JPH10297975A - 精錬容器用こて塗り補修材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 すぐれた耐食性耐およびスラグ浸潤性を備
え、耐用性の向上が図られる施工体の形成に適する精練
容器用こて塗り補修材を提供。 【解決手段】 主成分としてのマグネシア質原料、カー
ボン質原料 3〜15重量％、粒径 100μm 以下の炭化珪素
原料 2〜10重量％、および粒径10μm 以下のシリカフラ
ワー 0.3〜 1.0重量％を必須成分として成ることを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、精錬容器内張り耐
火物の補修に使用するこて塗り補修材に係り、さらに詳
しくは高耐スラグ浸食性を有するこて塗り補修材に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】こて塗り補修材は、タンディッシュ壁材
のコート材として、あるいは取鍋のスラグライン部の部
分補修用として使用されている。そして、その材質は様
々であるが、一般的には、高アルミナ質系、マグネシア
質系、炭化珪素−珪酸系が普及している。たとえば、ア
ルミナ質、マグネシア質あるいは炭化珪素−珪酸などの
耐火原料60〜97重量部、炭素原料 3〜30重量部、金属ア
ルミニウムおよび珪素の少なくとも１種 1〜 7重量部お
よび炭化硼素 0.3〜 5重量部を有機バインダとともに混
練してなる炭素含有不定形耐火物が知られている（特開
平1-294582公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、現状のこて
塗り補修材は、所要の付着性やこて塗り性を付与するた
めに、通常の流し込み用不定形耐火物に比べ約２倍の水
分量が必要である。そして、水分の増量によって付着性
やこて塗り性を改善した場合、一方では、塗布・補修、
乾燥・焼成で形成した補修層（施工体）の気孔率が極端
に高くなり、流し込み材ほどの耐用性を期待できないと
いう問題がある。また、材質的にも、たとえば (a)高ア
ルミナ質系の場合は、タンディッシュや取鍋に使用した
とき、耐食性はほとんど期待できないし、 (b)マグネシ
ア質系の場合は、ある程度の実用には耐えうるが、耐ス
ラグ浸潤性に劣るため十分な耐用は得られていない。

【０００４】本発明は上記事情に対処してなされたもの
で、すぐれた耐食性耐およびスラグ浸潤性を備え、耐用
性の向上が図られる施工体の形成に適する精練容器用こ
て塗り補修材を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、主成
分としてのマグネシア質原料、カーボン質原料 3〜15重
量％、粒径 100μm 以下の炭化珪素原料 2〜10重量％、
および粒径10μm 以下のシリカフラワー 0.3〜 1.0重量
％を必須成分として成ることを特徴とする精錬容器用こ
て塗り補修材である。

【０００６】請求項２の発明は、請求項１記載の精錬容
器用こて塗り補修材において、マグネシア質原料が電融
マグネシアあるいは焼結マグネシアであることを特徴と
する。 請求項３の発明は、請求項１または２記載の精
錬容器用こて塗り補修材において、水酸化カルシウムを
2〜10重量％添加含有することを特徴とする。

【０００７】請求項４の発明は、請求項１ないし請求項
３のいずれか一記載の精錬容器用こて塗り補修材におい
て、カーボン質原料が、カーボンブラック単独あるいは
カーボン質原料全量の50％重量以下がピッチで置換され
ていることを特徴とする。

【０００８】本発明において、主成分（主原料）を成す
マグネシア質原料は、合成原料である焼結マグネシアあ
るいは電融マグネシアが望ましい。すなわち、マグネシ
ア質原料は、合成もしくは天然のいずれのマグネシア原
料でもよいが、天然マグネシア原料の場合は、組成のバ
ラツキがあって、安定した耐用を期待できない恐れが懸
念されるからである。

【０００９】本発明において、カーボン質原料は 3〜15
重量％の範囲で選ばれる。すなわち、カーボン質原料の
組成比 3重量％未満では、十分な耐スラグ浸潤性が得ら
れず、耐用を期待できない。一方、15重量％を超える
と、所要の付着性やこて塗り性を付与するための水分の
添加量が多くなり、施工体の気孔率が高くなって耐用が
損なわれるからである。

【００１０】ここで、カーボン質原料源としては特に限
定されないが、親水性の高いカーボンブラックが最も有
効であり、 MgO-Cれんがに使用される鱗状黒鉛は、疎水
性が高いのでオゾン処理や分散剤処理などの親水処理を
施したものがよい。また、ピッチは低融点・高揮発分の
ため、単独使用では施工体の気孔率が増加して、高耐用
が損なわれる傾向もあるが、加熱時に溶解して付着面に
移動し、母材（被補修体）に対する付着性を高める作用
効果があり、特に、1000℃以上の焼成によって、強固な
カーボン結合を形成する。

