JP3587879B2 - 不燃性高気密性ジョイント材 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、連続鋳造用設備に使用される耐火物構造体である上部ノズル−上部プレート間、下部プレート−下部ノズル間、下部ノズル−浸潰ノズル間、下部ノズル−ロングノズル間を接続するジョイント材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
溶鋼の連続鋳造に使用するタンディッシュの耐火物構造体において、耐火物間を連結して一つのシステムとして機能させるためには、その間を連結するジョイント材の働きは鋼の品質向上に対して極めて重要である。
【０００３】
連続鋳造用耐火物の接合部に使用されるジョイント材としては、従来よりモルタル、セラミックファイバー及び成形体をなすジョイント材がある。
【０００４】
その中で、モルタルはごく一般的な材料であり比較的安価であることから、従来から広く使用されてきた。しかし、モルタルをジョイント材に使用する場合には耐火物に塗布する際の粘性の調整や塗布厚みの最適化のための条件設定や作業に熟練を要し、またレンガ交換時のモルタル除去の際、レンガの接合部を傷め、さらには気密性が十分でないという欠点がある。
【０００５】
また、セラミックファイバーシートは取扱いが容易であり、レンガとの離型性も良好であるため、連続鋳造用設備において交換頻度の高い下部ノズルとロングノズルの間、あるいは浸漬ノズルのジョイント材としては広く使用されている。しかしながら、セラミックファイバーシートは作業性に優れているという利点はあるが、気密性が全くなく溶鋼に対する耐食性も低いという欠点がある。
【０００６】
さらに、成形体ジョイント材は特開昭５８−１４９９７７号公報に記載されているように、上記モルタルやセラミックファイバーシートの欠点を解消するためのもので、耐火性粉末原料を主原料に各種原料を添加してバインダーを加えて混練、成形したジョイント材である。これは、高い作業性とともに高いシール性を有するもので、主として、溶鋼の流下量を制御するスライディングノズル（ＳＮ）の下部ブレートと下部ノズル間、タンディッシュの下部ノズルと浸漬ノズル間をはじめ、スライディングノズルの上部プレートと上部ノズル間、さらには、取鍋用スライディングノズルの下部ノズルとロングノズル間のジョイント材としても使用されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この成形体ジョイント材はバインダーとして、主にフェノール樹脂が、またシール性向上のために金属粉末及び粉末フリットが使用されているが、熱間でセツトするとき、フェノール樹脂に起因する発炎と発煙のためにセットが難しく、セット不良の場合も生じる。この場合シール効果が損なわれ、連続鋳造用耐火物間の接合部からのエア巻き込みにより鋼の品質低下や耐火物接合部の異常溶損等の問題を引き起こす。
【０００８】
本発明の目的は、セット時の発炎や発煙の発生を防止してセットを簡単にかつ正確に行なうことができ、併せて、優れたシール効果を有する成形体ジョイント材を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願の第１の発明は、耐火性粉末原料を主原料とする配合物にバインダーを加えて混練、成形した連続鋳造ノズル用成形体ジョイント材において、バインダーとしてフェノール樹脂が使用されている場合であって、このフェノール樹脂がエチレングリコールで希釈した溶液として添加配合されており、この希釈溶液中のフェノール樹脂／エチレングリコールの重量比が０．１／９９．９〜３０／７０であり、 かつ、その添加量が主原料１００重量部に対して２０〜４０重量％である不燃性、高機密性であることを特徴とする。また、第２の発明は、バインダーとしてフェノール樹脂に代えて、エチレングリコールが単味で添加配合されており、その添加量は主原料１００重量部に対して２０〜４０重量％である。
【００１０】
本発明のジョイント材の主原料である耐火原料としては、アルミナ、ムライト、マグネシア等のあらゆる耐火原料でき、これに、粘土、金属粉末並びに粉末フリット（低融点ガラス）を添加配合して使用する。
【００１１】
主原料の配合割合は、耐火原料２０〜９７重量％、粘土１〜３０重量％、金属粉末１〜２０重量％および粉末フリット１〜３０重量％である。
【００１２】
副原料として、金属粉末、フリット、バインダーを配合する。
【００１３】
金属粉末として、低融点金属、例えばＡｌを１〜１０重量％配合物中に添加することで、使用中にＡｌが溶融してジョイント材中に浸透してきた空気中の酸素と反応してＡｌ_２ Ｏ_３ となり、またこの際の体積膨張によりジョイント材の気孔を充慎してち密化することによって完全に低通気性を達成せしめる。
【００１４】
低融点金属としては、Ａｌの他にＭｇ、Ｃｕ、Ｚｎ等が考えられるが、量的問題、取扱いの問題、酸化物になってからの耐食性等を考慮するとＡｌが最適である。
【００１５】
Ａｌの添加量については１重量％以下では効果がなく、２０重量％以上では融液の生成量が多くなり、ジョイント材自体の構造が維持できなくなるので１〜２０重量％が適当である。
【００１６】
粉末フリット（低融点ガラス）としては、ホウケイ酸鉛ガラスやホウケイ酸鉛ガラス、ジルコンフリットが使用できる。この粉末フリットは、耐火物の使用温度以下で溶融することによりジョイント材自体の気孔の充填が可能となり、気密性が更に良好となる。このように、粉末フリットの使用はジョイント材の気密性を向上させる効果があり、金属粉末と併せ二重の意昧で空気の侵入を防止する働きがある。粉末フリットの添加量は１重量％以下では効果がなく、３０重量％以上では融液の生成量が多くなり、ジョイント材自体の構造が維持できなくなるので１〜３０重量％が適当である。
【００１７】
次にバインダーとしては、フェノール樹脂をエチレングリコールで希釈した溶液またはエチレングリコール単味を主原料１００重量部に対して２０〜４０重量％添加する。
【００１８】
このエチレングリコールによる希釈の割合は、
フェノール樹脂／エチレングリコール＝０．１／９９．９〜３０／７０の範囲が望ましい。
【００２０】
本発明のジョイント材は、上記主原料と副原料からなる配合物を混錬し、所定の形状に成形する。
【００２１】
【作用】
本発明のジョイント材は、発炎及び発煙が改善されたため、耐火物部材間に熱間セット時、発炎及び発煙がなくセットが容易かつ正確に行なうことができ、従来ジョイント材以上の気密性、シール効果を発揮することができる。
【００２２】
【実施例】
表１に記載する組成割合の配合物を、ミキサーによって１５分間混錬後、所定形状のジョイント材を得た。表中の諸特性において、発炎性及び発煙性は６００℃に加熟したレンガの上にセットしたときの状況より判断した。またシール性については、特開平４−１２２３９号公報にも記載の実使用条件と同じ温度、圧力の設定が可能で試料材質のシール性が数値的に評価される試験装置を使用して、０．５気圧に減圧した状態から１気圧の大気圧に戻る迄の時間を測定し気密性を調査したものであり、時間が長いほどシール性は良好ということになる。
【００２３】
表１から明らかなように実施例１〜２は比較例と比較して発炎性、発煙性が改良されており、また気密性（シール効果）も、格段に改善されている。
【００２４】
【表１】

