JPS63396B2

JPS63396B2 -

Info

Publication number: JPS63396B2
Application number: JP54125147A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Nagai; Tadaharu Ootani
Original assignee: Harima Refractories Co Ltd
Current assignee: Harima Refractories Co Ltd
Priority date: 1979-09-28
Filing date: 1979-09-28
Publication date: 1988-01-06
Also published as: JPS5650172A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、養生・乾燥時のキレツ防止、急熱乾
燥時の耐爆裂性に優れた溶融金属容器内張用の不
定形耐火物および前記効果に加えて加熱乾燥時の
張出し現象のない溶融金属容器内張用不定形耐火
物に関する。不定形耐火物、特に塩基性の不定形耐火物は溶
融金属容器に内張した後の自然乾燥および加熱乾
燥において乾燥収縮によるキレツが発生し易く、
またバーナ等による急加熱乾燥では耐火物中の含
有水分が急激に水蒸気となつて耐火物内部の蒸気
圧が上昇する結果、不定形耐火物は剥離し、この
傾向が著しい場合は爆裂が生じるなどの問題があ
つた。上記の問題を解決するものとして、特開昭52−
62133号には無機繊維を添加した塩基性不定形耐
火物が提案されている。この発明は、無機繊維の
組織自体の通気性と、無機繊維が加熱乾燥による
溶融萎縮で形成される通気孔によつて不定形耐火
物内部の蒸気圧を下げ爆裂を防止するものである
が、無機繊維はその材質面から次のような欠点が
あつた。 (1) 相互摩擦が大きいためか、混練時には毛玉状
となつて分散が困難で、無機繊維添加の効果が
十分に得られない。 (2) 蒸気圧が最も高くなる温度域では無機繊維が
未だ溶融萎縮していないため蒸気の通気孔は繊
維組織の微細孔に頼らねばならず、キレツ発
生、爆裂防止の効果が不十分である。 (3) 溶融萎縮した無機繊維は低溶融点物質として
残存し、マトリツクス部を脆弱化させるので、
不定形耐火物の耐蝕性を低下させる。 (4) 溶融萎縮して残存した無機繊維は、不定形耐
火物の浸蝕と共に溶出し、鋼製品の品質低下を
招く。本発明者等は上記欠点を解決すべく、まず従来
の無機繊維に替えて有機繊維を添加することを考
えた。しかし、有機繊維は容易に燃焼するために
前記従来欠点(2)、(3)、(4)は克服できたが、燃焼中
に有害ガスを発生するものがあり、加熱乾燥時の
作業環境を低下させる新たな欠点が生じた。ま
た、特に天然の有機繊維のようにその表面状態か
ら相互摩擦が大きく、分散性の悪いものが多かつ
た。そこで本発明者らは更に研究を進めた結果、有
機繊維の中から燃焼によつて有害ガスを発生せ
ず、かつ分散性の優れたものとしてポリエステル
繊維およびビニロン繊維を発見し、さらにその長
さを限定することにより本発明を完成したもので
ある。本発明の第１発明は、耐火性粉末100重量部に
対して、長さ１〜50mmのポリエステル繊維及び／
又はビニロン繊維を0.02〜１重量部と、適当量の
結合剤および水を添加混合してなる溶融金属容器
内張用の不定形耐火物である。本発明でいう耐火性粉末とは例えばシヤモツ
ト、ムライト電融アルミナ、ジルコン、ケイ石、
ロー石、マグネシア、ドロマイト、クローム鉄
鉱、炭化珪素など、不定形耐火物に一般的に使用
されている耐火性原料の１種又は２種以を適宜粒
度調整したものである。ポリエステル繊維は通常用いられるものでよ
い。ビニロン繊維は、混練後、短時間に施工する不
定形耐火物に添加する場合はそのままでもよい
が、混練後、乾燥までに長時間を要するものでは
添加水分に溶解されて繊維としての機能が失なわ
れるため、ホルマール化処理して幾分水溶性を押
えたものが好ましい。繊維の太さは何んら特徴的なものではなく、数
μ〜500μ程度のものが使用でき、最も好ましい
のは５〜30μである。数μ以下の太さでは繊維製
造のコストが高くなり、しいては不定形耐火物の
コストを向上させるので好ましくなく、また
500μ以上では不定形耐火物の鏝のびなどの作業
性および耐蝕性が低下するので好ましくない。繊維の長さは種々の実験の結果、１〜50mmに限
定することによつて本発明の目的が達せられるこ
