JPH1034319A

JPH1034319A - メタルケースと耐火物間の充填材

Info

Publication number: JPH1034319A
Application number: JP19369696A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Shin; 恭彰進; Toshihisa Sasaki; 俊久佐々木; Toshimitsu Taira; 利光平; Hirobumi Sakai; 博文酒井
Original assignee: Kurosaki Refractories Co Ltd
Current assignee: Krosaki Harima Corp
Priority date: 1996-07-23
Filing date: 1996-07-23
Publication date: 1998-02-10
Anticipated expiration: 2016-07-23
Also published as: JP3594739B2

Abstract

(57)【要約】【課題】乾燥不足や吸湿により軟化することのない、
しかも可使時間の十分あるアルミナセメントを使用した
メタルケースと耐火物間の充填材を提供することであ
る。【解決手段】１２ＣａＯ・７Ａｌ₂Ｏ₃が２重量％以下
であるアルミナセメント５〜３０重量％と残部が耐火原
料粉末とからなるメタルケース（３）と耐火物間の充填
材（４）であり、さらに、必要に応じて充填材１００重
量部に対して珪弗化ソーダを０．０２〜２重量部及び／
又は保水剤を０．０５〜２重量部添加配合してなるもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、連続鋳造に使用す
るスライディングノズルプレート、上部ノズル、下部ノ
ズル、浸漬ノズルあるいはロングノズル等の耐火物とこ
れを覆うメタルケースとの間の充填剤として使用する、
メタルケースと耐火物間の充填材に関する。

【０００２】

【従来の技術】取鍋やタンディッシュにおいて溶鋼の流
量を制御するために、一般的にスライディングノズル装
置が使用されている。このスライディングノズル装置
は、２枚又は３枚のプレートれんがを相対的にスライド
させ、溶鋼排出用の孔を開閉することによって溶鋼流量
を制御するものであり、使用中はプレートれんが間の隙
間からの溶鋼の漏れを防止するために、面間に大きな圧
力をかけている。このプレートれんがは、Ａｌ₂Ｏ₃−Ｃ
材質が主流となっていて、割れ、摺動面の荒れ、溶鋼、
スラグによる溶損等によってライフが律速される。

【０００３】前記圧力や熱衝撃によるプレートれんがの
亀裂拡大防止を目的に、プレートれんがの側面の周囲に
は金属製フープの巻き付けや焼き嵌めを行い、プレート
れんがの背面側は、装置との直接接触による割れを防ぐ
ためモルタルを塗布したり、また、クッション性のマッ
トとブリキ板を貼付している場合が多くある。

【０００４】ところが、装置へのプレートれんがのセッ
ト作業の軽労化あるいは自動化のニーズが強く、これら
の対応を含めて特開平７−２５１２６０号公報では、図
１に示すように、プレートれんが２の摺動面を除く部分
をメタルケース３で覆ったスライディングノズルプレー
ト１が記載されている。

【０００５】このメタルケース３とプレートれんが２と
の間には耐火性の充填材４が使用され、一般的には、加
熱乾燥することで強度が発現する、水ガラス系あるいは
リン酸アルミ系等のバインダーが使用されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、メタル
ケース３とプレートれんが２との間では、充填材４は、
密閉に近い状態で存在するために水分の逃げ道が少な
く、非常に乾燥しにくいという問題がある。さらに、こ
れらのバインダーは、乾燥後も吸湿作用があり、長時間
放置すると吸湿のために軟化してしまうことがある。し
たがって、乾燥不足や吸湿のために充填材４が軟化する
と、使用中に軟化変形が生じるために、面圧によりプレ
ートれんが２がメタルケース３内へ押し込まれ、その結
果、面間に隙間が発生し、漏鋼事故になる危険性があ
る。

【０００７】一方、図２に示すように、スライディング
ノズルプレートの上下に使用される上部ノズル又は下部
ノズル５にも、使用中の亀裂による割れや亀裂からのエ
アーの吸い込みを防止するため、ノズル外周部にメタル
ケース７が使用されている。この場合にも、メタルケー
ス７と耐火物８との間には、一般的には、水ガラスやリ
ン酸アルミをバインダーとする充填材６が使用され、図
１に示すスライディングノズルプレートと同様、乾燥不
足や吸湿による充填材６の軟化により、メタルケース７
と耐火物８とのずれからくる接合面の開きが問題となる
ことがある。

