JPH0420870B2 - - Google Patents
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- JPH0420870B2 JPH0420870B2 JP60053648A JP5364885A JPH0420870B2 JP H0420870 B2 JPH0420870 B2 JP H0420870B2 JP 60053648 A JP60053648 A JP 60053648A JP 5364885 A JP5364885 A JP 5364885A JP H0420870 B2 JPH0420870 B2 JP H0420870B2
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- Ceramic Products (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は溶融金属容器用不定形耐火物に係り、
特に流し込みにて形成され亀裂や剥離が少く、か
つ均一な強度を維持し寿命を延長できる不定形耐
火物に関し、溶融金属容器の内張りに広く利用さ
れる。 〔従来の技術〕 近年、高級鋼溶製の必要が高まり、溶鋼鍋にお
ける滞留時間の延長や高温出鋼が要求され溶鋼鍋
の操業条件はますます苛酷となる傾向にある。ま
た、ライニングの施工面においては、れんが施工
を行う熟練工の不足や省力化が求められており、
溶融金属容器のライニングの流し込みによる不定
形化が一段と進められている。 かかる状況において、従来の不定形耐火物は一
般に結合材として水和結合を形成するアルミナセ
メントを使用しているが、これは水和結合が劣化
する300〜800℃の中間温度域において強度が劣化
するという問題があつた。 また、一部の不定形耐火物においては、りん酸
ソーダ、りん酸アルミ、シリカゾル、エチルシリ
ケート、水ガラス等の化学結合剤を使用し中間温
度域の強度の向上を図つているが、施工体の養
生、乾燥過程において施工体内の結合剤の移動が
おこり、結合剤濃度が不均一となり、部位によつ
て施工体強度にばらつきが生じ大きな欠点となつ
ている。 例えば特開昭53−92814号には、 「主原料としてロー石質、シリカ質、シヤモツ
ト質、ノルコン質原料を２種以上組み合わせた材
料で、その粒度構成中74μ以下の材料が重量で20
〜50％であり、かつ74μ以下の材料の化学組成に
おいて、ZrO2を除いた材料中のSiO2成分が90％
以上に調整された粉末状耐火材料に、金属Siを
0.1〜3.0％、珪酸ソーダ0.05〜0.5％、さらにその
他の分散剤を適量加えた組成よりなる溶融金属容
器の流し込み不定形内張材。」が、開示されてい
るが、ジルコン、シリカを主成分とする流し込み
耐火材の結合剤としてNa2Oを含む水ガラス（珪
酸ソーダ）を使用している点に問題があり、本発
明者らの実炉試験結果では剥離が発生し取鍋寿命
も短いことが判明した。 また、取鍋等に発生する不定形耐火物の亀裂や
剥離を防止する目的で、粗大粒の使用が提案され
ている。例えば、特開昭59−26979号には、「塩基
性耐火材料中に粒径50〜90mmの粗大粒を15〜50重
量％配合してなる溶融金属容器用塩基性不定形耐
火物。」が開示されている。 この発明は、本発明とは異質の塩基性耐火物材
料に限定された不定形耐火物であり、母材中にお
ける粗大粒の存在により作用効果も、本発明の如
きジルコン−シリカ系母材より成る酸性不定形耐
火物であつて、粗大粒の粒径範囲の異なる場合と
著しく異なる。 すなわち、特開昭59−26979号の如く、塩基性
材料の母材中に粗大粒が存在する場合には、施工
体の加熱、冷却の繰返しによる亀裂の発生は、粗
大粒を分散している母材のマトリツクス部に発生
するが、粗大粒の方が組織が強固であるのでマト
リツクス部に発生した亀裂は粗大粒で阻止され、
耐火物全体に亘る大きな亀裂に伝播することはな
いとしている。しかし粗大粒の粒径が40mm以下の
場合には、亀裂の分断効果が小さく、楔的役割が
発揮されないので、この場合粒径を50〜90mmに限
定したと記載されている。 また粗粒の多い流し込み耐火物においては、耐
スポーリング性が向上することは周知であるが、
本発明の対象である取鍋ではライニングは鉄皮に
拘束された状態になつており、本発明者らの追跡