【００１１】さらに、前記ピッチをカーボンブラックと
併用すると、形成する補修層の気孔率が低下し、緻密な
施工体が得られる。ここで、ピッチ量がカーボン質原料
中（カーボン全量）の50重量％を超えると、施工体が高
気孔率化して耐用が損なわれる。

【００１２】本発明において、炭化珪素原料はカーボン
質原料の酸化防止剤として使用される。ここで、炭化珪
素原料の粒径が 100μm 以下に選ばれるのは、粒径が 1
00μm を超えると、十分な酸化防止効果が得られず、結
果的に耐用の低下を招来するからである。また、組成比
が 2重量％未満では、十分な酸化防止効果が得られず、
耐用の低下となり、逆に10重量％を超えると、酸化防止
効果は十分であるが、スラグとの反応による低融点化合
物を形成量が多くなって、耐食性が著しく損なわれる。

【００１３】本発明において、シリカフラワーの組成比
は 0.3〜 1.0重量％の範囲で選ばれる。ここで、シリカ
フラワーは、水混練するこて塗り補修材にマグネシア原
料を用いた場合、消化抑制剤（水和抑制剤）として不可
欠な添加成分である。そして、その組成比が 0.3重量％
未満では、所要の水和抑制効果が得られず、乾燥後施工
体に亀裂が発生し易く、また、 1.0重量％を超えると、
耐スラグ侵食性の低下が著しく、高耐用が期待できな
い。なお、粒径が10μm を超えた場合は、水和抑制効果
が期待できない。

【００１４】本発明において、こて塗り性の向上を図る
ため、要すれば左官用の消石灰などの水酸化カルシウム
を 2〜10重量％の範囲で添加含有させることができる。
ここで、添加含有量が 2重量％未満では、より望ましい
可塑性を付与できないので、こて塗り後の垂れを全面的
に防止することは困難である。なお、こて塗り性の向上
に、ベントナイトなどの粘土を添加することも有効であ
るが、低融点物形成により耐食性の低下を起こし易い。
また、添加含有量が10重量％を超えると、より高い可塑
性を付与できるが、一方では、添加する水分量が多くな
るので、施工体の気孔率が高くなって十分な耐用が得ら
れない。

【００１５】なお、本発明に係る精練容器用こて塗り補
修材は、施工体の爆裂防止や塗布によって形成する補修
層の垂れ防止などのために、有機系の繊維類を添加配合
してもよい。

【００１６】

【発明の実施の形態】電融マグネシア、天然マグネシ
ア、カーボン源（カーボンブラック，ピッチ、親水処理
した鱗状黒鉛）、平均粒径 1μm のシリカフラワー、粒
径 325メッシュ通過の炭化珪素、水酸化カルシウム、ベ
ントナイト、アルミナセメントおよび珪酸ソーダを表１
に示す組成比（重量％）に選び、また、この組成系に外
率（重量％）で所要の添加水分量を加え、試料 No1〜 N
o9の精練容器用こて塗り補修材を作成した。

【００１７】なお、試料 No1〜 No9の精練容器用こて塗
り補修材は、それぞれ所定の組成比で各種原料を混合
し、5000ml容量の卓上ミキサーにて清浄水と混練して作
成した。

【００１８】

【表１】 また、上記試料 No1〜 No9の精練容器用こて塗り補修材
の作成において、卓上ミキサーにて、各種原料の混合物
と清浄水と混練後、それぞれ40×40× 160mmの型枠に流
し込み、24時間の養生、24時間の 110℃乾燥してテスト
ピースをそれぞれ作製した。作成した９種のテストピー
スについて、各種物性測定、酸化試験および誘導炉ディ
ップ法による侵食・浸潤試験を行った。なお、物性測定
（カサ比重、見掛け気孔率、曲げ強さ、線変形率）は、
1500℃で 3Hr、加熱処理した後についても行った。ま
た、上記混練により得られた混練物を使用し、こて塗り
施工性確認のため、れんが面への付着性、垂れ性（可塑
性）、こて離れの程度を調べた。これら物性測定など試
験評価の結果を、上記表１に併せて示す。

【００１９】スラグ侵食・浸潤試験（試料切断面から侵
食・浸潤量の測定） また、上記試料No 1〜 9の各精練容器用こて塗り補修材
を実機使用したところ、たとえば試料No 1のこて塗り補
修材は取鍋スラグライン用として、試料No 3のこて塗り
補修材はタンディッシュ側壁用として、従来のこて塗り
補修材に比べて、高耐用がであることが確認された。

