JPS6138155B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は炭素―マグネシア質鋳込用耐火物に関
するものである。 近年鉄鋼業界において、省力化や省エネルギー
が強く要求されるようになり、しだいに耐火れん
がにかえて、不定形耐化物の使用量が増加してい
る。不定形耐火物の中でも特に鋳込用耐火物は、
他の材料に比較して 施工が容易で熟練を要しない。 均一な施工体が得られる。 などの特徴を有するために多種用途に広く使用さ
れている。 しかして従来の鋳込用耐火物は、耐化材として
アルミナ、高アルミナ質、高けい酸質、ジルコ
ン、炭化けい素、スピネル、などの原料を、また
結合材としてはアルミナセメントを使用したもの
が多く用いられてきた。ところがこの鋳込用耐火
物におけるアルミナセメントの使用は、耐火度を
はじめ熱間特性に劣り十分な耐用性が得られない
という欠陥があり、また近年結合材としてアルミ
ナセメントの代りにリン酸塩を使用するリン酸ボ
ンド鋳込用耐火物が使用されはじめたが、アルミ
ナセメント系鋳込用耐火物に比較して硬化速度に
バラツキがあり、特に施工場所の温度の影響を受
けやすく、またかなり高価であるという欠点があ
る。 鋳込用耐火物の耐火材料としては、塩基性スラ
グに対する抵抗性や耐火特性に関して云えば、塩
基性材料特にマグネシアが好ましい。しかしマグ
ネシアは水分や酸に接触すると水和物やマグネシ
ウム塩となつて硬化し、この硬化物が加熱される
と亀裂や爆裂を起し、組織が著しく劣化するとい
う欠陥を有している。 本発明者等は鋳込用耐火物に関し、これらの欠
陥を改良すべく鋭意研究の結果、低水分で緻密な
構造体を形成することによつて長期間の使用に耐
え得る鋳込用耐火物を見出した。すなわち鋳込用
耐火物の主材としてマグネシアを使用しこれに炭
素と減水剤を添加することによつて、加熱時にお
ける亀裂や爆裂の発生を防止して緻密な構造体を
形成できること、および炭素結合形成材の使用に
より高温化で炭素結合を形成させ、強固な構造体
を形成し、その結果炭素―マグネシア質の特性を
十分に利用して長寿命の耐火物層とすることがで
きることを見出し本発明に至つたものである。 即ち、本発明の要旨とするところは、カーボン
―マグネシア質鋳込用耐火物が72〜96.9重量％の
マグネシア、２〜20重量％の炭素材料、0.1〜2.0
重量％の減水剤、および１〜６重量％の炭素結合
形成材からなることを第１の特徴とし、またこれ
らの配合物95重量％以上と５重量％以下の粘土を
加えたものからなる耐火物を第２の特徴とするも
のである。 本発明において主材とするマグネシアの原料と
しては海水マグネシアクリンカー、焼成マグネサ
イト、電融マグネシアなどがあり、その使用量は
72〜96.9重量％好ましくは80〜96.8重量％であ
る。この量が72重量％より少ない場合は塩基性ス
ラグへの抵抗性や耐火特性が損われ、また96.9重
量％より多くなると亀裂や爆裂が発生しやすくな
つて不適当である。 次に炭素材料としては天然黒鉛、人造黒鉛、石
油コークス、鋳物コークス、カーボンブラツク、
黒鉛粘土などが用いられ、その量は２〜20重量
％、好ましくは２〜15重量％である。これは炭素
材料の量が２重量％より少ないと爆裂等が発生し
やすくなるとともに炭素の特性が発揮されず、ま
た20重量％より多いと強度や耐酸化性が低下した
り、流動性が失なわれるためである。減水剤は鋳
込用耐火物の水分を少なくして緻密な構造体を形
成するために有用であり、一般に市販されている
減水効果のある化合物を使用すればよいが、好ま
しい減水剤としてはリグニンスルホン酸塩、β―
ナフタリンスルホン酸ホルマリン縮合物、高級多
価アルコールスルホン化合物などのスルホン酸系
化合物が用いられる。そして減水剤の使用量は
0.1〜2.0重量％好ましくは0.2〜1.0重量％であ
り、0.1重量％より少ない場合は添加の効果がな
く従つて緻密な構造体が得られない。また２重量
％より多く使用しても特にその効果が向上するも
のでもないから経済性の点からも好ましくない。 また、本発明でいう炭素結合形成材とは加熱に
よつて溶融し、その後炭化して炭素結合を形成で
きるような微粒状のものである。このような材料
としてはピツチ、炭素樹脂、合成樹脂（例えば熱
硬化性フエノール樹脂、フラン樹脂）、樹脂状ピ
ツチなどを使用することができ、なかでも硬化点
が100℃以上のものが特に好ましい。水の沸騰点
より低い温度領域で軟化溶融するような炭素結合
形成材では水が蒸発する際に亀裂や爆裂の原因と
なり易く好ましくない。そしてこの炭素結合形成
材の量は１〜６重量％好ましくは１〜４重量％で
ある。この量が１重量％より少ない場合は添加の
効果がなく強固な炭素結合を形成しない。また６
重量％より多くなると密度が低下したり、亀裂や
爆裂等が発生しやすくなるので好ましくない。 さらに本発明において粘土の添加は浮水性を防
止し、炭素とマグネシアの親和性を良好にして流
動性を付与する効果を与える。その添加量は５重
量％以下、好ましくは１〜３重量％である。５重
量％より多い場合は気孔率の増加、爆裂等の発生
のほか、成分的にも耐火特性や耐スラグ性が低下
するため好ましくない。そのような粘土としては
カオリン、木節粘土、水簸粘土、ベントナイトな
どが有用である。 かくして得られる本発明の炭素―マグネシア質
鋳込用耐火物は上記構成となすことにより、炭素
―マグネシア質耐火物の特徴である高耐食性、耐
スポーリング性、スラグ侵透防止などの特性を有
し、長期間の使用に耐えることができる。 また減水剤と炭素材料を使用することによつて
構造を緻密にするとともに、爆裂等の発生を防止
し、また粘土の使用は炭素材料とマグネシアの親
和性を良好にして流動性を付与し、施工性を改善
する。 さらに炭素結合形成材の使用により、高温下に
おいて強固な炭素結合部を形成するため、炭素―
マグネシア質耐火物の特性を十分に活用すること
ができるのである。本発明の鋳込用耐火物は、流
動鋳込法（流し込み）、振動鋳込法（振動成形）
によつて施工体を得るものであり、流動鋳込法は
試料に水分を加えて混練した坏土を型枠内に流し
込み養生、乾燥して施工体を得る方法であり、振
動鋳込法は水分を加えて混練した坏土を型枠内に
投入し、振動装置によつて振動を与えその後乾燥
して施工体を得る方法である。しかして本発明の
炭素―マグネシア質鋳込用耐火物は溶銑、溶鋼あ
るいはスラグなどに接触する窯炉炉壁や樋などの
ライニング材として使用される。例えば取鍋、タ
ンデイツシユ、混銑車等の内張および高炉樋、出
鋼樋などに適しているのである。 以下実施例により本発明を詳細に説明する。 実施例 １〜５ 第１表に示す配合によりウエツトパンを用いて
混合したのち、水分を加えて混練した坏土を木枠
に鋳込み脱型後110℃で５時間乾燥し鋳込材を作
製した。 また同じようにして比較例１〜２の鋳込材をも
作製した。

