JPH09183671A

JPH09183671A - 耐火性モルタル材

Info

Publication number: JPH09183671A
Application number: JP7354243A
Authority: JP
Inventors: Hisahiro Indo; 寿浩印藤; Tetsuo Fushimi; 哲郎伏見; Kazuo Ito; 和男伊藤; Koji Saito; 幸治斉藤; Tamotsu Wakita; 保脇田
Original assignee: Toshiba Ceramics Co Ltd
Current assignee: Coorstek KK
Priority date: 1995-12-27
Filing date: 1995-12-27
Publication date: 1997-07-15

Abstract

(57)【要約】【課題】溶融金属の連続鋳造において使用され、可塑
性に優れ経時変化の少ない耐火性モルタル材の提供。【解決手段】耐火性原料と耐火性繊維との耐火性混合
原料９２〜９７重量％と鱗状黒鉛３〜８重量％との混合
物、及び、該混合物に対し外配で、平均粒径５μｍ以下
のシリカヒューム０．５〜３重量％と熱硬化性樹脂／脂
肪族多価アルコールの重量比が１．５〜２．０の熱硬化
性樹脂・脂肪族多価アルコール混合物２７〜３２重量％
を含有する耐火性モルタル材。前記耐火性モルタル材の
脂肪族多価アルコールがエチレングリコールであること
が好ましく、また、シリカヒュームが一次粒子の平均径
が０．１５μｍ以下であり、二次粒子の平均径が５μｍ
以下であることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は耐火性モルタル材に
関し、特に溶融金属の連続鋳造において使用される耐火
物間の接合部に充填される耐火性モルタル材であり、可
塑性に優れ経時変化の少ない耐火性モルタル材に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から溶融金属の連続鋳造において、
取鍋からのロングノズル、タンディッシュ、浸漬ノズル
及びモールドへと各耐火物部材の接合が行われ、一般
に、耐火性モルタルが使用され、例えば、羽口レンガ
（又は取鍋）と上ノズル、上ノズルと上プレート、下プ
レートと下ノズル等がモルタルで接合されている。一
方、従来のモルタル接合では各部材の交換時において、
付着残存するモルタルの除去作業等を要する等で交換作
業上問題があり、短時間で簡便に交換できる剥離性のよ
いシール材が求められ、特に、上ノズルと上プレート又
は下プレートと下ノズルとの接合には、洩鋼防止は勿
論、製品の品質低下を招くエアリークを防止すべく、気
密性の高いシールパッキン材が提案されている。例え
ば、特公昭６０−１５５９２号、特開平４−１５４６７
６号及び特公平１−２０９３号公報には、それらのため
のパッキング材等が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記提
案のシールパッキン材は、予め混練、成形されているこ
とから取扱いが簡便であり、下プレートと下ノズル間に
使用する場合には可塑性が問題にならないことから使用
されているが、通常、その形状はほぼ円環状に形成され
ているため、羽口レンガと上ノズル間等の挟隙部分を充
填するには可塑性が十分でなく所望の位置まで挿入でき
なかったり、途中で破断する等の不都合が生じることか
ら、また、羽口レンガと上ノズル間では、洩鋼及びエア
リークが少ないこともあり、シールパッキン材はあまり
使用されず、従来通りのモルタルが多用されている。ま
た、近年の省人化の要請及び高熱職場対策から、上ノズ
ルの自動交換が構想され、これに起因してモルタルを塗
布したまま取り置きする必要性も生じている。しかしな
がら、従来から使用されているモルタルは、安価で実用
性に富むものの作業に熟練を要し、また、水を使用する
ために速やかに乾燥し可塑性が消失してしまうという課
題があった。本発明は、上記の従来のモルタルの有する
課題に鑑みてなされたものであり、優れた可塑性を有し
経時変化が抑制された耐火性モルタルを提供することを
目的とする。発明者らは、上記目的を達成するため鋭意
検討した結果、特定の鱗状黒鉛やバインダー等を配合す
ることにより上記目的が達成できることを見出し、本発
明を完成するに至った。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、耐火性
原料と耐火性繊維との耐火性混合原料９２〜９７重量％
と鱗状黒鉛３〜８重量％との混合物、及び、該混合物に
対し外配で平均粒径５μｍ以下のシリカヒューム０．５
〜３重量％と熱硬化性樹脂／脂肪族多価アルコールの重
量比が１．５〜２．０の熱硬化性樹脂・脂肪族多価アル
コール混合物２７〜３２重量％を含有することを特徴と
する耐火性モルタル材が提供される。上記本発明の耐火
性モルタル材において、脂肪族多価アルコールがエチレ
ングリコールであることが好ましい。また、シリカヒュ
ームの一次粒子が平均径０．１５μｍ以下であり、二次
粒子が平均径が５μｍ以下であるあることが好ましい。
更に、本発明の耐火性モルタル材は、シート状に形成す
ることができる。

