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    公开号:WO1987005288A1
    申请号:PCT/JP1986/000123
    申请日:1986-03-10
    公开日:1987-09-11
    发明作者:Kenji Ichikawa；Hiroyuki Sugimoto；Ryosuke Nakamura；Akihiro Morita
    申请人:Shinagawa Refractories Co., Ltd.；
    IPC主号:C04B35-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書 塩 基 性 耐 火 組 成 物 技 術 分 野
    [0002] 本発明は電気炉、 転炉、 取鍋、 タ ン デ ィ ッ シ ュ等の 製鋼容器に用いられる不焼成れんが、 吹付材、 コ ーテ イ ン グ材、 キ ャ ス タ ブル等の塩基性耐火物に関する。 背 景 技 術
    [0003] 塩基性不焼成れんが及び各種塩基性不定形耐火物に は各種化学結合剤が用いられている。 すなわち、 タ ー ル、 ピ ッ チ、 フ エ ノ ー ル樹脂等の有機系のものや硫酸 マ グネ シ ウ ム、 リ ン 酸アル カ リ 塩、 リ ン 酸アル カ リ 土 類塩、 珪酸アルカ リ 塩、 ホ ウ酸アルカ リ 塩、 更にはァ ル ミ ナ セ メ ン ト等の周知の各種化学結合剤が用いられ ている。 これらの化学結合剤は耐火物の結合力を高め たり、 施工性を付与する等の非常に重要な役割を果し ている。
    [0004] と ころが上述の化学結合剤を用いた耐火物にも種々 の問題点が挙げられる。 すなわち フ エ ノ ール樹脂、 タ ールあるいは ピッ チ等、 有機系の化学結合剤を用いた 耐火物は酸化雰囲気下での使用では炭素が燃え、 組織 劣化し、 充分な耐用が得られない欠点がある。 また硫 酸マ グネ シ ウ ム、 各種 リ ン 酸塩、 ホ ウ 酸アル カ リ 塩を 用いた耐火物では化学結合剤中に含まれる り ン 、 硫黄. ホ ウ素等によ り溶鋼を汚染する こ とが懸念される。 更 に塩基性耐火物に用いられる ア ル ミ ナ セ メ ン 卜 あるい は珪酸ア ル力 リ 塩で塩基性耐火物の熟間強度が低 く 、 溶鋼等の摩耗による損傷が大き く 耐火性が不十分であ つた。
    [0005] 発明の開示
    [0006] 本発明は上記の問題点を解决するためになされたも のであり、 その目的とする と ころは リ ン、 硫黄、 ホ ウ 素等の溶鋼に悪影響を及ぼす成分を含有 しないか、 ま たは含有しても非常に少な く 、 かつ熱間強度の高い塩 基性の不焼成れんがあるいは不定形耐火物を提供する にあ 。
    [0007] 本発明の 目的はマグネシア ク リ ン カ ー、 ド ロ マイ ト ク リ ンカー、 石 ク リ ンカー、 石 I灭石、 苦土石灰石、 水酸化.カ ル シ ウ ム及びれんが屑よ りなる群よ り選択さ れた 1 種または 2 種以上の塩基性骨材 1 a Q 重量部、 及び酸性白土より造られた変性珪酸ソ ーダを粉末換算 して外掛で 0 . 1 〜 S 0 重量部または前記珪酸ソ ーダを 粉末換算して外掛で α . 1 〜 5 0 重量部及び前記变性珪 酸ソ ーダの硬化剤を外掛で Q . o 1 〜 1 α重量部含有 し、 得られた塩基性耐火物が少な く と も 1 の C a Oを含有 し、 且つ 塩基性耐火組成物中の C a 0含有量（重量 ）
    [0008] > 1 . 5
