JPH01215777A - 含炭素耐火物用酸化防止材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 含炭素耐火物を使用している製鉄プロセス、特に溶銑予
備処理容器（混銑車、高炉鍋）及び連続鋳造プロセスで
のエアーシールパイプ、浸漬ノズル、ロングストッパー
れんが等の含炭素耐火物の酸化防止材に関する。

［従来の技術］ 含炭素耐火物が最近多く使用されている０例えばＡ１１
０ｘ　　ＳｉＣＣ系耐火物は浸漬ノズル、溶銑予備処理
を行なう混銑車あるいは高炉鍋等に、Ｍｇ０−Ｃ系耐大
物は転炉、電気炉等に、Ｚ　ｒ　Ｏ２−Ｃ系耐火物は浸
漬ノズル、ロングストッパーれんが等に使用されている
。これらはいずれもカーボンが１０〜３０％程度添加さ
れていて、耐スラグ性の向上並びに弾性率低下、熱伝導
率の上昇による耐スポーリング性の向上等、従来の耐火
物に見られない優れた性能を有している。

しかし、これらの特性はカーボンが酸化しないことが絶
対的条件である。カーボンは空気中では６００℃付近よ
り酸化し始めるために通常予熱される温度９００〜１２
００℃の温度では酸化されて耐火物の初期の著しい損傷
を招く。

表面酸化は浸漬ノズル、ロングストッパーれんがで３〜
５−一深さ、混銑車、高炉鍋で１０〜１５１の深さまで
カーボンが酸化される。この酸化層は組織に空隙が多く
存在し、強度は弱く、地金あるいはスラグが侵入し易く
、使用初期に剥離あるいは溶損により消耗する。

また、前記のような容器として使用中に、含炭素耐火物
の背面は５００〜１０００℃の温度となり空気の侵入に
おいて背面のカーボンは酸化される。

カーボンの酸化防止にはガラス状物質にて覆って酸素と
の結合を断つ手段が最も有効である。

従来含炭素耐火物用酸化防止材は長石系微粉に溶融開始
温度４００〜７００℃の市販フリットを適量添加し、結
合剤として珪酸ソーダ、珪酸カリウム、リン酸アルミニ
ウムあるいはＰＶＡ、ＣＭＣ等の水溶性高分子によって
スラリー状にして塗布乾燥して使用される。

［発明が解決しようとする課題］ 上記の手段において次のような問題点がある。

■含炭素耐火物の表面において金型に接し、黒鉛が配向
し易い部分、例えばラバープレスにおける浸漬ノズルの
内孔、矩形れんがでの抜き方向になる側面は黒鉛の配向
性に基づく抗水性によって酸化防止材が付着しにくく乾
燥過程あるいは予熱初期に剥離を起こし、充分な酸化防
止効果が得られない。

■含炭素耐火物は結合剤として添加しているフェノール
樹脂に覆われているために珪酸ソーダ等の水系結合剤は
濡れにくく、また、マトリックス中に滲み込み難い、該
酸化防止材被膜は乾燥中に亀裂剥離しやすく、そのため
に溶融状態において斑紋状のガラス被膜となり、均一な
ガラス被膜ができにくい。

■上述結合剤は乾燥によって硬化し被膜を形成するが、
高温多湿の条件にて放置されると珪酸アルカリ塩を使用
したものは白華現象を起こし、リン酸アルミニウムでは
ベト付き、水溶性高分子では脆くなって剥げ易くなる。

（白華現象＝吸湿してＮａＯＨまたはＫＯＨとなり、空
気中のＣｏ２を吸収してＮ　ａ　２　ＣＯ２またはＫ　
２　ＣＯ２を生ずる） 本発明は上述の事情に鑑みなされたものであり、その目
的とするところは黒鉛が配向して抗水性を有する含炭素
耐火物の表面に酸化防止材が塗布時及び加熱時に濡れ性
、接着性によって均一な被膜が得られる含炭素耐火物用
酸化防止材を提供するにある。

［課題を解決するための手段］ 上述の目的を達成するため本発明者らは含炭素耐火物表
面との濡れ性、接着性について種々検討の結果、骨材、
フリットからなる粉末に複合アルコキシド部分加水分解
ゾルを結合剤として使用すると優れた濡れ性と均一な被
膜が得られることを知見し、この知見に基づいて本発明
を完成するに至った。

すなわち、本発明は骨材５０〜９０重量部、７１７１１
０〜５０重量部からなる粉末１００重量部に複合アルコ
キシド部分加水分解ゾル３５〜６０重量部を添加したこ
とを特徴とする含炭素耐火物用酸化防止材に係る。

［作　用］ 以下に本発明の詳細な説明する。

本発明の酸化防止材の複合アルコキシド部分加水分解ゾ
ルはフェノール樹脂と相溶性があり含炭素耐火物の表面
に対し浸透性に優れ且つ常温で強固な被膜を生成する。

酸化防止材が軟化溶融したガラス被膜は金属アルコキシ
ドの酸化物がガラス付着のアンカー効果を発揮し、均一
なガラス被覆によって外部との通気性は完全に遮断され
たものとなり、従来、ガラス被膜が斑紋状となり被覆が
不充分であった酸化防止が満足できる程度にまで上げる
ことに成功したものである。

本発明に使用する骨材としては正長石、カリ長石、灰長
石等の長石類あるいは長石類よりやや融点が高い高圧用
碍子層、低圧用碍子層等の碍子層の１種または２種以上
が使用できる。

