JP2003104781A

JP2003104781A - 不定形耐火物

Info

Publication number: JP2003104781A
Application number: JP2001303007A
Authority: JP
Inventors: Osamu Nomura; 修野村; Ryosuke Nakamura; 良介中村
Original assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Current assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2003-04-09

Abstract

(57)【要約】【課題】ミキサーへの投入時の粉塵発生をなくし、包
装材料の廃棄処理を不要とする不定形耐火物を提供す
る。【解決手段】水溶性包装材料に収容されてなる不定形
耐火物。水溶性包装材料の材質としては、両性有機高分
子化合物、アニオン性有機高分子化合物、カチオン性有
機高分子化合物、ヒドロキシル基含有有機高分子化合物
が好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶銑、溶鋼等の各
種溶融金属容器の内張り施工や補修に使用される不定形
耐火物に関するものであり、より詳細には、この耐火材
料が収容されてなる包装材料の廃棄処理を不要とする不
定形耐火物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、溶融金属容器の内張り等に使用さ
れている不定形耐火物は、紙製や布製の包装材料に収容
されて流通している。不定形の耐火材料は、使用時にお
いて紙製や布製の包装材料から取り出され、ミキサーに
投入されて、水と共に混練してなる混練物（以下、施工
用混練物ともいう）として流し込み、吹付け、こて塗り
によるコーティング、圧入などの施工法によって成形さ
れ、施工物とされる。さらに、施工物は乾燥されて、炉
の使用温度であるおよそ１０００〜１７００℃程度まで
昇温される。しかしながら、不定形耐火物を包装材料か
ら取りだしミキサーに投入するとき、粉塵が大量に発生
し、作業環境は決して良いものではなかった。また、不
定形耐火物を取り出した後の紙製や布製の包装材料は不
要となり、該包装材料を廃棄物として処理しなければな
らず、そのため処理コストは大きなものであった。

【０００３】特に、不定形耐火物は、溶銑炉や溶綱炉等
の大型設備に使用されることが多く、この場合には、多
量の不定形耐火物を必要とすることから、ミキサーに投
入するときの粉塵発生量は多く、包装材料の廃棄量も莫
大なものとなっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みてなされたものであり、ミキサーへの投入時の粉
塵発生をなくし、包装材料の廃棄処理を不要とする不定
形耐火物を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者等は鋭意検討し
た結果、不定形耐火物の包装材料を特定のもの（水溶性
材料）とすることによって、粉塵発生をなくし、この包
装材料の廃棄を不要とする本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の技術的構成およびその作用効果は以
下の通りである。

【０００６】請求項１に係る不定形耐火物は、水溶性包
装材料に収容されてなる。このような構成によれば、水
溶性包装材料に収容されてなる不定形耐火物をそのまま
ミキサーに投入すれば、粉塵が発生することなく、水と
共に混練することによって包装材料が水に溶解するの
で、包装材料の廃棄を必要とすることなく施工用混練物
を得ることができる。従って、本発明によれば、ミキサ
ー投入時の粉塵発生がなく、包装材料の廃棄を必要とし
ない不定形耐火物とすることができる。

【０００７】請求項２に係る不定形耐火物は、前記水溶
性包装材料が、両性有機高分子化合物、アニオン性有機
高分子化合物、カチオン性有機高分子化合物およびヒド
ロキシル基含有有機高分子化合物からなる群から選ばれ
る少なくとも１種よりなる材料であることを特徴として
いる。このような構成によれば、前掲の水溶性包装材料
が水溶性であるため、開封することなくミキサーに投入
しても、この包装材料が混練水に溶解する。そして溶出
した成分が有機成分であるので、不定形耐火物の施工物
が乾燥され、炉の使用温度であるおよそ１０００℃〜１
７００℃まで昇温される過程で、溶出成分は、概ね熱分
解する。よって、包装を破る作業および包装材料の廃棄
処理を不要とするとともに、所望の施工物を確実に得る
ことのできる不定形耐火物とすることができる。

【０００８】また、本発明者らは、前記不定形耐火物
が、キャスタブル耐火物、吹付け材、コーティング材、
圧入材のいずれかであることによって、包装を破る作業
および包装材料の廃棄処理を不要としながら、施工物を
確実に得ることができることを見出した。よって、請求
項３に係る不定形耐火物は、キャスタブル耐火物、吹付
け材、コーティング材、圧入材のいずれかであることを
特徴としている。

