JPS61215268A - 溶融金属容器用不定形耐火物 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は溶融金属容器用不定形耐火物に係り、特に被覆
処理された粗大粒を含み、強度、耐スポーリング性なら
びに充填性の良好な不定形耐火物に関し、溶鋼取鍋、タ
ンディツシュ等の溶融金属容器や出銑樋等忙広く利用さ
れる。

〔従来の技術〕

近年、省エネルギー、省力化等の目的から取鍋、タンデ
ィツシュ、出銑樋等の従来耐火れんがで施工されていた
溶融金属容器や樋が不定形耐火物の流し込み方式で形成
される傾向が多くなり、しかもこの不定形耐火物の使用
条件は益々苛酷化されている。かかる状況下において、
不定形耐火物に要求される緒特性、すなわち、充填性の
ほか強度、体積安定性、耐層性、耐構造スポーリング性
等の向上が要求されるようになって来た。

これらの緒特性向上の対案として、例えば特開昭５３−
４０２２、特開昭５５−１６２５９０、特開昭５９−２
６９７９、特開昭５９−９２９７５、特公昭５６−２２
８３５等に見られる如く、種々の耐火れんがもしくはこ
れらの使用後の回収れんが屑または不定形耐火物の使用
後回双肩の粗大粒を使用した不定形耐火物が開示されて
いる。

しかして上記の如き粗大粒を使用した不定形耐火物の施
工方法としては、予め施工部位に粗大粒を充填しておき
、これらの間隙に流動性の良好な耐火モルタルもしくは
キャスタブルを施工部位の下部から圧入充填するいわゆ
るプレパックド工法による施工方法のほか、予め混練し
た耐火材と粗大粒を別個に施工部位に投入充填する施工
方法も行われている。このほか従来のキャスタブル施工
の如く、充填母材と粗大粒を同時に混練して施工する方
法もなお行われている。

しかし上記粗大粒を使用する従来の流し込みによって充
填される不定形耐火物には次の如き多くの問題点がある
。すなわち、各種の耐火れんがおよびこれらの使用後の
回収れんが屑より製造した粗大粒では一般に気孔率が５
〜１５チ、使用後の不定形耐火物より製造した粗大粒で
は７〜２５チときわめて犬であるため、母材と粗大粒と
を同時に混合混練する場合に粗大粒の吸水性による問題
および吸水性から派生する問題がある。すなわち、母材
と粗大粒を同時に混練する場合には、当初設定した母材
の添加水分より多量の水分が必要であり、しかも粗大粒
の吸水率がその種類によって異なるために不定形耐火物
の流し込み施工時にその流動性および使用可能時間等の
十分な作業性を確保するため和は、予め混線時に粗大粒
に十分吸水させておく必要があり、そのためには混線時
間も長くなるという問題があった。

またプレパックド工法や粗大粒と母材とを別々に投入す
るその他の施工方法についても、粗大粒の吸水のために
母材の流動性が低下し、施工体の充填不良等の問題がみ
られた。

これらの粗大粒の吸水性に因る作業性の悪化や充填性の
不良を改善する目的のため、使用する前に粗大粒を水で
濡らし吸水させたものを使用することも試みられた例が
あるが、水分管理の点で困難を伴なうほか、施工時に水
分の多い部分と少い部分が生じ、水分の多い部位では施
工体の強度不足や耐熱性の劣化の問題が発生し、水分の
少い部位では充填不足等の問題が発生し流し込みによる
不定形耐火物として満足すべき特性を付与することがで
きなかった。

上記問題点は粗大粒を使用する従来の不定形耐火物の施
工上の問題であるが、その後の乾燥工程においても水分
を多量に含有する場合乾燥時施工体の一部が爆裂すると
いう問題もあった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、上記従来の粗大粒を使用する流し込み
にて形成される不定形耐火物の多くの問題点を解決し、
強度、体積安定性、耐磨耗性、耐構造スポーリング性が
すぐれ、かつ充填性の良好な溶融金属容器用不定形耐火
物を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の要旨とするところは次の如くである。