とがわかつた。１mm以下では切断に時間を要して
製造コストが高くなるとともに、水蒸気拡散の通
気孔としての役割りを十分果すことが出来ず、キ
レツ発生・爆裂妨止効果は著しく低下する。50mm
以上の場合は不定形耐火物の鏝のび、流動性など
の作業性が悪化し、施工が困難となる。上記の範
囲内で最も良好なのは５〜30mmの長さである。繊
維の長さは、上記の範囲内であれば長いものと短
いものとが混合しても本発明の効果は十分達せら
れる。繊維の添加量は0.02〜１重量部とし、その範囲
内で繊維の太さ、長さに合せて適宜変化させる。
0.02重量部以下では添加の効果がなく逆に５重量
部を越えると鏝のびなどの作業性が劣化するの
で、これを補うためには添加水分を増加させるこ
とになり、これが原因で結局は耐蝕性の低下を招
く。本発明は、必要に応じて粘土、各種耐火材の集
塵粉などを増粘剤として例えば0.1〜10重量部添
加混合し、垂直面に施工する場合の流れ落ちなど
を防止するように添加してもよい。結合剤はアルミナセメント、ケイ酸塩、リン酸
塩などの無機質結合剤、デキストリン、CMC、
HEC、リグニンスルフオン酸塩などの有機質結
合剤から選ばれる１種又は２種以上を適量添加す
る。添加量は何んら限定するものではないが、作
業性および耐蝕性を考慮して例えば0.1〜20重量
部とする。本発明の不定形耐火物は以上のように長さ１〜
50mmのポリエステル繊維及び／又はビニロン繊維
を添加混合したことにより従来公知の無機繊維の
場合に比べて次の如き効果がある。 (1) 繊維の相互摩擦が少なく、また適度な弾力性
を有しているために混練時の分散性に優れ、繊
維のスサ的効果および水蒸気通気孔の形成によ
るキレツ発生・爆裂防止効果が安定して得られ
る。 (2) 繊維は水蒸気が最も盛んな低温域で萎縮し、
通気孔を形成するので、キレツ発生・爆裂防止
に果す効果が大きい。 (3) 繊維は加熱乾燥によつて完全に焼失し、耐蝕
性低下の原因となるような低溶融点物質を残さ
ない。 (4) 繊維は加熱乾燥によつて完全に焼失するの
で、この不定形耐火物で内張りされた容器で受
湯された溶鋼に不純物として混入することもも
ない。近年、特に鋼の清浄化が進められている
とき、この効果は極めて大きい。又、この繊維はナイロン繊維やアクリル繊維
のように燃焼時に有害ガスの発生もなく、労働
環境衛生上好ましい。本発明は以上の如き数々の優れた効果を収める
ものであるが、例えばタンデツシユなどに内張り
した場合のように、長さ方向の膨張が束縛された
状態にあると、乾燥時の熱膨張によつて内張り面
から張出し現象が生じる問題があつた。そこで本発明者等は更に研究を進めた結果、前
記第１発明の構成に更に軽量耐火材を添加混合す
ることにより、この問題の解決を図ることを見出
した。すなわち、第２発明は耐火性粉末100重量
部に対して、長さ１〜50mmのポリエステル繊維及
び／又はビニロン繊維を0.02〜１重量部と、軽量
耐火材を0.05〜３重量部と、適量の結合剤（好ま
しくは0.1〜20重量部）および水を添加混合して
なる溶融金属容器内張用の不定形耐火物である。本発明でいう軽量耐火材としてはパーライト、
バーミキユライトなどが例示される。その粒径に
ついては特に限定しないが、例えば軽量耐火材が
パーライトの場合、市販品（三井パーライトＣ）
は0.044〜３mmの連続粒子径を有しており、これ
をそのまま添加しても本発明の効果は充分得られ
るが、耐蝕性などの点から、最低の添加量でより
多くの空隙を形成させるために粒度調整を行なう
のが好ましい。実験の結果、その粒度は0.5〜３
mmが最も効果的であつた。添加量は0.02〜３重量部とし、最適量は２重量
部である。0.02重量部以下では添加の効果が認め
られず、３重量部以上では張出し防止効果は更に
向上するが、反面耐蝕性が低下して好ましくな
い。軽量耐火材の添加によつて不定形耐火物の張出
し現象を防止できる理由として考えられるのは、
軽量耐火材は嵩高であるため加熱乾燥の熱作用で
軟化萎縮して生じる空隙が繊維物によるものより
大きく、この空隙が不定形耐火物の熱膨張を吸収
するからである。単に大きな空隙を得ればよいの
であれば無機繊維物を多量に添加すればよいが無
機繊維物で軽量耐火骨材に匹適する空隙量を得よ
うとすると、その添加量は相当多くなり、これが
原因で鏝のびなどの作業性が低下し、また繊維物
によつて形成される空隙の形状は長い形であるか
ら、スラグ、溶鋼等が浸透し易く、不定形耐火物
の耐蝕性が低下する問題があるので好ましくな
い。以下、本発明実施例とその比較例を示す。

