JPS5934674B2 - 塩基性耐火組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は塩基性耐火組成物、さらに詳しく謂えば石灰石
または苦土石灰石の如き石灰分を多量に含有する生原料
を使用した塩基性耐火組成物に関するものである。

石灰石は資源的に豊富に産出し従って安価であり種々の
用途に供せられているが、特に耐火物原料としてＣａＯ
は融点が２６２５°Ｃの如く非常に高く高温における蒸
気圧が低いため非常に魅力があるものである。

しかしながらＣａＯの有する強い消化性のために使用が
困難であるという欠点がある。

石灰（Ｃａｂ） の消化防止の解決については、Ｆｅ
２Ｏ３１Ａｌ ２０３ ＋ Ｔ １０２ ＋ Ｓ １０
２ ＋ Ｃｒ ２ｏ３ ｌＭｇＯなどの酸化物を石灰（
Ｃａ０） に被覆または添加して安定化させるとか、
石灰（ＣａＯ）の電融品を製造させる石灰クリンカーの
製造方法が提案されている。

また苦土石灰はＦｅ２Ｏ３を被覆または添加した上で高
温で゛焼成し、半安定化したドロマイトクリンカ−とし
て既に耐火物に広く利用されている。

しかしながら、石灰石または苦土石灰石の生原料を利用
した耐火物を製造するという試みは、あまり行われてい
ない。

例えば、本発明者の一部の発明に係る特公昭４７−４７
９６２号公報においては、マグネシア・クリンカー９５
乃至７０重量係に対し石灰分を含有する収焼処理を施さ
ないドロマイト鉱又は石灰石の微粉をＣａＯとして２乃
至２０重量係の割合で配合することを特徴とする不焼成
塩基性耐火煉瓦の製造法を提案したが、石灰石の配合が
ＣａＯとして２０重量係を超える時は加熱時にＣａＣＯ
３→ＣａＯ＋ＣＯ２に分解する際、ＣＯガスの発生およ
び焼結の過程において収縮が著しいため、耐火物の注状
として重要な熱間での体積安定性が低下する欠点があり
、多量に使用することができなかったのである。

本発明者らは上記の欠点に鑑み種々検討の結果、ＣａＯ
とケイ酸塩または／およびリン酸塩とが反応するときは
高融点の結合を形成し、これが骨格となって石灰石また
は苦土石灰石の加熱収縮を抑制し得るということを知見
した。

本発明はかかる知見に基づいてされたもので、本発明の
主目的は石灰石または苦土石灰石の生原料を使用し、か
つ体積安定性のよい耐熱性、耐用曲に優れた塩基性耐火
組成物を提供しようとするものである。

本発明の他の目的は製鋼炉およびタンディツシュ等にお
ける溶鋼に対する耐用性に優れ、かつ造滓剤としての効
果もある塩基性耐火組成物を提供することである。

本発明の第１の発明は、 石灰石、苦土石灰石の少なくとも１種３５重量部以上１
００重量部未満と残部がマグネシアクリンカ−、ドロマ
イトクリンカ−、ドロマイト系れんが屑の中から選んだ
１種または２種以上とからなる骨材部１００重量部と１
〜１０重量部のケイ酸塩、リン酸塩の少なくとも１種の
結合材と３〜７重量部の増粘可塑剤とからなることを特
徴とする塩基性耐火組成物である３３ 本発明の第２の発明は、 石灰石、苦土石灰石の少なくとも１種３５重量部以上１
００重量部未満と残部がマグネシアクリンカ−、ドロマ
イトクリンカ−、ドロマイト系れんが屑の中から選んだ
１種または２種以上とからなる骨材部１００重量部と１
〜１０重量部のケイ酸塩、リン酸塩の少なくとも１種の
結合材と３〜７重量部の増粘可塑剤と５〜３０重量部の
ホタル石とからなるこを特徴とする塩基性耐火組成物で
ある。

本発明の組成物は粉末状であるが通常用いられている手
段にてれんかに成形して使用に供することもできまた、
不定形耐火物の形で吹付材、コーテング材としても使用
し得る。

次に本発明をその利用が特に有効な不定形耐火物の吹付
材およびコーテング材の例について詳細に説明する。

本発明の特色とするところは石灰石または苦土石灰石に
ケイ酸塩またはリン酸塩を添加することにある。

石灰石に対するマグネシアクリンカ−の配合率を０〜６
５重量部の範囲に変化させ、かつ本発明の結合剤５重量
部を添加したものと本発明の結合剤を添加しない場合の
１５００℃にて２時間加熱後の線変化率の関係を示す曲
線を図面に示す。

