WO2018155367A1 - モルタル用配合物,モルタル及びモルタルの製造方法 - Google Patents
モルタル用配合物,モルタル及びモルタルの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2018155367A1 WO2018155367A1 PCT/JP2018/005681 JP2018005681W WO2018155367A1 WO 2018155367 A1 WO2018155367 A1 WO 2018155367A1 JP 2018005681 W JP2018005681 W JP 2018005681W WO 2018155367 A1 WO2018155367 A1 WO 2018155367A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- mass
- mortar
- molten steel
- less
- vinyl acetate
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/10—Supplying or treating molten metal
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
- B22D41/50—Pouring-nozzles
- B22D41/52—Manufacturing or repairing thereof
- B22D41/54—Manufacturing or repairing thereof characterised by the materials used therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
- C04B35/632—Organic additives
- C04B35/634—Polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/66—Monolithic refractories or refractory mortars, including those whether or not containing clay
Definitions
- the present invention relates to a joint between nozzles of a nozzle structure for discharging molten steel that is joined by dividing a molten steel discharge path in the vertical direction (a joint in the lateral direction with respect to the vertical direction as the molten steel discharge direction), or the nozzle structure.
- the joint between the refractory sleeve and the external nozzle installed so as to straddle one or more joints in the vertical direction on the inner hole side (vertical direction substantially parallel to the vertical direction as the molten steel discharge direction) Mortar for filling a part or all of the directional joint), mortar and a method for producing the mortar.
- the nozzle structure as the molten steel discharge path from the molten steel inlet to the mold for discharging molten steel from the tundish shall be composed of refractory members divided in multiple in the molten steel discharge direction (vertical direction) There is. This is because the flow control in molten steel discharge is dynamically performed by a part of this nozzle structure, or the balance of durability is optimized for partial damage, etc. depending on the part of the molten steel discharge path, or partial replacement is performed. To make it possible.
- Patent Document 1 eliminates the need for work such as mold release treatment at the site, and consists of a fireproof powder, fiber, and a flexibility-imparting binder, and is effective in preventing seizure on the surface of a fireproof packing body that is flexible at room temperature.
- a fireproof packing material characterized in that expandable fireproof particles are adhered for the purpose of increasing the heat resistance. In this way, the joint material between the nozzles is generally adjusted for components and the like that do not firmly adhere to the nozzles.
- the present applicant has firstly provided a nozzle structure for discharging molten steel provided with one or a plurality of joint portions for dividing and joining the molten steel discharge path in the vertical direction.
- Nozzle structure in which an inner hole sleeve made of a refractory is installed on the inner hole surface of the structure so as to straddle at least one of the joint portions in the vertical direction hereinafter referred to as “nozzle structure having an inner hole sleeve”
- nozzle structure having an inner hole sleeve hereinafter referred to as “prior application”.
- the outer peripheral surface of the inner hole sleeve of the prior application and the nozzle body may not be sufficiently adhered.
- part of the nozzles are not expected to be replaced or reused, so that release is not necessary.
- the problem to be solved by the present invention is that in the nozzle structure in which the sleeve is further provided in the inner holes of the plurality of nozzles connected via the joint material, the outer peripheral surface of the inner hole sleeve, the inner hole surface of the nozzle body, It is intended to improve the sealing performance between nozzles (primary target) and between nozzles (secondary target) that do not require replacement or reuse of some nozzles, that is, releasability is not required .
- the gist of the present invention is the following 1 to 3 mortar blends, the following 4 to 5 mortar and 6 to 7 mortar production methods.
- a mortar compound used for joints of nozzle structures for discharging molten steel A composition for mortar containing 10% by mass to 20% by mass of unexpanded vermiculite, 1% by mass to 5% by mass of frit powder, and the remainder mainly composed of other refractory raw materials.
- the refractory raw material includes one or more components selected from the group consisting of Al 2 O 3 , SiO 2 , ZrO 2 , MgO, CaO, and Cr 2 O 3 . 3.
- the refractory raw materials are corundum, mullite, silimanite group, clay mineral, alumina-magnesia or chromia-magnesia spinel, periclase, calcia, calcium aluminate, zirconia, zircon, amorphous silica, cristobalite, tridymite, quartz 3.
- One or more selected from a thickener, a surfactant and a binder, and a dilution liquid are added to the total and the outer coating for a total of 100% by mass of the mortar formulation according to any one of claims 1 to 3.
- the mortar for the joint part of the nozzle structure for discharging molten steel comprising 30% by mass or less and 100% by mass of the mortar compound. 5). 100% by mass of the mortar formulation according to any one of 1 to 3 above, an ethylene vinyl acetate emulsion of 22% by mass to 45% by mass as an outer shell with respect to the mortar formulation, and the mortar formulation
- a mortar for a joint part of a nozzle structure for discharging molten steel which is a sheet-like or hollow frustoconical or cylindrical shaped body, which is made of a plasticizer of 1% by mass or more and 5% by mass or less as an outer shell. 6).
- a method for producing a mortar for joints of a nozzle structure for discharging molten steel according to any one of 5 to 7, Add 100% by mass to 20% by mass of unexpanded vermiculite, 1% by mass to 5% by mass of frit powder, and balance 100% by mass of other refractory raw materials with an ethylene vinyl acetate emulsion 22 mass% or more and 45 mass% or less, 1 mass% or more and 5 mass% or less are added and kneaded with a plasticizer, and the kneaded material is pressure-molded and the molded substrate is dried at 60 ° C. or more and 100 ° C. or less.
- a method for producing a mortar for joints of a nozzle structure for discharging molten steel 9. 9.
- the mortar containing the mortar composition of the present invention By using the mortar containing the mortar composition of the present invention, it is possible to obtain space filling properties and adhesiveness in a temperature range of 800 ° C. or higher, and to improve the sealing performance, that is, to draw outside air into the inner hole as a molten steel passage route. Leakage steel can be suppressed or prevented.
- the upper and lower ends of the joint space such as the primary object in which a plurality of nozzles are connected to the molten steel passage and sleeves are installed in the inner holes of the nozzles so as to straddle (cover) at least the joints.
- it is used in a place where it is exposed to molten steel in a small area such as a part but is not exposed to a flow velocity or complex vortex that is large enough to cause the mortar to flow away, Can be increased.
- the mortar of the present invention is filled in a part of the joint space between the outer peripheral surface of the inner hole sleeve and the nozzle inner hole surface in the nozzle structure shown in FIG. 2, and the left side cross section is shown in FIG.
- the joint space between the outer peripheral surface of the inner sleeve and the inner surface of the nozzle is filled with the mortar of the present invention, and the joint is a joint portion between the nozzles divided into a plurality of vertical directions.
- the mortar (hereinafter also simply referred to as “mortar”) containing the mortar compound of the present invention (hereinafter also simply referred to as “compound”) is either a mud mortar as an indefinite shape or a pre-formed body. It can also be used as a form.
- the space between these surfaces is filled by applying mud mortar on one or both of these surfaces. can do.
- the sheet is formed into a sheet or hollow frustoconical or cylindrical shape, and these molded products are pasted on the outer periphery of the inner hole sleeve, and the mortar It is possible to adopt a method such as placing an inner hole sleeve with a nozzle in the nozzle inner hole. Similarly, when installing at joints between nozzles (including when perpendicular to the molten steel passage direction or at an angle of zero degrees or more), apply either mud-like mortar as an irregular shape or sticking of a molded product. Can be taken.
- FIG. 1 is an image diagram of an example of a nozzle structure as a primary object of the present invention, and (a) is an upper nozzle 1, an upper plate 2a, an intermediate plate 2b, and a lower plate 2c.
- (b) is an example composed of the upper nozzle 1 and the immersion nozzle 4.
- FIG. 2 is a nozzle structure as a primary object of the present invention, in which joints B1 and B2 for joining the molten steel discharge path in the vertical direction and joints in the inner sleeve 6 divided in the vertical direction are divided. It is an image figure which shows the example in which part A1 does not correspond. As described above, in the nozzle structure shown in FIGS.
- a plurality of nozzles are joined in the direction of the molten steel passage path, and the molten steel discharge path is divided in the vertical direction and joined to the inner hole 5 thereof.
- the inner hole sleeve 6 is installed so as to straddle the joint as a part.
- a space 8 filled with the mortar of the present invention exists between the outer peripheral surface of the inner hole sleeve 6 and the nozzle inner hole surface.
- Such a space 8 or the like can be filled with the mortar of the present invention.
- the right cross section of FIG. 3 shows an example in which a part of the space 8 between the outer peripheral surface of the inner hole sleeve 6 and the nozzle inner hole surface is filled with the mortar 9 of the present invention in the nozzle structure shown in FIG.
- L 3 is a joint portion between nozzles in which the entire space 8 between the outer peripheral surface of the inner hole sleeve 6 and the nozzle inner hole surface is filled with the mortar 9 of the present invention and further divided into a plurality of vertical directions.
- the vertical distance (long) between the joint A1 of the inner hole sleeve 6 and the joints B1 and B2 of the nozzle structure is long. L) From experience, it is preferable that L is equal to or greater than the thickness of the inner hole sleeve 6.
- the composition of the present invention has space filling properties due to expansion. That is, the composition of the present invention has a temperature of about 800 ° C., which is a preheating temperature of a general nozzle bore, and is also a temperature during casting of a portion outside the surface in contact with the molten steel of the nozzle and during casting of the molten steel. It has the property of expanding in the temperature range of about 1500 to 1550 ° C., which is the temperature of In order to impart this expansibility, the blend of the present invention contains 10% to 20% by mass of unexpanded vermiculite.
- Unexpanded vermiculite is a mineral mainly composed of SiO 2 , MgO, Al 2 O 3 , and expands when moisture contained in the crystal layer instantaneously becomes water vapor and delamination occurs in the temperature range of 800 ° C or higher.
- its volume is several ten times.
- the mortar containing the composition spreads over the entire joint space, and an almost complete filling state can be obtained.
- the inner hole sleeve There is a high possibility that space will remain after installation.
- the ratio of the ratio of (typical mortar thickness + clearance necessary for setting the inner hole sleeve to the nozzle) / standard mortar thickness Swellability is required for mortar.
- the clearance is about 2 mm on one side and the mortar thickness is about 3 mm, this ratio is about 1.7 or more, that is, the mortar needs to expand about 70% or more to fill this space.
- the mortar is preferably provided with expansibility in order to make the mortar structure dense.
- the particle size of the unexpanded vermiculite is preferably about 0.25 mm to 1 mm. This is also a particle size configuration that is generally available and easy to obtain.
- the particle size of vermiculite is less than 0.25 mm, expansion as a mortar tends to be insufficient. If it exceeds 1 mm, the swelled part in the mortar structure tends to be in a non-uniform dispersion state, and the expansion in the mortar structure tends to be non-uniform. It is easy to cause the destruction.
- the mortar of the present invention contains 1% by mass to 5% by mass of frit powder in order to bond the mortar, the inner hole sleeve, and the nozzle body inner hole surface.
- frit powder By softening the frit powder, it is possible to further improve the adhesion, that is, to further suppress the drawing of outside air into the nozzle bore.
- the frit powder melts and vitrifies in a temperature range of about 800 ° C. or higher, and exhibits an adhesive function.
- the frit powder contains generally commercially available alkali metal oxides or alkaline earth metal oxides, and can contain components such as Al 2 O 3 , SiO 2 , ZrO 2 .
- a borosilicate soda / glass frit powder containing about 40 to 50% by mass of SiO 2 , about 20 to 30% by mass of B 2 O 3 and about 20 to 30% by mass of Na 2 O
- SiO 2 Frit powder of lead borosilicate glass composition containing about 20 to 25% by mass of B, about 5 to 10% by mass of B 2 O 3 and about 65 to 70% by mass of PbO, about 20 to 25% by mass of Al 2 O 3
- Frit powder of non-silicate oxide glass composition containing about 10 to 15% by weight of Na 2 O, about 10 to 15% by weight of K 2 O and about 35 to 40% by weight of PbO, about 65 to 70% of SiO 2
- the frit powder preferably has a particle size of 0.2 mm or less. This is also a particle size configuration that is generally available and easy to obtain.
- the thickness exceeds 0.2 mm, the main part of the frit is intensively melted low, the mortar structure becomes non-uniform, and the degree of adhesion is likely to vary and the gap is likely to increase.
- the content of the frit powder is less than 1% by mass, the adhesive strength is inferior, and if it exceeds 5% by mass, the liquid phase tends to increase and the heat resistance as mortar tends to decrease.
- the remainder other than vermiculite and frit powder mainly contains other refractory raw materials.
- the grain size of the remaining refractory raw material is used as joint material, so it should be less than the joint thickness of the individual place where mortar is used.
- general bricks and nozzles are used to optimize the coating workability, increase the filling ability in narrow gaps, increase the density, and make the physical properties of the structure such as the structure and expansion characteristics uniform. It is preferably 0.5 mm or less, which is also the particle size of the mortar for use.
- the remainder is included in any other proportion such as increasing the particle size of other refractory raw materials by 0.2 mm or less.
- the total amount can be 0.2 mm or less.
- this refractory raw material one having one or a plurality of chemical components selected from the group consisting of Al 2 O 3 , SiO 2 , ZrO 2 , MgO, CaO, and Cr 2 O 3 can be used.
- These mineral compositions include corundum, mullite, silimanite group, clayey minerals, alumina-magnesia or chromia-magnesia spinel, periclase, calcia, calcium aluminate, zirconia, zircon, amorphous silica, cristobalite, tridymite, quartz
- One or more selected from the group can be used.
- the clay mineral in order to impart plasticity, it is possible to use a part of or all of the material that has not undergone heat treatment, such as Kibushi clay, Sasame clay, and ball clay. Moreover, the chamotte etc. after heat processing can also be used as a refractory aggregate.
- the mortar of the present invention may contact the molten steel in a narrow area such as the upper and lower ends of the joint space, the mortar is not exposed to a molten steel flow velocity or a complicated vortex that is large enough to cause the mortar to flow away. Is preferably used. Therefore, there is no problem even if the liquid phase is generated and softened unless the mortar itself liquefies and flows away in the gap at the contact portion between the nozzles during heat during use. Further, in the case of the primary object (for example, FIG. 1), if the mortar of the present invention is present in the region covering the joint portion between the nozzles, the mortar is softened and reduced over a long period of operation. Even if a portion where the mortar does not exist is generated in the upper space between the inner hole sleeve and the nozzle inner hole surface by being compressed or moved in the direction, the sealing performance can be ensured.
