不定形耐火物的制作方法
【专利摘要】本发明的课题在于提供一种不管是否在结合剂中使用有机结合剂，在例如超过1000℃的高温区域中也不易产生强度下降的不定形耐火物。本发明的不定形耐火物包含由粒径1mm以上的粗粒区域及粒径小于1mm的微粒区域所构成的耐火性粉体以及有机结合剂，在微粒区域中配合烧成橄榄石（olivine），且所述有机结合剂的使用量相对于所述耐火性粉体100质量％以外加比例计为1质量％以上20％质量以下。
【专利说明】不定形耐火物
【技术领域】
[0001]本发明涉及在结合剂中使用有机结合剂的不定形耐火物。
【背景技术】
[0002]以下，没有限制的意思，作为不定形耐火物，列举用于形成浇口盘(tundish)涂布层的涂布材料作为例子进行说明。
[0003]在钢的连续铸造中使用的浇口盘具有在铁皮的内侧设置有耐火物内衬的结构。而且，在其耐火物内衬的表面上，出于残钢处理的容易化或保护耐火物内衬等的目的，有时会形成涂布层。涂布层由作为不定形耐火物的涂布材料构成。
[0004]如专利文献I所示，涂布材料与其他的不定形耐火物一样，包含由粒径Imm以上的粗粒区域及粒径小于1_的微粒区域所构成的耐火性粉体以及结合剂。耐火性粉体通常使用氧化镁质原料。作为结合剂，已知分别有硅酸钠等的无机结合剂以及酚树脂等的有机结合剂。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献I日本特开2006-7317号公报
[0008]专利文献2日本特开2000-176612号公报
[0009]专利文献3日本特开平4-130066号公报
[0010]专利文献4日本专利第4273099号公报
【发明内容】
[0011]使用浇口盘时，由于来自钢水的受热，涂布层会达到超过1000°C的温度。
[0012]无机结合剂对于例如600°C~1000°C的中间温度区域中的强度赋予有效，但是由于是低熔点物质，故而在超过1000°c的高温区域中，则成为使强度及耐腐蚀性下降的因素。
[0013]有机结合剂伴随着其所包含的挥发性成分的逸散，直至1000°C时形成碳键。由于碳键不易浸润于熔渣，同时也不是低熔点物质，所以与无机结合剂相比，其在超过1000°c的高温区域中的强度及耐腐蚀性的赋予效果较佳。
[0014]然而，即使是碳键在超过1000°C的高温区域中强度的稳定性也并不绝对令人满意。碳键在高温区域中易于被氧化而产生劣化。
[0015]在高温区域中的碳键劣化的课题，不限于涂布材料，通常适用于在结合剂中使用有机结合剂的不定形耐火物。
[0016]特别是在氧化气氛下易于产生碳键的劣化，即使在非氧化气氛下，碳键在高温区域中也可能发生分解或逸散。因此，无论氧化气氛、非氧化气氛，均期望在高温区域中的强度稳定性优异的不定形耐火物。
[0017]本申请
【发明者】进行研 究的结果，发现在有机结合剂的使用下，通过在耐火性粉体中的粒径小于Imm的微粒区域中配合烧成橄榄石，可提高在高温区域中的强度稳定性。认为这是因为粒径小于1_的烧成橄榄石由于粒径细小故而易于烧结，在碳键易受损伤的高温区域适度烧结，从而有助于强度的赋予。[0018]一直以来，橄榄石在耐火物的【技术领域】中，作为耐火性粉体而周知。但是到目前为止还没有看到过将粒径小于Imm且已预先烧成的橄榄石与有机结合剂组合使用的例子。以下，具体地进行说明。
[0019]专利文献2公开了在作为涂布材料的不定形耐火物中使用橄榄石的例子(参考专利文献2的表1)。但是，在专利文献2中并不限定于预先烧成的橄榄石。假使其为预先烧成的橄榄石，由于橄榄石只用在粒径1_以上的粗粒区域，所以橄榄石不易烧结，对于高温区域的强度赋予几乎没有帮助。
[0020]专利文献3公开了在用于熔融金属容器的浇注施工的不定形耐火物中配合粒径小于1_的橄榄石的例子。然而，在专利文献3中橄榄石必须为未烧成的橄榄石。未烧成橄榄石在耐火物的使用中，由于体积膨胀在组织中形成裂纹，且伴随着结晶水的释放(参考专利文献3的第3页左上栏第2行~该页右上栏第5行)。因此，宁可抑制耐火物的强度表现。由橄榄石的烧结所引起的强度表现，仅在橄榄石为预先烧成的橄榄石时才奏效。
