JP3151205B2 - Packing material for refractories - Google Patents
Packing material for refractoriesInfo
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Description
本発明は、鋳造用の耐火物と耐火物との間にその接合
のために用いられるパッキング材に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a packing material used for joining a refractory for casting to another refractory.
製鋼における造塊作業の近代化としての連続鋳造技術
の進歩は目覚ましいものがある。連続鋳造用耐火物につ
いて大別すると、長時間にわたり溶鋼を保持しタンディ
ッシュに供給する親鍋用耐火物と、タンディッシュ用耐
火物に区分される。そして親鍋からタンディッシュ、タ
ンディッシュからモールドへの溶鋼流量のコントロール
手段は、ストッパー方式からスライディングノズル方式
に移行しつつある。 そして、親鍋のスライディングノズル方式では、ノズ
ル受けれんがと上部ノズルの接合、上部ノズルと上部プ
レートとの接合、下部プレートと下部ノズルとの接合に
は通常それぞれモルタルが使用されている。また下部ノ
ズルとロングノズルとの接合には、ノズル交換の際に速
やかに外れるものでなければならないために通常セラミ
ックファイバーシートが使用されている。さらにタンデ
ィッシュにおいては、ストッパー方式の場合には、タン
ディッシュノズルと浸漬ノズルの接合にセラミックファ
イバーシートが、スライディングノズル方式の場合に
は、上部ノズルと上部プレートの接合や下部プレートと
中間ノズルの接合にセラミックファイバーシートが、そ
れぞれ通常使用されている。尚、上記各れんがは鋳造用
耐火物と称される。 しかし、耐火物の接合にモルタルを用いる場合、作業
に熟練を要すると共に耐火物の交換時にモルタルを除去
する際に耐火物を傷めてしまうという問題や、気密性が
十分でない等の問題がある。またセラミックファイバー
シートを用いる場合には、溶鋼に対する耐食性や気密性
が劣るという問題がある。 このために本出願人によって、耐火骨材に樹脂等のバ
インダーやその他の配合物を配合して調製されるパッキ
ング材が特公昭60−15592号公報や特開昭58−14997号公
報にみられるように提供されている。このパッキング材
は従来のモルタルやセラミックファイバーシートの上記
問題点を解決したものとして提供されているものであ
り、従来のモルタルやセラミックファイバーシートに代
えて耐火物の接合のために使用されるものである。The progress of continuous casting technology as a modernization of ingot casting in steelmaking has been remarkable. Broadly speaking, refractories for continuous casting are classified into refractories for parent pots, which hold molten steel for a long time and supply to the tundish, and refractories for tundish. And the control means of the flow rate of molten steel from the master pot to the tundish and from the tundish to the mold is shifting from the stopper method to the sliding nozzle method. In the sliding nozzle system of the master pot, mortar is generally used for joining the nozzle brick to the upper nozzle, joining the upper nozzle to the upper plate, and joining the lower plate to the lower nozzle. In addition, a ceramic fiber sheet is usually used for joining the lower nozzle and the long nozzle, since the lower nozzle must be quickly separated when the nozzle is replaced. Furthermore, in the case of the tundish, in the case of the stopper method, the ceramic fiber sheet is used for joining the tundish nozzle and the immersion nozzle, and in the case of the sliding nozzle method, the upper nozzle is joined to the upper plate or the lower plate is joined to the intermediate nozzle. Ceramic fiber sheets are commonly used. In addition, each said brick is called refractory for casting. However, when mortar is used to join refractories, there are problems such as the need for skill in operation, damage to the refractories when removing the mortar when replacing the refractories, and insufficient airtightness. Further, when a ceramic fiber sheet is used, there is a problem that corrosion resistance and airtightness against molten steel are poor. For this reason, packing materials prepared by blending a binder such as a resin or other compounds with a refractory aggregate by the present applicant are found in Japanese Patent Publication No. 60-15592 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-14997. As provided. This packing material is provided as a solution to the above problems of the conventional mortar and ceramic fiber sheet, and is used for bonding refractories instead of the conventional mortar and ceramic fiber sheet. is there.
