JPH08239276A - キャスタブル耐火物の施工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 流動性の良好なキャスタブル耐火物の施工方
法を提案することにあり、とくに分散剤ならびに水と耐
火微粉とを予め混合して混合水溶液とするかスラリーを
調整しておくことによって、微粉の分散性を向上させる
こと。 【構成】 平均粒径１０μm 以下の耐火微粉を含有する
キャスタブル耐火物の施工に当たり、微粉, 分散剤およ
び水の混合溶液またはスラリーを予め調整し、その後流
し込み成形を行うキャスタブル耐火物の施工方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、キャスタブル耐火物の
施工方法に関し、特に施工に当たってのキャスタブルの
流動性を良くするための方法について提案する。

【０００２】

【従来の技術】近年、冶金炉などに使用される耐火物
は、省力化、省エネルギー化を目的として、れんがから
不定形耐火物の方に移行しつつある。それは、不定形耐
火物の場合、一体施工による目地なし構造を容易に形造
れることから、地金やスラグの侵食が少ないという特性
を有する他、さらに従来の耐火れんがに比べると、耐熱
スポーリング性に優れ、かつ高寿命を示すという特性を
具えているからである。

【０００３】こうした不定形耐火物として代表的なもの
は、水で混練して適度の流動性を付与した上で、流動充
填などによって施工するキャスタブル耐火物である。例
えば、高炉出銑樋用のAl₂O₃ −Si−Ｃ系キャスタブル耐
火物や、取鍋用のAl₂O₃ −MgＯ系キャスタブル耐火物が
知られている。これらのキャスタブル耐火物には、骨格
成分として耐火性骨材などの耐火原料の他に、耐火性微
粉を加えることが慣用になっている。というのは、この
耐火性微粉は、解膠−凝集作用による自硬性の付与、微
細気孔の閉塞、施工時の流動性の付与などの各種の有用
な作用を有することから、キャスタブル耐火物において
は欠くことのできない極めて重要な耐火物用素材の一つ
と言えるものである。

【０００４】一方、これらのキャスタブル耐火物の施工
方法は、充填性を考慮して耐火原料を粒度調整し、この
原料を水とともにミキサーにて１〜３分程度混練し、そ
の後流し込み成形して硬化させる方法である。この流し
込みを可能にするのは、耐火原料中の上述した微粉（平
均粒径１０μm 以下）の作用（流動性）によるものであ
る。そのために従来は、耐火原料中に粉末状態の微粉用
分散剤を予め乾式混合しておく方法が採用されている。
なお、上記耐火性この微粉の水中での分散性は、キャス
タブル耐火物施工時の混練水量を左右することから、そ
の善し悪しは極めて重要である。すなわち、分散性が高
い場合は混練水量は少なくてよいから、キャスタブル耐
火物の気孔率は小さくなり緻密となる。これに対し分散
性が低い場合は、その逆となる。また、微粉について
も、粒度が小さい程、分散が困難となる。以上説明した
ように、キャスタブル耐火物の場合、微粉の分散性を向
上させることが、耐火物施工体の耐用性を向上させる上
で必要である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のキャ
スタブル耐火物の微粉分散法は以下のような課題があっ
た。 (1) 粉末状の分散剤を耐火原料と混合するために、偏在
しやすく、そのために均一混合に限度があり、分散性が
不十分となる場合がある。 (2) 粉末状の分散剤を耐火原料と混合することに加え、
水との混練時間が１〜３分程度と極めて短く、分散剤が
先ず水に溶解してからその後に微粉に吸着することによ
り分散性が発現することから、時間的要因から分散が不
十分となる場合がある。 (3) 微粉の中でも平均粒径１０μm 以下の場合は、分散
剤が均一に存在していても、吸着にさらに多くの時間を
要するために、分散が不十分となる場合がある。

【０００６】本発明の目的は、上記従来技術が抱えてい
る欠点を克服し、流動性の良好なキャスタブル耐火物の
施工方法を提案することにあり、とくに分散剤ならびに
水と耐火微粉とを予め混合して混合水溶液とするかスラ
リーを調整しておくことによって、微粉の分散性を向上
させることで、上記の流動性を向上させる点にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上掲の目的を
実現する手段として下記の要旨構成にかかる施工方法を
提案する。 (1) 耐火原料中に平均粒径１０μm 以下の耐火性微粉を
含有するキャスタブル耐火物の施工に当たり、予め微粉
用分散剤および水を混合して混合水溶液を調整し、この
混合水溶液にて耐火原料を混練し、その後流し込み成形
を行うことを特徴とするキャスタブル耐火物の施工方
法。 (2) 耐火原料中に平均粒径１０μm 以下の耐火性微粉を
含有するキャスタブル耐火物の施工に当たり、予め上記
耐火性微粉、分散剤および水を混練してスラリーとし、
このスラリーと骨材等の他の耐火原料とを混練し、その
後流し込み成形を行うことを特徴とするキャスタブル耐
火物の施工方法。なお、上記(1) , (2) の各発明におい
て、耐火微粉を３〜２５wt％含有するキャスタブル耐火
物を用いることが好ましい。