【０００８】乾燥不足や吸湿による軟化を防止するため
には、アルミナセメント等の水硬性バインダーを使用す
ることが考えられるが、これらは、可使時間が短いた
め、充填の作業性が長時間持続できない問題がある。

【０００９】本発明の目的は、乾燥不足や吸湿により軟
化することのない、しかも可使時間の十分あるアルミナ
セメントを使用したメタルケースと耐火物間の充填材を
提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のメタルケースと
耐火物間の充填材は、１２ＣａＯ・７Ａｌ₂Ｏ₃が２重量
％以下であるアルミナセメント５〜３０重量％と残部が
耐火原料粉末とからなる混合物であり、さらに、必要に
応じて充填材１００重量部に対して珪弗化ソーダを０．
０２〜２重量部及び／又は保水剤を０．０５〜２重量部
添加配合してなるものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明では、バインダーとしてア
ルミナセメントを使用することに着目したもので、アル
ミナセメントは、水和反応により硬化して強度が発現す
るために乾燥により完全に水分を除去する必要がないの
で、乾燥不足による軟化変形等のトラブルがなく、その
ためにメタルケースと耐火物との隙間等の乾燥しにくい
場所での使用に適している。また、アルミナセメント
は、いったん水和反応により硬化すると、吸湿による軟
化変形もほとんど発生しない利点がある。

【００１２】ところが、アルミナセメントは、水と反応
して硬化するために混練後は、時間経過とともに硬化が
進行し、充填材としての良好な作業性を長時間維持する
ことが困難であった。一般に、不定形耐火物では、アル
ミナセメントを使用したキャスタブル等が多く使用され
ているが、この場合には、混練直後に施工するため、可
使時間は３０〜６０分確保できれば十分である。

【００１３】しかしながら、充填材の作業は、プレート
れんがの表面に１〜５ｍｍ塗布し、１回の使用量が２０
０〜５００ｇと非常に少ないため、例えば、１度に２０
ｋｇ混練すると２５〜１００個分となり、１人で作業す
るとすれば２〜８時間要することになる。したがって、
通常のアルミナセメントを使用した充填材では、３０〜
６０分で作業ができなくなってしまうため、少量で頻繁
に混練しなければならず、非常に手間がかかってしまう
問題があった。

【００１４】アルミナセメントに含まれる水硬性鉱物と
して代表的なものに、ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃、ＣａＯ・２Ａ
ｌ₂Ｏ₃、１２ＣａＯ・７Ａｌ₂Ｏ₃等のカルシウムアルミ
ネートがある。カルシウムアルミネートの硬化時間は表
１に示すとおりである。

【００１５】

【表１】基本的には１２ＣａＯ・７Ａｌ₂Ｏ₃は水和速度が早く、
１２ＣａＯ・７Ａｌ₂Ｏ₃を含有するアルミナセメントを
使用した充填材は、可使時間が短いものになるため好ま
しくない。

【００１６】したがって、本発明では、１２ＣａＯ・７
Ａｌ₂Ｏ₃の含有率が２重量％以下であるアルミナセメン
トに限定した。基本的には１２ＣａＯ・７Ａｌ₂Ｏ₃を含
有しないアルミナセメントを使用することが好ましい
が、２重量％以下であれば含有しても影響が少ないの
で、２重量％までは許容できる。

【００１７】このアルミナセメントの添加量は、５〜３
０重量％が望ましい。５重量％未満では充填材の強度が
低く、３０重量％を越えると乾燥時の耐爆裂性が劣化す
るために好ましくない。

【００１８】また、珪弗化ソーダを硬化遅延剤として使
用すると、可使時間をさらに確保することができる。そ
の添加量は、１２ＣａＯ・７Ａｌ₂Ｏ₃の含有量が２重量
％以下であるアルミナセメント５〜３０重量％と残部が
耐火原料粉末とからなる充填剤１００重量部に対して
０．０２〜２重量部が望ましい。０．０２重量部未満で
は、硬化遅延効果が十分得られず、２重量部を越えて
も、それに伴う効果が期待できず、コスト面で無駄が生
じるので好ましくない。