すなわち、外側に設けられた鉄皮と該鉄皮の内側に設け
られた内張耐火材とを有して成る溶融金属容器に流し込
みにて形成される不定形耐火物において、粒径１０詣未
満の流し込み用耐火材を主成分とし乾量にて１００重量
部の母材と、前記母材中に均等に混在しシリカ系もしく
はアルミナ系のコーティング剤にて被覆処理された５〜
６０重量部の粒径１０ｍｍ以上の粗大粒耐火材と、を有
することを特徴とする溶融金属容器用不定形耐火物であ
る。

本発明による不定形耐火物は第１図に示す如く、母材８
と、該母材中に均等に混在する被覆粗大粒１２とより成
り、母材８および粗大粒１２の材質は特に限定の要がな
く、従来通常粒し込み不定形耐火物として一般に使用さ
れる母材および粗大粒が使用できる。

次に母材および粗大粒のサイズについては、先ず母材は
通常粒径１０．、未満の微細粒耐火材であって、硬化剤
および水を配合して混練し流し込み可能のサイズであれ
ばよい。次に粗大粒は母材中に混在させるため粒径の下
限を１０ｍとし、上限については施工体の厚みによって
は１００ｆｌ程度は使用可能である。第１表に示すのは
セミジルコン質流し込み材の母材の配合を示す一例であ
る。

第　　１　　表 粗大粒として配合する耐火材は上記の如く特に限定の要
なく、ジルコン質、シリカ質、ろう石質、アルミナ質、
マグネシア質、スピネル質等各種れ可能である。

これらの粗大粒の使用時のサイズについては本発明では
１０詣以上と限定した。粗大粒の粒度の下限を１０．と
じたのは母材と同時に流し込んだ場合母材の流動性を阻
害するのを防止するためである。上限は特に限定しない
が、施工体の厚さにより決めるべきで、例えば施工厚み
２００ｍの取鍋に施工する場合は上限は９０龍程度が好
ましく、出銑樋等の如く施工体が厚い場合は９０１１１
！以上でもよい。

本発明による不定形耐火物の最も大きな特徴は、これら
の粗大粒を配合前にシリカ系もしくはアルミナ系のコー
ティング剤にて被覆処理をしておくことである。シリカ
系コーティング剤としては、シリコンオイル、シリカゾ
ル、アミンシリケート、エチルシリケート等が使用可能
であり、アルミナ系コーティング剤としてはアルミナゾ
ル等が使用可能である。しかし使用する粗大粒の材質に
よってコーティング剤の種類を使い分ける方が好ましく
、例工ばジルコン質、シリカ質、ろう石質の粗大粒に対
してはシリカ系コーティング剤のシリコンオイル、シリ
カゾル、アミンシリケート、エチルシリケート等を用い
、アルミナ質、マグネシア質、スピネル質の粗大粒に対
してはアルミナ系のアルミナゾル等のコーティング剤を
用いて被覆処理するのが好しい。

またクリカーアルミナ系の粗大粒を被覆処理する場合に
は粗大粒のシリカ質、アルミナ質の構成比率に合せて、
例えばシリカゾルとアルミナゾルとを混合したコーティ
ング剤とすることも可能である。

次釦被覆処理するコーティング剤の濃度については、市
販のコーティング剤を原液のまま、もしくは１０倍以下
に稀釈した稀釈溶液が好適である。

すなわち、原液／水の容積比率をＩ１０〜１／１０と限
定するものであって、１０倍を越す稀薄溶液では十分か
つ均一な被覆処理が困難である。

粗大粒の被覆処理の目的は、混線時における粗大粒の吸
水を抑制して適正な気孔率を保持し母材との親和性を良
好ならしめ両者の接着力を最大限に保持するものであっ
て、実験結果釦よると被覆処理後の粗大粒の気孔率が１
〜５チである場合が最もよい結果が得られることが判明
した。

次に粗大粒の被覆処理方法については、特に限定の要な
くいずれの方法でもよい。すなわち、粗大粒にコーティ
ング剤溶液を撒布もしくは噴霧した後、これを熱風等に
よって乾燥して被覆粗大粒を得る方法、もしくは金網等
に粗大粒を入れコーティング剤溶液中に一定時間浸漬処
理した後、これを引上げ熱風等によって乾燥して被覆粗
大粒を得る方法等があるが、粗大粒に均等厚みで被覆処
理できればいずれの方法でも差支えない。