【表】 得られた鋳込み材についてかさ比重、見掛気孔
率などの物性および爆裂、亀裂などの有無を測定
したところ第２表の結果を得た。

【表】

【表】 〔尚爆裂（亀裂）試験は30cm×30cm×19cmの木
枠に各試料を鋳込み２時間放置後脱型し、あらか
じめ400℃に昇温した乾燥機に投入し２時間後取
出し、爆裂および亀裂の有無を観察したものであ
る。また地金・スラグの付着量などのスラグ試験
は実施例１〜５および比較例１〜２の鋳込み材を
内装の一辺が６cmで高さが20cmに張り合わせて容
器を作製し、その中に鉄：スラグ＝9.5：0.5（ス
ラグ組成：SiO₂…23％、CaO…52％、Total―
FeO…11％、MnO…６％、MgO…５％）を入れ
誘導炉で溶融し、1650〜1680℃で２時間保持後溶
鋼とスラグを排出した。〕 上表から本発明の炭素―マグネシア質鋳込み用
耐火物は、従来のものに比べて爆裂、亀裂の発生
が全く認められない。地金・スラグの付着量が少
なく、耐侵食性にすぐれている。ことが実証され
た。 実施例 ６ 第３表に示す配合により実施例１〜５と同様の
方法で鋳込材を作製した。同じようにして比較例
３〜４の鋳込材をも作製した。得られた鋳込み材
についてかさ比重、見掛気孔率などの物性および
爆裂、各還元温度での焼成強度などを測定した結
果を第３表に示した。

【表】

【表】 上表から本発明の炭素―マグネシア質鋳込材は
特に高温部の圧縮強度が比較例のものに比べて大
であつた。 以上の結果本発明の炭素―マグネシア質鋳込用
耐火物は前述した溶銑、溶鋼あるいはスラグなど
に接触する窯炉炉壁や樋などのライニング材とし
て長寿命の特性を発揮し、その価値は非常に大で
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 72〜96.9重量％のマグネシア、２〜20重量％
   の炭素材料、0.1〜2.0重量％の減水剤および１〜
   ６重量％の炭素結合形成材からなることを特徴と
   する炭素―マグネシア質鋳込用耐火物。 ２ 72〜96.9重量％のマグネシア、２〜20重量％
   の炭素材料、0.1〜2.0重量％の減水剤および１〜
   ６重量％の炭素結合形成材からなる混合物95重量
   ％以上と５重量％以下の粘土からなることを特徴
   とする炭素―マグネシア質鋳込用耐火物。