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JP2023088138A - mud material - Google Patents

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JP2023088138A JP2021202813A JP2021202813A JP2023088138A JP 2023088138 A JP2023088138 A JP 2023088138A JP 2021202813 A JP2021202813 A JP 2021202813A JP 2021202813 A JP2021202813 A JP 2021202813A JP 2023088138 A JP2023088138 A JP 2023088138A
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Abstract

【課題】孔深度の確保、孔切れの抑制、及び孔拡大の抑制という3つの要求特性をバランスよく満足することのできるマッド材を提供する。
【解決手段】カーボンブラックを含む耐火材料に、タール類及びレジンからなる結合剤と、前記レジンの硬化促進剤とを添加して混練してなるマッド材である。カーボンブラックの含有量は、耐火材料100質量%中に占める割合で5質量%以上12質量%以下、結合剤の添加量は、耐火材料100質量%に対する外掛けで12質量%以上22質量%以下、硬化促進剤の添加量は、レジン100質量%に対する外掛けで1質量%以上4質量%以下、かつ、レジンとタール類との質量比(レジン/タール類)は1以上4以下である。
【選択図】なし
A mud material is provided that satisfies three required properties in good balance: securing of hole depth, suppression of hole breakage, and suppression of hole enlargement.
The mud material comprises a refractory material containing carbon black, a binder comprising tars and a resin, and a curing accelerator for the resin, added and kneaded. The content of carbon black is 5% by mass or more and 12% by mass or less in 100% by mass of the refractory material, and the amount of the binder added is 12% by mass or more and 22% by mass or less in terms of the external weight of 100% by mass of the refractory material. The amount of the curing accelerator added is 1% by mass or more and 4% by mass or less with respect to 100% by mass of the resin, and the mass ratio of the resin to the tar (resin/tar) is 1 or more and 4 or less.
[Selection figure] None

Description

本発明は、高炉の出銑口に圧入充填してその出銑口を閉塞するマッド材に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mud material that is press-fitted into a tap hole of a blast furnace to close the tap hole.

高炉の操業において、出銑終了後の出銑口にマッド材を圧入充填してこれを閉塞する。そして所定時間(通常は2~5時間)経過後の出銑の際に、それまでの時間に炉熱で焼成されたマッド材をドリルで開孔して湯道を形成することが行われる。このようにマッド材をドリルで開孔して湯道を形成するときに、湯道が一定以上の長さ確保される必要がある。このような湯道の長さは孔深度と呼ばれている。 In the operation of a blast furnace, the tap hole is closed by press-fitting a mud material into the tap hole after the completion of tapping. Then, when the iron is tapped after a predetermined time (usually 2 to 5 hours) has passed, a runner is formed by drilling the mud material that has been fired by the heat of the furnace until then. When forming runners by drilling the mud material in this way, it is necessary to ensure that the runners have a certain length or more. The length of such a runner is called the hole depth.

また、ドリルによって湯道を形成する途中に、マッド材が脱落して湯道とは異なる部分から湯道へ溶銑やスラグが流入する場合がある。このような場合、ドリル先端が損耗して掘削できなくなる。この現象は孔切れと呼ばれている。 In addition, during the formation of the runner by the drill, the mud material may fall off and molten iron or slag may flow into the runner from a portion different from the runner. In such a case, the tip of the drill wears out and cannot be drilled. This phenomenon is called piercing.

また近年、出銑を行う際の出銑時間を延長することが求められているため、出銑中に溶銑やスラグによって湯道が削られて拡大しないようにする必要がある。出銑中に溶銑やスラグによって湯道が削られて拡大することは、孔拡大と呼ばれている。なお、出銑時間を延長するには、孔拡大を抑制することのほか孔切れを抑制し、更に孔深度を確保する必要がある。 Further, in recent years, there has been a demand for extending the tapping time during tapping, so it is necessary to prevent the runner from being eroded and enlarged by molten iron or slag during tapping. Enlargement of the runner due to scraping by molten iron or slag during tapping is called hole enlargement. In addition, in order to extend the tapping time, it is necessary to suppress not only hole enlargement but also hole breakage and secure a hole depth.