実験では実際の使用に当つて発生する応力のため
に層状亀裂や剥離が発生し、十分な効果が得られ
ないことが判明した。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明の目的は上記従来技術の問題点を解決
し、特に混入する粗大粒の粒度を適正に調整し、
不定形耐火材の上記300〜800℃の中間温度や部位
による強度の劣化、亀裂および剥離を防止できる
溶融金属容器用不定形耐火物を提供するにある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の要旨とするところは次の如くである。 すなわち、外側に設けられた鉄皮と該鉄皮の内
側に設けられた内張耐火材とを有して成る溶融金
属容器に母材、骨材粗大粒および結合材より成る
混合物を流し込みにて形成する溶融金属容器用不
定形耐火物において、ジルコン35〜85重量部、シ
リカ11〜65重量部、粘土その他３〜10重量部より
成る前記母材100重量部に対し該母材と同質もし
くは類似組成の径10mm以上50mm未満の混在粗大粒
５〜60重量部と、シリカゾル、アミンジケート、
エチルシリケート等のNa2Oを含まない珪酸質化
学結合材を固形SiO2に換算して0.05〜5.0重量部
とを配したことを特徴とする溶融金属容器用不定
形耐火物、である。 本発明の詳細を添付図面を参照して説明する。 本発明においては、母材としてジルコン35〜85
重量部、シリカ11〜65重量部、粘土その他３〜10
重量部より成る組成物を使用し、これに５〜60重
量部の径10mm以上50mm未満の骨材粗大粒を混合す
る。 母材のジルコン、シリカおよび粘土等の配合割
合は、施工対象の溶融金属容器の種類、施工体の
厚み、収容保持する時間その他経済的コスト等に
より決定されるが、ジルコンは高温耐火材料であ
るが、コストが高くなるので、例えば転炉用取鍋
の如く大容量、最高温の溶鋼を収容する取鍋等で
はジルコン85重量部、シリカ10重量部、粘土等５
重量部とするものであつて、ジルコン35重量部未
満では耐火度が低下して好ましくなく、またジル
コン85重量部を越しても耐火度の上昇が少なくコ
スト高を来たすので35〜85重量部に限定した。粘
土その他の粘結剤を３〜10重量部に測定した理由
は、使用ジルコン、シリカの粒度および施工体の
施工厚さ等により決定されるが、３重量部未満で
は粘結剤としての効果が現れず、10重量部を越し
ても粘結効果の上昇が少く、却つて耐火度を低下
するからである。 骨材粗大粒の材質としては上記の母材と同質も
しくは類似組成物が使用されるが、本発明の粗大
粒の作用から比較的曲げ強度の小さいものや、耐
スポーリング性の弱いものが望ましい。骨材粗大
粒としては、ジルコン質れんが、珪石質れんがを
主体としアルミナ質れんが、ろう石質れんが等の
破砕したものや、これらの回収れんが屑および不
定形耐火物の使用後回収屑を破砕し整粒したもの
も使用可能である。 骨材粗大粒の使用量は母材100重量部に対して、
５〜60重量部の範囲に限定するが、その理由は５
重量部未満では後記する結合剤の移動抑制の効果
が少なく、また60重量部を越すと実際作業におけ
る均一な流し込みが充填が困難になるからであ
る。 骨材粗大粒の大きさを径10mm以上50mm未満とし
たのは、10mm未満では後記する結合剤の移動抑制
および拘束下で発生する応力吸収等の効果が十分
に発揮されないばかりでなく、微粉が多くなると
流動性が阻害されるからである。 骨剤粗大粒の粒径については、施工体の厚さに
より決定され、例えば施工厚み200mmの場合は、
厚みの1/2以下の粗大粒ならば使用可能であるが、
径50mmを越す粗大粒の場合には均一流し込みが困
難であり、特に本発明の如きジルコン−シリカの
酸性材料中で、シリカゾル、アミンシリケート、
エチルシリケート等のNa2Oを含まない珪酸質化
学結合剤を使用する場合には、例えば上記特開昭
59−26979号の如き塩基性材料の母材を使用する
場合と異なり、母材中における粗大粒の作用が著
しく異なるので通常10mm以上50mm未満の粒度が最
も好ましい。従つて本発明において粗大粒の粒度
を径10mm以上50mm未満に限定した。 次に母材と骨材粗大粒とを結合させ、300〜800
℃の中間温度域において強度を向上する結合剤と