[0021]专利文献4公开了在用于制钢用电炉的喷涂修补的不定形耐火物中使用粒径小于1_的烧成橄榄石的例子(参考专利文献4的表2及3)。然而,在专利文献4中,所有的结合剂均由无机结合剂构成。因此，自然地当无机结合剂的绝对使用量多时，由于在高温区域中来自无机结合剂的低熔点物质就大量存在，所以由烧成橄榄石的烧结所引起的强度表现的效果完全没有得到发挥。
[0022]本发明的目的在于提供不管是否在结合剂中使用有机结合剂，在例如超过1000°C的高温区域中也不易发生强度下降的不定形耐火物。
[0023]根据本发明的一个观点，提供下述不定形耐火物，其包含由粒径Imm以上的粗粒区域及粒径小于1_的微粒区域所构成的耐火性粉体以及有机结合剂，在微粒区域中配合烧成橄榄石，且所述有机结合剂的使用量相对于所述耐火性粉体为I质量％以上20%质量以下。
[0024]在来自有机结合剂的碳键易于劣化的高温区域中，粒径小于Imm的烧成橄榄石适度烧结可提高施工体的强度。因此，不管是否使用有机结合剂，均可使其不易在高温区域产生强度的下降。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为浇口盘示意性的局部剖视图。
[0026]符号说明
[0027]1-铁皮；2_耐火物内衬；3_中子；4_不定形耐火物；5_涂布层。
【具体实施方式】
[0028]以下，通过实施方式对不定形耐火物具体地进行说明。不定形耐火物是在耐火性粉体中至少加入有机结合剂而构成。
[0029]耐火性粉体由粒径Imm以上的粗粒区域及粒径小于Imm的微粒区域构成。粗粒区域与微粒区域的质量比没有特别规定，从粒度构成接近最密填充结构，从而得到可实用的耐腐蚀性等的观点出发，根据该领域技术人员的技术常识即可自行确定。典型而言，优选耐火性粉体100质量％由粗粒区域:25~65质量％与微粒区域:35~75质量％构成。
[0030]在本说明书中，粒子的粒径为d以上是指粒子残留在JIS-Z8801中所规定的筛目为d的筛上的粒度，粒子的粒径小于d是指粒子通过该筛时的粒度。
[0031 ] 在微粒区域中需要配合烧成橄榄石。
[0032]在本说明书中，烧成橄榄石是指将作为天然产物的橄榄岩在800°C以上烧成的橄榄石。橄榄岩是以橄榄石为主体的复合物，可伴随一部分的蛇纹石化物质。
[0033]橄榄岩的主要矿物相为镁橄榄石(2Mg0.SiO2)、顽火辉石(Mg0.Si02)、铁橄榄石(2Fe0.SiO2)及蛇纹石(3Mg0.2Si02.H2O)等。
[0034]橄榄岩从约800°C起开始进行例如以下(I)、(2)式所示的分解反应。
[0035]2Fe0.Si02+02 — Fe203、Fe304+Si02 …(I)
[0036]3Mg0.2Si02.2H20 — Mg2Si04+Si02+H20...(2)
[0037]上述(2)式表示结晶水的释放。假如该结晶水的释放在耐火物的使用中产生时，则耐火物的强度表现被抑制。另一方面，将橄榄岩预先在800°C以上烧成所构成的烧成橄榄石，结晶水的释放已经结束，所以实质上并不包含结晶水，或者至少比原本的橄榄岩结晶水的含量少。因此，结晶水的释放并不会导致强度的降低。
[0038]表1表不烧成橄榄石的化学成分构成的一个具体例。且,在表1中Igloss表不灼烧减量。
[0039]表1
[0040]单位:质量％
[0041]
【权利要求】
1.一种不定形耐火物，其特征在于，包含由粒径Imm以上的粗粒区域及粒径小于Imm的微粒区域所构成的耐火性粉体以及有机结合剂，在所述微粒区域中配合烧成橄榄石，且所述有机结合剂的使用量相对于所述耐火性粉体100质量％以外加比例计为I质量％以上20%质量以下。
2.根据权利要求1所述的不定形耐火物，其特征在于，在所述粗粒区域中也配合烧成橄榄石，该粗粒区域的35质量％以上由烧成橄榄石构成。
3.—种浇口盘，其特征在于，将权利要求1或2所述的不定形耐火物通过干式涂布法形成涂布层而构成。
【文档编号】C04B35/66GK103687828SQ201280035652
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年6月28日 优先权日:2011年8月2日
【发明者】水摩好博, 古田洋一 申请人:黑崎播磨株式会社