JPS589872A - 熱絶縁性の耐火性成形体及びタンデイツシユ - 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】 この発明は、熱絶縁性の耐火性成形体、及びそのような
成形体で内張すされた冶金用容器に関するものである。

冶金用容器内にある溶融金属がら熱損失の割合を減少さ
せるために、またそれに関連する目的のために１冶金用
容器に熱絶縁性の耐火性内張材を付設することは知られ
ている。そのような内張材は、例えばインゴット鋳型の
頭部に、インゴット鋳型の頭部箱に、また鋳型の押湯部
に付設される−のが普通であり、さらに英国特許第１８
６４６６５号明細書に開示されているように、そのよう
な内張材はタンディツシュの内方内張材として付設され
ることもある。その内張材は、消耗性であることが普通
であシ、ｘｍ又ｕ２＊以上の成形体、例えば１組のスラ
ブ、又は鋳型によっては、スリーブ又は１組のスラブか
ら成るものである。

冶金用容器に消耗性で熱絶縁性の耐火性内張材を付設す
るための前もって作られた成形体は、粒子状耐火物と、
結合剤と、さらに耐火性繊維及び／又は有機繊維とから
成るのが普通である。その組成物は、発熱的に反応する
成分を含んでいてもよい。

成形体は、それらの成分から成る水性スラリーを透過性
の型で脱水し、湿った成形体を型から取出し、成形体を
加熱して乾燥し、結合剤を硬化させて作るのが普通であ
る。

成形体を作るための色々な結合剤系が提案されたが、公
知の系は、すべての点で全く満足なものでない。

この発明によると、特定の２種の結合剤と特定の１種の
添加側とを同時に用いると、成形体を有利に製造できる
ことが見出された。

この発明による熱絶縁性の耐火性成形体は、粒子状耐火
材と、水溶性硼酸塩化合物と、結合剤としての尿素−ホ
ルムアルデヒド樹脂及び澱粉とから成ることを特徴とす
るものである。

これらの成分の含水混合物を型に入れ、その後必要に応
じて、その混合物を型内で脱水して過剰の水を除き、そ
の後混合物を加熱し、乾燥し、結合剤を硬化させて成形
体とするのが好都合である。

成形体の中では、澱粉は主として成形体Ｋｓ当な横方向
の力を与えるに役立っている。澱粉は、製造中Ｋｍ形体
の表面に向って移行する傾向を成る程度持っているが、
この傾向は＃１んの僅かてあって、従って澱粉１１成形
体の厚み方向に良く結合させる能力を持っている。しか
し、尿素−ホルムアルデヒドは、成形体の製造に使用さ
れる加熱工程の結果、成形体表面に移行する顕著な傾向
を持っている。澱粉が存在すると、尿素−ホルムアルデ
ヒド樹脂の移行が、摩耗に対する抵抗性を持ち、且つ硬
くて平滑な表面を持った成形体のできることを助けると
いう点で、この樹脂は有利である。

さらに、尿素−ホルムアルデヒド樹脂は、成形体の表面
へ移行し、そこで上記作用をなしとげるので、少量の樹
脂で全く充分である。この発明では、成形体中の尿素−
ホルムアルデヒド樹脂の割合は、スないし４重量−であ
り、澱粉の割合Ｆｉｌないし６重量％であることが普通
望ましい。成形体が比較的低密度、４ｓえば０．８６ｆ
／ｊ以下のものである場合ＫＦｉ、むしろ高い割合の尿
素−ホルムアルデヒド樹脂及び／又Ｆｉ澱粉を用いる仁
とが望ましい０ フェノールホルムアルデヒドは、適当な横方向の強度を
与えるために、熱絶縁性の耐大性成形°体の結合剤とし
て使用でき、そのような樹脂轄成形体の製造過程で移行
することが少ないか、又は移行することがない。さらに
％フェノールホルムアルデヒド樹脂は、澱粉に比べて高
価であり、従って広く使用されるものではないが、その
ような樹脂＃−を澱粉よりはむしろ広く使用されて来た
。熱絶縁性の耐火性成形体は湿気を取込む傾向を持ち、
このことは、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂の使用
により得られる結合強度に対して、余り影１がないが、
澱粉だ吋を結合剤として使用することＫよ抄得られる結
合を激しく弱めることができる。この発明によると、尿
素−ホルムアルデヒドの使用が澱粉を湿気に対して保護
するのに役立ち、従って澱粉の使用は、より高価で余り
広く利用されていないフェノール−ホルムアルデヒド樹
脂に対する必要よりも、むしろ満足であることが見出さ
れた。

この発明の尿素−ホルムアルデヒド／澱粉結合剤系は、
上述のように有利であるという事実のほかに、さらにこ
の特定の結合剤系の有効性は、水溶性硼酸塩化合物の使
用により高められることが見出された。この効果は、水
溶性硼酸塩化合物が、それ自身の性質では結合剤でない
という点で、驚ろくべき仁とである。さらに、極く少量
の硼酸塩化合物の割合は、０．５ないし５重量−である
ことが望ましい。硼酸塩化合物は、硼−〇ソーダ塩、例
えば硼砂のような硼酸のアルカリ金属塩、又は硼酸であ
ることが望ましい。