しては、シリカゾル、アルミシリケート、エチル
シリケート、水ガラス、りん酸アルミ、りん酸ソ
ーダ等が考えられるが本発明では母材および骨材
粗大粒が共に酸性耐火材であることを考慮し、水
ガラス、りん酸ソーダ等のNa2Oを含む塩基性結
合剤とは好ましからざる反応を起すので、これら
を避けてシリカゾル、アミンシリケート、エチル
シリケート等の珪酸質系の化学結合剤に限定した
ことは本発明の特徴の一つである。 珪酸質化学結合剤の添加量は、母材100重量部
に対し固形SiO2量に換算して0.05〜5.0重量部に
限定した。この限定理由は0.05重量部未満では十
分な強度が得られず、また5.0重量部を越すと強
度的には問題ないが操業中に過焼結を起し、亀裂
や剥離の原因となるので、0.05〜5.0重量部の範
囲に限定した。 〔作用〕 本発明は粒径10mm以上50mm未満の骨材粗大粒と
Na2Oを含まない化学結合剤を併用しているので
次の如きすぐれた作用、効果を有している。 まず、骨材粗大粒の結合剤に対する移動抑制作
用について説明する。従来の不定形耐火物を第２
図で説明する。鉄皮２に永久張りれんが４が内張
りされ、その内側に不定形耐火物の施工体６が形
成されている。通常の流し込み材で使用されてい
る最大の粗大粒の粒径は６mm程度であるが、本発
明者らは施工後の養生、乾燥中に結合剤の移動が
起るとことを見出した、すなわち、表面層側の施
工体表面６Ａは乾燥のため結合剤が表面に移動し
濃度が施工体中間層６Ｂより濃くなる。また施工
体裏面層６Ｃにおいても永久張りれんが４の吸湿
により結合剤が移動し濃くなる。従つて結合剤の
濃度が不均一になり、施工体中間層６Ｂの濃度が
薄く強度が低下し強度のばらつきを生ずると共
に、結合剤が濃化した施工体表面層６Ａは過焼結
等のため亀裂や層状剥離の発生原因となつてい
た。 これに対し、第１図に示した本発明の施工体６
は適正な骨剤粗大粒８が混用されており、養生乾
燥中に骨剤粗大粒８が結合剤の水分を吸湿するの
で結合剤の表面、裏面への移動を抑制し、結合剤
の濃度はいずれも均一で、部位ごとの強度のばら
つきがなく、亀裂や層状剥離を防止できる。 次に骨材粗大粒８の結合剤移動抑制作用を立証
した本発明者らの実験について説明する。施工体
の養生、乾燥過程における化学結合剤の移動を調
査するため、施工厚み200mmの型枠に第１表に示
した配合のアルミナにジルコン質粗大粒を添加し
たものと
特に流し込みにて形成され亀裂や剥離が少く、か
つ均一な強度を維持し寿命を延長できる不定形耐
火物に関し、溶融金属容器の内張りに広く利用さ
れる。 〔従来の技術〕 近年、高級鋼溶製の必要が高まり、溶鋼鍋にお
ける滞留時間の延長や高温出鋼が要求され溶鋼鍋
の操業条件はますます苛酷となる傾向にある。ま
た、ライニングの施工面においては、れんが施工
を行う熟練工の不足や省力化が求められており、
溶融金属容器のライニングの流し込みによる不定
形化が一段と進められている。 かかる状況において、従来の不定形耐火物は一
般に結合材として水和結合を形成するアルミナセ
メントを使用しているが、これは水和結合が劣化
する300〜800℃の中間温度域において強度が劣化
するという問題があつた。 また、一部の不定形耐火物においては、りん酸
ソーダ、りん酸アルミ、シリカゾル、エチルシリ
ケート、水ガラス等の化学結合剤を使用し中間温
度域の強度の向上を図つているが、施工体の養
生、乾燥過程において施工体内の結合剤の移動が
おこり、結合剤濃度が不均一となり、部位によつ
て施工体強度にばらつきが生じ大きな欠点となつ
ている。 例えば特開昭53−92814号には、 「主原料としてロー石質、シリカ質、シヤモツ
ト質、ノルコン質原料を２種以上組み合わせた材
料で、その粒度構成中74μ以下の材料が重量で20
〜50％であり、かつ74μ以下の材料の化学組成に
おいて、ZrO2を除いた材料中のSiO2成分が90％
以上に調整された粉末状耐火材料に、金属Siを
0.1〜3.0％、珪酸ソーダ0.05〜0.5％、さらにその
他の分散剤を適量加えた組成よりなる溶融金属容
器の流し込み不定形内張材。」が、開示されてい
るが、ジルコン、シリカを主成分とする流し込み
耐火材の結合剤としてNa2Oを含む水ガラス（珪
酸ソーダ）を使用している点に問題があり、本発
明者らの実炉試験結果では剥離が発生し取鍋寿命
