JPH0825806B2 - 流し込み施工用耐火物 - Google Patents

流し込み施工用耐火物

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JPH0825806B2
JPH0825806B2 JP3335453A JP33545391A JPH0825806B2 JP H0825806 B2 JPH0825806 B2 JP H0825806B2 JP 3335453 A JP3335453 A JP 3335453A JP 33545391 A JP33545391 A JP 33545391A JP H0825806 B2 JPH0825806 B2 JP H0825806B2
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直樹 筒井
強士 松田
清弘 細川
均 西脇
浩一 西
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HARIMA SERAMITSUKU KK
Nippon Steel Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、耐用性に優れた流し込
み施工用耐火物に関する。
【0002】
【従来の技術】取鍋、真空脱ガス炉などの内張りあるい
は溶鋼処理ランスなどの保護耐火物として、アルミナ
質、またはアルミナとMgO・Al23系スピネル質の
流し込み施工用耐火物(以下、流し込み材と称する)が
使用されている。従来の流し込み材の中で特に有効性を
発揮したものとして、特開昭63−111501号公報
によって提案された、アルミナ50〜90wt%、粒径
1mm以下のMgO・Al23系スピネル5〜40wt
%、アルミナセメント3〜25wt%よりなる材質があ
る。しかし、アルミナセメント中に含まれるCaOが骨
材のアルミナと反応し、耐食性、耐スラグ浸透性を低下
させたり、過焼結による構造スポーリングをもたらし、
耐火物の耐用性を低下させている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】そこで、例えば特開平
3−23275号公報に見られるように、CaOを減少
させるためにアルミナセメント量の低減や活性マグネシ
アを結合剤に使用した流し込み材が検討されてきた。し
かし、低CaO質またはCaOを含有しない材質は結合
力に劣ることから、硬化促進および施工体強度の付与を
目的として、さらにヒュームシリカなどの添加成分が必
要があった。ところが、ヒュームシリカは超微粉であ
り、 施工体組織の細孔径が小さくなり、乾燥時にキレ
ツや爆裂を招きやすい。 また、その主成分のSiO2
Al23−MgO−SiO2系の低融物を生成して耐食
性を低下させるなどの問題がある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、流し込み
材がもつ上記従来の問題を解決するために研究を重ねた
ところ、アルミナ質またはアルミナ−スピネル質の流し
込み材において、特定の表面性状をもつマグネシア微粉
を結合剤に用いることにより、施工性に優れ、しかも、
耐スラグ浸透性および耐食性が格段に向上することを知
り、本発明を完成するに至ったものである。
【0005】本発明の特徴とするところは、アルミナま
たはアルミナとMgO・Al系スピネルを主材と
した耐火骨材100重量部に、表面性状がヨード吸着量
で1〜40ヨードmg/gのマグネシア微粉を0.5〜
5wt%添加した流し込み施工用耐火物である。
【0006】本発明で骨材として使用するアルミナおよ
びはMgO・Al系スピネル、(以下、スピネル
と称する)は、電融品、焼結品のいずれでもよい。ま
た、それらの併用でもよい。アルミナの成分は不純物の
少ないものがよく、Al含有量97%以上のもの
が好ましい。スピネルは、スピネルを構成するMgOと
Alの各成分の比は必ずしも理論組成のものでな
くてもよく、例えばモル比でMgO:Alが0.
4〜1.1:1.1〜0.4の範囲とする
【0007】骨材にアルミナとスピネルとを併用する場
合、両者の比は特に限定されるものではないが、例えば
骨材全体100重量部に占める割合でスピネルは80重
量部以下とし、その範囲内で耐火物使用時のスラグ成
分、温度などの諸条件に合わせて決定するのが好まし
い。スピネルが80重量部を超えるとスラグあるいは溶
鋼との反応で低溶融物を生成しやすくなり、耐食性が低
下する。
【0008】耐火骨材の粒度は従来と特に変わりなく、
施工によって密充填されるよう、たとえば最大粒径を7
〜3mm程度とし、粗粒、中粒、微粒に調整される。マ
グネシア微粉のヨード吸着量は、マグネシア微粉の表面
性状の評価基準として従来より知られている。マグネシ
ア微粉は各種のものがあり、市販品だけみてもヨードを
吸着しないものからヨード吸着量が200mg/gまで
存在する。本発明ではそのうち、ヨード吸着量が1〜4