ところでマッド材の基本構成は、耐火材料に結合剤を添加して混練してなる練り土状の耐火物である。また、結合剤としてタール類を用いたタール系マッド材と、レジンを用いたレジン系マッド材とが知られており、更に、例えば特許文献1に開示されているように結合剤としてタール類とレジンを併用したマッド材も知られている。
タール類は展開性が高いが充填時、低温での強度が得られにくく、一方、レジンは高強度を発現するが展開性が低い。このように、タール類とレジンとは、相反する長所と短所を有するため、結合剤にタール類とレジンとを併用すれば、一方の短所を他方の長所で補うことができ、優れたマッド材が実現されやすいと考えられる。
By the way, the basic structure of the mud material is a kneaded refractory material obtained by adding a binder to a refractory material and kneading them. Further, a tar-based mud material using tars as a binder and a resin-based mud material using a resin are known. Mud materials using resin together are also known.
Tars have high spreadability, but it is difficult to obtain strength at low temperatures when filled. On the other hand, resin exhibits high strength but low spreadability. Thus, tars and resins have mutually contradictory advantages and disadvantages. Therefore, if tars and resins are used together as a binder, the disadvantages of one can be compensated for by the advantages of the other, making it an excellent mud material. is likely to be realized.

しかし、単に結合剤にタール類とレジンとを併用するだけでは、上述の孔深度の確保、孔切れの抑制、及び孔拡大の抑制という3つの要求特性をバランスよく満足するには十分ではなく、結果として出銑時間の延長も十分ではなかった。 However, simply using a combination of tars and resin as a binder is not sufficient to satisfy the three required properties of securing the above-mentioned pore depth, suppressing piercing, and suppressing pore enlargement in a well-balanced manner. As a result, the extension of the tapping time was not sufficient.

特開2008-100886号公報JP 2008-100886 A

本発明が解決しようとする課題は、孔深度の確保、孔切れの抑制、及び孔拡大の抑制という3つの要求特性をバランスよく満足することのできるマッド材を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a mud material that satisfies three required properties in good balance: securing of hole depth, suppression of hole breakage, and suppression of hole enlargement.

本発明者らが、結合剤にタール類とレジンとを併用したマッド材において上述の3つの要求特性をバランスよく満足するために、マッド材の構成について試験及び研究を重ねたところ、結合剤中のレジンとタール類との質量比を特定の範囲とすると共に、レジンの硬化促進剤を適量添加し、かつ耐火材料中のカーボンブラックの含有量を特定の範囲とすることが肝要であることを見出した。 The inventors of the present invention conducted repeated tests and studies on the composition of the mud material in order to satisfy the above-mentioned three required characteristics in a well-balanced manner in the mud material using a combination of tars and resin as a binder. It is important to keep the mass ratio of the resin and tars in a specific range, add an appropriate amount of curing accelerator for the resin, and keep the content of carbon black in the refractory material within a specific range. Found it.

すなわち、本発明の一観点によれば次のマッド材が提供される。
カーボンブラックを含む耐火材料に、タール類及びレジンからなる結合剤と、前記レジンの硬化促進剤とを添加して混練してなるマッド材であって、
前記カーボンブラックの含有量は、前記耐火材料100質量%中に占める割合で5質量%以上12質量%以下であり、
前記結合剤の添加量は、前記耐火材料100質量%に対する外掛けで12質量%以上22質量%以下であり、
前記硬化促進剤の添加量は、前記レジン100質量%に対する外掛けで1質量%以上4質量%以下であり、
かつ、前記レジンと前記タール類との質量比(レジン/タール類)が、1以上4以下である、マッド材。
That is, according to one aspect of the present invention, the following mud material is provided.
A mud material obtained by kneading a refractory material containing carbon black with a binder made of tars and a resin and a curing accelerator for the resin,
The content of the carbon black is 5% by mass or more and 12% by mass or less as a proportion of 100% by mass of the refractory material,
The amount of the binder to be added is 12% by mass or more and 22% by mass or less in terms of the external amount with respect to 100% by mass of the refractory material,
The amount of the curing accelerator to be added is 1% by mass or more and 4% by mass or less as an external amount with respect to 100% by mass of the resin,
The mud material, wherein the mass ratio of the resin and the tar (resin/tar) is 1 or more and 4 or less.

本発明によれば、孔深度の確保、孔切れの抑制、及び孔拡大の抑制という3つの要求特性をバランスよく満足することのできるマッド材を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a mud material that satisfies three required properties in good balance: securing of hole depth, suppression of hole breakage, and suppression of hole enlargement.