【０００８】

【作用】本発明によれば、分散剤を予め水中に溶解して
混合水溶液の状態にしておくため、骨材等の耐火原料と
混練する際に分散剤が速やかに均一混合される。とく
に、平均粒径１０μm 以下の微粉でも従来の混練時間内
で十分に分散剤が微粉に吸着されるから、それ故に安定
した分散性を付与することができる。なお、このような
方法では、現場作業においても、分散剤と水の撹拌槽を
１槽設置するだけでよく秤量の管理も容易であることか
ら、キャスタブル施工作業が極めて簡便にできる。

【０００９】また、本発明によれば、微粉と分散剤およ
び水を予め混合することにより該微粉が水中で十分に分
散したスラリー（泥漿）を予め作成しておくため、この
スラリーを耐火原料と混練すれば、十分に分散した微粉
が速やかに均一混合され、平均粒径１０μm 以下の微粉
であっても、従来の混練時間内で十分に分散したものと
することができる。従って、この方法もまた、現場作業
においても、微粉と分散剤と水の撹拌槽を１槽設置する
だけでよく、秤量の管理も容易であることから、極めて
簡便な施工方法と言える。

【００１０】図１は、施工方法（従来法、水溶液添
加法、スラリー添加法）と混練水量との関係を示す図
であり、本発明法である水溶液添加法（分散剤と水との
混合水溶液）やスラリー添加法（微粉＋分散剤＋水）の
方が、混練水量が少なくても均一分散に有効であること
が判る。このことは、従来法では、添加した分散剤が
まず骨材に吸着されるため、微粉に対しては該分散剤添
加の効果が及ばない。即ち、この場合は骨材が水分を吸
収することになる。従って、混練力が骨材等に吸収さ
れ、微粉の分散が短時間では不十分であるために、添加
水量低減に限界があることを意味しているのである。

【００１１】以上の説明のとおり、キャスタブル混練前
に混合水溶液を予め準備するか、微粉をも予混合したス
ラリーを調整するという本発明では、微粉に直接的に分
散性を付与することから、キャスタブルの流動性を著し
く改善することができる。

【００１２】図２は、１０μm 以下の耐火微粉が流動性
（タップフロー値）に及ぼす影響を示すものであり、３
wt％以下では流動性下限値が 150を下まわり流動性が悪
くなり、一方、２５wt％を超えても流動性のさらなる向
上は認められないことがわかる。

【００１３】本発明施工方法を実施する上で重要なポイ
ントとなる耐火微粉は、その平均粒径が１０μm 以下の
ものに限定される。この理由は、通常の混練方法と異な
り、本発明のようなスラリーを作製する場合には、粒径
が１０μｍ以上だとスラリー中で容易に沈降し、スラリ
ーの分散安定性を保つことが困難なためである。

【００１４】次に、本発明施工方法において用いるキャ
スタブル耐火物について説明する。まず、この耐火物の
骨格成分を構成する骨材は、塩基性, 中性, 酸性のもの
から選ばれる１種または２種以上を使用する。例えば、
マグネシア、スピネル、アルミナ、ジルコニア、ジルコ
ン、シリカ、けい石、ろう石、バン土質岩、炭化珪素、
シャモットなどである。これらの骨材粒度は、密充填組
織が得られるように、粗粒, 中粒, 微粒, 微粉にそれぞ
れ分けて調整したものを用いることが好ましい。

【００１５】この不定形耐火物中に、上記の骨材ととも
に平均粒径が１０μm 以下の大きさの耐火微粉, 例え
ば、アルミナ, 酸化クロム, ジルコン, ジルコニア, シ
リカあるいは粘土から選ばれる少なくとも１種以上を用
いる。この微粉の配合量は、キャスタブル耐火物中に対
し３〜２５wt％に当たる量とする。それは、この配合量
が３wt％未満では必要な流動性が得られにくく、一方、
２５wt％を超えると微粉と粗粒とが分離し、耐火物施工
体は必要な強度が得られない。