    [0009] 塩基性耐火組成物中の S i 02含有量（重量^ ) である こ とを特徵とする塩基性耐火組成物を提供する にあ る 。
    [0010] 本発明者 らは各種塩基性骨材 と 酸性白土よ り 作 られ た変性珪酸 ソ 一ダ と を併用する こ と に よ り 、 鋼に対し て有害成分を含まない熱間強度の高い塩基性耐火物を 完成する に至った。
    [0011] 本発明は塩基性の不焼成れんが、 ス タ ン プ材、 吹付 材、 コ 一テ ィ ング材、 キ ャ ス ク ブ ル等の不定形耐火物 に使用でき る も のであ って、 上述の用途によ って可塑 剤 または変性珪酸ソ 一ダの硬化剤 またはそれ ら両者を 添加する こ とがで き る塩基性耐火組成物であ る 。
    [0012] 上述の添加配合に よ っ て、 従来の珪酸ソ ーダ含有耐 火物では得られない リ ン 酸 ボ ン ド含有耐火物並の高い 熱間強度が得 られる こ と を見い出 した。
    [0013] 特に上述の塩基性骨材の う ち、 CaO 分を含む骨材 と 変性珪 ソ 一ダ と が反応し、 それに よ つて高い熱間強 度を示す。 こ の理由 と しては、 塩基性骨材中の CaO 分 と変性珪酸 ソ ーダ中の S iO 2 とが反応し、 高温で 2 CaO »Si02 あ る いは 3 CaO *SiO 2 と いったィ匕合物を形 成する こ と に よ る と考え られる 。 しカゝ し、 従来の珪酸 ソ ーダでも 同様の反応が生ずる と考え られるが、 同様 な配合を用いて も本発明の //5〜 1 1 Q 程度の 強度 し か得 られない。
    [0014] 本発明に用いた酸性白土よ り 作 られた変性珪酸 ソ 一 ダは水沢化学ェ業 （株）の ΜΙ ΖυΚΑΙΤΞ - 100 ( 液状 ） と MIZU ANEX-1 5 0 ( 粉状 ） で.あ る 。 こ の MIZUKANEX の BsrrTUT -ss了 カ タ ロ グによ る と こ の変性珪酸 ソ 一ダの特徵は下記の 旨説明 されてい る ：
    [0015] 厂 MIZUKANEX の特徴は酸性白土よ り 特殊な技術によ つて取り 出 された層構造の特殊シ リ 力 を母体に して いる と こ ろにある 。
    [0016] こ の層構造 （ 第 1 図参照 ） よ り な る特殊シ リ 力は、 無機ポ リ マ —の性質を有 し下記の特性をもつ。
    [0017] (1) 超微粒子 （ 0.1 i以下 ） であ る 。
    [0018] (2) 表面積が極めて大であ る 。.
    [0019] (3) 高い活性をもつ。
    [0020] (4) 非晶質であ る 。
    [0021] (5) - OH 基をも っている 。
    [0022] ΜΙΖϋΚΑΝΕΧ は このよ う な層構造を有する シ リ 力 の 無機ポ リ マ ーを母体と してい る ので結合剤と して利 用する場合、 結合力及び耐熱性に優れ、 水との親和 性も よ く 、 かつ耐水性に優れる等の性能をも ち、 汎 用性に富んだ無機系の結合剤であ る 。 」
    [0023] MIZUKANEX - 1 00 及び MIZU ANEX一 1 50の品質を第 1 表に示す。
    [0024] 第 1 表 ΜΙΖϋΚΑΝΕΧ特性一覽表 々
    [0025] f/ JY丄丄 U ι Α IN HJ A Ί U U jy丄丄^ j U J^ iJ ϋιϋ— 10 (J
    [0026] W Μ / 1 U U 丄L / Ί 0 U 主なる成分 変性ケィ酸ソーダ 変性ゲイ酸ソ一ダ 色 相 無色透明 白 色 物 形 態 液 状 粉 状
