JPH11278948A

JPH11278948A - 焼付け補修材

Info

Publication number: JPH11278948A
Application number: JP10083787A
Authority: JP
Inventors: Koji Kono; 幸次河野; Masahiko Amano; 正彦天野; Hisatoshi Yasuda; 尚俊安田; Takashi Tanaka; 隆志田中
Original assignee: Harima Ceramic Co Ltd; Nippon Steel Corp
Current assignee: Harima Ceramic Co Ltd; Nippon Steel Corp
Priority date: 1998-03-30
Filing date: 1998-03-30
Publication date: 1999-10-12

Abstract

(57)【要約】【課題】耐食性と補修面への接着性とに優れた焼付け補
修材を提供する。【手段】配合組成を、カーボン結合形成用バインダー５
〜４０重量％、鉄粉５〜３０重量％、Ａｌ粉末及び／ま
たはＡｌを含有する合金粉末のうちの１種または２種以
上１〜１５重量％、残部を耐火骨材とし、鉄粉の平均粒
子径を０．１〜３ｍｍに設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶融金属容器の内
張り等の熱間補修に使用する焼付け補修材に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】出銑樋、銑鍋、転炉、取鍋、電気炉、真
空脱ガス炉などの溶融金属容器における内張りの熱間補
修材として、焼付け補修材が知られている。この補修材
は、例えば特開昭６０−２３５７７２号公報に記載され
ている通り、耐火骨材に結合剤としてタール、ピッチ、
フェノール樹脂などのカーボン結合形成用バインダーを
組み合わせた組成よりなる。その使用において、被補修
部に投入すると、バインダーが受熱軟化することで一旦
流動化した後、このバインダーの炭化によるカーボン結
合を形成して被補修部に焼付け充填される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】焼付け補修材に要求さ
れる主な特性は、耐食性と接着強度である。このうち耐
食性については、耐火骨材としてマグネシア、アルミナ
などの高耐火度原料を使用して、これにカーボン結合形
成用バインダーを組み合わせることによって良好な結果
を得ている。しかし、従来の焼付け補修材は、接着強度
については十分なものではない。焼付け補修材はいかに
耐食性に優れた材質でも、被補修面からハクりするとた
ちまち寿命となる。

【０００４】本発明は焼付け補修材において、従来材質
がもつ耐食性を損なうことなく、その接着性の改善を図
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の焼付け補修材の
特徴とするところは、カーボン結合形成用バインダーを
５〜４０重量％、鉄粉を５〜３０重量％、Ａｌ粉末及び
／またはＡｌを含有する合金粉末のうちの１種または２
種以上を１〜１５重量％含み、残部は耐火骨材を主体と
している点にあり、これにより、接着性を改善できるに
至った。

【０００６】ところで、前述したように、焼付け補修材
は、使用時において一旦熱軟化流動した後、焼付け充填
される。本発明の材質はこの流動化の際、鉄粉が耐火骨
材との比重分離で沈降する。すなわち、鉄粉の比重が耐
火骨材よりも大きいため、鉄粉が補修面に向けて沈降す
る。そして、鉄粉の吸熱作用で被補修面の接着部位を冷
却する。

【０００７】焼付け補修材は、被補修部に投入後、バイ
ンダーの炭化によるカーボン結合が形成されるまでの間
の流動化時が接着性において最も不安定であり、この時
点での接着力が焼付け補修材の接着性を決定づける。本
発明の材質は、前記した鉄粉の冷却作用で接着面の温度
を下げることにより、接着面へのバインダーの濡れ性を
向上させて、接着性を向上できると考えられる。また、
Ａｌ粉末及び／またはＡｌ合金粉末がカーボン結合形成
用バインダーと反応し、Ａｌ₄Ｃ₃を生成することでカ
ーボン結合強度を高めるが、その反応を鉄粉が促進する
ことで、接着強度がより一層向上する考えられる。