- the remaining configuration may be selected so that the composition can maintain a viscosity that does not flow out through the gap at the contact portion between the nozzles during use.
- This balance is preferable because corundum, mullite, silimanite, zircon or alumina-magnesia spinels are difficult to soften even when used for a long time and are relatively low in cost.
- a mud mortar In order to use the above formulation as a mud mortar, one or more selected from thickeners, surfactants and binders commonly used in refractory mortars, and a dilution liquid, What is necessary is just to add a total of 30% by mass or less to the degree of optimizing the workability to be applied, that is, the outer coating with respect to 100% by mass of the aforementioned compound, and knead to make a mud.
- This mud-like mortar can be installed by applying to the surface of the target nozzle or inner hole sleeve that contacts the joint.
- the thickening agent examples include dextrin, water-soluble fiber, and other agents that provide only a thickening effect.
- Surfactants include, for example, dispersants containing a peptizer for clay to obtain water-reducing or liquid-reducing properties, and flocculants such as polyvalent metal ion systems to suppress drooling and fluidity of mud. It is done.
- the binder is, for example, an inorganic or organic resin, a silicate that forms a hardened body by gelation, or a so-called glue such as dextrin or cellulose, which gives a strength imparting or improving function after drying or high-temperature heating.
- Etc An organic solvent / solvent such as water, glycol, polyvinyl alcohol, or the like can be used as a liquid for dilution to a blend obtained by adding one or more of these.
- an ethylene vinyl acetate emulsion and a plasticizer can be used as a film forming agent that also has a shape retaining function.
- a base material obtained by pressure-molding the kneaded product by adding 22% to 45% by weight of an emulsion and adding 1% to 5% by weight, preferably 2% by weight or less of a plasticizer. Is dried at 60 ° C. or higher and 100 ° C. or lower to obtain the shaped mortar of the present invention which is a preform.
- the resin concentration of the ethylene vinyl acetate emulsion is preferably 40% by mass or more and 60% by mass or less in order to improve the film formability and moldability, that is, the molding work efficiency. If the resin concentration is less than 40% by mass, the plasticity may be insufficient, and if it exceeds 60% by mass, explosion may occur.
- the viscosity of the ethylene vinyl acetate emulsion is preferably 100 cps or more and 500 cps or less at 25 ° C. If the viscosity is less than 100 cps, the kneaded product may be insufficiently plastic, and may become difficult to mold due to joint breakage during molding.
- the pH of the ethylene vinyl acetate emulsion is preferably 4 or more and 8 or less. If the pH is lower than 4, care must be taken during operation because of strong acidity. If the pH is higher than 8, the kneaded product may change over time (curing phenomenon) due to reaction with the refractory raw material. Accordingly, the pH which is a stable region is preferably 4 or more and 8 or less.
- the addition amount of the ethylene vinyl acetate emulsion is 22% by mass or more and 45% by mass or less as an outer shell with respect to 100% by mass of the above-mentioned composition. If the amount is less than 22% by mass, a kneaded product cannot be obtained. If the amount is more than 45% by mass, the kneaded product is obtained, but the shape-retaining property is insufficient and the formability is lowered. Difficult to handle. If it is 22 mass% or more and 45 mass% or less, the favorable kneaded material with plasticity and shape retention property will be obtained.
- the ethylene vinyl acetate emulsion is a copolymer emulsion of ethylene and vinyl acetate obtained by mixing 10 to 30% by mass of ethylene monomer with vinyl acetate monomer and emulsion polymerization under high pressure. More specifically, for example, This is a copolymer emulsion in which an anionic or nonionic surfactant is used as an emulsifier, and 10 to 30% by mass of ethylene monomer is mixed with vinyl acetate monomer and emulsion polymerization is performed under high pressure.
- This ethylene-vinyl acetate emulsion can give flexibility to the molded body by producing a film with excellent heat stability when moisture is removed by drying, and it can also be used at low temperatures (below 800 ° C). It is possible to provide an inter-sealing property.
- the plasticizer is used for imparting flexibility, and it is preferable to use a plasticizer other than phthalic acid. This is because phthalic acid plasticizers have safety and environmental problems.
- phthalic acid plasticizers have safety and environmental problems.
- butyl texanol monoisobutyrate or texanol diisobutyrate (hereinafter, simply referred to as “texanol”) is preferable from the viewpoint of compatibility with ethylene vinyl acetate emulsion.
- texanol has a high ignition point of 390 ° C, does not conflict with the PRTR law and VOC regulations, and is not suspected of an environmental hormone substance. For this reason, the molded object as a fixed joint material in consideration of the environment can be provided.
- the addition amount of the plasticizer is 1% by mass or more and 5% by mass or less, preferably 2% by mass or less as an outer shell with respect to 100% by mass of the above-mentioned compound. If the amount is less than 1% by mass, plasticity cannot be obtained. If the amount exceeds 5% by mass, excess plasticizer remains in the joint material and changes with time. Will occur and the sealing will be poor.
- the addition amount of the plasticizer is preferably about 1 to 2% by mass as an outer shell.
- a mixer generally used for kneading refractory materials such as a blade-shaped spiral mixer, a planetary mixer, a cooking mixer, an Eirich mixer, or the like can be used.
- pressurization may be performed as long as the particles of the compound are not destroyed and the particle size and form of each raw material are not greatly destroyed.
- a uniaxial hydraulic molding machine or the like generally used for molding a refractory can be used.
- the molding pressure may be arbitrarily set according to the conditions for each operation, such as the shape of the product, the density according to the crimping structure and strength.
- the reason why the drying temperature after molding is set to 60 ° C. or more and 100 ° C. or less is to impart shape retention and flexibility of the molded body by film formation of the ethylene vinyl acetate emulsion after drying. If the temperature is less than 60 ° C., the film formation is insufficient, so that the shape retention is not sufficiently exhibited. As a result, deformation or partial damage may occur during handling. At 100 ° C. or higher, moisture completely evaporates, resulting in a strong film and the molded body is cured. However, the flexibility is inferior, and the installation workability is lowered and the accuracy after installation is lowered. Therefore, the drying temperature after molding is set to 60 ° C. or more and 100 ° C. or less.
- the drying can be performed by using a direct-heated hot air drying furnace using an electric heating drying furnace.
- Drying equipment can be batch (batch) or continuous from the operation method, directly or indirectly from the heating method, hot air drying from the heat source, hot air and wet body direct energization, infrared drying by electric heat or radiant tube, microwave They can be classified as dry and can be used. From the viewpoints of availability, ease of operation, etc., a batch-type electrothermal drying furnace (box type or tray tower type) is preferable.
- Mortar in the form of a mud for application is simple and simple in construction and construction, so it has so-called formability, shape retention, flexibility or flexibility, stability, that is, long-term change over time is small. Therefore, it is possible to more easily obtain the characteristics required for a joint structure such as a filling property and expansibility similar to that of a molded body.
- Examples A to C show examples in which various properties were confirmed for a pre-formed mortar that was more complicated than the form of a coating mud and easily affected by properties.
- Example D shows an example in which various characteristics of a mortar in the form of a muddy material for application were confirmed.
- Example E the experimental results of preheating and injecting molten metal by using the mortar of the present invention using the actual shape / structure nozzle and the inner hole sleeve are shown.
- Example A shows the result of investigating the influence of the amount of unexpanded vermiculite.
- the sample was obtained by the above-described production method with the composition of the formulation described in Table 1.
- Unexpanded vermiculite is 0.25 mm to 1.0 mm, frit powder is 0.2 mm or less, SiO 2 is about 40-50 mass%, B 2 O 3 is about 20-30 mass%, Na 2 O is about 20 Chemical composition of about 30% by mass, and other refractory materials, sintered alumina of 200 ⁇ m or less (Al 2 O 3 purity ⁇ 95% by mass) and clay (non-heated, Al 2 O 3 : 25% by mass to 30% by mass, SiO 2 : 50 mass% to 60 mass%) was used.
- ethylene vinyl acetate emulsion one having a resin concentration of 58% by mass, a viscosity of 200 cps, and a pH of 5 was used.
- texanol texanol monoisobutyrate which is 2,2,4-trimethyl-1,3-pentadiol monoisobutyrate was used. Evaluation is based on moldability of the kneaded product, flexibility at normal temperature, expansion filling property (expanded state and filling state and adhesiveness) at 800 ° C and 1650 ° C (both held for 1 hour), and availability as joint material The overall evaluation was conducted. Here, the temperature condition of 1650 ° C.
- the target is adjusted to the extent that it can be deformed to about ⁇ 80 mm, which is considered to be the smallest diameter of the inner hole sleeve of the installation target site (the shape before deformation is a plate shape).
- expansion / filling / adhesiveness at 800 ° C. expanded state, filled state and adhesiveness, hereinafter referred to as “expanded / filled adhesiveness”
- a standard mortar with a thickness of 4 mm was prepared, and an ordinary brick with a gap of 8 mm was set between them.
- a heat treatment was performed at 800 ° C., and the filling property and adhesiveness into the gap after the heat treatment were evaluated by visual confirmation.
- ⁇ excellent
- ⁇ good
- ⁇ impossible
- ⁇ and ⁇ were accepted.
- ⁇ has no gap and there is adhesion to the brick when removed from the brick. If there is almost no adhesion, but there is not a very small part, ⁇ means that there is almost no gap, or there is almost no adhesion to the brick when removed from the brick.
- the expansion, filling, and adhesive properties (expanded state, filled state, and adhesiveness) at 1650 ° C. were also the same method and evaluation method as in the above-mentioned 800 ° C.
- Example A The results of Example A are shown in Table 1.
- Comparative Example 1 is based on 100% by mass of a blend in which 85% by mass of sintered alumina and 5% by mass of vermiculite (fireproof material) are blended with 5% by mass of frit powder and 5% by mass of clay as auxiliary materials.
- An ethylene vinyl acetate emulsion (binder) 35% by mass and texanol (plasticizer) 2% by mass are added as outer shells, kneaded using a desktop mixer, and press-molded into a sheet of 4 mm thickness, about 80 A shaped joint material was prepared by drying at °C and evaporating the moisture, and the evaluation was carried out.
- Table 1 the moldability of the kneaded material is good and it is flexible at room temperature after drying. Since the amount of vermiculite added was small, both the 800 ° C. and 1650 ° C. were inferior in expansion filling property and judged as unqualified.
- Example 1 the main raw material (refractory raw material) composed of 80% by mass of sintered alumina and 10% by mass of vermiculite, and 100% by mass of a blend containing 5% by mass of frit powder and 5% by mass of clay as auxiliary materials,
- the addition amount of ethylene vinyl acetate emulsion (binder) was 30% by mass and 1% by mass of texanol (plasticizer) was added externally. It was.
- Table 1 the evaluation results were good both for expansion filling adhesion at 800 ° C. and expansion filling adhesion at 1650 ° C.
- Example 2 the main raw material (refractory raw material) composed of 75% by mass of sintered alumina and 15% by mass of vermiculite, and 100% by mass of a blend containing 5% by mass of frit powder and 5% by mass of clay as auxiliary materials, A shaped joint material was prepared and evaluated in the same manner as Comparative Example 1 by adding 35% by mass of an ethylene vinyl acetate emulsion (binder) and 2% by mass of texanol (plasticizer). As shown in Table 1, the evaluation results were good both for expansion filling adhesion at 800 ° C. and expansion filling adhesion at 1650 ° C. Among them, the expansion filling adhesiveness at 1650 ° C. was better than that of Example 1 because the amount of vermiculite was increased.
- Example 3 the main raw material (refractory raw material) composed of 70% by mass of sintered alumina and 20% by mass of vermiculite was added to 5% by mass of frit powder and 5% by mass of clay as an auxiliary raw material.
- a shaped joint material was prepared and evaluated in the same manner as Comparative Example 1 by adding 35% by mass of an ethylene vinyl acetate emulsion (binder) and 1% by mass of texanol (plasticizer). As shown in Table 1, the evaluation results were good both for expansion filling adhesion at 800 ° C. and expansion filling adhesion at 1650 ° C. In particular, the filling state at 1650 ° C. was better than that of Example 2 because the amount of vermiculite was further increased.
- Comparative Example 2 the main raw material (refractory raw material) composed of 65% by mass of sintered alumina and 25% by mass of vermiculite, and 100% by mass of a blend containing 5% by mass of frit powder and 5% by mass of clay as auxiliary materials, A shaped joint material was prepared and evaluated in the same manner as Comparative Example 1 by adding 40% by mass of an ethylene vinyl acetate emulsion (binder) and 1% by mass of texanol (plasticizer). As shown in Table 1, the expansion filling adhesiveness at 800 ° C. was good, but at 1650 ° C., the amount of vermiculite further increased, and the fire resistance of the shaped joint material itself decreased, resulting in excessive liquid phase. The expansion filling adhesion at 0 ° C. was inferior.
- Comparative Example 3 the main raw material (refractory raw material) consisting of 65% by mass of sintered alumina and 25% by mass of vermiculite, and 100% by mass of the compound containing 5% by mass of frit powder and 5% by mass of clay as auxiliary materials, A shaped joint material was prepared and evaluated in the same manner as Comparative Example 1 by adding 40% by mass of an ethylene vinyl acetate emulsion (binder) and 2% by mass of texanol (plasticizer). As shown in Table 1, the degree of flexibility at room temperature increased as the amount of texanol (plasticizer) increased from Comparative Example 2 as shown in Table 1 (flexibility value small ⁇ flexibility large). The expansion filling adhesiveness at 800 ° C. was good, but at 1650 ° C., the amount of vermiculite was further increased in the same manner as in Comparative Example 2, and the fire resistance of the shaped joint material itself decreased, resulting in excessive liquid phase. The filling state was inferior.
- Example B is the result of investigating the influence of the amount of frit powder. Table 2 shows the results.
- Comparative Example 4 is a compound containing 100% by mass of 84.5% by mass of sintered alumina and 10% by mass of vermiculite blended with 0.5% by mass of frit powder and 5% by mass of clay as auxiliary materials.
- 35% by mass of ethylene vinyl acetate emulsion (binder) and 2% by mass of texanol (plasticizer) are added as outer shells, kneaded using a desktop mixer, and pressed into a 4mm thick sheet.
- the moldability of the kneaded product is good and it is flexible at room temperature after drying.
- frit powder both the 800 ° C. and 1650 ° C. expansion expansion fillings were judged to be inadequate due to poor adhesion to bricks.
- Example 4 ethylene was used with respect to 100% by mass of blending 1% by mass of frit powder and 5% by mass of clay as auxiliary materials in a main material (refractory material) consisting of 84% by mass of sintered alumina and 10% by mass of vermiculite.
