JPH07504395A - 振動可能耐火性組成物 - 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】 振動可能耐火性組成物 技術分野 本発明は、溶融金属製容器の永久耐火性ライニング上の使い捨て一体式ライニン グを成形するのに特に有用な耐火性組成物に関する。このような容器としては、 タンディツシュまたはレードルがあり、それぞれ連続溶融金属流延法において用 いられる。具体的には、本発明は、水を加えることなく且つ振動の助けを用いる かまたは用いることな（典型的に適用される実質的アルカリオキシド不含耐火性 組成物に関する。

発明の背景 タンディツシュは、鋼の連続流延などの連続流延法において用いられる溶融金属 用の大型の中間製品保持容器である。実際上、タンディツシュは、多量の溶融金 属を炉から出てきた搬送レードルから受けとる中間プロセス貯槽であり、そこで 実際の鉱石の溶融または溶融金属の精練を行なった後に溶融金属を流延システム に対して移送する。入口および出口ノズルのシステムは、タンディツシュに入り 且つ出る溶融金属流を制御する。

概して、タンディツシュそれ自体は、数層の種々の耐火性組成物でライニングを 施すことができる鋼製容器である。概して流延可能な耐火物またはレンガの永久 ライニングは、容器を保護するインナーライニングとして役立つ。次に、永久ラ イニングは、ガニング（ｇｕｎｎｉｎｇ）、吹付け、ごて塗または乾燥振動によ って永久ライニングに対して適用されてきた概して耐火性組成物の使い捨てライ ニングで被覆される。或いは、使い捨てライニングは耐火性ボードから成形する ことができる。使い捨てライニングは、従来の乾燥型耐火物において用いられた 結合剤とその性質ゆえに直接的に接触していて、それらはタンディツシュの予熱 が必要な用途にあまり適していない。乾燥型耐火物は８００〜１１００°Ｆで低 温結合剤の完全燃焼を経験する。これらの温度では、高温結合剤はそれらの効果 的な結合性にまだ達していない。したがって、それらを流延する前に予熱した場 合、乾燥型のある種の使い捨てライナーの失敗が生じた。

耐火性材料によるこの問題は、それらがアルカリオキシド、例えば、Ｎ　ａ　２ ０およびに２０を含むことが多いということである。流延温度で存在するアルカ リオキシドが使い捨て／永久耐火物界面に対して移行することは理解される。こ れらのアルカリオキシドは高アルミナ耐火物上または中に吸着および／または吸 収される。慣用的な使い捨てライニングのそれぞれの連続的適用により、ネフィ ライトが界面で生成する。したがって、使い捨てライナーを除去する際に、ネフ イライト生成によるライニングの融合のために永久ライニングに対する損傷が生 じることがある。使い捨てライニングの永久耐火物に対する粘着は、スカルが除 去される時に若干の永久耐火物を金属製容器から失わせることがある。更に、使 い捨てライニングが永久耐火物に対して粘着しない場合に、永久ライナーのアル カリオキシドによる汚染は熱膨張率の不均衡を増大させる。この熱膨張の差は、 更に、永久ライニングに対して損傷を引起こすことがある。

したがって、必要とされるものは、流延用容器中の使い捨てライニングを提供す るのに用いることができる実質的アルカリオキシド不含乾燥振動可能耐火性組成 物である。更に、この組成物を、タンディツシュの予熱を必要とする工程におい て用いるために配合して、材料が有意のスバリング、クラブキングまたは他の温 度に関係したライニングの失敗を示さないようにすべきである。

発明の概要 本発明により、使い捨てライニングを成形するのに特に適応した実質的アルカリ オキシド不含乾燥振動可能耐火性組成物を提供する。該組成物は耐高熱性並びに 耐スパリング性および耐クラツキング性を示し、更に、それが適用される永久耐 火性ライニングからの除去を益々容易にする。更に、組成物は、例えば、タンデ ィツシュ中の使い捨てライナーとして用いた場合、予熱技術に適合性である。

本発明の耐火性組成物は、高温結合剤を約０．１〜約２０重量％、好ましくは、 約０．１〜１２重量％、低温結合剤を約０．５〜約５重量％、無機密度低減性材 □料を約０９０１〜約３重量％および耐火性結合体を少なくとも約７２重量％含 む。

