JPH01317667A - 金属溶湯保温材とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本発明は、容器に収容された金属溶湯の表面に浮べてこ
れを保温するための保温材に関し、その製造方法をも包
含する。

【従来の技術】

たとえば鋼の連続鋳造に当って、タンデイツシュ中に保
持された溶鋼は、そこから注ぎ出す初期と終期とで温度
差が大きくなってはならないにもかかわらず、湯面は広
く、放熱量は大になるから、極力保温につとめなければ
ならない。 この目的で従来使用されていたのは、主に焼いたモミガ
ラでおる。　焼きモミガラは安価であるが、微細で軽い
（カサ比重は約０．１）ため、湯面上に投入するとき、
高温がひきおこす上昇気流に乗って飛散しやすいという
難点がおる。　その成分は下記の分析例にみるとおりで
あって、４８．１％　　　４１．３　　　　１．５　　
　　１．０溶鋼に対して加炭のおそれがあることや、Ｓ
　！　０２　＋　Ｃ−Ｓ　ｉ　Ｏ＋　ＣＯの反応により
ケイ素量を高める危険があり、Ａ９２０３の存在も好ま
しいものではないから、焼きモミガラ保温材は、とくに
成分組成を厳密にコントロールすべき特殊鋼の溶湯に対
しては適切といえない。 このような心配のない溶湯保温材として、ドロマイト粉
末を造粒して焼成した、Ｃａ　Ｏ−Ｍ（ｌ　Ｏ多孔質球
の使用が試みられた。　この保温材は、投入当初は有用
であるが、溶湯表面のスラグと反応して溶融するため、
保温効果が持続しない。 溶湯を注ぎ出した後は、このスラグと保温材との反応生
成物がタンデイツシュの内張り耐火物に固着して、除去
が困難である。 保温材の塩基度を低めたものとすれば、上記の残存スラ
グが破砕しやすく、タンデイツシュから除去しやすいも
のとなるはずであるとの考えにもとづいて、ｃａｏ−Ｍ
ｏｏに対して１０〜３０重間％の５ｉ０２を添加して造
粒、焼成を試みた。 しかし、粒の崩壊が多くて製品歩留りが低く、不成功に
終った。 この理由として、Ｃａ　０−ＭｇＯＳｉ　０２の系では
当然に２Ｃａ　Ｏ”Ｓ！　０２が生成し、よく知られて
いるようにこの化合物は８５０’Ｃ付近の変態に伴う体
積変化が大であって、上記した粒の崩壊をひきおこすこ
とが考えられる。 ［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、連続鋳造のためにタンデイツシュに保
持されている溶鋼を代表とする金属溶湯が、表面からの
放熱により冷えることを軽減する目的で使用する保温材
において、保温効果が高くて比較的よく持続し、かつ溶
湯上のスラグと反応して生成した溶融物が容易に破砕除
去できるような保温材と、その製造方法を提供すること
にある。 （課題を解決するための手段］ 本発明の金属溶湯保温材は、第３図に示すように、ドロ
マイト粉末の焼結体からなるほぼ球状の殻（５）の内部
に、空間（７）を残して、シリカを主成分とする鉱物の
粉末の焼結体（６）が包み込まれたもの（３）である。 この保温材の成分は、殻（５）を溝成する焼結ドロマイ
トが７０〜９５重量％、その内部に包み込まれた球状の
シリカを主成分とする鉱物の粉末の焼結体（６）が残り
の３０〜５重量％を占め−るのが適当である。 大きさは広い範囲にえらぶことかできるが、外径５〜２
０＃、ふつうは１０＃内外が、製造および使用に好都合
である。 このような溶湯保温材を与える本発明の製造方法は、下
記の諸工程からなる。 イ）　シリカを主成分とする鉱物の粉末に対し、加熱に
より焼失する物質を混合して、第１図のように造粒する
こと、 口）　得られた粒状体（１）を芯にして、その外側にド
ロマイトの粉末を付着させて造粒し、第２図に示すよう
な粒状体（１）と外皮（４）からなる二重球状体（２）
とすること、およびハ）　二重球状体（２）を加熱し、
ドロマイトの粉末を焼結させて殻（５）にするとともに
、シリカを主成分とする鉱物の粉末と混合されていた物
質を焼失させてこの鉱物をもとの粒状体より小ざい球状
体（６）に焼結させることにより、上記殼の内側に空間
（７）を形成すること。 ［シリカを主成分とする鉱物」とは、ＳｉＯ２が７０重
量％以上を占め、Ａ、ｌ）　２０３　、Ｃａ　０−Ｍｇ
Ｏ１Ｆｅ２０３、ざらにはＮａやＫの化合物が残りを占
めるようなものをいう。　代表例は、ケイ石をはじめ、
蛇紋岩、頁岩、ベントナイトなどである。 最初の工程イ）においてシリカを主成分とする鉱物の粉
末と混合する物質は、後の焼成工程で焼失して空間を形
成するための材料であるから、その目的に適したものを
えらぶ。　代表的には、微粉炭ヤ木粉のような炭素含有
物質が使いやすく、製紙スラッジのようなものも使用で
きる。　混合割合は、容積にして４０　：　６０〜６０
：４０が適当である。　造粒手段は任意であり、たとえ
ばパンペレタイザーが有用である。　造粒には、多くの
場合、バインダーが必要であろう。　バインダーもまた
、後に焼失するものでおることが好ましく、糖蜜液のよ
うなものが適当である。　この工程でつくる粒状体のサ
イズは、直径５〜１５Ｍ１とくに７〜８＃が代表的であ
る。 続く工程口）も既知の技術に従って実施できるが、工程
イ）と同様の手法で行なうのが得策であろう。　二重球
状体（２）において、芯にした混合物の粒状体（１）の
大きざとドロマイト粉末の外皮（４）の厚さとが、製品
保温材中（３）のＣａ　０−ＩＶＩＪ　Ｏ対５ｉ０２の
比を決定することはもちろんである。　ＣａＯ−ＭｇＯ
の１００重１部を与えるＣａ　Ｃｏ　　−ＭＣＩ　ＣＯ
３は１８５重量部であるから、前記した成分組成の保温
材をつくるためには、（ドロマイトの純度やＣａ　ＣＯ
３／Ｍｑ　ＣＯ３比によって異なることはもちろんでお
るが）、粒状体中の８１０２１００重量部に対し外皮と
してＣａ　ＣＯ３・Ｍ（］　ＣＯ３粉末４３０〜３５２
０重量部を付着させることになる。 二重球状体は焼成に先立って乾燥させる必要があるが、
風乾で十分である。 最後の焼成工程は、ロータリーキルンそのほか、任意の
手段で実施する。　シリカを主成分とする鉱物の粉末と
混合した物質が、炭素含有物質のように燃焼により消失
するものでおるときは、加熱炉の雰囲気を酸化性にすべ
きことはいうまでもない。　温度は、殻となるＣａ０−
ｔｖＩ＋ｏ焼結体が適度の強度をもつとともに、それ自
体の多孔度も比較的高く保たれるように、また内部の混
合物中の可燃物質が十分に焼失するように、１１００℃
〜１３００℃の範囲にえらび、３０分間〜数時間加熱す
る。

