JP3165171B2 - キャスタブル組成物 - Google Patents
キャスタブル組成物Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スピネルを主成分とす
るキャスタブル組成物に関し、さらに詳しくは製鋼用取
鍋内張り用流し込み材や真空脱ガス炉等の不定形のキャ
スタブル組成物に関する。
るキャスタブル組成物に関し、さらに詳しくは製鋼用取
鍋内張り用流し込み材や真空脱ガス炉等の不定形のキャ
スタブル組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術とその課題】近年、製鋼用取鍋材を主体と
する不定形キャスタブルに対する耐久性向上の要求に対
し、高純度なマグネシアやアルミナを主骨材とするアル
ミナセメント系キャスタブルが開発されており、各製鋼
所をはじめとし、その優秀性は実証されている(耐火物
1990-5月号 P281〜282、1990-7月号 P376〜381、及び19
90-8月号 P427〜434等、特開平1-83575号公報、特開平1
-87577号公報、特開平2-6373号公報、及び特開平2-3066
1号公報等)。
する不定形キャスタブルに対する耐久性向上の要求に対
し、高純度なマグネシアやアルミナを主骨材とするアル
ミナセメント系キャスタブルが開発されており、各製鋼
所をはじめとし、その優秀性は実証されている(耐火物
1990-5月号 P281〜282、1990-7月号 P376〜381、及び19
90-8月号 P427〜434等、特開平1-83575号公報、特開平1
-87577号公報、特開平2-6373号公報、及び特開平2-3066
1号公報等)。
【０００３】しかしながら、いずれも耐スポーリング性
や耐スラグ浸透性などのキャスタブル硬化体としての耐
久性向上を主眼にしたものであって、不定形キャスタブ
ルの重要な特性である施工時の可使時間が十分でなく、
特に、夏場など高温施工時にミキサー内で硬化するなど
のトラブルが発生するという課題があった。
や耐スラグ浸透性などのキャスタブル硬化体としての耐
久性向上を主眼にしたものであって、不定形キャスタブ
ルの重要な特性である施工時の可使時間が十分でなく、
特に、夏場など高温施工時にミキサー内で硬化するなど
のトラブルが発生するという課題があった。
【０００４】本発明者らは、前述の課題を解決すべく鋭
意研究を重ね、特定の成分を使用することによって、優
れた耐久性や耐スラグ性などの特性を劣化させることな
く、施工時の可使時間を確保できるとの知見を得て本発
明を完成するに至った。
意研究を重ね、特定の成分を使用することによって、優
れた耐久性や耐スラグ性などの特性を劣化させることな
く、施工時の可使時間を確保できるとの知見を得て本発
明を完成するに至った。
【０００５】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、スピネ
ルを主成分とする耐火骨材70〜95重量部、アルミナセメ
ント30〜５重量部、及びアルカリ金属炭酸塩を配合して
なり、アルカリ金属炭酸塩が、耐火骨材とアルミナセメ
ントの合計100重量部に対して、0.01〜３重量部である
ことを特徴とするキャスタブル組成物である。
ルを主成分とする耐火骨材70〜95重量部、アルミナセメ
ント30〜５重量部、及びアルカリ金属炭酸塩を配合して
なり、アルカリ金属炭酸塩が、耐火骨材とアルミナセメ
ントの合計100重量部に対して、0.01〜３重量部である
ことを特徴とするキャスタブル組成物である。
【０００６】以下本発明を詳しく説明する。
【０００７】本発明に係るスピネルとは、水酸化マグネ
シウムや仮焼マグネシアなどのMgO源と、水酸化アルミ
ニウムや仮焼アルミナなどのAl2O3源を、所定の割合に
なるように配合し、ロータリーキルン等の焼成装置を用
いて、約1800〜1900℃の温度で反応・焼結させてスピネ
ルクリンカーとしたものを、所定のサイズに粉砕・篩分
けしたものである。
シウムや仮焼マグネシアなどのMgO源と、水酸化アルミ
ニウムや仮焼アルミナなどのAl2O3源を、所定の割合に
なるように配合し、ロータリーキルン等の焼成装置を用
いて、約1800〜1900℃の温度で反応・焼結させてスピネ
ルクリンカーとしたものを、所定のサイズに粉砕・篩分
けしたものである。
【０００８】MgO/Al2O3の重量比は、１／１〜0.1／１が
好ましく、0.4／１〜0.2／１がキャスタブル硬化体とし
て耐久性に優れる面から好ましい。
好ましく、0.4／１〜0.2／１がキャスタブル硬化体とし
て耐久性に優れる面から好ましい。