【０００５】本発明は上記のように構成され、鱗状黒鉛
を配合したことから可塑性に優れ、マスレンガと上ノズ
ルとの間のような狭隙部分への充填も容易となり好適に
用いることができる。また、ほとんど経時的変化がない
ため、予め上ノズルに装着しておくことも可能である。
従って、鋳造の操業中にトラブルが発生し、その際、操
業都合上の問題でモルタルを直ちにマスレンガに挿入で
きない場合であっても十分対処が可能となる。また、黒
鉛配合により溶鋼が浸潤し難く、耐蝕性が良くシール性
に優れる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の耐火性モルタル材
につき詳細に説明する。本発明の耐火性モルタル材は、
耐火性原料、耐火性繊維、鱗状黒鉛、シリカヒューム、
及び所定のバインダーとを所定量で配合して形成され
る。本発明において、耐火性原料としては、アルミナ、
シリカ、ムライト等の無機酸化物や粘土鉱物等の従来か
ら用いられている公知の耐火性材料を用いることができ
る。通常、粉末状で用いる。また、耐火性繊維として
は、無機質、有機質の公知の各種繊維を用いることがで
きる。通常、ムライト等のセラミックファイバーが用い
られる。

【０００７】本発明の耐火性モルタル材は、耐火性混合
原料として上記の耐火性原料と耐火性繊維とを、耐火性
原料粉末９８〜９９重量％及び耐火性繊維２〜１重量％
で組合せて用い、下記する鱗状黒鉛との混合物において
９２〜９７重量％の耐火性混合原料を配合して成る。こ
の耐火性混合原料の混合物での配合量が９２重量％未満
では、気孔率の増加により耐食性が低下し、一方、９７
重量％を超えると可塑性が低下し充填が難しくなり好ま
しくない。

【０００８】本発明で用いる鱗状黒鉛は、一般に金属光
沢と劈開性があり、潤滑性を有することが知られてい
る。通常、粒径１００メッシュ以下で、炭素分９５％の
ものを用いることができる。本発明においては、上記鱗
状黒鉛を配合して用いることにより耐火性モルタル材に
応力が加わった場合にも可塑性を確保することができ、
溶鋼の浸潤を抑制することができる。前記特公平１−２
０９４３号公報で提案のシール体は、シール性を確保す
るシール材本体部と剥離性を確保する黒鉛部とを多層一
体成形するものである。モルタルとして混合して用い応
力可塑性と溶鋼の浸潤抑制の効果は、本発明ににおいて
初めて確認されたものである。また、特公平１−２０９
４３号公報提案で用いられる膨張黒鉛は、加熱により体
積膨張を起こすと同時に強度低下を伴うものであり、本
発明の鱗状黒鉛とは異なる。上記耐火性混合原料と鱗状
黒鉛との混合物において、鱗状黒鉛の配合量は３〜８重
量％である。この配合量が３重量％未満では応力時の可
塑性の確保及び溶鋼浸潤の抑制効果が十分でない。一
方、８重量％を超えると添加するバインダー量を多くす
る必要があり、粘りのない、いわゆる腰のないモルタル
となって保形性の低下を招くため好ましくない。また、
コストアップにもつながるため好ましくない。

【０００９】本発明のシリカヒュームは、例えば、石英
等の溶融時に発生する非晶質シリカであり、平均粒径約
０．１５μｍ（一次粒径）の微細な粒子が鎖状構造を形
成するもので、二次粒径が５μｍ以下であるものが好ま
しい。シリカヒュームの二次粒径が５μｍを超える場合
は、造粒体を作り易くなり混合時の分散性が乏しくなる
ため好ましくない。本発明においてシリカヒュームを上
記のような粒子で添加することにより、僅かな添加量で
本発明の耐火性モルタル材の流動を抑制し、保形性を付
与することができる。また、モルタルに応力が加わった
場合には容易に変形する性質をも併せ持ち、上記鱗状黒
鉛と共に本発明の耐火性モルタル材の応力時の可塑性に
寄与する。本発明において、シリカヒュームの配合量
は、上記耐火性原料と耐火性繊維との耐火性混合原料と
鱗状黒鉛との混合物に対し、外配で０．５〜３重量％配
合する。この配合量が０．５重量％未満の場合には上記
の作用を奏すことができず、一方、３重量％を超えると
鱗状黒鉛と同様に保形性が低下し、且つ、耐蝕性も低下
するので好ましくない。