【０００８】強度付与あるいは酸化防止を目的として焼
付け補修材にアルミニウムやシリコンなどの金属粉を添
加することは公知である。しかし、これらの金属粉は鉄
粉に比べて比重が小さいため、比重分離による沈降は生
じないかあるいは生じても顕著でない。このため、接着
面に対する冷却作用がなく、本発明のような接着強度改
善の効果は得られない。

【０００９】また、例えば特開昭６２−１２０４２０号
公報などに記載されているとおり、焼付け補修材にステ
ンレス鋼ファイバーを添加することも知られているが、
ファイバー形状の場合は流れ抵抗が大きいため沈降は顕
著でなく、このため本発明の効果は得られない。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の焼付け補修材において、
耐火骨材の種類は特に限定されない。例えば、被補修面
の耐火物材質などを考慮して、マグネシア、マグネシア
−カルシア、ドロマイト、カルシア、スピネル、アルミ
ナ、アルミナ−シリカ、シリカ、ジルコニア、ジルコ
ン、クロミア、炭素、炭化珪素、窒化珪素、炭化硼素、
粘土、揮発シリカなどから選ばれる一種以上を単独で又
は複数種類組み合わせて使用できる。これらの耐火骨材
は、焼付け補修材組織が密充填組織になるように、その
粒度を粗粒、中粒、微粒に適宜調整するのが好ましい。
この点は従来材質と同様である。

【００１１】カーボン結合形成用バインダーは、そのカ
ーボン結合によって焼付け補修材の耐食性と接着強度を
付与する役割をもつ。具体例としては、ピッチ、タール
などの歴青物、フェノール樹脂、フラン樹脂、エポキシ
樹脂などの炭素質樹脂などから選ばれる一種以上を単独
で又は複数種類組み合わせて使用できる。バインダーの
割合は５〜４０重量％にする。割合が５重量％未満では
耐食性および接着性に劣り、４０重量％を超えると酸化
劣化のために耐食性が低下する。

【００１２】鉄粉には鉄合金も含まれるが、比重との関
係からＦｅ純度が９０％以上のものが好ましい。その形
状は厳密な意味での粉末には限定されず、例えば球状、
柱状、チップ状、粒状等のいずれでもよい。また、経済
性の面からダライ粉などの削り屑を使用してもよい。鉄
粉の割合は５〜３０重量％である。５重量％未満では鉄
粉が持つ本発明の効果（接着面の冷却効果）が得られ
ず、３０重量％を超えると耐食性の低下を招く。さらに
好ましい範囲は、５〜２０重量％である。

【００１３】鉄粉は平均粒径が０．１〜３ｍｍのものが
好ましい。平均粒径が０．１ｍｍ未満では流動化状態で
の焼付け補修材中で沈降しにくくなって接着性の低下傾
向が現れ、３ｍｍを超えると耐食性の低下傾向が現れ
る。本発明では、Ａｌ粉末及び／またはＡｌを含有する
合金粉末のうちの１種または２種以上を添加する。Ａｌ
を含有する合金粉末としては、Ａｌ−Ｍｇ、Ａｌ−Ｓ
ｉ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ−Ｃａなどで
ある。添加量は１〜１５重量％である。１重量％未満で
は、Ａｌ₄Ｃ₃の生成が不十分なために強度が劣る。１
５重量％を超えると耐食性の低下を招く。より好ましい
範囲は２〜１０重量％である。Ａｌ又はＡｌ合金粉末の
粒度は平均０．１ｍｍ以下とするのが好ましい。

【００１４】本発明の焼付け補修材は、その効果を阻害
しない範囲において他の添加物を配合することができ
る。例えば、金属ファイバー、流動化促進剤、ガラス粉
などを配合しても良い。また、Ｍｇ，Ｓｉ，Ｆｅ−Ｓｉ
合金など、ＡｌまたはＡｌ合金以外の金属粉なども添加
できる。例えば金属ファイバーを配合すると耐摩耗性付
与の効果をもつ。金属ファイバーの材質は耐熱性に優れ
たステンレス鋼が一般的である。その配合割合は５重量
％以下が好ましく、さらに好ましくは０．５〜５重量％
である。０．５重量％未満では耐摩耗性の効果に乏し
く、１０重量％を超えると耐食性を低下させる。