0ヨードmg/gのマグネシア粉を使用する。その平均
粒径は、例えば0.1〜1μm程度である。
【0009】本発明で使用するこのマグネシア微粉は、
施工水分と反応してマグネシウム水酸化物を生成し、施
工体の硬化を促進させる。水酸化物の生成は、アルミナ
セメントがCaO水酸化物を生成することによる硬化と
同様の作用をもち、養生後および乾燥後の施工体強度を
向上させる。
【0010】また、耐火物の使用時の高温雰囲気を受け
てマグネシウム水酸化物がマグネシア微粉にもどる。水
酸化物を経て生成したマグネシア微粉は微細であり、主
骨材のアルミナとの反応性がきわめて高い。マグネシア
微粉はアルミナとの反応でスピネルを生成するが、マグ
ネシア微粉の反応性が高いことでこのスピネルの生成は
900℃付近の低温域から行われる。本発明は、マグネ
シア微粉と骨材のアルミナとの反応で生成したスピネル
により、耐スラグ浸透性の効果を得ることができる。
【0011】これに対し、従来の流し込み材に添加され
る通常のマグネシア微粉は、施工水分と接しても水酸化
物にならず、施工体への強度付与の効果が少ない。ま
た、マグネシア微粉が反応性に劣るために、スピネルの
生成は1300〜1400℃付近からであり、溶鋼接触
時に十分なスピネル生成量が確保されていないために、
スラグ浸透防止の効果に劣る。
【0012】マグネシア微粉は流し込み材の硬化剤とし
て公知である。しかし、従来、流し込み材の硬化剤とし
てのマグネシア微粉は施工体の強度を確保するために、
例えば特開平2−233564号又は特開平3−232
75号公報に見られるように、アミンシリケート、ヒュ
ームシリカなどを併用添加している。アミンシリケー
ト、ヒュームシリカなどの添加は、前記もしたように乾
燥時のキレツ・爆裂の原因となり、しかも耐食性・耐ス
ラグ浸透性を低下させる。
【0013】また、マグネシア微粉は、砥石の結合剤と
しても従来から使用されている。しかしこの場合も、マ
グネシア微粉は単独ではなく、塩化マグネシウムとの併
用でマグネシアセメントを形成し、砥石の結合組織を形
成している。本発明は、表面性状がヨード吸着量で1〜
40ヨードmg/gのマグネシア微粉の使用によって、
マグネシア微粉単独でも十分な硬化特性が得られる。し
たがって、アミンシリケート、ヒュームシリカなどの添
加を必ずしも必要としないことから、乾燥時のキレツ・
爆裂などが防止され、同時に耐食性・耐スラグ浸透性に
も優れた効果を発揮できる。
【0014】図はいずれも、マグネシア微粉を添加した
アルミナ質の流し込み材において、マグネシア微粉のヨ
ード吸着量と流し込み材の特性との関係をグラフ化した
ものである。各特性を測定した試験において、マグネシ
ア微粉の添加量はいずれも2重量部とした。また、各試
験は後述の実施例の欄で示した方法と同様にした。
【0015】図1はマグネシア微粉のヨード吸着量と、
流し込み材の養生強度および乾燥強度の関係を示しす。
図2は、マグネシア微粉のヨード吸着量と、流し込み材
の焼成線変化率、耐スラグ浸透性および耐食性の関係を
示す。図3は、マグネシア微粉のヨード吸着量と、流し
込み材の焼成線変化率を示す。
【0016】図1のように、乾燥強度、養生強度ともに
ヨード吸着量が本発明の範囲内のマグネシア微粉を添加
した材質が良好な結果を得ている。図2からは、耐食性
および耐スラグ性についても、ヨード吸着量が本発明の
範囲内のマグネシア微粉を添加した材質が優れているこ
とがわかる。マグネシア粉はアルミナと反応してスピネ
ルを生成する際に残存膨張性を示すが、図3のようにヨ
ード吸着量が1ヨードmg/g以上は焼成線変化が少な
く、耐火物組織の構造安定性に優れる。
【0017】本発明は、以上の配合物より成るものであ
るが、本発明の効果を阻害しない範囲内であれば、流し
込み材に対する添加物として知られている有機・無機・
金属等のファイバー、金属粉、他の耐火物原料などを添
加してもよい。また、施工時の流動性付与のために分散
剤を流し込み材全体に対する外掛けで0.01〜5wt
%添加するのは従来の流し込み材と同様である。分散剤
の具体例としては、ヘキサメタりん酸ソーダ、トリポリ
りん酸ソーダ、ポリアクリル酸ソーダーなどである。施
工は常法どおり、流し込み材全体に対する外掛けで4〜
8wt%程度の水分を添加し、型枠を用いて鋳込み成形
される。鋳込みの際に充填性を向上させるため、一般に
は型枠にバイブレーターを取付けるか、あるいは流し込
み材中に棒状バイブレーターを挿入する。
【0018】
【実施例】以下、本発明の実施例およびその比較例を説
明する。表1は、各例で用いたマグネシア微粉のヨード
吸着量を示す。マグネシアAは1800℃で焼成したマ
グネシアを100mμ以下に粉砕したものである。B〜
Iは1000〜1300℃で焼成した軽焼マグネシア微
粉である。このうち、C〜Hは本発明で限定したヨード
吸着量のマグネシア微粉である。なお、ヨード吸着量の
測定は、例えばゴム用添加剤としてマグネシア微粉の表
面性状の測定として知られているJIS−K6338に
準じて行なった。
