JPH0585510B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、耐食性、耐スポーリング性及び容積
安定性に優れた取鍋内張り流し込み施工用耐火物
に関する。 〔従来の技術〕 近年、取鍋内張り耐火物は省エネルギー、省力
化の観点から、不定形耐火物による施工が一般に
行われるようになつた。なかでも、施工が容易で
設備費が安価で済み、且つ旧材を残したままで新
材が施工できるいわゆる継ぎ足し施工可能でであ
つて、炉材コスト低減効果の大きい流し込み工法
が幅広く行われるようになつた。 この流し込み用の耐火材料として、例えば珪石
質、ろう石質、セミジルコン質、アルミナ質が一
般に用いられる。しかし、最近、真空脱ガス法、
連続鋳造、取鍋精錬技術の向上により、高級鋼種
が取鍋で精錬され、更に、アルゴン攪拌、合金添
加、真空処理等から溶鋼温度の上昇さらに滞湯時
間の延長等により取鍋内での処理条件は益々苛酷
になつており、この条件に耐え得る取鍋内張り流
し込み施工用耐火物の必要性が益々増大してい
る。 この条件に適用可能な材料の一つとして、例え
ば、特公昭57−16953号公報に開示されているよ
うな塩基性材料がある。 しかし、塩基性材料は、取鍋精錬における加
熱、冷却の繰り返しによる激しい温度変動に対す
る熱的スポーリング抵抗性に劣ることや、また、
スラグ浸透が深いことによるスラグビルトアツプ
や構造的スポーリングを誘発し易いことから実用
化が困難な状態にある。 このため、現在は熱的スポーリングやスラグに
対する抵抗性の高いセミジルコン質材料が一般に
使用されるようになつた。しかし、ジルコン質材
料はその材料特性上、収縮時の亀裂発生が顕著と
なり、この箇所からの地金侵入による剥離を助長
する傾向がある。このため取鍋への適用に際して
は材料自体膨張性にすることが必要で、珪石若し
くはろう石を組合せて、流し込み作業及び焼成後
の強度組織面から１mm以上の粗粒部で使用してい
るのが一般的である。 表１は、結合粘土を用いたセミジルコン質流し
込み材料の性質と珪石量との関係を示す表であ
る。 この表から、配合中の珪石量が40重量％以下で
は焼成後の残存膨張性に劣り実炉使用時の亀裂、
剥離助長から使用できず40重量％必要であるが、
他方、40重量％以上では耐食性に劣る欠点がある
ことが判る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は従来の結合粘土を用いたセミジルコン
質材料の欠点を解消するもので、耐亀裂、耐剥離
性を劣化させることなく、耐食性を向上させた施
工時に全水分量を添加してなるセミジルコン質流
し込み材料を提供するものである。 従来、不定形耐火物の調製に際して予め、水分
を添加するタイプと、施工時に全量必要とする水
分を添加して調製するタイプとがあるが、本願発
明は施工時に全量必要とする水分を添加して調製
するタイプに属する。 そして、結合粘土を含まず、予め水分を添加す
ることなく施工時に水分を全量添加する型の取鍋
用セミジルコン質流し込み不定形耐火物であつ
て、5μ以下の粒径の粒子を60重量％以上有する
ジルコン超微粉及びシリカ超微粉の合量が５〜10
重量％と１mm以上のジルコン粗粒子が10〜25重量
％を含有し、残部が珪石、ジルコンサンド、ジル
コンフラワー、分散剤及び１重量％以下の凝集剤
よりなることを特徴とする取鍋用セミジルコン質
流し込み不定形耐火物である。 上記本発明において、ジルコン粗粒子は、天然
のジルコンサンド及びジルコンサンドを粉砕して
得たジルコンフラワーとを混合、成形、焼成して
一旦粗角（グロツグ）を作り、これを粉砕して得
たものである。また、ジルコンれんが等の使用済
品とを粉砕したものである。 また、ジルコンサンドは天然産出の手を加えな
いかたちのもので、ジルコンサンドは１〜0.075
mm程度の粒径を有し、ジルコンフラワーは、この
ジルコンサンドを粉砕したもので、粒径0.075mm
以下のものを指す。 さらに、ジルコン超微粉は、さらに、このジル
コンフラワーを微粉砕して得たものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の第１の特徴は、結合粘土を含まない点
にある。これは、特開昭50−127907号公報に開示
されている材料中に5μｍ以下の超微粉粒子があ
る特定量存在した場合に可塑性の粘土−水系と同
様な分散、凝集反応を示す現象を取鍋用内張り流
し込み材料に適用したものである。 本発明における超微粉粒子はジルコン超微粒子
とシリカ超微粒子からなる。 ジルコン超微粒子としては、ジルコンフラワー
をさらに超粉砕して得た5μｍ以下の粒子が60重
量％以上存在するものを使用する。 また、シリカ超微粒子とは、Fe−SiC，SiCを
生産する際に発生する副産物の気化性シリカであ
り、5μｍ以下の粒子が60重量％以上のものを使
用する。 更に、上記超微粉粒子の含有量は全量の５〜10
重量％の範囲内にある必要がある。結合粘土を含
まない材料において、添加水分を抑制して、取鍋
に流し込みすることができる自然流動に必要な量
は５重量部以上であり、また含有量が10重量％を
超えるものでは施工後養生、乾燥中に亀裂の発生
が助長され、不都合を生じる。 第１図および第２図は超微粉粒子の効果を説明
する図である。 第１図は、珪石37重量％、結合粘土３重量％、