しかしながら上記のパッキング材においては、溶鋼の
高温の作用でバインダーが急速に炭化されるためにパッ
キング材を耐火物に装填してから短時間で柔軟性を失う
ことになり、この結果耐火物に対するパッキング材の接
着性が低下するおそれがあるということが解決すべき課
題として提起されている。特にバインダーとしてフェノ
ール樹脂等の樹脂バインダーを用いた場合にはバインダ
ーの炭化が急速に進行し、接着性の低下が著しい。そし
てこのように耐火物に対するパッキング材の接着性が低
いと、気密性や耐食性等が問題になるものである。However, in the above-mentioned packing material, since the binder is rapidly carbonized by the action of molten steel at a high temperature, flexibility is lost in a short time after the packing material is loaded on the refractory, and as a result, the packing for the refractory is reduced. It has been proposed as a problem to be solved that the adhesiveness of the material may be reduced. In particular, when a resin binder such as a phenol resin is used as the binder, the carbonization of the binder proceeds rapidly, and the adhesiveness is significantly reduced. If the adhesiveness of the packing material to the refractory is low, airtightness, corrosion resistance and the like become problems.
上記課題を解決するために本発明は、アルミナと粘土
を主成分とする骨材に、ホウ素酸化物とリン酸化物の少
なくとも一方と、樹脂バインダーを加えて混練すると共
に成形して耐火物用パッキング材を調製するようにした
ことを特徴とするものである。 以下、本発明を詳細に説明する。 耐火骨材としては、金属酸化物や金属炭化物、金属窒
化物などから選ばれる１種以上のものを任意に使用する
ことができるが、アルミナや粘土、カーボン等が好適に
使用される。またバインダーは無機質、有機質を問わな
いが、取り扱いやコスト等の点でフェノール樹脂などの
樹脂バインダーを用いるのが好ましい。 本発明において用いるホウ素酸化物としては、ホウ酸
の他に、無水ホウ酸、メタホウ酸、酸化ホウ素等を使用
することができる。また本発明において用いるリン酸化
物としては、メタリン酸、無水リン酸、五酸化リン等を
使用することができる。ホウ素酸化物とリン酸化物はそ
れぞれの一種以上を単独で使用する他に、両者を併用す
ることもできる。これらホウ素酸化物やリン酸化物の配
合量は、全体量に対して0.5〜20重量％の範囲が好まし
い。配合量が0.5重量％未満ではホウ素酸化物やリン酸
化物の配合による後述の効果を十分に得ることができな
いものであり、また配合量が20重量％を超えるとパッキ
ング材の耐食性が低下する傾向があるために好ましくな
い。ホウ素酸化物やリン酸化物の配合は、耐火骨材に直
接添加しておこなう方法の他に、予めバインダーに混合
しておいてバインダーとともに耐火骨材に添加しておこ
なう方法等がある。 本発明においては、上記耐火骨材にバインダー、ホウ
素酸化物あるいはリン酸化物を配合して混練することに
よってパッキング材を調製することができるが、その他
に繊維や低融点金属を配合することができる。繊維とし
ては通常の無機質、有機質、金属等を使用することがで
きる。繊維はパッキング材の展性や引張強度を高める作
用をなすために、配合量は多いほうが望ましいが、混練
性等の点からして３〜10重量％程度に設定するのがよ
い。また低融点金属はパッキング材を使用中に溶鋼の高
温の作用で溶融し、パッキング材に侵入してきた空気中
の酸素をキャッチして金属酸化物（低融点金属としてAl
を用いる場合はAl2O3）になり、この際の体積膨張によ
ってパッキング材の気孔を充填して気密性を高める作用
をなすものであり、Alの他に、Mg,Cu,Zn等を用いること
ができる。配合量は0.5〜20重量％の範囲が好ましい。
0.5重量％未満では低融点金属の配合による効果が得ら
れず、20重量％を超えると溶融成分量が多くなり過ぎて
パッキング材としての構造を維持できなくなるおそれが
ある。気密性をさらに高めるために、加熱により膨張す
る材料を配合することもできる。例えば樹脂発泡に用い
る発泡剤のような有機質材料や、膨張黒鉛やバーミキュ
ライトのような無機質材料を使用することができる。配
合量は0.01〜５重量％の範囲が好ましい。0.01重量％未
満では効果が得られず、５重量％を超えるとパッキング
材としての構造を維持できなくなるおそれがある。ま
た、バインダーの配合量は、３〜50重量％の範囲に設定
するのが好ましい。 上記の各配合材料を混練することによって、本発明に
係るパッキング材を調製することができる。このパッキ
ング材は予め成形しておいてセラミックファイバーシー
トと同様の方法で使用されるものである。そして本発明
に係るこのパッキング材にあって、使用する際に溶鋼の
高温が作用すると、ホウ素酸化物やリン酸化物がこの高
温の作用で脱水縮合し、ガラス化して溶融するために、
バインダーがこのガラス状溶融物で保護され、バインダ
ーが炭化されることを遅らせることができる。このため
にパッキング材を耐火物に装填してからバインダーが炭
化されて柔軟性を失うまでの時間を長く維持することが
できることになり、耐火物に対するパッキング材の接着
性を高めることができて、気密性や耐食性が低下するこ
とを防ぐことができるものである。また、バインダーが
樹脂バインダーの場合は溶鋼の高温の作用で引火するお
それがあるが、上記のようにホウ素酸化物やリン酸化物
がこの高温の作用で脱水縮合する際に発生する水分で、
この引火を抑えることもできる。尚、バインダーとして
フェノール樹脂を用いる場合、フェノール樹脂はホウ素
酸化物やリン酸化物とエステル化反応し、耐熱化して炭
化が遅れるために、本発明においては特に好ましい。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a refractory packing by kneading and forming an aggregate mainly composed of alumina and clay, at least one of a boron oxide and a phosphorus oxide, and a resin binder. It is characterized in that a material is prepared. Hereinafter, the present invention will be described in detail. As the refractory aggregate, any one or more selected from metal oxides, metal carbides, metal nitrides and the like can be arbitrarily used, but alumina, clay, carbon and the like are preferably used. The binder may be inorganic or organic, but it is preferable to use a resin binder such as a phenol resin in terms of handling and cost. As the boron oxide used in the present invention, boric anhydride, metaboric acid, boron oxide and the like can be used in addition to boric acid. Further, as the phosphorus oxide used in the present invention, metaphosphoric acid, phosphoric anhydride, phosphorus pentoxide and the like can be used. The boron oxide and the phosphorus oxide may be used alone or in combination of two or more. The compounding amount of these boron oxides and phosphorus oxides is preferably in the range of 0.5 to 20% by weight based on the total