本発明のマッド材の基本構成は、カーボンブラックを含む耐火材料に、タール類及びレジンからなる結合剤と、レジンの硬化促進剤とを添加して混練してなるものである。そして上述の3つの要求特性をバランスよく満足するために、マッド材の充填時には炉内への展開性がよく、充填後すぐに強度を発現し、かつ溶銑やスラグの侵食に強いものとするとの観点から、マッド材としての具体的な構成を特定したものである。 The basic composition of the mud material of the present invention is obtained by kneading a refractory material containing carbon black with a binder consisting of tars and resin, and a curing accelerator for the resin. In order to satisfy the above-mentioned three required characteristics in a well-balanced manner, the mud material should spread well into the furnace when filled, exhibit strength immediately after filling, and be resistant to erosion by hot metal and slag. From this point of view, a specific configuration as a mud material is specified.

まず、本発明のマッド材は結合剤にタール類とレジンとを併用しているから、タール類のみを使用した場合よりも早く強度を発現し、レジンのみを使用した場合よりも充填中の展開性がよい。そして、レジンとタール類との質量比(レジン/タール類)を1以上4以下とすることで、強度の発現性と展開性をバランスさせている。また、レジンの硬化促進剤を添加していることから、溶銑やスラグに対する耐侵食性(以下「耐食性」という。)が向上する。更に、耐火材料中にカーボンブラックを適量含むことで、耐食性の低下を抑えつつ展開性を向上させることができる。以下、より具体的に説明する。 First, since the mud material of the present invention uses both tars and resins as binders, it develops strength earlier than when only tars are used, and expands during filling more quickly than when only resins are used. Good nature. By setting the mass ratio of the resin and the tar (resin/tar) to 1 or more and 4 or less, strength expression and developability are balanced. In addition, since a hardening accelerator for resin is added, corrosion resistance to hot metal and slag (hereinafter referred to as "corrosion resistance") is improved. Furthermore, by including an appropriate amount of carbon black in the refractory material, it is possible to improve spreadability while suppressing deterioration in corrosion resistance. More specific description will be given below.

本発明のマッド材において耐火材料は、カーボンブラックを5質量%以上12質量%以下含む。カーボンブラックの含有量が5質量%未満では、展開性が不十分となり孔深度を確保することができない。一方、カーボンブラックの含有量が12質量%を超えると、耐食性の低下が顕著となり孔拡大が顕著となる。カーボンブラックの含有量は、耐火材料100質量%中に占める割合で5質量%以上9質量%以下であることが好ましい。なお、十分な展開性を確保する観点から、カーボンブラックの粒径は0.075mm以下であることが好ましい。 In the mud material of the present invention, the refractory material contains 5% by mass or more and 12% by mass or less of carbon black. If the carbon black content is less than 5% by mass, the expandability is insufficient and the hole depth cannot be ensured. On the other hand, when the content of carbon black exceeds 12% by mass, corrosion resistance is remarkably lowered and pore enlargement is remarkably caused. The content of carbon black is preferably 5% by mass or more and 9% by mass or less based on 100% by mass of the refractory material. From the viewpoint of ensuring sufficient spreadability, the particle size of carbon black is preferably 0.075 mm or less.

カーボンブラック以外の耐火材料としては、一般的なマッド材と同様に、例えば、ろう石、ムライト、カオリン、粘土、シャモット、セリサイト、シリマナイト、アンダリューサイト等のアルミナシリカ質原料、ボーキサイト、ダイアスポア、ばん土頁岩、電融アルミナ、焼結アルミナ、仮焼アルミナ、焼結スピネル、電融スピネル等のアルミナ質原料、珪石、シリカフラワー、溶融シリカ等のシリカ質原料、鱗状黒鉛、土状黒鉛、コークス等のカーボン質原料、その他、炭化珪素、窒化珪素、窒化珪素鉄、ジルコン、ジルコニア、マグネシア、クロム鉱、ドロマイトクリンカー、石灰、フェロシリコン、及びペレットからなる群から選択される1種以上を用いることができる。 Refractory materials other than carbon black include alumina siliceous raw materials such as roseite, mullite, kaolin, clay, chamotte, sericite, sillimanite, andalusite, bauxite, diaspore, and the like, as well as general mud materials. Alumina raw materials such as sand shale, fused alumina, sintered alumina, calcined alumina, sintered spinel, and fused spinel, siliceous raw materials such as silica, silica flour, and fused silica, scale graphite, earthy graphite, coke and other carbonaceous raw materials, and in addition, one or more selected from the group consisting of silicon carbide, silicon nitride, silicon iron nitride, zircon, zirconia, magnesia, chromium ore, dolomite clinker, lime, ferrosilicon, and pellets. can be done.