も短いことが判明した。 また、取鍋等に発生する不定形耐火物の亀裂や
剥離を防止する目的で、粗大粒の使用が提案され
ている。例えば、特開昭59−26979号には、「塩基
性耐火材料中に粒径50〜90mmの粗大粒を15〜50重
量％配合してなる溶融金属容器用塩基性不定形耐
火物。」が開示されている。 この発明は、本発明とは異質の塩基性耐火物材
料に限定された不定形耐火物であり、母材中にお
ける粗大粒の存在により作用効果も、本発明の如
きジルコン−シリカ系母材より成る酸性不定形耐
火物であつて、粗大粒の粒径範囲の異なる場合と
著しく異なる。 すなわち、特開昭59−26979号の如く、塩基性
材料の母材中に粗大粒が存在する場合には、施工
体の加熱、冷却の繰返しによる亀裂の発生は、粗
大粒を分散している母材のマトリツクス部に発生
するが、粗大粒の方が組織が強固であるのでマト
リツクス部に発生した亀裂は粗大粒で阻止され、
耐火物全体に亘る大きな亀裂に伝播することはな
いとしている。しかし粗大粒の粒径が40mm以下の
場合には、亀裂の分断効果が小さく、楔的役割が
発揮されないので、この場合粒径を50〜90mmに限
定したと記載されている。 また粗粒の多い流し込み耐火物においては、耐
スポーリング性が向上することは周知であるが、
本発明の対象である取鍋ではライニングは鉄皮に
拘束された状態になつており、本発明者らの追跡
実験では実際の使用に当つて発生する応力のため
に層状亀裂や剥離が発生し、十分な効果が得られ
ないことが判明した。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明の目的は上記従来技術の問題点を解決
し、特に混入する粗大粒の粒度を適正に調整し、
不定形耐火材の上記300〜800℃の中間温度や部位
による強度の劣化、亀裂および剥離を防止できる
溶融金属容器用不定形耐火物を提供するにある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の要旨とするところは次の如くである。 すなわち、外側に設けられた鉄皮と該鉄皮の内
側に設けられた内張耐火材とを有して成る溶融金
属容器に母材、骨材粗大粒および結合材より成る
混合物を流し込みにて形成する溶融金属容器用不
定形耐火物において、ジルコン35〜85重量部、シ
リカ11〜65重量部、粘土その他３〜10重量部より
成る前記母材100重量部に対し該母材と同質もし
くは類似組成の径10mm以上50mm未満の混在粗大粒
５〜60重量部と、シリカゾル、アミンジケート、
エチルシリケート等のNa2Oを含まない珪酸質化
学結合材を固形SiO2に換算して0.05〜5.0重量部
とを配したことを特徴とする溶融金属容器用不定
形耐火物、である。 本発明の詳細を添付図面を参照して説明する。 本発明においては、母材としてジルコン35〜85
重量部、シリカ11〜65重量部、粘土その他３〜10
重量部より成る組成物を使用し、これに５〜60重
量部の径10mm以上50mm未満の骨材粗大粒を混合す
る。 母材のジルコン、シリカおよび粘土等の配合割
合は、施工対象の溶融金属容器の種類、施工体の
厚み、収容保持する時間その他経済的コスト等に
より決定されるが、ジルコンは高温耐火材料であ
るが、コストが高くなるので、例えば転炉用取鍋
の如く大容量、最高温の溶鋼を収容する取鍋等で
はジルコン85重量部、シリカ10重量部、粘土等５
重量部とするものであつて、ジルコン35重量部未
満では耐火度が低下して好ましくなく、またジル
コン85重量部を越しても耐火度の上昇が少なくコ
スト高を来たすので35〜85重量部に限定した。粘
土その他の粘結剤を３〜10重量部に測定した理由
は、使用ジルコン、シリカの粒度および施工体の
施工厚さ等により決定されるが、３重量部未満で
は粘結剤としての効果が現れず、10重量部を越し
ても粘結効果の上昇が少く、却つて耐火度を低下
するからである。 骨材粗大粒の材質としては上記の母材と同質も
しくは類似組成物が使用されるが、本発明の粗大
粒の作用から比較的曲げ強度の小さいものや、耐
スポーリング性の弱いものが望ましい。骨材粗大
粒としては、ジルコン質れんが、珪石質れんがを
主体としアルミナ質れんが、ろう石質れんが等の
破砕したものや、これらの回収れんが屑および不
定形耐火物の使用後回収屑を破砕し整粒したもの