図面は石灰石の配合率１００〜３５重量部とマグネシア
クリンカ−の配合率０〜６５重量部の範囲における本発
明に係る耐火骨材において、本発明の結合剤を添加した
ものと添加しないものを１５００°Ｃ２時間の加熱後の
線変化率の関係を示す曲線図であって試料はいずれも粒
径５〜０．５ ｍｍを５０重量部、０．５朋未満を５０
重量部の割合に配合し、サイズを５０φ×５０朋にした
成形品を用いて行なった試験結果を示すものである。

図面中１は本発明に係る結合剤なしの場合、２は２号ケ
イ酸ソーダ５重量部を添加した場合、３はへキサメタリ
ン酸ソーダ５重量部を添加した場合の結果を示すもので
ある。

図面から次のことが明らかである。

結合剤を添加しない１の体積安定性に比較してケイ酸塩
を添加した２、リン酸塩を添加した３の加熱体積安定性
が優れていることは明白である。

すなわち、石灰石より加熱生成されたＣａＯはケイ酸塩
またはリン酸塩と反応し、β−２ＣａＯ−８ｉＯ２，３
ＣａＯ・５ｉ０２や３Ｃａ（）Ｐ２Ｏ５あるいは２．４
Ｃａ（） ０．６Ｎａ２０・Ｐ２Ｏ５系の高融ボンド
が形成され、これが骨格となって未反応のＣａＯの収縮
を抑制するため、高温に加熱しても構造体としての収縮
及び収縮亀裂が少ない特徴がある。

本発明で使用できる石灰石及び苦土石灰石の原料として
は一般に産出するものであればほとんど使用できるがＦ
ｅ２Ｏ３及びＡｌ２Ｏ３等のＣａＯと反応し、低融物を
作る不純物が少ないことが好ましい。

また石灰石、苦土石灰石にマグネサイト鉱（ＭｇＣＣ）
３）を少量添加することも可能である。

なお石灰石苦土石灰石の混合または単独使用もできるが
、石灰石学独に近づくと耐受潤性および造滓剤効果は向
上する。

また、逆に苦土石灰石単独に近づくと耐溶損性が向上す
るため用途に応じて調合し得る。

本発明の配合においてマグネシアクリンカ−、ドロマイ
トクリンカ−、ドロマイト系れんが屑等を添加すると耐
溶損性は強くなる。

しかしその反面マグネシアクリンカ−、ドロマイトクリ
ンカ−、ドロマイト系れんが屑等を６５重量部より多く
添加するとスラグの浸潤は深くなると同時に造滓効果は
低下する傾向がある。

またこれらが添加されないと耐溶損性の向上の効果はな
い。

したがって添加量は用途に応じて６５重量部以下である
ことが好ましい。

本発明に用いる結合剤としてアルカリ金属のケイ酸塩や
リン酸塩は従来から吹付材の結合剤として用いられてい
るが、前述のように石灰石、苦土石灰石の体積安定性に
必要である・ これらの塩の例としては１号ケイ酸ソーダ、２号ケイ酸
ソーダ、３号ケイ酸ソーダ、メタケイ酸ソーダ、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、ペ
ンタポリリン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウ
ム及びリン酸アンモニウムなどがある。

なおリン酸塩とケイ酸塩を混合または単独使用すること
も可能である。

リン酸塩は熱間強度にすぐれている反面、価格も高くま
た鋼種によっては厳しく規制されることもある。

ケイ酸塩は価格も安く一般的な結合剤であるから用途に
応じて調合し得る。

また添加量は耐火物骨材１００重量部に対し、１〜１０
重量部用いることができる。

１重量部未満ではごて塗り施工性及び吹付施工性が不十
分であり、リバウンドロスが非常に多くなり、また接着
したものも剥離しやすくなる。

１０重量部以上では高温での容積安定性が低下し、且つ
リン酸塩では溶鋼への悪影響が出始めるためと、さらに
コストも高くなるので好ましくない。

本発明に用いる増粘可塑剤は通常知られた粘土、水酸化
カルシウム、ベントナイト、メチルセルローズ等を３〜
７重量部添加することが望ましい。

３重量部μ下では吹付時附着率が悪くなる。

なお予め耐火物骨材に、ピッチ等を加え造粒し、カーボ
ンボンドによって耐用性を改良する手段を附加しても良
い。

または造滓剤の効果を改良する手段としてホタル石を３
０重量部未満附加しても良い。

３０重量部以上になると造滓剤の効果は増すが耐溶損性
が劣り好ましくない。

本発明の塩基性耐火組成物の原料粒度は通常の吹付材及
びコーテング材に用いられている粒度でよく５〜０，５
朋の粗粒４０〜８０重量部、０．５ｍｒｎ未満の微粉２
０〜６０重量部程度が好ましい。

