JPH0873279A - カ−ボンボンドを形成する不定形耐火物 - Google Patents

カ−ボンボンドを形成する不定形耐火物

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JPH0873279A
JPH0873279A JP6238463A JP23846394A JPH0873279A JP H0873279 A JPH0873279 A JP H0873279A JP 6238463 A JP6238463 A JP 6238463A JP 23846394 A JP23846394 A JP 23846394A JP H0873279 A JPH0873279 A JP H0873279A
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pitch
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JP6238463A
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Inventor
Akira Watanabe
明 渡辺
Hirokuni Takahashi
宏邦 高橋
Shigeyuki Takanaga
茂幸 高長
Yasutoshi Mizuta
泰稔 水田
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Kyushu Refractories Co Ltd
Original Assignee
Kyushu Refractories Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 各種溶融金属容器の施工や補修に使用される
不定形耐火物の欠点である爆裂性、容積安定性の欠如、
低付着強度、低熱間強度などを解消し、施工性、耐用性
共に優れたカ−ボンボンドを形成する不定形耐火物を提
供することを目的とする。 【構成】 本発明は耐火材料100重量部に対し、固定
炭素70〜90重量%、軟化点250〜350℃のピッ
チを1〜30重量部含有するカ−ボンボンドを形成する
不定形耐火物である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は製銑・製鋼プロセスにお
ける各種窯炉、溶融金属容器の内張り材や補修材として
使用される流込材、吹付材、焼付材、スタンプ材、ラミ
ング材などの不定形耐火物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、製銑・製鋼の操業条件の過酷化に
伴い、転炉、取鍋、混銑車などの各種溶融金属容器の内
張り材や補修材などとして使用される不定形耐火物に
は、耐食性、耐熱スポ−リング性に優れたカ−ボンボン
ド品が汎用されるようになってきている。これらは従来
のアルミナセメントやリン酸ソ−ダなどの結合材にタ−
ルやピッチを併用するものもあり、一方、焼付材などで
はタ−ルやピッチのみを結合材とするものもみられる。
さらに、タ−ルやピッチより結合強度の発揮される時間
を短くするためにフェノ−ル樹脂を使用するものも開発
されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】タ−ルやピッチを使用
した不定形耐火物では、例えば流込材として使用する場
合、施工後の昇温時にタ−ルやピッチから多量の揮発成
分が発生することにより、爆裂現象を生じたり、作業環
境の問題もあって多量の添加は困難であり、そのため炭
素質材料の長所であるスラグ侵入を防止する効果を十分
に発現させることができなかった。また、吹付材として
使用する場合には水を使用して施工するものであり、水
の蒸発後にピッチは一度軟化し、その後カ−ボンボンド
を生成するものであるが、通常のピッチでは軟化時の粘
性が低いため、必要量を添加すると変形したり流下する
などの問題があり、この場合も多量の添加は不可能であ
った。さらに、焼付材には投入後流動化し硬化するタイ
プと投入後直ちに硬化するタイプとがあるが、流動後に
硬化するタイプは残炭量が低く熱間強度や接着性が十分
とは言えないものであり、一方、流動後直ちに硬化する
タイプは傾斜面への施工を目的としているもので、投入
位置で硬化する必要があるが、通常のピッチやタ−ルで
は軟化時の粘性が低いので投入位置から流下してしま
い、目的位置に施工できないといった欠点がある。
【0004】一方、フェノ−ル樹脂を使用した不定形耐
火物は補修材として使用した場合にタ−ルやピッチに比
較して結合強度が生じるまでの時間は短い利点はあるけ
れども、施工体の収縮が大きく、接着強度が弱いという
難点があった。
【0005】従って、従来のカ−ボンボンドを利用する
不定形耐火物の欠点である爆裂性、容積安定性の欠如、
低付着強度、低熱間強度などの欠点を解消した、施工
性、耐用性共に優れた不定形耐火物がを求められてい
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述した
従来技術の欠点を解消したカ−ボンボンドを利用する不
定形耐火物を得るべく種々検討を行った結果、結合材に
高軟化点で高残炭率のピッチを用いることにより、従来