も使用可能である。 骨材粗大粒の使用量は母材100重量部に対して、
５〜60重量部の範囲に限定するが、その理由は５
重量部未満では後記する結合剤の移動抑制の効果
が少なく、また60重量部を越すと実際作業におけ
る均一な流し込みが充填が困難になるからであ
る。 骨材粗大粒の大きさを径10mm以上50mm未満とし
たのは、10mm未満では後記する結合剤の移動抑制
および拘束下で発生する応力吸収等の効果が十分
に発揮されないばかりでなく、微粉が多くなると
流動性が阻害されるからである。 骨剤粗大粒の粒径については、施工体の厚さに
より決定され、例えば施工厚み200mmの場合は、
厚みの1/2以下の粗大粒ならば使用可能であるが、
径50mmを越す粗大粒の場合には均一流し込みが困
難であり、特に本発明の如きジルコン−シリカの
酸性材料中で、シリカゾル、アミンシリケート、
エチルシリケート等のNa2Oを含まない珪酸質化
学結合剤を使用する場合には、例えば上記特開昭
59−26979号の如き塩基性材料の母材を使用する
場合と異なり、母材中における粗大粒の作用が著
しく異なるので通常10mm以上50mm未満の粒度が最
も好ましい。従つて本発明において粗大粒の粒度
を径10mm以上50mm未満に限定した。 次に母材と骨材粗大粒とを結合させ、300〜800
℃の中間温度域において強度を向上する結合剤と
しては、シリカゾル、アルミシリケート、エチル
シリケート、水ガラス、りん酸アルミ、りん酸ソ
ーダ等が考えられるが本発明では母材および骨材
粗大粒が共に酸性耐火材であることを考慮し、水
ガラス、りん酸ソーダ等のNa2Oを含む塩基性結
合剤とは好ましからざる反応を起すので、これら
を避けてシリカゾル、アミンシリケート、エチル
シリケート等の珪酸質系の化学結合剤に限定した
ことは本発明の特徴の一つである。 珪酸質化学結合剤の添加量は、母材100重量部
に対し固形SiO2量に換算して0.05〜5.0重量部に
限定した。この限定理由は0.05重量部未満では十
分な強度が得られず、また5.0重量部を越すと強
度的には問題ないが操業中に過焼結を起し、亀裂
や剥離の原因となるので、0.05〜5.0重量部の範
囲に限定した。 〔作用〕 本発明は粒径10mm以上50mm未満の骨材粗大粒と
Na2Oを含まない化学結合剤を併用しているので
次の如きすぐれた作用、効果を有している。 まず、骨材粗大粒の結合剤に対する移動抑制作
用について説明する。従来の不定形耐火物を第２
図で説明する。鉄皮２に永久張りれんが４が内張
りされ、その内側に不定形耐火物の施工体６が形
成されている。通常の流し込み材で使用されてい
る最大の粗大粒の粒径は６mm程度であるが、本発
明者らは施工後の養生、乾燥中に結合剤の移動が
起るとことを見出した、すなわち、表面層側の施
工体表面６Ａは乾燥のため結合剤が表面に移動し
濃度が施工体中間層６Ｂより濃くなる。また施工
体裏面層６Ｃにおいても永久張りれんが４の吸湿
により結合剤が移動し濃くなる。従つて結合剤の
濃度が不均一になり、施工体中間層６Ｂの濃度が
薄く強度が低下し強度のばらつきを生ずると共
に、結合剤が濃化した施工体表面層６Ａは過焼結
等のため亀裂や層状剥離の発生原因となつてい
た。 これに対し、第１図に示した本発明の施工体６
は適正な骨剤粗大粒８が混用されており、養生乾
燥中に骨剤粗大粒８が結合剤の水分を吸湿するの
で結合剤の表面、裏面への移動を抑制し、結合剤
の濃度はいずれも均一で、部位ごとの強度のばら
つきがなく、亀裂や層状剥離を防止できる。 次に骨材粗大粒８の結合剤移動抑制作用を立証
した本発明者らの実験について説明する。施工体
の養生、乾燥過程における化学結合剤の移動を調
査するため、施工厚み200mmの型枠に第１表に示
した配合のアルミナにジルコン質粗大粒を添加し
たものと
【表】
無添加のものの２種をシリカゾルを結合剤とし流
し込み、硬化後24時間養生した後、50℃／Ｈで
700℃まで乾燥、700℃で２時間保持した後、表面
層、中間層、裏面層を切り出し、SiO2を分析し
て分散状態を検討し、その結果を第３図に示し
た。SiO2の分散状態を調査したのは、結合剤の
主成分がSiO2であり、SiO2の分散状態が判明す
れば結合剤の移動状況が判明するからである。 第３図から粗大粒無添加の場合は各層のSiO2
の検出量にばらつきがみられ、特に中間層ではそ