【表】

【表】実施例１マグネシアクリンカー３mm以下 40重量部マグネシアクリンカー１mm以下 60重量部ポリエステル繊維 0.5重量部トリポリリン酸ソーダ２重量部木節粘土２重量部（混練水量）（15重量部）実施例２マグネシアクリンカー３mm以下 40重量部マグネシアクリンカー１mm以下 60重量部木節粘土２重量部ビニロン繊維 0.5重量部トリポリリン酸ソーダ２重量部（混練水量）（15重量部）実施例３シヤモツト３mm以下 70重量部アルミナ 0.3mm以下 30重量部集塵粉２重量部ビニロン繊維 0.5重量部アルミナセメント 10重量部（混練水量）（14重量部）実施例４マグネシアクリンカー３mm以下 40重量部マグネシアクリンカー１mm以下 60重量部木節粘土２重量部ビニロン繊維 0.5重量部パーライト２重量部トリポリリン酸ソーダ２重量部（混練水量）（16重量部）比較例１マグネシアクリンカー３mm以下 40重量部マグネシアクリンカー１mm以下 60重量部木節粘土２重量部アスベスト 0.5重量部（混練水量）（15重量部）比較例２シヤモツト３mm以下 70重量部アルミナ 0.3mm以下 30重量部集塵粉２重量部アルミナセメント 10重量部（混練水量）（13重量部）第３表は各実施例および比較例の試験結果を示
すもので、その試験方法は次のとおりである。急加熱乾燥試験；約60℃に加熱した並形形状のロー石質レンガの
ベタ面へ20mmの厚さに塗布した後、プロパンガス
バーナで急加熱乾燥を行なつた。塗布時の作業性；前記の塗布時において、鏝のび、保形性につい
て見た。自然乾燥後のキレツ発生状況；前記と同様の手段で塗布した後、自然乾燥１時
間後の状況を観察した。定荷重膨張収縮率；クリープ試験機を使用し、タテ60×ヨコ30×高
さ114mmに成形した試験片に0.5Kg／cm²の荷重をか
け、1200℃までの膨張を測定した。この場合、試
験片に荷重をかけたのは耐火物として実際に溶融
金属容器にした際にはその膨張が拘束され、耐火
物に熱膨張によつて生ずる圧縮応力が働くので、
これと同じ条件を作り出すためである。

【表】第３表の結果から明らかな如く、ポリエステル
繊維又はビニロン繊維を添加した本発明実施例１
〜３は無機繊維添加の比較例１に比べて急加熱乾
燥後の状況、自然乾燥後のキレツ発生状況および
塗布時の作業性のいずれにおいても良好な結果を
示している。また本発明実施例４のビニロン繊維と共にパー
ライトを添加したものは、他の実施例および比較
例に比べて定荷重膨張収縮率が小さいことから、
溶融金属容器に内張り施工された場合、加熱乾燥
時に張出しがないことを示唆している。次に実施例３、４および比較例を、地金除去を
目的としてタンデツシユの内張り表面に塗布し、
実用試験を行なつた。タンデツシユ寸法；幅１ｍ×長さ７ｍ×高さ１ｍで、かつ長さ方向
に直角の断面形状がＵ字形。施工厚み；内張レンガ表面に20〜40mm 自然乾燥；５時間急加熱乾燥；ガスバーナで30分間で1200℃に昇温し、その温
度で30分間保定した。この結果、各例ともに急加熱乾燥時に爆裂見ら
れなかつたが、自然乾燥時においては比較例１、
２ともにキレツ発生が見られた。また。張出し現
象は比較例１では約１〜５mm認められたのに対
し、実施例３、４および比較例２は全く認められ
なかつた。なお本発明の効果の１つである、鋼の清浄化を
図るということは、無機繊維と有機繊維との材質
の差異を考えた場合、本発明がこの効果を生じる
ことは明らかである。

Claims

【特許請求の範囲】１耐火性粉末100重量部に対して、長さ１〜50
mmのポリエステル繊維及び／又はビニロン繊維を
0.02〜１重量部と、適当量の結合剤および水とを
添加混合してなる溶融金属容器内張用の不定形耐
火物。２耐火性粉末100重量部に対して、長さ１〜50
mmのポリエステル繊維及び／又はビニロン繊維を
0.02〜１重量部と、軽量耐火材を0.05〜３重量部
と、適当量の結合剤および水とを添加混合してな
る溶融金属容器内張用の不定形耐火物。