JPH0321505B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、高炉出銃樋、タンデイシユ、取鍋等
の溶融金属用容器の内張りに使用される、新規バ
インダーを配合した乾式不定形耐火物に関する。 一般に、高炉出銃樋等の内張り材としては、ス
タンプ材、流し込み材、湿式振動成形材、乾式振
動成形材等が使用されている。しかしながら、こ
れらのうち乾式振動成形材以外のものはいずれも
水を用いて混練されているため、乾式コントロー
ルが難しい、即ち乾燥に長時間を要し、爆裂等の
トラブルも発生し易いという欠点がある。また、
乾式振動成形材は、上気欠点はないが、施工時に
粉じんが発生して作業環境を悪くするという欠点
があるのに加えて、バインダーとしてフエノール
樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることが多いため強
度の低下等の欠点がある。例えば、粉末フエノー
ル樹脂をバインダーとして用いた成形材は、施工
体初期の強度は高いが、温度が上昇するにつれて
強度が低下する。即ち、フエノール樹脂のかさ比
重が小さいため施工体の気孔率が大きくなるこ
と、成形材混合時にフエノール樹脂が静電気を帯
びるため耐火性骨材の微粉が樹脂をコーテイング
して組織が不均一になること、施工体を硬化する
際の急速加熱時や通銃初期にフエノールレジンが
一部分解するため組織が脆弱化すること等により
施工体の強度が低下して寿命が短くなる。また、
常温で施工する場合、振動充填後の施工体の保形
性が極めて悪く、わずかの衝撃でも崩れるため脱
枠前に予備加熱をしてフエノール樹脂を熱硬化さ
せる必要があり、一方熱間で施工する場合、成形
材投入中又は振動充填中に部分的に熱硬化して施
工体に巣ができるため強度が低下して寿命が短く
なる。 本発明者は、従来の乾式振動成形材における上
記欠点を解消することを目的として、特に乾式振
動成形材の新規バインダーを開発するために鋭意
研究し、カリミヨウバン（硫酸アルミニウムカリ
ウム12水和物）等の硫酸基含有化合物の水和物と
酒石酸又は酒石酸塩の水和物とはそれぞれ単独で
は何ら粘結性を有していないにもかかわらず、こ
れら２種の水和物を混合すると常温で粘結性を有
する粘稠物質になること、この粘稠物質は振動に
よつてチクソトロピツクな挙動を示すこと、この
粘稠物質は振動停止後又は始めから振動させない
場合は徐々に硬化すること、この硬化は加熱によ
り促進されること等の新事実を発見した。下記第
１表に上記研究における一実験例を示す。

【表】 本発明者は、上記発見に基づき、更に研究を続
けた結果、上記粘稠物質は乾式振動成形材のバイ
ンダーとして極めて好適に使用できること、この
場合バインダーの粘稠性のため振動成形時の粉じ
んの発生を防止できること、脱枠後の保形性が極
めて良好なこと、急速加熱が可能であり施工時間
が短縮できること、施工体の強度が高いこと、上
記粘稠物質は乾式振動成形材のみならずスタンプ
材等のバインダーとしても好適であること等を見
出し、本発明を完成するに至つた。 即ち本発明は、耐火性骨材100重量部に対して、
硫酸基含有化合物の水和物0.5〜５重量部及び酒
石酸又は酒石酸塩の水和物0.5〜５重量部をバイ
ンダーとして配合したことを特徴とする乾式不定
形耐火物に係る。 本発明における耐火性骨材としては、特に限定
されることなく、この種の耐火物に通常用いられ
るものがいずれも使用でき、例えばアルミナ、ム
ライト、シリカ、ロウ石、シヤモツト、ジルコ
ン、マグネシア、クロム、スピネル、炭化珪素
（SiC）、炭素、シリコン、アルミニウム（金属粉
末）等を挙げることができ、これらの１種又は２
種以上を粘度調整して用いる。粒度調整は、この
