【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は、取鍋、タンデイツシユ、電気炉又は
樋等も含め各種の溶融金属容器に内張された耐火
物の損傷部に対する局部補修に使用されるパツチ
ング補修用耐火物の製造方法に係るものである。
従来、溶融金属容器の内張耐火物の補修には、
耐火性骨材及び耐火粘土にリン酸ナトリウム又は
リン酸アルミニウムをバインダーとして添加した
スタンプ材或いはパツチング材等が補修用耐火物
として使用されてきたか、これらのスタンプ材
は、
(イ) 接着性が充分でないため、大量の施工又は厚
肉施工をした場合に耐火材の自重に起因する剥
落・脱落が生じ易い、
(ロ) 表面に皮張り現象が生じて乾燥時に水蒸気の
円滑な発散が妨げられ、表層付近に膨れを生ず
る、
(ハ) 保存中に耐火材料と水又はバインダーとが比
重差に基づき分離現象を生起する、
(ニ) 骨材及び粘土或いはそれらに含有される微量
成分とバインダーとの反応のため、硬化等の経
時変化を招き易い、
等の状況が操業上、施行上の問題点となつてい
た。
本発明は斯かる現況に鑑がみ、局部的な溶損の
補修に好適な不定形耐火物の製造方法を提案せん
としてなされたもので、正リン酸とシリカ超微粉
の混合体を添加することによりプラスチツク耐火
物として可塑性に富み接着強さが優れると共に緻
密な耐火物組織が得られるパツチング補修用耐火
物の提供を目的としている。
以下、本発明の１実施例につき説明すると、骨
材はシヤモツト質、アルミナ質、珪石質、ジルコ
ン質、ロウ石質等より１種又は２種以上を混合
し、粗粒、中粒、微粒に適宜分級するが、耐火物
として高耐食性を得るためにはシヤモツト質又は
アルミナ質が好ましく、その粒度分布は従来のス
タンプ材に比べて特別の差異を設ける必要はな
い。
耐火粘土を上記骨材に配合するのは適度の可塑
性・作業性を付与するのに効果があり、ボールク
レー、ベントナイト、木節粘土、カオリン等がす
ぐれている。その配合割合は５〜15wt％が好ま
しく、5wt％未満では上記の効果が充分に得え
ず、15wt％を超えると耐火物の耐食性が低下す
る。
バインダーの材料である正リン酸は通常の工業
薬品である85％溶液、75％溶液等がそのまま用い
られ、正リン酸はパツチング補修用材に適度な粘
性をもたらし、乾燥・脱水後は耐火物の強度発現
に貢献する。
シリカ超微粉は無水又は含水無定形ケイ酸、蒸
発シリカ等が一般に知られているが、本発明に使
用するものはSiO2が90％以上で5μ以下の超微粉
が90％以上を占める蒸発シリカが好適である。シ
リカ超微粉はパツチング材の接着性を良好にし、
高温での焼結性も良好にする。
正リン酸−シリカ超微粉バインダーは正リン酸
100重量部に対しシリカ超微粉を30〜200重量部を
添加混合して得られる。シリカ超微粉の添加量
は、30重量部未満では溶液の相対量が増すことに
なつて粘性の低下を生ずると共に前記(イ)〜(ニ)の欠
点を解消する効果がなく、200重量部を超すと粘
性が増大して溶液との混合が困難となり、更にバ
インダーとして使用した耐火物の耐久性を低下さ
せる一因となる。正リン酸とシリカ超微粉とは、
バインダーとして使用する以前（24時間以上前が
好ましい。）に予め混合するが、その理由は、シ
リカ超微粉は嵩が大きく直接混合機に投入すると
混練性が極度に低下するのを回避し、又シリカ超
微粉の微量成分であるFe2O3、K2Oとリン酸とを
事前に反応させることによりパツチング材の経時
変化の防止を図り、さらにはシリカ超微粉は酸に
解膠し易いことから200重量部までの大量のシリ
カ超微粉を円滑に混合できるようにすると共に、
パツチング材のバインダーとして使用したときに
その保存性を改善する効果があるからである。
このようにして得られるバインダーとしての正
リン酸−シリカ超微粉液は耐火性骨材と耐火粘土
との配合体100重量部に対し５〜30重量部添加す
る。５重量部未満ではシリカ超微粉が相対的に不
足し上記と同様に前記(イ)〜(ニ)の欠点を解消でき
ず、30重量部を超すと粘性が不適当となり作業性
を低下させると共に耐火物の耐食性を悪化させる
からである。
次に本発明の実施の具体例を挙げる。第１表に
示すように耐火性骨材と耐火粘土とを配合し、そ
れにバインダーを添加し通常のミキサーで混練し
てパツチング材を製造した。そのときの分離現象
並びにパツチング材としての特性を調べその結果
を第１表に併せ示した。
No.１〜３は本発明の実施例で、No.４及び５はバ
インダーの添加量を少く又は多くした比較例であ
り、No.６は従来品である。
分離現象は、耐火性骨材及び耐火粘土にバイン
ダーを添加し混練した後に粉体部分と溶液部分と
の分離現象を起すか否かについての分離特性をみ
たもので、混練後のパツチング材を硝子板上に底
面径と高さとがほぼ等しい円錐形に盛り上げ、底
面周より溶液が滲出しないものを○、周囲に滲出
するものを△、周縁より流出するものを×で評価
した。水分測定の結果、含水量の少いものは稠度
が低く、少い混水量で練和できることを示してお
り、分離現象とも相関して水分が少いことは硬化
後の耐火物の強度が向上することになり、No.１〜
３はこれらの特性がすぐれており、シリカ超微粉
が効果的に作用していることがわかる。
保存性は混練物を密閉器中に２Kg宛投入静置
し、その表面が硬化状態となるまでの日数で保存
性を測定した。本実施例のNo.１〜３及び比較例No.