の検出量が少ないのに対し、粗大粒を添加した場
合は結合剤の移動抑制が行われているので均一な
ことがわかる。本実験ではSiO2を分析するため
母材として特にアルミナを使用したが、ジルコニ
ア、シリカを主体とする本発明においても同様の
作用が期待できる。 従来、溶融金属容器用不定形耐火物中に粗大粒
を混入する目的は、例えば特開昭59−26979号公
報第２頁上右欄に記載されている如く、不定形耐
火物施工体の加熱、冷却に伴なつて施工体内に発
生する熱応力は、特にマトリツクス部を伝播し、
組織的に特に弱い点に集中し、大きな亀裂となる
が、粗大粒が存在すると、不定形施工体ではマト
リツクス部に比較して粗粒部の方が組織が強固で
あるので、応力の伝播が止まるという楔的作用の
みと考えられていた。 従つて、前記特開昭59−26979号公報において
も、第３頁上左欄に「粗大粒として40mm以下の粒
径のものを使用した場合には、亀裂の分断効果は
小さく、楔的役割が十分に発揮されない。」と、
して粗大粒の粒径を50〜90mmの範囲に限定した理
由が記載されている。 ところが、本発明において粗大粒を使用する目
的は、本発明者らは見出した上記結合材の移動抑
制効果のほかに、比較的曲げ強度が小さいもの
や、比較的耐スポーリング性に弱い粗大粒を使用
することにより、取鍋等の如く鉄皮の拘束下で発
生する応力を使用初期に粗大粒の割れを発生させ
ることによつて吸収する作用効果を発揮させるこ
とができることを見出した。この作用効果は本発
明者らが取鍋修理時の不定形耐火物を破砕確認し
たものであつて、従来の粗大粒混用による作用効
果と全く異なる作用効果を発揮させることができ
た。 従つて、粗大粒の粒度は上記の如く10mm以上50
mm未満が必要であり、かつこれで十分である。 かくの如く、粗大粒の作用効果が従来例と著し
く異なるため、その粒径を10mm以上50mm未満に限
定したことは本発明の大きな特徴の一つである。 また、本発明者らの従来例と本発明例との比較
試験により、次のことが判明した。すなわち、 従来のアルミナセメントを結合剤としたものは
強度のばらつきが小さいが、その強度自体が小さ
い。一方、粗大粒を混用せず、化学結合剤のみを
使用したものは前記の如く中間層の強度が小さく
強度のばらつきが見られる。これに対し、粗大粒
と化学結合剤を併用した本発明では各層で均一な
すぐれた強度が得られる。すなわち、第２表に示
す配合割合の不定形耐火物を流し込み、第３図に
結果を示した実験と同様の方法で各層の強度を調
査し、その結果を同じく第２表に示した。 第２表から本発明例は従来例に比して圧縮強さ
が均一ですぐれた強度を有していることがわか
る。 従つて本発明においては粗大粒が拘束下で発生
する応力を吸収して割れ、その割れは母材に伝播
しないので剥離を防止することができる。
し込み、硬化後24時間養生した後、50℃／Ｈで
700℃まで乾燥、700℃で２時間保持した後、表面
層、中間層、裏面層を切り出し、SiO2を分析し
て分散状態を検討し、その結果を第３図に示し
た。SiO2の分散状態を調査したのは、結合剤の
主成分がSiO2であり、SiO2の分散状態が判明す
れば結合剤の移動状況が判明するからである。 第３図から粗大粒無添加の場合は各層のSiO2
の検出量にばらつきがみられ、特に中間層ではそ
の検出量が少ないのに対し、粗大粒を添加した場
合は結合剤の移動抑制が行われているので均一な
ことがわかる。本実験ではSiO2を分析するため
母材として特にアルミナを使用したが、ジルコニ
ア、シリカを主体とする本発明においても同様の
作用が期待できる。 従来、溶融金属容器用不定形耐火物中に粗大粒
を混入する目的は、例えば特開昭59−26979号公
報第２頁上右欄に記載されている如く、不定形耐
火物施工体の加熱、冷却に伴なつて施工体内に発
生する熱応力は、特にマトリツクス部を伝播し、
組織的に特に弱い点に集中し、大きな亀裂となる
が、粗大粒が存在すると、不定形施工体ではマト
リツクス部に比較して粗粒部の方が組織が強固で
あるので、応力の伝播が止まるという楔的作用の
みと考えられていた。 従つて、前記特開昭59−26979号公報において
も、第３頁上左欄に「粗大粒として40mm以下の粒
径のものを使用した場合には、亀裂の分断効果は
小さく、楔的役割が十分に発揮されない。」と、