amount. If the compounding amount is less than 0.5% by weight, the effects described below due to the compounding of boron oxide or phosphorus oxide cannot be sufficiently obtained, and if the compounding amount exceeds 20% by weight, the corrosion resistance of the packing material tends to decrease. It is not preferable because there is. In addition to the method in which the boron oxide and the phosphorus oxide are directly added to the refractory aggregate, there is a method in which the boron oxide and the phosphorus oxide are mixed with the binder in advance and added to the refractory aggregate together with the binder. In the present invention, a packing material can be prepared by blending and kneading a binder, a boron oxide or a phosphorus oxide with the refractory aggregate, but it is also possible to blend fibers and a low-melting metal in addition. . As the fibers, ordinary inorganic, organic, metal and the like can be used. The amount of the fiber is preferably large in order to increase the malleability and the tensile strength of the packing material, but is preferably set to about 3 to 10% by weight from the viewpoint of kneading properties and the like. In addition, the low melting point metal is melted by the high temperature action of molten steel while using the packing material, catches oxygen in the air that has penetrated into the packing material, and removes the metal oxide (Al as a low melting point metal).
When Al is used, it becomes Al 2 O 3 ), and the volume expansion at this time acts to fill the pores of the packing material to increase the airtightness. In addition to Al, Mg, Cu, Zn, or the like is used. be able to. The compounding amount is preferably in the range of 0.5 to 20% by weight.
If the amount is less than 0.5% by weight, the effect of blending the low melting point metal cannot be obtained, and if it exceeds 20% by weight, the amount of the molten component becomes too large and the structure as a packing material may not be maintained. In order to further increase the airtightness, a material that expands when heated may be added. For example, an organic material such as a foaming agent used for resin foaming or an inorganic material such as expanded graphite or vermiculite can be used. The compounding amount is preferably in the range of 0.01 to 5% by weight. If the amount is less than 0.01% by weight, the effect cannot be obtained. If the amount exceeds 5% by weight, the structure as a packing material may not be maintained. Further, the amount of the binder is preferably set in the range of 3 to 50% by weight. By kneading each of the above-mentioned compounding materials, the packing material according to the present invention can be prepared. This packing material is molded in advance and used in the same manner as the ceramic fiber sheet. And in this packing material according to the present invention, when the high temperature of the molten steel acts upon use, the boron oxide and the phosphorous oxide are dehydrated and condensed by the action of this high temperature, and are vitrified and melted.
The binder is protected by this glassy melt and can delay carbonization of the binder. For this reason, the time until the binder is carbonized and loses flexibility after the packing material is loaded on the refractory can be maintained for a long time, and the adhesiveness of the packing material to the refractory can be increased, It can prevent airtightness and corrosion resistance from being reduced. Also, when the binder is a resin binder, there is a risk of ignition due to the high temperature action of the molten steel, but as described above, the water generated when the boron oxide and the phosphorus oxide dehydrate and condense under this high temperature action,
This ignition can be suppressed. In the case where a phenol resin is used as the binder, the phenol resin is particularly preferable in the present invention because the phenol resin undergoes an esterification reaction with a boron oxide or a phosphorus oxide to increase heat resistance and delay carbonization.
