不定形耐火物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的課題在于提供一種不管是否在結合劑中使用有機結合劑，在例如超過1000℃的高溫區(qū)域中也不易產(chǎn)生強度下降的不定形耐火物。本發(fā)明的不定形耐火物包含由粒徑1mm以上的粗粒區(qū)域及粒徑小于1mm的微粒區(qū)域所構成的耐火性粉體以及有機結合劑，在微粒區(qū)域中配合燒成橄欖石（olivine），且所述有機結合劑的使用量相對于所述耐火性粉體100質(zhì)量％以外加比例計為1質(zhì)量％以上20％質(zhì)量以下。
【專利說明】不定形耐火物
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及在結合劑中使用有機結合劑的不定形耐火物。
【背景技術】
[0002]以下，沒有限制的意思，作為不定形耐火物，列舉用于形成澆口盤(tundish)涂布層的涂布材料作為例子進行說明。
[0003]在鋼的連續(xù)鑄造中使用的澆口盤具有在鐵皮的內(nèi)側設置有耐火物內(nèi)襯的結構。而且，在其耐火物內(nèi)襯的表面上，出于殘鋼處理的容易化或保護耐火物內(nèi)襯等的目的，有時會形成涂布層。涂布層由作為不定形耐火物的涂布材料構成。
[0004]如專利文獻I所示，涂布材料與其他的不定形耐火物一樣，包含由粒徑Imm以上的粗粒區(qū)域及粒徑小于1_的微粒區(qū)域所構成的耐火性粉體以及結合劑。耐火性粉體通常使用氧化鎂質(zhì)原料。作為結合劑，已知分別有硅酸鈉等的無機結合劑以及酚樹脂等的有機結合劑。
[0005]現(xiàn)有技術文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻I日本特開2006-7317號公報
[0008]專利文獻2日本特開2000-176612號公報
[0009]專利文獻3日本特開平4-130066號公報
[0010]專利文獻4日本專利第4273099號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]使用澆口盤時，由于來自鋼水的受熱，涂布層會達到超過1000°C的溫度。
[0012]無機結合劑對于例如600°C~1000°C的中間溫度區(qū)域中的強度賦予有效，但是由于是低熔點物質(zhì)，故而在超過1000°c的高溫區(qū)域中，則成為使強度及耐腐蝕性下降的因素。
[0013]有機結合劑伴隨著其所包含的揮發(fā)性成分的逸散，直至1000°C時形成碳鍵。由于碳鍵不易浸潤于熔渣，同時也不是低熔點物質(zhì)，所以與無機結合劑相比，其在超過1000°c的高溫區(qū)域中的強度及耐腐蝕性的賦予效果較佳。
[0014]然而，即使是碳鍵在超過1000°C的高溫區(qū)域中強度的穩(wěn)定性也并不絕對令人滿意。碳鍵在高溫區(qū)域中易于被氧化而產(chǎn)生劣化。
[0015]在高溫區(qū)域中的碳鍵劣化的課題，不限于涂布材料，通常適用于在結合劑中使用有機結合劑的不定形耐火物。
[0016]特別是在氧化氣氛下易于產(chǎn)生碳鍵的劣化，即使在非氧化氣氛下，碳鍵在高溫區(qū)域中也可能發(fā)生分解或逸散。因此，無論氧化氣氛、非氧化氣氛，均期望在高溫區(qū)域中的強度穩(wěn)定性優(yōu)異的不定形耐火物。
[0017]本申請
【發(fā)明者】進行研 究的結果，發(fā)現(xiàn)在有機結合劑的使用下，通過在耐火性粉體中的粒徑小于Imm的微粒區(qū)域中配合燒成橄欖石，可提高在高溫區(qū)域中的強度穩(wěn)定性。認為這是因為粒徑小于1_的燒成橄欖石由于粒徑細小故而易于燒結，在碳鍵易受損傷的高溫區(qū)域適度燒結，從而有助于強度的賦予。[0018]一直以來，橄欖石在耐火物的【技術領域】中，作為耐火性粉體而周知。但是到目前為止還沒有看到過將粒徑小于Imm且已預先燒成的橄欖石與有機結合劑組合使用的例子。以下，具體地進行說明。
[0019]專利文獻2公開了在作為涂布材料的不定形耐火物中使用橄欖石的例子(參考專利文獻2的表1)。但是，在專利文獻2中并不限定于預先燒成的橄欖石。假使其為預先燒成的橄欖石，由于橄欖石只用在粒徑1_以上的粗粒區(qū)域，所以橄欖石不易燒結，對于高溫區(qū)域的強度賦予幾乎沒有幫助。
[0020]專利文獻3公開了在用于熔融金屬容器的澆注施工的不定形耐火物中配合粒徑小于1_的橄欖石的例子。然而，在專利文獻3中橄欖石必須為未燒成的橄欖石。未燒成橄欖石在耐火物的使用中，由于體積膨脹在組織中形成裂紋，且伴隨著結晶水的釋放(參考專利文獻3的第3頁左上欄第2行~該頁右上欄第5行)。因此，寧可抑制耐火物的強度表現(xiàn)。由橄欖石的燒結所引起的強度表現(xiàn)，僅在橄欖石為預先燒成的橄欖石時才奏效。
