JPH04338147A - キャスタブル組成物 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アルミナを主成分とす
る耐火骨材を使用したキャスタブル組成物に関し、さら
に詳しくは製鋼用取鍋内張り用流し込み材や真空脱ガス
炉等の不定形のキャスタブル組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術とその課題】近年、製鋼用取鍋材を主体と
する不定形キャスタブルに対する耐久性向上の要求に対
し、高純度なマグネシアやアルミナを主骨材とするアル
ミナセメント系キャスタブルが開発されており、各製鉄
所をはじめとし、その優秀性は実証されている（耐火物
　１９９０−５月号　Ｐ２８１〜２８２、１９９０−７
月号　Ｐ３７６〜３８１、及び１９９０−８月号　Ｐ４
２７〜４３４等、特開平１−８３５７５号公報、特開平
１−８７５７７号公報、特開平２−６３７３号公報、及
び特開平２−３０６６１号公報等）。

【０００３】しかしながら、いずれも耐スポーリング性
や耐スラグ浸透性などのキャスタブル硬化体としての耐
久性向上を主眼にしたものであって、不定形キャスタブ
ルの重要な特性である施工時の可使時間が十分でなく、
特に、夏場など高温施工時にミキサー内で硬化するなど
のトラブルが発生するという課題があった。

【０００４】本発明者らは、前述の課題を解決すべく鋭
意研究を重ね、アルミナを主成分とする耐火骨材を使用
したキャスタブルの可使時間がアルミナ中の可溶性成分
によって大きく影響され、その可溶性成分量を規定する
ことによって、優れた耐久性や耐スラグ性などの物性を
劣化させることなく、施工時の可使時間を確保できると
の知見を得て本発明を完成するに至った。

【０００５】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、可溶性
成分が５００ｐｐｍ以下であるアルミナを主成分とする
耐火骨材と、アルミナセメントとを配合してなるキャス
タブル組成物であり、さらに、可溶性成分中のナトリウ
ムが３００ｐｐｍ以下であるアルミナを主成分とする耐
火骨材と、アルミナセメントとを配合してなるキャスタ
ブル組成物である。

【０００６】以下、本発明を詳しく説明する。

【０００７】本発明に係るアルミナとは、水酸化アルミ
ニウムや仮焼アルミナなどのＡｌ２Ｏ３源を、ロータリ
ーキルン等の焼成装置や電気炉等の溶融装置によって焼
結・溶融したものを、所定のサイズに粉砕・篩分けした
ものであって、鉱物組成としてはα−Ａｌ２Ｏ３やβ−
Ａｌ２Ｏ３などと示される酸化アルミニウムの形態のも
のであり、焼結アルミナ、電融アルミナ、軽焼アルミナ
、及び易焼結アルミナ等と呼ばれるものである。

【０００８】本発明においては、アルミナの可溶性成分
の量が重要である。本発明におけるアルミナの可溶性成
分は、試料２．５ｇと脱イオン水２５ｍｌを混合し、１
８０℃、２時間の条件下で、加圧湿式分解容器により加
圧抽出したものを、原子吸光光度法やイオンクロマト法
によって測定したものである。

【０００９】一般に、アルミナの主な可溶性成分として
は、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、硫酸根、塩
素、及びカルシウム等があるが、本発明におけるアルミ
ナの可溶性成分とは、ナトリウムとカリウムである。

【００１０】本発明においては、アルミナの可溶性成分
の合計は５００ｐｐｍ以下であり、可使時間確保の面か
ら４００ｐｐｍ以下が好ましく、そのうち、特に、アル
ミナの可溶性成分中のナトリウムが３００ｐｐｍ以下が
より好ましく、可溶性成分中のナトリウムが２５０ｐｐ
ｍ以下がさらに好ましい。 アルミナ可溶性成分が前述範囲より多いと、可使時間が
不足し、夏場など高温施工時にミキサー内やホッパー内
で硬化するなどのトラブルが発生する傾向があり好まし
くない。

【００１１】可溶性成分の少ないアルミナを製造する方
法としては、使用原料を厳選し、不純物、特に、ナトリ
ウム化合物が極力低いものを使用したり、焼成時の温度
を高くして焼成度を上げる方法や、アルミナを水洗処理
する方法などが可能である。