耐火性結合体は、好ましくは、マグネシア、ドロマ、オリビン、カルシア、アル ミナ、シリカまたはそれらの組合わせである。耐火性結合体は、結合体の少なく とも約５０〜９５重量％の全ＭｇＯ当量を与えるマグネシアまたは他の源である のが好ましい。

高温結合剤は金属粉末であるのが好ましく且つ耐火性材料の高温強度および化学 的耐久性を増大させるのに用いられる。粉末金属は、アルミニウム；ケイ素；並 びに重量比が約５０１５０〜約９５１５であるアルミニウムおよびケイ素の合金 、重量比が約５０１５０〜約９５１５であるアルミニウムおよびケイ素の混合物 または重量比が約８０／２０〜約２０／８０であるマグネシウムおよびアルミニ ウムの合金であるのが好ましい。

有用な低温結合剤としてはフェノール樹脂などの有機材料があり、フェノールホ ルムアルデヒドポリマーが特に好ましい。更に、密度低減性材料はパーライトま たは発泡無機材料、例えば、発泡クレーであるのが好ましい。

体積安定剤約０．０５〜約５重量％を本発明の耐火性組成物中に更に含むことが できる。体積安定剤は、ベントナイト、カオリンクレーおよびボールクレーから 成る群より選択されるクレーであるのが好ましい。

限り重量％を意味する。

上記で論及したように、従来の乾燥振動可能耐火性材料は、永久耐火性ライニン グ上に置かれてそれらを有効に分解することが知られているアルカリオキシド成 分を取込んでいた。更に、アルカリの永久ライニング材料中への移行は脱スカル 作業を益々難しくして、使い捨てライニングに対して融合した永久ライニングの 一部分の損失をもたらすことが多い。

上述のように、本発明の耐火性組成物は乾燥振動可能型である。好ましくは、そ れを均一な分布および圧縮のために振動を用いて表面に適用し、すくなとも１種 類の結合剤を熱によって引続き活性化させる。

本発明の耐火性組成物は実質的にアルカリ不含であり、したがって、永久ライナ ー分解および上記で論及した関連した問題をもたらさない。「実質的にアルカリ 不含」という用語は、本発明の耐火性組成物が約０．　１重量％未満の総量のア ルカリまたはアルカリオキシド化合物を含むということを意味する。

種々の耐火性結合体のいずれも本発明の組成物中で用いることができる。これら の結合体は基礎的耐火物、例えば、マグネシア、ドロマ、オリビンおよびカルシ アを含む。「基礎的」という用語は、それらの組成の複雑さよりもむしろこれら の材料の化学的挙動に関する。更に、他の耐火性材料、例えば、アルミナおよび シリカを用いることができる。

組成物に最も好ましい耐火性結合体は少なくとも５０〜９９％のＭｇＯを提供す るマグネシアまたは他の源であり、そしてそれは組成物の少なくとも約７２重量 ％の量で存在している。結合体の種々の粒度範囲を選択し且つ組み合わせること ができる。当業者は、乾燥振動可能組成物を有効に充填するのに粒度分布が重要 であるという事実を承知している。他の状況では、異なる寸法部分の積層がライ ニングの設置中に生じることが起こりうる。これらの積層は、十分な量で存在す る場合にそれらが溶融金属によって浸透されることがあるので、ライニングの実 施に不利益である。成分（特に、耐火性結合体）を選択された適当な粒度に破砕 または粉砕して望ましい分布を達成することができる。必要ならば、日常試験を 実施して、組成物の最適粒度分布を選択することができる。

本発明は、永久耐火性ライニングとの反応に対して本質的に不活性である金属粉 末から成る高温結合剤を用いる。本発明の金属粉末は、上記で論及したアルカリ に関係した分解を引起こすことなく納得のいく高温強度を提供する。