次に本発明による不定形耐火物の粗大粒の使用割合につ
いては、母材１００重量部に対し外掛で被覆処理した粗
大粒が５〜６０重量部の範囲で配合すべきであることが
判明した。この限定理由は次の如くである。すなわち、
被覆粗大粒が母材１００重量部に対し外掛で５重量部未
満の割合の場合には、粗大粒が過少であって流し込みに
よる不定形耐火物の十分な強度、体積安定性、耐磨耗性
、耐構造スポーリング性等の粗大粒配合の本来の効果が
現れず、また反対に母材１００重量部に対し被覆処理し
た粗大粒が６０重量部を越して過多となると、流動性を
阻害するからである。そのため本発明では母材１００重
量部処対しコーティング剤で被覆処理した１０ｍ以上の
粗大粒の配合割合を外掛で５〜６０重量部に限定した。

〔作用〕

本発明による不定形耐火物の構成は上記のとおりである
が、本発明の限定要件による作用を施工体が溶鋼取鍋の
場合について説明する。

第１図は本発明による不定形耐火物を取鍋に施工した模
式部分断面図である。外側圧設けられた鉄皮２の内側に
は永久張りれんが４が内張されており、更にその内側に
本発明による不定形耐火物６が流し込みにより充填され
る。

本発明による不定形耐火物６は、母材８とコーティング
剤１０によって被覆された１０１１１１以上の粗大粒１
２とより成るものであって、被覆された粗大粒１２は次
の如く作用するものと考えられる。

すなわち、被覆前の粗大粒１２は先に記載のとおり、各
種れんがおよび使用後のれんが屑より調製したもので５
〜１５チの気孔率を示し、使用後の塊状不定形耐火物よ
り調製した場合には７〜２５チの大なる気孔率を示す。

ところが本発明における粗大粒１２はシリカ系もしくは
アルミナ系コーティング剤１０によって被覆されて乾燥
された状態であって、コーティング処理中にコーティン
グ溶液が粗大粒１２の内部に侵入して気孔を閉塞もしく
は減少して１〜５チの気孔率に調整される。

上記コーティング処理による被覆粗大粒１２の気孔率の
調整は、コーティング処理時におけるコーティング剤の
水による稀釈度を原液／水の容積比率をＩ１０〜１／１
０の範囲に限定することによって達成される。

かくの如く被覆粗大粒における調整された１〜５％の気
孔率によって、母材８との混線時に粗大粒１２への過度
の吸水が抑制され適正な吸水が保持されるので母材８と
被覆粗大粒１２との親和性が最も良好な状態に保持され
る。その結果被覆粗大粒１２と母材８との結合による接
着力がきわめて強固に保持されるので急激な熱的変化に
対しても粗大粒１２が剥落することがなく高強度に保持
されるものと考えられる。

また、本発明圧よる被覆粗大粒１２の気孔率が１〜５チ
に調整されることの他の作用として、下記実施例にて記
載の如く、母材８との混練時には母材８そのものの混線
時とほぼ等しい５チ程度の少い添加水分によって良好な
る流動性が確保される。

本発明による不定形耐火物は適正な構成に基く上記作用
によってすぐれた緒特性を有する効果が現れるものと考
えられる。

〔実施例〕

ジルコン質、シリカ質、アルミナ質およびマグネシア質
の各種未使用れんが、使用後の回収れんが、使用後の塊
状不定形耐火物から１０〜９０ｆｉサイズの粗大粒を調
製し、これにシリコンオイル、シリカゾル、アミンシリ
ケート、エチルシリケート、アルミナゾル等のコーティ
ング剤を原液のまま、もしくは水による稀釈割合が１０
倍以下の種々の割合で配合したコーティング溶液に浸漬
して被覆処理したものを熱風で乾燥して被覆粗大粒を調
製し、これらの被覆粗大粒の気孔率を測定した結果第２
表に示す如く、いずれも１〜５チの範囲であった。第２
表の（原液／水）の容積比率に１１０とあるは配合水が
Ｏの場合、すなわち原液のままを意味する。

これらの被覆粗大粒を先に第１表にて示したセミジルコ
ン質の流し込み材を母材とし、被覆粗大粒の配合割合、
添加水分を種々変化せしめて本発明による限定要件に合
致する不定形耐火物と、従来の粗大粒を含まないもの及
び被覆処理しない粗大粒を含む比較例について、フロー
値にて示す流動性、８００℃で２０分間加熱乾燥時の爆
裂の有無、１１０℃ＶＣ１０時間加熱後の圧縮強さ、１
２ｏ。