【０００９】本発明においては、さらに、アルミナを併
用することは取鍋として使用した際スラグによる浸食が
少なく、耐久性に優れるので好ましい。
用することは取鍋として使用した際スラグによる浸食が
少なく、耐久性に優れるので好ましい。
【００１０】ここでアルミナとは、水酸化アルミニウム
や仮焼アルミナなどのAl2O3源を、ロータリーキルン等
の焼成装置や電気炉等の溶融装置によって焼結・溶融し
たものを、所定のサイズに粉砕・篩分けしたものであっ
て、鉱物組成としてはα-Al2O3やβ-Al2O3などと示され
る酸化アルミニウムの形態のものであり、焼結アルミ
ナ、電融アルミナ、仮焼アルミナ、及び易焼結アルミナ
等と呼ばれるものであって、通常、Al2O3を96重量％以
上含有するα−Al2O3が最も好ましい。
や仮焼アルミナなどのAl2O3源を、ロータリーキルン等
の焼成装置や電気炉等の溶融装置によって焼結・溶融し
たものを、所定のサイズに粉砕・篩分けしたものであっ
て、鉱物組成としてはα-Al2O3やβ-Al2O3などと示され
る酸化アルミニウムの形態のものであり、焼結アルミ
ナ、電融アルミナ、仮焼アルミナ、及び易焼結アルミナ
等と呼ばれるものであって、通常、Al2O3を96重量％以
上含有するα−Al2O3が最も好ましい。
【００１１】本発明において、スピネルやアルミナの粒
度や配合割合を限定する必要はなく、目的とする施工体
の使用条件に合せ設定すべきものである。
度や配合割合を限定する必要はなく、目的とする施工体
の使用条件に合せ設定すべきものである。
【００１２】また、耐久性向上のために、マグネシアク
リンカー、スピネルコーティングしたマグネシア、粒界
にチタン酸マグネシウムを含有させたスピネル、及びペ
リクレース等を代替又は併用することも可能である。
リンカー、スピネルコーティングしたマグネシア、粒界
にチタン酸マグネシウムを含有させたスピネル、及びペ
リクレース等を代替又は併用することも可能である。
【００１３】さらに、必要に応じてシリカヒュームや超
微粉アルミナなどの無機質超微粉やキャスタブル硬化体
乾燥時の爆裂防止材として金属アルミ、有機質繊維、及
び乳酸アルミ等を配合することも可能である。
微粉アルミナなどの無機質超微粉やキャスタブル硬化体
乾燥時の爆裂防止材として金属アルミ、有機質繊維、及
び乳酸アルミ等を配合することも可能である。
【００１４】本発明に係るアルミナセメントは、ボーキ
サイト、バイヤーアルミナ、及びアルミ残灰等のAl2O3
源と、生石灰、石灰石、及び消石灰等のCaO源を使用し
て、溶融法及び／又は焼成法によって合成したカルシウ
ムアルミネートクリンカーを粉砕したものであって、そ
れに、さらにα-Al2O3を配合したものの使用が可能であ
る。アルミナセメント中の鉱物組成は、CaOをC、Al2O3
をAとすると、C3A、C12A7、CA、C3A5、CA2、及びCA6等
であって、その他不純物として、2CaO・Al2O3・SiO2やCaO
・TiO2等を含有していても良い。特に、本発明において
はキャスタブルとしての耐久性、耐火性、及び耐スポー
リング性等の面から、Al2O3が70重量％以上のアルミナ
セメントが好ましく、CaOが20重量％以下、Al2O3が77重
量％以上、及びSiO2が0.1重量％以下の成分割合のアル
ミナセメントがより好まし。
サイト、バイヤーアルミナ、及びアルミ残灰等のAl2O3
源と、生石灰、石灰石、及び消石灰等のCaO源を使用し
て、溶融法及び／又は焼成法によって合成したカルシウ
ムアルミネートクリンカーを粉砕したものであって、そ
れに、さらにα-Al2O3を配合したものの使用が可能であ
る。アルミナセメント中の鉱物組成は、CaOをC、Al2O3
をAとすると、C3A、C12A7、CA、C3A5、CA2、及びCA6等
であって、その他不純物として、2CaO・Al2O3・SiO2やCaO
・TiO2等を含有していても良い。特に、本発明において
はキャスタブルとしての耐久性、耐火性、及び耐スポー
リング性等の面から、Al2O3が70重量％以上のアルミナ
セメントが好ましく、CaOが20重量％以下、Al2O3が77重
量％以上、及びSiO2が0.1重量％以下の成分割合のアル
ミナセメントがより好まし。
【００１５】本発明におけるスピネル又はスピネルとア
ルミナを主成分とする耐火骨材とアルミナセメントの割
合は、目的とする施工体の要求特性によって適宜決定す
べきものであって、特に限定されるものではないが、通
常、取鍋材に使用するスピネル質キャスタブルやアルミ
ナ・スピネル質キャスタブルでは、アルカリ金属炭酸塩
の可使時間延長効果の面から、耐火骨材70〜95重量部、
