JPS62113B2 - - Google Patents
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- JPS62113B2 JPS62113B2 JP58211079A JP21107983A JPS62113B2 JP S62113 B2 JPS62113 B2 JP S62113B2 JP 58211079 A JP58211079 A JP 58211079A JP 21107983 A JP21107983 A JP 21107983A JP S62113 B2 JPS62113 B2 JP S62113B2
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Description
近年、特に製鉄工業においては高級鋼種の生産
増加、連続鋳造比率の増加に伴い、窯炉の使用条
件が苛酷化しており、溶融精錬炉、溶鋼保持炉等
へ高耐食性をもつ塩基性耐火物の適用が注目され
ている。一方、機械化による省力施工、部分補修
の容易性等の合理化の観点及び目地なし一体施工
が可能で、れんが張り時のような目地部溶損がな
い等の使用上の観点より流し込み施工法が普及し
てきた。しかしながら流し込み施工用材料（流し
込み材料）は一般に高アルミナ質、中アルミナ
質、シヤモツト質、ジルコン質等の中性及び酸性
の耐火物に限られている。 流し込みによる施工体の一つの特徴としてプレ
ス成形品やスタンプ施工体等と比べ微粉部組織が
緻密であり、微粉粒子間の接触が密である。この
ため、施工体を加熱冷却後の収縮が大きくなる。
従つて、高温で使用された後冷却を受ける場合に
は亀裂を発生し易い欠点をもつている。アルミナ
質やシヤモツト質の中性及び酸性の流し込み材で
は加熱中にムライトを生成させ膨張させる等の手
法により加熱後の収縮を抑制した材料が造り易
い。しかしながら塩基性流し込み材の場合は加熱
後線収縮を抑制する現実的な方法が無かつたため
亀裂が発生し易く割れ易い欠点があつた。 また、塩基性流し込み材では中性や酸性の流し
込み材と比較し溶融金属や溶融スラグに対して耐
溶損性は非常に優れるが、スラグ成分は浸潤し易
い。スラグは主として骨材と結合する微粉組織中
の気孔を通じて浸潤するため浸潤したスラグによ
り微粉粒子及び一部の骨材と反応を生じ初期の組
織とは異つた変質層を形成する。これによりいわ
ゆる構造的スポーリングを生じ亀裂が発生し、剥
離を生ずる結果となる。これら欠点のため塩基性
流し込み材本来の緻密な組織による高耐食性を十
分発揮することなく、亀裂、割れに伴う剥離損傷
により寿命が律速されているのが現状である。 亀裂、割れに伴う剥離損傷を抑制した塩基性耐
火物は公知である。例えば本出願人が提案した特
公昭57−16953号公報は塩基性耐火物原料にシリ
カと金属粉末を配合してなる耐火物である。しか
し、塩基性流し込み材の場合、施工媒体として流
動性を利用するために水分を添加するため、シリ
コン、フエロシリコン、アルミニウム等の金属粉
末は下記水和反応を生じ、施工体の組織を破壊す
る。このため塩基性流し込み材には高温での浸潤
抑制には金属粉末の適用が不可能である。 Si＋4H2O→Si（OH）4＋2H2↑ Al＋3H2O→Al（OH）3＋3/2H2↑ 本発明は、上記の如く亀裂、割れによる損傷を
防止し、且つ高耐食性を有する塩基性流し込み材
を得ることを目的とし、塩基性流し込み材におけ
る微粉部組織を構成する微粉部粒度及びその組成
に着目して完成したものである。 すなわち、本発明は流し込み材において、74μ
以下の粒子を30〜95重量％含むマグネシアクリン
カー90〜55重量％と、２μ以下の粒子を10重量％
以上含むシリカ質原料10〜45重量％とから297μ
以下の微粉構成部がなることを特徴とする塩基性
流し込み材にある。 本発明の塩基性流し込み材は加熱により微粉部
中のシリカ質原料がまず573℃で変態膨張を生
