JPH07300370A

JPH07300370A - 高流動性キャスタブル

Info

Publication number: JPH07300370A
Application number: JP6095283A
Authority: JP
Inventors: Ryozo Kawai; 良三河合; Hirohito Yamazaki; 弘仁山崎; Harunobu Toda; 晴伸戸田; Atsushi Yamamoto; 敦山本
Original assignee: MINTETSUKU JAPAN KK; Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: MINTETSUKU JAPAN KK; Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1994-05-09
Filing date: 1994-05-09
Publication date: 1995-11-14
Anticipated expiration: 2014-12-13
Also published as: JP2990012B2

Abstract

(57)【要約】【目的】耐火物特に、高流動性キャスタブルを提供す
る。【構成】骨材と、硬化材を含むマトリックスと、から
成るキャスタブルであって、該硬化剤にアルミナセメン
トと水硬性アルミナを併用した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は耐火物、より詳細には高
流動性キャスタブルに関する。

【０００２】

【従来の技術】これまで、取鍋、タンデイッシュ、高炉
樋、各種の窯炉カバー等への不定形耐火物の内張り施工
においては、作業環境の改善及び作業手順の省力化又は
施工体の安定性等の観点から一般には流し込み施工法が
広く利用されている。このような流し込み施工法では、
キャスタブルを重力による自然落下によって所定の領域
まで流入させるものである。このためかかる流し込み施
工法において使用されるキャスタブルは、流動性に富む
ことが、経済的にも作業特性的にも非常に好ましいもの
である。

【０００３】しかし、このような作業において従来主に
使用されているキャスタブルは、一般には、アルミナセ
メント及び１μ以下の超微粉を結合材とし、これに分散
剤等を添加することによってチクソトロピックな流動物
性を付与した低セメントキャスタブルである。そしてか
かるキャスタブルにおいては通常緻密質な高強度の施工
体を得るため多くの場合該キャスタブル内の低水化を図
っている。その結果、一般的に既存のキャスタブルは流
動性が乏しい状態となっている。従って、このような流
動特性に乏しいキャスタブルを施工する場合には、通
常、バイブレーターによる加振作業が必要となってい
る。

【０００４】このため、流動性に乏しい既存のキャスタ
ブルを、例えば上記不定形耐火物の内張り施工等に使用
する場合においても、キャスタブル投入後、又はキャス
タブル投入と同時に当該キャスタブルにバイブレーター
による加振作業を施し、キャスタブルが迅速にかつ確実
に所定の領域内へ流れ込むようにしているのが通常の作
業形態である。

【０００５】また例えば部分的な補修等において多く見
られるように施工間隔の狭小な個所においてこのような
流し込み施工をする際には、上述の加振作業は不可欠で
ある。しかしてこのような施工間隔の狭小な個所におい
てキャスタブルが流動するための通路が狭い場合には、
上述のような加振作業を十分に施すことが出来ず完全な
充填が出来ないという問題がある。

【０００６】このような振動不良及び／又はこれに伴う
充填不良に関する問題点を解消するため、これまではし
ばしば当該材料の持つ適性水量を大幅に越えた水をキャ
スタブルへ添加することによってキャスタブル自体に適
度な流動性を持たせ、かかる状態でキャスタブルを使用
することによってキャスタブル自体が上述のような狭い
箇所へ適切に流入するようにしていることは当業者が広
く承知しているところである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな加振作業は騒音及び重筋作業により、作業者にとっ
て大きな作業負荷となっているばかりでなく、周辺住民
へ対する騒音公害の原因ともなっている。

【０００８】更にまた、上述のような狭小個所の補修等
において、材料の持つ適性水量を大幅に越えた水を添加
してキャスタブルの流動特性を向上させた場合には、キ
ャスタブルは比較的に容易に所定個所に流れ込むが、一
方において、施工体に多数のブリージング現象を発生す
る。このため強度的に安定した施工体が得られず、結果
的に十分な耐用性が得られないという課題がある。