技術の問題点を解消できることを見い出し、本発明に至
ったものである。即ち、本発明は耐火材料100重量部
に対し、固定炭素70〜90重量%、軟化点250〜3
50℃のピッチを1〜30重量部含有したカ−ボンボン
ドを形成する不定形耐火物である。
【0007】本発明において使用する耐火材料とは従来
から知られている各種耐火材であり、例えばMgO、C
aO、Al23、Cr23、SiO2、ZrO2などの成
分を含有する塩基性、中性、酸性の酸化物の他、炭化
物、窒化物、ホウ化物のうちから選ばれた1種または2
種以上を使用することができる。また、黒鉛などの炭素
質物質も上記耐火材料と併用可能である。
【0008】本発明の特徴として使用されるピッチは軟
化点が250〜350℃、好ましくは260〜310℃
で、固定炭素が70〜90重量%、好ましくは75〜8
5重量%のものである。ピッチの軟化点が250℃より
低く、固定炭素量が70重量%より少ない場合は、揮発
成分が多くなるため、昇温時に施工体が爆裂を起こしや
すくなる。また、ピッチの軟化時に粘性が急激に低下す
るため、施工体が変形したり流れ落ちるなどの問題を発
生し易くなるため好ましくない。さらに、揮発成分の揮
散により緻密な施工体が得られ難く、さらに、結合部の
炭素量が不足することになるため耐用性に悪影響を及ぼ
すことになる。反対にピッチの軟化点が350℃より高
く、固定炭素量が90重量%より多い場合は、ピッチの
軟化時の粘性が高すぎるため十分な結合強度が得られ
ず、施工体が耐用性に劣ることになる。また、基体との
接着性も不十分となるため、吹付材や焼付材などの補修
材として使用した場合には、使用時に剥離等の問題が起
こりやすくなるため好ましくない。
【0009】このピッチは石油系、石炭系を問わない
が、等方性成分をできるだけ多く含むものが好ましい。
また、このピッチは粉末状または粒状で使用され、その
使用量は、耐火材料100重量部に対して1〜30重量
部、好ましくは2〜20重量部である。このピツチの使
用量を個々の不定形耐火物について述べると、不定形耐
火物が吹付材の場合は1〜15重量部、流込材では1〜
12重量部、焼付材で1〜30重量部、スタンプ材、ラ
ミング材では2〜10重量部が好ましい範囲である。こ
の使用量が下限よりも少ないと添加効果が得られず、反
対に上限より多くなると施工体の強度が低下して耐用が
低下し、いずれも好ましくない。
【0010】本発明に係わる不定耐火物を製造するに
は、粒度調整した耐火材料と上記ピッチに対して、使用
目的に応じて、各種リン酸塩、アルミナセメントなどの
結合材を加えることもできる。補修材で流動性の必要な
場合は、本発明の高軟化点のピッチに加えて、低軟化点
のピッチを使用することもできる。また、早期に結合強
度が必要な場合はフェノ−ル樹脂を併用してもよい。
【0011】さらに、本発明に従って不定耐火物を製造
する際には、必要に応じ分散剤、可塑剤、硬化調整剤、
減水剤、溶媒など常用の添加剤を添加して調製する。ま
た、Al、Si、Mgなどを含有する金属や合金なども
併用することもできる。
【0012】本発明の施工方法としては、その用途によ
って流込み、振動成形、ラミング、スタンプ、吹付け、
投込みなど適宜選択して施工する。流込材や吹付材とし
て施工する場合は、施工時に上記混合物に適量の水を添
加混合して使用する。具体的な材料と施工例をあげる
と、流込材としてはアルミナ系耐火材料を使用して溶銑
予備処理用炉材、高炉樋材などに、吹付材としてマグネ
シア系耐火材料により転炉に、焼付材として塩基性材料
を用いて転炉、溶鋼鍋、電気炉に、アルミナ系材料を用
いて溶銑鍋などに、さらに、ラミング材、スタンプ材と
してはアルミナ系材料を使用した溶銑予備処理用容器に
用いられる。
【0013】
【作用】上述したように本発明に係る不定形耐火物の特
徴は、耐火材料100重量部に対し軟化点が250〜3
50℃で固定炭素量が70〜90重量%のピッチを1〜
30重量%使用することにある。このピッチは、従来の
不定形耐火物に使用されているものに比較して揮発成分
が少ないため、流込材などに使用しても昇温時に揮発成
分が一気に揮発して施工体が爆裂したり亀裂が発生した
りする危険性がない。また軟化点が高く、しかも軟化時
の粘性が従来品のように急激に低下しないため、施工体
が変形したり、流れ落ちることが無く保形性に優れてい
る。
【0014】さらに、これらの特徴に加えて軟化点が高
く、固定炭素量が多いことが起因して、ピッチの高温で
の黒鉛化が促進されることにより、強固で緻密なカ−ボ
ンボンドが形成され、施工体の熱間強度、耐クリ−プ
性、基体との接着性が向上する。また、このカ−ボンボ
ンドの形成は、耐熱スポ−リング性を向上させ、スラグ
浸透を抑制するため、施工体の耐用性を著しく向上させ
ることができる。
【0015】
【実施例】以下、各種不定形耐火物について本発明の具
体的な例を示す。なお、使用したピッチのうちピッチ1
は軟化点150℃、固定炭素64重量%のもの、ピッチ
2は軟化点260℃、固定炭素78重量%、ピッチ3は
軟化点280℃、固定炭素81重量%、ピッチ4は軟化
点340℃、固定炭素88重量%、ピッチ5は軟化点3
75℃以上、固定炭素90重量%のものである。
【0016】各種の特性試験については、接着強さは、