次に本発明を実施例によって例証する。 実施例１〜８ 耐火骨材として焼結アルミナ（粒度50μｍ以上）、粘
土（粒径0.2mm以下）等を用い、バインダーとしてフェ
ノール樹脂をエチレングリコール溶解して用い（フェノ
ール樹脂／エチレングリコール＝4/1の重量比）、ホウ
素酸化物としてホウ酸（H3BO3）や酸化ホウ素（B
2O3）、リン酸化物としてリン酸（P2O5）、低融点金属
としてAl（粒径0.2mm以下）、繊維としてセラミックフ
ァイバーをそれぞれ用い、次表の配合量で配合して混練
することによって、パッキング材を調製した。 比較例1,2 ホウ素酸化物やリン酸化物を使用しない次表の配合量
で配合して混練することによって、パッキング材を調製
した。 上記のようにして調製したパッキング材について、パ
ッキング材のバインダーが高温の作用で炭化されて柔軟
性が低下する度合を評価するために、熱間での伸び率を
測定した。試験は、100×100×10mm厚のアルミナレンガ
板を800℃の電気炉で15分間加熱し、このアルミナレン
ガ板の上に30mmφ×厚さ8mmに成形したパッキング材を
置き、この上から加熱していないアルミナレンガ板を置
いてパッキング材を挟み、０秒、60秒、100秒の規定時
間放置した後に、上から60kgの荷重を１分間作用させ、
このように荷重をかけた後のパッキング材の上面の面積
を測定して、面積が何倍に広がったかを算出することに
よっておこなった。倍率が大きい程パッキング材の柔軟
性が高く、炭化が遅れているということを意味する。結
果を次表に示す。 またパッキング材の熱間での容積安定性を測定するた
めに、アルミナグラファイト質れんがから直径30mm、高
さ30mmの大きさのサンプルを切り出し、これを中央から
半分にカットし、この間にパッキング材を挟み込み、N2
中荷重3.5kg/cm2の条件で荷重軟化テストをおこない、
収縮率を測定した。また剥離性や通気率、溶鉄に対する
耐食性を測定した。剥離性は上記荷重軟化テスト後のれ
んがとパッキング材との離れ易さでその良否を判定し
た。通気率の測定は、直径30mm、高さ30mmのサンプル形
状にパッキング材を成形し、100℃で24時間、1400℃で
２時間、酸化雰囲気で加熱処理した後のものについてお
こなった。溶鉄に対する耐食性をテストするために、回
転浸食テスト用にれんがを切り出し、これを半分にカッ
トしてこの間に目地厚さ4mmでパッキング材を挟み込
み、粘性の低い銑鉄を使用して溶鉄の浸食した深さを測
定した。それぞれの結果を次表に示す。 表の結果にみられるように、ホウ素酸化物やリン酸化
物を配合した各実施例のものでは、熱間での伸び率を大
きく保持することができ、バインダーの炭化を遅らせる
ことができることが確認される。The invention will now be illustrated by way of examples. Examples 1 to 8 Sintered alumina (particle size of 50 μm or more), clay (particle size of 0.2 mm or less) or the like was used as a refractory aggregate, and a phenol resin was dissolved in ethylene glycol as a binder (phenol resin / ethylene glycol = 4 / 1), boric acid (H 3 BO 3 ) or boron oxide (B
2 O 3 ), phosphoric acid (P 2 O 5 ) as a phosphoric oxide, Al (particle diameter 0.2 mm or less) as a low-melting metal, and ceramic fiber as a fiber. Thus, a packing material was prepared. Comparative Examples 1 and 2 A packing material was prepared by mixing and kneading at the compounding amounts shown in the following table without using boron oxide or phosphorus oxide. With respect to the packing material prepared as described above, in order to evaluate the degree of reduction in flexibility due to carbonization of the binder of the packing material due to the action of high temperature, the elongation ratio during hot was measured. In the test, a 100 × 100 × 10 mm thick alumina brick plate was heated in an electric furnace at 800 ° C. for 15 minutes, a packing material formed into a thickness of 30 mmφ × 8 mm thick was placed on this alumina brick plate, and heated from above. Place the non-alumina brick plate, sandwich the packing material, leave it for the specified time of 0 seconds, 60 seconds, 100 seconds, apply a load of 60 kg from above for 1 minute,
The measurement was performed by measuring the area of the upper surface of the packing material after applying the load in this manner and calculating how many times the area was expanded. The higher the magnification, the higher the flexibility of the packing material and the longer the carbonization. The results are shown in the following table. In order to measure the hot volume stability of the packing material, a sample with a diameter of 30 mm and a height of 30 mm was cut out from alumina graphite brick, cut in half from the center, and the packing material was placed in the meantime. Entrapment, N 2
Perform a load softening test under the condition of medium load 3.5 kg / cm 2 ,
The shrinkage was measured. In addition, peelability, air permeability, and corrosion resistance to molten iron were measured. The releasability was determined by the ease of separation between the brick and the packing material after the load softening test. The measurement of the air permeability was performed on a sample obtained by molding a packing material into a sample shape having a diameter of 30 mm and a height of 30 mm, and performing a heat treatment in an oxidizing atmosphere at 100 ° C. for 24 hours and at 1400 ° C. for 2 hours. In order to test the corrosion resistance to molten iron, a brick was cut out for a rotary erosion test, cut in half, the packing material was sandwiched between joints with a joint thickness of 4 mm, and the molten iron was eroded using low-viscosity pig iron. Was measured. The results are shown in the following table. As can be seen from the results of the table, it was confirmed that in each of the examples in which boron oxide or phosphorus oxide was blended, the elongation during hot operation could be kept large, and the carbonization of the binder could be delayed. Is done.