カーボンブラック以外の耐火材料は、密充填組織が得られるようにすること、及び良好な作業性が得られるようにすること等を目的として、粗粒域、中粒域、及び微粒域に粒度調整される。具体的には、耐火材料は、JIS-Z8801に規定する標準ふるいを用いた測定で、粒径1mmを超えるものが10~30質量%を、粒径0.075mm以下のものが40~70質量%を、粒径0.075mmを超え1mm以下ものが残部を構成するように粒度調整することが好ましい。なお、上述のJIS-Z8801の標準ふるいでのマッド材を構成する粒子の粒度測定においては、平織のふるいを使用する。また、ふるい分け試験はJIS-Z8815に準拠して行い、試験方法は乾式の機械ふるい分けとする。 For refractory materials other than carbon black, the particle size is adjusted to coarse, medium, and fine grains for the purpose of obtaining a densely packed structure and good workability. be done. Specifically, the refractory material has a particle size of 10 to 30% by mass, and a particle size of 0.075 mm or less, measured using a standard sieve specified in JIS-Z8801. % is preferably adjusted so that particles having a particle size of more than 0.075 mm and 1 mm or less constitute the remainder. A plain weave sieve is used in the particle size measurement of the particles constituting the mud material using the standard sieve of JIS-Z8801. Further, the sieving test is performed in accordance with JIS-Z8815, and the test method is dry mechanical sieving.

本発明のマッド材は、上述の耐火材料に、タール類及びレジンからなる結合剤と、レジンの硬化促進剤とを添加して混練してなる。結合剤の添加量は、耐火材料100質量%に対する外掛けで12質量%以上22質量%以下である。結合剤の添加量が12質量%未満である場合、マッド材の強度発現が遅くなるため孔切れが起こりやすくなり、また孔深度の延長もし難くなる。結合剤の添加量が22質量%を超える場合、タール類が燃焼後に揮発する成分が多いことから、高温下においてマッド材の組織が多孔質になり、マッド材の溶銑やスラグに対する耐久性が悪く孔拡大が起こりやすくなる。
なお、本発明においてタール類及びレジンの両方を溶解する相溶性溶剤や従前より用いられるレジンの溶剤を用いる場合、その相溶性溶剤やレジンの溶剤の添加量は、結合剤の添加量に含まれるものとし、より具体的にはレジンの添加量に含まれるものとする。言い換えれば、相溶性溶剤やレジンの溶剤はレジンに含まれるものとする。したがって、本発明のマッド材において結合剤は、実質的にタール類及びレジンのみからなる。
The mud material of the present invention is obtained by adding a binder composed of tars and resin, and a resin hardening accelerator to the above-described refractory material and kneading the mixture. The amount of the binder added is 12% by mass or more and 22% by mass or less in terms of external weight with respect to 100% by mass of the refractory material. If the amount of the binder added is less than 12% by mass, the development of the strength of the mud material is delayed, so that the holes are likely to break and it becomes difficult to extend the depth of the holes. If the amount of the binder added exceeds 22% by mass, the structure of the mud material becomes porous at high temperatures, and the durability of the mud material against hot metal and slag is poor because a large amount of tars volatilizes after combustion. Pore enlargement is more likely to occur.
In the present invention, when a compatible solvent that dissolves both the tars and the resin or a conventionally used resin solvent is used, the amount of the compatible solvent or resin solvent added is included in the amount of the binder added. More specifically, it shall be included in the amount of resin added. In other words, the compatible solvent and resin solvent are included in the resin. Therefore, in the mud material of the present invention, the binder consists essentially of tars and resin.

なお、本発明のマッド材において相溶性溶剤は、例えば、多価アルコールとジカルボン酸メチルエステルとの混合物を使用できる。多価アルコールとしては、例えば、モノエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等のエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、及びグリセリンよりなる群から選択される1種以上を使用できる。ジカルボン酸メチルエステルとしては、例えば、マロン酸ジメチル、コハク酸ジメチル、グルタル酸ジメチル、アジピン酸ジメチルよりなる群から選択される1種以上を使用できる。 In the mud material of the present invention, the compatible solvent can be, for example, a mixture of polyhydric alcohol and dicarboxylic acid methyl ester. As the polyhydric alcohol, for example, one or more selected from the group consisting of ethylene glycol such as monoethylene glycol, diethylene glycol and triethylene glycol, propylene glycol, polypropylene glycol, and glycerin can be used. As the dicarboxylic acid methyl ester, for example, one or more selected from the group consisting of dimethyl malonate, dimethyl succinate, dimethyl glutarate, and dimethyl adipate can be used.