酸化防止温度が低温（６００〜１０００℃）では長石類
を主体とし、酸化防止温度が高温（１０００〜１３００
℃）では碍子層を主体とすることが好ましい。

その添加量は５０〜９０重量部であり、５０重量部未満
ではガラス粘性が低下し流下することがあり、また、９
０重量部を超えるとガラス生成温度が高くなり、酸化防
止効果が劣るために好ましくない。

フリットとしては硼珪酸系フリット、硼珪酸ソーダ鉛系
フリット、硼珪酸鉛系フリット、アルミす硼珪酸ソーダ
系フリット等軟化開始温度が３５０〜７００℃の各種の
ものが使用できる。

その添加量は１０〜５０重量部であり、１０重量部未満
では加熱される温度範囲で充分なガラス被膜が得られず
、また９０重量部を超えると酸化防止材の融点が低下し
、粘性も低いものになるために溶流流出して酸化防止効
果が得られないために好ましくない、その他、高温用と
して炭化珪素、酸化コバルト等を添加することができる
。

上述の骨材及びフリットの粉末粒度はスラリー状として
用いるので４４μ論以下が好ましい。

結合剤としての複合アルコキシドの部分加水分解ゾルは
Ｓｉアルコキシドと、Ｔｉアルコキシド、Ａｆｆｉアル
コキシド及びＺｒアルコキシドから選ばれた少なくとも
１種とからなる複合アルコキシドを部分加水分解ゾル化
させたものである。ここで複合アルコキシドの部分加水
分解ゾルとは金属アルコキシドのＯＲ基とモル比で１：
１未満の水で加水分解したものであり、未加水分解のＯ
Ｒ基が残存している状態のゾルである。ゾル中のＯＲ基
の残存率は３０〜９５モル％が好ましい。

複合アルコキシド部分加水分解ゾルを得る手段としては
、室温での加水分解法、還流下での加水分解法、触媒を
添加しての加水分解法等が公知であるが、容易に部分加
水分解ゾルが得られるものとして、例えばＳ１アルコキ
シド溶液に水との相溶性溶媒であるエチルアルコール、
イソプロパツール、メチルアルコール等のアルコール類
を加える。更に、その溶液に塩酸、酢酸などを添加した
酸性水をＳｉアルコキシドのアルコキシ基の化モル数未
満の量（モル数）加え、更に、Ａ１、Ｔｉ、Ｚｒの１種
以上の金属アルコキシドを特定量添加・撹拌すると透明
な複合アルコキシド部分加水分解ゾルが得られる。

結合剤である複合アルコキシド部分加水分解ゾルの添加
量は粉末１００重量部に対し３５〜６０重量部が好まし
く、そのスラリーの粘性は３００〜１５００ｃｐである
。３５重量部未満ではスラリーの粘性が高く、塗布が困
難となり、また、６０重量部を超えるとスラリーの粘性
が低く、塗布が困難となるために好ましくない０例えば
３５〜４５重量部添加混合するとハゲ塗りに好適な粘性
となる。更に、４５〜５０重量部の添加にてスプレー塗
布も可能となる。

なお、含炭素耐火物単体の全面を塗布、または予熱面側
、鉄皮側等部分的に塗布してもよく、更に溶融金属容器
に構築後に塗布することも可能である。塗布厚は０．３
〜０．６ｍｍが好ましく、塗布厚が０．３輪−より薄い
と斑紋状のガラス被膜となりやすい、０．６＋＋ｎを超
えると酸化防止効果に影響なく弊害にはならないが無駄
になるために好ましくない。

「実　施　例１ 実」１例− 第１表に示す配合割合をもつ骨材及びフリットからなる
４４μ−未満の粉末に結合剤を添加・混練したスラリー
を含炭素耐火物の表面にへケにて０．５−厚さに塗布し
たものを試料とし、酸化雰囲気で９００℃／３時間、ま
たは１２００℃／３時間加熱後の本発明品１．２及び３
の外観は酸化防止材の剥離もなく、ガラス溶融状態も良
好で含炭素耐火物の酸化は見られず良好であった。比較
品４及び５は酸化防止材が剥離した部分があり、また、
ガラス溶融状態は斑紋溶融で含炭素耐火物は若干の酸化
部分または酸化部分が見られた。

［発明の効果］ 含炭素耐火物の酸化防止には均一なガラス物質に覆われ
ることが必要であるが、炭素はガラスと濡れ難い性質が
あり、緻密な炭素にガラスを融着させることは困難であ
る。

含炭素耐火物には耐火骨材も含まれているので、ガラス
物質は骨材には濡れ易いためにガラス物質のアンカー効
果に骨材は作用する。

しかし、骨材は結合剤として添加されているフェノール
樹脂に覆われているために容易には濡れにくい、水系バ
インダー（水ガラス等）はフェノール樹脂で充たされた
耐火物マトリックス中に滲み込み難い、そのため酸化防
止材が溶融してガラス膜を形成するにはアンカー効果が
得られ難い形になっており、乾燥中に亀裂→剥離→斑紋
状の溶融（表面張力によるガラスの集合）→部分的にし
か酸化防止が出来ない。

複合アルコキシドを使用した場合はフェノール樹脂を溶
かし滲透する性質があり且つ加水分解物は５ｉ０２を主
成分とする耐火物質でありガラス構成物質の一つである
ため、多くのアンカー効果が得られ、剥離することなく
、コーティング被膜は溶融し、骨材のアンカー効果もよ
く効いて均一なガラス被膜が形成され酸化防止される。

特許出願人　品川白煉瓦株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 骨材５０〜９０重量部、フリット１０〜５０重量部から
   なる粉末１００重量部に複合アルコキシド部分加水分解
   ゾル３５〜６０重量部を添加したことを特徴とする含炭
   素耐火物用酸化防止材。