JPS591234B2 - 塩基性吹付耐火組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は転炉、電気炉等の製鋼炉あるいは取鍋やＲＨ，
ＤＨ等の脱ガス装置のスノーケル等の補修に用いられる
乾式熱間補修用塩基性吹付組成物の改良に関するもので
ある。

近年各種製鋼炉、取鍋等の各窯炉において熱間吹付補修
は必要不可欠なものとして使用されるようになっている
。

現在転炉等で主として使用されている乾式熱間吹付補修
材（以下単に吹付材としう）はノズル先端にて水を添加
して泥漿を形成させて必要箇所へ接着させ補修する吹付
剤である。

従来リン酸塩を結合剤とした吹付材が転炉では主に使用
され効果を挙げているがしかし最近転炉における操業温
度はｃｅ比率の遺訓、脱ガス処理の増加等により高温出
鋼化してきており従来の結合剤を使用した吹付材では十
分な耐用性が発揮できなくなってきている。

従来のリン酸ナトリウム塩を結合剤とした吹付材はマグ
ネシアクリンカ−と合成ドロマイト又は天然ドロマイト
クリンカ−を骨材としこれに石炭塩（Ｃａ ＣＯｓ 、
Ｃａ （ＯＨ）２等）を結合補助剤とし、さらに結合
剤としてリン酸ナトリウム塩（トリポリリン酸ナトリウ
ム、テトラポリリン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナ
トリウム、酸性メタリン酸ナトリウム、リン酸１ナトリ
ウム等）が添加されているものである。

この従来の吹付材の考え方は次の通りである。

すなわち、吹付材の接着性を高める為にリン酸ナトリウ
ム塩と石灰塩が使用され一定の泥漿粘性を得、受熱する
ことにより急速にＮａ２０−Ｃａ０−Ｐ２０５系結合組
織を形成させ吹付材の熱間強度、熱間における容積安定
性を得ることができることであり、また、骨材のドロマ
イトによりさらに熱間強度、熱間容積安定性を高めると
共に吹付材中へのスラグの浸透を防止し耐用性を高める
ことができるこみである。

しかしながら吹付材を接着させること耐用させることに
種々の要因があるが最も重要な要因は結合剤の選定にあ
ると言える。

従来のリン酸ナトリウムを使用した吹付材は次の点で高
温出鋼化してきている製鋼炉での耐用件が不十分となっ
てきている。

すなわち、従来の吹付材はリン酸ナトリウムの内特にヘ
キサメタリン酸ナトリウムが主に使用されているが、こ
のヘキサメタリン酸ナトリウムはＭｇＯや粘土等の解膠
剤として知られており、吹付材にとって必要な泥漿粘性
を十分高めることができず、この為接着の点で不十分で
接着時接着面での水分の急激な蒸発により接着面が不安
定となり易く接着強度が十分に得られない欠点がある。

また、リン酸ナトリウムは石灰塩と反応して受熱される
ことにより吹付材中にＮａ２０−Ｃａ０−Ｐ２Ｏ３系の
結合組織を形成し熱間強度、熱間容積安定性を得られる
が、出鋼温度の上昇、吹錬時間の延長等使用条件の苛酷
化に対しては結合強度が不十分となり溶鋼やスラグによ
り洗い流されるため耐用性が比較的ゆるやかな製鋼条件
下での使用に比べ落ちてきている。

したがって接着面の安定化、接着強度の向上、さらには
熱間強度の向上をはかることが耐用性の向上につながる
と言え結合剤の選定による吹付材の結合組織の改善が重
要である。

本発明の吹付材は上記の点を改良したもので結合剤に従
来のリン酸ナトリウム塩のかわりにリン酸カリウム塩を
一部又は大部分置きかえ結合組織をに２Ｏ−Ｎａ２０−
Ｃａ ０−Ｐ２Ｏ３系としたものである。