して粗大粒の粒径を50〜90mmの範囲に限定した理
由が記載されている。 ところが、本発明において粗大粒を使用する目
的は、本発明者らは見出した上記結合材の移動抑
制効果のほかに、比較的曲げ強度が小さいもの
や、比較的耐スポーリング性に弱い粗大粒を使用
することにより、取鍋等の如く鉄皮の拘束下で発
生する応力を使用初期に粗大粒の割れを発生させ
ることによつて吸収する作用効果を発揮させるこ
とができることを見出した。この作用効果は本発
明者らが取鍋修理時の不定形耐火物を破砕確認し
たものであつて、従来の粗大粒混用による作用効
果と全く異なる作用効果を発揮させることができ
た。 従つて、粗大粒の粒度は上記の如く10mm以上50
mm未満が必要であり、かつこれで十分である。 かくの如く、粗大粒の作用効果が従来例と著し
く異なるため、その粒径を10mm以上50mm未満に限
定したことは本発明の大きな特徴の一つである。 また、本発明者らの従来例と本発明例との比較
試験により、次のことが判明した。すなわち、 従来のアルミナセメントを結合剤としたものは
強度のばらつきが小さいが、その強度自体が小さ
い。一方、粗大粒を混用せず、化学結合剤のみを
使用したものは前記の如く中間層の強度が小さく
強度のばらつきが見られる。これに対し、粗大粒
と化学結合剤を併用した本発明では各層で均一な
すぐれた強度が得られる。すなわち、第２表に示
す配合割合の不定形耐火物を流し込み、第３図に
結果を示した実験と同様の方法で各層の強度を調
査し、その結果を同じく第２表に示した。 第２表から本発明例は従来例に比して圧縮強さ
が均一ですぐれた強度を有していることがわか
る。 従つて本発明においては粗大粒が拘束下で発生
する応力を吸収して割れ、その割れは母材に伝播
しないので剥離を防止することができる。
第３表に示す配合割合の母材、骨材粗大粒およ
び化学結合剤を使用して溶鋼取鍋のライニングを
行い実操業における剥離の発生、寿命および使用
後の状況を調査し、その結果を同じく第３表に示
した。また、比較のため結合剤としてアルミナセ
メントを使用した場合および粗大粒を添加せず化
学結合剤のみを使用した従来例についても調査し
た。 第３表の試験結果において、従来例は使用初期
の13〜15チヤージで剥離がみられ、その寿命は48
〜60チヤージで使用後のライニング状態が不良で
あるが、本発明実施例は剥離がみられず寿命も80
チヤージを示し、使用後のライニング状態とも良
好な結果を示している。
び化学結合剤を使用して溶鋼取鍋のライニングを
行い実操業における剥離の発生、寿命および使用
後の状況を調査し、その結果を同じく第３表に示
した。また、比較のため結合剤としてアルミナセ
メントを使用した場合および粗大粒を添加せず化
学結合剤のみを使用した従来例についても調査し
た。 第３表の試験結果において、従来例は使用初期
の13〜15チヤージで剥離がみられ、その寿命は48
〜60チヤージで使用後のライニング状態が不良で
あるが、本発明実施例は剥離がみられず寿命も80
チヤージを示し、使用後のライニング状態とも良
好な結果を示している。
【表】
本発明は上記実施例からも明らかな如く、100
重量部の母材と５〜60重量部の径10mm以上50mm未
満の骨材粗大粒と固形SiO2換算0.05〜5.0重量部
のNa2Oを含まない珪酸質化学結合剤とから構成
することによつて次の効果を挙げることができ
た。 (イ) 亀裂や剥離を防止し寿命を延長し、安定した
使用が可能となつた。 (ロ) 使用後のライニングの状況が健全であるた
め、スラグ部分のみを除去して、新しく施工す
る継ぎたし施工が可能となつた。 (ハ) 使用済のれんが屑等を粗大粒として再使用す
るので省資源の効果が大である。
重量部の母材と５〜60重量部の径10mm以上50mm未
満の骨材粗大粒と固形SiO2換算0.05〜5.0重量部
のNa2Oを含まない珪酸質化学結合剤とから構成
することによつて次の効果を挙げることができ
た。 (イ) 亀裂や剥離を防止し寿命を延長し、安定した
使用が可能となつた。 (ロ) 使用後のライニングの状況が健全であるた
め、スラグ部分のみを除去して、新しく施工す
る継ぎたし施工が可能となつた。 (ハ) 使用済のれんが屑等を粗大粒として再使用す
るので省資源の効果が大である。
第１図は本発明の不定形耐火物の施工体の実施