本発明品を使用する冶金炉は少なくとも石灰石、苦土石
灰石が分解する温度以上の熱間で施工できるか、もしく
は施工後１０００ ’Ｃ以上に予熱乾燥できる炉が望ま
しい。

具体的にはＬＤ転炉、電気炉等の製鋼炉の熱間補修材か
タンディツシュのコーテング材等に用いることが望まし
い。

またタンディツシュのコーテング材とした場合は活性な
ＣａＯは溶鋼中のＡｌ２Ｏ３と反応し、Ａ１２０３−Ｃ
ａＯ系反応物を生成し易いためアルミナ吸着や脱リン、
脱硫等鋼品質の向上につながる効果がある。

また、石灰石、苦土石灰石を使用するので従来品より低
コスト（はぼ従来品の価格の１／２〜１／３）で塩基性
耐火組成物を供給することができる利点がある。

本発明の塩基性耐火組成物は加熱されることにより非常
に活性な微結晶のＣａＯもしくはＣａＯ−ＭｇＯを生成
しているためスラグ中のＦｅ−酸化物に対しては溶損さ
れやすくスラグ塩基度を早く高めることができることが
ら脱リン、脱硫の造滓効果が期待される。

また従来の転炉吹付材は剥離損傷が主体であるのに対し
、本発明品はシリケート系スラグの浸透は浅いために剥
離損傷が少なく溶損が主体となるが、耐用の面ではは父
同等となり、耐火物として使用していて通常の造滓剤の
使用量低減も期待できる。

次に本発明を実施例を挙げて具体的に説明する。

配合は重量部である。

実施例 Ｉ Ａ社、２５０を転炉で熱間吹付補修材として配合及び使
用結果を第１表に示す。

石灰石もしくは苦土石灰石の多いものほど表面から溶流
されていくが従来品に見られるような剥離損傷は著しく
少なくなっており従来品と耐用はほぼ同等であった。

実施例 ２ ０社のタンディツシュのコーテイング材に用いた結果を
示す。

コテ塗施工後１２００°−２時間の予熱乾燥を行なった
結果、表面亀裂及び剥離も見られずにアルミキルド鋼を
受鋼した。

その使用コーテイング材の配合および使用結果を第２表
に示す。

この結果、スラグラインは溶損がかなり大きかったが、
鋼谷部ではほとんど溶損されず、アルミナの吸着がみら
れた。

モールド中の鋼の品質を調べた結果、Ａｌ２Ｏ３及びＳ
の低減があり、鋼品質が向上した。

以上本発明の石灰石、苦土石灰石を用いた耐火組成物に
は耐火材としての・性状と造滓剤、吸着剤性状が備わっ
ている。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の塩基性耐火組成物において石灰石にマグ
ネシウムクリンカーを添加しまたは添加しない場合にお
いて本発明の結合剤を添加しまたは添加しない場合につ
いてマグネシアクリンカ−の添加量と加熱収縮率（慢と
の関係を示した曲線図である。 １・・・本発明に係る結合剤を添加しない場合の曲線、
２・・・２号ケイ酸ソーダ５重量部を添加した場合の曲
線、３・・・ヘキザメタリン酸ソーダ５重量部を添加し
た場合の曲線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 石灰石、苦土石灰石の少なくとも１種３５重量部以
   上１００重量部未満と残部がマグネシアクリンカ−、ド
   ロマイトクリンカ−、ドロマイト系れんが屑の中から選
   んだ１種または２種以上からなる骨材部１００重量部と
   １〜１０重量部のケイ酸塩、リン酸塩の少なくとも１種
   の結合材と３〜７重量部の増粘可塑剤とからなることを
   特徴とする塩基性耐火組成物。 ２ 石灰石、苦土石灰石の少なくとも１種３５重量部以
   上１００重量部未満と残部がマグネシアクリンカ−、ド
   ロマイトクリンカ−、ドロマイト系れんが屑の中から選
   んだ１種または２種以上からなる骨材部１００重量部と
   １〜１０重量部のケイ酸塩、リン酸塩の少なくとも１種
   の結合材と３〜７重量部の増粘可塑剤と５〜３０重量部
   のホタル石とからなることを特徴とする塩基性耐火組成
   物。