JP4102065B2

JP4102065B2 - Refractory for casting construction

Info

Publication number: JP4102065B2
Application number: JP2001401415A
Authority: JP
Inventors: 彰一糸瀬; 利弘礒部
Original assignee: Krosaki Harima Corp
Current assignee: Krosaki Harima Corp
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2008-06-18
Anticipated expiration: 2021-12-28
Also published as: JP2003201183A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶融金属容器、溶融金属処理装置等の内張り耐火物あるいはその補修用耐火物として使用される流し込み施工用耐火物（以下、「流し込み材」と称する。）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
流し込み材は、従来から種々の材質が提案されており、例えば特開平６−１３７５４２号公報に示されるアルミナ−マグネシア質がその耐用性において特に好成績を収めている。このアルミナ−マグネシア質は、アルミナがもつ容積安定性、マグネシアの耐食性、さらには使用中においてアルミナとマグネシアとの反応で生成するＡｌ_２Ｏ_３・ＭｇＯ系スピネルの耐スラグ性等が相まって、優れた耐用性を発揮する。
【０００３】
しかし、近年の製鉄プロセスは、鉄鋼製品の品質の向上を目的として各種の溶鉄・溶鋼処理が行なわれ、それに伴い耐火物の使用条件が過酷化し、さらなる高耐用の耐火物材質が強く求められている。
【０００４】
流し込み材の結合剤は一般にアルミナセメントが使用される。アルミナセメントは、施工水との水和反応で流し込み材施工体の養生強度を発現させる。しかし、その成分中のＣａＯが耐火物骨材成分と反応して低融点物質を生成し、耐食性の低下あるいは過焼結が原因したハクリ損傷の原因となる。
【０００５】
そこで、アルミナセメントを除いた硬化システムとして、特開平１０−１９４８５３号公報において、結合剤に塩基性乳酸アルミニウムを使用した流し込み材が提案されている。この材質は低融点物質の生成原因となるアルミナセメントを含まないことで、耐食性および耐ハクリ損傷性において優れている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
流し込み材は、施工性確保を目的として分散剤（解こう剤と称されることもある。）が添加される。しかし、乳酸アルミニウム化合物を結合剤として使用した流し込み材は、分散剤との相性の悪さのためか、アルミナセメントと分散剤との組合わせに比べて流動性に劣る。その結果、流し込み材は施工性および施工体組織の緻密化が損なわれ、アルミナセメントを除いたことによる耐食性、耐ハクリ損傷性の効果が十分発揮されない。
【０００７】
また、流し込み材は施工性の乾燥促進のために有機短繊維を添加することが行なわれている。有機短繊維は乾燥加熱で消失あるいは萎縮して施工体組織に微細な通気路を形成し、これが乾燥時に施工水分から発生した水蒸気の通路となり、流し込み材施工体の乾燥が促進される。有機短繊維を含有しない材質では、急激な加熱乾燥を行なうと水蒸気圧による施工体のフクレあるいは爆裂を招く。
【０００８】
ここで使用される有機短繊維の種類は種々のものが知られている。この中でポリビニールアルコール短繊維は、他種類の繊維と異なり乾燥時に加熱された施工水に溶解することから比較的早期に消失し、施工体のフクレあるいは爆裂の防止効果に特に優れている。
【０００９】
しかし、ポリビニールアルコール短繊維は、流し込み材施工時の流動性を低下させる問題がある。有機短繊維はその種類を問わず流し込み材の流動性を低下させる傾向が見られるが、ポリビニールアルコール短繊維は親水性が高いためかその傾向が特に著しい。
【００１０】
乳酸アルミニウム化合物を結合剤とした流し込み材の場合、自身の流動性の悪さに加え、ポリビニールアルコール短繊維を添加すると流動性が一段と低下する。
【００１１】
本発明の流し込み材は、結合剤に乳酸アルミニウム化合物を使用した材質、あるいはこれに有機短繊維を添加した材質において、上述の問題点を改善し、施工性および耐用性の向上を図ることを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の流し込み材は、質量割合において、マグネシア０．１〜３０％を含み、他をアルミナ主材とする耐火原料組成１００％に、結合剤として乳酸アルミニウム化合物を外掛け０．０１〜２％、分散剤としてカルボキシル基含有ポリエーテル系化合物、乳酸カルシウムを外掛け０．３〜１．５％を添加してなることを特徴とする。