【００１９】さらに、保水剤は、適度なこてのび及びこ
てのりを付与することができ、施工後に自重によって流
れ落ちて氷柱状になる流れ及び混練後に充填材から液相
がにじみ出して骨材とバインダーが不均一な組織となる
分離を防止し、さらに、結合助剤としての効果のために
使用する。その添加量は、１２ＣａＯ・７Ａｌ₂Ｏ₃の含
有量が２重量％以下であるアルミナセメント５〜３０重
量％と残部が耐火原料粉末とからなる充填剤１００重量
部に対して０．０５〜２重量部が望ましい。使用する保
水剤としては、小麦粉澱粉、馬鈴薯澱粉、甘藷澱粉、タ
ピオカ澱粉、米澱粉、サゴ澱粉、緑豆澱粉、コーンスタ
ーチ及びハイアミロースコーンスターチ等の澱粉類、小
麦粉、米粉、トウモロコシ粉、切干藷粉末、切干タピオ
カ粉末、グアーガム、ローカストビーンガム、サンザン
ガム、カラヤガム、寒天、海藻粉末、ゼラチン、カラギ
ーナン、アラビアガムが代表的であり、さらに、ポリビ
ニルアルコール（ＰＶＡ）、カルボキシメチルセルロー
ス（ＣＭＣ）、メチルセルロース（ＭＣ）等の高分子や
デキストリンを一種ないし二種以上組み合わせて使用す
ることもできる。添加量については、０．０５重量部未
満では有効な作業性を得ることが出来ず、２重量部を越
えると充填材の強度が低くなるため好ましくない。

【００２０】本発明で使用する耐火原料粉末としては、
酸化物として珪石、珪砂、溶融シリカ、含水無定形シリ
カ及び無水無定形シリカ等のシリカ質、ムライト、ボー
キサイト、バン土頁岩、シリマナイト、カイヤナイト、
焼結アルミナ、電融アルミナ及び仮焼アルミナ等のアル
ミナ質、ロー石、シャモット、陶石、粘土、カオリン、
べントナイト等のアルミナ−シリカ質、ジルコン及びジ
ルコニア等のシルコニア質、電融マグネシア、焼結マグ
ネシア、アルミナ−マグネシアスピネル及び酸化カルシ
ウム等の塩基性質、スピネル、酸化クロム及びクロム鉄
鉱等のクロム質、炭化珪素、炭化アルミニウム及び炭化
ジルコニウム等の炭化物、窒化ジルコニウム、窒化珪
素、窒化珪素鉄、窒化硼素及び窒化アルミニウム等の窒
化物、カーボンを含む原料としてはコークス、天然黒
鉛、人造黒鉛、仮焼無煙炭、ピッチ粉、カーボンブラッ
ク、カーボンレンガ及び電極屑等の炭素質であり、以上
の他に炭化硼素などの硼化物、珪素、フェロシリコン等
の珪化物等全ての耐火原料からなる群より選択し、必要
に応じて一種または二種以上を併用することができる。

【００２１】これらの耐火原料の粒度は、０．０７４ｍ
ｍ以下を６０〜１００％含有するものである。使用場所
はメタルケースと耐火物との隙間であり、この間隔は通
常３ｍｍ前後であり、耐火原料の粒度が粗い場合には充
填不良になりやすいため、原料として０．０７４ｍｍ以
下の微粉を多く使用することが好ましい。０．０７４ｍ
ｍ以下の原料が６０％より少ない場合には、充填材の充
填不良となりやすい。

【００２２】本発明の充填材には、通常のキャスタブル
等に使用する消泡剤、発泡剤、作業性付与剤などの添加
剤を使用することができる。さらに、これらと同様な効
果が得られる物質から一種又は二種以上を選択して使用
できる。

【００２３】本発明による充填材は、水を加えて混練し
たものは常温において、短いもので３時間、長いもので
は２４時間以上の可使時間を有し、８０〜２００°Ｃに
加熱すると、２４時間以内で十分な強度を発現する。こ
のために使用中の軟化変形を防止することができる。