例を示す断面図、第２図は従来の不定形耐火物の
施工形の結合剤の移動を示す模式断面図、第３図
は不定形耐火物施工体の部位別のSiO2濃度を示
す線図である。 ２……鉄皮、４……永久張りれんが、６……不
定形耐火物施工体、８……骨材粗大粒。
例を示す断面図、第２図は従来の不定形耐火物の
施工形の結合剤の移動を示す模式断面図、第３図
は不定形耐火物施工体の部位別のSiO2濃度を示
す線図である。 ２……鉄皮、４……永久張りれんが、６……不
定形耐火物施工体、８……骨材粗大粒。
Claims (1)
- １ 外側に設けられた鉄皮と該鉄皮の内側に設け
られた内張耐火材とを有して成る溶融金属容器に
母材、骨材粗大粒および結合材より成る混合物を
流し込みにて形成する溶融金属容器用不定形耐火
物において、ジルコン35〜85重量部、シリカ11〜
65重量部、粘土その他３〜10重量部より成る前記
母材100重量部に対し該母材と同質もしくは類似
組成の径10mm以上50mm未満の骨材粗大粒５〜60重
量部と、シリカゾル、アミンケート、エチルシリ
ケート等のNa2Oを含まない珪酸質化学結合材を
固形SiO2に換算して0.05〜5.0重量部とを配した
ことを特徴とする溶融金属容器用不定形耐火物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60053648A JPS61215267A (ja) | 1985-03-18 | 1985-03-18 | 溶融金属容器用不定形耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60053648A JPS61215267A (ja) | 1985-03-18 | 1985-03-18 | 溶融金属容器用不定形耐火物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61215267A JPS61215267A (ja) | 1986-09-25 |
| JPH0420870B2 true JPH0420870B2 (ja) | 1992-04-07 |
Family
ID=12948704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60053648A Granted JPS61215267A (ja) | 1985-03-18 | 1985-03-18 | 溶融金属容器用不定形耐火物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61215267A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4575852B2 (ja) * | 2004-07-06 | 2010-11-04 | 黒崎播磨株式会社 | 不定形耐火物の施工方法 |
| MY181792A (en) * | 2013-02-18 | 2021-01-07 | Saint Gobain Ceramics | Sintered zircon material for forming block |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5392814A (en) * | 1977-01-27 | 1978-08-15 | Nippon Steel Corp | Flowwin indefinite form lining material for melt metal vessel |
| JPS6028783B2 (ja) * | 1982-08-02 | 1985-07-06 | 新日本製鐵株式会社 | 溶融金属容器用塩基性不定形耐火物 |
-
1985
- 1985-03-18 JP JP60053648A patent/JPS61215267A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61215267A (ja) | 1986-09-25 |
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Legal Events
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