[发明专利]不定形耐火材料用粘合剂及不定形耐火材料

说明书

技术领域

本发明涉及用于窑炉的内衬、修补用的不定形耐火材料用粘合剂及不定形耐火材料。

背景技术

在以钢铁工艺为代表的各种高温工艺的窑炉的内衬耐火材料的粘合剂中，使用磷酸钠、硅酸钠、呋喃树脂、酚醛树脂、沥青、乳酸铝、铝酸钠、氧化硅溶胶、氧化铝溶胶、聚乙烯醇、甲基纤维素、羧甲基纤维素、硅酸乙酯、高铝水泥、水硬性氧化铝等许多的无机及有机化合物。

近年来，在耐火材料领域中，由于施工性的改善、修补的容易性等，不定形化有所进展，就连以往使用定形砖的与铁液、高温的熔渣接触的部位，也逐渐广泛使用不定形耐火材料。

在不定形耐火材料的制造中，不进行定形耐火材料的制造中可见的高压压制。因此，原料和粘合剂的特性很重要。其中，高铝水泥(主要构成化合物：CaO·Al₂O₃、CaO·2Al₂O₃、12CaO·7Al₂O₃)作为溜槽材料、铁液包材料、中间包(tundish)等耐火材料的粘合剂被用于广泛的用途中。

进而，还研究了含有除CaO-Al₂O₃以外的成分的氧化铝系粘合剂。例如日本特开昭52-148524号公报及日本特开昭58-26079号公报中，公开了以钡或锶和氧化铝为主体的耐火性高铝水泥制造用原料混合物。具体而言，它们是通过将碳酸盐及氯化物的混合物适当地进行热处理，从而获得的水泥制造用的原料混合物。

另外，窑业协会志(89，10，572-577，1981、伊藤等)中公开了在CaO-SrO-Al₂O₃系的水泥中添加市售的高纯度试剂并混合、烧成而试制的水泥，其表现出添加水而固化的性质。

发明内容

本发明要解决的问题如下所述。

现在，在寻求钢品质的提高的过程中，操作温度等条件变严格，另一方面，以往的粘合剂在高温下的耐腐蚀性等变得不充分。通常使用的以高铝水泥为代表的粘合剂存在如下问题：其与构成不定形耐火材料的耐火骨料成分相比，容易形成铁液、熔渣中的氧化铁和低熔物，从粘合剂的部分加剧了耐火材料的损耗、浸润，而无法充分发挥耐火骨料成分所具有的本来的耐用性。

附带说明，日本特开昭52-148524号公报中提供了以钡或锶和氧化铝为主体的耐火性高铝水泥制造用原料混合物，对利用其的熔块水硬性材料的强度等进行了研究，但压缩强度在制造后3天及7天时未充分地表现出来，在28天后才勉强表现出最大强度。

但是，对于通常的不定形耐火材料，多在1天后进行干燥和升温，并暴露于使用环境中，因此必须在24小时以内表现出最大的强度。因此，28天后才勉强表现出最大强度的粘合剂不适合作为不定形耐火材料用。

另外，上述公报完全没有公开在超过1000℃那样的高温下的特性，进而，对于高温铁液、熔渣的耐腐蚀性不清楚，丝毫没有示出适用于高温下的耐腐蚀性优异的不定形耐火材料的手段。

另外，日本特开昭58-26079号公报中提供了以铝酸锶为粘合剂的绝热性可浇铸调合物，虽然获得了具有高温下的强度的绝热材料，但由于是内衬于窑炉背面的绝热用途，因此窑炉的耐磨内衬(wear lining)所必须的特性即对于高温铁液、熔渣的耐腐蚀性不清楚。另外明确，使用铝酸锶作为粘合剂时，混炼中锶离子容易溶出，由此容易引起凝聚，不容易将以铝酸锶作为粘合剂的绝热性浇铸料进行混炼。

另外，窑业协会志(89，10，572-577，1981、伊藤等)中试制了CaO-SrO-Al₂O₃系的水泥，并示出了0.3～0.4mol的Sr置换量时固化体强度变得极大，但完全没有公开在超过1000℃那样的高温下的特性，仍然丝毫没有示出适用于高温下的耐腐蚀性优异的不定形耐火材料的手段。

由于以上的制约，现状是实际工业化的不定形用耐火材料用粘合剂使用的是以CaO·Al₂O₃为主体、并含有α-Al₂O₃或Cao·2Al₂O₃、12CaO·7Al₂O₃及各种添加剂的高铝水泥。