【０００９】しかるに、膨張収縮による亀裂、容積安定
性に優れ、耐スポール性に優れ、加熱乾燥時の耐爆裂性
に優れ、低温から高温まで安定した強度を発現すると言
われるダイラタント流動性キャスタブルが特開昭６０−
９６５７９号に発表されている。しかしてこのダイラタ
ント流動性キャスタブルは、混練時間が長く、ミキシン
グ中に瞬結が発生する危険性があり、作業性が著しく悪
くなるという問題点がある。

【００１０】本発明はこのような種々の課題を解決する
ものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、発明者等が、
通常硬化剤として使用している水硬性アルミナ単体に添
水したところ、流動性が発現するという事実を知見した
ことに鑑み、予め、粗粒、中間粒、微粒を粒度調整し、
該微粒中の超微粉部にダイラータンシー水硬性アルミナ
を添加することによって、キャスタブルの流動性をチク
ソトロピックな流れから、ダイラータンシーな流れに変
更することが判明し、これによって狭い施工領域におい
ても施工時にバイブレーターを必要としない程流動性に
富むキャスタブルを提供することが可能となったのであ
る。

【００１２】更にまた硬化剤にアルミナセメントと水硬
性アルミナを併用することで従来のキャスタブルと比較
し、ＣａＯ成分の低減化を計ることが可能になったので
ある。

【００１３】骨材については、焼結アルミナ、電融アル
ミナ、ボーキサイト、ムライト、ロー石、シャモット、
アルミナーマグネシアスピネル、炭化珪素、黒鉛、無定
形炭素、ピッチ粉から１種又は２種以上が使用可能であ
る。

【００１４】

【作用】粗粒、中間粒、微粒の粒度構成の検討を行い、
微粒部に水硬性アルミナ超微粉を２〜１０ｗｔ％だけ添
加しキャスタブルの流動性をチクソトロピックなものか
ら、ダイラータンシーに変更出来たことで、キャスタブ
ルの流動性を向上することが出来、施工時の加振作業が
不要になる。

【００１５】また、硬化剤として水硬性アルミナを使用
することによって、従来のキャスタブルと比較し、アル
ミナセメントの添加を削減することが可能になり、セメ
ントの主成分であるＣａＯによる低融点化合物（アノー
サイト等）の生成が減少することで耐熱スポーリング性
及び耐食性の向上を計ることが可能になる。

【００１６】

【実施例】本発明の実施例を以下に示す。初めに骨材部
の粒度構成と、フロー値と、添水量と、の関係について
の検討を行った。骨材として焼結アルミナを使用した。
経験値として微粒部を３５％にすることで高流動性が得
られることが当業者に分かっているため、粗粒部及び中
粒部の含有量に関し、３つの資料について検討した。こ
こで粗粒部とは、粒子直径が１ｍｍ以上のものを、また
中粒部とは、粒子直径が１ｍｍ〜０．３ｍｍのものを、
また微粒部とは、粒子直径が０．３ｍｍ以下のものを言
う。検討結果は表１に示す通りである。

【００１７】

【表１】以上の検討の結果、（１）の資料について示されるよう
に粗粒部を少なくし、中粒部を多くした場合には、フロ
ー値は最大であったが、添水量を多くしないと高流動性
が得られないことが判明した。逆に（３）の資料につい
て示されるように粗粒部を多くし、中粒部を少なくした
場合には、材料が微粒部から分離してしまい（１）の資
料と同様に高流動性が得られないことが判明した。最後
に粗粒部と中粒部とを約２：１の比率にしたところ、経
験上最適と判断されている値、即ち６％よりも低い水分
量で良好な流動性が得られることが判明した。この試験
から、骨材部の粒度構成は、粗粒部：中粒部：微粒部
を、重量％において、約２：１：１．５とすることがよ
いことが判明した。

【００１８】次に、回転侵食試験及び耐熱スポール試験
を行った。これらの試験に際し、所定の骨材及びマトリ
ックスを使用して、添水（％）、フロー値（ｍｍ），流
動性、曲げ強度（Ｋｇ／ｃｍ²）、耐食性（ｍｍ）及び
耐スラグ浸透性について測定した。ここで骨材として
は、シャモット、合成ムライト、焼結アルミナ、ボーキ
サイト、電融アルミナ、炭化珪素、焼結スピネルを使用
した。また、マトリックスとしては、アルミナ超微粉、
シリカ超微粉、水硬性アルミナ、アルミナセメント、分
散剤を使用した。