種の耐火物において通常行なわれる調整と同様で
良いが、念のため一例を挙げれば、粒度10〜３mm
程度のものを10〜40重量部程度、粒度３〜１mm程
度のものを10〜60重量部程度、粒度１〜0.074mm
程度のものを40重量部以下程度、粒度0.074mm以
下程度のものを40重量部以下程度配合する。 本発明における硫酸基含有化合物の水和物とし
ては、例えば硫酸アルミニウム水和物、硫酸アル
ミニウムアンモニウム水和物、硫酸アルミニウム
カリウム水和物、硫酸アルミニウムグアニジウム
水和物、硫酸アルミニウムセシウム水和物、硫酸
アルミニウムナトリウム水和物、硫酸アルミニウ
ムビジウム水和物等のアルミニウム化合物、硫酸
クロムアンモニウム水和物、硫酸クロムカリウム
水和物、硫酸クロム水和物等のクロム化合物、硫
酸マグネシウム水和物、硫酸マグネシウムアンモ
ニウム水和物、硫酸マグネシウムカリウム水和
物、硫酸マグネシウムナトリウム水和物等のマグ
ネシウム化合物、硫酸カルシウム水和物等のカル
シウム化合物を挙げることができ、これらの少な
くとも１種を用いる。これらはいずれも粉末状で
用いるのが好ましい。使用量は、耐火性骨材100
重量部に対して0.5〜５重量部である。0.5重量部
より少ないと強度が得られず、また５重量部より
多いと充填性、耐食性が低下する。 本発明における酒石酸又は酒石酸塩の水和物と
しては、例えばDL−又はmeso−酒石酸水和物、
DL−又はmeso−酒石酸カリウム水和物、DL−
又はmeso−酒石酸水素ナトリウム水和物、DL−
又はmeso−酒石酸ナトリウムカリウム水和物等
を挙げることができ、これらの少なくとも１種を
用いる。これらはいずれも粉末状で用いるのが好
ましい。使用量は、耐火性骨材100重量部に対し
て0.5〜５重量部である。0.5重量部より少ないと
強度が得られず、また５重量部より多いと充填
性、耐食性が低下する。 本発明においては、新規バインダーとして、上
記２種の水和物を併用することを必須とする。そ
の併用割合としては、特に限定されないが、１：
５〜５：１程度であるのが好ましい。この範囲外
の場合には施工体の強度が低下する傾向がある。 本発明においては、上記２種の水和物が接触混
合されることにより粘結性を有する粘稠物室とな
つてバインダーとしての機能を発揮し、次いでそ
れが硬化することにより強度の高い施工体が得ら
れるのであるが、バインダーの添加量或いは施工
条件等に応じて、上記の様なバインダーの経時変
化を調整することができる。例えば、灯油、軽油
等の燃料油、マシン油、タービン油、スピンドル
油、シリンダー油等の潤滑油等を更に添加するこ
とにより、上記経時変化を遅らせて施工時の作業
性を向上させることができる。特に、熱間施工に
おいては、上記燃料油、潤滑油等が揮発するのに
伴つてバインダーの効果が徐々に発揮されるので
好都合である。上記燃料油、潤滑油等を使用する
場合の使用量は、耐火性骨材100重量部に対して、
通常１〜５重量部程度である。 また本発明においては、中温域から高温域ま
で、即ち400〜1200℃程度における強度の安定化
を図るために、H₃BO₃、Na₂B₄O₇、NaF、
NaCl、NaHCO₃等を補助バインダーとして併用
しても良い。上記補助バインダーを使用する場合
の使用量は、耐火性骨材100重量部に対して、通
常0.5〜５重量部程度である。 本発明の乾式不定形耐火物を振動成形材として
使用する場合は、通常耐火性骨材等に前記２種の
水和物の一方を予め添加混合しておき、振動充填
直前に、もう一方を添加混合して振動施工する。
その際の加振力によつて前記２種の水和物が共融
反応し、粘稠物質となり、これのチクソトロピツ
クな特性のために充填性が良く、且つ脱枠後の保
形性の極めて良好な施工体が得られる。上記振動
施工の条件は、従来と同様で良く、３〜20分間程