【作　用】

本発明の溶湯保温材を溶鋼上に投入すると、中空である
上に殻自体も多孔質で軽いから、溶鋼上の溶融スラグ層
にわずか接触した状態で浮き、よく保温の役目を果す。 　スラグとの接触による反応とその結果である溶融もミ
中空体であるため単なる焼結塊よりは進行が遅く、保温
効果に持続性がある。 この溶湯保温材が溶融したのちは、内部に包み込まれて
いた球状体も溶融物中に加わり、ＣａＯ−ＭｇＯ−３ｉ
　０２にスラグ成分が加わった系を形成する。　この系
が冷却固化したものは、Ｃａｂ−ＭｇＯ系とスラグとの
反応生成物よりも、破砕除去が容易である。　これには
、前記した２ＣａＯ−８ｉＯ２の生成とその冷却過程で
の体積変化がひきおこす、部分的崩壊が寄与しているの
ではないかと思われる。 本発明の溶湯保温材の製造方法においては、焼成工程に
おいて、シリカを主成分とする鉱物の粉末と混合した物
質の焼失により適度の空間をもった中空体が得られるこ
とは、すでに述べたとおりである。　炭素含有物質の酸
化による焼失を期待する場合は、殻を形成するドロマイ
ト粉の外皮を比較的粗粒の粉末で形成しておくことによ
り、また１３００’Ｃのような高温の採用により、外部
からの０２の供給と、生成したＣＯ，ＣＯ２、Ｈ２０あ
るいは揮発成分のガスなどの、殻を通しての通過が可能
になる。　高温の焼成は、材料にイオウ分が含まれてい
る場合にも、それを揮散させるのに役立つ。 このようにして、ＣやＳなどの有害成分を実質上含有し
ない、それ自体多孔質で、しかも中空形状の溶湯保温材
が得られる。 ［実施例］ ケイ石粉末（４４μを９０％通過＞５０重量％、微粉炭
（８８μを５０％通過＞５０重量％の混合物を、糖蜜液
をバインダーとして、パンペレタイザーにかけて造粒し
た。　粒状体の直径は、６゜７〜７．９Ｍの範囲であっ
た。 次に、この粒状体を芯にして、ドロマイト粉末（４４μ
を５０％通過、２９７μを全部通過）を、ヤはり糖蜜液
をバインダーとしてパンペレタイザーで造粒した。　得
られた二重球状体の直径は、１１．１〜１２．７ｍのも
のが９８％を占めていた。 これを風乾したのち、電気炉に入れて１３００℃に１時
間加熱した。 得られた保温材は、上記範囲のサイズのものが９６％を
占め、水屋式硬度として３．５〜７．２Ｋｇ、平均６．
３Ｎｆｆの値を示し、十分な強度をもっていた。　見掛
は比重は０．５９で、前述のドロマイト−ケイ石混合系
の保温材試作品の比重が０゜７２であったことからみて
、明らかに軽量化されている。 化学分析の結果は、つぎのとおりておる。 ５９．１％　　２７．２　　１２．２　　　　０．４４
０、０３４　　　検出なし　０．２３　　　　０．５０
この保温材を用いて溶湯を保温したときの効果を、つぎ
の実験により確認した。 比較的多量の炭素を含有する鉄約４．６に’ｊを、高周
波誘導炉（内径１１５＃）内で溶解した。 下記の各場合について、湯面下約１０ｍの位置に熱電対
を浸漬して、炉への電力供給を断った時点から、温度を
測定した。 （本発明） Ｃａ　０−ＭｇＯ／Ｓｉ　０２　＝９０／　１０　（！
ｆｆｉ＞の中空保温材（直径的４．７６〜５．６６ｍ＞
を、厚さ約２０＃（重量１０５ｙ＞となるように使用（
比較例１） 焼モミガラを、厚さ２０ｍ（４８ｓ＞使用（比較例２） Ｃａ　Ｏ”Ｍ（Ｊ　Ｏ−３！　０２の混合物（ＣａＯ−
ＭＱ　Ｏ／　Ｓ　ｉ　０２　＝　９０／　１０　）を造
粒し焼結させて得た塊を、厚さ２０ｍ（１５０９＞使用
