JPH0653617B2

JPH0653617B2 - 熱硬化性樋用流し込み材

Info

Publication number: JPH0653617B2
Application number: JP2193860A
Authority: JP
Inventors: 隆山村; 佳久浜崎; 棟義片山; 清隆榎木; 正明西; 山口　　篤
Original assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Current assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Priority date: 1990-07-24
Filing date: 1990-07-24
Publication date: 1994-07-20
Anticipated expiration: 2009-07-20
Also published as: JPH0483764A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は高炉樋等の溶融金属容器の内張りに使用される
高強度、高耐食性を有する熱硬化性樋用流し込み材に関
するものである。

［従来の技術］従来、高炉樋、取鍋、タンディッシュ等の溶融金属容器
の内張り材料の施工方法としては、スタンプ施工、振動
施工、流し込み施工等が知られている。このうち、スタ
ンプ施工については、その材料は所謂熱硬化性であり、
材料製造時に所定のバインダー、水分を添加し混練した
ものであり、大掛かりな施工装置が不必要で施工現場で
即使用できるものである。しかし、施工体として緻密な
組織が得られず、耐食性も不十分である。

従って、最近では流し込み施工が主体となっている。流
し込み施工の材料としては、粒度調整された耐火原料の
配合物に、低水分化を図るべく適性な分散剤及び乾燥助
剤としての金属Al粉を添加し、更に、硬化剤として２〜
１０％程度のアルミナセメントを添加してなるものが主
体である。

流し込み施工では、施工現場でこの材料に適性な水を加
え、ミキサーで混練し適性な流動性をもたせ、棒状バイ
ブレーター等で振動を加え充填していくものである。

この施工法には、材料、施工法の両面において下記のよ
うな問題がある：硬化剤にアルミナセメントを使用するためCaOが入
り、マトリックスの低融点化が起こり、耐食性の低下を
来す；アルミナセメントの使用、及び施工体が低気孔率、低
通気性となるため、乾燥時に爆裂が生じ易い。そのた
め、通常は乾燥助剤として金属アルミニウム粉が使用さ
れている。この金属アルミニウム粉の添加は乾燥に対し
ては有効であるが、施工体に亀裂が生じ易く、組織劣化
を来す傾向にある；材料は施工現場で所定の水分を添加し、大型ミキサ
ー、搬送装置を使用し混練、搬送を必要とするため、施
工面では煩雑である。また、充分な混練ができず、組成
の不均一性が生じ易い。

上記問題点の解決策として特開昭63-162579号公報が提
唱されている。この熱硬化性不定型耐火物の材料自体は
常温では硬化性をもたず、加熱により添加水分が蒸発し
て硬化するものであり、硬化に長時間を要する。また、
硬化を早めるために急激に加熱すると亀裂が発生し易
く、組織体として充分とは言えない。

［発明が解決しようとする課題］従って、本発明の目的は、常温において流し込み施工可
能な流動性を有し、材料製造後の経時変化が少なく、施
工後、加熱により短時間で硬化し、高強度、高耐食性を
有する熱硬化性樋用流し込み材を提供することにある。

［課題を解決するための手段］即ち、本発明は耐火性骨材１００重量部中に0.3mm〜１
０μｍの耐火性微粉末を５重量部以上含有し、平均粒子
径１０μｍ以下の耐火性超微粉末を８〜２０重量部含有
してなり、且つ前記耐火性微粉末と耐火性超微粉末の合
計量が２５重量部以上である耐火性骨材１００重量部に
対し、 0.5〜3.0mmに粒度調整した珪酸ソーダガラスを0.1〜2.0
重量部並びに所定量の水を含有してなることを特徴とす
る熱硬化性樋用流し込み材に係る。

［作用］本発明の特徴は0.5〜3.0mmの珪酸ソーダガラス粒を使用
することにある。この珪酸ソーダガラス粒とは市販され
ている珪酸ソーダの原料であり、これをオートクレーブ
処理した後、粉末珪酸ソーダあるいは液状珪酸ソーダと
して市販されているものである。珪酸ソーダガラスは一
般に特開昭51-100108号公報及び特開昭55-167182号公報
に開示されているように微粉砕して不定形耐火物例えば
吹付材、コーチング材、振動成形材のバインダー、即ち
乾燥時のボンドマイグレーションによる爆裂抑制、他の
バインダーの硬化剤として使用されている。

この種の珪酸ソーダガラスは難溶性ではあるが、例えば
シリカゾル、アルミナゾル等のバインダー、及びSi、FeS
iあるいはこれらを少量含むSiC並びに１０μｍ以下のシ
リカフラワー等の超微粉と併用した場合、常温において
少量溶出した珪酸ソーダガラスと反応し、製造後、流動
性において経時変化を起こし、製造後からの日数が長い
場合は流動性不良を起こし使用不可能となる。また、施
工後、余った材料は次回施工時には使用できなくなる場
合もあり原単価が高くなる。

しかしながら、特に樋用流し込み材の場合、緻密化のた
めには１０μｍ以下の超微粉を８〜２０重量部は添加配
合する必要があり、一般にSiCも使用される。

そこで、本発明者らは珪酸ソーダガラスの粒度に着目
し、種々検討を行った結果、珪酸ソーダガラスの粒度の
選定、即ち、粒度を粗くして使用することにより、常温
では著しく反応性が遅れ、加熱により６０〜７０℃より
溶解が始まり、短時間で硬化することを見出した。