リン酸カリウム塩を使用することについては本発明者等
の既に提案したところで例えば特公昭５３−３７３６３
号公報にマグネシアを骨材とし可塑剤として粘土１〜３
重量％、アルギン酸ナトリウムアルギン酸アンモニウム
０．０１〜０．１重量％にリン酸２カリウム、ピロリン
酸カリウムの単独または両者の混合物とリン酸３ナトリ
ウムとの混合物１〜１０重量％としたものを提案したが
、このに２ＯＮａ２０ Ｓ １０２−Ｐ２Ｏ３系結合組
織では１６８０℃以上の高温熱間容積安定性も低く強度
も著しく低い。

また特開昭５０−４９３１１号公報にはアルカリ金属ま
たはアルカリ土類金属のリン酸塩または／および珪酸塩
ならびにカルシウム塩を含有する吹付材が記載されてい
るが具体的なカリウム塩の使用例は見当らない。

特開昭４９−９９１０９号公報にはリン酸塩を１．５〜
５．５％、可塑剤を０〜５％ライム源をＣａＯとして０
．１〜７％、残りを塩基性骨材とから成る吹付材とし結
合剤に水溶性のアルカリ金属のベキサメタリン酸塩を使
用することが記載されているがヘキサメタリン酸ナトリ
ウムは前記の如く欠点があり、またメタリン酸カリウム
は水に対しほとんど溶けずＮａ２Ｏが溶けた強アルカリ
溶液でないと水溶性とはならず、この耐火組成物に結合
剤として使用するのは不可能である。

本発明の吹付材は骨材としてマグネシアクリンカ−１合
成ドロマイトクリンカー１天然ドロマイトクリンカ−１
天然石灰クリンカーを使用しかつ結合補助剤としてＣａ
ＣＯ３やＣａ（ＯＨ）２を外掛２〜１０重量％用いる。

これに結合剤としてリン酸ナトリウム塩と珪酸ナトリウ
ム塩との少くとも１種とリン酸カリウム塩とを、合計量
で２〜８重量％のリン酸カリウム塩とリン酸ナトリウム
塩及び０．１〜２．０重量％の珪酸ナトリウム塩の量で
添加してなる塩基性吹付耐火組成物である。

本発明に用いる結合剤としてのリン酸カリウム塩はｐＨ
が酸性側であることが望ましくリン酸１カリウム、メタ
リン酸カリウム、酸性ピロリン酸カリウムが好ましい。

アルカリ側のリン酸カリウム塩を用いると吹付中に付着
したものが爆裂し易くなる為好ましくない。

メタリン酸カリウムは水に対して不溶性であるが少量の
珪酸ナトリウムとの併用で水に可溶性となり非常に粘り
の強いものとなり吹付用結合剤として適したものとなる
。

これらのｐＨが酸性側にありリン酸カリウム塩はリン酸
ナトリウム塩より吹付材の泥漿粘性を高める為吹付材の
接着面が安定化し、接着強度が高くかつ骨材と反応して
融色が高まり、熱間強度も向上するといった吹付材にと
って非常に重要な特性を有している。

しかし、リン酸カリウム塩を４重量％以上用いると石灰
塩やマグネシアとの反応が早く適度な泥漿粘性が得られ
ずに硬化し、パサパサの状態となり吹付材の接着性が低
下する。

このため少量の珪酸ナトリウム塩を添加することにより
高粘性を維持したまま硬化を遅らせることができ接着性
を高めることができる。

本発明に用いる結合剤でリン酸カリウム塩と併用できる
リン酸ナトリウム塩としてはトリポリリン酸ナトリウム
、テトラポリリン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナト
リウム、酸性メタリン酸ナトリウム、リン酸１ナトリウ
ムである。

