JPS6197171A - 膨張黒鉛質シ−ト状れんが膨張吸収目地材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は高炉等の溶融金属溶解炉の内張シに使用する炭
素れんが等の築造におけるブロック間の膨張吸収目地材
に関するものである。

（従来技術） 高炉内張用耐火物としては、耐火物の築造上達けられな
い目地を少なくするため、大型寸法の炭素質ブロックが
用いられている。炭素質ブロックは炉内において装入原
料との接触による摩耗、溶銑、スラグ等による物理的化
学的侵食のほか、原料中から発生する低沸点金属蒸気と
くにアルカリ金属の侵入反応による崩壊、炉内に局部的
に存在する酸素による酸化、熱衝撃による亀裂の発生等
によりて損傷される。目地部がぜい弱であれば炭素質ブ
ロックの損傷は一層加速てれることとなるのである。築
造特配列レベルを整え、目地の間隙を小さくとるため、
炭素ブロックの寸法精０度は通常上０．５ｍを有してい
るものである。実際にブロックを立体的に築造したとき
は、すべてのブロック間の目地間隙は０．３〜０．７　
ｗｍとできるだけ小さくする必要がある。溶銑の侵入を
もたらし、耐火層の寿命を短かくするからである。上記
空目地によってもたらされる間隙を解消する方法として
例えば特公昭５７−４８５０７号公報に示される様にモ
ルタル目地材を用いて築造するのであるが、モルタル目
地材の粘性、そして施工者の熟練度によつて施工内容に
差がある。すなわち、ブロックの水平面及び縦面にそれ
ぞれ同じ条件で施工することが難かしく、とくに、モル
タル層の厚さを薄くすることが難かしくて所望の寸法精
度が得られ難い問題がある。さらに、昇温によシ炭素ブ
ロックが熱によって膨張すると、２に：１ツクは互いに
せ少合い、膨張の一部はブロックの築造層の外周に設け
られた環状のスタンプ層によって吸収されるのであるが
、円周方向ではブロックが互いのせシ合いによ〕破壊す
るという問題が生じることがある。

この解決のため、大型ブロックの形状を小さくして目地
数を増やして膨張吸収させる方法と全ての目地もしくは
１部の目地にモルタル目地材のほかゴール紙などを挾装
させ、昇温によｐｇ−ル紙が燃焼・消失することにより
て膨張を吸収させる方法がある。しかしながら、目地数
を増やすことは、目地の耐食性の劣化および熱伝導性の
低下に伴い耐食性が劣化するというブロックの大型化に
移行する以前の問題が生じ、技術動向に遂行することと
なる。ま九、ゴール紙を挾装させる方法では、ゴール紙
の１部が消失したときは、せシ合いの応力をブロック面
に均等に受けることとならず、ブロックを破壊させるこ
ととなシ、また、ゴール紙などの有機物質は耐食性にと
ほしく焼失した目地間隙に溶銑が侵入してプロ、りの損
耗を促進させるという問題が生じる。

（発明の目的） この発明は以上述べた目地材の問題を解決するためにな
されたものである。

（発明の構成） 以下、この発明の詳細について説明する。この発明の要
旨は、膨張黒鉛管炭素又は樹脂繊維メ。

シ、と共に圧縮成形して可縮性を有するシート状にした
ことを特徴とする膨張黒鉛質シート状れんが膨張吸収目
地材にある。

膨張黒鉛はフレイク（Ｆｌａｋ・）グラファイト、ベイ
ン（Ｖ＠ｉｎ）グラファイトなどの天然黒鉛を濃硫酸な
どの強酸化性溶液で処理し、たとえば約８０倍と著しく
体積膨張させたものである。

この膨張黒鉛をそのまま圧縮するとシート構成　　形体
を得ることができる。

シートの成形にあたりては、膨張黒鉛を炭素又は樹脂繊
維メッシュと共にプレスを用いて例えば約１０　ｋｔｔ
／ｃｍ”の成形圧で例えば約２ｍの厚さのシートに成形
する。このように成形されたシートは圧力の増加にした
がって容易に体積収縮し第１表にみられるように大きな
可縮率を有する。