じ、続いて1200℃以上で同じく微粉部中のマグネ
シアクリンカーと反応を開始しフオルステライト
（Forsterite）及び非晶質を生じる。すなわちシ
リカ質原料は573℃で膨張した状態のまま、マグ
ネシアクリンカーと反応し、シリカ質原料として
のもとの組成ではなくなつてしまうため、続いて
冷却を行なつても573℃ではもはや変態収縮を生
じない。このため流し込み施工体としての加熱後
線収縮は抑制される。また、上記の如くフオルス
テライトと非晶質の生成により微粉組織中の気孔
を分断、密封する。このため耐火物組織中の気孔
を通じて進行するスラグの浸潤を大巾に減少する
ことができる。 本発明の塩基性流し込み材はこれらの効果によ
り亀裂、割れによる損傷を防止したものである。
本発明の塩基性流し込み材の297μ以下の微粉構
成部分に用いるマグネシアクリンカーはMgO成
分85％以上の高純度の海水、天然の焼結クリンカ
ーや電融クリンカーが好ましい。またその粒度は
297μ以下でしかもそのうち74μ以下の粒子を30
〜95重量％含有しているマグネシアクリンカーが
好ましい。74μ以下が30重量％未満であると高温
でのシリカとの反応が遅くなり好ましくない。ま
た95重量％を越えると微粉部全体の粒度構成か
ら、流し込み作業が困難となる。シリカ原料との
反応性、作業性の両方を考慮した場合74μ以下の
粒子の含有量はおよそ55〜85重量％であることが
最も好ましい。 一方、本発明の塩基性流し込み材の297μ以下
の微粉部に用いるシリカ原料は、珪石粉、石英
粉、珪砂、溶融石英、シリカフラワー等のSiO2
成分85％以上の高純度のものが好ましい。またそ
の粒度は297μ以下で２μ以下の粒子を10重量％
以上含有している必要がある。２μ以下の粒子が
10重量％未満である場合はマグネシアとの反応性
が遅く、未反応のシリカ質原料が残存し添加効果
が発揮できず、微粉部中での分散状態も不十分で
均一な反応が期待できず、流し込み施工時の流動
性も低下し、流し込み施工体の特徴である緻密さ
が失なわれるので好ましくない。 本発明において塩基性流し込み材の微粉部とし
て粒度を297μ以下と設定したのは297μを越える
粒子では急激に反応性が低下し微粉というより粒
として考えるべきだからである。 本発明の塩基性流し込み材の微粉部を構成する
マグネシアクリンカーとシリカ原料との微粉部に
おける配合比率は第１図及び第２図に示す通りで
ある。第１図は297μ以下の微粉構成部分におけ
るシリカ原料の添加量と1600℃−３時間加熱後の
収縮率（線変化率）（％）との関係を示す。すな
わち297μ以下の粒度をもち74μ以下の粒子の含
有量が75重量％であるMgO成分95重量％の海水
マグネシアクリンカーと、SiO2成分90重量％の
シリカフラワーとSiO2成分98重量％の珪砂成分
との混合物であつて297μ以下の粒度をもち且つ
２μ以下の粒子の含有量が30重量％である混合シ
リカ原料とを第１図に示す量で使用した時の1600
℃−３時間加熱後の収縮率を示す。第１図から明
らかなようにシリカ原料を10重量％加熱後線収縮
が急激に抑制され25重量％以上では膨張性を与え
ることができる。しかしながら45重量％を超える
とマグネシアクリンカーとの反応でフオルステラ
イトではなく低融点をもつクリノエンスタタイト
を生成するため高温での使用に耐えない。 第２図は第１図のための実験に用いたのと同原
料で微粉部を構成し、297μ以上である粗粒及び
中粒部にすべてMgO95％の海水マグネシアクリ
ンカーを用いて造つた塩基性流し込み材における
297μ以下の微粉構成部分のシリカ原料添加量と
製鋼スラグによる侵食深さ及び浸潤深さとの関係
を示すものである。スラグテストは回転ドラム法
により1650℃で2.5時間行つた。第２図から明ら
かなように微粉部中にシリカ原料を添加すること
により浸潤深さを急激に減少させることができる
のがわかる。一方、侵食深さはシリカの添加によ