また、レジンの硬化促進剤の添加量は、レジン100質量%に対する外掛けで1質量%以上4質量%以下である。硬化促進剤の添加量が1質量%未満では、マッド材の緻密化が不十分となり耐食性が低下することから孔拡大が顕著となる。一方、硬化促進剤の添加量が4質量%を超えると、レジンの硬化が早くなりすぎて孔深度を確保できなくなる。マッド材のマッドガン内での安定性、熱間での組織安定性を考慮すると、レジンの硬化促進剤の添加量はレジン100質量%に対する外掛けで1.4質量%以上2質量%以下とすることが好ましい。レジンの硬化促進剤としてはヘキサミン、エポキシ樹脂、イソシアネート等を用いることができる。 In addition, the amount of the resin curing accelerator to be added is 1% by mass or more and 4% by mass or less in terms of the amount added relative to 100% by mass of the resin. If the amount of the hardening accelerator added is less than 1% by mass, the densification of the mud material becomes insufficient and the corrosion resistance decreases, resulting in conspicuous pore enlargement. On the other hand, if the amount of the curing accelerator added exceeds 4% by mass, the resin cures too quickly and the hole depth cannot be ensured. Considering the stability of the mud material in the mud gun and the structural stability in hot conditions, the amount of the curing accelerator added to the resin should be 1.4% by mass or more and 2% by mass or less based on 100% by mass of the resin. is preferred. Hexamine, epoxy resin, isocyanate, or the like can be used as a resin curing accelerator.

本発明のマッド材において結合剤中のレジンとタール類との質量比(レジン/タール類)は1以上4以下である。質量比が1未満では、充填後の強度発現が不十分となり孔切れが発生しやすくなる。一方、質量比が4を超えると、展開性が低下して孔深度を確保できなくなると共に、耐食性も低下して孔拡大が発生しやすくなる。質量比は1以上2.4以下であることが好ましい。 In the mud material of the present invention, the mass ratio (resin/tar) of resin and tar in the binder is 1 or more and 4 or less. If the mass ratio is less than 1, the strength development after filling is insufficient, and piercing is likely to occur. On the other hand, if the mass ratio is more than 4, the spreadability is lowered, and the hole depth cannot be secured, and the corrosion resistance is also lowered, so that the holes are likely to expand. The mass ratio is preferably 1 or more and 2.4 or less.

ここで、レジンとしては、例えばフェノールレジン、フランレジン、尿素レジン、メラミンレジン、キシレンレジン、エポキシレジン等が挙げられる。フェノールレジンは、ノボラック型、レゾール型いずれも使用できる。レジンとしてフェノールレジンを用いる場合、その硬化促進剤としてはヘキサミンを用いることが好ましい。
一方、タール類としては、例えばコールタール、石油タール、木タール、ケツ岩タール(油ケツ岩の乾留生成油)、アスファルト、及びピッチ等からなる群から選択される1種以上を用いることができる。なお、タール類としては、60℃における粘度が200mPa・s以上2000mPa・s以下のものを用いることが好ましい。60℃における粘度が200mPa・s未満である場合、タール類の燃焼後の残留炭素が少なくなり、マッド材の溶銑やスラグに対する耐久性が悪く孔拡大が起こりやすくなる。また、60℃における粘度が2000mPa・s超である場合、強度を得るためにマッド材へのタール類の添加量を60℃における粘度が200mPa・s以上2000mPa・s以下のものよりも増やす必要がある。タール類は燃焼後に揮発する成分が多いため、高温下においてマッド材の組織が多孔質になり、マッド材の溶銑やスラグに対する耐久性が悪く孔拡大が起こりやすくなる。
Examples of resins include phenol resins, furan resins, urea resins, melamine resins, xylene resins, and epoxy resins. Both novolak type and resol type phenol resins can be used. When a phenol resin is used as the resin, it is preferable to use hexamine as the curing accelerator.
On the other hand, as tars, for example, one or more selected from the group consisting of coal tar, petroleum tar, wood tar, shale tar (oil produced by dry distillation of oil shale), asphalt, and pitch can be used. . As the tars, it is preferable to use those having a viscosity of 200 mPa·s or more and 2000 mPa·s or less at 60°C. If the viscosity at 60° C. is less than 200 mPa·s, the amount of residual carbon after combustion of tars is reduced, and the resistance of the mud material to hot metal and slag is poor, and pore enlargement is likely to occur. In addition, when the viscosity at 60°C exceeds 2000 mPa·s, it is necessary to increase the amount of tars added to the mud material in order to obtain strength, compared to those with a viscosity at 60°C of 200 mPa·s or more and 2000 mPa·s or less. be. Since many tars volatilize after combustion, the structure of the mud material becomes porous at high temperatures, and the resistance of the mud material to hot metal and slag is poor, and pores are likely to expand.