上述のように、種々の金属粉末、合金または混合物のいずれも用いることができ 、アルミニウム、ケイ素、アルミニウムおよびケイ素のいずれかの合金若しくは 混合物またはマグネシウムおよびアルミニウムのいずれかの合金が典型的である 。これらの合金および混合物の好都合な重量比は上記に示されている。最適性能 は、アルミニウムのケイ素に対する比率が一層大きいアルミニウム／ケイ素合金 を用いる場合に見られた。最も好ましい金属粉末は、粒度が８μである合金８８ Ａ１／１２Ｓｉである。

金属粉末の粒度分布を結合体の寸法に釣合うように選択して、組成物の有効な充 填が設置中に生じるようにする。必要ならば、日常試験を実施して、何等かの具 体的な金属粉末に最適の粒度分布を選択することができる。

２０％程度の高い量を用いることができるが、典型的に、金属粉末の量は約６％ 未満であり、最適量は実施例で示される。粉末金属の量は、組成物および約１１ ００〜３０００°Ｆの温度範囲にわたってそれから成形された使い捨てライナー に対して耐久性および増大した強度を有効に付加する。更に重要なことに、これ らの粉末金属はアルカリ含有化合物の結合剤の必要性を排除する。

本発明の組成物は、密度低減性無機材料、例えば、パーライトまたは発泡クレー を好都合に含むことができる。好ましい発泡クレーは、嵩密度が約２５〜３５ポ ンド／立方フイート（ｒｐ、ｃ、ｆＪ）の発泡耐火クレーである。これらの無機 添加剤は、紙繊維などの有機添加剤と比較して、結合体中の均一配合物または分 散体中でそれらを維持することが一層容易であるので好ましい。

低温結合剤は、設置されてそして高温結合剤が活性化される前に連続して組成物 を保持するのに用いられる。フェノール樹脂はこの成分として用いるのに好適脱 スカルを容易にする。好ましくは、この成分はクレー、例えば、ベントナイトま たはエア７０−テッド（ａｉｒ−ｆｌｏａｔｅｄ）ボールクレーであるＸ施西 表１に、本発明の好ましい実施態様を例証する６種類の組成物を示す。組成物Ａ およびＢは高温結合剤としてアルミニウム／ケイ素合金を含むが、組成物Ａと比 較して組成物Ｂは発泡耐火クレーを更に１重量％含み且つ金属粉末およびＭｇＯ をそれぞれ０．　５重量％少なく含むということだけ異なる。

組成物Ｃは高温結合剤としてマグネシウム／アルミニウム合金粉末を用いるが、 組成物り、ＥおよびＦは、それぞれアルミニウム粉末、ケイ素粉末およびこれら の粉末の混合物の高温結合剤の使用を例証する。

表２は、組成物ＡおよびＢに関する定性高温試験耐性結果（硬度を表示するもの である）が本質的に同一であることを示す。双方の組成物は、更に、十分な熱間 強度および優れたスラグ／鋼耐性を有することが分った。

単一元素または粉末混合物と比較して、マグネシウム／アルミニウム合金は更に 十分な熱間強度等級を有するので、組成物Ａ、ＢおよびＣはより積極的な用途に 好適である。組成物り、ＥおよびＦは下級の熱間強度等級を有するが、あまり積 極的でない（すなわち比較的低温度の）溶融金属を加工するのに有用である。