硼酸塩化合物の使用は、２つの明Ｗな利益をもたらす。

第１に、硼酸塩化合物の使用は、使用前に成形体の横方
向強度を高める。硼酸塩化合物は、それ自身が結合剤で
はないから、強度の増加は、硼酸塩化合物と澱粉との間
の成る相互作用、恐らく錯体形成に由来するように見え
るが、この発明はこの仮説によって限定されるべきでは
ない。水に不溶性の硼素化合物が用いられる場合には、
横方向の強度の増加は表われない。第２に、水溶性硼酸
塩化合物の使用は、使用時に、すなわち、溶融金属例え
ば溶鋼に接触したり又は溶融金属からの熱に曝されると
きに、成形体の一体性を向上させる。

より安価で一層広く用いられる澱粉が、温度抵抗性の乏
しい結合を生ずるということが一般に認められているの
に対し、フェノール−ホルムアルデヒド樹Ｗ＆は、比較
的高温に対して良好な抵抗性を持った結合効果を発生さ
せ得ることが知られている。しかし、この発明の成形品
では、良好な温度抵抗性を持った結合が得られるので、
この発明をこの理論に限定しないで、使用温度では澱粉
構造の多くが急速に破壊されるけれども、硼酸塩化合物
は焼結を促進し、こうして成形体の一体性を維持するの
を助けるように思われる。成る成形体の場合、例えば、
成形体の１部が溶融金属から放散される熱に曝されるが
、しかし、溶融金属と直接接触していないスラブの場合
には、高温での良好な結合力の存在が、とくに価値があ
る。そのような場合、溶融金属に直接接触していない成
形体の部分の一体性を維持するのを助ける金属の静圧け
ないけれども、その部分け、高温と、大気からの酸素と
に曝されるが、この組合わせが通常結合側糸を急速に破
壊しそのために成形体の破壊を惹起する。

水溶性硼酸塩化合物は、その製造の際用いられる加熱工
程の結果、実質的に成形体の表面へ移行する傾向を持ち
、従って表面部分に使用されて使用中に表面部分の一体
性を維持するのに役立ち、これらの部分は使用中とくに
高温に付される。上に述べた長所を与えるに充分な少量
の硼酸塩化合物は、製品の耐火性と侵蝕抵抗とに悪い影
響を与えない。

この発明の成形体中の粒子状耐火材は、例えば、１種又
Ｖｉｇ種以上のシリカ、アルミナ、マグネシャ、及び耐
火性珪酸塩であり、成形体の７５ないし９５重量％を占
める。成る、耐人材は軽量の本のであり、焼き籾殻や浮
遊フライアッシュである。

とくに成形体が格別に侵蝕性の条件に耐える必要のある
場合は、特定の耐火材が成る割合の炭素質物質、例えば
無煙炭粉末を含むことが望ましい。

この発明の成形体は繊維状物質を含むことが望ましい。

繊維状物質を含むと、成形体が割れにくくなり、密度を
減少させ、従ってその熱絶縁性を向上させる傾向を持つ
。それは、また水性スラリーを脱水して作った成形体の
生のままの強度、すなわち加熱して成形体を乾燥し結合
剤を硬化させる前の成形体の強度を増す。成形体が水性
スラリーの使用を含む方法によって作られるべき場合に
は、少なくとも成る有機繊維、好ましくけ紙繊維がスラ
リーに安定性を与えるので、これら繊維を存在させるこ
とが望ましい。有機繊維が存在する場合には、成形体中
のその割合は０．８ないし８重量％であることが望まし
い。好ましい耐火性繊維は、珪酸カルシウム繊維、例え
はスラグウールやアルミノシリケート繊維である。耐火
性繊維が存在する場合には、成形体中のその割合は１な
いし１０重量−であることが望ましい。

成形体そのもののほかに、さらに１個又Ｆｉｇ個以上の
成形体から成る消耗性内張材を備えている冶金用容器が
、この発明のさらに一部を構成している。詳しく云えば
、この発明によるタンディツシュは、外方金属ケーシン
グと、そのケーシングに隣接する耐火材製惇久的内張材
と、スラブの形をしたこの発明の多数の成形体から成る
消耗性内張材とから成るものである。