【００１０】本発明の耐火性モルタル材は、上記耐火性
混合原料、鱗状黒鉛、シリカヒュームに、更に熱硬化性
樹脂・脂肪族多価アルコール混合物をバインダーとして
添加配合する。本発明において、熱硬化性樹脂として
は、フラン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂及びフェ
ノール樹脂等を挙げることができる。好ましくは、フェ
ノール樹脂を用いる。高炭化率及び良好な粘りを有する
ためである。また、脂肪族多価アルコールとしては、エ
チレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリ
ン及びポリグリセリン等を挙げることができる。例え
ば、エチレングリコールの沸点は１９７℃であり、これ
ら脂肪族多価アルコールは、水よりも沸点が高く、常温
ではほとんど蒸発せず、吸湿性を有することから長時間
モルタルの湿潤状態を保持でき、作業性を向上させるこ
とができるためである。本発明の上記熱硬化性樹脂・脂
肪族多価アルコール混合物は、熱硬化性樹脂／脂肪族多
価アルコールの重量比が１．５〜２．０である。混合重
量比がこの範囲内のものであれば、例えば、モルタルを
常温で８日間放置してもほとんど重量変化を生じること
がなく湿潤状態を保持できるためである。この重量比が
１．５未満では、エチレングリコール等の脂肪族多価ア
ルコールが多く、吸湿性が過大となりモルタルの重量が
増加し粘性が低下するため好ましくない。また、２．０
を超えると、脂肪族多価アルコールが少な過ぎ放置によ
りモルタル重量が減少し変質し始めるため好ましくな
い。上記本発明のバインダーとしての熱硬化性樹脂・脂
肪族多価アルコール混合物は、上記の耐火性混合原料と
鱗状黒鉛との混合物に対し、外配で２７〜３２重量％配
合する。この配合量が２７重量％未満では所望の可塑性
を得られず、一方、３２重量％を超えると乾燥後にモル
タルの気孔率が高くなり、耐蝕性が低下するため好まし
くない。

【００１１】本発明の耐火性モルタル材は、上記各含有
成分を適正な比率で混合して得られ、特に、所定比率で
配合された熱硬化性樹脂・脂肪族多価アルコール混合物
からなるバインダーを用いるため、経時変化が少なく粘
着力があり、成形してシート状にして用いることによ
り、混練等の前段操作が不要となり、また、従来のモル
タルのようなシール作業に熟練を要することもなく、極
めて作業性のよい良好な特性を有するものとなる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して更に
詳細に説明する。但し、本発明は下記実施例に制限され
るものでない。実施例１〜５及び比較例１〜４耐火性原料（Ａ）としてＳＫ３８相当の耐火モルタル
（アルミナ粉末７０重量％、シリカ粉末２０重量％、粘
度１０重量％）を用い、鱗状黒鉛（Ｂ）及びシリカヒュ
ーム（Ｃ）と共にダルトンミキサーで混合した。得られ
た混合物に、更に、フェノール樹脂／エチレングリコー
ル＝２．０（重量比）のバインダー（Ｄ）を添加して十
分に混合して湿潤させた。次いで、耐火性繊維（Ｅ）と
してムライト質セラミックファイバーを添加して混練し
十分に分散させた。上記各成分は、それぞれ表１に示し
た配合比率で混合して各種の耐火性モルタル材を作成し
た。なお、シリカヒュームとしては、一次粒子の平均径
が０．１μｍで二次粒子の平均径が２．０μｍのものを
用いた。得られた各耐火性モルタル材を用い、図１に示
すシート形状に圧延、成形し、耐火性モルタル材の供試
材１を得た。得られた各供試材を以下に示す評価試験に
供した。その結果を表１に示した。