本発明によって製造された耐火性組成物は、全ての適用様式に関して、スバリン グを用いない急速な昇温を含む優れた熱的性質を更に実証する。

１ｕ６

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. １．使い捨てライナーを成形するための耐火性組成物であって、耐火性結合体； 該組成物に対して高温強度特性を提供するのに十分な量の高温結合剤；該組成物 に対して低温強度特性を提供するのに十分な量の低温結合剤；および該組成物の 密度を低減するのに十分な量の密度低減性無機材料を含む上記耐火性組成物。
2. ２．使い捨てライナー組成物を成形するための、高温結合剤約０．１重量％〜約 ２０重量％；低温結合剤約０．５重量％〜約５重量％；密度低減性無機材料約０ ．０１重量％〜約３重量％；および耐火性結合体少なくとも約７２重量％ を含む請求項１に記載の耐火性組成物。
3. ３．使い捨てライナー組成物を成形するための、粉末金属結合剤約０．１重量％ 〜約１２重量％；低温有機結合剤約０．５重量％〜約５重量％；密度低減性無機 材料約０．０１重量％〜約３重量％；体積安定剤約０．０５重量％〜約５重量％ ；および耐火性結合体少なくとも約７５重量％ を含む請求項１に記載の耐火性組成物。
4. ４．高温結合剤が、アルミニウム；ケイ素；アルミニウムおよびケイ素の混合物 ；並びにアルミニウムとケイ素またはマグネシウムとの合金組合わせから成る群 より選択される粉末金属または金属合金である請求項１に記載の組成物。
5. ５．耐火性結合体が、マグネシア、ドロマ、オリビン、カルシア、アルミナ、シ リカおよびそれらの組合わせから成る群より選択され、そして前記の組成物がア ルカリオキシドを約０．１重量％未満含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の 組成物。
6. ６．高温結合剤が、アルミニウム；ケイ素；並びにアルミニウムのケイ素に対す る重量比が約５０／５０〜約９５／５であるアルミニウムおよびケイ素の合金； アルミニウムのケイ素に対する重量比が約５０／５０〜約９５／５であるアルミ ニウムおよびケイ素の混合物；およびマグネシウムのアルミニウムに対する重量 比が約８０／２０〜約２０／８０であるマグネシウムおよびアルミニウムの合金 から成る群より選択される粉末金属である請求項１〜５のいずれか１項に記載の 組成物。
7. ７．低温結合剤がフェノール樹脂である請求項１〜６のいずれか１項に記載の組 成物。
8. ８．フェノール樹脂がフェノールホルムアルデヒドポリマーである請求項７に記 載の組成物。
9. ９．密度低減性無機材料がパーライトまたは発泡クレーを含む請求項１〜８のい ずれか１項に記載の組成物。
10. １０．体積安定剤を約０．０５重量％〜約５重量％の量で更に含む請求項７に記 載の組成物。
11. １１．体積安定剤が、ベントナイト、カオリンクレーおよびポールクレーから成 る群より選択されるクレーである請求項１０に記載の組成物。
12. １２．有機結合剤がフェノール樹脂であり且つ耐火性結合体がマグネシアを含む 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の組成物。
13. １３．請求項５の組成物を永久ライニング上に適用して永久ライナー上に実質的 アルカリオキシド不含使い捨てライナーを得ることを含む永久耐火性ライナーを 有する容器中に使い捨て耐火性ライナーを提供する方法において、該使い捨てラ イナーが高温強度を示し、同時に、該永久ライナーを分解から保護し、そして該 使い捨てライナーが容器から容易に除去される上記方法。
14. １４．前記の組成物が乾燥状態における振動による適所への適用に適応され、そ して少なくとも１種類の結合剤の熱活性化によって硬化する請求項１３に記載の 方法。
15. １５．永久耐火性ライナーを有する容器中に使い捨て耐火性ライナーを提供する 方法であって、 耐火性組成物の性質を、該組成物に対して高温強度特性を与えるのに十分な量の 高温結合剤を加えることによって改良し、該組成物に対して低温強度特性を与え るのに十分な量の低温結合剤を加え、そして該組成物の密度を低減するのに十分 な量の密度低減性無機材料を加え； 該組成物を溶融金属取扱い容器の永久ライニング上に適用して永久ライナー上に 実質的アルカリオキシド不含使い捨てライナーを得ることを含み、該使い捨てラ イナーが高温強度を示し、同時に、該永久ライナーを分解から保護し、そして該 使い捨てライナーが容器から容易に除去される上記方法。
16. １６．前記の組成物が乾燥状態における振動による適所への適用に適応され、そ して少なくとも１種類の結合剤の熱活性化によって硬化する請求項１５に記載の 方法。
17. １７．溶融金属取扱い用容器であって、溶融金属を中に保持する手段； 該保持手段を溶融金属の影響から保護するための該保持手段中に置かれた比較的 永久耐火性のライニング；および 該永久耐火性ライニングの少なくとも一部分上に置かれた使い捨て耐火性ライニ ングを含み且つ請求項１〜１２のいずれか１項に記載の組成物を含む上記容器。