(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒度調整した耐火材料９１重量％〜６４重量％、バインダーとして無水コールタールを３５重量％〜８重量％、軟化点２５０℃以上の粉末状の石炭ピッチ１重量％〜７重量％の割合で配合し、混練したことを特徴とする溶融金属出湯口用閉塞材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、溶融金属出湯口用閉塞材に関し、特に高炉出湯口用閉塞材、電気炉出湯口用閉塞材などの、還元雰囲気下で使用される溶融金属出湯口用閉塞材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、溶融金属出湯口用閉塞材は、ロー石、シャモット、アルミナの１種または２種以上を主原料とし、炭化珪素、炭素質原料、窒化珪素鉄等および粘土を添加し、更に結合剤として使用するバインダーとしては無水コールタールが添加され、混練された材料が一般的に使用されてきた。
【０００３】
特開昭５７−７８７５号公報、特開平３−２７９２７１号公報や、特開昭５１−６１５１５号公報、特開昭５１−１１５５１３号公報等に開示されているように、結合剤の補強として、軟化点１３０℃以下の粉末状石炭ピッチや、軟化点２３０℃以下の石油系ピッチが使用される場合もあった。
【０００４】
しかしながら、長時間出銑を達成するためには、溶銑、スラグに対する耐磨耗性を得るための充分な強度および耐食性が重要であるが、上記のごとき従来の閉塞材は、溶銑、スラグに対する耐摩耗性および耐食性が不十分であった。
【０００５】
また、特公昭５７−２３６７５公報では珪素合金を添加して高温強度を向上して耐用を向上することが開示されているが、この閉塞材は低温強度の向上が十分とは言えず、低温側の耐摩耗性が不十分であり、また高温側と低温側の強度差が大きく、開孔時に亀裂が発生して開孔難になりやすい問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、溶融金属出湯口用閉塞材として、耐磨耗性および耐食性を向上し、長時間出銑を達成するとともに、亀裂による開孔難が発生しにくい溶融金属出湯口用閉塞材の提供を課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の溶融金属出湯口用閉塞材は、粒度調整した耐火材料９１重量％〜６４重量％、バインダーとして無水コールタールを３５重量％〜８重量％、軟化点２５０℃以上の粉末状の石炭ピッチ１重量％〜７重量％の割合で配合し、混練したことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
耐火材料としては、一般的に、ロー石、シャモット、アルミナ、スピネル、マグネシアの１種または２種以上の酸化物系耐火材料と、炭素質原料、炭化珪素、窒化珪素系原料および耐火粘土からなる。耐火材料は、粒度１０ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以下に調整され、閉塞材における配合割合は９１重量％〜６４重量％、好ましくは９０重量％〜８０重量％である。
【０００９】
耐火粘土としては、木節粘土、蛙目粘土、ボールクレー等が挙げられ、充填作業性に必要な保形性、滑り性を付与するために添加され、耐火材料中、３重量％〜２０重量％、好ましくは５重量％〜１５重量％の割合とするとよい。３重量％未満であると充填作業性悪化し、２０重量％を越えると耐食性が著しく低下するため、好ましくない。
【００１０】
バインダーとしては、従来の無水コールタールが使用され、市販品としては精製タール１号、２号等が例示され、水分０．５％以下のものである。バインダー添加量としては充填作業性とマッドガン能力に基づいて調整されるが、閉塞材中、配合割合は８重量％〜３５重量％、好ましくは１０重量％〜２０重量％でその効果は充分である。
【００１１】