５は保存性がよく、シリカ超微粉が少いか又は含
まないものは保存性が劣る。
乾燥時の蒸気逸散を阻害して膨れの原因となる
皮張り現象は、本発明によるものでは生起せず、
混合から使用に至る間の安定性が確保された。
接着強さの測定は、被補修材と同質の煉瓦をそ
の２倍の大きさの金型内の一方に寄せて入れ、そ
の空所にパツチング材を投入して突固め上記煉瓦
と１体物とし、然る後110℃で24時間乾燥して型
から取出し、曲げ試験機に掛け両者の接合部に荷
重が集中するように加圧し、接合部で破断する時
の付加圧を計測した。No.１〜３の実施例のものは
比較例のNo.４、５に較べて接着強さが大で、従来
例のNo.６よりは格段に接着性にすぐれている。
The present invention relates to a method for manufacturing a patching repair refractory used for local repair of damaged parts of refractories lined in various molten metal containers, including ladles, tundishes, electric furnaces, gutters, etc. be. Conventionally, for repairing the refractory lining of molten metal containers,
Are stamping materials or patching materials made by adding sodium phosphate or aluminum phosphate as a binder to refractory aggregates and fireclays used as repair refractories? (b) A skinning phenomenon occurs on the surface, which prevents the smooth release of water vapor during drying. blistering occurs near the surface; (c) separation phenomenon occurs between the refractory material and water or the binder due to the difference in specific gravity during storage; (d) separation of the aggregate, clay, or trace components contained therein and the binder Because of the reaction, it tends to cause changes over time such as hardening, which has become a problem in terms of operation and implementation. In view of the current situation, the present invention was made with the aim of proposing a method for manufacturing monolithic refractories suitable for repairing localized melt damage, and involves adding a mixture of orthophosphoric acid and ultrafine silica powder. As a result, the object of the present invention is to provide a refractory for patching repair that is rich in plasticity and has excellent adhesive strength as a plastic refractory, and can obtain a dense refractory structure. Hereinafter, one embodiment of the present invention will be explained. The aggregate is a mixture of one or more types of schaumite, alumina, silica, zircon, waxite, etc., and is divided into coarse, medium, and fine particles. It is classified as appropriate, but in order to obtain high corrosion resistance as a refractory material, chamomile or alumina material is preferable, and there is no need to provide a special difference in particle size distribution compared to conventional stamp materials. Adding fireproof clay to the above aggregate is effective in imparting appropriate plasticity and workability, and ball clay, bentonite, kibushi clay, kaolin, etc. are excellent. The blending ratio is preferably 5 to 15 wt%; if it is less than 5 wt%, the above effects cannot be sufficiently obtained, and if it exceeds 15 wt%, the corrosion resistance of the refractory will decrease. Orthophosphoric acid, which is a binder material, is a normal industrial chemical such as 85% solution or 75% solution, which is used as it is.Orthophosphoric acid brings appropriate viscosity to patching repair materials, and after drying and dehydration, it can be used as a refractory material. Contributes to developing strength. Ultrafine silica powder is generally known as anhydrous or hydrous amorphous silicic acid, evaporated silica, etc., but the one used in the present invention is evaporated silica in which SiO 2 is 90% or more and ultrafine powder of 5 μ or less is 90% or more. is suitable. Ultrafine silica powder improves the adhesion of patching materials,
It also improves sinterability at high temperatures. Orthophosphoric acid-silica ultrafine powder binder is orthophosphoric acid
It is obtained by adding and mixing 30 to 200 parts by weight of ultrafine silica powder to 100 parts by weight. If the amount of ultrafine silica powder added is less than 30 parts by weight, the relative amount of the solution will increase and the viscosity will decrease, and it will not be effective in eliminating the drawbacks (a) to (d) above. If it is exceeded, the viscosity will increase, making it difficult to mix with the solution, and will also be a factor in reducing the durability of the refractory used as a binder. What is orthophosphoric acid and ultrafine silica powder?
