JPH0212905B2

JPH0212905B2 -

Info

Publication number: JPH0212905B2
Application number: JP5957586A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Takamya; Yukio Kato; Akihiko Kusano; Shinichi Fukunaga
Original assignee: Nippon Steel Corp; Shin Nihon Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Nippon Steel Corp; Shin Nihon Kagaku Kogyo KK
Priority date: 1986-03-19
Filing date: 1986-03-19
Publication date: 1990-03-29
Also published as: JPS62216975A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は熔融金属を移送、又は精練処理する容
器の内表面に塗布することにより容器への伝熱を
少なくするか、あるいは熔融金属の表面に浮遊さ
せて、熔融金属と外気との接触を少なくし熔融金
属からの熱の損失を防ぎ、さらに外気と熔融金属
との反応を防止するための熔融金属用断熱耐火粒
子の製造法に関する。

［従来の技術］タンデイツシユや取鍋など熔融金属を移送、又
は精練処理する際に用いる容器内表面に断熱性の
物質を塗布し容器への伝熱を少なくすること及び
熔融金属の表面に耐火性の粒子を散布し、熔融金
属表面から外気への熱の損失ならびに外気と熔融
金属との反応とを防ぐことは公知である。

従来断熱材として、籾殻または籾殻を蒸し焼き
にしたものが主に用いられている。しかし、これ
らの断熱材は非常に安価であるという利点を有す
るものの、その主成分がシリカと炭素であるた
め、このシリカがカルシア等と反応し低融点の化
合物をつくること、断熱材の炭素分が成分調製さ
れた熔融金属に取り込まれ製品として得られる金
属の性質を低下させる欠点が知られている。この
ため、わずかな成分の差が問題とされる高級鋼で
は籾殻の使用は大きな問題になりつつあつた。

従来、籾殻のこの欠点を解決するため、炭素分
の少ない、低融点の化合物をつくり難い物質を使
用する試みがいくつかおこなわれている。マグネ
シアはこの二つの条件を満たす物質であるがこの
もの自身は熱伝導率が高いため、このものに断熱
性を付与する試みが行なわれている。その一つと
して従来公知の真珠岩やバーミキユライト等の発
泡体にマグネシアの微粉をコーテイングする方法
があり、各種の製品がつくられている。しかしな
がら、これらの製品では製法上マグネシアの含有
率を60％以上とすることがむずかしいため最終的
には低融点の化合物をつくりやすく、また、断熱
層とマグネシア層の部分とが分かれているため断
熱性も十分とは言えなかつた。さらに、これらの
製品では熔融金属の温度付近で大きな収縮と強度
の低下があるため、容器内面に塗布し容器への伝
熱を少なくする用途には使用できないことが知ら
れている。

従来、マグネシア煉瓦の断熱性を改善するため
にその素材となる発泡マグネシアをつくる方法が
検討されており、例えば特公昭47−47565、特公
昭48−7485等に記載されている。しかし、従来の
方法で得られる発泡マグネシアは本発明の用途に
用いるには過剰品質であり、又、製造コストも高
いため、実用化されないと言う問題点があつた。

［発明が解決しようとする問題点］本発明は、低融点の化合物を生成せず、かつ、
熔融金属の成分に影響を及ぼさず、しかも充分な
耐火性、断熱性を有する比較的安価なマグネシア
質発泡体の製造法を提供しようとするものであ
る。

［問題点を解決するための手段］本発明は含水率60−20％の水酸化マグネシウム
ケークに発泡剤を添加混練発泡させた後、含水率
５％以下になるように乾燥し、この乾燥物を破砕
し整粒した後1000℃以上の温度で焼成することに
よりマグネシアの純度が60％以上で容積比重が
0.2−1.5である熔融金属用断熱材として用いるの
に有望な耐火粒子を容易に製造できることを見い
だしたものである。

［作用］本発明に用いる水酸化マグネシウムは海水マグ
ネシアクリンカーの原料である水酸化マグネシウ
ムは勿論、天然のマグネサイトを焼成した酸化マ
グネシウムを水和して得られる水酸化マグネシウ
ムを用いることが出来る。天然のマグネサイトま
たは天然のマグネサイトを焼成した酸化マグネシ
ウムを微粉砕したものを原料とすることは価格の
面から望ましいが、これらの原料は水酸化マグネ
シウムに比較してその粒度が荒いため水酸化マグ
ネシウム原料に副原料としてある程度の量を配合
して用いることが出来る。その配合量の上限は副
原料の粒度によつて定まり、粒度はこまかいもの
が望ましい。

水酸化マグネシウムケークの含水率は60−20％
であることが発泡操作を十分に行なう上から必要
であり、含水率は55−45％であることがとくに望
ましい。

発泡操作は水酸化マグネシウムケークに発泡剤
を添加混練することによつて行なう。また、本発
明は水酸化マグネシウムケークの発泡後の隔壁保
持力を利用することを基礎にして完成されたもの
であり、この隔壁保持力を利用するので、発泡剤
は発泡機能を主体とするいわゆる発泡剤が用いら
れる。発泡剤としては細かい気泡を生成するもの
例えば有機系の界面活性剤等を用いることが出来
る。しかし、これらの発泡剤は発泡させた後に水
酸化マグネシウムケークに配合するので気泡を消
滅させず、さらに一定の品質のものをつくるのに
かなりの配慮が必要になる。これに対して、発泡
剤に金属アルミニウムの微粉のような化学反応を
利用するものを用いる方法は、金属アルミニウム
を配合した水酸化マグネシウムケークを加熱乾燥
する過程で発泡操作を行なうことができるので、
配合量と加熱操作を一定にすれば、一定の品質の
ものが得られる。そして、本発明では水酸化マグ
ネシウムケークの発泡後の隔壁保持力を利用する
発泡であるため、発泡剤の量は少なく、製造コス
トを大幅に引下げることができる。