【００１５】流動化促進剤は、バインダーの溶融軟化に
よる焼付け補修材の流動化を促進し、焼付け補修材の被
補修面上での広がりを容易にさせる。その具体例は多価
アルコール、重油、軽油、クレオソート油、アントラセ
ン油、ワックス油などの液体系や、カーボン結合形成用
バインダーと同様の軟化点をもつパラフィン、ワックス
などの固体系である。その好ましい割合は１０重量％以
下、さらに好ましくは０．５〜７重量％である。１０重
量％を超えると耐食性の低下を招く。

【００１６】本発明の焼付け補修材の使用方法は従来と
特に変わりなく、例えば残熱状態の被補修面に対し、焼
付け補修材を焼失性バッグに詰めた状態で投入すること
によって行われる。

【００１７】

【実施例】以下に本発明とその比較例を示す。表１は、
各例における焼付け補修材の配合組成とその試験結果で
ある。その試験方法は以下のとおりである。耐食性：表１に示す配合組成を混練し、型枠に投入充填
した後、１０００℃×１０分で加熱して固化させたもの
について、回転侵食試験を行なった。この回転侵食試験
は、侵食剤として転炉スラグと鋼片を１：１で組み合わ
せたものを用い、１７００℃×３時間で侵食させた後、
平均溶損寸法を測定した。

【００１８】接着性：電気炉内で表面温度１２００℃の
加熱状態にある５０×５０×５０ｍｍ形状の炭素含有レ
ンガの表面に、４０×４０×４０ｍｍのブリキ枠を乗
せ、次いでこの枠内に各例の混練後の焼付け補修材を投
下し、１０分間焼き付けた後、３点曲げ試験を行い、測
定値を接着面積の１６cm²で除して接着強度とした。実
機試験は、ＭｇＯ−Ｃ質レンガで内張りされた２５０ｔ
転炉の熱間補修において、５００ｋｇの焼付け材を使用
し、耐用性を測定した。

【００１９】

【表１】

【００２０】本発明実施例のうち１〜５は請求項２を具
体化したものであり、耐食性及び接着性に特に優れてい
ることが分かる。また、実施例６は鉄粉の平均粒径が請
求項２よりも大きい例であり、実施例１〜５には及ばな
いものの、各比較例に比べると優れている。同様に、実
施例７は鉄粉の平均粒径が請求項２よりも小さい例であ
り、これも、実施例１〜５には及ばないものの、各比較
例に比べると優れている。

【００２１】これに対して比較例１は、鉄粉が配合され
ていないため接着性に劣っいる。比較例２は、Ａｌ粉末
及び／またはＡｌを含有する合金粉末が配合されていな
いため、十分な効果が発揮されていない。比較例３は鉄
粉の割合が少な過ぎるため、接着性に劣る。比較例４は
鉄粉の添加量が多すぎるため、耐食性に劣る。

【００２２】

【発明の効果】本発明の焼付け補修材は、以上の試験結
果が示すように耐食性を低下させることなく接着性の改
善を図ることができる。その結果、本発明の焼付け補修
材は、そのきわめて優れた補修効果によって、溶融金属
容器などの炉の稼働率および寿命の向上に大きく貢献す
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ２１Ｃ 7/00 Ｃ２１Ｃ 7/00 ＱＦ２７Ｄ 1/00 Ｆ２７Ｄ 1/00 Ｎ (72)発明者安田尚俊兵庫県高砂市荒井町新浜１丁目３番１号ハリマセラミック株式会社内 (72)発明者田中隆志兵庫県高砂市荒井町新浜１丁目３番１号ハリマセラミック株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カーボン結合形成用バインダーを５〜４
０重量％、鉄粉を５〜３０重量％、Ａｌ粉末及び／また
はＡｌを含有する合金粉末のうちの１種または２種以上
を１〜１５重量％含み、残部が耐火骨材を主体とした焼
付け補修材。
【請求項２】前記鉄粉の平均粒子径が０．１〜３ｍｍ
である請求項１記載の焼付け補修材。