り増大するが、いずれのシリカの添加量において
も侵食深さと浸潤深さとの合計量はシリカを添加
しない場合よりも少なくすることができ、総合的
な耐用性を向上させることができる。第１図及び
第２図より297μ以下の塩基性流し込み材の微粉
部へのシリカの添加量は10重量％でスラグ浸潤抑
制には充分な効果があり、一方、45重量％を越え
るとクリノエンスタタイト生成のため溶融状態と
なり、高温使用に問題がある。 従つて297μ以下の微粉部中のマグネシアクリ
ンカー量はシリカ原料の残部90〜55重量％とな
る。 一方、粗粒、中粒の骨材を含む塩基性流し込み
材を製造する場合においては、骨材としてはマグ
ネシアクリンカー、ドロマイトクリンカー、合成
ドロマイトクリンカー、スピネルクリンカー、ク
ロム鉱等が使用でき、粒径は10mm〜297μが好ま
しい。10mmを超えたものを含有すると粒自体の割
れが発生したり、微粉部との結合不良が生じる場
合があるので好ましくない。 なお、骨材と微粉部との比率は50：50から75：
25程度が好ましい。また流し込み作業性を考慮し
て例えばアルミナセメント等の結合剤（凝集
剤）、リン酸ソーダ等の解膠剤、水酸化カルシウ
ム等の硬化剤、クエン酸等の脂肪族カルボン酸や
硼砂、硼酸等の硬化遅延剤、アルミニウム粉等の
乾燥促進剤等を297μ以下の微粉部中に若干量添
加してもよい。また流動性を改善するためアルミ
ナ微粉、粘土類を混合使用してもよい。 以下に実施例及び比較例を掲げて本発明を説明
する。 実施例 下記第１表に示す組成の流し込み材を常法によ
り造り、本発明品（実施例）と比較品（比較例）
との加熱後収縮率とスラグテスト結果とを第１表
に示す。
増加、連続鋳造比率の増加に伴い、窯炉の使用条
件が苛酷化しており、溶融精錬炉、溶鋼保持炉等
へ高耐食性をもつ塩基性耐火物の適用が注目され
ている。一方、機械化による省力施工、部分補修
の容易性等の合理化の観点及び目地なし一体施工
が可能で、れんが張り時のような目地部溶損がな
い等の使用上の観点より流し込み施工法が普及し
てきた。しかしながら流し込み施工用材料（流し
込み材料）は一般に高アルミナ質、中アルミナ
質、シヤモツト質、ジルコン質等の中性及び酸性
の耐火物に限られている。 流し込みによる施工体の一つの特徴としてプレ
ス成形品やスタンプ施工体等と比べ微粉部組織が
緻密であり、微粉粒子間の接触が密である。この
ため、施工体を加熱冷却後の収縮が大きくなる。
従つて、高温で使用された後冷却を受ける場合に
は亀裂を発生し易い欠点をもつている。アルミナ
質やシヤモツト質の中性及び酸性の流し込み材で
は加熱中にムライトを生成させ膨張させる等の手
法により加熱後の収縮を抑制した材料が造り易
い。しかしながら塩基性流し込み材の場合は加熱
後線収縮を抑制する現実的な方法が無かつたため
亀裂が発生し易く割れ易い欠点があつた。 また、塩基性流し込み材では中性や酸性の流し
込み材と比較し溶融金属や溶融スラグに対して耐
溶損性は非常に優れるが、スラグ成分は浸潤し易
い。スラグは主として骨材と結合する微粉組織中
の気孔を通じて浸潤するため浸潤したスラグによ
り微粉粒子及び一部の骨材と反応を生じ初期の組
織とは異つた変質層を形成する。これによりいわ
ゆる構造的スポーリングを生じ亀裂が発生し、剥
離を生ずる結果となる。これら欠点のため塩基性
流し込み材本来の緻密な組織による高耐食性を十
分発揮することなく、亀裂、割れに伴う剥離損傷
により寿命が律速されているのが現状である。 亀裂、割れに伴う剥離損傷を抑制した塩基性耐
火物は公知である。例えば本出願人が提案した特
公昭57−16953号公報は塩基性耐火物原料にシリ
カと金属粉末を配合してなる耐火物である。しか
し、塩基性流し込み材の場合、施工媒体として流
動性を利用するために水分を添加するため、シリ
コン、フエロシリコン、アルミニウム等の金属粉
末は下記水和反応を生じ、施工体の組織を破壊す