アルミナセメント30〜５重量部の割合であり、耐火骨材
85〜94重量部、アルミナセメント15〜６重量部が好まし
い。
ルミナを主成分とする耐火骨材とアルミナセメントの割
合は、目的とする施工体の要求特性によって適宜決定す
べきものであって、特に限定されるものではないが、通
常、取鍋材に使用するスピネル質キャスタブルやアルミ
ナ・スピネル質キャスタブルでは、アルカリ金属炭酸塩
の可使時間延長効果の面から、耐火骨材70〜95重量部、
アルミナセメント30〜５重量部の割合であり、耐火骨材
85〜94重量部、アルミナセメント15〜６重量部が好まし
い。
【００１６】さらに、本発明に係るアルミナセメント
は、JIS R 2521記載の方法によるフロー試験で、30℃、
混練60分後のフロー値が280mm以上となるものを使用す
ることが好ましく、300mm以上となるものを使用するこ
とが、キャスタブルに配合した際の施工水量を減少で
き、キャスタブルとしての可使時間や流動性を確保でき
る面からより好ましい。
は、JIS R 2521記載の方法によるフロー試験で、30℃、
混練60分後のフロー値が280mm以上となるものを使用す
ることが好ましく、300mm以上となるものを使用するこ
とが、キャスタブルに配合した際の施工水量を減少で
き、キャスタブルとしての可使時間や流動性を確保でき
る面からより好ましい。
【００１７】また、本発明に係るアルカリ金属炭酸塩
は、アルミナセメントの水和反応、即ち、水和発熱時間
を著しく遅延することなく、作業性や可使時間を確保で
きるもので、具体的には、K2CO3、Na2CO3、KHCO3、及び
NaHCO3等の試薬や工業品が挙げられ、そのうちの一種又
は二種以上が使用可能である。アルカリ金属炭酸塩の粒
度はキャスタブル注水時に溶解し易い粉末品が好まし
い。特に、100mesh以下が好ましく、200mesh以下がより
好ましい。また、キャスタブルとしての長期貯蔵の面か
ら無水品が好ましい。アルカリ金属炭酸塩の可使時間延
長効果は、K2CO3＞Na2CO3＞KHCO3＞NaHCO3の順に良好で
あり、入手しやすさからNa2CO3を使用することがより好
ましい。
は、アルミナセメントの水和反応、即ち、水和発熱時間
を著しく遅延することなく、作業性や可使時間を確保で
きるもので、具体的には、K2CO3、Na2CO3、KHCO3、及び
NaHCO3等の試薬や工業品が挙げられ、そのうちの一種又
は二種以上が使用可能である。アルカリ金属炭酸塩の粒
度はキャスタブル注水時に溶解し易い粉末品が好まし
い。特に、100mesh以下が好ましく、200mesh以下がより
好ましい。また、キャスタブルとしての長期貯蔵の面か
ら無水品が好ましい。アルカリ金属炭酸塩の可使時間延
長効果は、K2CO3＞Na2CO3＞KHCO3＞NaHCO3の順に良好で
あり、入手しやすさからNa2CO3を使用することがより好
ましい。
【００１８】本発明におけるポイントはアルカリ金属炭
酸塩を配合することであって、通常、アルミナセメント
を配合したキャスタブルの可使時間延長や硬化遅延の目
的で使用されている、例えば、「耐火物 Vol 29 No.372
P30」に記載されているようなヘキサメタリン酸ナトリウ
ムやトリポリリン酸ナトリウムなどのリン酸類、ホウ
酸、及びクエン酸又はそれらの塩を、本発明の耐火骨材
を配合したキャスタブルに使用すると可使時間の確保が
できず、アルミナセメントの水和が著しく遅延し、強度
不足や硬化不良が発生する傾向がある。
酸塩を配合することであって、通常、アルミナセメント
を配合したキャスタブルの可使時間延長や硬化遅延の目
的で使用されている、例えば、「耐火物 Vol 29 No.372
P30」に記載されているようなヘキサメタリン酸ナトリウ
ムやトリポリリン酸ナトリウムなどのリン酸類、ホウ
酸、及びクエン酸又はそれらの塩を、本発明の耐火骨材
を配合したキャスタブルに使用すると可使時間の確保が
できず、アルミナセメントの水和が著しく遅延し、強度
不足や硬化不良が発生する傾向がある。
【００１９】本発明のキャスタブル組成物におけるアル
カリ金属炭酸塩の分析は、ＧＣ−ＭＳ、Ｃ13ＮＭＲ、Ｈ
ＰＬＣ、ＦＴ−ＩＲ、及び放射化分析法等で測定可能で
ある。アルカリ金属炭酸塩の使用量は、可使時間を確保
できる面から、スピネル又はスピネルとアルミナを主成
分とする耐火骨材とアルミナセメントの合計100重量部
に対して、0.01〜３重量部であり、0.02〜１重量部が好
ましい。
カリ金属炭酸塩の分析は、ＧＣ−ＭＳ、Ｃ13ＮＭＲ、Ｈ
ＰＬＣ、ＦＴ−ＩＲ、及び放射化分析法等で測定可能で
ある。アルカリ金属炭酸塩の使用量は、可使時間を確保