【００１９】表２は水硬性アルミナを添加した本件発明
の測定結果を示すものである。一方、表３は水硬性アル
ミナを添加していないこれまでの材料による測定結果を
示すものである。また、これらの表中、試験片（１）及
び（２）は、侵食剤としてタンデイッシュスラグ（Ｃ／
Ｓ＝１．７）を使用したものであり、試験片（３）及び
（４）は、侵食剤としてＬＦスラグ（Ｃ／Ｓ＝２．８）
を使用したものである。

【００２０】「フロー値」は、所定水分量で混練した材
料をフローテーブルにて上底直径×下底直径×高さがそ
れぞれｍｍにて７０×１００×６０のコーンに充填し、
脱枠１分後の材料の広がり（直径）を測定したものであ
る。よって、この値が１００に近い程、コーンの形状が
そのまま保持されていることを意味し、従って流動性に
乏しいことを意味し、反対にこの値が１００から離れる
程、コーンの形状が粘弾性による展延性を示しているこ
とを意味し、従って流動性に富むことを意味している。

【００２１】「流動性」は、経験豊富な検査員の視覚検
査の結果による。

【００２２】「耐食性」は、回転侵食試験の結果を示
す。この回転侵食試験においては、特に、塩基度との関
連を明確にするためタンデイッシュスラグ（Ｃ／Ｓ＝
１．７）を侵食剤として使用している試験片（１）及び
（２）においては、これらの試験片を１５５０゜Ｃで３
時間、回転侵食した後の溶損寸法を測定した。更に、Ｌ
Ｆスラグ（Ｃ／Ｓ＝２．８）を侵食剤として使用してい
る試験片（３）及び（４）においては、これらの試験片
を１７５０゜Ｃで３時間、回転侵食した後の溶損寸法を
測定した。尚、試験片（５）においては、材料の使用目
的が（１）〜（４）の場合とは異なるため、回転侵食試
験を実施しなかった。

【００２３】「耐スラグ浸透性」は、回転侵食後のスラ
グ浸透寸法を測定したものである。

【００２４】更に、「耐熱スポール性」試験は、５０×
７０×６５ｍｍの形状に振動成型したテストピースを２
４時間養生後、１１０゜Ｃで２４時間乾燥し、次いで１
４００゜Ｃの電気炉中に１５分間保持し、その後、流水
中に３分間投入し、次いで、大気中で５分間水切りする
工程を１サイクルとして、１０サイクル後における試験
片を、経験豊富な検査員が視覚によって判断する外観検
査により、◎、○、△にて比較した。なお、測定値に単
位を記載していない数値は重量パーセントを示す。

【００２５】

【表２】

【表３】上記表２及び３から明らかなように、水硬性アルミナを
充填した表２に示す場合において、フロー値が２００以
上の好ましい値を提示しており、水硬性アルミナを充填
していない表３に示す場合に比べてもフロー値が概ね
２．５倍以上の値を示しており、また、流動性も、ダイ
ラータンシーを提示し、よって、水硬性アルミナを充填
した場合に流動性が著しく増大することが判明した。更
に、耐食度合いが著しく減少し、加えて、耐熱スポール
性が極めて良好であることが判明した。

【００２６】次に、水硬性アルミナの充填量について検
討する。一般に水硬性アルミナの充填量が増えればそれ
だけ流動特性が増大することが予想される。しかしなが
ら、出願人の実験結果によれば、水硬性アルミナ添加量
とキャスタブルのフロー値との関係を示す図１のグラフ
において明らかなように、水硬性アルミナの添加量が２
重量％以下ではキャスタブルに粘性がなくなり、フロー
値が２００ｍｍ以下になり、十分な流動性が得られない
ことが判明した。また水硬性アルミナの添加量が概ね５
重量％までは順次フロー値が急上昇するが、それ以降
は、添加量を増大してもゆっくりフロー値が減少するこ
とが分かった。しかし図１のグラフから分かるように、
添加量が概ね１６％のときにも、フロー値は２５０を提
示していた。よって、このグラフから水硬性アルミナの
添加量は２重量％以上であることが好ましいことが判明
した。