- a shaped joint material was prepared and evaluated in the same manner as in Comparative Example 4 by adding 30% by mass of the addition of vinyl acetate emulsion (binder) and 1% by mass of texanol (plasticizer). .
- the evaluation results were good both for expansion filling adhesion at 800 ° C. and expansion filling adhesion at 1650 ° C.
- Example 5 the main raw material (refractory raw material) composed of 80% by mass of sintered alumina and 15% by mass of vermiculite was added to 100% by mass of refractory raw material blend B in which 3% by mass of frit powder and 5% by mass of clay were blended as auxiliary materials. Then, a shaped joint material was prepared and evaluated in the same manner as in Comparative Example 4 by adding 35% by mass of ethylene vinyl acetate emulsion (binder) and 2% by mass of texanol (plasticizer). Went. As shown in Table 2, the evaluation results were good both for expansion filling adhesion at 800 ° C. and expansion filling adhesion at 1650 ° C.
- Example 6 the main raw material (refractory raw material) composed of 80% by mass of sintered alumina and 20% by mass of vermiculite was blended with 100% by mass of 100% by mass of 5% by mass of frit powder and 5% by mass of clay as auxiliary materials. Kneading was carried out in the same manner as in Comparative Example 4 with the addition amount of the vinyl acetate emulsion (binder) being 35% by mass and 1% by mass of texanol (plasticizer) being externally added. As shown in Table 2, the evaluation results were good both for expansion filling adhesion at 800 ° C. and expansion filling adhesion at 1650 ° C.
- Comparative Example 5 the main raw material (refractory raw material) consisting of 80% by mass of sintered alumina and 20% by mass of vermiculite, 6% by mass of frit powder and 5% by mass of clay as an auxiliary raw material, 100% by mass, A shaped joint material was prepared and evaluated in the same manner as Comparative Example 4 by adding 40% by mass of an ethylene vinyl acetate emulsion (binder) and 1% by mass of texanol (plasticizer). As shown in Table 2, the expansion filling adhesiveness at 800 ° C. was good as shown in Table 2, but at 1650 ° C., the amount of frit was further increased, and the fire resistance of the shaped joint material itself was reduced, resulting in excessive liquid phase at 1650 ° C. The inflated filling adhesion was inferior. There was also a tendency to shrink in some cases.
- Example C is the result of investigating the influence of refractory raw material species. Table 3 shows the results.
- Example 7 is based on 100% by mass of a blend prepared by mixing 84% by mass of spinel and 10% by mass of vermiculite with 1% by mass of frit powder and 5% by mass of clay as auxiliary materials. 30% by mass of an ethylene vinyl acetate emulsion (binder) and 1% by mass of texanol (plasticizer) are added as outer shells, kneaded using a desktop mixer, and press-molded into a sheet having a thickness of 4 mm. The shaped joint material was prepared by drying at °C and evaporating the moisture, and the evaluation was performed. As shown in Table 3, the molded product of the kneaded material is good and flexible at normal temperature after drying. The material is obtained. Both the expansion filling adhesion at 800 ° C. and the expansion filling adhesion at 1650 ° C. were good.
- Example 8 the main raw material (refractory raw material) composed of 70% by mass of electrofused spinel and 20% by mass of vermiculite, and 100% by mass of the compound containing 5% by mass of frit powder and 5% by mass of clay as auxiliary materials, A shaped joint material was prepared and evaluated in the same manner as in Example 7 by adding 35% by mass of ethylene vinyl acetate emulsion (binder) and 1% by mass of texanol (plasticizer). It was. The kneaded product has good moldability, and after drying, a shaped joint material having flexibility at room temperature is obtained. As shown in Table 3, the evaluation results were good both for expansion filling adhesion at 800 ° C. and expansion filling adhesion at 1650 ° C. In particular, the expansion filling adhesiveness at 1650 ° C. was better than that of Example 7 because the amount of vermiculite was increased.
- Example 9 ethylene vinegar was added to 100% by mass of a mixture of 70% by mass of mullite and 20% by mass of vermiculite as a secondary material with 5% by mass of frit powder and 5% by mass of clay as a secondary material.
- a shaped joint material was prepared and evaluated in the same manner as in Example 7 by adding 42% by mass of a bi-based emulsion (binder) and 2% by mass of texanol (plasticizer).
- the kneaded product has good moldability, and after drying, a shaped joint material having flexibility at room temperature is obtained.
- Table 3 the evaluation results were good both for expansion filling adhesion at 800 ° C. and expansion filling adhesion at 1650 ° C.
- the expansion filling adhesiveness at 1650 ° C. was better than that of Example 7 because the amount of vermiculite was increased.
- Example 10 a blend of 100% by mass of frit powder and 5% by mass of clay was added to a main material (refractory material) consisting of 70% by mass of underlysite and 20% by mass of vermiculite, a kind of silimanite group.
- a shaped joint material was produced and evaluated in the same manner as in Example 7 by adding 39% by mass of an ethylene vinyl acetate emulsion (binder) and 1% by mass of texanol (plasticizer) to the mass%. .
- the kneaded product has good moldability, and after drying, a shaped joint material having flexibility at room temperature is obtained.
- Table 3 the evaluation results were good both for expansion filling adhesion at 800 ° C. and expansion filling adhesion at 1650 ° C.
- the expansion filling adhesiveness at 1650 ° C. was better than that of Example 7 because the amount of vermiculite was increased.
- Example 11 ethylene vinegar was added to 100% by mass of a blend of 70% by mass of periclase and 20% by mass of vermiculite with 5% by mass of frit powder and 5% by mass of clay as auxiliary materials.
- a shaped joint material was prepared and evaluated in the same manner as in Example 7 by adding 35% by mass of a bi-based emulsion (binder) and 1% by mass of texanol (plasticizer).
- the kneaded product has good moldability, and after drying, a shaped joint material having flexibility at room temperature is obtained.
- Table 3 the evaluation results were good both for expansion filling adhesion at 800 ° C. and expansion filling adhesion at 1650 ° C.
- the expansion filling adhesiveness at 1650 ° C. was better than that of Example 7 because the amount of vermiculite was increased.
- Example 12 the main raw material (refractory raw material) composed of 70% by mass of zirconia (unstable) and 20% by mass of vermiculite was added to 5% by mass of frit powder and 5% by mass of clay as an auxiliary raw material. Then, a shaped joint material was prepared and evaluated in the same manner as in Example 7 by adding 22% by mass of an ethylene vinyl acetate emulsion (binder) and 1% by mass of texanol (plasticizer). The kneaded product has good moldability, and after drying, a shaped joint material having flexibility at room temperature is obtained. As shown in Table 3, the evaluation results were good both for expansion filling adhesion at 800 ° C. and expansion filling adhesion at 1650 ° C. In particular, the expansion filling adhesiveness at 1650 ° C. was better than that of Example 7 because the amount of vermiculite was increased.
- Example 13 the main raw material (refractory raw material) composed of 70% by weight of zircon and 20% by weight of vermiculite, and refractory raw material composition F 100% by weight containing 5% by weight of frit powder and 5% by weight of clay as auxiliary materials,
- a shaped joint material was prepared and evaluated in the same manner as in Comparative Example 1 by adding 25% by mass of an ethylene vinyl acetate emulsion (binder) and 1% by mass of texanol (plasticizer).
- the kneaded product has good moldability, and after drying, a shaped joint material having flexibility at room temperature is obtained.
- both the expansion filling at 800 ° C. and the filling state at 1650 ° C. were good as shown in Table 3.
- the state of filling at 1650 ° C. was better than Example 7 because the amount of vermiculite was further increased.
- Example 14 ethylene vinegar was added to 100% by mass of a blend of 70% by mass of quartz and 20% by mass of vermiculite as a secondary material with 5% by mass of frit powder and 5% by mass of clay as auxiliary materials.
- a fixed joint material was prepared and evaluated in the same manner as in Example 7 by adding 45% by mass of a bi-based emulsion (binder) and 2% by mass of texanol (plasticizer).
- the kneaded product has good moldability, and after drying, a shaped joint material having flexibility at room temperature is obtained.
- Table 3 the evaluation results were good both for expansion filling adhesion at 800 ° C. and expansion filling adhesion at 1650 ° C.
- the expansion filling adhesiveness at 1650 ° C. was better than that of Example 7 because the amount of vermiculite was increased.
- Example 15 is an example in which an ethylene vinyl acetate emulsion having a concentration of 40% by mass was used.
- a fixed joint material was prepared and evaluated in the same manner as in Example 7 by adding 35% by mass of the emulsion (binder) and 1% by mass of texanol (plasticizer). The moldability of the kneaded product was good although it was soft because the ethylene vinyl acetate emulsion concentration was 40% and the water content was 60%, and after drying, a shaped joint material having flexibility at room temperature was obtained.
- Table 3 the expansion filling adhesion at 800 ° C. and the expansion filling adhesion at 1650 ° C. were better than those of Example 7 because the amount of vermiculite was increased.
- Example 16 is an example in which an ethylene vinyl acetate emulsion having a concentration of 38% by mass was used. Ethylene vinyl acetate based on 100% by mass of a blend of 70% by mass of electrofused spinel and 20% by mass of vermiculite with 5% by mass of frit powder and 5% by mass of clay as auxiliary materials. A fixed joint material was prepared and evaluated in the same manner as in Example 7 by adding 35% by mass of the emulsion (binder) and 1% by mass of texanol (plasticizer).
- the moldability of the kneaded product was softer because the ethylene vinyl acetate emulsion concentration was 38% and the water content was 62%, but the ethylene vinyl acetate emulsion concentration (resin concentration) was as low as 38%, and the film forming function after drying was relatively low, and cracks occurred when trying to deform the compact. Since this mortar expands when heated, the presence of cracks is not a fatal phenomenon, but it is difficult to deform the mortar so as to conform to the shape of the inner bore sleeve, for example.
- Example 17 is an example in which an ethylene vinyl acetate emulsion having a concentration of 58% by mass was used.
- a fixed joint material was prepared and evaluated in the same manner as in Example 7 by adding 35% by mass of the emulsion (binder) and 6% by mass of texanol (plasticizer). The moldability of the kneaded product was soft as much plasticizer. Furthermore, after drying, it was difficult to work as a molded body simply by placing it because of its low shape retention, but it could be used as an intermediate construction method with mud-shaped irregular mortar.
- Example 18 is an example in which an ethylene vinyl acetate emulsion having a concentration of 65% by mass was used.
- a fixed joint material was prepared and evaluated in the same manner as in Example 7 by adding 35% by mass of the emulsion (binder) and 1% by mass of texanol (plasticizer). The moldability of the kneaded material was hard because the ethylene vinyl acetate emulsion concentration was 65% and the water content was 35%.
- Fixed shape joint material after drying has an ethylene vinyl acetate emulsion concentration (resin concentration) as high as 65%, and because of excessive film forming function after drying, its deformability is small, and it can be installed according to a specific shape after molding Although there is no problem, it was unsuitable for installation where a part of the shape was changed.
- resin concentration ethylene vinyl acetate emulsion concentration
- Example D is the result of investigating a mud (for coating) mortar as an example. Table 4 shows the results.
- Example 19 the main raw material (refractory raw material) composed of 70% by mass of electrofused spinel and 20% by mass of vermiculite, and 100% by mass of the compound containing 5% by mass of frit powder and 5% by mass of clay as auxiliary materials, 1% by mass of dextrin as a thickener (cum binding material), 0.1% by mass of sodium phosphate as a surfactant (dispersing agent), and aluminum phosphate as a surfactant (aggregating agent) 0.05% by weight, 25% by weight of water as a liquid for dilution are added on the outside to make mud (for coating) mortar, and spatula coating on the surface of the refractory brick (sheet thickness 4mm)
- the coating workability was confirmed.
- Table 4 the coating workability was good.
- the expansion filling adhesiveness at 800 ° C. after heating and the expansion filling adhesiveness at 1650 ° C. were also good.
- Example 20 the main raw material (refractory raw material) consisting of 70% by mass of electrofused spinel and 20% by mass of vermiculite, 100% by mass of 5% by mass of frit powder and 5% by mass of clay as auxiliary materials, 1% by mass of methylcellulose as a thickener, 0.1% by mass of sodium phosphate as a surfactant (dispersing agent), 0.05% by mass of aluminum phosphate as a surfactant (flocculating agent)
- a mud (for coating) mortar was prepared with a mixture of 15% by weight of water as a dilution liquid and 15% by weight of ethylene glycol. Thereafter, the coating workability was confirmed by applying a spatula (4 mm thick sheet) to the surface of the refractory brick. As a result, as shown in Table 4, the coating workability was good. Thereafter, the expansion filling adhesiveness at 800 ° C. after heating and the expansion filling at 1650 ° C. were also good.
- Example 21 the main raw material (refractory raw material) consisting of 70% by weight of electrofused spinel and 20% by weight of vermiculite, 100% by weight of a blend containing 5% by weight of frit powder and 5% by weight of clay as auxiliary materials, A mud (for coating) mortar was prepared with a mixed solution of 10% by mass of a phenol resin as a binder and 30% by mass of an ethylene glycol system as a dilution liquid. Thereafter, the coating workability was confirmed by applying a spatula (4 mm thick sheet) to the surface of the refractory brick. As a result, as shown in Table 4, the coating workability was good. After that, the expansion filling adhesiveness at 800 ° C. after heating and the expansion filling adhesiveness at 1650 ° C. were also good.
- Example E In Example E, in which the inner sleeve is installed in the nozzle inner hole in FIG. 1B, the regular mortar of the present invention is installed between the nozzle inner hole and the inner sleeve, heated to 800 ° C., and thereafter An experimental result of injecting molten metal into the inner hole sleeve and the inner hole of the nozzle is shown.
- the inner diameter of the nozzle was 86 mm
- the outer diameter of the sleeve was 70 mm
- the thickness of the regular mortar was 4 mm
- the height of the regular mortar was 50 mm
- the sample for the regular mortar was Example 1 described above.
- the preheated state was heated from the inner hole with a banner, maintained at the inner hole surface temperature at 800 ° C. for 0.5 hour, cooled, and cut in the longitudinal direction to observe the cross section.
- the molten metal was poured from above into the inner hole maintained at 800 ° C. after the preheating.