    [0027] 粒子径 (β) 20〜 1 20 嵩比重（q//^) , 1.42~ 1. 8 0.62~0.78 性 ！ ( 20°C液体）
    [0028] 1 1.9~ 1 3.5 1 1.9〜15.5
    [0029] ( 50 溶 化学 S i02 2 5~2 6 44 ~ 4 7 組成 ： a20 {%) 1 2〜1 δ 2 6 ~ 2 8
    [0030] ί ！
    [0031] MIZUKANEX— 1 0 0 及び ΜΙΖϋΚΑΝΕΧ 1 5 0 は以上の特 徵を有する変性珪酸ソ一ダであ る。
    [0032] 以下、 本発明について S ^述す 。
    [0033] 本発明に使用でき る塩基性骨材はマ ク 不 シ ァ ク リ ン カ ー 、 ド ロ マ イ ト ク リ ン 力 一、 石灰 ク リ ン 力一、 MgO — CaO 系のれんが屑等の骨材、 石灰石、 苦土石灰石、 水酸化カ ル シ ウ ム等の生原料の骨材であ る 本発明の特徵であ る高熱間強度を得るためには耐火 組成物中に少な く と も 1 ^6 の CaO を含有する こ とが必 要であ る。 CaO の含有量が 1 未満であ る と高熱間強 度は得られない。 また用途に応 じて CaO 含有量及び使 用骨材を变化させる こ とがで き る。 すなわち耐食性を 重視する時にはマ グネ シ ァ含有量を高め、 耐搆造的ス ポー リ ン グ性を高める時には C a O 含有量を高め、 断熱 性あるいは滓化性を高める時には石灰石、 苦土石灰石 等の生原料を使用する。
    [0034] 変性珪酸ソ ーダの添加量は上述の塩基性骨材 1 0 0 重量部に対 し粉末換算して外掛で a . 1 〜 s o 重量部が 好ま しい。 前記添加量が 0 . 1 重量部未満では結合力が 不充分で、 強度が低下するために好ま し く な く 、 また
    [0035] 5 0 重量部を超える と塩基性耐火組成物の耐食性及び 熱間強度が低下するために好ま し く ない。
    [0036] また、 変性珪酸ソ ーダの添加量は本発明の塩基性耐 火物中の C a O 量との比によっても決定される。 すなわ ち
    [0037] 塩基性耐火組成物中の C a O含有量（重量 ）
    [0038] ¾性耐火組成物中の S i 02含有量（重量 ） に調整 して、 添加する こ とによって高い熱間強度が得 られる ものである。
    [0039] 以上を基本に して、 用途によって可塑剤または硬化 剤またはそれら両者を添加する ことができる。 すなわ ち、 - コ —テ ィ ング材には展開性及び保形性を良 く する ために可塑剤を添加する。 またキ ャ ス タ ブルには流し 込み後硬化させるために変性珪酸ソ ーダの硬化剤を添 加する。 更に吹付材には接着率を良 く するために可塑 剤を、 また厚く 吹き付けたい時には保形性を与えるた めに硬化剤を添加する。 これらの添加物の添加量は上 述の熱間強度を低下させない範囲で添加する こ とが好 ま しい。
    [0040] 可塑剤の添加量は 0 . 0 5〜 5重量部が好ま しく、 Q . 0 5 重量部未満では十分な保形性及び展開性が得られず、 5 重量部を超える と熱間強度の低下や耐食性の低下が 著し く なり好ま しいものではない。 可塑剤と してはべ ン ト ナ イ 卜 、 ボー ル ク レ ー、 水 ヒ 粘土、 セ ピオ ラ イ 卜 等の-各種粘土ゃメ チノレ セ ル ロ ー ス 、 ポ リ ビ ュルァノレコ ー ル等の有機湖剤を用いる こ とができ る。