（比較例３） 保温材なし 上記の各場合の温度変化を、第４図のグラフに示す。 本発明によるとき、最も保温効果が高く、保温材の使用
量が少ない（比較例２の１５０ｇに対して実施例は１０
５９）から、生成スラグ量がそれに応じて少なくできる
ことがわかる。 ［発明の効果］ 本発明の溶湯保温材は、金属溶湯の表面に浮べて保温に
用いたとき、飛散する心配がないのはもちろんのこと、
金属に対して好ましくない成分変動をひきおこすことが
ない。　保温効果は高く、かつ比較的長時間にわたって
持続する。 従って、この保温材は、鋼の連続鋳造におけるタンデイ
ツシュ内溶鋼の保温に使用したとぎ、その意義が最も大
きい。　溶鋼上のスラグと保温材の反応によって生成す
る溶融物も、固化したのち破砕除去が容易であって、除
去作業に当ってタンデイツシュ内張り耐火材を損傷する
ことがない。 この溶湯保温材の製造は、安価な原料とありふれた装置
を使用して実施でき、エネルギー消費も少ないから、コ
ストは低廉である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明の溶湯保温材の製造工程
を説明するためのものであって、第１図は、シリカを主
成分とする鉱物の粉末に加熱により焼失する物質の粉末
を混合して造粒した、芯となる粒状体を、第２図はその
外側に外皮となるドロマイト粉末を付着させて造粒した
二重球状体を、それぞれ示す断面図である。 第３図は、第２図の二重球状体を焼成して得た、本発明
の溶湯保温材の断面図である。 第４図は、本発明の溶湯保温材の保温効果を在来のもの
と比較して示したグラフである。 １・・・混合物の粒状体 ２・・・二重球状体 ３・・・溶湯保温材 ４・・・ドロマイト粉末外皮 ５・・・焼結ドロマイト殻 ６・・・シリカを主成分とする鉱物の焼結体７・・・空
間 特許出願人　　吉澤石灰工業株式会社 代理人　　弁理士　　須　賀　総　夫 第１図 第２図 第３図 手続ネ甫正書（自発） 昭和６３年７月１２日 １、事件の表示□ 昭和６３年特許願第１４９０１８号 ２、発明の名称 金属溶湯保温材とその製造方法 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　東京都中央区銀座三丁目９番４号名　称　　
古澤石灰工業株式会社 代表者　吉澤兵左 ４、代理人〒１０４ 住　所　　東京都中央区築地二丁目１５番１４号図面 ６、補正の内容

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ドロマイトの粉末の焼結体からなるほぼ球状の殼
   の内部に、空間を残して、シリカを主成分とする鉱物の
   粉末の焼結体が包み込まれた構造の金属溶湯保温材。
2. （２）ドロマイトの粉末の焼結体７０〜９５重量％と、
   シリカを主成分とする鉱物の焼結体３０〜５重量％とか
   らなる請求項１の金属溶湯保温材。
3. （３）下記の諸工程からなる金属溶湯保温材の製造方法 イ）シリカを主成分とする鉱物の粉末に対し、加熱によ
   り焼失する物質を混合して造粒すること、 ロ）得られた粒状体を芯にして、その外側にドロマイト
   の粉末を付着させて造粒し、二重球状体とすること、お
   よび ハ）この二重球状体を加熱し、ドロマイトの粉末を焼結
   して殼にするとともに、シリカを主成分とする鉱物の粉
   末と混合されていた物質を焼失させてこの鉱物をもとの
   粒状体より小さい球状体に焼結させることにより、上記
   殼の内側に空間を形成すること。