る。このため塩基性流し込み材には高温での浸潤
抑制には金属粉末の適用が不可能である。 Si＋4H2O→Si（OH）4＋2H2↑ Al＋3H2O→Al（OH）3＋3/2H2↑ 本発明は、上記の如く亀裂、割れによる損傷を
防止し、且つ高耐食性を有する塩基性流し込み材
を得ることを目的とし、塩基性流し込み材におけ
る微粉部組織を構成する微粉部粒度及びその組成
に着目して完成したものである。 すなわち、本発明は流し込み材において、74μ
以下の粒子を30〜95重量％含むマグネシアクリン
カー90〜55重量％と、２μ以下の粒子を10重量％
以上含むシリカ質原料10〜45重量％とから297μ
以下の微粉構成部がなることを特徴とする塩基性
流し込み材にある。 本発明の塩基性流し込み材は加熱により微粉部
中のシリカ質原料がまず573℃で変態膨張を生
じ、続いて1200℃以上で同じく微粉部中のマグネ
シアクリンカーと反応を開始しフオルステライト
（Forsterite）及び非晶質を生じる。すなわちシ
リカ質原料は573℃で膨張した状態のまま、マグ
ネシアクリンカーと反応し、シリカ質原料として
のもとの組成ではなくなつてしまうため、続いて
冷却を行なつても573℃ではもはや変態収縮を生
じない。このため流し込み施工体としての加熱後
線収縮は抑制される。また、上記の如くフオルス
テライトと非晶質の生成により微粉組織中の気孔
を分断、密封する。このため耐火物組織中の気孔
を通じて進行するスラグの浸潤を大巾に減少する
ことができる。 本発明の塩基性流し込み材はこれらの効果によ
り亀裂、割れによる損傷を防止したものである。
本発明の塩基性流し込み材の297μ以下の微粉構
成部分に用いるマグネシアクリンカーはMgO成
分85％以上の高純度の海水、天然の焼結クリンカ
ーや電融クリンカーが好ましい。またその粒度は
297μ以下でしかもそのうち74μ以下の粒子を30
〜95重量％含有しているマグネシアクリンカーが
好ましい。74μ以下が30重量％未満であると高温
でのシリカとの反応が遅くなり好ましくない。ま
た95重量％を越えると微粉部全体の粒度構成か
ら、流し込み作業が困難となる。シリカ原料との
反応性、作業性の両方を考慮した場合74μ以下の
粒子の含有量はおよそ55〜85重量％であることが
最も好ましい。 一方、本発明の塩基性流し込み材の297μ以下
の微粉部に用いるシリカ原料は、珪石粉、石英
粉、珪砂、溶融石英、シリカフラワー等のSiO2
成分85％以上の高純度のものが好ましい。またそ
の粒度は297μ以下で２μ以下の粒子を10重量％
以上含有している必要がある。２μ以下の粒子が
10重量％未満である場合はマグネシアとの反応性
が遅く、未反応のシリカ質原料が残存し添加効果
が発揮できず、微粉部中での分散状態も不十分で
均一な反応が期待できず、流し込み施工時の流動
性も低下し、流し込み施工体の特徴である緻密さ
が失なわれるので好ましくない。 本発明において塩基性流し込み材の微粉部とし
て粒度を297μ以下と設定したのは297μを越える
粒子では急激に反応性が低下し微粉というより粒
として考えるべきだからである。 本発明の塩基性流し込み材の微粉部を構成する
マグネシアクリンカーとシリカ原料との微粉部に
おける配合比率は第１図及び第２図に示す通りで
ある。第１図は297μ以下の微粉構成部分におけ
るシリカ原料の添加量と1600℃−３時間加熱後の
収縮率（線変化率）（％）との関係を示す。すな
わち297μ以下の粒度をもち74μ以下の粒子の含
有量が75重量％であるMgO成分95重量％の海水
マグネシアクリンカーと、SiO2成分90重量％の
シリカフラワーとSiO2成分98重量％の珪砂成分
との混合物であつて297μ以下の粒度をもち且つ
２μ以下の粒子の含有量が30重量％である混合シ
リカ原料とを第１図に示す量で使用した時の1600
℃−３時間加熱後の収縮率を示す。第１図から明
らかなようにシリカ原料を10重量％加熱後線収縮