上記バインダーの特徴を活用した本発明の流し込み材
は、常温においては製造後硬化することなく施工に必要
とする流動性を保持し、加熱あるいは施工体の残熱によ
りバインダーである珪酸ソーダガラスのゲル化及び材料
中に分散した超微粉の凝結作用あるいはSiC中のSi、FeSi
との反応により硬化するものである。

使用する珪酸ソーダガラスの粒度は0.5〜3.0mmが好まし
い。この粒度に限定した理由は0.5mm未満を使用すると
以下の第１表のデータからも判るように反応性が大き
く、保存性が悪くなる。また、3.0mmを超えると、加熱
時に溶解不足となりバインダー効果が発現しない。

次に、珪酸ソーダガラスの添加量としては、耐火性骨材
１００重量部に対し0.1〜2.0重量部が好ましい。0.1重
量部未満ではバインダーとしての効果が少なく、2.0重
量部を超えるとナトリウム等のアルカリ金属が増加し、
材料の耐食性等を低下させる。また、使用する珪酸ソー
ダガラスの組成としてはSiO₂／Na₂Oモル比2.5以上のも
のが好ましい。

本発明に使用する耐火性骨材としては電融アルミナ、焼
結アルミナ、仮焼アルミナ、ボーキサイト、カイヤナイ
ト、紅柱石、ムライト、ロー石、珪石、アルミナ−マグ
ネシアスピネル、ジルコン、炭化珪素、窒化珪素、窒化
珪素鉄、珪素、フェロシリコン、黒鉛、無定形炭素、ピ
ッチ粉、粘土、ベントナイト、含水無定形シリカ、無水
無定形シリカ等からなる群より選択し、必要に応じて１
種または２種以上を併用することができる。この耐火性
骨材１００重量部のうち、0.3mm〜１０μｍの耐火性微
粉末が５重量部以上で、且つ平均粒子径が１０μｍ以下
の超微粉を８〜２０重量部で且つこれらの合計量が２５
重量部以上であることが必要である。0.3mm〜１０μｍ
の耐火性微粉末が５重量部未満であったり、耐火性超微
粉末が８重量部未満であったり、合計量が２５重量部未
満であると、輸送中に微粉の分離が起こり易く、均一な
混練物の供給ができない。そのため、施工現場において
は均一な施工体ができず、組織ムラを来し、耐用性も低
下する。また、耐火性超微粉末が８重量部未満で緻密な
施工体が得られない。

本発明の流し込み材は、上記配合物に所定の流動性を与
えるべく適性な添加水分を加え混練したものよりなるも
のである。ここで所定の流動性とは、施工現場で棒状バ
イブレーター等の振動により充填できる流動性であり、
フロー値（JIS R2521耐火物用アルミナセメントのフロ
ー試験に準じる）で１３０〜１４０mm以上あれば充分で
ある。

なお、本発明の熱硬化性不定形耐火物には通常の流し込
み材に使用する分散剤が使用できる。分散剤としては、
例えばアルカリ金属リン酸塩、アルカリ金属カルボン酸
塩、アルカリ金属フミン酸塩、ポリカルボン酸ナトリウ
ム、アルキルスルホン酸ナトリウム、芳香族スルホン酸
ナトリウム等、及びこれらと同様な効果が得られる物質
から１種または２種以上を選択して使用することができ
る。

［実施例］実施例第２表に示す配合割合の混合物に所定の水分を添加、混
練後、本発明品１〜３については混練物を保存し、１０
日後に４０×４０×１６０mmの形状枠に鋳込み、８０℃
で３時間加熱養生後、脱枠し、また、比較品について
は、混練後ただちに４０×４０×１６０mmの形状枠に鋳
込み、２０℃で２４時間養生後脱枠し、それぞれ１０５
℃で２４時間乾燥後、第２表に記載の温度で焼成し、次
に、強度及び見掛気孔率を測定した。

耐食性の評価は回転ドラム侵食試験装置に前記の操作に
より作成した試料を１０５℃で２４時間乾燥後、セット
し、１５００℃で１時間スラグによる侵食を行った後、
スラグを排出し、１５分間強制冷却する操作を５回行っ
た。使用スラグは高炉スラグで、１時間当たり1.2kg使
用した。

その結果、本発明品は比較品に比較して強度、見掛気孔
率において同等以上であり、耐食性もアルミナセメント
を使用しない等により優れるものである。

また、混練後から混練後１０日経過したフロー値（JIS
R2521耐火物用アルミナセメントのフロー試験に準じ
る）の低下は少なく、１０日後でも充分施工可能な状態
にあることが判る。

［発明の効果］本発明の熱硬化性樋用流し込み材は、材質面では熱硬化
性であり、硬化剤としてアルミナセメントを使用しない
等より高耐食性を有し、且つ高強度であり、炉材の耐久
性が向上した。また、施工面では混練物の供給により現
場での施工の省力化及び施工現場の粉塵、騒音抑制等の
環境改善の効果大である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西正明東京都千代田区丸の内１丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者山口篤東京都千代田区丸の内１丁目１番２号日本鋼管株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】耐火性骨材１００重量部中に0.3mm〜１０
μｍの耐火性微粉末を５重量部以上含有し、平均粒子径
１０μｍ以下の耐火性超微粉末を８〜２０重量部含有し
てなり、且つ前記耐火性微粉末と耐火性超微粉末の合計
量が２５重量部以上である耐火性骨材１００重量部に対
し、0.5〜3.0mmに粒度調整した珪酸ソーダガラスを0.1
〜2.0重量部並びに所定量の水を含有してなることを特
徴とする熱硬化性樋用流し込み材。