度、1200〜4800VPM程度の振動を与えて充填し、
振動停止後10〜60分間程度施工体を保持した後脱
枠する。振動停止後、バインダーの硬化が開始
し、常温の場合脱枠後30〜60分間程度で効果が終
了する。その際、加熱した場合又は熱間の場合に
は、硬化が促進される。例えば100〜200℃程度の
温度の場合は10〜20分間程度で硬化する。尚、硬
化は耐火物使用中にも進行し、強度がより高めら
れる。 また、本発明の乾式不定形耐火物をスタンプ材
として使用する場合は、耐火性骨材等に前記２種
の水和物を添加混合した後（この場合は同時に添
加しても良い）、バインダーが粘稠物質となつて
耐火物全体が混練状態になるまで混合してから、
スタンプ施工する。施工方法は従来と同様であ
り、施工後の硬化は上記と同様である。 本発明の乾式不定形耐火物は、高炉出銃樋、タ
ンデイシユ、取鍋等の溶融金属容器の内張り材と
して、振動施工、スタンプ施工等により、極めて
好適に使用でき、その場合前記特定の新規バイン
ダーを用いたことにより、以下の如き顕著な効果
が得られる。 (1) 振動成形時に粉じんが殆んど発生しないの
で、作業環境が良好である。 (2) 脱枠後の保形性が極めて良好である。 (3) 急速加熱してもバインダーの分解等は起こら
ず、施工時間が短縮できる。 (4) 施工体の強度が高い。即ち、下記実施例から
明らかな様に、従来のフエノール樹脂をバイン
ダーとする乾式振動成形材に比して、２倍以上
の強度が得られ、また従来の流し込み材と同程
度以上である。 (5) 施工体の耐久性も充分である。即ち、下記実
施例から明らかな様に、従来のフエノール樹脂
をバインダーとする乾式振動成形材よりも優
れ、従来の流し込み材と同程度の耐久性が得ら
れる。以下、実施例を挙げて、本発明を更に具
体的に説明する。 実施例 下記第２表に示す配合組成の本発明又は比較の
乾式不定形耐火物（比較品２は通常の流し込み材
である）を用いて、充分に混合した後、金型に投
入し、テーブルバイブレーターにて3600VPMの
振動を３分間与えて充填した。成形体の形状は
100mmφ×120mmの円柱形である。その後110℃で
24時間乾燥し成形体を取り出したが、ほぼ完全に
硬化していた。

【表】

【表】 次に上記で得られた各成形品の強度及び耐火性
（スラグテスト）を調べた。結果を下記第３表に
示す。表中、酸化とあるのは酸化雰囲気（空気
中）で乾燥又は焼成したことを、還元とあるのは
還元雰囲気（成形体をコークス中に埋めこんで）
で焼成したことをそれぞれ示す。

【表】 次に、本発明品１について、その施工性を確認
するために小型のモデル高炉出銃樋を用いて振動
成形実験を行なつた。下記に施工体形成までの一
連の過程を示す。テストに供した材料の重量は
150Kgであり、振動機の周波数は3600VPMであ
る。 耐火性骨材にDL−酒石酸ナトリウムカリウム
４水和物粉末を添加混合し、次いで硫酸アルミニ
ウムカリウム12を水和物粉末を添加混合し、この
材料を直ちに樋内に投入した（樋表面はあらかじ
め300℃に加熱しておいた）。 ↓ 振動充填（振動時間15分） ↓ 振動後10分施工体の保持 ↓ 脱 枠 ↓ 施工体（保形性良好） 振動成形時に粉じんの発生は殆んどなく、また
振動成形で得られた施工体の保形性は良く、又硬
化も充分で、脱枠に際しての崩れは全くみられな
かつた。特に、底部の締まり具合は非常に良好で
あつた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 耐火性骨材100重量部に対して、硫酸基含有
   化合物の水和物0.5〜５重量部及び酒石酸又は酒
   石酸塩の水和物0.5〜５重量部をバインダーとし
   て配合したことを特徴とする乾式不定形耐火物。