    [0041] 硬化剤と してはへキサメ タ リ ン酸ソ ーダ、 リ ン酸力 ル シ ゥ ム、 リ ン 酸珪素等の各種 リ ン 酸塩、 珪 フ ツ イ匕 ソ ーダ、 ' 重ソ ゥ、 ア ル. ミ ン酸ソ 一ダ等の無機塩類の硬化 剤ゃポ リ グ リ オキザー ル、 酢酸等の有機物質を使用す る こ とができる。 硬化剤の添加量は 0 . 0 1 〜 1 0重量部 が好ま し く 、 Q . 0 1 重量部未満では変性珪酸ソ ーダの ゲル化が十分に行なわれず、 強度不足となる。 1 0 重 量部を超える と急速にゲル化しすぎて施工し難く なつ たり、 耐食性の面で劣り好ま しいものではない。
    [0042] 図面の簡単な説明
    [0043] 第 1 図は酸性白土の層構造を示す図である。
    [0044] 発明を実施するための最良の形態
    [0045] 以下に実施例を挙げ本発明を更に説明する。
    [0046] 実施例—1
    [0047] 以下の第 2 表に示す配合割合をもつ塩基性耐火組成 物を 1 . 5 ト ン Z^2の成型圧を掛けて成型し、 不焼成塩 基性れんが （本発明品 I 及び H、 従来品 I 及び II ) を 得た。 得られた不焼成塩基性れんがの 1 4 a Q °Cにおけ る熱間曲げ強度を第 2 表に併記する。
    [0048] 第 2 表 本発明品 従 来 品
    [0049] I I I 辽
    [0050] '海水マグネシアクリンカ一 3 ~ 05 » 00 ό 0 60 60 配 海水マグネシアクリン力一 — 0.5Μ 20 37 40 40 石灰石 — 0.5腿 20 5 合：水酸化カルシウム — 0.3 2
    [0051] ΜΙΖϋΚΑΝΕΧ-100 (液状品） 外 4 外 5
    [0052] 液状 S号珪酸ソーダ 外 1 Q 外 5 部 水 ¾粘土 外 2
    [0053] ！ ,へキサメタリン酸ソ一ダ 外 0.5 ：
    [0054] ί 組成物中の Ca<0/Si02 6.7 2.2 α.δ Ο.δ ： 成型圧 （ΐθϋ/α2) 1.5 1.5 : 1.5 1.5
    [0055] 1 1 4 a Q °C熱間曲げ強度（ , n2 ) 60 50 1 0 5 熱成転化率一 1500°C— 2時間 一0.5 -0.4 · -1.5 -2.0
    [0056] MIZTJKANEX- 1 00 変性珪酸ソ一ダ
    [0057] 表中 ：外は外掛を示す
    [0058] 上述の第 2 表において変性珪酸ソ ーダ （ ΜΙΖϋΚΑΝΕΧ
    [0059] 1 0 0 ) を添加した本発明品 I 及び ]! の 1 4 0 0 °Cにおけ る熱間曲げ強度はそれぞれ 6 0 で あり、 これに対し液状の 3 号珪酸ソ ーダを添加した従 来品 I 及び ]! の熱間曲げ強度はそれぞれ 1 0 k^/cnfi 及 び 5 k^/cnfi であり、 1 4 0 0 °Cにおける熱間曲げ強度が 大き く 改善された。
    [0060] 実施例 2
    [0061] 以下の第 S 表に示す配合割合をもつ塩基性耐火組成 物を熱間補修用の吹付材と して 1 1 0 Q °Cのパネルに吹 き付けた。 得られた吹付材の特性を第 2 表に併記する c 第 3 衣
    [0062]
    [0063] 直 MIZU ANEX-150 外 5 外 7 外 4
    [0064] hP 5号珪酸ソ—ダ紛末 外 5
    [0065] へキサメ タル酸ソーダ ； 外 1 外 0.5 外 5 ； ボーノレクレー ： 外 0.5 外 20 外 0.5 .
