JPS6054264B2 - 熱絶縁性の耐火性成形体及びタンデイツシユ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、熱絶縁性の耐火性成形体、及びそのような
成形体で内張りされた冶金用容器に関するものである。

冶金用容器内にある溶融金属から熱損失の割合を減少さ
せるために、またそれに関連する目的のために、冶金用
容器に熱絶縁性の耐火性内張材を付設することは知られ
ている。そのような内張材は、例えばインゴット鋳型の
頭部に、インゴット鋳型の頭部箱に、また鋳型の押湯部
に付設されるのが普通であり、さらに英国特許第１３６
４６６５号明細書に開示されているように、そのような
内張材はタンデイツシユの内方内張材として付設される
こともある。その内張材は、消耗性であることが普通て
あり、１個又は２個以上の成形体、例えば１組のスラブ
、又は鋳型によつては、スリーブ又は１組のスラブから
成るものである。冶金用容器に消耗性で熱絶縁性の耐火
性内張材を付設するための前もつて作られた成形体は、
粒子状耐火物と、結合剤と、さらに耐火性繊維及．び／
又は有機繊維とから成るのが普通てある。

その組成物は、発熱的に反応する成分を含んでいてもよ
い。成形体は、それからの成分から成る水性スラリーを
透過性の型で脱水し、湿つた成形体を型から−取出し、
成形体を加熱して乾燥し、結合剤を硬化させて作るのが
普通である。

成形体を作るための色々な結合剤系が提案されたが、公
知の系は、すべての点で全く満足なものでない。

この発明によると、特定の２種の結合剤と特定の１種の
添加剤とを同時に用いると、成形体を有利に製造できる
ことが見出された。

この発明による熱絶縁性の耐火性成形体は、粒子状耐火
材と水溶性硼酸塩化合物と、結合剤としての尿素−ホル
ムアルデヒド樹脂及び澱粉とから成ることを特徴とする
ものである。

これらの成分の含水混合物を型に入れ、その後）必要に
応じて、その混合物を型内で脱水して過剰の水を除き、
その後混合物を加熱し、乾燥し、結合剤を硬化させて成
形体とするのが好都合である。

成形体の中では、澱粉は主として成形体に適当・な横方
向の力を与えるに役立つている。

澱粉は、製造中に成形体の表面に向つて移行する傾向を
或る程度持つているが、この個向はほんの僅かであつて
、従つて澱粉は成形体の厚み方向に良く結合させる能力
を持つている。しかし、尿素−ホルム・アルデヒド樹脂
は、成形体の製造に使用される加熱工程の結果、成形体
表面に移行する顕著な傾向を持つている。澱粉が存在す
ると、尿素−ホルムアルデヒド樹脂の移行が、摩耗に対
する抵抗性を持ち、且つ硬くて平滑な表面を持つた成形
体のできることを助けるという点で、この樹脂は有利で
ある。さらに、尿素−ホルムアルデヒド樹脂は、成形体
の表面へ移行し、そこで上記作用をなしとげるので、少
量の樹脂で全く充分である。この発明では、成形体中の
尿素一ホルムアルデヒド樹脂の割合は、１ないし４重量
％であり、澱粉の割合は１ないし６重量％であることが
普通望ましい。成形体が比較的低密度、例えば０．８５
ｇ／ｃ！ｌ以下のものである場合には、むしろ高い割合
の尿素−ホルムアルデヒド樹脂及び／又は澱粉を用いる
ことが望ましい。フェノールホルムアルデヒドは、適当
な横方向の強度を与えるために、熱絶縁性の耐火性成形
体の結合剤として使用でき、そのような樹脂は成形体の
製造過程で移行することが少ないか、又は移行すること
がない。

さらに、フェノールホルムアルデヒド樹脂は、澱粉に比
べて高価であり、従つて広く使用されるものではないや
、そのような樹脂は澱粉よりはむしろ広く使用されて来
た。熱絶縁性の耐火性成形体は湿気を取込む傾向を持ち
、このことは、フェノールホルムアルデヒド樹脂の使用
により得られる結合強度に対して、余り影響がないが、
澱粉だけを結合剤として使用することにより得られる結
合を激しく弱めることができる。この発明によると、尿
素一ホルムアルデヒドの使用が澱粉を湿気に対して保護
するのに役立ち、従つて澱粉の使用は、より高価で余り
広く利用されていないフェノールホルムアルデヒド樹脂
に対する必要よりも、むしろ満足であることが見出され
た。この発明の尿素−ホルムアルデヒド／澱粉結合剤系
は、上述のように有利であるという事実のほかに、さら
にこの特定の結合剤系の有効性は、水溶性硼酸塩化合物
の使用により高められることが見出された。