【００１３】（作業性評価）５ｍｍ厚の供試材を上ノズ
ルに巻回し、マスレンガと上ノズルとの取り合いが３ｍ
ｍのタンディッシュ羽口に装着した。その際のハンドリ
ング性と目地部の充填状況を目視により評価した。（可塑性評価）ＪＩＳＲ２５０６−６４に準拠して、
ちょう度を測定した。（重量の経時変化）上記で得られた各耐火性モルタル材
２．５ｋｇを２００×２００×３０（ｍｍ）の型枠に充
填し、３０℃、湿度３６％の条件下に放置し各時間経過
後の重量変化を測定した。（形態の経時変化）図２に示すように、供試材１を円錐
台形状のノズル２の側面部に巻回した。室温で３日間放
置し、供試材の表面状況等の外観を目視により観察し
た。比較例２のものは１日後に剥離落下し、また比較例
３のものは図３に示したように下部に膨れ３が生じ、一
部が欠落した。他のものは全て湿潤状態で形態を保持し
た。（侵蝕試験）スライドゲートプレートを４０×４０×１
３０（ｍｍ）の形状に切り出し、その中央に１０×１０
×１５（ｍｍ）の切り込みを設けた。この切り込みに各
耐火性モルタル材を充填し、２００℃で２４時間乾燥さ
せた後、１６００℃の溶鋼（ＳＳ４１）に２０分間浸漬
し溶鋼の侵蝕量（溶損及び浸潤深さの合計）を測定し
た。この値を、後記の比較例５の侵蝕量を１００として
指数化して示した。なお、数値が小さいほど侵蝕性が良
好であることを示している。

【００１４】比較例５実施例１と同様の耐火性原料を用いて水のみを配合混合
して混練し、耐火性繊維を含有しない耐火性モルタル材
を作成した。得られたモルタル材を用い、実施例１と同
様の評価試験を行った。得られた結果を表２に示した。

【００１５】比較例６前記特公昭６０−１５５９２号公報に記載されるシール
パッキング材を用い、実施例１と同様の評価試験を行っ
た。得られた結果を表２に示した。

【００１６】

【表１】

【００１７】

【表２】

【００１８】上記実施例及び比較例より明らかなよう
に、本発明の所定配合比で各成分を配合して形成した耐
火性モルタル材は、特に可塑性に優れ、経時変化も軽微
であることが分かる。また、湿潤状態も良好に保持さ
れ、侵蝕試験の結果も良好であった。一方、配合比が外
れた比較例１〜４では侵蝕性が大きくなり、形態保持も
剥離したり下部に膨れ状態となり欠落したりして不都合
が生じることが分かる。また、従来と同様の比較例５の
耐火性モルタル材は、経時的重量変化が大きく、乾燥し
作業性に乏しく、比較例６の特公昭６０−１５５９２号
公報提案のシールパッキング材は、可塑性に乏しいこと
が分かる。

【００１９】

【発明の効果】本発明は、特定の鱗状黒鉛及びバインダ
ーを配合するため、優れた可塑性を有し湿潤を保持する
と共に形態を維持し経時変化が抑制された耐火性モルタ
ル材を提供することができる。また、本発明の耐火性モ
ルタル材を予めシート状に成形して用いることもでき、
その場合には混練が不要であり、装着又は充填作業の熟
練性を要することなく簡便に取り扱うことができ、作業
性に優れ緊急のトラブルに対応することも容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の耐火性モルタル材の供試材の
形状を示す平面説明図

【図２】形態の経時変化評価のために図１の供試材をノ
ズルに装着した状態を示す斜視説明図

【図３】図２における評価における下部膨れの状態を示
す斜視説明図

【符号の説明】

１供試材２ノズル

フロントページの続き (72)発明者斉藤幸治愛知間刈谷市小垣江町南藤１番地東芝セラミックス株式会社刈谷製造所内 (72)発明者脇田保愛知間刈谷市小垣江町南藤１番地東芝セラミックス株式会社刈谷製造所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】耐火性原料と耐火性繊維との耐火性混合
原料９２〜９７重量％と鱗状黒鉛３〜８重量％との混合
物、及び、該混合物に対し外配で、平均粒径５μｍ以下
のシリカヒューム０．５〜３重量％と熱硬化性樹脂／脂
肪族多価アルコールの重量比が１．５〜２．０の熱硬化
性樹脂・脂肪族多価アルコール混合物２７〜３２重量％
を含有することを特徴とする耐火性モルタル材。
【請求項２】前記脂肪族多価アルコールがエチレング
リコールである請求項１記載の耐火性モルタル材。
【請求項３】前記シリカヒュームが、一次粒子の平均
径が０．１５μｍ以下であり、二次粒子の平均径が５μ
ｍ以下である請求項１または２記載の耐火性モルタル
材。
【請求項４】シート状に形成してなる請求項１、２ま
たは３記載の耐火物モルタル材。