JPH0365569A - 熱間吹付補修材料 - 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、熱間強度、熱間接着性、それに耐用性に優れ
た各種製鋼炉等の溶融金属容器の内張りを熱間吹付補修
するための耐火÷４料に関する。

〔従来の技術〕

近年、転炉、二次清諌炉等の内張り用銅大物は、その製
鋼条件の苛酷化に対ｊ２、で、高純度マグネシアあるい
は電融マグネシア等のように、をれ自体が高い耐用性を
有する高価な耐火物を使用することて対応してきた。そ
して、内張り耐火物の溶損に対して、熱間で吹付は用耐
火材料を溶損部分１ご吹付は補修することで全体バラン
スを採り、これによって寿命延長を図っている。

しかＩ７ながら、使用される吹付耐大物の耐用性が充分
でなく、炉の安定稼働を可能にする高耐用性の吹付補修
材の開発が行われてきた。

例えば、転炉の熱間吹付補修材として主に使用されでき
たマグネシア・ドロマイト系においては、例えば、特公
昭５５−６５９８号公報に記載されているように、結合
剤として配合されるリン酸ナトリウムの種類や場を適正
化することに、より、耐電性。

接着性等を向上させることが試みられているが、Ｒｈの
（デ業条件下では充分なｍｌ用性を示していない。

またカーボンボンド系吹付側においては、カーボン源ど
（２て、ビソチ、タール等、付Ｍ性、接？Ｉ性に劣る欠
点を解消するために、耐火骨材をビッチ、樹脂等で被覆
することが特公昭５６−２６７７７号公報において提案
され、またピッチ、タール等を中空カプセル内に含有さ
せたベレットの使用により耐用性向上をはかることが特
公昭６１−３５１５２号公報に提案されているが、いず
れもその効果において不十分であったり、実用面での困
難さ等の問題を残している。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明が解決しようとする課題は、上記従来の熱間吹付
補修材料のもつ欠点を解消することにあって、高温下で
の熱間接着性、熱間強度に優れた苛酷な操業条件下にお
いても充分な耐用性を有する熱間吹付は補修材を提供す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はマグネシア及びドロマイトを主体にした熱間吹
付は補修材の熱間接着性の向上にＣａを含む合金粉末の
添加が効果があり、高熱間接着強度、高熱間強度が向上
するという知見に基づいて完成した。

すなわち、本発明の熱間吹付補修材は、マグネンア或い
はドロマイトクリンカ−を主体とする塩基性耐火材に、
結合剤、硬化剤、添加剤等を配合した耐火組成物に、Ｍ
ｇと３１、又はそのいずれかの成分を含有するＣａ合金
粉末を０．５〜１０重量部含有せしめてなるものである
。

〔作用〕

耐火材中に添加されたＣａ合金粉末は、部間吹付後の付
着体内部で溶融し、被射体の表面凹部や吹付材内部で酸
化される時点で結合剤として作用し、吹付は材の付着強
度、熱間強度を向上させる。

またカーボン源を併用したいわゆる愚物系吹付材の場合
は上記効果に加え、合金がＣとの反応により高耐火性の
炭化物を生成することによる熱間付着性、熱間強度も向
上する。

さらに酸素親和力の強い金属元素を含有する合金の場合
は、吹付材の耐酸化性も向上する。比較的人手が容易で
かつ酸素親和力の強い金属元素としては、ＡＩ、Ｃａ、
Ｍｇ、Ｓ　ｉ等が考えられるが、ドロマイトを主体とし
た材料へ添加する場合、ＡＩを含む金属または合金はＡ
ｌが酸化された後、骨材中のＣａＯとの反応によりＣａ
Ｏ・Ａｊ！２０ａ・２　Ｓ　ｉ　Ｏａ　　（＋ｎ、Ｉ］
、１５５０℃）或いはバインダー中のＮａ２ＯとＮａ、
○・ＡｆｚＯｚ・６ｓｉ○２（ｍ。

ｐ、１１００℃）等の低融物を生成するため耐火性を著
しく劣化させる。このため、ドロマイト系材料へのＡｌ
あるいはＡｆを含む合金の添加は、むしろ耐用劣化を招
くため使用は不適である。