The reason for this is that ultrafine silica powder is bulky, so adding it directly to a mixer will avoid a drastic drop in kneadability. By reacting Fe 2 O 3 and K 2 O, which are trace components of ultrafine silica powder, with phosphoric acid in advance, we prevent the patching material from deteriorating over time, and furthermore, ultrafine silica powder is easily peptized by acid. In addition to making it possible to smoothly mix large amounts of ultrafine silica powder from up to 200 parts by weight,
This is because it has the effect of improving the storage stability of patching materials when used as a binder. The thus obtained ultrafine orthophosphoric acid-silica powder liquid as a binder is added in an amount of 5 to 30 parts by weight per 100 parts by weight of the blend of fire-resistant aggregate and fire-resistant clay. If it is less than 5 parts by weight, there will be a relative shortage of ultrafine silica powder, and the above-mentioned drawbacks (a) to (d) cannot be overcome, and if it exceeds 30 parts by weight, the viscosity will be inappropriate and workability will be reduced. This is because it deteriorates the corrosion resistance of the refractory. Next, specific examples of implementing the present invention will be given. A refractory aggregate and fireclay were mixed as shown in Table 1, a binder was added thereto, and the mixture was kneaded with a conventional mixer to produce a patching material. The separation phenomenon at that time and the properties as a patching material were investigated and the results are shown in Table 1. Nos. 1 to 3 are examples of the present invention, Nos. 4 and 5 are comparative examples in which the amount of binder added is small or large, and No. 6 is a conventional product. Separation phenomenon refers to the separation characteristics of whether or not a separation phenomenon occurs between the powder part and the solution part after adding a binder to refractory aggregate and fireclay and kneading them. A conical shape with approximately the same bottom diameter and height was placed on a plate, and the solution was evaluated as ○ if the solution did not ooze out from around the bottom, △ if it oozed around the periphery, and × if it leaked out from the periphery. Moisture measurement results show that products with low water content have a low consistency and can be kneaded with a small amount of water, and this also correlates with the separation phenomenon, meaning that low water content improves the strength of refractories after hardening. I decided to do it, No. 1~
Sample No. 3 is excellent in these properties, and it can be seen that the ultrafine silica powder is effective. The storage stability was measured by putting 2 kg of the kneaded product into a sealed container and leaving it to stand still, and measuring the number of days until the surface became hardened. Nos. 1 to 3 of this example and comparative example No.
No. 5 has good storage stability, while those containing less or no ultrafine silica powder have poor storage stability. The skinning phenomenon that inhibits vapor dissipation during drying and causes blistering does not occur with the present invention.
Stability was ensured from mixing to use. To measure the bond strength, place bricks of the same quality as the material to be repaired into one side of a mold that is twice the size of the bricks, put the patching material into the cavity, and tamp it together with the bricks. After that, it was dried at 110°C for 24 hours, taken out from the mold, placed in a bending tester, and pressurized so that the load was concentrated on the joint between the two, and the applied pressure at the time of rupture at the joint was measured. Examples Nos. 1 to 3 have greater adhesion strength than Comparative Examples No. 4 and 5, and are much better in adhesion than Conventional Example No. 6.
【表】
以上の説明にみるごとく本発明方法により得ら
れるパツチング補修用耐火物は従来のものにとつ
て不可避であつた問題点を解消すると共に水分低
下による乾燥期間の短縮等の効果も併せ得られた
のであり、実際にタンデイツシユの損傷個所への
補修用耐火物として使用したところ、従来発生し
ていた剥離、脱落、膨れ等の発生は皆無であつて
操業の安定性を向上させ産業上の利用性は大き
い。[Table] As can be seen from the above explanation, the refractory for patching repair obtained by the method of the present invention solves the problems that were unavoidable with conventional refractories, and also has the effect of shortening the drying period due to the reduction in moisture content. When it was actually used as a refractory for repairing damaged parts of tandem cylinders, there was no occurrence of peeling, falling off, blistering, etc. that conventionally occurred. The usability is great.