以上のように、本発明のマッド材においては、結合剤中のレジンとタール類との質量比を特定の範囲とすると共に、レジンの硬化促進剤を適量添加し、かつ耐火材料中のカーボンブラックの含有量を特定の範囲とすることで、孔深度の確保、孔切れの抑制、及び孔拡大の抑制という3つの要求特性をバランスよく満足することができる。 As described above, in the mud material of the present invention, the mass ratio of the resin and tars in the binder is set within a specific range, a suitable amount of resin curing accelerator is added, and carbon black in the refractory material is added. By setting the content of is within a specific range, it is possible to satisfy the three required properties in a well-balanced manner: ensuring hole depth, suppressing hole breakage, and suppressing hole enlargement.

表1に示す配合よりなる各例のマッド材について、強度発現性、可塑性及び耐食性を評価し、これらの評価結果に基づいて総合評価を行った。
なお、表1中、カーボンブラック以外の耐火材料としては、一般的なマッド材と同様に、ろう石、炭化珪素、電融アルミナ、粘土等を使用した。また、レジンとしてはノボラック型フェノールレジンを使用し、硬化促進剤としてはヘキサミンを使用した。また、タール類としては、60℃における粘度が200mPa・s以上400mPa・s以下のものを使用した。粘度の測定方法はJISZ8803に従い、60℃時点のタールについてB型粘度計を使用して測定した。
The strength development, plasticity and corrosion resistance of the mud material of each example having the composition shown in Table 1 were evaluated, and a comprehensive evaluation was made based on these evaluation results.
In addition, in Table 1, refractory materials other than carbon black include pyrophyllite, silicon carbide, electrofused alumina, clay, and the like, similarly to general mud materials. A novolac type phenol resin was used as the resin, and hexamine was used as the curing accelerator. Tars having a viscosity of 200 mPa·s or more and 400 mPa·s or less at 60° C. were used. According to JISZ8803, the viscosity was measured using a Brookfield viscometer for tar at 60°C.

Figure 2023088138000001
Figure 2023088138000001

強度発現性、可塑性及び耐食性、並びに総合評価の評価方法及び評価基準は以下の通りである。
<強度発現性>
窒素雰囲気下にした電気炉を予め300℃に昇温し、φ35×30mmのマッド材を炉内に静置し、35分経過後に取り出し、圧縮試験機で強度測定を行った。そして、その強度測定値が20MPa以上40MPa以下の場合を◎(優良)、3MPa以上20MPa未満の場合を〇(良好)、3MPa未満の場合を×(低)(不良)、40MPa超の場合を×(高)(不良)とした。この強度測定値が高いほど、マッド材の充填後すぐに強度を発現するということであり、特に孔切れの抑制に寄与する。
Evaluation methods and evaluation criteria for strength development, plasticity, corrosion resistance, and comprehensive evaluation are as follows.
<Strength expression>
An electric furnace under a nitrogen atmosphere was previously heated to 300° C., and a φ35×30 mm mud material was placed in the furnace, taken out after 35 minutes, and strength was measured with a compression tester. Then, when the strength measurement value is 20 MPa or more and 40 MPa or less, ◎ (excellent), 3 MPa or more and less than 20 MPa, O (good), less than 3 MPa, x (low) (poor), and more than 40 MPa, x. (High) (Poor). The higher the measured strength value, the more the strength is developed immediately after filling with the mud material, which contributes particularly to the suppression of hole breakage.