また、Ｓｉの添加はＳｉＣ等の耐火物の生成による熱間
強度向上には有効であるが、酸化されたＳ１０．は塩基
性材料の耐食性劣化の要因になったり、また単独での接
着性向上への寄与は少ない。

Ｍｇは溶融、酸化は速く、酸化物も塩基性材料にとって
問題ないが、蒸発が大きいために安定性を欠く。

一方、Ｃａは溶融、酸化反応は最も速く、接着強度の向
上はもとより酸化物は耐食性の向上及びＮａ２Ｃａｓ（
Ｐ○＊）２ｓｉｏｚ　（ｍ、ｐ、１７３５℃〉等の高耐
火性組成物の生成による熱間強度の向上にも寄与する。

この高耐火性組成物は、吹付は時の結合剤として使用し
ている縮合リン酸ソーダのＰ　２０　ｓ、　Ｎａａ　Ｏ
と添加合金のＣａ、Ｓｉから生成されるものと考えられ
るが、熱間曲げ強さ測定後のサンプルをＸ線解析にまり
生成を確認することができる。

また、Ｃａ系合金は材料中のカーボン源の耐酸化性につ
いても／ｌ系合金と同等の性状を示す。

このことから、ドロマイトを使用した吹付材の熱間接着
性、熱間強度の向上、さらに耐食性の向上のための合金
添加物としては、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｉのうちから選択され
た２種以上からなるもので、かつＣａを含む系が効果的
である。この場合、合金中のＣａ量は１０重量％以上が
好ましく、それ以下では充分な熱間接着性が得られない
。

また合金の耐火物中への添加量は、耐火物１００重量部
に対して、０．５重量部以下では、接着性等への合金添
加効果が充分でなく、１０重量部以上では吹付水との水
和反応によるガス発生が大きく、施工体組織の劣化を招
く。

本発明に用いる塩基性骨材としては、マグネシアクリン
カ−ドロマイトクリンカ−としては、天然マグネシアク
リンカ−１海水マグネシアクリンカ−、Ｍ融マグネシア
クリンカ−７天然ドＴＪンイトクリン力−１合或マグネ
ンアクリンカ９−１或いはそれらの表面を炭酸化あるい
はピッチ樹脂等で処理コーティングしたものを用いるＪ
二とが°（，８きる。

またこれら塩基性骨組は、吹イ」作業性、施」二体組織
等を考慮した粒度調整をされたものが好”ｊ：１゜い。

結合材として、リン酸塩、珪酸塩、アルミナセメント、
ポルトランドセメント等を使用することができる。

その他の添加剤は作業性付１）、結合補助材として各種
粘土、蒸発シリカ、消石灰、炭酸カルシウム、炭酸マグ
ネシウム、或いは各種有機繊維、無機繊維をその必要に
応じて所要量を添加することができる。

またカーボンボンド生成のための炭素系補助結合剤とし
ての添加物は、各檎タールピッチ、メソプエーズカーボ
ン、ツユノール樹脂、フラン樹脂、クルフリルアルコー
ル樹脂等を用いることができろ。

とくに本発明の特徴−ρあるＣａ系合金添加は、熱間接
着性２熱間強度の向上のみならず、カーボンボンドの酸
化防止効果も大きく、モの点炭素系結合剤の添加は、嗣
スラグ浸潤、耐久ボルル性等を最大限に引き出し得る。

炭素系補助結合剤の添加量は、耐火物１００重量部に対
して３重量部へ一１０重量部が好ましく、３重ｊｌｉ部
以下では耐スラグ浸潤性の性能が充分でなく、１０重量
部以上では、逆１．″′施工体組織劣化や接着強度、耐
食性の劣化を招く。

〔実施例〕

海水マグネシアクリンカ−と合成ドロマイトクリンカー
とからなり、粗粒、中間粒、それに微粒のそれぞれを粒
度調整された耐火骨材１００　重重部に対し、リン酸塩
結合剤４重量部、硬化剤として消石灰４重量部からなる
組成物に、Ｃａ、　Ｓ　ｉ、　Ｍｇを電量比でＣａ：Ｓ
ｉ：Ｍｇが２：４．＋３からなる一２００メツシス以下
のＣａ−３１−Ｍｇ合金粉末を表１に示す添加量加えて
各々テスト用材料とし。