さらに、今回実施例１及び２のジョイント材を実炉にて使用した結果、発炎は無く、また発煙も僅かで、このためセットが確実に行われ、この結果空気の巻き込みもなく良好なシール性が確認された。
【００２５】
【発明の効果】
本発明のジョイント材によって以下の効果を奏する。
【００２６】
（１）発炎及び発煙性が改良されたためセットが容易かつ確実に行なえる。
【００２７】
（２）添加フリットとして従来よりも低融点のものを使用していることと、金属アルミ粉末の膨張効果と併せた二重の効果によりシール性が飛躍的な向上する。
（３）この結果、連続鋳造操業効率の向上に貢献する。

Claims (2)

1. 耐火性粉末原料を主原料とする配合物にバインダーを加えて混練、成形した連続鋳造用ノズルの接合部に使用される成形体ジョイント材であって、
   前記バインダーがフェノール樹脂であり、
   このフェノール樹脂がエチレングリコールで希釈した溶液として添加配合されており、
   前記希釈した溶液中のフェノール樹脂／エチレングリコールの重量比が０．１／９９．９〜３０／７０であり、
   かつ、
   前記希釈した溶液の添加量が前記主原料１００重量部に対して２０〜４０重量％である不燃性、高機密性のジョイント材。
2. 耐火性粉末原料を主原料とする配合物にバインダーを加えて混練、成形した連続鋳造用ノズルの接合部に使用される成形体ジョイント材であって、
   前記バインダーがエチレングリコール単味であり、
   単味で添加されるエチレングリコールの添加量が前記主原料１００重量部に対して２０〜４０重量％である不燃性、高機密性のジョイント材。