- molten metal use hot metal of approximately 1600 ° C, which has a lower viscosity than the molten steel so that the filling state of the mortar, that is, the presence or absence of gaps, appears more clearly. Filled with hot metal. The state after the experiment was cut in the longitudinal direction after cooling and the cross section was observed.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
Abstract
本発明は,溶鋼排出用のノズル構造体の目地部のシール性を高めるために,未膨張のバーミキュライトを10質量%以上20質量%以下,フリット粉を1質量%以上5質量%以下含み,残部がその他耐火原料からなるモルタル用配合物100質量%に,エチレン酢ビ系エマルジョンを外掛けで22質量%以上45質量%以下,可塑剤を外掛けで1質量%以上5質量%以下加えて混練し,当該混練物を加圧成形し成形した素地を60℃以上100℃以下で乾燥して得られる目地部用モルタルを提供する。
Description
本発明は,溶鋼排出経路を上下方向に分割して接合する溶鋼排出用のノズル構造体のノズル間の目地部(溶鋼排出方向としての鉛直方向に対する横方向の目地部),又は前記ノズル構造体の内孔側に1以上の目地部を上下方向に跨ぐように設置されている耐火物製のスリーブとその外部のノズルとの間の目地部(溶鋼排出方向としての鉛直方向にほぼ平行な縦方向の目地部),の一部又は全部を充填するためのモルタル用配合物,モルタル及びモルタルの製造方法に関する。
例えばタンディッシュから溶鋼を排出するための,その溶鋼導入口から鋳型までの溶鋼排出経路としてのノズル構造体は,その溶鋼排出方向(上下方向)に複数に分割した耐火物部材から構成されることがある。これは溶鋼排出における流量制御をこのノズル構造体の一部で動的に行うため,又は溶鋼排出経路の部位ごとに異なる損傷等に対し耐用性のバランスを最適化する,若しくは部分的な交換を可能にするためである。
このような複数の耐火物部材を組み合わせたノズル構造体では,その耐火物部材間には必然的に目地部が存在することになる。これらの目地部では,ノズル構造体の一部のノズル(耐火物部材)を交換等のために分離する場合,その解体性を確保する必要がある。例えば特許文献1には,現場における離型処理等の作業を不要とし,耐火性粉末,繊維,可撓性付与バインダーからなり,室温で可撓性を有する耐火パッキング本体の表面に,焼き付き防止効果を高める目的で膨張性耐火粒子を付着させたことを特徴とする耐火パッキング材が開示されている。このようにノズル間の目地材には一般的にノズルに強固に密着しないような成分等の調整がなされている。
前記の特許文献1のパッキング材のような目地材の場合,目地材等の特性の違いによる程度の差はあるものの,目地材とノズル間の密着性が不十分であり,また目地材自体の組織が粗な場合はさらに,これら目地部からノズル構造体の内孔に外気を引き込みやすい(図4参照)。外気を引き込んだ際は内孔へのアルミナ介在物等の付着ないしは閉塞,酸化物の増加,その他鋼の品質低下等を招来する。
このような外気引き込みの対策として本出願人は先に,溶鋼排出経路を上下方向に分割して接合する目地部を一又は複数箇所に備えた溶鋼排出用のノズル構造体であって,当該ノズル構造体の内孔面に,耐火物から成る内孔スリーブが前記目地部の少なくとも一を上下方向に跨ぐように設置されているノズル構造体(以下,「内孔スリーブを備えたノズル構造体」という。)の発明を特願2016-11775号として出願した(以下,この出願を「先願」という。)。
この内孔スリーブを備えたノズル構造体により,目地部からの外気の引き込みは抑制される,すなわちシール性は高まる。
しかし,個別のノズル内面の構造や損傷状態によっては,この先願の内孔スリーブ外周面とノズル本体との間が十分に密着されない場合もあり得る。なお,先願の構造,用途では,一部のノズルの交換や再使用は想定していないので,離型性は不要である。
この内孔スリーブを備えたノズル構造体により,目地部からの外気の引き込みは抑制される,すなわちシール性は高まる。
しかし,個別のノズル内面の構造や損傷状態によっては,この先願の内孔スリーブ外周面とノズル本体との間が十分に密着されない場合もあり得る。なお,先願の構造,用途では,一部のノズルの交換や再使用は想定していないので,離型性は不要である。
本発明が解決しようとする課題は,このような目地材を介して連結した複数のノズルの内孔にさらにスリーブを備えたノズル構造体における,前記内孔スリーブ外周面とノズル本体内孔面との間(第一次的な対象)や,一部のノズルの交換や再使用をしない,すなわち離型性を不要とするノズル間(第二次的な対象)のシール性を高めることにある。
本発明の要旨は,次の1~3の目地材としてのモルタル用配合物,次の4~5のモルタル及び6~7のモルタルの製造方法である。
1.溶鋼排出用のノズル構造体の目地部に使用するモルタル用配合物であって,
未膨張のバーミキュライトを10質量%以上20質量%以下,フリット粉を1質量%以上5質量%以下含み,残部がその他耐火原料を主体とするモルタル用配合物。
2.前記耐火原料は,Al2O3,SiO2,ZrO2,MgO,CaO,Cr2O3の群から選択する1又は複数の成分を含む前記1に記載のモルタル用配合物。
3.前記耐火原料は,コランダム,ムライト,シリマナイト族,粘土質鉱物,アルミナ-マグネシア系又はクロミア-マグネシア系スピネル,ペリクレース,カルシア,カルシウムアルミネート,ジルコニア,ジルコン,無定形シリカ,クリストバライト,トリジマイト,クオーツの群から選択する1又は複数からなる,前記2に記載のモルタル用配合物。
4.増粘剤,界面活性剤及び結合材から選択する1以上,並びに,希釈用液体を,合計かつ請求項1から請求項3のいずれかに記載のモルタル用配合物の合計100質量%に対する外掛けで30質量%以下と,前記モルタル用配合物100質量%とからなる,溶鋼排出用のノズル構造体の目地部用モルタル。
5.前記1から前記3のいずれかに記載のモルタル用配合物100質量%と,前記モルタル用配合物に対する外掛けで22質量%以上45質量%以下のエチレン酢ビ系エマルジョンと,前記モルタル用配合物に対する外掛けで1質量%以上5質量%以下の可塑剤とからなり,シート状又は中空の截頭円錐状若しくは円筒状の成形体である,溶鋼排出用のノズル構造体の目地部用モルタル。
6.前記エチレン酢ビ系エマルジョンの樹脂濃度は40質量%以上60質量%以下である,前記5に記載の溶鋼排出用のノズル構造体の目地部用モルタル。
7.前記可塑剤はテキサノールモノイソブチレート又はテキサノールジイソブチレートである,前記5又は前記6に記載の溶鋼排出用のノズル構造体の目地部用モルタル。
8.前記5から前記7のいずれかに記載の溶鋼排出用のノズル構造体の目地部用モルタルの製造方法であって,
未膨張のバーミキュライトを10質量%以上20質量%以下,フリット粉を1質量%以上5質量%以下含み,残部がその他耐火原料からなる配合物100質量%に,エチレン酢ビ系エマルジョンを外掛けで22質量%以上45質量%以下,可塑剤を外掛けで1質量%以上5質量%以下加えて混練し,当該混練物を加圧成形し成形した素地を60℃以上100℃以下で乾燥する,溶鋼排出用のノズル構造体の目地部用モルタルの製造方法。
9.前記エチレン酢ビ系エマルジョンの樹脂濃度は40質量%以上60質量%以下である,前記8に記載の溶鋼排出用のノズル構造体の目地部用モルタルの製造方法。
10.前記可塑剤はテキサノールモノイソブチレート又はテキサノールジイソブチレートである,前記8又は前記9に記載の溶鋼排出用のノズル構造体の目地部用モルタルの製造方法。
1.溶鋼排出用のノズル構造体の目地部に使用するモルタル用配合物であって,
未膨張のバーミキュライトを10質量%以上20質量%以下,フリット粉を1質量%以上5質量%以下含み,残部がその他耐火原料を主体とするモルタル用配合物。
2.前記耐火原料は,Al2O3,SiO2,ZrO2,MgO,CaO,Cr2O3の群から選択する1又は複数の成分を含む前記1に記載のモルタル用配合物。
3.前記耐火原料は,コランダム,ムライト,シリマナイト族,粘土質鉱物,アルミナ-マグネシア系又はクロミア-マグネシア系スピネル,ペリクレース,カルシア,カルシウムアルミネート,ジルコニア,ジルコン,無定形シリカ,クリストバライト,トリジマイト,クオーツの群から選択する1又は複数からなる,前記2に記載のモルタル用配合物。
4.増粘剤,界面活性剤及び結合材から選択する1以上,並びに,希釈用液体を,合計かつ請求項1から請求項3のいずれかに記載のモルタル用配合物の合計100質量%に対する外掛けで30質量%以下と,前記モルタル用配合物100質量%とからなる,溶鋼排出用のノズル構造体の目地部用モルタル。
5.前記1から前記3のいずれかに記載のモルタル用配合物100質量%と,前記モルタル用配合物に対する外掛けで22質量%以上45質量%以下のエチレン酢ビ系エマルジョンと,前記モルタル用配合物に対する外掛けで1質量%以上5質量%以下の可塑剤とからなり,シート状又は中空の截頭円錐状若しくは円筒状の成形体である,溶鋼排出用のノズル構造体の目地部用モルタル。
6.前記エチレン酢ビ系エマルジョンの樹脂濃度は40質量%以上60質量%以下である,前記5に記載の溶鋼排出用のノズル構造体の目地部用モルタル。
7.前記可塑剤はテキサノールモノイソブチレート又はテキサノールジイソブチレートである,前記5又は前記6に記載の溶鋼排出用のノズル構造体の目地部用モルタル。
8.前記5から前記7のいずれかに記載の溶鋼排出用のノズル構造体の目地部用モルタルの製造方法であって,
未膨張のバーミキュライトを10質量%以上20質量%以下,フリット粉を1質量%以上5質量%以下含み,残部がその他耐火原料からなる配合物100質量%に,エチレン酢ビ系エマルジョンを外掛けで22質量%以上45質量%以下,可塑剤を外掛けで1質量%以上5質量%以下加えて混練し,当該混練物を加圧成形し成形した素地を60℃以上100℃以下で乾燥する,溶鋼排出用のノズル構造体の目地部用モルタルの製造方法。
9.前記エチレン酢ビ系エマルジョンの樹脂濃度は40質量%以上60質量%以下である,前記8に記載の溶鋼排出用のノズル構造体の目地部用モルタルの製造方法。
10.前記可塑剤はテキサノールモノイソブチレート又はテキサノールジイソブチレートである,前記8又は前記9に記載の溶鋼排出用のノズル構造体の目地部用モルタルの製造方法。
本発明のモルタル用配合物を含むモルタルにより,800℃以上の温度域において空間充填性と接着性を得ることができ,シール性を高める,すなわち溶鋼通過経路としての内孔への外気の引き込みや漏鋼を抑制ないしは防止することができる。
特に,溶鋼通過経路に複数ノズルを連結し,かつそれらの少なくとも目地を跨ぐ(覆う)ようにそれらノズルの内孔にスリーブを設置する前記第一次的な対象のような,目地空間の上下端部等の狭い面積で溶鋼に接触することはあるものの,当該モルタルを流失させる程度に大きな流速や複雑な渦流等に曝されることがない場所に使用される場合に,さらに接着性及びシール性を高めることができる。
特に,溶鋼通過経路に複数ノズルを連結し,かつそれらの少なくとも目地を跨ぐ(覆う)ようにそれらノズルの内孔にスリーブを設置する前記第一次的な対象のような,目地空間の上下端部等の狭い面積で溶鋼に接触することはあるものの,当該モルタルを流失させる程度に大きな流速や複雑な渦流等に曝されることがない場所に使用される場合に,さらに接着性及びシール性を高めることができる。
本発明のモルタル用配合物(以下,単に「配合物」ともいう。)を含むモルタル(以下,単に「モルタル」ともいう。)は,不定形としての泥状のモルタル又は事前の成形体のいずれの形態としても使用することができる。
例えば前記第一次的な対象の場合に,内孔スリーブをノズル内孔に設置する際に,これらいずれか又は両方の面に泥状のモルタル塗付する等により,これら面間の空間を充填することができる。
このような一般的な接着・充填方法による使用方法の他,予めシート状又は中空の截頭円錐状若しくは円筒状に成形して,これら成形体を内孔スリーブの外周に貼付して,そのモルタルを貼付した内孔スリーブをノズル内孔に設置する,等の方法を採ることができる。
ノズル間の目地(溶鋼通過方向に対し垂直又はゼロ度以上の角度を為す場合を含む)に設置する際も同様に,不定形としての泥状のモルタル塗付又は成形体の貼付のいずれをも採ることができる。
例えば前記第一次的な対象の場合に,内孔スリーブをノズル内孔に設置する際に,これらいずれか又は両方の面に泥状のモルタル塗付する等により,これら面間の空間を充填することができる。
このような一般的な接着・充填方法による使用方法の他,予めシート状又は中空の截頭円錐状若しくは円筒状に成形して,これら成形体を内孔スリーブの外周に貼付して,そのモルタルを貼付した内孔スリーブをノズル内孔に設置する,等の方法を採ることができる。
ノズル間の目地(溶鋼通過方向に対し垂直又はゼロ度以上の角度を為す場合を含む)に設置する際も同様に,不定形としての泥状のモルタル塗付又は成形体の貼付のいずれをも採ることができる。
図面を参照して説明すると,図1は本発明の第一次的な対象としてのノズル構造体の一例のイメージ図で,(a)は上ノズル1,上プレート2a,中プレート2b,下プレート2c,下ノズル3及び浸漬ノズル4から構成される例,(b)は上ノズル1及び浸漬ノズル4から構成される例である。図2は本発明の第一次的な対象としてのノズル構造体において,溶鋼排出経路を上下方向に分割して接合する目地部B1,B2と,上下方向複数に分割した内孔スリーブ6の目地部A1とが一致していない例を示すイメージ図である。このように図1及び図2のノズル構造体では溶鋼通過経路の方向に複数段のノズルが,溶鋼排出経路を上下方向に分割して接合されており,その内孔5にはこれらノズルの接合部としての目地を跨ぐように内孔スリーブ6が設置されている。この内孔スリーブ6の外周面とノズル内孔面との間に,本発明のモルタルを充填する空間8が存在する。このような空間8等に本発明のモルタルを充填することができる。例えば図3の右側断面は,図2に示すノズル構造体において,内孔スリーブ6の外周面とノズル内孔面との間の空間8の一部に本発明のモルタル9を充填した例,図3の左側断面は,内孔スリーブ6の外周面とノズル内孔面との間の空間8の全部に本発明のモルタル9を充填し,さらに,上下方向複数に分割したノズル間の接合部である目地の一部にも本発明のモルタル9を充填した例を示す。なお,ノズル構造体外部からの外気(ガス)の引き込みを効果的に抑制するためには、内孔スリーブ6の目地部A1とノズル構造体の目地部B1,B2との上下方向の間隔(長さ)Lは,経験上,内孔スリーブ6の厚さ以上であることが好ましい。