この効果は、水溶性硼酸塩化合物が、それ自身の性質で
は結合剤でないという点で、驚ろくべきことである。さ
らに、極く少量の硼酸塩化合物てもその効果を生する。
成形体中の硼酸塩化合物の割合は、０．５ないし５重量
％であることが望ましい。硼酸塩化合物は、硼酸のソー
ダ塩、例えば硼砂のような硼酸のアルカリ金属塩、又は
硼酸てあることが望ましい。硼酸塩化合物の使用は、２
つの明瞭な利益をもたらす。

第１に、硼酸塩化合物の使用は、使用前に成形体の横方
向強度を高める。硼酸塩化合物は、それ自身が結合剤で
はないから、強度の増加は、硼酸塩化合物と澱粉との間
に或る相互作用、恐らく錯体形成に由来するように見え
るが、この発明はこの仮説によつて限定されるべきでは
ない。水に不溶性の硼素化合物が用いられる場合は、横
方向の強度の増加は表われない。第２に、水溶性硼酸塩
化合物の使用は、使用時に、すなわち、溶融金属例えば
溶鋼に接触したり又は溶融金属からの熱に曝されるとき
に、成形体の一体性を向上させる。より安価で一層広く
用いられる澱粉が、温度抵抗性の乏しい結合を生ずると
いうことが一般に認められているのに対し、フェノ−ル
ーホルムアルデヒド樹脂は、比較的高温に対して良好な
抵抗性を持つた結合効果を発生させ得ることが知られて
いる。

しかし、この発明の成形品では、良好な温度抵抗性を持
つた結合が得られるので、この発明をこの理論に限定し
ないで、使用温度では澱粉構造の多くが急速に破壊され
るけれども、硼酸塩化合物は焼結を促進し、こうして成
形体の一体性を維持するのを助けるように思われる。或
る成形体の場合、例えば、成形体の１部が溶融金属から
放散される熱に曝されるが、しかし、溶融金属と直接接
触していないスラブの場合には、高温での良好な結合力
の存在が、とくに価値がある。そのよな場合、溶融金属
に直接接触していない成形体の部分の一体性を維持する
のを助ける金属の静圧はないけれども、その部分は、高
温と、大気からの酸素とに曝されるが、この組合わせが
通常結合剤系を急速に破壊しそのために成形体の破壊を
惹起する。水溶性硼酸塩化合物は、その製造の際用いら
れる加熱工程の結果、実質的に成形体の表面へ移行する
傾向を持ち、従つて表面部分に使用されて使用中に表面
部分の一体性を維持するのに役立ち、これらの部分は使
用中とくに高温に付される。

上に述べた長所を与えるに充分な少量の硼酸塩化合物は
、製品の耐火性と侵蝕抵抗とに悪い影響を与ない。この
発明の成形体中の粒子状耐火材は、例えば、１種又は２
種以上のシリカ、アルミナ、マグネシウム、及び耐火性
珪酸塩であり、成形体の７５ないし９５重量％を占める
。

或る、耐火材は軽量のものであり、焼き籾殼や浮遊フラ
イアッシュである。とくに成形体が格別に侵蝕性の条件
に耐える必要のある場合は、特定の耐火材が或る割合の
炭素質物質、例えば無煙炭粉末を含むことが望ましい。
この発明の成形体は繊維状物質を含むことがｌ望ましい
。繊維状物質を含むと、成形体が割れにくくなり、密度
を減少させ、従つてその熱絶縁性を向上させる傾向を持
つ。それは、また水性スラリーを脱水して作つた成形体
の生のままの強度、すなわち加熱して成形体を乾燥し結
合剤を硬化さ７せる前の成形体の強度を増す。成形体が
水性スラリーの使用を含む方法によつて作られるべき場
合には、少なくとも或る有機繊維、好ましくは紙繊維が
スラリーに安定性を与えるので、これら繊維を存在させ
ることが望ましい。有機繊維が存在すフる場合には、成
形体中のその割合は０．３ないし３重量％であることが
望ましい。好ましい耐火性繊維は、珪酸カルシウム繊維
、例えばスラグウールやアルミノシリケート繊維である
。耐火性繊維が存在する場合には、成形体中のその割合
は１ないし１鍾量％であることが望ましい。成形体その
もののほかに、さらに１個又は２個以上の成形体から成
る消耗性内張材を備えている冶金用容器が、この発明の
さらに一部を構成している。

詳しく云えば、この発明によるタンデイツシユは、外方
金属ケーシングと、そのケーシングに隣接する耐火材製
恒久的内張材と、スラブの形をしたこの発明の多数の成
形体から成る消耗性内張材とから成るものである。この
発明は、次の実施例によつて具体的に説明される。

実施例１下記成分を下に特定した相体的重量割合で含ん
でいる水性スラリーを作つた。

その後スラリーを透過性の型の中で脱水して、スラブを
作り、スラブを取り出し、加熱して乾燥するとともに結
合剤を硬化させた。

スラブの密度は１．０５ｇ／Ｃｌｔであり、スラブは２
２ｋ９／ｄの横方向強度を持つていた。そのスラブは、
鋼の連続鋳造に用いられるタンデイツシユの内方内張材
の一部として用いたときうまく働いた。実施例２ シリカ粉末の割合を５３．５重量％に減らし、シリカサ
ンドの割合を２踵量％に減らし、１鍾量％の無煙炭粉末
を含ませた以外は、実施例１と同様にしてスラブを作つ
た。