【００１３】
本発明において、乳酸アルミニウム化合物は施工水との反応でゲル化し、流し込み材を硬化させる結合剤としての役割をもつ。流し込み材の施工体はレンガ積みと異なり目地がないために亀裂を生じやすいが、前記ゲル化に伴う養生収縮によって施工体組織内に微細亀裂形成し、乾燥時の熱応力をこの微細亀裂が吸収緩和することで施工体のハクリ損傷を防止する。
【００１４】
アルミナセメントを結合剤とした流し込み材は、分散剤がアルミナセメントから溶出するＣａイオンに吸着し、耐火物骨材の粒子間に電気的な反発を与えることで流動性付与の効果を持つ。これに対し、乳酸アルミニウム化合物を結合剤とした本発明の流し込み材では、Ｃａ溶出源がないため、分散剤のＣａイオンへの吸着による流動性付与の効果を得ることができない。
【００１５】
本発明は分散剤としてカルボキシル基含有ポリエーテル系化合物を使用する。
【００１６】
カルボキシル基含有ポリエーテル系化合物は流し込み材用分散剤の一種として既に知られている。Ｃａイオンへの吸着能は他の分散剤と同じであるが、さらにＭｇイオンに対して吸着する特性をもつ。このＭｇイオンに対して吸着能は他の分散剤では見ることのできない現象である。
【００１７】
そして、本発明の流し込み材は、骨材の一部にマグネシアを使用することで、カルボキシル基含有ポリエーテル系化合物がマグネシアから溶出するＭｇイオンに吸着し、結合剤がＣａイオンを溶出しない乳酸アルミウム化合物であっても優れた流動性を発揮する。
【００１８】
本発明は以上の組成に加え、さらに乳酸カルシウムを添加したことで、耐食性が一層向上する。これは、乳酸カルシウムからのＣａＯが骨材成分のＡｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２成分と反応してＣａＯ系低融点物質を生成し、施工体の熱膨張を吸収して、熱膨張による耐火物組織の座屈損傷を防止することによる。
【００１９】
乳酸カルシウムはＣａＯ系低融点物質を生成する以外にも、乳酸が施工体組織に微細亀裂を生じさせることで、微細亀裂による熱膨張吸収の作用をもつ。ＣａＯ源としては他にアルミナセメント、消石灰等があるが、これらは微細亀裂を生じする作用がないため、熱膨張吸収において乳酸カルシウムのような顕著な効果は得れない。
【００２０】
また、本発明は有機短繊維にポリビニールアルコール短繊維を使用した場合においても十分な流動性を確保することができる。これは、カルボキシル基含有ポリエーテル系化合物が分散剤としての機能を十分に発揮することに加え、カルボキシル基含有ポリエーテル系化合物が、親水性であるポリビニールアルコール短繊維と乳酸アルミニウム化合物のゲル化組織との一体化の阻止に作用しているためと考えられる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明をさらに詳細に説明する。なお、以下で示す％はいずれも質量％である。
【００２２】
本発明の耐火原料組成はマグネシアを０．１〜３０％含む。他はアルミナを主材とし、必要により、炭素、ジルコン、ジルコニア、スピネル等を組合わせる。これらの耐火原料は、焼結品、電融品のいずれでも良い。
【００２３】
耐火原料の粒度は従来材質と同様に、粗粒、中粒、微粒に適宜調整する。施工時の流動性と施工体の充填性を考慮し、平均粒径１０μｍ以下の耐火超微粉が１〜２０重量％含むように調整することが好ましい。
【００２４】
耐火超微粉は例えばシリカ超微粉、粘土、アルミナ超微粉、スピネル超微粉等である。シリカ超微粉の具体例は揮発シリカが好ましい。アルミナ超微粉、スピネル超微粉の具体例は、それぞれ仮焼アルミナ、仮焼スピネルが好ましい。
【００２５】
耐火原料組成のうちマグネシアが占める割合が本発明で限定した範囲より少ないとＭｇイオン源が減少し、流動性付与の効果に劣る。多いと耐スポーリング性が低下する。
【００２６】
耐火原料組成に占めるマグネシアの割合は０．１％未満では流動性付与に効果がなく、また、マグネシアがもつ耐食性、耐スラグ浸透性の効果も発揮できない。３０％を超えると耐スポーリング性に劣る。
【００２７】
マグネシアは粒径が小さいと比表面積が大きくなり、Ｍｇイオンの溶出が活発化して流動性付与の効果がより向上するため、粒径１ｍｍ以下のマグネシアが耐火原料組成に占める割合で０．１〜２５％に調整することが好ましい。さらに好ましくは０．５〜１５％に調整する。
【００２８】
ここでいうマグネシアの粒径１ｍｍ以下は、１ｍｍ以下であれば、例えば０．０７５ｍｍ以下、さらに微細な軽焼マグネシア等でもよい。その粒径の特定は、ＪＩＳふるい目開き、超微細粒ではレーザー式粒度分布測定器を使用する。