が急激に抑制され25重量％以上では膨張性を与え
ることができる。しかしながら45重量％を超える
とマグネシアクリンカーとの反応でフオルステラ
イトではなく低融点をもつクリノエンスタタイト
を生成するため高温での使用に耐えない。 第２図は第１図のための実験に用いたのと同原
料で微粉部を構成し、297μ以上である粗粒及び
中粒部にすべてMgO95％の海水マグネシアクリ
ンカーを用いて造つた塩基性流し込み材における
297μ以下の微粉構成部分のシリカ原料添加量と
製鋼スラグによる侵食深さ及び浸潤深さとの関係
を示すものである。スラグテストは回転ドラム法
により1650℃で2.5時間行つた。第２図から明ら
かなように微粉部中にシリカ原料を添加すること
により浸潤深さを急激に減少させることができる
のがわかる。一方、侵食深さはシリカの添加によ
り増大するが、いずれのシリカの添加量において
も侵食深さと浸潤深さとの合計量はシリカを添加
しない場合よりも少なくすることができ、総合的
な耐用性を向上させることができる。第１図及び
第２図より297μ以下の塩基性流し込み材の微粉
部へのシリカの添加量は10重量％でスラグ浸潤抑
制には充分な効果があり、一方、45重量％を越え
るとクリノエンスタタイト生成のため溶融状態と
なり、高温使用に問題がある。 従つて297μ以下の微粉部中のマグネシアクリ
ンカー量はシリカ原料の残部90〜55重量％とな
る。 一方、粗粒、中粒の骨材を含む塩基性流し込み
材を製造する場合においては、骨材としてはマグ
ネシアクリンカー、ドロマイトクリンカー、合成
ドロマイトクリンカー、スピネルクリンカー、ク
ロム鉱等が使用でき、粒径は10mm〜297μが好ま
しい。10mmを超えたものを含有すると粒自体の割
れが発生したり、微粉部との結合不良が生じる場
合があるので好ましくない。 なお、骨材と微粉部との比率は50：50から75：
25程度が好ましい。また流し込み作業性を考慮し
て例えばアルミナセメント等の結合剤（凝集
剤）、リン酸ソーダ等の解膠剤、水酸化カルシウ
ム等の硬化剤、クエン酸等の脂肪族カルボン酸や
硼砂、硼酸等の硬化遅延剤、アルミニウム粉等の
乾燥促進剤等を297μ以下の微粉部中に若干量添
加してもよい。また流動性を改善するためアルミ
ナ微粉、粘土類を混合使用してもよい。 以下に実施例及び比較例を掲げて本発明を説明
する。 実施例 下記第１表に示す組成の流し込み材を常法によ
り造り、本発明品（実施例）と比較品（比較例）
との加熱後収縮率とスラグテスト結果とを第１表
に示す。
【表】
【表】
スラグテストは回転ドラム法により製鋼スラグ
を用い、1650℃−2.5時間保持したテストと同様
の方法により1650℃−30分保持、800℃まで空冷
を１サイクルとして５サイクルくり返したテスト
を行なつた。 マグネシアクリンカーの74μ以下及びシリカ原
料の２μ以下の超微粉量の少ない比較例１ではマ
グネシアとシリカ原料との反応が不十分で、スラ
グ浸潤が大きく、またシリカ量の少ない比較例２
についても同様スラグ浸潤が大きく、温度変化を
与えた場合には亀裂が発生し易い。これに比較し
本発明品では加熱後収縮も小さく、スラグ浸潤も
少なく、亀裂の発生もない。
を用い、1650℃−2.5時間保持したテストと同様
の方法により1650℃−30分保持、800℃まで空冷
を１サイクルとして５サイクルくり返したテスト
を行なつた。 マグネシアクリンカーの74μ以下及びシリカ原
料の２μ以下の超微粉量の少ない比較例１ではマ
グネシアとシリカ原料との反応が不十分で、スラ
グ浸潤が大きく、またシリカ量の少ない比較例２
についても同様スラグ浸潤が大きく、温度変化を
与えた場合には亀裂が発生し易い。これに比較し
本発明品では加熱後収縮も小さく、スラグ浸潤も
少なく、亀裂の発生もない。
第１図は297μ以下の微粉構成部分におけるシ
リカ原料の添加量と1600℃−３時間加熱後の収縮
率（線変化率）（％）との関係を示す線図、第２