以下,本発明の配合物,モルタル及びモルタルの製造方法の詳細を説明する。
本発明の配合物は,膨張により空間充填性を備える。すなわち,本発明の配合物は,一般的なノズル内孔の予熱温度であって,またノズルの溶鋼と接触する面から外側の部位の鋳造中の温度でもある約800℃の温度及び溶鋼鋳造中の温度である約1500~1550℃程度の温度領域で膨張する特性を備える。この膨張性を付与するために,本発明の配合物には未膨張バーミキュライトを10質量%以上20質量%以下含む。
未膨張バーミキュライトはSiO2,MgO,Al2O3を主成分とする鉱物で,800℃以上の温度領域において結晶層内に含まれる水分が瞬間的に水蒸気となって層間剥離を生じることで膨張し,その体積が10数倍にもなる。この膨張により,当該配合物を含むモルタルが目地空間の全体に行き渡り,ほぼ完全な充填状態を得ることができる。例えば前記第一次的な対象に関しては,ノズルの内孔に内孔スリーブをセットする工程を採る必要があるが,特に事前に成形したいわゆる定形モルタルとして当該目地に設置する場合は,内孔スリーブ設置後にも空間が残る可能性が高くなる。
内孔スリーブとノズル間の空間を完全に充填するためには,(定形モルタル厚さ+内孔スリーブをノズルにセットするための作業上必要なクリアランス)/定形モルタル厚さの比以上の割合の膨張性がモルタルには必要となる。例えば,前記のクリアランスが片側約2mm程度,モルタル厚さを約3mm程度とすると,この割合は約1.7以上,すなわちこの空間を充填するためにモルタルは約70%以上の膨張が必要となる。
このような空間充填性を得るほか,モルタルの組織を緻密化するためにも,モルタルには膨張性を備えることが好ましい。
内孔スリーブとノズル間の空間を完全に充填するためには,(定形モルタル厚さ+内孔スリーブをノズルにセットするための作業上必要なクリアランス)/定形モルタル厚さの比以上の割合の膨張性がモルタルには必要となる。例えば,前記のクリアランスが片側約2mm程度,モルタル厚さを約3mm程度とすると,この割合は約1.7以上,すなわちこの空間を充填するためにモルタルは約70%以上の膨張が必要となる。
このような空間充填性を得るほか,モルタルの組織を緻密化するためにも,モルタルには膨張性を備えることが好ましい。
この膨張性を付与するためのバーミキュライトの含有量が10質量%未満であると熱膨張が不充分で,モルタルの組織の緻密性を十分に高められず,また空間を完全に充填ができない場合も生じる。バーミキュライトの含有量が20質量%を超えると,残部の耐火原料の種類にもよるが,モルタルとしての耐熱性が過度に低下する傾向がある。
未膨張バーミキュライトの粒度は0.25mm以上1mm以下程度であることが好ましい。これは一般に流通し,入手が容易なものの粒度構成でもある。バーミキュライトの粒度が0.25mm未満の場合はモルタルとしての膨張が不足しやすい傾向となる。1mmを超えると,モルタル組織の中で膨張する部分が不均一な分散状態になり易くなってモルタル組織内での膨張が不均一な傾向となるので,モルタル組織が不均一になりやすく,部分的な破壊等をも生じ易くなる。
次に接着性及び密着性について述べる。
本発明のモルタル内には,当該モルタルと内孔スリーブ及びノズル本体内孔面とを接着させるために,フリット粉を1質量%以上5質量%以下含む。このフリット粉の軟化により,さらに密着性を高める,すなわち外気のノズル内孔への引き込み等をもさらに抑制することができる。また,フリット粉は約800℃以上の温度域で溶融,ガラス化を生じて,接着機能を発現する。
本発明のモルタル内には,当該モルタルと内孔スリーブ及びノズル本体内孔面とを接着させるために,フリット粉を1質量%以上5質量%以下含む。このフリット粉の軟化により,さらに密着性を高める,すなわち外気のノズル内孔への引き込み等をもさらに抑制することができる。また,フリット粉は約800℃以上の温度域で溶融,ガラス化を生じて,接着機能を発現する。
フリット粉は,一般的に市販されているアルカリ金属酸化物又はアルカリ土類金属酸化物を含みAl2O3,SiO2,ZrO2等の成分を含むことができる。また,例えば,SiO2を約40~50質量%,B2O3を約20~30質量%,Na2Oを約20~30質量%含有する硼珪酸ソーダ/ガラス組成のフリット粉末,SiO2を約20~25質量%,B2O3を約5~10質量%,PbOを約65~70質量%含有する硼珪酸鉛ガラス組成のフリット粉末,Al2O3を約20~25質量%,Na2Oを約10~15質量%,K2Oを約10~15質量%,PbOを約35~40質量%含有する非珪酸塩酸化物ガラス組成のフリット粉末,SiO2を約65~70質量%,Al2O3を約15~20質量%,Li2Oを約12~15質量%含有するアルミノ珪酸塩ガラス組成のフリット粉末等,融点が800℃以下のフリット原料等も使用することができる。
フリット粉は粒度が0.2mm以下であることが好ましい。これは一般に流通し,入手が容易なものの粒度構成でもある。0.2mmを超える場合は,フリットを主とする部分が集中的に低融化し,モルタル組織が不均一になって,接着程度の強弱,空隙の生成等にバラツキが大きくなりやすい。
フリット粉の含有量は1質量%未満では接着力に劣り,5質量%を超えると液相が増大する傾向となり,モルタルとしての耐熱性が低下する傾向となる。
フリット粉の含有量は1質量%未満では接着力に劣り,5質量%を超えると液相が増大する傾向となり,モルタルとしての耐熱性が低下する傾向となる。
これらバーミキュライト,フリット粉以外の残部には,その他耐火原料を主体として含む。
この残部の耐火原料の粒度は,目地材として使用するので,モルタルを使用する個別の場所の目地厚さ以下とする。さらに,塗付作業性の最適化,狭い隙間部分への充填性を高める,緻密性を高める,組織,膨張特性等の組織内での物性の均一化等のために,一般的な煉瓦やノズル用のモルタルの粒度でもある,0.5mm以下であることが好ましい。なお,モルタルの塗付作業性,成形時の成形作業性及び緻密性等の向上,調整のため,残部のその他耐火原料の粒度構成において0.2mm以下を増量する等,適宜任意の割合で含むことができ,全量0.2mm以下とすることもできる。
この残部の耐火原料の粒度は,目地材として使用するので,モルタルを使用する個別の場所の目地厚さ以下とする。さらに,塗付作業性の最適化,狭い隙間部分への充填性を高める,緻密性を高める,組織,膨張特性等の組織内での物性の均一化等のために,一般的な煉瓦やノズル用のモルタルの粒度でもある,0.5mm以下であることが好ましい。なお,モルタルの塗付作業性,成形時の成形作業性及び緻密性等の向上,調整のため,残部のその他耐火原料の粒度構成において0.2mm以下を増量する等,適宜任意の割合で含むことができ,全量0.2mm以下とすることもできる。
この耐火原料は,Al2O3,SiO2,ZrO2,MgO,CaO,Cr2O3の群から選択する1又は複数の化学成分を有するものを使用することができる。
これらの鉱物組成としては,コランダム,ムライト,シリマナイト族,粘土質鉱物,アルミナ-マグネシア系若しくはクロミア-マグネシア系スピネル,ペリクレース,カルシア,カルシウムアルミネート,ジルコニア,ジルコン,無定形シリカ,クリストバライト,トリジマイト,クオーツの群から選択する1又は複数を使用することができる。
粘土質鉱物については,可塑性を付与するために木節粘土や蛙目粘土,ボールクレー等の熱処理を経ていない状態のものを一部又はその全部に使用することができる。また,耐火骨材として熱処理後のシャモット等も使用することができる。
残部には,前記のAl2O3,SiO2,ZrO2,MgO,CaO,Cr2O3の群から選択する1又は複数の化学成分を有するもの以外に,強度向上,耐摩耗性,耐食性,耐酸化性,亀裂抑制等の目的で耐火物に一般的に使用される,アルミニウム,アルミニウム合金,シリコン,マグネシウム等の金属,炭化珪素,炭化硼素,窒化硼素等の共有結合性の強い化合物,無機繊維,シリコン樹脂等の一又は複数を任意に,補助的に含有することもできる。これら含有量は,モルタル用配合物中に合量で概ね5質量%程度以下であれば,本発明の課題を解決する効果に影響はない。
これらの鉱物組成としては,コランダム,ムライト,シリマナイト族,粘土質鉱物,アルミナ-マグネシア系若しくはクロミア-マグネシア系スピネル,ペリクレース,カルシア,カルシウムアルミネート,ジルコニア,ジルコン,無定形シリカ,クリストバライト,トリジマイト,クオーツの群から選択する1又は複数を使用することができる。
粘土質鉱物については,可塑性を付与するために木節粘土や蛙目粘土,ボールクレー等の熱処理を経ていない状態のものを一部又はその全部に使用することができる。また,耐火骨材として熱処理後のシャモット等も使用することができる。
残部には,前記のAl2O3,SiO2,ZrO2,MgO,CaO,Cr2O3の群から選択する1又は複数の化学成分を有するもの以外に,強度向上,耐摩耗性,耐食性,耐酸化性,亀裂抑制等の目的で耐火物に一般的に使用される,アルミニウム,アルミニウム合金,シリコン,マグネシウム等の金属,炭化珪素,炭化硼素,窒化硼素等の共有結合性の強い化合物,無機繊維,シリコン樹脂等の一又は複数を任意に,補助的に含有することもできる。これら含有量は,モルタル用配合物中に合量で概ね5質量%程度以下であれば,本発明の課題を解決する効果に影響はない。
本発明のモルタルは,目地空間の上下端部等の狭い面積で溶鋼に接触することはあるものの,当該モルタルを流失させる程度に大きな溶鋼の流速や複雑な渦流等に曝されることがない場所に好適に使用される。そのため,使用時の熱間においてノズル間の接触部分の隙間をモルタル自体が液化して流失する程度の低粘性状態にならない限り,液相が生成し軟化しても問題はない。
また前記第一次的な対象(例えば図1)の場合には,ノズル間の目地部を覆う領域に本発明のモルタルが存在していれば,長時間の操業等で当該モルタルが軟化し下方向に圧縮され又は移動して,内孔スリーブとノズル内孔面間の上部の空間に当該モルタルが存在しない部分が生じても,シール性を確保することができる。
また前記第一次的な対象(例えば図1)の場合には,ノズル間の目地部を覆う領域に本発明のモルタルが存在していれば,長時間の操業等で当該モルタルが軟化し下方向に圧縮され又は移動して,内孔スリーブとノズル内孔面間の上部の空間に当該モルタルが存在しない部分が生じても,シール性を確保することができる。
すなわち,使用時の熱間においてこのようなノズル間の接触部分の隙間を流出しない程度の粘性を維持することができる程度の組成になるように,残部の構成を選択すればよい。この残部は,コランダム,ムライト,シリマナイト族,ジルコン又はアルミナ-マグネシア系のスピネルが,長時間の使用時においても軟化し難く,かつ比較的低コストであるので,好ましい。
前述の配合物を泥状のモルタルとして使用するためには,耐火モルタルに一般的に使用されている増粘剤,界面活性剤及び結合材から選択する1以上,並びに希釈用液体を,モルタルを塗付する作業性を最適にする程度,すなわち前述の配合物100質量%に対する外掛けで合計30質量%以下加えて,混練して泥状にすればよい。この泥状のモルタルを対象のノズルや内孔スリーブの目地に接する面に塗付する等により設置することができる。
増粘剤とは,例えばデキストリン,水溶性繊維その他の単なる増粘効果をもたらすものが挙げられる。界面活性剤とは,例えば減水又は減液特性を得るための粘土に対する解膠剤を含む分散剤,泥状物の垂れや流動性を抑制するための多価金属イオン系等の凝集剤が挙げられる。結合材とは,例えば乾燥後や高温加熱時の強度付与若しくは向上機能を付与する,無機質若しくは有機質の樹脂,ゲル化して硬化体を形成する珪酸塩等,又はデキストリン,セルロース類等のいわゆる糊剤等が挙げられる。
これらの一又は複数を加えた配合物に,希釈用液体として,例えば水,グリコール,ポリビニルアルコール等の有機質溶剤・溶媒等を使用することができる。
これらの一又は複数を加えた配合物に,希釈用液体として,例えば水,グリコール,ポリビニルアルコール等の有機質溶剤・溶媒等を使用することができる。
事前に成形体とする場合は,保形機能をも兼ねる成膜剤としてエチレン酢ビ系エマルジョン,及び可塑剤を使用することができる。
具体的には,未膨張のバーミキュライト原料を10質量%以上20質量%以下,フリット粉を1質量%以上5質量%以下含み,残部がその他耐火原料からなる配合物100質量%に,エチレン酢ビ系エマルジョンを外掛けで22質量%以上45質量%以下,可塑剤を外掛けで1質量%以上5質量%以下,好ましくは2質量%以下加えて混練し,当該混練物を加圧成形した素地を60℃以上100℃以下で乾燥することで,事前成形体である本発明の定形モルタルが得られる。
具体的には,未膨張のバーミキュライト原料を10質量%以上20質量%以下,フリット粉を1質量%以上5質量%以下含み,残部がその他耐火原料からなる配合物100質量%に,エチレン酢ビ系エマルジョンを外掛けで22質量%以上45質量%以下,可塑剤を外掛けで1質量%以上5質量%以下,好ましくは2質量%以下加えて混練し,当該混練物を加圧成形した素地を60℃以上100℃以下で乾燥することで,事前成形体である本発明の定形モルタルが得られる。
エチレン酢ビ系エマルジョンの樹脂濃度は40質量%以上60質量%以下であることが,成膜性及び成形性すなわち成形作業能率を高めるために,好ましい。樹脂濃度が40質量%未満であると,可塑性が不十分となる場合があり,60質量%を超えると爆裂を起こす場合がある。
また,エチレン酢ビ系エマルジョンの粘度は,25℃において100cps以上500cps以下が好ましい。粘度が100cps未満であれば混練物に可塑性が不足し,成形時に目地切れして成形が困難になることがある。一方,粘度が500cpsを超えると粘性が高すぎて良好に混練することが困難になることがある。さらに,エチレン酢ビ系エマルジョンのpHは,4以上8以下であることが好ましい。pHが4より低いと強酸性のため作業時の取扱いに注意が必要となり,8より高いアルカリ性になると耐火原料との反応により混練物の経時変化(硬化現象)が懸念される。したがって安定領域であるpHは4以上8以下のものが好ましい。
また,エチレン酢ビ系エマルジョンの粘度は,25℃において100cps以上500cps以下が好ましい。粘度が100cps未満であれば混練物に可塑性が不足し,成形時に目地切れして成形が困難になることがある。一方,粘度が500cpsを超えると粘性が高すぎて良好に混練することが困難になることがある。さらに,エチレン酢ビ系エマルジョンのpHは,4以上8以下であることが好ましい。pHが4より低いと強酸性のため作業時の取扱いに注意が必要となり,8より高いアルカリ性になると耐火原料との反応により混練物の経時変化(硬化現象)が懸念される。したがって安定領域であるpHは4以上8以下のものが好ましい。