【００２９】
乳酸アルミニウム化合物の具体例は、グリコール酸乳酸アルミニウム、乳酸アルミニウム、クエン酸乳酸アルミニウム、塩基性乳酸アルミニウム等である。化学組成はＡｌ_２Ｏ_３が１３％以上、乳酸が１０％以上含んでいることが必要である。例えば、乳酸アルミニウムはＡｌ_２Ｏ_３を３０〜６０％、乳酸が４０〜７０％のものが好ましい。グリコール酸乳酸アルミニウムは、例えばグリコール酸が２０〜５０％、Ａｌ_２Ｏ_３を２０〜４０％、乳酸が１０〜６０％のものが好ましい。
【００３０】
乳酸アルミニウム化合物の割合は、耐火原料組成１００％に対する外掛けで０．０１〜２％が好ましく、さらに好ましくは０．１〜１．５％である。少ないと膨張吸収の効果がないために耐スポーリング性に劣る。多いと養生収縮亀裂が過多となって耐食性が低下する。
【００３１】
流し込み材の製造時、耐火原料に対する乳酸アルミニウム化合物の添加は、粉末あるいは予め水で溶いて行なう。乳酸アルミニウム化合物は例えば多木化学株式会社製の商品名タキセラムＡＳ−８００、Ｍ−１６０Ｐ等の市販品から得られる。
【００３２】
分散剤としてのカルボキシル基含有ポリエーテル系化合物は、ポリエチレングリコールあるいはポリプロピレングリコール等のポリエーテル鎖の末端あるいは中間位置にカルボキシル基を含有する構造である。例えば花王株式会社製の商品名タイトロックあるいはマイティ２１等の市販品から入手できる。粉状、液状のいずれで使用してもよい。液状は例えば水等に分散または溶解したものである。
【００３３】
このカルボキシル基含有ポリエーテル系化合物の添加量は、従来材質における分散剤の場合と特に変わりなく、耐火原料組成１００％に対し、外掛けで例えば０．０３〜０．５％程度、さらに好ましくは０．０５〜０．３％である。液状で使用する場合、この割合は固形分換算値に相当する。添加量が少ないと流動性付与の効果が不十分となり、多過ぎると硬化遅延によって施工性に劣る。
【００３４】
本発明は以上の組成に加え、さらに乳酸カルシウムを添加すると、耐食性が一層向上する。耐火物施工体が溶鋼取鍋等の内張りのように周方向に拘束されている場合あるいはランス・高炉樋のように長尺の場合は、施工体組織が熱膨張で座屈損傷し易いが、乳酸カルシウムの添加による熱膨張収縮でこれが原因した耐食性低下を防止する。
【００３５】
乳酸カルシウムは、乳酸とカルシウムの化合物であって、その代表的な化学式はＣ_６Ｈ１０Ｏ_６Ｃａ・０〜５Ｈ_２Ｏである。一般的な用途は栄養強化用カルシウム剤等の食品添加物である。その製法は、例えば乳酸発酵の途中で中和剤として炭酸カルシウムを加えて得られる粗乳酸カルシウムを精製することで得られる。また、希薄乳酸を炭酸カルシウムで中和した溶液を蒸発することでも得られる。
【００３６】
乳酸カルシウムの添加量は耐火原料組成１００％に対する外掛けで０．３〜１．５％とする。多いと耐食性は返って低下する。少ないと乳酸カルシウム添加の効果が発揮されない。
【００３７】
有機短繊維は施工体の加熱乾燥時のフクレや爆裂を防止する。具体例はパルプ、麻、綿等の天然繊維、ナイロン、ビニロン、ポリビニールアルコール、ポリプロピレン、ポリエステル、塩化ビニール、アクリル、アラミド等の合成繊維が挙げられる。
【００３８】
このうちポリビニールアルコール短繊維の使用が好ましい。ポリビニールアルコール短繊維は流し込み材施工体の加熱乾燥時、比較的低温域から消失し、水蒸気逸散のための通気路が早期に形成され、施工体の乾燥性に優れる。そして本発明の流し込み材は、ポリビニールアルコール短繊維の使用においても、流動性に優れている。
【００３９】
有機短繊維の寸法、添加量は従来の流し込み材での使用と特に変わりない。例えば添加量は耐火原料組成１００％に対し外掛け０．５％以下、さらに好ましくは０．０１〜０．３％である。少ないと添加の効果が得られず、多いと耐食性の低下を招く。
【００４０】
本発明では、その他、流し込み材の添加物として知られている、耐火粗大粒子、硬化調整剤、金属短繊維（例えばステンレス鋼ファイバー）、ガラス粉、炭素粉、ピッチ粉、セラミックファイバー、発泡剤等を添加してもよい。
【００４１】
また、耐火原料組成の一部を例えば７％以下の範囲で水酸化アルミニウムおよび／またはマグネサイトとしてもよい。
【００４２】
耐火粗大粒子は、耐火物組織内に発生した亀裂の発達を寸断することでハクリ損傷防止の効果がある。具体例としてはアルミナ質、スピネル質、ムライト質、マグネシア質等である。またアルミナ質あるいはスピネル質を主材としたれんが屑、耐火物使用後品等でもよい。
【００４３】
