JPH0375274A

JPH0375274A - キャスタブル耐火物

Info

Publication number: JPH0375274A
Application number: JP1207911A
Authority: JP
Inventors: Hideo Yaoi; 八百井　英雄; Naoki Tsutsui; 直樹筒井; Takeo Hanai; 花井　健夫; Kazuyuki Sugiyama; 杉山　一行; Hisatoshi Yasuda; 安田　尚俊; Hirobumi Ninomiya; 博文二宮
Original assignee: Harima Ceramic Co Ltd; Nippon Steel Corp
Current assignee: Harima Ceramic Co Ltd; Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-08-14
Filing date: 1989-08-14
Publication date: 1991-03-29

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）本発明は、乾燥性および耐食性に優れたキャスタブル耐
火物に関する。

（従来の技術）キャスタブル耐火物は、結合剤としてアルミナセメント
が添加されているが、さらにこれにピッチまたはフェノ
ール樹脂を添加したものが知られている０例えば特開昭
５３−８２８２４号公報に見られるとおりである。

ピッチまたはフェノール樹脂は、加熱を受けると炭化し
、炭素結合によって耐火物組織を強固なものにする。ま
た、炭化によって生じた炭素成分がスラグに濡れ難いこ
と、高熱伝導性であるなどにより、耐食性および耐スポ
ーリング性の向上に効果がある。

この種のキャスタブル耐火物は、高炉出銑樋。

出銑樋カバー、傾注樋、混銑車、溶銑鍋、溶滓鍋、溶銑
予備処理炉なとの溶銑用耐火物として好適である。

（発明が解決しようとする課題）しかし、ピッチまたはフェノール樹脂は、加熱溶融する
と耐火物組織の気孔を閉塞し、水分の揮散を防げる結果
、乾燥時に亀裂や爆裂を生じさせる原因となっていた。

そこで１例えば特開昭５３−６６９１７号公報に見られ
るように、金属アルミニウムを添加し、金属アルミニウ
ムの水和反応で発生する水素ガスで耐火物組織中に通気
孔を強制的に形成する方法が提案されているが、水素ガ
スに着火すると爆発するなどの作業安全面での問題があ
り、十分な解決策とはいえなかった。

本発明は、ピッチおよび／またはフェノール樹脂を添加
した材質において、金属アルミニウムを添加することな
く、乾燥性および耐食性に優れたキャスタブル耐火物を
提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）すなわち本発明は粒径１０μ日以下の粒子が５０重量％
以上占め、かつ比表面積が１ｒｒｒ／ｇ以上のアルミナ
、チタニア、酸化クロム、ジルコン、ジルコニア、炭化
珪素、カーボンより選ばれる一種または二種以上の耐火
性超微粉を１〜１０重量％含む耐火性骨材１００重量部
に対し、ＣａＯ含有量２０〜４０重量％のアルミナセメ
ント１〜６重量部と、ピッチおよび／またはフェノール
樹脂を０．１〜５重量部と、適量の解こう剤を添加して
なるキャスタブル耐火物によってこれを解決した。

本発明者らの実験によると、キャスタブル耐火物の乾燥
性は、通気性および養生強度に相関があることがわかっ
た。第１図は、通気率および養生強度が変化した場合に
おいて、乾燥爆裂の限界点をプロットし、グラフ化した
ものである。この試験は、結合剤としてアルミナセメン
トとピッチを添加したキャスタブル耐火物を、直径１０
０　ｗａ　Ｘ高さＬｏｏｍの円柱形に鋳込んで試験片と
し、これを２４ｈｒｓ養生後、５００℃の電気炉に投入
して乾燥爆裂が生ずるか否かで測定した。グラフ中。

曲線より上方が乾燥爆裂が生じなかった通気率および養
生強度の域であり１曲線より下方が爆裂の生じた通気率
と養生強度の域である。このグラフから１通気性と養生
強度を兼ね備えたものが乾燥性に優れていることがわか
る。

なお、第１図における通気率、養生強度の測定方法は、
後述の実施例の欄で示したものと同様とした。

次に本発明者らは、キャスタブル耐火物の骨材の一部と
して使用する各種の耐火性超微粉の添加量を変化させ、
耐火性超微粉の添加量と耐火物組織の通気率の変化を調
べた。第２図はその結果をグラフ化したものである。な
お、ここで用いた耐火性超微粉の粒子サイズは、従来の
キャスタブル耐火物で一般的に使用される粒径１０μ諷
以下の粒子が５０重量％以上占め、かつ比表面積がｌｒ
／／ｇ以上のものとした。耐火性超微粉はその分散性の
ために、施工水分の低減・施工体組織の緻密化に効果的
である□が、このグラフの結果から、耐火性超微粉の中
でも耐火粘土と非晶質シリカの添加は１通気率を大きく
低下させることがわかった。