発泡操作の終了した水酸化マグネシウムケーク
は含水率５％以下になるように乾燥される。含水
率が５％より高い場合には乾燥ケークを必要な大
きさに破砕する際、泡が押し潰される弊害が認め
られた。また、ケークの含水率が１％以下の場合
には、原料である水酸化マグネシウムの種類によ
つては乾燥ケークの強度が著しく低下し、ケーク
の破砕に際して殆どのケークが粉化する現象が見
られた。以上のことから破砕に供するケークの含
水率は４−２％であることがとくに望ましい。

乾燥ケークの破砕はジヨークラツシヤー等の破
砕機を用いて容易に行なうことができる。破砕さ
れた水酸化マグネシウムケークはふるい等を用い
て通常１−10mmの大きさに整流される。この大き
さは使用目的によつて任意に選択することができ
る。しかし粒子径が10mmをこえると本発明の用途
としては大き過ぎて熔融金属表面に散布した場合
均一な分散状態が得られなくなる現象が認められ
た。また、粒子径が１mm以下の場合には熔融金属
表面への投入時に発じん等の弊害が認められた。
細かい粒子は水を加えて原料の水酸化マグネシウ
ムケークに還元し無駄無く利用することが出来
る。

整粒した乾燥水酸化マグネシウムケークは1000
℃以上の温度で焼成される。焼成温度が高くなる
と粒子の強度が上り使用時の収縮も小さくなる好
ましい現象が認められるが、反面粒子の密度が上
がり断熱性が低下し、かつ、焼成費用が増大する
等の好ましくない傾向も認められる。焼成温度は
通常1300−1600℃が適当である。焼成装置として
はバツチ式の焼成炉も用いられるが大量生産には
ロータリーキルンが適している。

本発明の方法によれば、発泡耐火粒子のマグネ
シア含有量を容易に高める事が出来る。耐火粒子
のマグネシア含有量が高まるに従い耐火粒子自身
の融点が高まり、マグネシア含有量が75％以上に
なると熔融金属程度の温度では耐火粒子自身の熔
融は極めて少なくなる。マグネシアの含有量がさ
らに高くなると、熔融金属に付随するスラグ成分
との反応軟化も一層少なくなりマグネシア成分が
90％を越えるとスラグ成分との反応は極端に少な
くなる現象が認められた。

耐火粒子の容積比重はメスシリンダーで測定さ
れた一定容積の粒子の重量から計算される。容積
比重が小さい程、耐火粒子の断熱性は向上するが
スラグ等と反応して粒子としての形状を保つてい
る時間は短くなり、又、粒子の強度も弱くなる。
容積比重が大きくなると本発明の目的である断熱
性が低下する。以上のことを考慮すると、耐火粒
子の容積比重としては0.2−1.5が望ましく、0.35
−0.60がとくに望ましい。

［実施例］以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。

実施例１含水率49.5％の海水水酸化マグネシウムケーク
にアルミニウム微粉0.5％を添加混練し、60℃に
加熱し、発泡操作を行なつたのち、電気乾燥機で
120℃で３時間の乾燥を行なつた。乾燥物の含水
率は3.5％であつた。この乾燥物をジヨークラツ
シヤーで破砕し10−１mmの粒をし分し、1400℃の
小型ロータリーキルンで焼成した。焼成物の容積
比重は0.59であつた。この断熱耐火粒子の分析値
は次の通りであつた。

MgO 94.0％ CaO 2.3％ Al₂O₃ 1.2％ Fe₂O₃ 0.1％ SiO₂ 0.5％このものと特性を比較するため発泡したバーミ
ユキユライトに天然のマグネシア粉をコーテイン
グしたものを用いた。このものの化学組成ならび
に物性は次の通りであつた。

比較試料 MgO 50.7 CaO 0.6 Al₂O₃ 9.7 Fe₂O₃ 1.8 SiO₂ 20.5 Na₂O 2.5 Ig・loss 10.4 容積比重 0.50 保温性試験直径15cmφのルツボに熔鉄を入れ、1550℃に保
つたのち、断熱耐火粒子を６cmの厚さになるよう
に投入し、投入後の温度降下速度を測定した。そ
の結果は次の通りであつた。

温度降下速度本発明品 10.6℃／分比較品 11.8℃／分耐スラグ性連続鋳造現場のタンデイシユに断熱耐火粒子を
一定量投入して粒子の消滅する時間を測定し比較
した。その結果、本発明品はいずれの場合におい
ても比較品に対して２〜４倍の耐スラグ性を示し
た。

［発明の効果］本発明は実施例に認められる通り、高温で秀れ
た特性を発揮する耐火粒子を製造する方法であ
り、本発明の方法で得られる耐熱耐火粒子は広い
用途に使用することが期待される。

Claims

【特許請求の範囲】１含水率60−20％の水酸化マグネシユウムケー
クに発泡剤を添加混練発泡させた後、含水率５％
以下になるように乾燥し、この乾燥物を破砕し整
粒した後1000℃以上の温度で焼成することを特徴
とする熔融金属用断熱材耐火粒子の製造法。２発泡材としてアルミニウムの微粉を用いる特
許請求の範囲１に記載の熔融金属用断熱耐火粒子
の製造法。３乾燥物を10−１mmに整粒する特許請求の範囲
１に記載の熔融金属用断熱耐火粒子の製造法。