エチレン酢ビ系エマルジョンの添加量は前述の配合物100質量%に対して外掛けで22質量%以上45質量%以下とする。22質量%より少ないと混練物を得ることができず,45質量%より多いと,混練物は得られるものの保形性が不足して成形性が低下し,また搬送,設置等の成形体としての取扱いにも困難が生じる。22質量%以上45質量%以下であれば可塑性及び保形性のある良好な混練物が得られる。
エチレン酢ビ系エマルジョンは,酢酸ビニルモノマーに10~30質量%のエチレンモノマーを混和し高圧下で乳化重合させたエチレンと酢酸ビニルとの共重合体エマルジョンであり,より具体的には,例えば,アニオン系やノニオン系の界面活性剤を乳化剤として,酢酸ビニルモノマーに10~30質量%のエチレンモノマーを混和し高圧下で乳化重合させた共重合体エマルジョンである。このエチレン酢ビ系エマルジョンは,乾燥により水分が除去されると熱安定に優れた膜を生成することで,成形体に柔軟性を付与することができ,また低温(800℃未満)での熱間シール性を付与することができる。
可塑剤は,可撓性を付与するために使用するもので,フタル酸系以外のものを使用することが好ましい。フタル酸系の可塑剤は安全面,環境面での問題があるためである。
その中でもブチル系のテキサノールモノイソブチレート又はテキサノールジイソブチレート(以下,単に「テキサノール」という。)が,エチレン酢ビ系エマルジョンとの相溶性の点から好ましい。また,テキサノールは,発火点が390℃と高い上,PRTR法やVOC規制に抵触せず,環境ホルモン物質の疑いもない。このため環境に配慮した定形目地材としての成形体を提供することができる。
その中でもブチル系のテキサノールモノイソブチレート又はテキサノールジイソブチレート(以下,単に「テキサノール」という。)が,エチレン酢ビ系エマルジョンとの相溶性の点から好ましい。また,テキサノールは,発火点が390℃と高い上,PRTR法やVOC規制に抵触せず,環境ホルモン物質の疑いもない。このため環境に配慮した定形目地材としての成形体を提供することができる。
可塑剤の添加量は,前述の配合物100質量%に対して外掛けで1質量%以上5質量%以下,好ましくは2質量%以下とする。1質量%未満では可塑性が得られず,5質量%を超えると過剰な可塑剤が目地材中に残留し時間と共に変質するため,成形後の乾燥や使用されるまでの間に成形体に亀裂が発生し,シール性が乏しくなり易い。可塑剤の添加量は,外掛けで1~2質量%程度が好ましい。
混練には,耐火物の混練に一般的に使用されるミキサー,例えばブレード形のスパイラルミキサーやプラネタリーミキサーやクッキングミキサー,アイリッヒミキサー等を使用することができる。混練においては,配合物の粒子を破壊して各原料の粒度や形態を大きく破壊しない程度であれば,加圧してもよい。
成形は,耐火物の成形に一般的に使用される例えば一軸油圧成形機等を使用することができる。成形圧力は製品の形状,圧着構造や強さに応じた密度等,個別の操業ごとの具備条件に応じて任意に設定すればよい。
成形後の乾燥温度を60℃以上100℃以下とする理由は,乾燥後のエチレン酢ビ系エマルジョンの成膜による成形体の保形性と柔軟性を付与するためである。60℃未満では,この成膜が不充分なため保形性が十分に発現しておらず,その結果ハンドリング時に変形又は一部損傷が発生する虞がある。また100℃以上では完全に水分が蒸発してしまうため強固な成膜となり成形体が硬化する反面柔軟性に劣り,設置作業性が低下したり設置後の精度が低下することとなる。そのため成形後の乾燥温度を60℃以上100℃以下とする。
その乾燥は電熱乾燥炉による直熱加熱式熱風乾燥炉を使用することができる。乾燥装置は操作方式から回分式(バッチ式)と連続式に,加熱方式からは直接と間接に,熱源からは熱風乾燥,熱風と湿潤体直接通電併用, 電熱又はラジアントチューブによる赤外線乾燥,マイクロ波乾燥などに分類でき,いずれも使用することができる。入手の容易性,操作の容易性等の観点からは,回分式の電熱乾燥炉(箱型や棚段塔型)が好ましい。
塗付用泥状物としての形態のモルタルは,構成,施工が単純・簡素であることから,いわゆる成形性,保形性,可撓性又は柔軟性,安定性すなわち長期の経時変化が小さいこと等の定形モルタルの具備条件が不要であって,成形体と同様・同程度の充填性,膨張性等の目地の構造体として必要な特性をより容易に得ることができる。
そこで,実施例A~Cに,塗付用泥状物としての形態より複雑で特性に影響が生じやすい事前成形を行った定形モルタルについて,諸特性を確認した実施例を示す。
実施例Dに,塗付用泥状物としての形態のモルタルについて,諸特性を確認した実施例を示す。
さらに実施例Eに,実形状・構造のノズルと内孔スリーブを使用して,本発明のモルタルを設置して予熱及び溶融金属を注入した実験結果を示す。
そこで,実施例A~Cに,塗付用泥状物としての形態より複雑で特性に影響が生じやすい事前成形を行った定形モルタルについて,諸特性を確認した実施例を示す。
実施例Dに,塗付用泥状物としての形態のモルタルについて,諸特性を確認した実施例を示す。
さらに実施例Eに,実形状・構造のノズルと内孔スリーブを使用して,本発明のモルタルを設置して予熱及び溶融金属を注入した実験結果を示す。
[実施例A]
実施例Aは,未膨張のバーミキュライト量の影響を調査した結果を示す。
試料は,表1に記載の配合物の構成で,前述の製造方法により得た。
未膨張のバーミキュライトは0.25mm~1.0mm,フリット粉は0.2mm以下の,SiO2を約40~50質量%,B2O3を約20~30質量%,Na2Oを約20~30質量%程度の化学組成,その他耐火原料としては200μm以下の焼結アルミナ(Al2O3純度≧95質量%)と粘土(非加熱,Al2O3:25質量%~30質量%,SiO2:50質量%~60質量%)を使用した。
エチレン酢ビ系エマルジョンとしては,樹脂濃度58質量%,粘度200cps,pH5のものを使用した。また,テキサノールとしては,2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタジオールモノイソブチレートであるテキサノールモノイソブチレートを使用した。
評価は,混練物の成形性,常温での可撓性,800℃及び1650℃(共に1時間保持)での膨脹充填性(膨張状態と充填状態及び接着性),目地材としての使用可否としての総合評価にて行った。
ここで1650℃の温度条件を選択したのは,溶鋼鋳造中の温度に長時間曝される熱付加条件を短時間で確認するために,温度を高めたためである(熱付加=温度×時間)。
また,本発明のモルタル用配合物が溶鋼鋳造中の温度よりも低温度で溶融する成分を多く含んでいることによる使用時の変化を確認するためでもある。
混練物の成形性は,加圧成形後の乾燥によって所望の形状が得られたか否かで評価を行った。
常温の可撓性は,JIS-K6301加硫ゴム物理試験方法記載のスプリング式硬さ試験機を使用して評価した。測定した数値が小さいほど柔らかく,可撓性があることを示す。本発明においては,設置対象部位の内孔スリーブ径として最小と思われるφ80mm程度に変形可能な程度(変形前の形状を板状とする)を目標として調整した。
800℃での膨脹・充填・接着性(膨張状態と充填状態及び接着性,以下「膨張充填接着性」という。)は厚み4mmの定形モルタルを準備し,8mm隙間の並型れんが間にセットして800℃熱処理を実施し,熱処理後の前記隙間への充填性と接着性を目視確認にて評価した。結果は◎(優),○(良),×(不可)によって示し,◎,○を合格とした。すなわち,◎は隙間が無く,れんがからの取り外し時のれんがへの接着が有る場合,○は隙間が殆どないが,ごく僅かな一部に隙間があるか,又はれんがからの取り外し時のれんがへの接着が殆どあるが,ごく僅かな一部に無い場合,×は殆どに隙間があるか,れんがからの取り外し時のれんがへの接着が殆ど無い場合,である。
1650℃での膨脹・充填・接着性(膨張状態と充填状態及び接着性)においても前記800℃と同様の方法,評価方法とした。
総合評価は,定形目地材として使用可能である場合を◎(優),○(良),定形目地材としての使用には難があるものの,使用自体は可能又は不定形モルタルのように使用することは可能である場合を△(可),いずれの使用方法であっても目地材としては使用不可の場合を×(不可)として示した。
なお,これら試料の作成方法,評価方法・基準は,実施例B~Dにおいても同じである。
実施例Aは,未膨張のバーミキュライト量の影響を調査した結果を示す。
試料は,表1に記載の配合物の構成で,前述の製造方法により得た。
未膨張のバーミキュライトは0.25mm~1.0mm,フリット粉は0.2mm以下の,SiO2を約40~50質量%,B2O3を約20~30質量%,Na2Oを約20~30質量%程度の化学組成,その他耐火原料としては200μm以下の焼結アルミナ(Al2O3純度≧95質量%)と粘土(非加熱,Al2O3:25質量%~30質量%,SiO2:50質量%~60質量%)を使用した。
エチレン酢ビ系エマルジョンとしては,樹脂濃度58質量%,粘度200cps,pH5のものを使用した。また,テキサノールとしては,2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタジオールモノイソブチレートであるテキサノールモノイソブチレートを使用した。
評価は,混練物の成形性,常温での可撓性,800℃及び1650℃(共に1時間保持)での膨脹充填性(膨張状態と充填状態及び接着性),目地材としての使用可否としての総合評価にて行った。
ここで1650℃の温度条件を選択したのは,溶鋼鋳造中の温度に長時間曝される熱付加条件を短時間で確認するために,温度を高めたためである(熱付加=温度×時間)。
また,本発明のモルタル用配合物が溶鋼鋳造中の温度よりも低温度で溶融する成分を多く含んでいることによる使用時の変化を確認するためでもある。
混練物の成形性は,加圧成形後の乾燥によって所望の形状が得られたか否かで評価を行った。
常温の可撓性は,JIS-K6301加硫ゴム物理試験方法記載のスプリング式硬さ試験機を使用して評価した。測定した数値が小さいほど柔らかく,可撓性があることを示す。本発明においては,設置対象部位の内孔スリーブ径として最小と思われるφ80mm程度に変形可能な程度(変形前の形状を板状とする)を目標として調整した。
800℃での膨脹・充填・接着性(膨張状態と充填状態及び接着性,以下「膨張充填接着性」という。)は厚み4mmの定形モルタルを準備し,8mm隙間の並型れんが間にセットして800℃熱処理を実施し,熱処理後の前記隙間への充填性と接着性を目視確認にて評価した。結果は◎(優),○(良),×(不可)によって示し,◎,○を合格とした。すなわち,◎は隙間が無く,れんがからの取り外し時のれんがへの接着が有る場合,○は隙間が殆どないが,ごく僅かな一部に隙間があるか,又はれんがからの取り外し時のれんがへの接着が殆どあるが,ごく僅かな一部に無い場合,×は殆どに隙間があるか,れんがからの取り外し時のれんがへの接着が殆ど無い場合,である。
1650℃での膨脹・充填・接着性(膨張状態と充填状態及び接着性)においても前記800℃と同様の方法,評価方法とした。
総合評価は,定形目地材として使用可能である場合を◎(優),○(良),定形目地材としての使用には難があるものの,使用自体は可能又は不定形モルタルのように使用することは可能である場合を△(可),いずれの使用方法であっても目地材としては使用不可の場合を×(不可)として示した。
なお,これら試料の作成方法,評価方法・基準は,実施例B~Dにおいても同じである。
実施例Aの結果を表1に結果を示す。
比較例1は焼結アルミナ85質量%,バーミキュライト5質量%からなる主原料(耐火原料)に,フリット粉5質量%,粘土5質量%を副原料として配合した配合物100質量%に対して,エチレン酢ビ系エマルジョン(結合剤)35質量%,テキサノール(可塑剤)2質量%を外掛けで添加して,卓上ミキサーを用いて混練し,厚み4mmのシート状に加圧成形して約80℃で乾燥させ,水分を蒸発させることによって定形目地材を作製し,評価を行った
評価結果は表1に示すとおり,混練物の成形性は良好で乾燥後,常温で可撓性はあるもののバーミキュライトの添加量が少ないため800℃,1650℃共に膨脹充填性に劣り,不適格と判定した。
評価結果は表1に示すとおり,混練物の成形性は良好で乾燥後,常温で可撓性はあるもののバーミキュライトの添加量が少ないため800℃,1650℃共に膨脹充填性に劣り,不適格と判定した。
実施例1では焼結アルミナ80質量%,バーミキュライト10質量%からなる主原料(耐火原料)に,フリット粉末5質量%,粘土5質量%を副原料として配合した配合物100質量%に対して,エチレン酢ビ系エマルジョン(結合剤)の添加量を外掛けで30質量%,テキサノール(可塑剤)1質量%を外掛けで添加して,比較例1同様,定形目地材を作製し評価を行った。評価結果は表1に示すとおり800℃での膨張充填接着性,1650℃での膨張充填接着性,共に良好であった。
実施例2では焼結アルミナ75質量%,バーミキュライト15質量%からなる主原料(耐火原料)に,フリット粉末5質量%,粘土5質量%を副原料として配合した配合物100質量%に対して,エチレン酢ビ系エマルジョン(結合剤)35質量%,テキサノール(可塑剤)2質量%を外掛けで添加して,比較例1同様,定形目地材を作製し評価を行った。評価結果は表1に示すとおり800℃での膨張充填接着性,1650℃での膨張充填接着性,共に良好であった。中でも1650℃での膨張充填接着性は,バーミキュライト量が増えた分,実施例1よりも良好であった。
実施例3では焼結アルミナ70質量%,バーミキュライト20質量%からなる主原料(耐火原料)に,フリット粉末5質量%,粘土5質量%を副原料として配合した配合物100質量%に対して,エチレン酢ビ系エマルジョン(結合剤)35質量%,テキサノール(可塑剤)1質量%を外掛けで添加して,比較例1同様,定形目地材を作製し評価を行った。評価結果は表1に示すとおり800℃での膨張充填接着性,1650℃での膨張充填接着性,共に良好であった。中でも1650℃での充填状態は,バーミキュライト量がさらに増えた分,実施例2よりも良好であった。
比較例2では焼結アルミナ65質量%,バーミキュライト25質量%からなる主原料(耐火原料)に,フリット粉末5質量%,粘土5質量%を副原料として配合した配合物100質量%に対して,エチレン酢ビ系エマルジョン(結合剤)40質量%,テキサノール(可塑剤)1質量%を外掛けで添加して,比較例1同様,定形目地材を作製し評価を行った。評価結果は表1に示すとおり,800℃での膨張充填接着性は良好だったものの,1650℃では バーミキュライト量がさらに増えた分,定形目地材自身の耐火度が低下して液相過多となり1650℃の膨張充填接着性は劣る結果であった。
比較例3では焼結アルミナ65質量%,バーミキュライト25質量%からなる主原料(耐火原料)に,フリット粉末5質量%,粘土5質量%を副原料として配合した配合物100質量%に対して,エチレン酢ビ系エマルジョン(結合剤)40質量%,テキサノール(可塑剤)2質量%を外掛けで添加して,比較例1同様,定形目地材を作製し評価を行った。評価結果は表1に示すとおり比較例2よりテキサノール(可塑剤)が増えた分,常温の可撓性は大きくなった(可撓性の数値小→可撓性 大)。そして800℃での膨張充填接着性は良好だったものの,1650℃では比較例2と同様にバーミキュライト量がさらに増えた分,定形目地材自身の耐火度が低下して液相過多となり1650℃の充填状態は劣る結果であった。