【００２７】次に、水硬性アルミナ添加量とキャスタブ
ルの添水量との関係について検討した。なぜなら一般に
水硬性アルミナ添加量が増えれば、添水量が増えること
は知られており、一方、添水量が増えればブリージング
現象を発現することが知られているからである。検討の
結果を図２のグラフに示す。この結果、ブリージング現
象の発現を防止するうえで好ましいとされている添水量
が７％以下の領域のおいて、最大の水硬性アルミナ添加
量は概ね１０重量％であることが判明した。即ち、水硬
性アルミナを約１０重量％以上添加すると、添水量が７
％を越えて順次増大し、これ以上水硬性アルミナを添加
してもブリージングの問題が発生する危険があり、好ま
しくないことが分かった。

【００２８】従って、上記図１及び図２のグラフに示す
の結果から、水硬性アルミナの添加量は２重量％から１
０重量％の範囲にあることが好ましいということが明確
になった。

【００２９】以上の結果を、実際の実験により確認する
ため、図３に示すような模擬タンデイッシュ１を作成し
た。このタンデイッシュ１の斜線部で示す部分２に一方
の開口部３から上記表２に示す材料（２）を流し込み、
無振動鋳込みが可能か否かの実験を行った。その結果、
材料の充填不良が発生せず、しかもブリージング現象も
発現せず、極めて良好な施工体が得られることが分かっ
た。

【００３０】

【発明の効果】粗粒、中間粒、微粒の粒度構成の検討を
行い、微粒部に水硬性アルミナ超微粉を２〜１０ｗｔ％
だけ添加しキャスタブルの流動性をチクソトロピックな
ものから、ダイラータンシーに変更出来、キャスタブル
の流動性を向上することが出来、施工時の加振作業が不
要になり、こうして、作業者の作業負荷の低減化が可能
となった。更に、加振作業が不要になることにより、周
辺住民への騒音公害を無くすことに成功した。

【００３１】また、硬化剤として水硬性アルミナを使用
することによって、従来のキャスタブルと比較し、アル
ミナセメントの添加を削減することが可能になり、セメ
ントの主成分であるＣａＯによる低融点化合物（アノー
サイト等）の生成が減少することで耐熱スポーリング性
及び耐食性の向上を計ることが可能になり、結果的に強
度が高くかつ一定した強度の施工が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】水硬性アルミナ添加量とキャスタブルのフロー
値との関係を示すグラフである。

【図２】水硬性アルミナ添加量とキャスタブルの添水量
との関係を示すグラフである。

【図３】模擬タンデイッシュの断面図である。

【符号の説明】

１：模擬タンデイッシュ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山崎弘仁愛知県蒲郡市浜町53−２ミンテックジャパン株式会社中央研究所内 (72)発明者戸田晴伸愛知県蒲郡市浜町53−２ミンテックジャパン株式会社中央研究所内 (72)発明者山本敦山口県新南陽市野村南町4976番地日新製鋼株式会社周南製鋼所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】骨材と、硬化材を含むマトリックスと、
から成るキャスタブルであって、該硬化剤にアルミナセ
メントと水硬性アルミナを併用したことを特徴とする高
流動性キャスタブル。
【請求項２】水硬性アルミナの含有量が重量パーセン
トで２〜１０であることを特徴とする請求項１の高流動
性キャスタブル。
【請求項３】骨材が、焼結アルミナ、電融アルミナ、
ボーキサイト、ムライト、ロー石、シャモット、アルミ
ナーマグネシアスピネル、炭化珪素、黒鉛、無定形炭
素、ピッチ粉から選択される１種又は２種以上の原料か
ら成ることを特徴とする請求項１又は２の高流動性キャ
スタブル。
【請求項４】骨材部の粒度構成を粗粒部：中粒部：微
粒部を、重量％において、約２：１：１．５としたこと
を特徴とする請求項１、２又は３の高流動性キャスタブ
ル。