スラブの密度は１．０５ｇ／Ｃｌｌであり、スラブは２
０ｋ９／Ｃｌｉの横方向強度を持つて！いた。そのスラ
ブは、鋼の連続鋳造に用いられるタンデイツシユの内方
内張材の一部として用いた場合にうまく働らき、またス
ラブはとくにすぐれた侵蝕抵抗性を持つていた。実施例
３ 実施例１と同様であるが、しかし、下記成分を下記相対
的割合で用いて、スラブを作つた。

スラブの密度は１．３ｇ／Ｃ７ｊであり、スラブは２０
ｋｇ／Ｃｌｌの横方向強度を持つていた。このスラブ・
は、鋼の連続鋳造に用いられるタンデイツシユの内方内
張材の一部として用いた場合に、うまく働らき、スラブ
はとくにすぐれた侵蝕抵抗性を持つていた。上述の実施
例では、長さ２泗、幅５ｄ１厚み３”Ｃｍ（作られたと
きスラブの厚み）のスラブサンプルを用いて、横方向の
強度を測定した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 粒子状耐火材と結合剤とより成る成形体で、成形体
   は水溶性硼酸塩化合物を含み、結合剤は澱粉と尿素−ホ
   ルムアルデヒド樹脂から成ることを特徴とする、耐火断
   熱成形体。 ２ 尿素−ホルムアルデヒド樹脂の割合が１ないし４重
   量％であり、澱粉の割合が１ないし６重量％である、特
   許請求の範囲第１項に記載する成形体。 ３ 硼酸塩化合物の割合が、０．５ないし５重量％であ
   る、特許請求の範囲第１項又は第２項に記載する成形体
   。 ４ 硼酸塩化合物が硼酸のアルカリ金属塩又は硼酸であ
   る、特許請求の範囲第１項ないし第３項の何れかに記載
   する成形体。 ５ 粒子状耐火材の割合が７５ないし９５重量％である
   、特許請求の範囲第１項ないし第４項の何れかに記載す
   る成形体。 ６ 粒子状耐火材が或る割合の炭素質物質を含んでいる
   、特許請求の範囲第１項ないし第５項の何れかに記載す
   る成形体。 ７ 繊維性材料が含まれている、特許請求の範囲第１項
   ないし第６項の何れかに記載する成形体。 ８ 有機繊維が０．３ないし３重量％の割合で存在して
   いる、特許請求の範囲第７項に記載する成形体。 ９ 耐火性繊維が１ないし１０重量％の割合で存在して
   いる、特許請求の範囲第７項又は第８項に記載する成形
   体。 １０ 外方金属ケーシングと、耐火材製の恒久的内張材
   と、さらに内側に多数の断熱耐火性の消耗性内張材とを
   備えたタンデイツシユであつて、上記消耗性内張材は粒
   子状耐火材と結合剤とより成り、且つ水溶性硼酸塩化合
   物を含み、結合剤として澱粉と尿素−ホルムアルデヒド
   樹脂とを含んだスラブで構成されていることを特徴とす
   るタンデイツシユ。 １１ スラブが１ないし４重量％の尿素−ホルムアルデ
   ヒド樹脂と、１ないし６重量％の澱粉を含んでいる、特
   許請求の範囲第１０項に記載するタンデイツシユ。 １２ スラブが０．５ないし５重量％の硼酸塩化合物を
   含んでいる、特許請求の範囲第１０項又は第１１項に記
   載するタンデイツシユ。 １３ 硼酸塩化合物が硼酸のアルカリ金属塩又は硼酸で
   ある、特許請求の範囲第１０項ないし第１２項のいずれ
   かに記載するタンデイツシユ。 １４ スラブが７５ないし９５重量％の粒子状耐火材を
   含んでいる、特許請求の範囲第１０項ないし第１３項の
   何れかに記載するタンデイツシユ。 １５ スラブが或る割合の炭素質物質を含んでいる、特
   許請求の範囲第１０項ないし第１４項の何れかに記載す
   るタンデイツシユ。 １６ スラブが繊維性材料を含んでいる、特許請求の範
   囲第１０項ないし第１５項の何れかに記載するタンデイ
   ツシユ。 １７ スラブが、繊維性材料として０．３ないし３重量
   ％の有機繊維を含んでいる、特許請求の範囲第１６項に
   記載するタンデイツシユ。 １８ スラブが、繊維性材料として１ないし１０重量％
   の耐火性繊維を含んでいる、特許請求の範囲第１６項又
   は第１７項に記載するタンデイツシユ。