<可塑性>
マッド材1kgを250℃で3h加熱し、マーシャル試験機にて押出し圧力値を測定した。そして、その押出し圧力値が3MPa以下の場合を〇(良好)、3MPa超の場合を×(不良)とした。この押出し圧力値が低いほど可塑性に優れ、マッド材の充填時に炉内への展開性がよいということであり、特に孔深度の確保に寄与する。
<Plasticity>
1 kg of the mud material was heated at 250° C. for 3 hours, and the extrusion pressure value was measured with a Marshall tester. Then, when the extrusion pressure value was 3 MPa or less, it was evaluated as ◯ (good), and when it exceeded 3 MPa, it was evaluated as x (poor). The lower the extrusion pressure value, the better the plasticity, and the better the spreadability into the furnace when the mud material is filled, which contributes particularly to ensuring the hole depth.

<耐食性>
マッド材を7MPaで加圧成形した後、500℃加熱のベーキング処理を行って得た試験片を、高炉スラグを侵食剤とする小型回転炉に内張りし、1600℃×5時間の侵食試験を行った。なお、侵食試験中30分毎に侵食剤を交換(10回)した。侵食試験後、試験片の溶損寸法(最大溶損部位)を測定し、比較例2の溶損寸法を100とする耐食性指数を求めた。そして、その耐食性指数が70未満の場合を◎(優良)、70以上100未満の場合を〇(良好)、100以上の場合を×(不良)とした。この耐食性指数が小さいほど耐食性に優れているということであり、特に孔拡大の抑制に寄与する。
<Corrosion resistance>
After molding the mud material under pressure at 7 MPa, a test piece obtained by baking at 500° C. was lined in a small rotary furnace using blast furnace slag as an erosion agent, and an erosion test was performed at 1600° C. for 5 hours. rice field. The erosion agent was replaced (10 times) every 30 minutes during the erosion test. After the corrosion test, the eroded dimension (maximum eroded portion) of the test piece was measured, and the corrosion resistance index was calculated with the eroded dimension of Comparative Example 2 being 100. When the corrosion resistance index was less than 70, it was evaluated as ⊚ (excellent); The smaller the corrosion resistance index, the better the corrosion resistance, which contributes particularly to the suppression of pore enlargement.

<総合評価>
強度発現性及び耐食性の評価が両方とも◎(優良)でかつ可塑性の評価が〇(良好)の場合を◎(優良)、強度発現性及び耐食性の評価の少なくとも一方の評価が〇(良好)でかつ強度発現性、可塑性及び耐食性の評価に×(不良)の評価がない場合を〇(良)、強度発現性、可塑性及び耐食性の評価のうち少なくとも一つの評価が×(不良)の場合を×(不良)とした。
<Comprehensive evaluation>
◎ (excellent) when both the evaluation of strength development and corrosion resistance are ◎ (excellent) and the evaluation of plasticity is 〇 (good), and at least one evaluation of strength development and corrosion resistance is 〇 (good). And when there is no evaluation of × (poor) in the evaluation of strength development, plasticity and corrosion resistance, 〇 (good), and when at least one evaluation of strength development, plasticity and corrosion resistance is × (poor) (defective).

表1中、実施例1~3は、いずれも本発明の範囲内にあるマッド材であり、総合評価は◎(優良)又は〇(良好)となり、良好な結果が得られた。すなわち、実施例1~3のマッド材によれば、孔深度の確保、孔切れの抑制、及び孔拡大の抑制という3つの要求特性をバランスよく満足することができるといえる。なかでもカーボンブラックの含有量、硬化促進剤の添加量、及びレジンとタール類との質量比(レジン/タール類)がいずれも好ましい範囲内にある実施例1は総合評価が◎(優良)となり、特に良好な結果が得られた。 In Table 1, Examples 1 to 3 are all mud materials within the scope of the present invention, and the overall evaluation was ⊚ (excellent) or ◯ (good), and good results were obtained. That is, according to the mud materials of Examples 1 to 3, it can be said that the three required properties of securing hole depth, suppressing hole breakage, and suppressing hole enlargement can be satisfied in a well-balanced manner. Among them, Example 1, in which the content of carbon black, the amount of curing accelerator added, and the mass ratio of resin and tar (resin/tar) are all within the preferable range, received an overall evaluation of ⊚ (excellent). , gave particularly good results.

比較例1はカーボンブラックの含有量が少なすぎる例である。可塑性の評価が×(不良)となった。そのため、孔深度を確保することができない。
一方、比較例2はカーボンブラックの含有量が多すぎる例である。耐食性の評価が×(不良)となった。そのため、孔拡大を抑制することができない。
Comparative Example 1 is an example in which the carbon black content is too small. Evaluation of plasticity was x (poor). Therefore, the hole depth cannot be ensured.
On the other hand, Comparative Example 2 is an example in which the content of carbon black is too large. The evaluation of corrosion resistance was x (poor). Therefore, pore enlargement cannot be suppressed.