℃に１５分間加熱した後１５分間空冷するサイクルを１
０回繰返して剥落の有無を検査する耐スポーリング性、
施工体への充填性を調査した結果は第３表に示すとおり
である。

エ乙Ｏ・■ 第３表より明らかな如く、例１２〜１５０本発明例では
被覆粗大粒を使用することにより、母材との同時混練に
よる流し込み不定形耐火物製造時にも母材のみの混線時
とほぼ同程度の添加水分で十分の流動性が得られ、その
緒特性もすぐれた結果を示したに対し、粗大粒の配合の
ない例１０およびコーティング剤による被覆処理を施さ
ないジルコン質粗大粒を含む例１１の比較例は、いずれ
も本発明例に比し著しく劣っていることが判明した。す
なわち、例１０の比較例は添加水分は５チと少いにも拘
らず乾燥時の爆裂があったほか、圧縮強さが４０ｋｆ？
ｆ／ｃｒｌと劣り、かつ耐スポーリング性も劣悪であり
、例１１の比較例は添加水分として外掛７多の多くを要
し乾燥時に爆裂があったほか圧縮強さおよび耐スポーリ
ング性も劣悪であり、本発明例はこれらの従来例等の比
較例に比し充填性がすぐれているほか緒特性が格段にす
ぐれており、本発明による限定要件の適正性を裏付ける
結果を示している。

なお本発明例の耐磨耗性については、施工体の強度およ
び充填性等に関係する特性であり、高強度で充填性のす
ぐれた本発明例は当然磨耗性もすぐれているものと考え
られる。

〔発明の効果〕

上記実施例より明らかな如く、本発明による溶融金属容
器用不定形耐火物は母材１００重量部に対しシリカ系も
しくはアルミナ系コーティング剤にて被覆処理された粗
大粒を５〜６０重量部配合し適正な気孔率を保持させた
もので次の如きすぐれた効果を収めることができた。

（イ）母材と被覆粗大粒との混線時には外掛にて約５％
の少い添加水分によってすぐれた流動性を確保できるば
かりでなく、施工体全体の水分を均一にできるので強度
の均一な施工体を精密に形成できる。

（ロ）上記混線時の添加水分が少くてすむので、乾燥時
に爆裂する等の障害は全くない。

Ｖ→　圧縮強さが大で１１０℃に１０時間加熱後の圧縮
強さが７０〜８３ｋｇ・ｆ／（ｙｄＪｌｃ達する。

に）耐スポーリング性が大で、急激な温度変化によって
も剥落事故は全くない。

（ホ）耐磨耗性も犬で耐火物としての寿命も長い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の構成を示す模式断面図である。 ２・・・鉄皮、　　　　　　　４・・・永久張りれんが
６・・・不定形耐火物、　　　８・・・母材１０・・・
コーティング剤、　１２へ・・粗大粒代理人　弁理士　
中　路　武　雄 第１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）外側に設けられた鉄皮と該鉄皮の内側に設けられ
   た内張耐火材とを有して成る溶融金属容器に流し込みに
   て形成される不定形耐火物において、粒径１０ｍｍ未満
   の流し込み用耐火材を主成分とし乾量にて１００重量部
   の母材と、前記母材中に均等に混在しシリカ系もしくは
   アルミナ系のコーティング剤にて被覆処理された５〜６
   ０重量部の粒径１０ｍｍ以上の粗大粒耐火材と、を有す
   ることを特徴とする溶融金属容器用不定形耐火物。
2. （２）前記シリカ系もしくはアルミナ系のコーティング
   剤はシリコンオイル、シリカゾル、アミンシリケート、
   エチルシリケート、アルミナゾルのうちより選ばれた１
   種もしくは２種以上を原液のままもしくは容積比率にて
   １０倍以下の水にて稀釈したコーティング処理溶液であ
   る特許請求の範囲の第１項に記載の溶融金属容器用不定
   形耐火物。
3. （３）前記コーティング剤にて被覆処理された粗大粒の
   気孔率は１〜５％である特許請求の範囲の第１項に記載
   の溶融金属容器用不定形耐火物。