【００２０】方法 ：誘導炉ディップ法 試料寸法：40×40× 160mm 侵食剤 ：合成スラグ（ C/S＝2 ） 試験温度：1650℃−1 hr 酸化試験（試料切断面から酸化層厚みの測定） 方法 ：電気炉焼成（ターンテーブル上） 試料寸法：40×40×40mm 試験温度：1300℃−2 hr こて塗り施工性試験 付着性 ：垂直なれんが側面に試作混練物を塊状（重
量：1 kg）にして投げつけ、付着状態を比較判断する。

【００２１】垂れ防止：JIS-R5201 に準じたフロー値測
定にて、適正水分量から 1％、2％と過剰添加し、垂れ
状態をフロー値で測定する。

【００２２】こて離れ：上記40×40× 160mmのテストピ
ースをこて塗り成形する際のスラリーのこて離れを比較
判断する。

【００２３】比較例 電融マグネシア、天然マグネシア、カーボン源（カーボ
ンブラック，ピッチ、親水処理した鱗状黒鉛）、平均粒
径 1μm あるいは20μm のシリカフラワー、粒径 325メ
ッシュ（44μm ）あるいは 100メッシュ（ 149μm ）通
過の炭化珪素、水酸化カルシウム、ベントナイト、アル
ミナセメントおよび珪酸ソーダを表２に示す組成比（重
量％）に選び、また、この組成系に外率（重量％）で所
要の添加水分量を加え、上記実施例の場合と同様の操作
で、試料No10〜No17（８種）のこて塗り補修材を作成し
た。

【００２４】

【表２】 また、上記試料No10〜No17の精練容器用こて塗り補修材
の作成において、卓上ミキサーにて、各種原料の混合物
と清浄水と混練後、それぞれ40×40× 160mmの型枠に流
し込み、24時間の養生、24時間の 110℃乾燥してテスト
ピースをそれぞれ作製した。作成した８種のテストピー
スについて、前記実施例の場合と同様の物性測定、酸化
試験および誘導炉ディップ法による侵食・浸潤試験など
を行った。これら物性測定など試験評価の結果を、上記
表２に併せて示す。

【００２５】従来例 電融マグネシア、天然マグネシア、ボーキサイト、カー
ボン源（カーボンブラック，ピッチ、親水処理した鱗状
黒鉛）、平均粒径 1μm のシリカフラワー、水酸化カル
シウム、ベントナイトおよびアルミナセメントを表３に
示す組成比（重量％）に選び、また、この組成系に外率
（重量％）で所要の添加水分量を加え、上記実施例の場
合と同様の操作で、こて塗り補修材および流し込み材を
作成した。

【００２６】

【表３】 また、上記精練容器用こて塗り補修材および流し込み材
の作成において、卓上ミキサーにて、各種原料の混合物
と清浄水と混練後、それぞれ40×40× 160mmの型枠に流
し込み、24時間の養生、24時間の 110℃乾燥してテスト
ピースをそれぞれ作製した。作成した３種のテストピー
スについて、前記実施例の場合と同様の物性測定、酸化
試験および誘導炉ディップ法による侵食・浸潤試験など
を行った。これら物性測定など試験評価の結果を、上記
表３に併せて示す。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、従来の不定形耐火物に
比べ、すぐれた耐スラグ侵食性、耐スラグ浸潤性、耐酸
化性などを呈し、高耐用な精錬容器用こて塗り補修材を
提供できる。

【００２８】

フロントページの続き (72)発明者 蝦名 誠 愛知県刈谷市小垣江町南藤１番地 東芝セ ラミックス株式会社刈谷製造所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主成分としてのマグネシア質原料、カー
   ボン質原料 3〜15重量％、粒径 100μm 以下の炭化珪素
   原料 2〜10重量％、および粒径10μm 以下のシリカフラ
   ワー 0.3〜 1.0重量％を必須成分として成ることを特徴
   とする精錬容器用こて塗り補修材。
2. 【請求項２】 マグネシア質原料が、電融マグネシアあ
   るいは焼結マグネシアであることを特徴とする請求項１
   記載の精錬容器用こて塗り補修材。
3. 【請求項３】 水酸化カルシウムを 2〜10重量％添加含
   有することを特徴とする請求項１または２記載の精錬容
   器用こて塗り補修材。
4. 【請求項４】 カーボン質原料が、カーボンブラック単
   独あるいはカーボン質原料全量の50％重量以下がピッチ
   で置換されていることを特徴とする請求項１ないし請求
   項３のいずれか一記載の精錬容器用こて塗り補修材。