮強度については、JIS R 2553に基づいて、それぞれ測定した。
金属ファイバー以外の金属骨材の場合についてもタンデイッシュ下ノズルに施工し、実炉に供した。以下その詳細について記述する。
金属ファイバー時と同様に図1(A)に示すタンデイッシュ下ノズル用の型枠2(外径310φ×内径90φ×高さ350mm)を、ユーラスモーターの設置された振動テーブル1上に取付固定した後、最大粒子径が0.3mmのアルミナ−マグネシア質の耐火粉末と、SUS310材質のフレーク状の削り粉、及び線径0.5φの線材を10本縒ったワイヤーを長さ25mmに切断した樹枝状の金属骨材を内掛けで35質量%添加し、アルミナ−マグネシア質の耐火粉末100質量部に対して外掛けで其々8.0質量部、8.3質量部、8.2質量部の添加水分で同時混練した。
その後、60トン容量タンディッシュの下ノズルとして設置し、いづれも1時間30分の昇熱後、1ヒート当り360トンの溶鋼の鋳造に供した。これらの結果を表3に示す。
羽口についても外観・内部には亀裂発生は認められず、いずれのサンプルも使用後焼結が進み、高強度化していた。
一方、タンディッシュカバー(TDカバー)では、従来技術の比較例では開口部周辺の剥離損傷が初期に発生するのに対し、本発明品では7倍以上のヒート回数でも剥離損傷が発生せず長寿命化を達成することができた。
Claims (7)
- 20質量部以上、60質量部以下の金属骨材と、40質量部以上、80質量部以下で、かつ最大粒子径が0.85mm以下の耐火性骨材とからなる骨材に、さらに前記耐火性骨材100質量部に対して水分が外掛けで10質量部以下添加されてなることを特徴とする不定形耐火物。
- 前記耐火性骨材が、アルミナ、マグネシア、珪酸質、シリカ−アルミナ質、アルミナ−マグネシア質、アルミナ−スピネル質、アルミナ−スピネル−マグネシア質、粘土質、クロム質、ろう石質、ジルコン質、ジルコニア質、炭素質、炭化珪素質、マグネシア質、マグネシア−カーボン質、アルミナ−カーボン質、アルミナ−炭化珪素−カーボン質、アルミナ−マグネシア−カーボン質、またはジルコニア−カーボン質の1種又は2種以上であることを特徴とする請求項1に記載の不定形耐火物。
- 前記金属骨材の形状が、樹枝状、フレーク状、またはファイバー状であることを特徴とする請求項1または2に記載の不定形耐火物。
- 前記金属骨材の形状が、金属母材を削ることによって作製される形状であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の不定形耐火物。
- 請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の金属骨材、耐火性骨材、及び水を混練した後、型枠に流し込み、養生乾燥することを特徴とする耐火物の製造方法。
- 施工空間を充填する所望の量の前記金属骨材と、前記耐火性骨材及び水を混練した後、型枠に流し込み、養生乾燥することを特徴とする請求項5に記載の耐火物の製造方法。
- 請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の金属骨材を予め型枠に投入し、施工空間を該金属骨材で充填した後、請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の耐火性骨材及び水を混練したスラリーを前記型枠に流し込み、養生乾燥することを特徴とする耐火物の製造方法。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103063033A (zh) * | 2012-12-29 | 2013-04-24 | 浙江西华节能技术有限公司 | 节能炉窑及节能方法 |
CN105367099A (zh) * | 2015-12-14 | 2016-03-02 | 武汉钢铁(集团)公司 | 环保防漏式rh精炼炉浸渍管内芯 |
US9498821B2 (en) | 2009-12-10 | 2016-11-22 | Novelis Inc. | Molten metal-containing vessel and methods of producing same |
JP2018150620A (ja) * | 2017-03-13 | 2018-09-27 | Jfeスチール株式会社 | 不定形耐火物の使用方法、溶銑処理設備の操業方法、溶銑の脱硫方法及び溶銑の予備処理方法 |
CN111875397A (zh) * | 2020-08-05 | 2020-11-03 | 安徽恒创环保建材有限公司 | 一种建筑用多孔防火保温砖及其制造方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004315348A (ja) * | 2003-04-02 | 2004-11-11 | Nippon Steel Corp | 高熱伝導キャスタブル耐火物及びその製造方法 |
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Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004315348A (ja) * | 2003-04-02 | 2004-11-11 | Nippon Steel Corp | 高熱伝導キャスタブル耐火物及びその製造方法 |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9498821B2 (en) | 2009-12-10 | 2016-11-22 | Novelis Inc. | Molten metal-containing vessel and methods of producing same |
US10274255B2 (en) | 2009-12-10 | 2019-04-30 | Novelis Inc. | Molten metal-containing vessel, and methods of producing same |
CN103063033A (zh) * | 2012-12-29 | 2013-04-24 | 浙江西华节能技术有限公司 | 节能炉窑及节能方法 |
CN103063033B (zh) * | 2012-12-29 | 2015-05-27 | 成都西华工业炉节能技术有限公司 | 节能炉窑及节能方法 |
CN105367099A (zh) * | 2015-12-14 | 2016-03-02 | 武汉钢铁(集团)公司 | 环保防漏式rh精炼炉浸渍管内芯 |
JP2018150620A (ja) * | 2017-03-13 | 2018-09-27 | Jfeスチール株式会社 | 不定形耐火物の使用方法、溶銑処理設備の操業方法、溶銑の脱硫方法及び溶銑の予備処理方法 |
CN111875397A (zh) * | 2020-08-05 | 2020-11-03 | 安徽恒创环保建材有限公司 | 一种建筑用多孔防火保温砖及其制造方法 |
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