ジルコンサンド及びジルコンフラワーの合量60重
量％からなる配合物に、りん酸塩系の分散剤、珪
酸塩系の凝集剤を使用した従来のセミジルコン質
材料（三角マークとして示す。）における施工体
の流し込みに必要な流動性（フリフロー値200mm
以上）と同様な流動性を得るのに必要な超微粉粒
子の合量と添加水分量（重量％）との関係を示
す。同図から、超微粉粒子の合量が５重量％未満
では必要な添加水分量は多く必要であることが判
る。 なお、従来のものの乾燥後の収縮率は0.02％で
あつた。 第２図は、添加水分量を5.5重量％と一定した
ときの超微粉粒子の合量と流動性（フリフロー値
200mm以上）及び材料の乾燥後の収縮率との関係
をプロツトしたものである。超微粉粒子の合量が
５重量％未満であると適正な流動性が得られず、
また10重量％を超えると流動性は良好となるが、
乾燥後の収縮が大きく、養生、乾燥中の亀裂の発
生の要因となり、それ以上の含有は好ましくない
ことが判る。 このように、本発明では結合粘土を含まないた
め、高温焼成時、例えば粘土中に含まれるAl₂O₃
によるジルコン解離、促進といつた現象もなく、
かつ低融物の生成も抑制されるため、焼成後の残
存膨張性を阻害することなく、珪石添加量を低減
でき、ジルコン原料をさらに10〜25重量％増大す
ることが可能である。 本発明の第２の特徴は１mm以上のジルコン粗粒
子の特定量の配合にある。 表２は、その配合の効果を示す表である。 表２に示すように、結合性粘土を含む従来の材
料への10〜１mmに整粒されたジルコン粗粒子の添
加は材料へ焼成後の残存膨張率を低下せしめる。
しかし、他方、結合粘土を含まない材料では、10
〜１mm整粒されたジルコン粗粒子の添加量が10重
量％未満では耐食性の向上が少なく、ジルコン粗
粒子使用の添加量が増加するに従い耐食性は向上
する傾向を示す。また、その添加量が25重量％を
超えると、焼成後の残存膨張率は低くなり、実炉
使用中に亀裂、剥離等の要因となる。 また、ジルコン粗粒子の替わりに、ジルコンサ
ンド、ジルコンフラワーの合量を70重量％にした
場合、残存膨張率が低くなる傾向を示す。 従つて、１mm以上のジルコン粗粒子の配合量は
10〜25重量％の範囲内にあることが必要である。 ここで、ジルコン粗粒子としては一般に未使用
のジルコンれんがもしくは使用済みジルコンれん
がの付着スラグケレン品、粗角等を破砕して得ら
れたものであり、さらに特開昭58−185479号公報
に示されるようなジルコン造粒子も使用可能であ
る。 本発明に使用する分散剤、凝集剤はあくまで補
助的な役目を示すものであるが、分散剤としては
一般に使用されているアルカリ金属のりん酸塩等
の無機塩類、他有機酸塩類、界面活性剤が好適で
あり、凝集剤としてはアルカリ金属、アルカリ土
類金属の珪酸塩、硫酸塩、塩化物、他アルミン酸
カルシウム等が好適である。

〔実施例〕

本発明品を175t取鍋の内壁に使用した例につい
て示す。 珪石量37重量％と、ジルコンサンド、ジルコン
フラワーの合量が60重量％、かつ結合粘土を３重
量％、分散剤として、りん酸ソーダを外掛け0.1
重量％、凝集剤として珪酸ソーダを外掛け１重量
％添加し、流し込み施工を行つた。材料の添加水
分は７重量％であり、乾燥中の収縮、亀裂及び剥
離もなく良好な一体構造体であつた。また、稼働
中に繰り返される加熱、冷却でも亀裂、剥離は認
められず、取鍋寿命は40ch程度であつた。 次ぎに、珪石19重量％、ジルコンサンド、ジル
コンフラワーの合量が55重量％及び10〜１mmに整
粒した粗粒子を18重量％、さらにジルコン及びシ
リカ超微粉粒子の合量が８重量％、分散剤として
りん酸ソーダを外掛け0.1重量％、凝集剤として
珪酸ソーダを外掛け１重量％添加し、施工に際し
て水分を全量添加し、流し込み施工を行つた。材
料の添加水分量は5.5重量％と低水分で、施工体
に流し込むのに必要な流動性が得られた。 材料の乾燥中及び稼働中での収縮、亀裂、剥離
は認められず、取鍋寿命85ch程度に向上した。 更に取鍋の寿命はジルコン粗粒子の添加量の増
加に従い延長し、例えば10〜１mmに整流されたジ
ルコン粗粒子25重量％使用した場合、添加水分
5.3重量％で流し込み可能であり、材料の乾燥中
及び稼働中での収縮、亀裂、剥離は認められず、
取鍋寿命は140ch程度に向上した。 〔発明の効果〕 本発明は、セミジルコン系流し込み耐火物に、
多量に水分を含む従来の結合粘土を用いた流し込
み耐火物と同様の成形性と残存膨張性を持たせジ
ルコン自体が有す特性を活かすことができるとい
う効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は超微粉粒子の効果を説明
する図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 結合粘土を含まず、予め水分を添加すること
   なく施工時に水分を全量添加する取鍋用セミジル
   コン質流し込み不定形耐火物であつて、 5μ以下の粒径の粒子を60重量％以上有するジ
   ルコン超微粉及びシリカ超微粉の合量が５〜10重
   量％と、 １mm以上のジルコン粗粒子が10〜25重量％を含
   有し、 残部が珪石、ジルコンサンド、ジルコンフラワ
   ー、分散剤及び１重量％以下の凝集剤よりなる取
   鍋用セミジルコン質流し込み不定形耐火物。