【００２４】

【実施例】表２に本発明の実施例、表３に比較例を示
す。

【００２５】

【表２】

【表３】表４に本実施例と比較例に使用したアルミナセメントの
鉱物組成を示す。

【００２６】

【表４】表２及び表３の原料割合からなる配合を混練後、４０×
４０×１６０ｍｍの鋳込みサンプルを作製し、９０°Ｃ
で２４時間乾燥した後に各物性を測定した。フロー値は
ＪＩＳ記載、可使時間はＪＩＳ記載の稠度によって評価
した。また、吸湿による軟化の程度を評価するため、４
気圧１３０°Ｃの水蒸気下においてオートクレーブで２
時間処理を行った後の圧縮強度を測定し、処理前の圧縮
強度と比較した。

【００２７】実施例１〜１１アルミナセメントを使用した実施例１〜１１は、バイン
ダーとして水ガラスを使用した比較例１やリン酸アルミ
を使用した比較例２と比べて、オートクレーブ処理後の
圧縮強度の低下が少なく、吸湿による軟化変形がほとん
どない結果となった。

【００２８】可使時間については、本発明のアルミナセ
メントを使用した実施例１が３時間であるのに対して、
従来のアルミナセメントを使用した比較例３が１．５時
間であり、本発明は可使時間を十分長く確保できる。

【００２９】アルミナセメントの添加率については、比
較例４の４重量％では強度が低く実用レベルでなく、比
較例５の３３重量％では可使時間が１．５時間と短くな
り作業性が不良である。

【００３０】硬化遅延剤として使用する珪弗化ソーダ
は、比較例８の０．０１重量％（外掛け）では、効果が
見られない。

【００３１】保水材は、比較例６の０．０４重量％（外
掛け）では作業性改善効果が少なく、比較例７の２．２
重量％では圧縮強度が低く不適である。

【００３２】実施例１２図１に示すスライディングノズルプレート１において、
実施例５の充填材４をプレートれんが２とメタルケース
３との間に充填した。このスライディングノズルプレー
ト１を３０組、溶鋼鍋で平均４．３チャージ使用した結
果、面間の地金差し等は見られず良好であった。

【００３３】実施例１３図２に示す下部ノズル５において、実施例５の充填材６
をメタルケース７と耐火物８との間に充填した。この下
部ノズルを３０個、溶鋼鍋で平均５．７チャージ使用し
た結果、亀裂からのエアー吸い込みによる損傷等は見ら
れず良好であった。

【００３４】

【発明の効果】

（１）アルミナセメントは、水和反応により硬化し強
度が発現されるので、乾燥不足あるいは吸湿による充填
材の軟化変形が発生しない。

【００３５】（２）軟化変形を防止することによりス
ライディングノズルプレートの面間からの漏鋼を防止す
ることができる。

【００３６】（３）軟化変形を防止することにより上
ノズルの接合面間の開きがなくなり、エアー吸い込みや
漏鋼を防止することができる。

【００３７】（４）可使時間が長く作業性が変化しな
いため、充填材部位の品質が安定する。

【００３８】（５）保水剤を使用することで、充填材
のたれがなくなり作業能率が向上する。

【００３９】（６）珪弗化ソーダを使用することで、
さらに可使時間を確保することができ、充填材を一度に
たくさん混練することができ、作業能率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１２のスライディングノズルプレート
の断面図である。

【図２】実施例１３の下部ノズルの断面図である。

【符号の説明】

１スライディングノズルプレート２プレートれんが３メタルケース４充填材５下部ノズル６充填材７メタルケース８耐火物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者酒井博文福岡県北九州市八幡西区東浜町１番１号黒崎窯業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１２ＣａＯ・７Ａｌ₂Ｏ₃の含有量が２重
量％以下であるアルミナセメント５〜３０重量％と残部
が耐火原料粉末とからなることを特徴とするメタルケー
スと耐火物間の充填材。
【請求項２】充填材１００重量部に対して珪弗化ソー
ダを０．０２〜２重量部添加配合してなることを特徴と
する請求項１記載のメタルケースと耐火物間の充填材。
【請求項３】充填材１００重量部に対して保水剤を
０．０５〜２重量部添加配合してなることを特徴とする
請求項１又は２記載のメタルケースと耐火物間の充填
材。