耐火粗大粒子の粒径は耐火骨材の最大粒径との兼ね合いもあるが、１０〜５０ｍｍが好ましい。また、その割合は耐火骨材１００％に対する外掛けで３５％以下が好ましく、さらに好ましくは５〜３０％である。３５％を超えると粒度構成のバランスの悪さから施工体の強度に劣り、耐食性の低下を招く。
【００４４】
本発明の流し込み材の施工は常法どおり、以上の配合組成物全体に施工水を外掛け４〜８％程度添加し、中子等の型枠を使用して流し込み施工される。また、流し込み時には振動の付与で充填率を向上させる。
【００４５】
【実施例】
以下に本発明実施例、参考例、比較例を示す。また、同時にその試験結果を示す。
【００４６】
各例は表に示す流し込み材組成に施工水分を外掛け６％添加し、混練後、型枠に流し込み施工した。さらに養生後、１１０℃×２４時間で乾燥後して試験片を得た。
【００４７】
流動性；前記混練後（３分間混練）の時点において、ＪＩＳ−Ｒ５２０１に準じてタップフロー値（ｍｍ）を測定した。数値が大きいほど流動性に優れる。
【００４８】
耐食性；質量比で鋼片：転炉スラグ（ＦｅＯ含有量；２０％）＝５０：５０を侵食剤とし、各試験片について１７００℃×５時間の回転侵食試験を行い、その溶損寸法を測定した。
【００４９】
耐スラグ浸透性；前記の条件で回転侵食試験を行った後、スラグ浸透寸法を測定した。緻密で且つ座屈損傷のない施工体がより耐食性および耐スラグ浸透性に優れる。
【００５０】
耐スポーリング性；回転侵食試験装置を利用して行なった。質量比で鋼片：転炉スラグ（ＦｅＯ含有量；２０質量％）＝５０：５０を侵食剤とし、１７００℃×３０分加熱後、３０分空冷し、これを６回くり返し、亀裂発生の状況を観察した。◎…亀裂なし、〇…微亀裂、△…小亀裂、×…大亀裂。この試験では、耐ハクリ損傷性の程度が確認できる。
【００５１】
実機試験；２７０トン溶鋼取鍋に中子を用いて流し込み施工し、養生し、使用前に約１０００℃で加熱乾燥後、使用した。溶損速度（ｍｍ／チャージ）および使用後の構造的スポーリングの程度を確認した。
【００５２】
【表１】

【００５３】
【表２】

本発明による実施例は、いずれも流動性に優れ、しかも施工体の耐食性、耐スラグ浸透性、耐スポーリング性共に優れている。この効果は実機試験の耐用性において確認される。
【００５４】
また、実施例のうちポリビニールアルコール短繊維を添加したものは、流動性においてもそん色がない。試験結果には示していないが乾燥性が向上する。
【００５５】
これに対し結合剤としてアルミナセメント、分散剤にカルボキシル基含有ポリエーテル系化合物を使用した比較例１は流動性に優れるが、耐食性、耐スラグ浸透性および耐スポーリング性に劣る。
【００５６】
比較例２、３は、結合剤を乳酸アルミニウム化合物としているが、カルボキシル基含有ポリエーテル系化合物以外の分散剤を使用したことで流動性に劣り、施工体の緻密性が不十分となって、耐食性に劣る。
【００５７】
比較例４は、結合剤に乳酸アルミニウム化合物、分散剤をカルボキシル基含有ポリエーテル系化合物としているが、マグネシアの配合がないために流動性が不十分であり、耐食性、耐スラグ浸透性にも劣る。
【００５８】
乳酸アルミニウム化合物の添加量が多い比較例５は、養生収縮亀裂が過多となり、耐食性および耐スラグ浸透性に劣る。マグネシア質原料の割合が多い比較例６は、膨張による組織破壊・亀裂の発生により、耐スポーリング性、耐スラグ浸透性共に劣る。
【００５９】
実機試験は溶鋼取鍋の内張りにおいて行なったが、本発明の流し込み材はこれに限らず、タンデッシュ、真空脱ガス炉、転炉、電気炉等の溶鋼容器、溶鋼処理容器の内張りにも使用することができる。
【００６０】
【発明の効果】
本発明の流し込み材は、以上の実施例の試験結果が示すとおり、流し込み材に要求される流動性、耐食性、耐スラグ浸透性および耐スポーリング性を兼備えており、近年の溶融金属容器、溶融金属処理装置における過酷な使用条件においても優れた耐用性を発揮することができる。その結果、溶融金属容器、溶融金属処理装置等の稼働率向上、内張り耐火物の原単位の低下、内張り耐火物の補修回数の低減など、製鉄産業における生産性の向上に大きく貢献する。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a refractory material for casting construction (hereinafter referred to as “a casting material”) used as a refractory material for lining of a molten metal container, a molten metal processing apparatus or the like or a repair refractory material thereof.