第　　１　　表 このシート状成形体は、たとえば高炉等の湯溜部に使用
される炭素質ブロックの目地に使用すると、溶湯と接し
ても耐食性がすぐれるとともに、ブロックの膨張収縮を
吸収するから溶湯シール性にすぐれているのである。

ところが、成形体は、可縮性を有し、保形性などの強度
の弱いものであｐ、＊に寸法（巾、長さ）の大きなもの
については、ハンドリング時に破損し、施工できない力
＼破損しやすく施工困難となる欠点がある。そこで、シ
ート状成形体の保形性などの強度を向上させる必要があ
る。

このため本発明は、膨張黒鉛を圧縮成形するさいに炭素
又は樹脂繊維メッシュを重量させる。樹脂繊維メッシュ
はナイロン族などの有機繊維からなるものが好ましい。

ナイロン族々ど高温によって溶融炭化されて、シート内
に空隙孔ができても、使用中のれんがの膨張圧によりて
その孔は圧縮されてしまりのでシートの性能上の支障が
ない。繊維メツシュの大きさは、膨張黒鉛の粒度と関係
があシ、粒度が大きいも、のについてＦｉ繊維メ、シュ
の目の大きさの荒いものを使用するのが好ましい。

繊維メッ７．の目の荒さは、３〜３０ｍで、約１０ｍが
適当である。また繊維の糸の太さはシート厚さの約１の
厚さまでのものが適当である。

シートは耐食性および熱伝導率が高く、またシート厚さ
は０．１部以上のものが製造可能であシ、シートの可縮
率でほぼ５Ｏ１ｓまでのものが製造可能である。目地材
も炭素質プロ、りと同様に耐アルカリ性、耐溶銑性、耐
酸化性のすぐれたものを使用することが好ましい。膨張
黒鉛のほか、ガラス粉、ｓｉｃ粉、ｈｔ２ｏ２−ｓｌ〜
質粉を添加すると、耐アルカリ性、耐溶銑性、耐酸化性
が向上する。ガラスではほう酸系ガラスの場合重量で約
１０％添加するとこのガラスが侵入したアルカリと反応
して約４０一体積膨張を起しこれによって加熱側の気孔
を埋めてしまい以後のアルカリ侵入を防止する効果があ
る。また同時に耐酸化性も向上する。

しかしガラス量を多くすると、本発明の目的である膨張
吸収性が劣化する。ＳｉＣ粉もガラス粉と同様の効果が
ある。ＳｉＣ粉、Ａｚ２ｏ３−ｓｓｏ２質粉を少量添加
することにより、溶銑とカーｌンとの接触面積が減する
とととなシ耐溶銑性及び耐酸化性が向上する。

これらの微粉原料を膨張黒鉛に添加するに当りてはその
混合にはぎ−ルミル中で行うことが好ましい。膨張黒鉛
は鱗状黒鉛をＣ軸方向に眉間で約１００倍近くに膨張さ
せたもので、嵩の高いふわふわした状態のものである。

したがって他の成分とは非常に混合し難いからである。

したがって、本発明の目地材はブロックの目地材として
適用範囲が広いなど従来のモルタルよシすぐれるのであ
る。本発明の目地材を使用すればゴール紙を挟装する築
造法と同じように作業が簡単であるから熟＃を要しない
で作業ができる利点があるうえ、使用上ゴール紙よシす
ぐれるのであるＯ （実施例） 以下、本発明の実施例を詳述する。

第２表は本発明の実施例の目地材である。

製造にあたっては第２表に示す配合割合で、ブレスを用
いて５〜ａｏｋ＃／副２の成形圧で成形した。

第２表中の可縮率は、第２表中の本発明品を５０φサイ
ズに切シ出し、圧力と可縮率の関係を測定し、５０に９
／α２の圧力の場合の可縮率を示したものであシ、第１
図に、本発明品の圧力と可縮率の測定結果の一例を示す
。

第２表中の耐溶銑侵食指数は、第２図、第３図および第
４図のように、ＪＩＳ　Ｒ−７２１１（ＢＣ−１）の外
径１００φのカーボンプロツク１に本発明品２を嵌合し
たサンプル３を用意し、サンプル３を真空脱気後、１５
５０℃の溶銑４に浸漬させ容器５に気体６を圧入し、５
　ｋｇ７／ｍ”に加圧し、３０分間保持した。試験後サ
ンプル３を取シ出し、第３図のように、カーボンプロ、
り１と本発明品２の損傷差αを測定し、カーメンブロッ
ク１に対する耐溶を一α 銑侵食指数（−Ｘ　１００）　′ｆ：求めた。