た。なお、ＡｌとＭｇ　とを重量比でＡ　ｊ！　：　Ｍ
ｇが１：１からなる一２００メツシュ以下のＡｊ！−Ｍ
ｇ合金粉末を比較のために使用１７た。

この各々のテスト用材料を大型実験炉のマグネシア・ド
ロマイトれんかに吹付け、１５分間養生した後、接着剪
断強さの測定を行った。また、熱間曲げ強さの測定はテ
スト用材料を２０　Ｘ２０　Ｘ８０　ｎ＋ｆｆｌ金粋に
鋳込み、４０ｔで２４時間養生して試験片を作成し、１
４５０℃で３時間加熱した後行った。

耐食性、耐スラグ浸潤性、耐酸化性の評価には高周波誘
導炉内張り試験方法を用いて、１７００℃下で５時間の
条件下で試験を行った。

表１に試験片の配合と試験結果を示す。

Ｃａ−３ｉ　−Ｍｇ合金の添加量の増加に伴い熱間接着
強さ、熱間曲げ強さの向」二が見られる。合金添加量の
増加に伴い高融点鉱物の生成量が増加し、これが熱間物
性の向上に大き（寄与しているものと考えられる。添加
量０６３　重量部ではその効果が充分でなり、１５重量
部では逆に劣化する傾向を示ず。これらの結果からＣａ
−３ｉ　−Ｍｇ合金添加量は０．５〜１０重量部の範囲
が適性であり、特に４重量部が好ましいことがわかる。

また、Ａｎ−Ｍｇ合金の添加は各熱間特性とも、その添
加量の増加に伴い劣化する傾向を示し、ドロマイト系材
料への添加が不適であることがわかる。このことは表中
下段に示す耐食性試験の結果からも同様の判断できる。

表２にはマグネシア−ドロマイト骨材をベースにしたピ
ッチ添加系での検討結果を示す。

魚１０〜Ｎｏ、　１５は実施例１と同様のベース材料に
ピッチを７重１部に固定して添加し、Ｃａ−３１−Ｍｇ
合金の添加量についてその影響を見たものであり、ここ
でも各熱間特性から見で、適性添加量は０．５〜１０重
重部が良好である。

また、ピッチ添加系ではＣａ−Ｓ１−Ｍｇ合金添加重の
増加につれ、耐酸化性能が向上していることも実Ｓ正さ
れた。

ｋ　１６〜１９はビッヂ添加量の適性値について検討し
たものであり、２重重部では熱間強度、耐酸化性の効果
が充分でなく、１５重量部では耐食性の劣化が大きく、
ピッチの適性量は３〜１０重量部と判断される。

第１図は表１のサンプルＮα１〜５におけるＣａＳ１−
Ｍｇ合金の添加量と、Ｎａ２Ｃａ＋（Ｐ　０４）２Ｓｉ
○、のＸ線ピーク高さの関係を示したものであり、第２
図は同じサンプルのＸ線ピーク高さと熱間曲げ強さの関
係を示したものである。これらのことより本鉱物の生成
量はＣａ−３ｉ　−Ｍｇ合金の添加量に伴い増加し、そ
れにより熱間物性が向上していることがわかった。

（以下、この頁余白） 〔発明の効果〕 本発明の熱間吹付は耐火材料によ−って従来の材料には
見られない高性能が得られる。

（１）熱間接着性の向上、熱間強度の向りおよびカーボ
ン系材料における耐酸化性、耐食性の向上を図ることが
できる。

（２）その結果、従来材料にない高耐用性吹付施工体を
形成することができ、製鋼窯炉の大幅な寿命延長を図る
ことが可能となった。

【図面の簡単な説明】

添付の第１図および第２図は本発明の特性を示す図であ
る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．マグネシアクリンカー，ドロマイトクリンカーを主
   体とする骨材に結合剤、硬化剤及び他の添加剤を配合し
   てなる耐火組成物１００重量部に、ＭｇとＳｉの中の少
   なくとも１種を含むＣａ合金粉末を０．５〜１０重量部
   添加してなる熱間吹付補修材料。
2. ２．請求項１の記載において、他の添加剤として炭素系
   補助結合材を３〜１０重量部配合してなる熱間吹付補修
   材料。