図は第１図と同じ微粉構成部分の原料と、粗粒及
び中粒部にMgOとを使用した流し込み材におけ
る297μ以下の微粉構成部分のシリカ原料添加量
と製鋼スラグによる侵食深さ及び浸潤深さとの関
係を示す線図である。
リカ原料の添加量と1600℃−３時間加熱後の収縮
率（線変化率）（％）との関係を示す線図、第２
図は第１図と同じ微粉構成部分の原料と、粗粒及
び中粒部にMgOとを使用した流し込み材におけ
る297μ以下の微粉構成部分のシリカ原料添加量
と製鋼スラグによる侵食深さ及び浸潤深さとの関
係を示す線図である。
Claims (1)
- １ 流し込み材において、74μ以下の粒子を30〜
95重量％含むマグネシアクリンカー90〜55重量％
と、２μ以下の粒子を10重量％以上含むシリカ質
原料10〜45重量％とから297μ以下の微粉構成部
がなることを特徴とする塩基性流し込み材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58211079A JPS60108373A (ja) | 1983-11-11 | 1983-11-11 | 塩基性流し込み材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58211079A JPS60108373A (ja) | 1983-11-11 | 1983-11-11 | 塩基性流し込み材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60108373A JPS60108373A (ja) | 1985-06-13 |
| JPS62113B2 true JPS62113B2 (ja) | 1987-01-06 |
Family
ID=16600057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58211079A Granted JPS60108373A (ja) | 1983-11-11 | 1983-11-11 | 塩基性流し込み材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60108373A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0226875A (ja) * | 1988-07-14 | 1990-01-29 | Shinagawa Refract Co Ltd | 鋳造用ノズル内壁の充填材焼付防止方法 |
| JPH0292871A (ja) * | 1988-09-28 | 1990-04-03 | Nippon Cement Co Ltd | ポルトランドセメント焼成回転窯内コーチング付着用不定形耐火物 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5716953A (en) * | 1980-06-28 | 1982-01-28 | Sadaaki Takagi | Method and apparatus for producing cushion material |
| JPS5833195A (ja) * | 1981-08-21 | 1983-02-26 | 株式会社東芝 | 放射性気体廃棄物処理装置 |
| JPS5899177A (ja) * | 1981-12-08 | 1983-06-13 | 川崎製鉄株式会社 | キャスタブル耐火組成物 |
-
1983
- 1983-11-11 JP JP58211079A patent/JPS60108373A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60108373A (ja) | 1985-06-13 |
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