[0021]專利文獻4公開了在用于制鋼用電爐的噴涂修補的不定形耐火物中使用粒徑小于1_的燒成橄欖石的例子(參考專利文獻4的表2及3)。然而,在專利文獻4中,所有的結合劑均由無機結合劑構成。因此，自然地當無機結合劑的絕對使用量多時，由于在高溫區(qū)域中來自無機結合劑的低熔點物質(zhì)就大量存在，所以由燒成橄欖石的燒結所引起的強度表現(xiàn)的效果完全沒有得到發(fā)揮。
[0022]本發(fā)明的目的在于提供不管是否在結合劑中使用有機結合劑，在例如超過1000°C的高溫區(qū)域中也不易發(fā)生強度下降的不定形耐火物。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的一個觀點，提供下述不定形耐火物，其包含由粒徑Imm以上的粗粒區(qū)域及粒徑小于1_的微粒區(qū)域所構成的耐火性粉體以及有機結合劑，在微粒區(qū)域中配合燒成橄欖石，且所述有機結合劑的使用量相對于所述耐火性粉體為I質(zhì)量％以上20%質(zhì)量以下。
[0024]在來自有機結合劑的碳鍵易于劣化的高溫區(qū)域中，粒徑小于Imm的燒成橄欖石適度燒結可提高施工體的強度。因此，不管是否使用有機結合劑，均可使其不易在高溫區(qū)域產(chǎn)生強度的下降。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為澆口盤示意性的局部剖視圖。
[0026]符號說明
[0027]1-鐵皮；2_耐火物內(nèi)襯；3_中子；4_不定形耐火物；5_涂布層。
【具體實施方式】
[0028]以下，通過實施方式對不定形耐火物具體地進行說明。不定形耐火物是在耐火性粉體中至少加入有機結合劑而構成。
[0029]耐火性粉體由粒徑Imm以上的粗粒區(qū)域及粒徑小于Imm的微粒區(qū)域構成。粗粒區(qū)域與微粒區(qū)域的質(zhì)量比沒有特別規(guī)定，從粒度構成接近最密填充結構，從而得到可實用的耐腐蝕性等的觀點出發(fā)，根據(jù)該領域技術人員的技術常識即可自行確定。典型而言，優(yōu)選耐火性粉體100質(zhì)量％由粗粒區(qū)域:25~65質(zhì)量％與微粒區(qū)域:35~75質(zhì)量％構成。
[0030]在本說明書中，粒子的粒徑為d以上是指粒子殘留在JIS-Z8801中所規(guī)定的篩目為d的篩上的粒度，粒子的粒徑小于d是指粒子通過該篩時的粒度。
[0031 ] 在微粒區(qū)域中需要配合燒成橄欖石。
[0032]在本說明書中，燒成橄欖石是指將作為天然產(chǎn)物的橄欖巖在800°C以上燒成的橄欖石。橄欖巖是以橄欖石為主體的復合物，可伴隨一部分的蛇紋石化物質(zhì)。
[0033]橄欖巖的主要礦物相為鎂橄欖石(2Mg0.SiO2)、頑火輝石(Mg0.Si02)、鐵橄欖石(2Fe0.SiO2)及蛇紋石(3Mg0.2Si02.H2O)等。
[0034]橄欖巖從約800°C起開始進行例如以下(I)、(2)式所示的分解反應。
[0035]2Fe0.Si02+02 — Fe203、Fe304+Si02 …(I)
[0036]3Mg0.2Si02.2H20 — Mg2Si04+Si02+H20...(2)
[0037]上述(2)式表示結晶水的釋放。假如該結晶水的釋放在耐火物的使用中產(chǎn)生時，則耐火物的強度表現(xiàn)被抑制。另一方面，將橄欖巖預先在800°C以上燒成所構成的燒成橄欖石，結晶水的釋放已經(jīng)結束，所以實質(zhì)上并不包含結晶水，或者至少比原本的橄欖巖結晶水的含量少。因此，結晶水的釋放并不會導致強度的降低。
[0038]表1表不燒成橄欖石的化學成分構成的一個具體例。且,在表1中Igloss表不灼燒減量。
[0039]表1
[0040]單位:質(zhì)量％
[0041]
【權利要求】
1.一種不定形耐火物，其特征在于，包含由粒徑Imm以上的粗粒區(qū)域及粒徑小于Imm的微粒區(qū)域所構成的耐火性粉體以及有機結合劑，在所述微粒區(qū)域中配合燒成橄欖石，且所述有機結合劑的使用量相對于所述耐火性粉體100質(zhì)量％以外加比例計為I質(zhì)量％以上20%質(zhì)量以下。
2.根據(jù)權利要求1所述的不定形耐火物，其特征在于，在所述粗粒區(qū)域中也配合燒成橄欖石，該粗粒區(qū)域的35質(zhì)量％以上由燒成橄欖石構成。
3.—種澆口盤，其特征在于，將權利要求1或2所述的不定形耐火物通過干式涂布法形成涂布層而構成。
【文檔編號】C04B35/66GK103687828SQ201280035652
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年6月28日 優(yōu)先權日:2011年8月2日
【發(fā)明者】水摩好博, 古田洋一 申請人:黑崎播磨株式會社