できる面から、スピネル又はスピネルとアルミナを主成
分とする耐火骨材とアルミナセメントの合計100重量部
に対して、0.01〜３重量部であり、0.02〜１重量部が好
ましい。
【００２０】前記各材料の混合方法は、特に規定される
ものではなく、Ｖ型ブレンダー、コーンブレンダー、ナ
ウタミキサー、パン型ミキサー、及びオムニミキサー
等、通常、キャスタブル製造に使用する機械が使用可能
で、各材料を所定割合で、プレミキシングしておくか、
あるいは、施工時に混合することも可能である。
ものではなく、Ｖ型ブレンダー、コーンブレンダー、ナ
ウタミキサー、パン型ミキサー、及びオムニミキサー
等、通常、キャスタブル製造に使用する機械が使用可能
で、各材料を所定割合で、プレミキシングしておくか、
あるいは、施工時に混合することも可能である。
【００２１】本発明において、アルカリ金属炭酸塩は、
耐火骨材やアルミナセメントにあらかじめ配合しておく
か、耐火骨材とアルミナセメントを混合時に配合する
か、注水時に配合するか、いづれの方法も可能であが、
混練水に予め溶解しておき、注水時に添加するのが可使
時間延長効果の均一性の面から好ましい。
耐火骨材やアルミナセメントにあらかじめ配合しておく
か、耐火骨材とアルミナセメントを混合時に配合する
か、注水時に配合するか、いづれの方法も可能であが、
混練水に予め溶解しておき、注水時に添加するのが可使
時間延長効果の均一性の面から好ましい。
【００２２】
【実施例】以下、本発明を実施例にて説明する。
【００２３】実施例１ 表１に示す配合に基づいて、各材料をオムニミキサーで
混合し、その混合物にアルカリ金属炭酸塩を配合し、キ
ャスタブル組成物を製造した。このキャスタブル組成物
を使用して、下記方法によって、35℃恒温室内で物性の
測定を行った。
混合し、その混合物にアルカリ金属炭酸塩を配合し、キ
ャスタブル組成物を製造した。このキャスタブル組成物
を使用して、下記方法によって、35℃恒温室内で物性の
測定を行った。
【００２４】＜測定方法＞ 初期フロー：フローテーブルにより15回タップした後
の広がり径を、JIS R2521 に準じて測定 可使時間 ：モルタルミキサーにて注水後５分間混練
りしたキャスタブルをナイロン袋内に入れ触指にて、硬
化するまでに要した時間 発熱時間 ：同様に混練したキャスタブルを、少量ポ
リビーカーに採取し、白金測温度抵抗体と打点記録計に
よって測定した、注水から発熱ピークまでにかかった時
間
の広がり径を、JIS R2521 に準じて測定 可使時間 ：モルタルミキサーにて注水後５分間混練
りしたキャスタブルをナイロン袋内に入れ触指にて、硬
化するまでに要した時間 発熱時間 ：同様に混練したキャスタブルを、少量ポ
リビーカーに採取し、白金測温度抵抗体と打点記録計に
よって測定した、注水から発熱ピークまでにかかった時
間
【００２５】 ＜使用材料＞ 耐火骨材α１：スピネル、新日本化学社製商品名「SPL-S」粒度３〜１mm 〃 α２： 〃 、 〃 １mm下 〃 α３： 〃 、 〃 200mesh下 〃 β１：アルミナ、昭和電工社製商品名「SRW」粒度３〜１mmアルミナセメント ：電気化学工業製商品名「ハイアルミナセメントスーパー２」 硬化調整剤ａ：炭酸ナトリウム、関東化学社製試薬１級
【００２６】
【表１】
【００２７】表１に示すように、本発明のキャスタブル
組成物はアルミナセメントの水和反応を大幅に遅延する
ことなく高温施工時の可使時間を向上でき、初期フロー
値が高いことから、流動性も良好である。
組成物はアルミナセメントの水和反応を大幅に遅延する
ことなく高温施工時の可使時間を向上でき、初期フロー
値が高いことから、流動性も良好である。
【００２８】実施例２ 耐火骨材α２を15重量部、α３を15重量部、及びβ１を
60重量部からなる耐火骨材と、アルミナセメント10重量
部に、表２に示すように、硬化調整剤の量を変化したこ
と以外は実施例１と同様に行った。結果を表２に併記す
る。
60重量部からなる耐火骨材と、アルミナセメント10重量
部に、表２に示すように、硬化調整剤の量を変化したこ
と以外は実施例１と同様に行った。結果を表２に併記す
る。
【００２９】
【表２】
【００３０】実施例３ 表３に示すように硬化調整剤の種類と量を変化させたこ
と以外は実施例２と同様に行った。結果を表３に併記す
る。
と以外は実施例２と同様に行った。結果を表３に併記す
る。
【００３１】＜使用材料＞ 硬化調整剤ｂ：炭酸カリウム、関東化学社製試薬１級 〃 ｃ：炭酸水素ナトリウム、 〃 〃 ｄ：炭酸水素カリウム、 〃 〃 ｅ：ヘキサメタリン酸ナトリウム、 〃 〃 ｆ：ホウ酸、 〃 〃 ｇ：クエン酸ナトリウム、 〃