[0002]
[Prior art]
Various materials have been proposed for the casting material. For example, alumina-magnesia disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-137542 has particularly good results in durability. This alumina-magnesia is superior in combination with the volume stability of alumina, the corrosion resistance of magnesia, and the slag resistance of Al ₂ O ₃ .MgO spinel produced by the reaction between alumina and magnesia during use. Demonstrate durability.
[0003]
However, in recent steelmaking processes, various types of molten iron and molten steel treatments have been carried out for the purpose of improving the quality of steel products. As a result, the use conditions of refractories have become harsh, and there has been a strong demand for refractory materials with higher durability. Yes.
[0004]
Alumina cement is generally used as the binder for the casting material. Alumina cement expresses the curing strength of the cast material construction body by a hydration reaction with construction water. However, CaO in the component reacts with the refractory aggregate component to form a low-melting point substance, which causes the corrosion damage or the cracking damage caused by oversintering.
[0005]
Therefore, as a curing system excluding alumina cement, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-194533 proposes a casting material using basic aluminum lactate as a binder. This material is excellent in corrosion resistance and anti-destructive damage resistance because it does not contain alumina cement which causes generation of a low melting point substance.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The casting material is added with a dispersant (sometimes referred to as a peptizer) for the purpose of ensuring workability. However, a casting material using an aluminum lactate compound as a binder is inferior in fluidity compared to a combination of an alumina cement and a dispersant because of poor compatibility with the dispersant. As a result, the castability of the casting material and the densification of the construction body structure are impaired, and the effects of corrosion resistance and tear damage resistance due to the removal of the alumina cement are not sufficiently exhibited.
[0007]
In addition, an organic short fiber is added to the casting material in order to accelerate the drying of the workability. The organic short fiber disappears or shrinks by dry heating to form a fine air passage in the construction body structure, which becomes a passage for water vapor generated from construction water during drying, and promotes drying of the casting material construction body. If the material does not contain organic short fibers, rapid heating and drying may cause blistering or explosion of the construction body due to water vapor pressure.
[0008]
Various types of organic short fibers used here are known. Among these, the polyvinyl alcohol short fibers, unlike other types of fibers, dissolve in the construction water heated at the time of drying, and thus disappear relatively quickly, and are particularly excellent in preventing the swelling or explosion of the construction body.
[0009]
However, the polyvinyl alcohol short fiber has a problem of reducing the fluidity at the time of casting material construction. Organic short fibers tend to decrease the flowability of the casting material regardless of the type, but polyvinyl alcohol short fibers are particularly prominent because of their high hydrophilicity.
[0010]
In the case of a casting material using an aluminum lactate compound as a binder, in addition to its poor fluidity, the addition of polyvinyl alcohol short fibers further reduces the fluidity.
[0011]
The casting material of the present invention is a material that uses an aluminum lactate compound as a binder, or a material in which organic short fibers are added to the binder, to improve the above problems and to improve workability and durability. And
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The casting material of the present invention contains magnesia in an amount of 0.1 to 30% by mass, and an aluminum lactate compound as a binder is added in an amount of 0.01 to 2% on a refractory raw material composition having alumina as a main material. In addition, a carboxyl group-containing polyether compound and calcium lactate are added as a dispersant and 0.3 to 1.5% is added.
[0013]
In the present invention, the aluminum lactate compound has a role as a binder that gels by reaction with construction water and hardens the casting material. Unlike the brick masonry, the casted material body is prone to cracking because it has no joints. By mitigating, it prevents the damage of the construction body.
[0014]
The casting material using alumina cement as a binder has an effect of imparting fluidity by adsorbing the dispersing agent to Ca ions eluted from the alumina cement and providing an electric repulsion between particles of the refractory aggregate. On the other hand, in the casting material of the present invention using an aluminum lactate compound as a binder, there is no Ca elution source, so that the effect of imparting fluidity by adsorption of the dispersant to Ca ions cannot be obtained.