これは、耐火粘土および非晶質シリカが、他の耐火性超
微粉に比べて必要以上に分散性がよいためと思われる。

しかし、耐火粘土または非晶質シリカはキャスタブル耐
火物の養生強度の発現に必要であり、従来材質で使用さ
れる耐火性超微粉はほとんどの場合、この耐火粘土また
は非晶質シリカである。耐火粘土、非晶質シリカ以外の
耐火性超微粉は通気性確保に効果があるにしても、養生
強度が得られない。

そこで本発明者らはさらに研究を重ねたところ、耐火粘
土および非晶質シリカを除く耐火性超微粉を使用した場
合でも、ＣａＯ成分が特定の範囲内のアルミナセメント
を結合剤として使用すると。

十分な養生強度が発現することがわかった。

第３図のグラフは、耐火性超微粉として粒径３μｍ以下
で比表面積が５耐／ｇのアルミナを耐火性骨材中に５重
量％含有させ、結合剤としてピッチとアルミナセメント
を併用したキャスタブル耐火物において、アルミナセメ
ント中のＣａＯの割合とキャスタブル耐火物の養生強度
との関係を示したものである。このグラフから、ＣａＯ
含有量が２０重量％以上のアルミナセメントの使用が養
生強度の向上に効果的なことがわかる。

本発明で使用する耐火性骨材は、従来材質と特に変わり
なく、電融または焼結のアルミナ、合成ムライト、焼成
ばん土けつ岩、焼成ボーキサイト、シリマナイト、アン
ダリーサイト、カイヤナイト、仮焼アルミナ、シャモッ
ト、ろう石、珪石、ジルコン、ジルコニア、スピネル、
マグネシア、クロム鉱石などの酸化物系耐火原料あるい
は炭素、炭化珪素、窒化珪素、窒化珪素鉄などの非酸化
物系耐火原料より選ばれる一種または二種以上とする。

その粒度についても従来材質と同様、例えば最大粒子径
を３〜２０ｍ程度とし、密充填組織が得られるように粗
粒、中粒、微粒に適宜調整する。

耐火性超微粉は、アルミナ、チタニア、酸化クロム、ジ
ルコン、ジルコニア、炭化珪素、カーボンより選ばれる
一種または二種以上とする。その粒子サイズは、従来の
耐火性超微粉と同様に粒径１０μｍ以下の粒子が５０重
量％以上占め、かつ比表面積が１ｍ／ｇ以上とする。該
耐火性超微粉の耐火性骨材全体に占める割合が１重量％
未満では分散性付与の効果が不十分となり、施工水分の
低減および施工体組織の緻密化に効果がない。

ｌ０重量％を超えると通気性が低下して乾燥性が劣ると
ともに、加水混線時の粘性が大きくなって流し込み施工
が困難となる。さらに好ましくは２〜６重量％である。

本発明は、Ｓｉｎ、系の耐火性超微粉である耐火粘土あ
るいは非晶質シリカは使用しない、使用しても、本発明
の効果を阻害しない範囲とし、例えば１重量％未満とす
る。耐火粘土あるいは非晶質シリカは、先にも述べたよ
うに他の耐火性超微粉と同様、施工水分の低減および施
工体組織の緻密化に効果がある反面、通気性の低下を招
き、乾燥性が悪くなるからである。

ピッチおよび／またはフェノール樹脂は、炭化後、その
炭素結合によって耐火物の耐スポーリング性と溶銑・ス
ラグに対する耐食性を付与する。

ピッチは１石油系１石炭系のいずれでもよい。

その固定炭素量は５０重量％以上が好ましい。

５０重量％未満では十分な炭素結合が得られず、耐スポ
ーリング性・耐食性に劣る。軟化点は８０〜２５０℃の
ものが好ましい。

フェノール樹脂は固形状であればレゾール型、ノボラッ
ク型のいずれでもよい、固定炭素量は３０重量％以上が
好ましい。３０重量％未満では低分子化すぎて固形状の
ものが得られ難いからである。軟化点はピッチよりもや
や低い３０〜２００℃が好ましい、その理由は、フェノ
ール樹脂は、ピッチに較べて熱軟化時の流動性が悪く１
組織内への浸透力に劣るためである。

ピッチおよび／またはフェノール樹脂の割合は、含量で
０．１〜５重量部とする。０．１重量部未満では添加に
よる効果がなく、５重量部を超えると通気性を阻害し、
乾燥性に劣る。