また珪酸ナトリウム塩としては１号珪酸ナトリウム、２
号珪酸ナトリウム、３号珪酸ナトリウム、メタ珪酸ナト
リウム、オルソ珪酸ナトリウムが望ましい。

上記結合剤は１種または２種以上混合して使用できる。

吹付材中の結合剤からくるアルカリのに２０／′Ｎａ２
Ｏ＋に２０重量比が０．０５〜０．９５の範囲内である
ことが望ましい。

Ｋ２０／Ｎ ａ ２０ ＋ Ｋ２０２量化が０．０５未
満であると従来のリン酸すｌ−Ｉ）ラム塩と比べ熱間強
度、接着強度の点で差がなく耐用性の向上がない。

０．９５を越えると吹付材の泥漿粘性が高くなりすき、
吹付中にノズル内へつまり易くなる為好ましくない。

従って結合剤として酸性リン酸カリウム塩とリン酸ナト
リウム塩の添加量は２〜８重量％が好ましく、２重量％
未満では接着性が悪く８重量％を越えると耐用性が低下
する。

メタリン酸カリウムの溶解剤として珪酸ナトリウム塩は
０．１〜２．０重量％必要であり、しかし２重量％以上
になると珪酸ナトリウム塩中の５ｉ０２により熱間強度
が低下する為望ましいものではない。

結合補助剤としての石灰塩（ＣａＣＯ３，Ｃａ（ａ（）
２など）の添加は２％未満であると瞬間的に結合組織を
作り難く接着性が悪化しまた１０％を越えると吹付材が
多孔性となり耐用性が低下する為好ましくない。

このようにして得られた吹付材は骨材のドロマイト、石
灰クリンカー配合量とからみ合わせ吹付材全体のＣａ
ｏ／Ｐ ２０＝、 ＋Ｓ ｔ ０２重量比を０．５〜３
．５内とすると熱間強度が高く吹付材としての耐用性が
高まる為ドロマイトクリンカー１石灰クリンカーの配合
量を調整することが望ましい。

以下に本発明の実施例を述べる。

本発明に使用した耐火骨材の化学成分を第１表に示す。

実施例 Ｉ Ａ社 ｐＨ脱ガス装置のスノーケル部分に用いた例を示
す。

ｐＨ脱ガス装置のスノーケルの内側はアルゴンガスの攪
拌による溶鋼の流れで摩耗され局部損傷する。

溶鋼温度は１５７０〜１６５０℃程度と低いが溶鋼の摩
耗が強く熱間強度の高い吹付材が必要とされている。

従来品を用いた断接着率７５％で耐用が３チヤ一ジ程度
であったが本発明品Ｉおよび■を用いた断接着率が８５
％と向上し、耐用４チヤージと５チヤージと認められ総
合的には吹付原単位が２０％及び２５％低減するととも
に吹付頻度が低下し省力化された。

実施例 ２ Ｂ社転炉は平均操業温度が１６８０℃と高く、１７００
℃以上の高温吹錬が３０％近くある。

この転炉にて本発明品■および■を用いた所排滓直後の
１３００℃の炉壁にも良く接着しそれぞれ７５％と８０
％の接着率（目視による）を示し従来品の６０〜７０％
に比べ良好であった。

耐用についてｎ＝１０での平均耐用性を目視によって観
察した結果残存率（残存面積比）はつぎの第３表に示し
たように良好であった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｉ ＣａＯを含有する塩基性吹付耐火組成物において
   、結合剤としてリン酸ナトリウム塩と珪酸ナトリウム塩
   との少くとも１種とリン酸カリウム塩、及び結合補助剤
   として石炭塩を添加してなり、且つリン酸カリウム塩と
   リン酸ナトリウム塩との合計量が２〜８重量％で、珪酸
   ナトリウム塩が０．１〜２．０重量％であることを特徴
   とする塩基性吹付耐火組成物。 ２ 塩基性吹付耐火組成物中のアルカリ重量比に２０／
   Ｎａ２Ｏ＋に２０を０．０５〜０．９５とする特許請求
   の範囲第１項記載の塩基性吹付耐火組成物。 ３ リン酸カリウム塩は第１リン酸カリウム、メタリン
   酸カリウムまたは酸性ピロリン酸カリウムである特許請
   求の範囲第１項または第２項記載の塩基性吹付耐火組成
   物。