表示した温度に熱したれんがに直径80mmの鉄パイプ
をのせ、その中に所定の不定形耐火物を施工し、一定時
間経過後に熱間の剪断力を測定したものである。また、
耐食性は回転式スラグ試験機を用い、表示のスラグで所
定時間試験後の試料につき、その切断面で溶損量、スラ
グ浸透深さを測定した。
【0017】マグネシア系の熱間吹付材として表1に示
す材料について試験を行った。各材料を吹付けた後の性
状、各種試験を行った結果も表1に示す。耐食性の試験
に用いたスラグは転炉スラグでC/S=3.4のもの
で、1650−1700℃、5hr行った。
【0018】表1の結果から、熱間吹付けにおいては、
実施例1と比較例1とに見られるように、本発明に則し
たピッチを使用することによって付着率が向上すると共
に、接着強さに格段の向上が見られる。耐食性について
は、溶損量はやや低下するが、スラグ浸透はほとんど抑
制され、溶損とスラグ浸透を合わせた値では半分以下に
なっている。また、低軟化点、低固定炭素のピッチの使
用ではスラグ浸透は防止できても、溶損が増加している
が、高軟化点、高固定炭素のピッチでは溶損も抑えるこ
とが可能であることを示している(実施例1と比較例
2)。さらに、高軟化点、高固定炭素のピッチと低軟化
点、低固定炭素のピッチの併用(実施例4)あるいはフ
ェノ−ル樹脂との併用(実施例5)においても同様の効
果が見られる。
【0019】次に、流込材としてアルミナ−炭化珪素系
に使用した例を表2に示す。耐食性試験に用いたスラグ
は脱リン剤(組成Fe2346%、CaO 42%、C
aF212%)で、試験条件は1350℃、3hrであ
る。
【0020】シリカフラワ−、アルミナセメントだけの
系(比較例1)に本発明の高軟化点、高固定炭素のピッ
チを添加しても昇温時に爆裂は起こさないが、本発明か
ら外れたピツチを使用すると(比較例2、3)爆裂す
る。ここでは高軟化点、高固定炭素ピッチの採用による
カ−ボンボンドの強化と緻密化により、熱間強度と耐食
性の著しい向上が見られる。
【0021】表3はアルミナ−炭化珪素−カ−ボン系ラ
ミング材であり、ここでは爆裂の防止と耐食性の大幅な
向上が見られる。なお、耐食性試験は表2と同じ脱リン
剤を用い、1500℃、5hr行った。
【0022】本発明による焼付補修材を実際の転炉に使
用した例を表4に示す。表4に示すマグネシア質焼付材
を、転炉の装入壁(実施例1と比較例1)および炉底
(実施例2と比較例2)に水平状態で、さらに、傾斜し
た状態の出鋼側スラグライン部(実施例3と比較例3)
にそれぞれ施工したものである。
【0023】表5は混銑車湯当り部の補修にアルミナ−
スピネル質の材質を小袋に入れ人力で投込み補修をした
結果であり、本発明のピッチを用いた材料は傾斜面への
施工でも良好な付着性を示し、3ch後でもかなりの残
存を示していることがわかる。
【0024】この焼付補修材の例でも高軟化点、高固定
炭素ピッチの使用によるカ−ボンボンドの強化と緻密化
により、熱間強度と耐食性の著しい向上が見られる他
に、施工性の面での著しい効果がわかる。即ち、適度な
流動による焼付時間の大幅な低下と、それによる溶融金
属容器の傾斜した部位への適用ができることである。ピ
ッチの性状を本発明の範囲で選ぶことにより、焼付時間
を大幅に短縮して流下を防止し早期付着を可能としてい
るものである。
【0025】
【発明の効果】本発明は、従来のピッチやタ−ルを使用
したカ−ボンボンドを利用する不定形耐火物の欠点であ
る爆裂性、容積安定性の欠如、低付着強度、低熱間強度
などを解消するため、高軟化点、高固定炭素のピッチを
使用し、その結果上記難点が克服でき、施工性、耐用性
共に優れたカ−ボンボンドを形成する不定形耐火物がえ
れた。本発明の高軟化点、高固定炭素のピッチを使用し
た不定形耐火物は流込材を初め、吹付材、焼付材、スタ
ンプ材、ラミング材などあらゆる不定形耐火物に応用可
能で、しかも、本発明に則したピッチは従来の結合剤と
の併用だけでなく、本ピッチだけでの使用も可能であ
る。
【表1】
【表2】
【表3】
【表4】
【表5】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 耐火材料100重量部に対し、固定炭素
    70〜90重量%、軟化点250〜350℃のピッチを
    1〜30重量部含有することを特徴とするカ−ボンボン
    ドを形成する不定形耐火物。
JP6238463A 1994-09-05 1994-09-05 カ−ボンボンドを形成する不定形耐火物 Pending JPH0873279A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0758632A1 (en) * 1995-03-03 1997-02-19 Kyushu Refractories Co., Ltd. Unshaped refractories and gunning refractories prepared therefrom
JP2008100886A (ja) * 2006-10-20 2008-05-01 Kurosaki Harima Corp マッド材

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