【0019】表2は、本発明の実施例、比較例および従
来例と、それらの試験結果である。各例はいずれも施工
性に見合った適量の水分を添加し、型枠内に振動鋳込み
成形した。成形後は48時間養生させ、さらに200℃
×16時間加熱乾燥した。
【0020】
【表1】
【0021】
【表2A】
【0022】
【表2B】
【0023】試験方法は以下のとおり。 硬化特性;施工には、水分添加から2〜4時間の間に硬
化することが好ましい。それより短いと施工前に硬化す
る。それより長いと施工能率が悪くなる。この硬化特性
の試験では、水分添加から2〜4時間の間に硬化したも
のを「良」とした。 気孔率;JIS・R−2205に準じて測定した。 施工体の強度;養生後、乾燥後のそれぞれについて、曲
げ強さJIS−R2553に準じて測定。 回転侵食;鋼片:転炉スラグ=60:40(重量比)よ
溶剤とし、1700℃×5時間の回転侵食を5回くり返
し、溶損寸法とスラグ浸透寸法を測定した。 線変化率;養生、加熱乾燥後、1250℃で焼成し、J
IS・R2553に準じて測定した。
【0024】表2が示すように、本発明実施例はいずれ
も良好な試験結果が得られる。これに対し従来例1は、
そのヨード吸着量が従来の流し込み材で使用されるのと
同じ程度のマグネシア微粉と、ハイアルミナセメントを
添加した材質であり、耐スラグ性、耐食性に劣り、しか
も線変化率が大きい。従来例2はハイアルミナセメント
を添加し、マグネシア微粉を添加しない材質であり、耐
スラグ性、耐食性に劣る。
【0025】比較例1は、アルミナセメントを添加せ
ず、ヨード吸着量が従来の流し込み材で使用されるのと
同じ程度のマグネシア微粉を添加した材質であり、耐ス
ラグ性、耐食性に劣り、線変化率の収縮が大きい。比較
例2は、ヨード吸着量が本発明の範囲より大きいマグネ
シア微粉を添加した材質であり、やや急硬化のために施
工性が悪く、施工体の強度にも劣る。比較例3は、マグ
ネシア微粉の添加量が少ないために、硬化に24時間以
上要し、しかも施工体強度および耐スラグ浸透性に劣
る。比較例4は、マグネシア微粉の添加量が多すぎ、急
硬化のために施工性が悪く、得られた施工体は気孔率が
大きい、強度および耐スラグ浸透性に劣る。
【0026】
【発明の効果】以上のように本発明は、アルミナ質また
はアルミナ−スピネル質の流し込み材において、特定の
表面性状を有するマグネシア微粉を添加することで、ア
ルミナセメント、ヒュームシリカなどを添加しなくとも
充分な硬化速度および施工体強度が得られる。したがっ
て、低融点物質の生成原因となるアルミナセメント、ヒ
ュームシリカなどを添加しないことにより、耐食性、耐
スラグ浸透性および耐構造スポーリング性に優れ、しか
も乾燥時のキレツ・爆裂のない流し込み材を得ることが
できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】マグネシア微粉のヨード吸着量と流し込み材の
養生強度および乾燥強度の関係を示す。
【図2】マグネシア微粉のヨード吸着量と溶損・浸透寸
法の関係を示す。
【図3】マグネシア微粉のヨード吸着量と1500℃焼
成後線変化率(%)の関係を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 筒井 直樹 愛知県東海市東海町5−3 新日本製鐵株 式会社 名古屋製鐵所内 (72)発明者 松田 強士 愛知県東海市東海町5−3 新日本製鐵株 式会社 名古屋製鐵所内 (72)発明者 細川 清弘 兵庫県高砂市荒井町新浜1−3−1 ハリ マセラミック株式会社内 (72)発明者 西脇 均 兵庫県高砂市荒井町新浜1−3−1 ハリ マセラミック株式会社内 (72)発明者 西 浩一 兵庫県高砂市荒井町新浜1−3−1 ハリ マセラミック株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルミナまたはアルミナとMgO・Al
    23系スピネルを主材とした耐火骨材100重量部に、
    表面性状がヨード吸着量で1〜40ヨードmg/gのマ
    グネシア微粉を0.5〜5wt%添加した流し込み施工
    用耐火物。
JP3335453A 1991-11-26 1991-11-26 流し込み施工用耐火物 Expired - Fee Related JPH0825806B2 (ja)

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GB9224925A GB2262522B (en) 1991-11-26 1992-11-26 Refractories for use in casting processes

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JPH05148043A JPH05148043A (ja) 1993-06-15
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