を 第２表中の本発明品の保形性は全て良好であシ、使用に
際しては特に問題はないが、第２表中の人。

Ｂ、Ｃの比較品は、他の本発明品に比べ保形力が劣るの
で大きさを小さくする必要がある。

以下に、本発明品の使用例を述べる。

第１回実験は第５図の上段のリングカーメンブロック１
間、つまり第６図の目地材２に第２表中の本発明品Ｄｔ
−用いて、カーがノブロ目地厚０目地厚さδ１を３ｍで
施工゛した。下段のリングカーメンブロック１間は比較
用として市販のカービンモルタル７を用いて目地厚さδ
、を０，５圃で施工した。なお、本発明に係る目地材２
を設けるにあたっては、カーメンブロック１の側面にタ
ールを薄く塗布し、カーがンブロック１に目地材２ｔ−
接着させた。

第２回目の実験は、ｆｉＩＸ５図の上段のリングカーダ
ンプロ、り１間、つｔシ、第８図の稼動面側半分の目地
部ｔ□の目地材２に第２表中の本発明品りを用いてカー
ボンプロ、り１の稼動面の目地厚さδ、を３ｍで設け、
背面側半分の目地部１．には市販されているカーがンモ
ルタル７を用いて目地厚さδａ　ｔ　０．５　ｍ’で施
工した。下段のリングカーメンブロック１間は、第９図
の稼動面側半分の目地部１．に比較用として♂−ル紙８
を使用し、カーメンブロック１の稼動面の目地厚さ、δ
Ｓを１■で設け、背面側半分の目地部ｔａ　Ｋは市販の
カービンモルタル７を用いて目地厚さδ６を０．５■で
施工した。

第１回、第２回実験とも、炉内を還元雰囲気で１２００
℃まで予熱し几のち、１２００℃の溶銑４を入え、１５
５０ＣＶｃ昇温し、５日間維持したのち冷却し、目地部
への溶銑４さし込み、カーがンツロ、りのワレを調査し
た。

その結果、第１回実験では市販カーがンモル７を用いた
目地部は、溶銑４のさし込みは見られなかりたが、杓子
のカーボンプロ、り１の側面（目地面）にクラ、りが発
生した。本発明品りを用いた目地部への浴銑４さし込み
および目地材２の溶損はなく、カーボンプロ、り１のク
ラックの発生もなかった。また、第２回実験では、稼動
面側に、比較用とじてが−ル紙８を用いたカーボンプロ
。

りにはクラックの発生はないが、目地部ｔ３は、多量の
溶銑４のさし込みがあった。本発明品りを用いた目地部
１１への溶銑４のさし込み、および目地材２の溶損はな
く、カーメンブロック１のクラックの発生もなかった。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明の膨張吸収目地材は、保形
性、可縮特性、耐溶銑侵食性に優れ、本発明品を用いる
ことによって目地部への溶銑のさシ込ミ、カーメンブロ
ックのクラックの発生を有効に防止することができ、耐
火層の寿命を有効に延長できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明品Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄの可縮率と圧力の関係
図、第２図、第３図、第４図は、溶銑侵食　　　゛試験
の説明図であシ第３図は第２図のＧ−Ｇ断面の説明図、
第５図乃至第９図は実験炉の築炉状況図、第８図は、第
５図のＨ−Ｉ（の断面図、第７図、第９図はＩ−Ｉの断
面図である。 １：力−がンプロ、り、　　２：膨張吸収目地材、３：
溶銑侵食試験サンプル、 ４：溶銑、　　　　　　５：容＠冷、 ６：気体、　　　　　　　　７：カー２７モルタル、８
：ブール紙、　　　　９：鉄皮、 １０ニスタンプ層。 岸田正行訊１ 新部興治「 第１図 」°１定圧力〔Ｋｆｔ／ｃＪＲり 第　２　回 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 膨張黒鉛を炭素又は樹脂繊維メッシュと共に圧縮成形し
   て可縮性を有するシート状にしたことを特徴とする膨張
   黒鉛質シート状れんが膨張吸収目地材。