[0015]
In the present invention, a carboxyl group-containing polyether compound is used as a dispersant.
[0016]
Carboxyl group-containing polyether compounds are already known as a kind of dispersant for casting materials. Adsorption ability to Ca ions is the same as other dispersants, but further has the property of adsorbing to Mg ions. This adsorption ability for Mg ions is a phenomenon that cannot be seen with other dispersants.
[0017]
The casting material of the present invention uses magnesia as part of the aggregate so that the carboxyl group-containing polyether compound is adsorbed to Mg ions eluted from magnesia, and the binder does not elute Ca ions. Even if it is a compound, it exhibits excellent fluidity.
[0018]
The present invention in addition to the above composition, by further addition of calcium lactate, corrosion resistance is further improved. This is because CaO from calcium lactate reacts with the aggregate components Al ₂ O ₃ and SiO ₂ to generate a CaO-based low melting point material, absorbs the thermal expansion of the construction body, and forms a refractory structure due to thermal expansion. By preventing buckling damage.
[0019]
In addition to generating a CaO-based low-melting substance, calcium lactate has a function of absorbing thermal expansion due to microcracks by causing lactic acid to cause microcracks in the construction body structure. CaO source Other alumina cement, there is a slaked lime or the like, since these do not have the action to cause micro-cracks, remarkable effects, such as calcium lactate in the thermal expansion absorbing is not obtained.
[0020]
Further, the present invention can ensure sufficient fluidity even when polyvinyl alcohol short fibers are used as organic short fibers. This is because the carboxyl group-containing polyether compound exhibits a sufficient function as a dispersant, and the carboxyl group-containing polyether compound is a gel of hydrophilic polyvinyl alcohol short fibers and an aluminum lactate compound. This is thought to be because it acts to prevent integration with the organization.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention is described in further detail below. In addition, all% shown below are the mass%.
[0022]
The refractory raw material composition of the present invention contains 0.1 to 30% of magnesia. Others are mainly made of alumina, and if necessary, carbon, zircon, zirconia, spinel, etc. are combined. These refractory raw materials may be either sintered products or electromelted products.
[0023]
The particle size of the refractory raw material is appropriately adjusted to coarse particles, medium particles and fine particles as in the case of conventional materials. In consideration of the fluidity at the time of construction and the filling property of the construction body, it is preferable to adjust so that 1 to 20% by weight of the refractory ultrafine powder having an average particle size of 10 μm or less is contained.
[0024]
Examples of the refractory ultrafine powder include silica ultrafine powder, clay, alumina ultrafine powder, and spinel ultrafine powder. A specific example of the ultrafine silica powder is preferably volatile silica. Specific examples of the alumina ultrafine powder and the spinel ultrafine powder are preferably calcined alumina and calcined spinel, respectively.
[0025]
If the proportion of magnesia in the refractory raw material composition is less than the range defined in the present invention, the Mg ion source decreases and the effect of imparting fluidity is inferior. If the amount is too large, the spalling resistance is lowered.
[0026]
If the proportion of magnesia in the composition of the refractory raw material is less than 0.1%, there is no effect in imparting fluidity, and the effects of corrosion resistance and slag penetration resistance possessed by magnesia cannot be exhibited. When it exceeds 30%, the spalling resistance is inferior.
[0027]
When magnesia has a small particle size, the specific surface area becomes large, elution of Mg ions is activated, and the effect of imparting fluidity is further improved. Therefore, magnesia having a particle size of 1 mm or less accounts for 0.1 to 10% in the refractory raw material composition. It is preferable to adjust to 25%. More preferably, it adjusts to 0.5 to 15%.
[0028]
The magnesia particle size of 1 mm or less here may be, for example, 0.075 mm or less, finer light-burned magnesia, or the like as long as it is 1 mm or less. The particle size is specified using a JIS sieve opening, and a laser type particle size distribution measuring instrument is used for ultrafine particles.
[0029]
Specific examples of the aluminum lactate compound are aluminum glycolate, aluminum lactate, aluminum citrate, basic aluminum lactate and the like. The chemical composition needs to contain 13% or more of Al ₂ O _{3 and} 10% or more of lactic acid. For example, aluminum lactate preferably has Al ₂ O ₃ of 30 to 60% and lactic acid of 40 to 70%. Lactic acid-glycolic acid aluminum, for example, 20-50% glycolic acid, an _Al 2 _{O 3} _20~40%, those lactic acid from 10 to 60% is preferred.