この発明け、次の実施例によって具体的に説明される。

実施例１ 下記成分を下に特定した相対的重量割合で含んでいる水
性スラリーを作った。

成　　分　　　　　　　　　重量％ シリカ粉末　　　　　　　６０．５ シリカサンド　　　　　　８０．０ 紙　　　　　　　　　　　　　　　０．５硼　　砂　　
　　　　　　　　　　１．０スラグウール　　　　　　
　４．０ 尿素−ホルムアルデヒド樹脂　　　　２．０澱　　粉　
　　　　　　　　　　　２．０その後スラリーを透過性
の型の中で脱水して、スラブを作り、スラブを取り出し
、加熱して乾燥するとともに結合剤を硬化させた０スラ
ブの密度社１．０５ｆ／ｄであり、スラブｔ−１２２に
、／ｃｄの横方向強度を持っていた。そのスラブは、鋼
の連続鋳造に用いられるタンディツシュの内方内張材の
一部として用いたときうまく働いた。

実施例２ シリカ粉末の割合を５８．５重量−に減らし、シリカサ
ンドの割合を２７重１１％に減らし、１００重量％無煙
炭粉末を含ませた以外は、実施例１と同様にしてスラブ
を作った。スラブの密度は１．０５ｆ／ｄｉであシ、ス
ラブ＃１２０Ｋｙ／−の横方向強度を持っていた。その
スラブは、鋼の連続鋳造に用いられるタンディツシュの
内方内張材の一部として用いた場合にうまく働らき、ま
たスラブはとくにすぐれた侵蝕抵抗性を持っていた。

実施例８ 実施例１と同様であるが、しかし、下記成分を下記相対
的割合で用いて、スラブを作った。

成　　分　　　　　　　重量％ 死焼マグネサイト　　　　８６．０ スラグウール　　　　　　　　８．０ 紙　　　　　　　　　　　　　　　２．５硼　　　　１
！　　　　　　　　　　　　８５澱　　　　粉　　　　
　　　　　　４．０尿素−ホルムアルデヒド樹脂　　　
　２．０スラブの密度ｑ１．８Ｐ／ｍであり、スラブは
２０Ｋｆ／ｄの横方向強度を持っていた。このスラブは
、鋼の連続鋳造に用いられるタンディツシュの内方内張
材の一部として用いた場合に、うまく働らき、スラブは
とくにすぐれた侵蝕抵抗性を持っていた。

上述の実施例では、長さ２８ｃＩＩ、幅５ｍ、厚み８５
（作られたときのスラブの厚み）のスラブサンプルを用
いて、横方向の強度を測定した。用いられた器具は、第
１の支えを持ち、その支えの一側から１対のナイフェツ
ジが、頂点から頂点まで１８５１１の間隔をおいて突出
しており、また器具は第２の支えを持ち、第２の支えは
、第１の支えと対向して平行に位置し、ただ１つのナイ
フェツジを持ち、そのナイフェツジは第１の支えと対向
して第２の支えの側面から突出し、他のナイフェツジに
対しく平行に且つ中心に位置しているものであった。支
えの一方は他方に向って移動でき、測定操作は支えの間
にナイフェツジに対して対称にサンプルを置き、サンプ
ルが破壊するまで、１つの支えを他の支えに向けて、ｌ
ｌ’ｗ／分の割合で近づけることを含んでいた。器具は
、スラブを破壊するに必要な応力を単位面積あたりの力
で示しており、結果＃ｉＫｔ　／　ｃｓｆで表わされ、
横方向の強度を与えた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、粒子状耐火材と結合剤とより成る成形体で、成形体
   は水溶性硼酸塩化合物を含み、結合剤は澱粉と尿素−ホ
   ルムアルデヒド樹脂から成ることを特徴とする、熱絶縁
   性の耐火性成形体。 ２、尿素−ホルムアルデヒド樹脂の割合が１ないし４重
   量外であり、澱粉の割合が１ないし６重量外である、特
   許請求の範囲第１項に記載する成形体。・ ８、硼酸塩化合物の割合が、０．５ないし５重量外であ
   る、特許請求の範囲第１項又は第２項に記載する成形体
   。 ４、硼酸塩化合物が硼酸のアルカリ金属塩又は硼酸であ
   る、特許請求の範囲第１項ないし第３項の倒れかに記載
   する成形体。 ５、粒子状耐火材の割合が７５ないし９５重量弧である
   、特許請求の範囲第１項ないし第４項の何れかに記載す
   る成形体・ ６、粒子状耐火材が成る割合の炭素質物質を含んでいる
   、特許請求の範囲第１項ないし第５項の何れかに記載す
   る成形体。 ７、繊維性材料が含まれている、特許請求の範囲第１項
   ないし第６項の何れかに記載する成形体。 ８、有機繊維が０．８ないし８重量外の割合で存在して
   いる、特許請求の範囲第７項に記載する成形体。 ９、耐火性繊維が１ないし１０重重量外割合で存在して
   いる、特許請求の範囲第７項又は第８項に記載する成形
   体。 １０、　　外方金属ケーシングと、耐火材製の恒久的内
   張材とを備え、さらに特許請求の範囲第１項ないし第９
   項に記載する成形体から成る、多数の熱絶縁性耐火材ス
   ラブを消耗性内方内張材として備えたタンディツシュ。