アルミナセメントはＣａＯ含有量２０〜４０重量％のも
のを使用する＋＋　　Ｃａ　Ｏ含有量が２０重量％未満
では養生後の強度が不十分となるａ　　Ｃａ　Ｏ含有量
が４０重量％を超えるとＣａイオンの溶出が早く、可使
時間の調整が困難である。耐火性骨材に対する割合は、
１重量部では硬化速度が遅く、施工性が悪い、６重量部
を超えると耐火性および容積安定性を低下させる。

必要により、アルミナセメントに対する硬化促進剤ある
いは硬化遅延剤を添加してもよい。

解こう剤は、耐火性超微粉の分散性を図り、キャスタブ
ル耐火物の流動性を向上させる。その種類は例えば、ト
リポリリン酸ソーダ、ヘキサメタリン酸ソーダ、ウルト
ラポリリン酸ソーダ、酸性へキサメタリン酸ソーダ、ホ
ウ酸ソーダ、炭酸ソーダなどの無機塩、クエン酸ソーダ
、酒石酸ソーダ、ポリアクリル酸ソーダ、スルホン酸ソ
ーダなどの有機塩から選ばれる一種または二種以上であ
る０割合は、０．０１−０．２重量部が好ましい。

この他、キャスタブル耐火物の添加物として既知の、例
えば炭化はう素、サイアロン、アルミニウムを除く金属
粉、各種ファイバー類を添加してもよい。

（実施例）第１表に１本発明実施例とその比較例を示す。

注１）注２）耐火性超微粉のサイズ；２μ回以下（アルミナ・・・５
％／ｇ）　　カーボンブラック・・・２μ■以下（７ｒ
ｄ／ｇ）　　シリカフラワー・・・１μ■以下（２０ポ
／ｇ）試験方法；流動性・・・ＪＩＳ　Ｒ−２５１２に準じて
タップフロー値を測定、１３０ｍ以上は良好、　養生強
度・・・直径５０■×高さ５０鳳に成形したものを室温
にて２４ｈｒｓ養生し、圧縮強さを測定、　通気率・・
・直径５０ｉ＋ｎＸ高さ５０ｍに成形したものを室温に
て２４ｈｒｓ養生し、１１０℃×２４ｈｒｓ乾燥後、ｍ
定、　気孔率・・・−辺４゜■の立方体に成形したもの
を室温にて２４ｈｒｓ養生し、１１０℃Ｘ２４ｈｒｓ乾燥後、測定
、　　乾燥性・・・直径１００ｍｍ×高さ１００■に成
形後、室温にて２４ｈｒｓ養生し、５００℃雰囲気の電
気炉に投入、　耐食性・・・高周波誘導炉にて溶融した
銑鉄および高炉スラグに試料を６０＠ｉｎ浸漬し、損耗
寸法を測定０表中、「−」は未測定。

注３）配合組成中、（）内の数値は重量部、（）を付け
ていないものは重量％。

（発明の効果）以上の実施例の試験結果が示すように、本発明のキャス
タブル耐火物は１通気率および養生強度に優れる結果、
金属アルミニウムを添加しなくても、乾燥性と耐食性を
兼ね備えた耐火物組織を得ることができる。

したがって、本発明のキャスタブル耐火物を使用すれば
、炉寿命の延長、耐火物原単位の低減、金属アルミニウ
ムを添加しないことによる作業の安全性など、その効果
は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は１通気率および養生強度が変化した場合におい
て、乾燥爆裂の限界点をグラフ化したものである０曲線
より上方が乾燥爆裂が生じなかった通気率および養生強
度の域、曲線より下方が爆裂の生じた通気率と養生強度
の域を示す。第２図は耐火性超微粉の種類と添加量に対する通気率の
変化をグラフ化したものである。第３図のグラフは。アルミナセメント中のＣａＯの割合と養生強度との関係を示したもので耐火性
超微粉の添加量（×）第図養生強度（ｋｇ／Ｃｍ２）第 ― アルミナ・セメント中のＣａＯ量（×）

Claims

【特許請求の範囲】

　粒径１０μｍ以下の粒子が５０重量％以上占め、かつ
比表面積が１ｍ＾２／ｇ以上のアルミナ、チタニア、酸
化クロム、ジルコン、ジルコニア、炭化珪素、カーボン
より選ばれる一種または二種以上の耐火性超微粉を１〜
１０重量％含む耐火性骨材１００重量部に対し、ＣａＯ
含有量２０〜４０重量％のアルミナセメント１〜６重量
部と、ピッチおよび／またはフェノール樹脂を０．１〜
５重量部と、適量の解こう剤を添加してなるキャスタブ
ル耐火物。