【００１６】なお、本発明方法で用いるキャスタブル耐
火物については、骨材や耐火微粉の如き骨格成分の他に
助剤として、上記耐火微粉との相性の良い分散剤（界面
活性剤）を用いる。例えば、上記耐火微粉に適性のある
分散剤として本発明では、トリポリリリン酸ソーダ, ヘ
キサメタリン酸ソーダ, ウルトラポリリン酸ソーダ,酸
性ヘキメタリン酸ソーダ, ホウ酸ソーダ, 炭酸ソーダな
どの無機塩、クエン酸ソーダ、酒石酸塩、ポリアクリル
酸ソーダ, スルホン酸ソーダおよびナフタレンスルホン
酸ソーダのうちから選ばれるいずれか１種または２種以
上が好適である。その他の助剤としては、シュウ酸, ク
エン酸, ポリアクリル酸などを使用することができる。

【００１７】さらに、本発明にかかる不定形耐火物とし
ては、上掲の配合物以外に、本発明の本来的な特性を損
なわないかぎりにおいて、既知の焼結助剤やファイバー
類、金属粉末などの強化成分、あるいは結合剤などを添
加してもよい。

【００１８】

【実施例】本発明実施例は、予め、分散剤と水との混合
水溶液または分散剤と微粉と水とを混合してなるスラリ
ーを作製し、耐火原料と混練したのちに施工を行った例
である。比較例は、従来と同様、微粉、分散剤および耐
火原料を同時に混合したのち水を添加して混練した例で
ある。その結果を表１に示す。表１に示す結果から明ら
かなように、実施例１, ２、比較例１は、高炉傾注樋用
メタルラインに適用したものであるが、本発明方法によ
り施工したキャスタブル耐火物は緻密質で高強度となっ
ており、実機で従来の使用日数１８日に対して２２日
と、1.2 倍の耐用を示した。

【００１９】次に、実施例３, ４、比較例２, ３は、溶
鋼鍋に適用したアルミナ・スピネル（マグネシア）系の
配合である。発明例については、実機での使用回数が従
来の300chから350ch に延長できた。実施例５、比較例
４は、溶鋼鍋に適用したジルコン系の配合である。本発
明方法に従う施工例で従来の110ch から125ch と実機の
耐用性が向上した。実施例６、比較例７は、タンディッ
シュ内張り材に適合した配合であり、実機の耐用が350c
h から400ch と向上した。

【００２０】

【表１】

【００２１】なお、本発明にかかる不定形耐火物は、上
記各実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内
において種々の応用、変形を加えることが可能であり、
高炉流し込み不定形耐火物だけではなく、溶銑鍋、混銑
車、溶鋼鍋スラグライン用の流し込み耐火物にも応用で
きる。

【００２２】

【発明の効果】かくして本発明方法によれば、流動性に
優れたキャスタブル耐火物の施工方法を実現できるか
ら、流し込み施工時の作業性を向上させることができる
と共に、強度の高い施工体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、混練水量に及ぼす各種施工方法の影響
を示す図である。

【図２】図２は、流動性（タップフロー値）に及ぼす−
10μm 微粉量の影響を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 熊谷 正人 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 田口 整司 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 高木 正人 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 森 淳一郎 兵庫県赤穂市中広字東沖1576番地の２ 川 崎炉材株式会社内 (72)発明者 城野 勝文 兵庫県赤穂市中広字東沖1576番地の２ 川 崎炉材株式会社内 (72)発明者 鳥谷 恭信 兵庫県赤穂市中広字東沖1576番地の２ 川 崎炉材株式会社内 (72)発明者 田中 征二郎 兵庫県赤穂市中広字東沖1576番地の２ 川 崎炉材株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 耐火原料中に平均粒径１０μm 以下の耐
   火性微粉を含有するキャスタブル耐火物の施工に当た
   り、予め微粉用分散剤および水を混合して混合水溶液を
   調整し、この混合水溶液にて耐火原料を混練し、その後
   流し込み成形を行うことを特徴とするキャスタブル耐火
   物の施工方法。
2. 【請求項２】 耐火原料中に平均粒径１０μm 以下の耐
   火性微粉を含有するキャスタブル耐火物の施工に当た
   り、予め上記耐火性微粉、分散剤および水を混練してス
   ラリーとし、このスラリーと骨材等の他の耐火原料とを
   混練し、その後流し込み成形を行うことを特徴とするキ
   ャスタブル耐火物の施工方法。
3. 【請求項３】 請求項１および２記載の施工方法におい
   て、耐火微粉を３〜２５wt％含有するキャスタブル耐火
   物を用いることを特徴とするキャスタブル耐火物の施工
   方法。