【００１２】本発明に係るアルミナセメントは、ボーキ
サイト、バイヤーアルミナ、及びアルミ残灰等のＡｌ２
Ｏ３源と、生石灰、石灰石、及び消石灰等のＣａＯ源を
使用して、溶融法及び／又は焼成法によって合成したカ
ルシウムアルミネートクリンカーを粉砕したものであっ
て、それに、さらにα−Ａｌ２Ｏ３を配合したものの使
用も可能である。

【００１３】アルミナセメント中の鉱物組成は、ＣａＯ
をＣ、Ａｌ２Ｏ３をＡとすると、Ｃ３Ａ、Ｃ１２Ａ７、
ＣＡ、Ｃ３Ａ５、ＣＡ２、ＣＡ６、及びα−Ａ等であっ
て、その他不純物として、２ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｓｉ
Ｏ２やＣａＯ・ＴｉＯ２等を含有するものも使用可能で
ある。特に、本発明においてはキャスタブルとしての耐
久性、耐火性、及び耐スポーリング性等の面から、Ａｌ
２Ｏ３が７０重量％以上のアルミナセメントが好ましく
、ＣａＯが２０重量％以下、Ａｌ２Ｏ３が７７重量％以
上、及びＳｉＯ２が０．１重量％以下の成分割合のアル
ミナセメントがより好ましい。

【００１４】さらに、本発明では、ＪＩＳ　Ｒ　２５２
１記載の方法によるフロー試験で、３０℃、混練６０分
後のフロー値が２８０ｍｍ以上となるアルミナセメント
を使用することが好ましく、３００ｍｍ以上となるもの
がキャスタブルに配合した際、施工水量を減少でき、キ
ャスタブルとしての可使時間を確保できる面からより好
ましい。

【００１５】本発明における耐火骨材とアルミナセメン
トの割合は、目的とする施工体の要求特性によって適宜
決定すべきものであって、特に限定されるものではない
が、通常、取鍋材に使用するアルミナ質キャスタブルや
アルミナ・スピネル質キャスタブルでは、耐火骨材７０
〜９５重量部、アルミナセメント３０〜５重量部の割合
が好ましく、後述のアルカリ金属炭酸塩を使用する場合
は、その可使時間延長効果から、耐火骨材８５〜９４重
量部、アルミナセメント１５〜６重量部が最も好ましい
。

【００１６】本発明では、施工性や可使時間を損なわな
い範囲で、耐久性向上のために、マグネシアクリンカー
、スピネルコーティングしたマグネシア、及び粒界にチ
タン酸マグネシウムを含有させたスピネルやペリクレー
ス等を代替又は併用することも可能である。

【００１７】また、必要に応じて、シリカヒュームや超
微粉アルミナなどの無機質超微粉や、キャスタブル硬化
体乾燥時の爆裂防止材として、金属アルミニウム、有機
質繊維、及び乳酸アルミニウム等を配合することが可能
である。

【００１８】前記各材料の混合方法は、特に規定される
ものではなく、常法のキャスタブルの製法にならい、Ｖ
型ブレンダー、コーンブレンダー、ナウタミキサー、パ
ン型ミキサー、及びオムニミキサー等によって混合する
方法が可能である。

【００１９】さらに、本発明では、作業性や可使時間向
上の目的で、例えば、「耐火物　Ｖｏｌ２９．Ｎｏ．３
７２　Ｐ３０」に記載されているような、一般に使用さ
れる、ヘキサメタリン酸やトリポリリン酸などのリン酸
類、ホウ酸類、及びクエン酸類又はそれらの塩等の硬化
調整剤を配合することも可能であるが、特に、本発明に
おいては、キャスタブルに配合した際、可使時間の確保
が容易でしかも強度不足や硬化不良等の併害の少ないア
ルカリ金属炭酸塩の使用が好ましい。