結合剤の補強として使用される軟化点２５０℃以上の粉末状の石炭ピッチとしては、例えばアドケムコ（株）の特殊ピッチＭＣＰ−２５０（軟化点２５０℃）、ＭＣＰ−３５０（軟化点３５０℃）等が挙げられる。粉末状の石炭ピッチとしては２５０℃以上の軟化点のものであればよいが、好ましくは２８０℃〜３５０℃の軟化点のものである。配合量としては、閉塞材中、１重量％〜１３重量％、好ましくは２重量％〜７重量％の割合とするとよい。１重量％未満であると耐浸食性および強度向上効果が十分でなく、１３重量％を越えると石炭ピッチからの揮発分総量が多くなるため緻密な組織が得られにくくなり、強度向上効果が低下するため好ましくない。
【００１２】
本発明の溶融金属出湯口閉塞材は、従来の無水コールタールをバインダーとして使用した閉塞材に、結合剤の補強として、軟化点２５０℃以上の粉末状の石炭ピッチを添加するものであり、使用時、出湯口周辺の炉の温度により焼成される過程において、従来の軟化点１３０℃以下の粉末状石炭ピッチや軟化点２３０℃以下の石油系ピッチに比較して、揮発分が約１／２と少なく、従来より高い固定炭素が残留し、閉塞材中のカーボンボンドを強化させることができるとともに、より緻密な組織を形成することができる。
【００１３】
その結果、閉塞材の低温側から高温側までの強度を向上させることができるので、溶銑、スラグに対する耐磨耗性が大幅に向上するとともに、閉塞材の組織内に均一に分布したカーボン量を増加させ緻密化させることができ、耐食性も向上し、長時間出銑を可能とするものである。また低温側の強度も向上することができるので、高温側と低温側の強度差も小さく、開孔時に亀裂が発生しにくく開孔難も発生しにくくなる。
【００１４】
【実施例】
以下、実施例により、本発明を詳細に説明する。
【００１５】
（実施例１）
下記の表１の実施例１の配合を、５０℃のミキサーで混練し、本発明品を得た。実施例１の配合における粉末石炭ピッチＡに代えて、従来粉末石炭ピッチＫを配合し、同様に、５０℃のミキサーで混練し、比較例１とした。
【００１６】
（実施例２）
下記の表１の実施例２の配合を、５０℃のミキサーで混練し、本発明品を得た。実施例２と配合における粉末石炭ピッチＢに代えて、従来粉末石油ピッチＮを配合し、同様に、５０℃のミキサーで混練し、比較例２とした。
【００１７】
実施例１、２、比較例１、２の閉塞材を、成形圧力４．９ＭＰａで４０×４０×１６０ｍｍのブロックに成形して供試体とし、それぞれ、８００℃、１５００℃の各温度で３時間還元焼成し、曲げ強さ（ＭＰａ）、見掛気孔率（％）をそれぞれ測定した。
【００１８】
また、耐食性試験としては、上記の８００℃で３時間還元焼成した供試体を使用し、回転アーク炉浸食試験法により、銑鉄＋スラグを浸食剤として用い、還元雰囲気下で１５５０℃−１０時間の浸食試験を行った。そして、浸食試験終了後に試料を切断し、浸食寸法を測定した。溶損指数は、比較例１で得られた溶融金属出湯口用閉塞材の浸食寸法を１００とした場合の指数で表した。
【００１９】
実施例１、２、比較例１、２の閉塞材を、実際の高炉の出湯口用閉塞材として用いた時の平均出銑時間および開孔難発生率を実炉使用結果とした。
実施例１、２、比較例１、２の閉塞材配合および測定結果を下記の表１に示す。
【００２０】
【表１】
0003613435.tif 000002
【００２１】
上記で使用した粉末状の石炭ピッチの性状を下記の表２に示す。
【００２２】
【表２】
0003613435.tif 000003
【００２３】
表１からわかるように、本発明品は、従来品に比較して、低温側から高温側までの強度が大幅に向上するとともに、組織が緻密化し耐食性を向上することがわかる。その結果、実炉において出銑時間が延長できるとともに、開孔難発生率も低下することができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の溶融金属出湯口用閉塞材は、低温側と高温側の強度差が小さく、耐摩耗性および耐食性が向上することにより、開孔時の開孔難が少なく、出銑時間を長時間にでき、高炉出銑口用、電気炉出湯口用閉塞材として有用である。