【００３２】
【表３】
【００３３】
【発明の効果】以上の実施例から明らかなように本発明
のキャスタブル組成物は、不定形キャスタブルの重要な
特性である施工時の可使時間を必要にして、かつ十分に
延長でき、しかも著しい硬化遅延を伴うことなく、流動
性も向上させることが可能である。そのため、耐火骨材
を使用したキャスタブルの持っている耐スポーリング
性、耐スラグ性、及び耐久性を損うことなく施工性を大
幅に改善でき、ミキサー内やホッパー内で発生していた
可使時間不足による硬化を防止できる。
のキャスタブル組成物は、不定形キャスタブルの重要な
特性である施工時の可使時間を必要にして、かつ十分に
延長でき、しかも著しい硬化遅延を伴うことなく、流動
性も向上させることが可能である。そのため、耐火骨材
を使用したキャスタブルの持っている耐スポーリング
性、耐スラグ性、及び耐久性を損うことなく施工性を大
幅に改善でき、ミキサー内やホッパー内で発生していた
可使時間不足による硬化を防止できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ０４Ｂ 22:10） 111:28 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C04B 28/06 C04B 35/66 C04B 35/68 C04B 14/30 C04B 22/10 C04B 14:30 C04B 22:10 C04B 111:28
Claims (1)
- 【請求項１】 スピネルを主成分とする耐火骨材70〜95
重量部、アルミナセメント30〜５重量部、及びアルカリ
金属炭酸塩を配合してなり、アルカリ金属炭酸塩が、耐
火骨材とアルミナセメントの合計100重量部に対して、
0.01〜３重量部であることを特徴とするキャスタブル組
成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11907591A JP3165171B2 (ja) | 1991-04-24 | 1991-04-24 | キャスタブル組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11907591A JP3165171B2 (ja) | 1991-04-24 | 1991-04-24 | キャスタブル組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04325450A JPH04325450A (ja) | 1992-11-13 |
| JP3165171B2 true JP3165171B2 (ja) | 2001-05-14 |
Family
ID=14752263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11907591A Expired - Fee Related JP3165171B2 (ja) | 1991-04-24 | 1991-04-24 | キャスタブル組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3165171B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8044906B2 (en) | 2002-12-25 | 2011-10-25 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device, and display device and electronic device utilizing the same |
-
1991
- 1991-04-24 JP JP11907591A patent/JP3165171B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8044906B2 (en) | 2002-12-25 | 2011-10-25 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device, and display device and electronic device utilizing the same |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04325450A (ja) | 1992-11-13 |
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