比較例3は結合剤の添加量が少なすぎる例である。強度発現性の評価が×(低)(不良)となると共に可塑性の評価が×(不良)となった。そのため、孔切れを抑制することができず、孔深度を確保することもできない。
一方、比較例4は結合剤の添加量が多すぎる例である。耐食性の評価が×(不良)となった。そのため、孔拡大を抑制することができない。
Comparative Example 3 is an example in which the amount of binder added is too small. The evaluation of strength development was x (low) (poor) and the evaluation of plasticity was x (poor). Therefore, it is not possible to suppress the breakage of the hole, and it is also impossible to ensure the depth of the hole.
On the other hand, Comparative Example 4 is an example in which the amount of binder added is too large. The evaluation of corrosion resistance was x (poor). Therefore, pore enlargement cannot be suppressed.

比較例5は質量比(レジン/タール類)が低すぎる例である。強度発現性の評価が×(低)(不良)となった。そのため、孔切れを抑制することができない。
一方、比較例6は質量比(レジン/タール類)が高すぎる例である。強度発現性の評価が×(高)(不良)となると共に可塑性及び耐食性の評価が×(不良)となった。そのため、孔深度を確保することができず、孔切れ及び孔拡大を抑制することもできない。
Comparative Example 5 is an example in which the mass ratio (resin/tars) is too low. The evaluation of strength development was x (low) (poor). Therefore, breakage cannot be suppressed.
On the other hand, Comparative Example 6 is an example in which the mass ratio (resin/tars) is too high. The evaluation of strength development was x (high) (poor) and the evaluation of plasticity and corrosion resistance was x (poor). Therefore, the hole depth cannot be ensured, and hole breakage and hole enlargement cannot be suppressed.

比較例7は硬化促進剤の添加量が少なすぎる例である。耐食性の評価が×(不良)となった。そのため、孔拡大を抑制することができない。
一方、比較例8は硬化促進剤の添加量が多すぎる例である。強度発現性の評価が×(高)(不良)となると共に可塑性の評価が×(不良)となった。そのため、孔深度を確保することができない。
Comparative Example 7 is an example in which the amount of the curing accelerator added is too small. The evaluation of corrosion resistance was x (poor). Therefore, pore enlargement cannot be suppressed.
On the other hand, Comparative Example 8 is an example in which the amount of the curing accelerator added is too large. The evaluation of strength development was x (high) (poor) and the evaluation of plasticity was x (poor). Therefore, the hole depth cannot be ensured.

Claims (3)

カーボンブラックを含む耐火材料に、タール類及びレジンからなる結合剤と、前記レジンの硬化促進剤とを添加して混練してなるマッド材であって、
前記カーボンブラックの含有量は、前記耐火材料100質量%中に占める割合で5質量%以上12質量%以下であり、
前記結合剤の添加量は、前記耐火材料100質量%に対する外掛けで12質量%以上22質量%以下であり、
前記硬化促進剤の添加量は、前記レジン100質量%に対する外掛けで1質量%以上4質量%以下であり、
かつ、前記レジンと前記タール類との質量比(レジン/タール類)が、1以上4以下である、マッド材。
A mud material obtained by kneading a refractory material containing carbon black with a binder made of tars and a resin and a curing accelerator for the resin,
The content of the carbon black is 5% by mass or more and 12% by mass or less as a proportion of 100% by mass of the refractory material,
The amount of the binder to be added is 12% by mass or more and 22% by mass or less in terms of the external amount with respect to 100% by mass of the refractory material,
The amount of the curing accelerator to be added is 1% by mass or more and 4% by mass or less as an external amount with respect to 100% by mass of the resin,
The mud material, wherein the mass ratio of the resin and the tar (resin/tar) is 1 or more and 4 or less.
前記タール類は、60℃における粘度が200mPa・s以上2000mPa・s以下である、請求項1に記載のマッド材。 2. The mud material according to claim 1, wherein said tar has a viscosity at 60[deg.] C. of 200 mPa.s or more and 2000 mPa.s or less. 前記レジンはフェノールレジンであり、前記硬化促進剤はヘキサミンである、請求項1又は2に記載のマッド材。 3. The mud material according to claim 1, wherein said resin is a phenolic resin and said curing accelerator is hexamine.
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