    [0066] ！ 1 外 1 外 1
    [0067] 組成物中の CaOZSi〇2 4.3 8.4 19.8 1 1.2 18.0 '·
    [0068] 1 400 °C熱間曲げ強度（ kg cm 20 25 2 δ 2 20 I ノヽ0ネル 1 1 0 o。Cでの接着率（ ） 90 ' 85 90 85 80
    [0069] ■ I
    [0070] 表中 ：外は外掛を示す 上述の第 5 表において、 本発明品 ]！ 〜 Vの 1 4 0 0 °c におけ る熱間曲げ強度は リ ン酸ボン ド吹付材 （ 従来品
    [0071] IV ) と比較 し、 同等あ る いはそれ以上であ り 、 また
    [0072] 1 1 Q 0 °Cでのパ ネ ル接着率も リ ン酸ボ ン ド吹付材よ り 優れていた。 また s 号珪酸 ソ ーダ粉末を添加 した吹付 材 （ 従来品 I ) と比較 し格段に優れた熱間強度が得ら れた。
    [0073] また、 リ ン 酸 ボ ン ド吹付材 （ 従来品 IV ) は リ ン原子 を多量に含有するために製鋼上好ま しいも のではない が、 本発明の塩基性耐火組成物よ り な る吹付材は リ ン 原子を含まないか、 含んでも 少量であ り 、 これは製鋼 上の大きな利点であ る 。
    [0074] 実施例 s
    [0075] 以下の第 4 表に示す配合割合をもつ塩基性耐火組成 物を T D コ 一テ ィ ン グ材及びモル タ ルと して使用 した 結果を第 4 表に記載する 。
    [0076] 第 4 表
    [0077]
    [0078] , MIZUKANEX- 100 ノ卜 o 3
    [0079] 重 MIZUKANEX- 150 外 5 外 10
    [0080] 量
    [0081] '一 珠酸ソータ" S号粉末
    [0082] 部
    [0083] ^ ソ一タ、' δ号液 外 Ζ S 5 へ: ^サメタ リン ' 酸ソ ζ —ノ々、" Q υ♦ 1 外 0.1 水 粘土 外 0.5 外 1 外 2
    [0084] 組成物中の CaOZSiQ2 1.9 2.0 1.55 0.5 0.1 コテ離れ 良 良 良 良 良 ，
    [0085] 1 14 Q 0°C接着強度（ IC /(M2 ) 30 1 5 ί 2 j 1
    [0086] I 2 2 , ！ 1
    [0087] 表中 ：外は外掛を示す 本発明の塩基性耐火組成物よ り なる T D コ — テ ィ ン グ材 （本発明品 VI及び ¾ ) 及びモル タ ル （本発明品 H) は良好な施工性をもち、 また 1 4 0 0 °Cでの接着強度を 従来品 Vの τ D コ ーテ ィ ン グ材及び従来品 VIのモルタ ル と比較し、 格段に優れている こ とがわかった。
    [0088] 本発明の塩基性耐火組成物は耐火物の化学結合剤か ら 由来する リ ン、 硫黄、 ホ ウ素等の製鋼等に有害とな る成分を全 く 含有 しないか、 含有しても少量であるた めに、 上述の有害成分による鋼の汚染がほとんどな く、 また用途により 熱間強度も従来品と同等も し く はそれ 以上と非常に優れたものである。
    权利要求:
    Claims請 求 の 範 囲
    1. マ グネ シ ア ク リ ン カ ー、 ド ロ マ イ ト ク リ ン カ ー、 石灰ク リ ン 力 一、 石灰石、 苦土石灰石、 水酸化カ ル シ ゥ ム及びれんが屑より なる群よ り選択された 1 種また は 2 種以上の塩基性骨材 1 α α 重量部、 及び酸性白土 よ り造られた変性珪酸ソ ーダを粉末換算 して外掛で 0 .1 〜 s 0 重量部あるいは前記珪酸ソ ーダを粉末換算 して外掛で Q .1 〜 5 0 重量部及び前記変性珪酸ソ ーダ の硬化剤を外掛で 0.0 1 〜 1 0重量部含有 し、 得られた 塩基性耐火物が少な く と も 1 %の CaOを含有し、 且つ 塩基性耐火組成物中の CaO含有量（重量 ）
    _ 1.5
    塩基性耐火組成物中の S i 02含有量（重量 ) である こ とを特徴とする塩基性耐火組成物。
    2. 可塑剤を外掛で α . α 5 〜 5 重量部含有する特許請 求の範囲第 1 項記載の塩基性耐火組成物。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    引用文献:
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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