【０００９】さらに、本発明者らは、前記不定形耐火物
が、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｃｒ₂Ｏ₃、
ＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂、ＳｉＣ、Ｃからなる群から選ばれる
少なくとも１種を含有することによって、包装を破る作
業および包装材料の廃棄処理を不要としながら、施工物
を確実に得ることができることを見出した。よって、請
求項４に係る不定形耐火物は、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、Ｃ
ａＯ、Ｃｒ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、ＭｇＯ、ＺｒＯ₂、ＳｉＣ、
Ｃからなる群から選ばれる少なくとも１種を含有するこ
とを特徴としている。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、詳細に本発明を説明する。
本発明の不定形耐火物は、水溶性の包装材料に収容され
ていることを要件とする。水溶性の包装材料の材質とし
ては、例えばゼラチン，カゼイン等の両性有機高分子化
合物；ポリアクリル酸，ポリスチレンスルホン酸，カル
ボキシメチルセルロース，アルギン酸等のアニオン性有
機高分子化合物；ポリビニルピロリドン，ポリアクリル
アミド等のカチオン性有機高分子化合物；ポリビニルア
ルコール，ヒドロキシエチルセルロース，ヒドロキシプ
ロピルセルロース，ペクチン等のヒドロキシル基含有有
機高分子化合物等が挙げられる。

【００１１】最も好ましくはポリビニルアルコール（以
下、ＰＶＡともいう）であり、単独重合体、共重合体、
及び後反応により官能基が導入された変性ポリビニルア
ルコール等のポリビニルアルコール等が挙げられる。好
ましくはＰＶＡの粘度平均重合度（以下、重合度と略記
する）は２００〜５００であり、２３０〜４７０が好ま
しく、２５０〜４５０が特に好ましい。

【００１２】なお、ＰＶＡの重合度（Ｐ）はＪＩＳ−Ｋ
６７２６に準じて測定される。すなわち、ＰＶＡを再鹸
化し、精製した後、３０℃の水中で測定した極限粘度
［η］（dl／g）から次式により求められるものであ
る。Ｐ＝（［η］×１０００／８．２９）^(1/0.62)重合
度が上記範囲にある時、本発明の目的がより好適に達せ
られる。

【００１３】本発明の包装材料に用いられるＰＶＡの鹸
化度は９０〜９９．９９モル％が好ましく、より好まし
くは９２〜９９．９８モル％、更により好ましくは９３
〜９９．９７モル％、最も好ましくは９４〜９９．９６
モル％である。鹸化度が９０モル％未満の場合にはＰＶ
Ａの熱安定性が悪く、熱分解やゲル化が生じやすく、後
述する共重合モノマーの種類によってはＰＶＡの水溶液
への溶解性が低下し、本発明で目的とする水溶性包装材
料を得ることができない場合がある。一方、鹸化度が９
９．９９モル％よりも大きいＰＶＡは安定に製造しにく
くなる傾向がある。

【００１４】ＰＶＡの融点は１６０〜２３０℃であるの
が好ましく、より好ましくは１７０〜２２７℃、更によ
り好ましくは１７５〜２２４℃、最も好ましくは１８０
〜２２０℃である。融点が１６０℃未満の場合には、Ｐ
ＶＡの結晶性が低下し十分な強度を有する包装材料が得
られにくい。一方、融点が２３０℃を越えると包装材料
を安定に製造しにくくなる。

【００１５】ＰＶＡの融点は、ＤＳＣを用いて、窒素
中、昇温速度１０℃／分で２５０℃まで昇温後、室温ま
で冷却し、再度昇温速度１０℃／分で２５０℃まで昇温
した場合のＰＶＡの融点を示す吸熱ピークのピークトッ
プの温度を意味する。

【００１６】ＰＶＡは、ビニルエステル系重合体のビニ
ルエステル単位を鹸化することにより得られる。ビニル
エステル単位をポリマー中に導入するためのビニル化合
物単量体としては、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオ
ン酸ビニル、バレリン酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラ
ウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニ
ル、ピバリン酸ビニルおよびバーサティック酸ビニル等
が挙げられ、これらの中でもＰＶＡを得る点からは酢酸
ビニルが好ましい。

【００１７】ＰＶＡは、ビニルアルコール単位及びビニ
ルエステル単位以外の単量体単位を含有していることが
好ましい。このような単位としては、エチレン、プロピ
レン、１−ブテン、イソブテン、１−ヘキセン等のα−
オレフィン類、アクリル酸およびその塩、アクリル酸メ
チル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、ア
クリル酸ｉ−プロピル等のアクリル酸エステル類、メタ
クリル酸およびその塩、メタクリル酸メチル、メタクリ
ル酸エチル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸
ｉ−プロピル等のメタクリル酸エステル類、アクリルア
ミド、Ｎ−メチルメタクリルアミド、ｎ−エチルメタク
リルアミド等のメタクリルアミド誘導体、メチルビニル
エーテル、エチルビニルエーテル、ｎ−プロピルビニル
エーテル、ｉ−プロピルビニルエーテル、ｎ−ブチルビ
ニルエーテル等のビニルエーテル類、エチレングリコー
ルビニルエーテル、１，３−プロパンジオールビニルエ
ーテル、１，４−ブタンジオールビニルエーテル等のヒ
ドロキシ基含有のビニルエーテル類、アリルアセテー
ト、プロピルアリルエーテル、ブチルアリルエーテル、
ヘキシルアリルエーテル等のアリルエーテル類、オキシ
アルキレン基を有する単量体、ビニルトリメトキシシラ
ン等のビニルシラン類、酢酸イソプロペニル、３−ブテ
ン−１−オール、４−ペンテン−１−オール、５−ヘキ
セン−１−オール、７−オクテン−１−オール、９−デ
セン−１−オール３−メチル−３−ブテン−１−オール
等のヒドロキシ基含有のα−オレフィン類、フマール
酸、マレイン酸、イタコン酸、無水マレイン酸、無水フ
タル酸、無水トリメリット酸または無水イタコン酸等に
由来するカルボキシル基を有する単量体；エチレンスル
ホン酸、アリルスルホン酸、メタアリルスルホン酸、２
−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸等に
由来するスルホン酸基を有する単量体；ビニロキシエチ
ルトリメチルアンモニウムクロライド、ビニロキシメチ
ルジエチルアミン、Ｎ−アクリルアミドメチルトリメチ
ルアンモニウムクロライド、Ｎ−アクリルアミドジメチ
ルアミン、アリルトリメチルアンモニウムクロライド、
メタアリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジメチ
ルアリルアミン、アリルエチルアミン等に由来するカチ
オン基を有する単量体が挙げられる。これらの単量体の
含有量は、２５モル％以下とすることが好ましい。

【００１８】これらの単量体の中でも、入手のしやすさ
などからエチレン、プロピレン、１−ブテン、イソブテ
ン、１−ヘキセン等のα−オレフィン類、メチルビニル
エーテル、エチルビニルエーテル、ｎ−プロピルビニル
エーテル、ｉ−プロピルビニルエーテル、ｎ−ブチルビ
ニルエーテル等のビニルエーテル類、エチレングリコー
ルビニルエーテル、１，３−プロパンジオールビニルエ
ーテル、１，４−ブタンジオールビニルエーテル等のヒ
ドロキシ基含有のビニルエーテル類、アリルアセテー
ト、プロピルアリルエーテル、ブチルアリルエーテル、
ヘキシルアリルエーテル等のアリルエーテル類、オキシ
アルキレン基を有する単量体、３−ブテン−１−オー
ル、４−ペンテン−１−オール、５−ヘキセン−１−オ
ール、７−オクテン−１−オール、９−デセン−１−オ
ール、３−メチル−３−ブテン−１−オール等のヒドロ
キシ基含有のα−オレフィン類に由来する単量体が好ま
しい。

【００１９】中でも共重合性、水溶解性、水膨潤性等を
鑑みて、エチレン、プロピレン、１−ブテン、イソブテ
ンの炭素数４以下のα−オレフィン類、メチルビニルエ
ーテル、エチルビニルエーテル、ｎ−プロピルビニルエ
ーテル、ｉ−プロピルビニルエーテル、ｎ−ブチルビニ
ルエーテル等のビニルエーテル類がより好ましい。炭素
数４以下のα−オレフィン類および／またはビニルエー
テル類に由来する単位は、ＰＶＡ中に０．１〜２５モル
％存在していることが好ましく、０．２〜１５モル％が
更に好ましく、０．３〜１３モル％が特に好ましい。さ
らに、α−オレフィンがエチレンである場合は、特にエ
チレン単位が３〜２０モル％、より好ましくは６〜１３
モル％導入された変性ＰＶＡを使用することが好まし
い。

【００２０】ＰＶＡの重合方法としては、溶液重合、バ
ルク重合、パール重合、乳化重合等をあげることができ
る。その中でも、無溶媒あるいはアルコールなどの溶媒
中で重合する塊状重合法や溶液重合法が通常採用され
る。溶液重合時に溶媒として使用されるアルコールとし
ては、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピル
アルコールなどの低級アルコールが挙げられる。共重合
に使用される開始剤としては、α,α’-アゾビスイソブ
チロニトリル、２，２'−アゾビス（２，４−ジメチル
−バレロニトリル）、過酸化ベンゾイル、ｎ−プロピル
パーオキシジカーボネートなどのアゾ系開始剤または過
酸化物系開始剤などの公知の開始剤が挙げられる。重合
温度については特に制限はないが、０℃〜２００℃の範
囲が適当である。

【００２１】また、ＰＶＡは、アルカリ金属イオンを含
有するのが好ましい。特には、ポリビニルアルコール
（Ａ）１００重量部に対して、アルカリ金属イオン
（Ｂ）が０．０００３〜１重量部の割合、より好ましく
は０．０００３〜０．８重量部、更により好ましくは
０．０００５〜０．６重量部、最も好ましくは０．００
０５〜０．５重量部である。アルカリ金属イオンの含有
割合が０．０００３重量部未満の場合には、包装材料と
して得にくいばかりでなく、十分な水溶性が得られず未
溶解物が残る場合がある。また、アルカリ金属イオンの
含有量が１重量部より多い場合にも包装材料として得に
くい。アルカリ金属イオンとしては、カリウムイオン、
ナトリウムイオン等が挙げられる。

【００２２】特定量のアルカリ金属イオン（Ｂ）をＰＶ
Ａ中に含有させる方法は特に制限されず、一旦ＰＶＡを
得た後にアルカリ金属イオン含有の化合物を添加する方
法、ビニルエステルの重合体を溶媒中において鹸化する
に際し、鹸化触媒としてアルカリイオンを含有するアル
カリ性物質を使用することによりＰＶＡ中にアルカリ金
属イオンを配合し、鹸化して得られたＰＶＡを洗浄液で
洗浄することにより、ＰＶＡ中に含まれるアルカリ金属
イオンを制御する方法などが挙げられるが後者の方が好
ましい。尚、アルカリ金属イオンの含有量は、原子吸光
法で求めることができる。

【００２３】鹸化触媒として使用するアルカリ性物質と
しては、水酸化カリウム又は水酸化ナトリウムが挙げら
れる。鹸化触媒に使用するアルカリ性物質のモル比は、
酢酸ビニル単位に対して０．００４〜０．５が好まし
く、０．００５〜０．０５が特に好ましい。鹸化触媒
は、鹸化反応の初期に一括添加してもよいし、鹸化反応
の途中で追加添加してもよい。鹸化反応の溶媒として
は、メタノール、酢酸メチル、ジメチルスルホキシド、
ジメチルホルムアミドなどが挙げられる。これらの溶媒
の中でもメタノールが好ましく、含水率を０．００１〜
１重量％に制御したメタノールがより好ましく、含水率
を０．００３〜０．９重量％に制御したメタノールがよ
り好ましく、含水率を０．００５〜０．８重量％に制御
したメタノールが特に好ましい。洗浄液としては、メタ
ノール、アセトン、酢酸メチル、酢酸エチル、ヘキサ
ン、水などがあげられ、これらの中でもメタノール、酢
酸メチル、水の単独もしくは混合液がより好ましい。洗
浄液の量としてはアルカリ金属イオン（Ｂ）の含有割合
を満足するように設定されるが、通常、ＰＶＡ１００重
量部に対して、３００〜５０００重量部がより好まし
い。洗浄温度としては、５〜８０℃が好ましく、２０〜
７０℃がより好ましい。洗浄時間としては２０分間〜１
０時間が好ましく、１時間〜６時間がより好ましい。

【００２４】更に、本発明の包装材料に用いられるＰＶ
Ａには、溶融粘度を下げるためや包装材料に柔軟性を付
与するために、可塑剤を添加してもよい。可塑剤として
は、ＰＶＡのガラス転移点や溶融粘度を低下させうる化
合物であれば特に制限はないが、例えば、水、エチレン
グルコール及びそのオリゴマー、ポリエチレングリコー
ル、プロピレングリコール、およびそのオリゴマー、ポ
リグリセリンやグリセリン等にエチレンオキサイド、プ
ロピレンオキサイド等が付加したグリセリン誘導体、ソ
ルビトール、ペンタエリスリトール等が挙げられる。中
でもグリセリン、エチレングルコール、プロピレングリ
コール、ソルビトール、ペンタエリストール等の多価ア
ルコール及びその誘導体が好適に使用される。可塑剤の
添加量に制限はないが、ＰＶＡ１００重量部に対して、
０．０１〜１０重量部の範囲で可塑剤を添加することが
好ましい。

【００２５】また、本発明の目的や効果を損なわない範
囲で、必要に応じて銅化合物等の安定剤、着色剤、紫外
線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、難燃
剤、可塑剤、潤滑剤、結晶化速度遅延剤を重合反応時、
またはその後の工程で添加することができる。特に熱安
定剤としてヒンダードフェノール等の有機系安定剤、ヨ
ウ化銅等のハロゲン化銅化合物、ヨウ化カリウム等のハ
ロゲン化アルカリ金属化合物を添加するのが好ましい。

【００２６】本発明の好ましい実施形態としては、水溶
性包装材料に対し、不溶性の繊維を添加した水溶性包装
材料である。添加する繊維としては、パルプ、綿、植物
の加工屑、動物の毛、ナイロン樹脂、フェノール樹脂、
ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂などの天然または合成の
可燃性の有機繊維でも良く、金属、セラミックなどの不
燃性の繊維でも良い。また繊維は１種のみ添加してもよ
く、２種以上添加してもよい。とくに可燃性の有機繊維
は微粉末原料と同様に混練時に飛散し易いため、包装体
の中に予め添加しておけばその恐れはない。可燃性の繊
維であれば、不定形耐火物の乾燥中の熱により消失して
できる空洞が水蒸気の逃げ道となり、不定形耐火物の爆
裂を防止できる。また不燃性の繊維であれば、施工後に
不定形耐火物の補強材として機能する。繊維の長さとし
ては１〜１００ｍｍ、好ましくは１〜７０ｍｍである。
１ｍｍ未満では添加材として機能せず、１００ｍｍを超
えると混練に支障がある。添加量としては内容される不
定形耐火物１００％に対し、可燃性の繊維であれば０．
０１〜０．１％、不燃性の繊維であれば１〜１０％、好
ましくは１〜７％である。少なければ添加材として機能
せず、多すぎると施工体の特性に悪影響が生じる。

【００２７】水溶性包装材料に収容される不定形耐火物
としては、種々例示でき、例えば、耐火モルタル、キャ
スタブル耐火物（流し込み材、鋳込み材等）、プラスチ
ック耐火材、吹付け材、ラミング材、スリング材、パッ
チング材、コーチング材、溶射材、マッド材、圧入材、
焼き付け材等を挙げることができる。中でも、本発明の
効果を十分に発揮できるのは、キャスタブル耐火物、吹
付け材、コーチング材、圧入材である。

【００２８】不定形耐火物を構成する成分としては、Ｓ
ｉＯ₂、ＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂、Ａｌ₂Ｏ ₃、Ｃｒ₂Ｏ₃、Ｙ₂Ｏ
₃、Ｖ₂Ｏ₅、ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｃｅ₂Ｏ、Ｃ、ＳｉＣ、Ｓ
ｉ₃Ｎ₄、ＺｒＢ₂等を挙げることができ、これらを単独
でまたは２種以上を組み合わせて使用することができ
る。本発明の不定形耐火物としては、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ
₂、ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｃｒ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂、Ｓ
ｉＣ、Ｃのいずれか１種を主成分として含有しているも
のが好ましい。これらは、常温保管中は安定な成分であ
り、水溶性の包装材料を侵食することがない。

【００２９】また、本発明の不定形耐火物の原料には、
公知である種々の耐火性原料を使用することが可能であ
り、特に限定されるものではないが、電融アルミナ、焼
結アルミナ、仮焼アルミナ、ボーキサイト、バン土頁
岩、カイヤナイト、シリマナイト、アンダルサイト、ム
ライト、シャモット、ロー石、珪石、珪砂、溶融シリ
カ、電融スピネル、焼結スピネル、電融マグネシア、焼
結マグネシア、ジルコン、ジルコニア、クロム鉱、電融
マグクロ、炭化珪素、窒化珪素、無定形シリカ（シリカ
フラワー）、ベントナイト、粘土、黒鉛、コークス、カ
ーボンブラックなどの各種耐火骨材および耐火微粉が挙
げられ、これらを単独でまたは２種以上を組み合わせて
使用することができる。

【００３０】更に、不定形耐火物には、その他の成分と
して、必要に応じて、結合剤、分散剤等の各種添加剤を
併用してもよい。結合剤としては、広く不定形耐火物に
用いられている、各種アルミナ含有量のアルミナセメン
トを用いるのが良いが、その他にも、粉末の状態で添加
使用が可能な珪酸アルカリ塩、燐酸アルカリ塩、燐酸ア
ルミニウム、などを使用することができる。また、分散
剤としては、アルカリ金属縮合リン酸塩、アルカリ金属
カルボン酸塩、アルカリ金属フミン酸塩、ナフタリンス
ルホン酸ホルマリン縮合物、アルカリ金属アクリル酸
塩、アルカリ金属ポリカルボン酸塩、アルカリ金属ポリ
アクリル酸塩、ポリアクリル酸、リグニンスルホン酸塩
等、およびこれらと同じ効果が得られる物質を、また、
硬化時間調整や凝集剤として、アルミン酸カルシウム、
アルミン酸ソーダ、カルボン酸ソーダ、カルボン酸、珪
酸ソーダ等、およびこれらと同じ効果が得られる物質を
挙げることができ、これらを単独でまたは２種以上を組
み合わせて使用することができる。その他に、金属粉末
や硼砂など、不定形耐火物に使用される公知の添加成分
を使用することも可能である。本発明の不定形耐火物の
粒度構成は、特に、限定すべきものではなく、それぞれ
の施工方法に応じた粒度構成とすることができる。

【００３１】本発明の包装材料に収容されてなる不定形
耐火物は、上記した水溶性の包装材料に、上記した不定
形耐火物が収容されていればよく、その収容方法につい
ては特に限定されるものではないが、収容後に、包装材
料は密封されるのが好ましい。密封方法としては、適切
な接着剤を用いて接着する方法、天然繊維、合成繊維、
合成高分子金属ワイヤーなどを素材とする糸状の材料で
縫製する方法、各種の紐又は輪状に成型した天然ゴム、
合成ゴム等の材料で結縛する方法、ヒートシーラーを用
いてヒートシールする方法等が挙げられる。

【００３２】以上、本発明を詳細に説明したが、本発明
に係る不定形耐火物は、包装材料に収容されたまま開封
することなくミキサー内に投入できるので、粉塵が発生
せず、水と共に混練することによって水溶性包装材料が
水に溶解するので、包装材料を廃棄物とすることなく施
工用混練物を得ることができる。よって、包装材料の廃
棄処理を不要とする不定形耐火物とすることができる。

【００３３】特に、前記水溶性包装材料が、両性有機高
分子化合物、アニオン性有機高分子化合物、カチオン性
有機高分子化合物およびヒドロキシル基含有有機高分子
化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種よりなる
材料であれば、前掲の水溶性包装材料が水溶性であるた
め、開封することなくミキサーに投入しても、この包装
材料が混練水に溶解する。但し、このとき、混練水は、
不定形耐火物の種類に応じて予め設定された比率もしく
はその前後の比率で添加されるので、水溶性包装材料の
量が不定形耐火物の量に比べて多すぎる場合、混練水に
溶解した水溶性包装材料が混練水の粘性やＰＨなどの性
状を変化させてしまうことがある。このために流動性や
硬化性などの不定形耐火物の施工性に影響を及ぼすこと
がある。即ち、水溶性包装材料に収容される不定形耐火
物の量が非常に少ない場合、つまり包装単位が小さい場
合に上記のような混練水の性状の変化があらわれ、不定
形耐火物の施工性に悪影響を及ぼすことがある。検討の
結果、１包装単位において収容される不定形耐火物の重
量に対して包装材料の重量が１．５％以下であれば、上
記のような問題が全く生じないことが確認された。

【００３４】また、水溶性包装材料が、混練水に十分溶
解する前に混練を終了すると、未溶解の包装材料が不定
形耐火物の混練物中および施工物中に残存することにな
る。その場合、不定形耐火物が使用される高温下まで昇
温される過程で、残存していた包装材料は熱分解するの
で、その部分が空洞となり、使用中にスラグや溶融金属
などが侵入し、損傷の原因となることがあるので好まし
くない。水溶性包装材料を残存させないためには、少な
くとも、混練水と共に３分間以上混練を行うことが好ま
しい。包装材料が混練水に溶解する時、混練水に溶出す
る成分が有機成分であるので、不定形耐火物の施工物が
使用される温度（約１０００〜１７００℃）まで加熱さ
れる過程で、溶出成分は、概ね熱分解する。よって、包
装材料の廃棄処理を不要とするとともに、所望の施工物
を確実に得ることのできる不定形耐火物とすることがで
きる。

【００３５】本発明に係る不定形耐火物は、その用途は
限定されるものではないが、製鉄・製鋼用窯炉やその付
帯設備である、高炉、高炉主樋、溶銑樋、スラグ樋、傾
注樋、溶銑鍋、混銑車、転炉、取鍋、ＲＨ、タンディッ
シュ、ランス等や各種工業用窯炉やその付帯設備に使用
可能である。

【００３６】

【実施例】以下に、実施例に基づき本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明は以下の記載により限定されるも
のではない。［実施例１］表１に示す組成で、吹付施工される不定形
耐火物の配合物（取鍋用吹付材）を作成した。この配合
物２５０ｋｇを、重さ２．２ｋｇのポリビニルアルコー
ルを主体とする水溶性包装材料に収容した。翌日、配合
物を水溶性包装材料に収容されたまま開封することなく
ミキサーに投入し、不定形耐火物１００重量部に対し
７．２重量部の水を加えて混練した。混練は、３．５分
間行った。混練物を、ダブルピストンポンプに移しポン
プ圧送を行い、圧縮エアーで搬送された珪酸ナトリウム
液を凝集剤として混練物１００重量部に対しておよそ
０．６重量部をノズル部分で添加して吹付施工を行っ
た。尚、混練物の一部を採取し、フロー値を測定した。

【００３７】

【表１】

【００３８】［比較例］比較のため、通常のフレキシブ
ルコンテナバッグに収容した配合物を、通常の方法で開
封してミキサーに投入し、同じ方法で混練を行った混練
物についても、実施例１と同様に吹付を行った。

【００３９】［実施例１］および［比較例］で作製した
吹付施工体を切り出し、１１０℃で２４時間乾燥後およ
び１５００℃で２時間加熱後の試料について気孔率と強
度を測定した。結果を表２に示す。

【００４０】

【表２】

【００４１】実施例１の不定形耐火物では、不定形耐火
物をミキサーに投入するとき、粉塵の発生が全くなかっ
た。また、水溶性包装材料は混練水に溶解し、比較例の
ように使用後の包装材料の廃却の必要がない。さらに、
水溶性包装材料は混練物の性状には影響がなく、むしろ
この比較試験では、ポンプ圧送性および吹付状態は比較
例よりも安定して良好であった。吹付施工体の乾燥後お
よび加熱後の特性も、比較例と変化なく、正常な不定形
耐火物の特性が得られた。

【００４２】［実施例２］表３に示す組成で、流し込み
施工される不定形耐火物の配合物（高炉樋用流し込み
材）を作成した。この配合物を、カルボキシメチルセル
ロースを主体とする水溶性包装材料に収容し、１ヶ月間
保管した。このとき、５ｋｇの配合物を４２ｇの水溶性
包装材料に収容したもの２個と、１ｋｇの配合物を２１
ｇの水溶性包装材料に収容したもの１０個を作成した。
１ヵ月後の外観変化を観察した結果を表４に示す。ま
た、１ヵ月後に、各々の配合物を水溶性包装材料に収容
されたまま開封することなくミキサーに投入し、不定形
耐火物１００重量部に対し５．４重量部の水を加えて混
練した。このとき、２分間混練と、４分間混練の２水準
で行った。（１ｋｇ包装物は１度に５個ミキサーに投
入）混練した混練物の振動フロー値（５秒間バイブレーター
による振動を与える）を測定した後、４０×４０×１６
０ｍｍの形状の金枠に流し込み施工し、成形した。２４
時間そのまま放置し養生した後、金枠から取り出し、１
１０℃で２４時間乾燥し、１４００℃まで昇温し２時間
加熱した。加熱後自然冷却し、気孔率と曲げ強度を測定
した。結果を表４にまとめて示す。

【００４３】

【表３】

【００４４】

【表４】

【００４５】実施例２（実施例２−１，２−２，２−
３，２−４）ではいずれもミキサーへの不定形耐火物の
投入時に全く粉塵が発生せず、防塵マスク不要のクリー
ンな職場環境を達成できた。いずれの実施例２も、流し
込み材として施工するのに、問題はなかった。実用的に
は振動フロー値が１６０ｍｍ以上であれば問題なく施工
可能である。しかし、より好ましくは、不定形耐火物に
対する包装材料重量が少なく、十分な時間混練を行った
ほうが、流動性が良好であり、また、施工後試料の特性
も優れる傾向があることが分かった。なお、実施例２−
４では振動フロー値が幾分低下傾向を示した。また、混
練物を観察すると、混練物中に包装材料の１部分が半溶
解状態の粘性の高い部分を形成しているのが認められ
た。乾燥後および加熱後の気孔率がやや高めであったの
は、流動性が低下したことと、ある部分にかたまって存
在した半溶融部分が加熱により焼失したことによるもの
と考えられる。

【００４６】

【発明の効果】請求項１に係る不定形耐火物によれば、
水溶性包装材料に収容されており、包装材料を廃棄物と
することなく施工用混練物を得ることができるので、包
装材料の廃棄処理を不要とする不定形耐火物を提供でき
る。

【００４７】請求項２に係る不定形耐火物によれば、前
記水溶性包装材料が、両性有機高分子化合物、アニオン
性有機高分子化合物、カチオン性有機高分子化合物およ
びヒドロキシル基含有有機高分子化合物からなる群から
選ばれる少なくとも１種よりなる材料からなり、施工用
混練物を焼成することによって、水溶性包装材料を概ね
熱分解させることができるので、包装材料の廃棄処理を
不要とするとともに、所望の施工物を確実に得ることの
できる不定形耐火物を提供できる。

【００４８】請求項３に係る不定形耐火物によれば、不
定形耐火物が、キャスタブル耐火物、吹付け材、コーテ
ィング材、圧入材のいずれかであるので、包装を破る作
業および包装材料の廃棄処理を不要としながら、施工物
を確実に得ることができる不定形耐火物を提供できる。

【００４９】請求項４に係る不定形耐火物によれば、不
定形耐火物が、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、ＣａＯ、
Ｃｒ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂、ＳｉＣ、Ｃからなる群か
ら選ばれる少なくとも１種を含有するので、包装を破る
作業および包装材料の廃棄処理を不要としながら、施工
物を確実に得ることができる不定形耐火物を提供でき
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4G033 AA01 AA02 AA03 AA04 AA07 AA08 AA14 AB23 BA02 BA04 4K051 GA01 LJ01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水溶性包装材料に収容されてなる不定形
耐火物。
【請求項２】前記水溶性包装材料が、両性有機高分子
化合物、アニオン性有機高分子化合物、カチオン性有機
高分子化合物およびヒドロキシル基含有有機高分子化合
物からなる群から選ばれる少なくとも１種よりなる材料
であることを特徴とする、請求項１に記載の不定形耐火
物。
【請求項３】前記不定形耐火物が、キャスタブル耐火
物、吹付け材、コーティング材、圧入材のいずれかであ
ることを特徴とする、請求項１又は２に記載の不定形耐
火物。
【請求項４】前記不定形耐火物が、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ
₂、ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｃｒ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂、Ｓ
ｉＣ、Ｃからなる群から選ばれる少なくとも１種を含有
する、請求項１〜３のいずれかに記載の不定形耐火物。