【００２０】アルカリ金属炭酸塩としては、Ｋ２ＣＯ３
、Ｎａ２ＣＯ３、ＫＨＣＯ３、及びＮａＨＣＯ３等の試
薬や工業品が挙げられ、そのうちの一種又は二種以上が
使用可能である。アルカリ金属炭酸塩の粒度はキャスタ
ブル注水時に溶解し易い粉末品が好ましい。特に、１０
０ｍｅｓｈ以下が好ましく、２００ｍｅｓｈ以下がより
好ましい。また、キャスタブルとしての長期貯蔵の面か
ら無水品が好ましい。アルカリ金属炭酸塩の可使時間延
長効果は、Ｋ２ＣＯ３＞Ｎａ２ＣＯ３＞ＫＨＣＯ３＞Ｎ
ａＨＣＯ３の順に良好であり、入手しやすさからＮａ２
ＣＯ３を使用することが最も好ましい。

【００２１】本発明のキャスタブル組成物におけるアル
カリ金属炭酸塩の分析は、ＧＣ−ＭＳ、Ｃ１３ＮＭＲ、
ＨＰＬＣ、ＦＴ−ＩＲ、及び放射化分析法等で測定可能
である。

【００２２】

【実施例】以下本発明を実施例にて説明する。

【００２３】実施例１ 耐火骨材の成分であるアルミナの品質バラツキの中から
、表１に示すように可溶性成分値の異なるものを選び出
した。このアルミナとアルミナセメントを、表２に示す
配合にしたがい、オムニミキサーで混合しキャスタブル
組成物を製造し、３５℃恒温室内で、下記方法によって
その物性を測定した。結果を表２に併記する。

【００２４】＜使用材料＞ 耐火骨材α：アルミナ、昭和電工社製商品名「ＳＲＷ」
〃　　β：　　　　〃　　、　　　　　　　　〃　　　
　　　　　「ＲＷ９２」アルミナセメント　　：電気化
学工業社製商品名「ハイアルミナセメントスーパー２」

【００２５】＜物性の測定＞ １）可溶性成分の分析：加圧湿式分析容器に、試料２．
５ｇと脱イオン水２５ｍｌを入れ、１８０℃、２時間、
加圧抽出した溶液を日本ジャーレルアッシュ社製原子吸
光光度分析装置モデル　ＡＡ８８０により分析し定量し
た。 ２）キャスタブル物性 ■可使時間：モルタルミキサーにて注水後５分間混練し
たキャスタブルを、ナイロン袋内に入れ、触指にて硬化
するまでに要した時間とした。 ■発熱時間：同様に混練したキャスタブルを、少量ポリ
ビーカーに採取し、白金測温抵抗体と打点記録計によっ
て、注水から発熱ピークまでにかかった時間とした。 ■初期フロー：フローテーブルにより１５回タップした
後の広がり径をＪＩＳ　Ｒ　２５２１に準じて測定した
。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【表２】

【００２８】表２に示すように、本発明のキャスタブル
組成物は、優れた可使時間を確保できる。

【００２９】実施例２ 表２配合Ｎｏ．■のスピネルとアルミナを多量の水で水
洗後、１００℃にて乾燥した。この骨材の可溶性成分を
測定したところ、Ｎａ＋　２９５ｐｐｍ、Ｋ＋　４．０
ｐｐｍ、Ｍｇ＋　２．０ｐｐｍ、計３０１ｐｐｍであっ
た。実施例１に準じ、水洗した骨材９０重量％とアルミ
ナセメント１０重量％を配合し、その物性を測定した結
果、初期フロー　１７６ｍｍ、可使時間１３分、発熱時
間８時間２０分と、水洗前の骨材を使用した場合（実験
Ｎｏ．１）に比べ、著しく良好な物性が得られた。

【００３０】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明のキャスタブル組成物は不定形キャスタブルの重要な
特性である可使時間を必要にしてかつ十分確保でき、流
動性を向上できる。そのため、キャスタブルの持ってい
る耐スポーリング性、耐スラグ性及び耐久性を損うこと
なく、施工性を大幅に改善できミキサー内やホッパー内
で発生していた可使時間不足による硬化を防止できる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　可溶性成分が５００ｐｐｍ以下である
   アルミナを主成分とする耐火骨材と、アルミナセメント
   とを配合してなるキャスタブル組成物。
2. 【請求項２】　　可溶性成分中のナトリウムが３００ｐ
   ｐｍ以下であるアルミナを主成分とする耐火骨材と、ア
   ルミナセメントとを配合してなるキャスタブル組成物。