[0030]
The proportion of the aluminum lactate compound is preferably 0.01 to 2%, more preferably 0.1 to 1.5%, as an outer coating with respect to 100% of the refractory raw material composition. If it is less, the spalling resistance is inferior because there is no expansion absorption effect. If the amount is too large, there will be excessive curing shrinkage cracks and the corrosion resistance will decrease.
[0031]
At the time of producing the casting material, the addition of the aluminum lactate compound to the refractory raw material is performed by dissolving in powder or water in advance. The aluminum lactate compound is obtained, for example, from commercial products such as Takiseram AS-800 and M-160P manufactured by Taki Chemical Co., Ltd.
[0032]
The carboxyl group-containing polyether compound as a dispersant has a structure containing a carboxyl group at the terminal or intermediate position of a polyether chain such as polyethylene glycol or polypropylene glycol. For example, it can be obtained from commercial products such as trade name Tight Rock or Mighty 21 manufactured by Kao Corporation. It may be used in either powder or liquid form. The liquid is, for example, dispersed or dissolved in water or the like.
[0033]
The addition amount of the carboxyl group-containing polyether compound is not particularly different from the case of the dispersant in the conventional material, and is about 0.03 to 0.5%, for example, about 100% to the refractory raw material composition, more preferably 0.05-0.3%. When used in liquid form, this ratio corresponds to a solid content converted value. When the addition amount is small, the effect of imparting fluidity becomes insufficient, and when it is too large, the workability is inferior due to the delay in curing.
[0034]
In the present invention, when calcium lactate is further added to the above composition, the corrosion resistance is further improved. If the refractory construction body is constrained in the circumferential direction like a lining of a molten steel ladle, etc., or if it is long like a lance or blast furnace iron, the construction body structure is likely to be buckled and damaged due to thermal expansion. Corrosion resistance deterioration caused by the thermal expansion and contraction due to the addition of calcium lactate is prevented.
[0035]
Calcium lactate is a compound of lactic acid and calcium, and a typical chemical formula thereof is C ₆ H10O ₆ Ca · 0 to 5H ₂ O. Common applications are food additives such as nutritional calcium supplements. The production method can be obtained, for example, by purifying crude calcium lactate obtained by adding calcium carbonate as a neutralizing agent during lactic acid fermentation. It can also be obtained by evaporating a solution obtained by neutralizing dilute lactic acid with calcium carbonate.
[0036]
The addition amount of calcium lactate is 0 . And 3 to 1.5 percent. If it is too much, the corrosion resistance will decrease. If it is less, the effect of adding calcium lactate will not be demonstrated.
[0037]
Organic short fibers prevent blisters and explosions when the construction is heated and dried. Specific examples include natural fibers such as pulp, hemp and cotton, and synthetic fibers such as nylon, vinylon, polyvinyl alcohol, polypropylene, polyester, vinyl chloride, acrylic and aramid.
[0038]
Of these, the use of polyvinyl alcohol short fibers is preferred. The polyvinyl alcohol short fiber disappears from a relatively low temperature region when the casting material construction body is heated and dried, and an air passage for water vapor dissipation is formed at an early stage, so that the construction body is excellent in drying properties. And the casting material of this invention is excellent in fluidity | liquidity also in use of a polyvinyl alcohol short fiber.
[0039]
The size and amount of organic short fibers are not particularly different from those used in conventional casting materials. For example, the addition amount is 0.5% or less, more preferably 0.01 to 0.3% with respect to 100% of the refractory raw material composition. If the amount is too small, the effect of addition cannot be obtained, while if it is too large, the corrosion resistance is lowered.
[0040]
In the present invention, other known additives for pouring material, such as refractory coarse particles, curing modifiers, short metal fibers (for example, stainless steel fibers), glass powder, carbon powder, pitch powder, ceramic fibers, foaming agents, etc. May be added.
[0041]
Further, a part of the refractory raw material composition may be aluminum hydroxide and / or magnesite within a range of, for example, 7% or less.
[0042]
Coarse refractory particles have an effect of preventing cracking damage by cutting off the development of cracks generated in the refractory structure. Specific examples are alumina, spinel, mullite, magnesia and the like. Further, brick scraps mainly composed of alumina or spinel, and products after using refractories may be used.
[0043]
The particle size of the refractory coarse particles is preferably 10 to 50 mm, although there is a balance with the maximum particle size of the refractory aggregate. Further, the ratio is preferably 35% or less, more preferably 5 to 30%, as an outer covering with respect to 100% of the refractory aggregate. If it exceeds 35%, the strength of the construction body is inferior due to the poor balance of the particle size constitution, and the corrosion resistance is lowered.
[0044]
Construction of the casting material of the present invention is carried out in the usual manner by adding about 4 to 8% of the construction water to the entire blended composition and casting it using a mold such as a core. In addition, the filling rate is improved by applying vibration during pouring.