[実施例B]
実施例Bは,フリット粉末量の影響を調査した結果である。表2に結果を示す。
実施例Bは,フリット粉末量の影響を調査した結果である。表2に結果を示す。
比較例4は焼結アルミナ84.5質量%,バーミキュライト10質量%からなる主原料(耐火原料)に,フリット粉末0.5質量%,粘土5質量%を副原料として配合した配合物100質量%に対して,エチレン酢ビ系エマルジョン(結合剤)35質量%,テキサノール(可塑剤)2質量%を外掛けで添加して,卓上ミキサーを用いて混練し,厚み4mmのシート状に加圧成形して約80℃で乾燥させ,水分を蒸発させることによって定形目地材を作製し,評価を行った
結果は表2に示すとおり,混練物の成形性は良好で乾燥後,常温で可撓性あるもののフリット粉末の添加量が少ないため800℃,1650℃共に膨脹充填後,れんがとの密着性に劣り不適格と判定した。
結果は表2に示すとおり,混練物の成形性は良好で乾燥後,常温で可撓性あるもののフリット粉末の添加量が少ないため800℃,1650℃共に膨脹充填後,れんがとの密着性に劣り不適格と判定した。
実施例4では焼結アルミナ84質量%,バーミキュライト10質量%からなる主原料(耐火原料)に,フリット粉末1質量%,粘土5質量%を副原料として配合した配合100質量%に対して,エチレン酢ビ系エマルジョン(結合剤)の添加量を外掛けで30質量%,テキサノール(可塑剤)1質量%を外掛けで添加して,比較例4同様,定形目地材を作製し評価を行った。評価結果は表2に示すとおり800℃での膨張充填接着性,1650℃での膨張充填接着性,共に良好であった。
実施例5では焼結アルミナ80質量%,バーミキュライト15質量%からなる主原料(耐火原料)に,フリット粉末3質量%,粘土5質量%を副原料として配合した耐火原料配合B 100質量%に対して,エチレン酢ビ系エマルジョン(結合剤)の添加量を外掛けで35質量%,テキサノール(可塑剤)2質量%を外掛けで添加して,比較例4同様,定形目地材を作製し評価を行った。評価結果は表2に示すとおり800℃での膨張充填接着性,1650℃での膨張充填接着性,共に良好であった。
実施例6では焼結アルミナ80質量%,バーミキュライト20質量%からなる主原料(耐火原料)に,フリット粉末5質量%,粘土5質量%を副原料として配合した配合100質量%に対して,エチレン酢ビ系エマルジョン(結合剤)の添加量を外掛けで35質量%,テキサノール(可塑剤)1質量%を外掛けで添加して,比較例4同様,混練を実施した。評価結果は表2に示すとおり800℃での膨張充填接着性,1650℃での膨張充填接着性,共に良好であった。
比較例5では焼結アルミナ80質量%,バーミキュライト20質量%からなる主原料(耐火原料)に,フリット粉末6質量%,粘土5質量%を副原料として配合した配合物100質量%に対して,エチレン酢ビ系エマルジョン(結合剤)40質量%,テキサノール(可塑剤)1質量%を外掛けで添加して,比較例4同様,定形目地材を作製し評価を行った。評価結果は表2に示すとおり800℃での膨張充填接着性は良好だったものの,1650℃ではフリット量がさらに増えた分,定形目地材自身の耐火度が低下して液相過多となり1650℃の膨張充填接着性は劣る結果であった。また一部に収縮傾向も観られた。
[実施例C]
実施例Cは,耐火原料種の影響を調査した結果である。表3に結果を示す。
実施例Cは,耐火原料種の影響を調査した結果である。表3に結果を示す。
実施例7は電融スピネル84質量%,バーミキュライト10質量%からなる主原料(耐火原料)に,フリット粉末1質量%,粘土5質量%を副原料として配合した配合物100質量%に対して,エチレン酢ビ系エマルジョン(結合剤)30質量%,テキサノール(可塑剤)1質量%を外掛けで添加して,卓上ミキサーを用いて混練し,厚み4mmのシート状に加圧成形して約80℃で乾燥させ,水分を蒸発させることによって定形目地材を作製し,評価を行った
評価結果は表3に示すとおり,混練物の成形性は良好で乾燥後,常温で可撓性ある定形目地材が得られている。そして800℃での膨張充填接着性,1650℃での膨張充填接着性,共に良好であった。
評価結果は表3に示すとおり,混練物の成形性は良好で乾燥後,常温で可撓性ある定形目地材が得られている。そして800℃での膨張充填接着性,1650℃での膨張充填接着性,共に良好であった。
実施例8では電融スピネル70質量%,バーミキュライト20質量%からなる主原料(耐火原料)に,フリット粉末5質量%,粘土5質量%を副原料として配合した配合物100質量%に対して,エチレン酢ビ系エマルジョン(結合剤)の添加量を外掛けで35質量%,テキサノール(可塑剤)1質量%を外掛けで添加して,実施例7同様,定形目地材を作製し評価を行った。混練物の成形性は良好で乾燥後,常温で可撓性ある定形目地材が得られている。評価結果は表3に示すとおり800℃での膨張充填接着性,1650℃での膨張充填接着性,共に良好であった。中でも1650℃での膨張充填接着性は,バーミキュライト量が増えた分,実施例7よりも良好であった。
実施例9ではムライト70質量%,バーミキュライト20質量%からなる主原料(耐火原料)に,フリット粉末5質量%,粘土5質量%を副原料として配合した配合物100質量%に対して,エチレン酢ビ系エマルジョン(結合剤)42質量%,テキサノール(可塑剤)2質量%を外掛けで添加して,実施例7同様,定形目地材を作製し評価を行った。混練物の成形性は良好で乾燥後,常温で可撓性ある定形目地材が得られている。評価結果は表3に示すとおり800℃での膨張充填接着性,1650℃での膨張充填接着性,共に良好であった。中でも1650℃での膨張充填接着性は,バーミキュライト量が増えた分,実施例7よりも良好であった。
実施例10ではシリマナイト族の一種であるアンダーリュサイト70質量%,バーミキュライト20質量%からなる主原料(耐火原料)に,フリット粉末5質量%,粘土5質量%を副原料として配合した配合物100質量%に対して,エチレン酢ビ系エマルジョン(結合剤)39質量%,テキサノール(可塑剤)1質量%を外掛けで添加して,実施例7同様,定形目地材を作製し評価を行った。混練物の成形性は良好で乾燥後,常温で可撓性ある定形目地材が得られている。評価結果は表3に示すとおり800℃での膨張充填接着性,1650℃での膨張充填接着性,共に良好であった。中でも1650℃での膨張充填接着性は,バーミキュライト量が増えた分,実施例7よりも良好であった。
実施例11ではペリクレース70質量%,バーミキュライト20質量%からなる主原料(耐火原料)に,フリット粉末5質量%,粘土5質量%を副原料として配合した配合物100質量%に対して,エチレン酢ビ系エマルジョン(結合剤)35質量%,テキサノール(可塑剤)1質量%を外掛けで添加して,実施例7同様,定形目地材を作製し評価を行った。混練物の成形性は良好で乾燥後,常温で可撓性ある定形目地材が得られている。評価結果は表3に示すとおり800℃での膨張充填接着性,1650℃での膨張充填接着性,共に良好であった。中でも1650℃での膨張充填接着性は,バーミキュライト量が増えた分,実施例7よりも良好であった。
実施例12ではジルコニア(未安定)70質量%,バーミキュライト20質量%からなる主原料(耐火原料)に,フリット粉末5質量%,粘土5質量%を副原料として配合した配合物100質量%に対して,エチレン酢ビ系エマルジョン(結合剤)22質量%,テキサノール(可塑剤)1質量%を外掛けで添加して,実施例7同様,定形目地材を作製し評価を行った。混練物の成形性は良好で乾燥後,常温で可撓性ある定形目地材が得られている。評価結果は表3に示すとおり800℃での膨張充填接着性,1650℃での膨張充填接着性,共に良好であった。中でも1650℃での膨張充填接着性は,バーミキュライト量が増えた分,実施例7よりも良好であった。
実施例13ではジルコン70質量%,バーミキュライト20質量%からなる主原料(耐火原料)に,フリット粉末5質量%,粘土5質量%を副原料として配合した耐火原料配合物F100質量%に対して,エチレン酢ビ系エマルジョン(結合剤)25質量%,テキサノール(可塑剤)1質量%を外掛けで添加して,比較例1同様,定形目地材を作製し評価を行った。混練物の成形性は良好で乾燥後,常温で可撓性ある定形目地材が得られている。評価結果は表3に示す通り800℃での膨張充填,1650℃での充填状態,共に良好であった。中でも1650℃での充填状態は,バーミキュライト量がさらに増えた分,実施例7よりも良好であった。
実施例14ではクオーツ70質量%,バーミキュライト20質量%からなる主原料(耐火原料)に,フリット粉末5質量%,粘土5質量%を副原料として配合した配合物100質量%に対して,エチレン酢ビ系エマルジョン(結合剤)45質量%,テキサノール(可塑剤)2質量%を外掛けで添加して,実施例7同様,定形目地材を作製し評価を行った。混練物の成形性は良好で乾燥後,常温で可撓性ある定形目地材が得られている。評価結果は表3に示すとおり800℃での膨張充填接着性,1650℃での膨張充填接着性,共に良好であった。中でも1650℃での膨張充填接着性は,バーミキュライト量が増えた分,実施例7よりも良好であった。
実施例15はエチレン酢ビ系エマルジョンの濃度を40質量%のものを使用した例である。電融スピネル70質量%,バーミキュライト20質量%からなる主原料(耐火原料)に,フリット粉末5質量%,粘土5質量%を副原料として配合した配合物100質量%に対して,エチレン酢ビ系エマルジョン(結合剤)の添加量を外掛けで35質量%,テキサノール(可塑剤)1質量%を外掛けで添加して,実施例7同様,定形目地材を作製し評価を行った。混練物の成形性は エチレン酢ビ系エマルジョン濃度40%で水分割合が60%のため軟らかであったものの良好で,乾燥後,常温で可撓性ある定形目地材が得られている。評価結果は表3に示すとおり800℃での膨張充填接着性,1650℃での膨張充填接着性は,バーミキュライト量が増えた分,実施例7よりも良好であった。
実施例16はエチレン酢ビ系エマルジョンの濃度を38質量%のものを使用した例である。電融スピネル70質量%,バーミキュライト20質量%からなる主原料(耐火原料)に,フリット粉末5質量%,粘土5質量%を副原料として配合した配合物100質量%に対して,エチレン酢ビ系エマルジョン(結合剤)の添加量を外掛けで35質量%,テキサノール(可塑剤)1質量%を外掛けで添加して,実施例7同様,定形目地材を作製し評価を行った。混練物の成形性は エチレン酢ビ系エマルジョン濃度38%で水分割合が62%のため さらに軟らかであったが エチレン酢ビ系エマルジョン濃度(樹脂濃度)が38%と低く,乾燥後の成膜機能が相対的に低く,成形体を変形させようとするとひび割れが発生した。このモルタルは熱間では膨張するのでひびの存在自体は致命的な現象ではないものの,例えば内孔スリーブの形状に合致するように変形させる場合には難がある。
実施例17はエチレン酢ビ系エマルジョンの濃度を58質量%のものを使用した例である。電融スピネル70質量%,バーミキュライト20質量%からなる主原料(耐火原料)に,フリット粉末5質量%,粘土5質量%を副原料として配合した配合物100質量%に対して,エチレン酢ビ系エマルジョン(結合剤)の添加量を外掛けで35質量%,テキサノール(可塑剤)6質量%を外掛けで添加して,実施例7同様,定形目地材を作製し評価を行った。混練物の成形性は可塑剤が多い分,軟らかであった。さらに乾燥後,単に置く等の成形体としての作業にはその保形性が低いことで難があったが,泥状の不定形モルタルとの中間的な施工方法としては使用可能であった。
実施例18はエチレン酢ビ系エマルジョンの濃度を65質量%のものを使用した例である。電融スピネル70質量%,バーミキュライト20質量%からなる主原料(耐火原料)に,フリット粉末5質量%,粘土5質量%を副原料として配合した配合物100質量%に対して,エチレン酢ビ系エマルジョン(結合剤)の添加量を外掛けで35質量%,テキサノール(可塑剤)1質量%を外掛けで添加して,実施例7同様,定形目地材を作製し評価を行った。混練物の成形性はエチレン酢ビ系エマルジョン濃度65%で水分割合が35%のため 硬めであった。乾燥後の定形目地材は エチレン酢ビ系エマルジョン濃度(樹脂濃度)が65%と多く,乾燥後の成膜機能過多のため,変形能が小さく,特定の成形後の形状通りの設置を行う用途では問題ないものの,その形状から一部を変形させて設置する用途には不向きであった。
[実施例D]
実施例Dは,泥状(塗付用)モルタルを例に調査した結果である。表4に結果を示す。
実施例Dは,泥状(塗付用)モルタルを例に調査した結果である。表4に結果を示す。
実施例19では電融スピネル70質量%,バーミキュライト20質量%からなる主原料(耐火原料)に,フリット粉末5質量%,粘土5質量%を副原料として配合した配合物100質量%に対して,増粘剤(兼結合材)としてのデキストリンを1質量%,界面活性剤(分散剤)としてのリン酸ソーダ系を0.1質量%,界面活性剤(凝集剤)としてのリン酸アルミ系を0.05質量%,希釈用液体としての水を25質量%,それぞれ外掛けで添加して泥状(塗付用)モルタルを作製し,耐火れんが表面へのヘラ塗り(厚み4mmのシート状)により塗布作業性を確認した。その結果,表4に示すとおり塗布作業性は良好であった。その後,昇温しての800℃での膨張充填接着性,1650℃での膨張充填接着性も良好であった。
実施例20では電融スピネル70質量%,バーミキュライト20質量%からなる主原料(耐火原料)に,フリット粉末5質量%,粘土5質量%を副原料として配合した配合物100質量%に対して,増粘剤としてのメチルセルロース系を1質量%,界面活性剤(分散剤)としてのリン酸ソーダ系を0.1質量%,界面活性剤(凝集剤)としてのリン酸アルミ系を0.05質量%,希釈用液体としての水を15質量%とエチレングリコール系を15質量%の混合液にて泥状(塗付用)モルタルを作製した。その後,耐火れんが表面へのヘラ塗り(厚み4mmのシート状)により塗布作業性を確認した。その結果,表4に示すとおり塗布作業性は良好であった。その後,昇温しての800℃での膨張充填接着性,1650℃での膨張充填も良好であった。
実施例21では電融スピネル70質量%,バーミキュライト20質量%からなる主原料(耐火原料)に,フリット粉末5質量%,粘土5質量%を副原料として配合した配合物100質量%に対して,結合材としてのフェノール樹脂を10質量%,希釈用液体としてのエチレングリコール系を30質量%の混合液にて泥状(塗付用)モルタルを作製した。その後,耐火れんが表面へのヘラ塗り(厚み4mmのシート状)により塗布作業性を確認した。その結果,表4に示すとおり塗布作業性は良好であった。その後,昇温しての800℃での膨張充填接着性,1650℃での膨張充填接着性も良好であった。