【発明の効果】 上述のように本発明に係る耐火物用パッキング材は、
アルミナと粘土を主成分とする骨材に、ホウ素酸化物と
リン酸化物の少なくとも一方と、樹脂バインダーを加え
て混練すると共に成形したものであるので、パッキング
材の使用時に溶鋼の高温が作用すると、ホウ素酸化物や
リン酸化物がこの高温の作用で脱水縮合して溶融ガラス
化し、バインダーが炭化されることを遅らせることがで
きるものであって、パッキング材を耐火物に装填してか
らバインダーが炭化されて柔軟性を失うまでの時間を長
く維持することができるものであり、耐火物に対するパ
ッキング材の接着性を高めることができるものである。
また樹脂バインダーに溶鋼の高温の作用で引火するおそ
れがあるが、ホウ素酸化物やリン酸化物がこの高温の作
用で脱水縮合する際に発生する水分で引火を抑えること
ができるものである。As described above, the packing material for refractories according to the present invention comprises:
Since it is formed by mixing and kneading at least one of boron oxide and phosphorus oxide with a resin binder to an aggregate containing alumina and clay as main components, the high temperature of molten steel acts when the packing material is used. Boron oxide and phosphorous oxide are dehydrated and condensed by the action of this high temperature to form a molten glass, and it is possible to delay the carbonization of the binder. It is possible to maintain a long time until the carbonized material loses its flexibility, and it is possible to enhance the adhesiveness of the packing material to the refractory.
Further, the resin binder may be ignited by the high temperature action of the molten steel, but the flammability can be suppressed by the moisture generated when the boron oxide or the phosphorus oxide is dehydrated and condensed by the high temperature action.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩田 俊彦 福岡県北九州市八幡西区浅川学園台１町 会20―２ (72)発明者 越智 正則 福岡県北九州市戸畑区初音町４番３号 (56)参考文献 特開 昭61−44771（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−80377（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−319273（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−149977（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−26510（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−85810（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−7871（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−105969（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−217678（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−51176（ＪＰ，Ａ) 特公 昭60−15592（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C04B 35/66 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Toshihiko Iwata 20-2 Asakawa Gakuendai 1-cho, Yawatanishi-ku, Kitakyushu-shi, Fukuoka (72) Inventor Masanori Ochi 4-3 Hatsune-cho, Tobata-ku, Kitakyushu, Fukuoka (56 References JP-A-64-14771 (JP, A) JP-A-2-80377 (JP, A) JP-A-63-319273 (JP, A) JP-A-58-149977 (JP, A) 52-26510 (JP, A) JP-A-53-85810 (JP, A) JP-A-57-7871 (JP, A) JP-A-62-105969 (JP, A) JP-A-59-217678 (JP, A) A) JP-A-57-51176 (JP, A) JP-B-60-15592 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C04B 35/66
Claims (1)
ウ素酸化物とリン酸化物の少なくとも一方と、樹脂バイ
ンダーを加えて混練すると共に成形して成ることを特徴
とする耐火物用パッキング材。1. A packing for refractories, which is formed by adding at least one of boron oxide and phosphorus oxide and a resin binder to an aggregate mainly composed of alumina and clay, kneading and molding. Wood.
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|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
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| JP00678590A JP3151205B2 (en) | 1990-01-16 | 1990-01-16 | Packing material for refractories |
Publications (2)
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| JPH03215366A JPH03215366A (en) | 1991-09-20 |
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