[0045]
【Example】
Examples of the present invention , reference examples and comparative examples are shown below. At the same time, the test results are shown.
[0046]
In each example, 6% of the working water was added to the casting composition shown in the table, and after kneading, the casting was poured into the mold. Further, after curing, it was dried at 110 ° C. for 24 hours to obtain a test piece.
[0047]
Flowability: At the time after the kneading (kneading for 3 minutes), the tap flow value (mm) was measured according to JIS-R5201. The larger the value, the better the fluidity.
[0048]
Corrosion resistance; steel slab: converter slag (FeO content; 20%) = 50:50 as an erodant by mass ratio, each specimen was subjected to a rotary erosion test at 1700 ° C. for 5 hours, and its erosion dimension was measured. did.
[0049]
Resistance to slag penetration; after performing a rotary erosion test under the above conditions, the slag penetration dimension was measured. A dense construction body free from buckling damage is more excellent in corrosion resistance and slag penetration resistance.
[0050]
Spalling resistance: It was carried out using a rotary erosion test apparatus. Steel piece: converter slag (FeO content; 20 mass%) = 50:50 as an erodant by mass ratio, heated at 1700 ° C. for 30 minutes, then air-cooled for 30 minutes, repeated 6 times, and cracks were generated Was observed. ◎… No crack, ○… Slight crack, △… Small crack, ×… Large crack. In this test, the degree of tear damage resistance can be confirmed.
[0051]
Actual machine test: Poured into a 270-ton molten steel ladle using a core, cured, heat-dried at about 1000 ° C. before use, and then used. The rate of erosion (mm / charge) and the degree of structural spalling after use were confirmed.
[0052]
[Table 1]

[0053]
[Table 2]

The examples according to the present invention are all excellent in fluidity, and are excellent in the corrosion resistance, slag penetration resistance and spalling resistance of the construction body. This effect is confirmed in the durability of actual machine tests .
[0054]
Moreover, what added the polyvinyl alcohol short fiber in an Example does not have the same color also in fluidity | liquidity. Although not shown in the test results, the drying property is improved.
[0055]
In contrast, Comparative Example 1 using alumina cement as a binder and a carboxyl group-containing polyether compound as a dispersant is excellent in fluidity, but inferior in corrosion resistance, slag penetration resistance and spalling resistance.
[0056]
In Comparative Examples 2 and 3, the binder is an aluminum lactate compound, but the use of a dispersant other than the carboxyl group-containing polyether compound is inferior in fluidity, resulting in insufficient denseness of the construction body. Inferior to corrosion resistance.
[0057]
In Comparative Example 4, an aluminum lactate compound is used as a binder and a carboxyl group-containing polyether compound is used as a dispersant. However, since there is no magnesia, fluidity is insufficient, and corrosion resistance and slag penetration resistance are inferior. .
[0058]
Comparative Example 5 with a large amount of aluminum lactate compound added has excessive curing shrinkage cracks and is inferior in corrosion resistance and slag penetration resistance. Comparative Example 6 having a large proportion of the magnesia material is inferior in both spalling resistance and slag penetration resistance due to the occurrence of structural destruction and cracks due to expansion.
[0059]
Although the actual machine test was conducted on the lining of the ladle, the casting material of the present invention is not limited to this, and it is also used for the lining of tundish, vacuum degassing furnace, converter, electric furnace, etc. be able to.
[0060]
【The invention's effect】
The casting material of the present invention has the fluidity, corrosion resistance, slag penetration resistance and spalling resistance required for the casting material, as shown by the test results of the above examples. Excellent durability can be exhibited even under severe use conditions in a molten metal processing apparatus. As a result, it greatly contributes to the improvement of productivity in the iron and steel industry, such as improvement of operating rate of molten metal containers, molten metal processing equipment, etc., reduction of the basic unit of lining refractories, and reduction of the number of repairs of lining refractories.

Claims

In the mass ratio, comprises from 0.1 to 30% magnesia, others refractory raw material composition 100% to the alumina main members, outer percentage 0.01% to 2% lactic acid aluminum compound as binder, a carboxyl group contained as a dispersing agent A refractory for casting construction, which is obtained by adding 0.3 to 1.5% of a polyether compound and calcium lactate .

In percentage of the total refractory raw material composition, construction refractories casting according to claim 1, wherein among particle size less than 1mm magnesia magnesia is 0.1 to 25%.

The refractory for casting construction according to claim 1 or 2 , wherein a polyvinyl alcohol short fiber is further added to the outer portion of the refractory raw material composition of 100% and 0.5% or less.