[実施例E]
実施例Eは,図1(b)の,ノズル内孔に内孔スリーブを設置する形態において,ノズル内孔と内孔スリーブ間に本発明の定形モルタルを設置し,800℃に加熱し,その後内孔スリーブ及びノズルの内孔に溶融金属を注入した実験結果を示す。
実施例Eは,図1(b)の,ノズル内孔に内孔スリーブを設置する形態において,ノズル内孔と内孔スリーブ間に本発明の定形モルタルを設置し,800℃に加熱し,その後内孔スリーブ及びノズルの内孔に溶融金属を注入した実験結果を示す。
ノズル内径は86mm,スリーブ外径は70mm,定形モルタルの厚さは4mm,定形モルタルの高さは50mm,定形モルタルの供試料は前記の実施例1とした。
予熱後の状態は,内孔からバナーで加熱し,内孔表面温度を800℃にて0.5時間維持した後冷却し,縦方向に切断してその断面を観察した。
溶融金属の注入実験は,前記予熱後800℃を維持した内孔部に溶融金属を上から流し込む方法とした。
溶融金属としては,モルタルの充填状態すなわち隙間の有無がより明確に現れるように溶鋼よりも粘性が低い約1600℃の溶銑を使用し,内孔スリーブの上端を超えその外部のノズル内孔部分まで溶銑を充填した。
実験後の状態は,冷却後に縦方向に切断してその断面を観察した。
予熱後の状態は,内孔からバナーで加熱し,内孔表面温度を800℃にて0.5時間維持した後冷却し,縦方向に切断してその断面を観察した。
溶融金属の注入実験は,前記予熱後800℃を維持した内孔部に溶融金属を上から流し込む方法とした。
溶融金属としては,モルタルの充填状態すなわち隙間の有無がより明確に現れるように溶鋼よりも粘性が低い約1600℃の溶銑を使用し,内孔スリーブの上端を超えその外部のノズル内孔部分まで溶銑を充填した。
実験後の状態は,冷却後に縦方向に切断してその断面を観察した。
実験の結果,予熱後,溶銑注入後のいずれの試料も定形モルタルが隙間全体を充填した状態であり,モルタル組織中や隙間への溶銑の侵入は観られなかった。またノズル間の目地付近を含め,ノズル等に酸化は観られず,目地間からの外気の侵入も観られなかった。
1 上ノズル
2a 上プレート
2b 中プレート
2c 下プレート
3 下ノズル
4 浸漬ノズル
5 内孔
5a 内孔面
6 内孔スリーブ
7 ストッパー
8 空間(目地としての空間)
9 モルタル(目地材)
2a 上プレート
2b 中プレート
2c 下プレート
3 下ノズル
4 浸漬ノズル
5 内孔
5a 内孔面
6 内孔スリーブ
7 ストッパー
8 空間(目地としての空間)
9 モルタル(目地材)
Claims (10)
- 溶鋼排出用のノズル構造体の目地部に使用するモルタル用配合物であって,
未膨張のバーミキュライトを10質量%以上20質量%以下,フリット粉を1質量%以上5質量%以下含み,残部がその他耐火原料を主体とするモルタル用配合物。 - 前記耐火原料は,Al2O3,SiO2,ZrO2,MgO,CaO,Cr2O3の群から選択する1又は複数の成分を含む請求項1に記載のモルタル用配合物。
- 前記耐火原料は,コランダム,ムライト,シリマナイト族,粘土質鉱物,アルミナ-マグネシア系又はクロミア-マグネシア系スピネル,ペリクレース,カルシア,カルシウムアルミネート,ジルコニア,ジルコン,無定形シリカ,クリストバライト,トリジマイト,クオーツの群から選択する1又は複数からなる,請求項2に記載のモルタル用配合物。
- 増粘剤,界面活性剤及び結合材から選択する1以上,並びに,希釈用液体を,合計かつ請求項1から請求項3のいずれかに記載のモルタル用配合物の合計100質量%に対する外掛けで30質量%以下と,前記モルタル用配合物100質量%とからなる,溶鋼排出用のノズル構造体の目地部用モルタル。
- 請求項1から請求項3のいずれかに記載のモルタル用配合物100質量%と,前記モルタル用配合物に対する外掛けで22質量%以上45質量%以下のエチレン酢ビ系エマルジョンと,前記モルタル用配合物に対する外掛けで1質量%以上5質量%以下の可塑剤とからなり,シート状又は中空の截頭円錐状若しくは円筒状の成形体である,溶鋼排出用のノズル構造体の目地部用モルタル。
- 前記エチレン酢ビ系エマルジョンの樹脂濃度は40質量%以上60質量%以下である,請求項5に記載の溶鋼排出用のノズル構造体の目地部用モルタル。
- 前記可塑剤はテキサノールモノイソブチレート又はテキサノールジイソブチレートである,請求項5又は請求項6に記載の溶鋼排出用のノズル構造体の目地部用モルタル。
- 請求項5から請求項7のいずれかに記載の溶鋼排出用のノズル構造体の目地部用モルタルの製造方法であって,
未膨張のバーミキュライトを10質量%以上20質量%以下,フリット粉を1質量%以上5質量%以下含み,残部がその他耐火原料からなる配合物100質量%に,エチレン酢ビ系エマルジョンを外掛けで22質量%以上45質量%以下,可塑剤を外掛けで1質量%以上5質量%以下加えて混練し,当該混練物を加圧成形し成形した素地を60℃以上100℃以下で乾燥する,溶鋼排出用のノズル構造体の目地部用モルタルの製造方法。 - 前記エチレン酢ビ系エマルジョンの樹脂濃度は40質量%以上60質量%以下である,請求項8に記載の溶鋼排出用のノズル構造体の目地部用モルタルの製造方法。
- 前記可塑剤はテキサノールモノイソブチレート又はテキサノールジイソブチレートである,請求項8又は請求項9に記載の溶鋼排出用のノズル構造体の目地部用モルタルの製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017035087A JP6792485B2 (ja) | 2017-02-27 | 2017-02-27 | モルタル用配合物,モルタル及びモルタルの製造方法 |
JP2017-035087 | 2017-02-27 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2018155367A1 true WO2018155367A1 (ja) | 2018-08-30 |
Family
ID=63253730
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2018/005681 WO2018155367A1 (ja) | 2017-02-27 | 2018-02-19 | モルタル用配合物,モルタル及びモルタルの製造方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6792485B2 (ja) |
TW (1) | TWI718362B (ja) |
WO (1) | WO2018155367A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11629059B2 (en) * | 2019-08-29 | 2023-04-18 | Covia Holdings Llc | Ultra-white silica-based filler |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7029299B2 (ja) * | 2018-01-22 | 2022-03-03 | 黒崎播磨株式会社 | 不定形耐火物 |
JP7219577B2 (ja) * | 2018-10-05 | 2023-02-08 | 黒崎播磨株式会社 | 熱間設置用定形目地材 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59161682A (ja) * | 1983-03-04 | 1984-09-12 | タイホ−工業株式会社 | 工業用炉の補修方法 |
JPH03199150A (ja) * | 1989-12-27 | 1991-08-30 | Shikoku Kaken Kogyo Co Ltd | 鋼材に対する付着力の優れた耐火被覆組成物 |
JP2000141000A (ja) * | 1998-11-06 | 2000-05-23 | Shinagawa Refract Co Ltd | 溶融シリカ質連続鋳造用浸漬ノズル及びその製造方法 |
JP2001019565A (ja) * | 1999-06-30 | 2001-01-23 | Kurosaki Harima Corp | 耐吸湿性定形目地材 |
JP2009227538A (ja) * | 2008-03-25 | 2009-10-08 | Kurosaki Harima Corp | 耐火物接合用定形目地材 |
JP2016026948A (ja) * | 2014-06-30 | 2016-02-18 | 宇部興産株式会社 | 船舶甲板用防熱性床構造体の施工方法及びその構造体 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI331640B (en) * | 2003-05-26 | 2010-10-11 | Sekisui Chemical Co Ltd | Fire retardant resin sash |
-
2017
- 2017-02-27 JP JP2017035087A patent/JP6792485B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2018
- 2018-02-19 WO PCT/JP2018/005681 patent/WO2018155367A1/ja active Application Filing
- 2018-02-26 TW TW107106283A patent/TWI718362B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59161682A (ja) * | 1983-03-04 | 1984-09-12 | タイホ−工業株式会社 | 工業用炉の補修方法 |
JPH03199150A (ja) * | 1989-12-27 | 1991-08-30 | Shikoku Kaken Kogyo Co Ltd | 鋼材に対する付着力の優れた耐火被覆組成物 |
JP2000141000A (ja) * | 1998-11-06 | 2000-05-23 | Shinagawa Refract Co Ltd | 溶融シリカ質連続鋳造用浸漬ノズル及びその製造方法 |
JP2001019565A (ja) * | 1999-06-30 | 2001-01-23 | Kurosaki Harima Corp | 耐吸湿性定形目地材 |
JP2009227538A (ja) * | 2008-03-25 | 2009-10-08 | Kurosaki Harima Corp | 耐火物接合用定形目地材 |
JP2016026948A (ja) * | 2014-06-30 | 2016-02-18 | 宇部興産株式会社 | 船舶甲板用防熱性床構造体の施工方法及びその構造体 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11629059B2 (en) * | 2019-08-29 | 2023-04-18 | Covia Holdings Llc | Ultra-white silica-based filler |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018140406A (ja) | 2018-09-13 |
TW201835001A (zh) | 2018-10-01 |
JP6792485B2 (ja) | 2020-11-25 |
TWI718362B (zh) | 2021-02-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2018155367A1 (ja) | モルタル用配合物,モルタル及びモルタルの製造方法 | |
JP5656629B2 (ja) | Azs耐火性組成物 | |
KR101552717B1 (ko) | 유리 용융로를 위한 내화성 조성물 | |
CN100491293C (zh) | 抗裂的干耐火材料 | |
CN100408495C (zh) | 玻璃熔炉用耐火材料系统 | |
US12104256B2 (en) | Chemical method to decrease oxide scale generation in hot rolling | |
KR102051934B1 (ko) | 고내열성 세라믹 코팅 조성물 | |
CN107226687A (zh) | 用于高炉内衬喷补的浇注料及其制备方法 | |
CN109437939B (zh) | 一种耐火泥及其制备方法 | |
JP2009256176A (ja) | 耐火物用組成物、耐火成形体及び耐火焼成体 | |
US20090114365A1 (en) | Material used to combat thermal expansion related defects in high temperature casting processes | |
KR101744455B1 (ko) | 무기섬유를 이용한 부정형 내화재 조성물 | |
CN104774021A (zh) | 一种用于窑炉耐火砖的粘接泥及其制备工艺 | |
JP5215698B2 (ja) | 耐火物接合用定形目地材 | |
JP6188214B2 (ja) | 湿式施工用補修剤及びその補修方法 | |
JP5990583B2 (ja) | 溶融ガラス用の供給通路 | |
CN108585746A (zh) | 一种连续铸钢用长水口内孔保温涂料及其制备方法和施工方法 | |
CN101665364B (zh) | 一种抗熔渣高温涂料 | |
JP6372539B2 (ja) | 連続鋳造ノズル用断熱コーティング材 | |
CN104496492B (zh) | 一种复合镁碳耐火坩埚及其制备方法 | |
JP6375274B2 (ja) | 粉体混合物及び炉壁用不定形耐火物の製造方法 | |
JP2001019565A (ja) | 耐吸湿性定形目地材 | |
CN104671807B (zh) | 一种石英微粉抗结皮喷涂料及其制备方法 | |
EP2637980B1 (en) | Protective surface coating composition for resin bonded refractory bricks and its method of production | |
JP2001030047A (ja) | 摺動面を有する浸漬ノズル |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 18757915 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 18757915 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |