JP2715300B2 - セラミックファイバー系断熱性耐火組成物 - Google Patents
セラミックファイバー系断熱性耐火組成物Info
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- JP2715300B2 JP2715300B2 JP63026639A JP2663988A JP2715300B2 JP 2715300 B2 JP2715300 B2 JP 2715300B2 JP 63026639 A JP63026639 A JP 63026639A JP 2663988 A JP2663988 A JP 2663988A JP 2715300 B2 JP2715300 B2 JP 2715300B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば加焼炉の耐火壁へのライニングやベ
ニアリング、更には耐火ブロックの成形等に使用される
セラミックファイバー系断熱性耐火組成物に関する。更
に詳しくは、特にアルミナ−シリカ系セラミックファイ
バーを用いたセラミックファイバー系断熱性耐火組成物
に関する。
ニアリング、更には耐火ブロックの成形等に使用される
セラミックファイバー系断熱性耐火組成物に関する。更
に詳しくは、特にアルミナ−シリカ系セラミックファイ
バーを用いたセラミックファイバー系断熱性耐火組成物
に関する。
［従来の技術］ 従来、セラミックファイバー系断熱性耐火組成物とし
ては、セラミックファイバーと、結合材であるシリカゾ
ル、アルミナゾル又はアルミナセメントと、耐火性骨材
とからなるものが知られている（特公昭61−16753
号）。
ては、セラミックファイバーと、結合材であるシリカゾ
ル、アルミナゾル又はアルミナセメントと、耐火性骨材
とからなるものが知られている（特公昭61−16753
号）。
［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、結合材としてシリカゾル又はアルミナ
ゾルを用いたセラミックファイバー系断熱性耐火組成物
は、硬化がもっぱら乾燥によって得られるので、十分に
硬化するまでの時間が長い問題がある。従って、例え
ば、当該組成物で厚いライニングを施す場合には、乾燥
を早くするために何層にも分けて塗布と乾燥を繰り返さ
なければならなくなって施工性が低下し、また流し込み
成形を行う場合には、乾燥時間が著しく長くなって生産
性が低下してしまっている。
ゾルを用いたセラミックファイバー系断熱性耐火組成物
は、硬化がもっぱら乾燥によって得られるので、十分に
硬化するまでの時間が長い問題がある。従って、例え
ば、当該組成物で厚いライニングを施す場合には、乾燥
を早くするために何層にも分けて塗布と乾燥を繰り返さ
なければならなくなって施工性が低下し、また流し込み
成形を行う場合には、乾燥時間が著しく長くなって生産
性が低下してしまっている。
一方、結合材としてアルミナセメントを用いたセラミ
ックファイバー系断熱性耐火組成物は、アルミナセメン
トが自硬性を有するので、上述のような長い硬化時間を
要しない利点がある。
ックファイバー系断熱性耐火組成物は、アルミナセメン
トが自硬性を有するので、上述のような長い硬化時間を
要しない利点がある。
しかしながら、結合材としてアルミナセメントを用い
る場合、セラミックファイバーとしてアルミナ−シリカ
系セラミックファイバーを使用すると、アルミナ−シリ
カ系セラミックファイバーが断熱性耐火物材料として優
れているにも拘らず、次のような問題を生む。
る場合、セラミックファイバーとしてアルミナ−シリカ
系セラミックファイバーを使用すると、アルミナ−シリ
カ系セラミックファイバーが断熱性耐火物材料として優
れているにも拘らず、次のような問題を生む。
即ち、アルミナセメント中のCaO成分が、アルミナ−
シリカ系セラミックファイバーの構成成分であるAl2O3
やSiO2と高温下で反応して、アーノサイトやゲーレナイ
ト等の低融点物を生成し、耐火性の低下並びにセラミッ
クファイバーの融着による収縮量の増大を来たし、高温
での使用が困難になるという問題を生む。
シリカ系セラミックファイバーの構成成分であるAl2O3
やSiO2と高温下で反応して、アーノサイトやゲーレナイ
ト等の低融点物を生成し、耐火性の低下並びにセラミッ
クファイバーの融着による収縮量の増大を来たし、高温
での使用が困難になるという問題を生む。
［問題点を解決するための手段］ 上記問題点を解決するために講じられた手段を説明す
ると、本発明は、５〜50重量部のアルミナ−シリカ系セ
ラミックファイバーと、20〜80重量部の水硬性アルミナ
と、０〜75重量部の耐火性骨材とを、三者の合計が100
重量部となるよう含有しているセラミックファイバー系
断熱性耐火組成物とするという手段を講じているもので
ある。
ると、本発明は、５〜50重量部のアルミナ−シリカ系セ
ラミックファイバーと、20〜80重量部の水硬性アルミナ
と、０〜75重量部の耐火性骨材とを、三者の合計が100
重量部となるよう含有しているセラミックファイバー系
断熱性耐火組成物とするという手段を講じているもので
ある。
以下、更に本発明を詳細に説明する。
本発明で用いられるアルミナ−シリカ系セラミックフ
ァイバーは、結晶質のものでも非晶質のものでもよい
が、耐火性により優れることから、結晶質のものが好ま
しい。
ァイバーは、結晶質のものでも非晶質のものでもよい
が、耐火性により優れることから、結晶質のものが好ま
しい。
上記アルミナ−シリカ系セラミックファイバーの配合
量は、５〜50重量部で、好ましくは10〜40重量部であ
る。５重量部未満では、軽量性、断熱性、耐熱衝撃性に
優れた断熱性耐火物を得にくくなる。また、50重量部を
越えると、得られる断熱性耐火物の機械的強度が低く、
ガスフレームや飛散物による摩耗や、ウェットスケース
等による溶掻が著しくなりやすい。
量は、５〜50重量部で、好ましくは10〜40重量部であ
る。５重量部未満では、軽量性、断熱性、耐熱衝撃性に
優れた断熱性耐火物を得にくくなる。また、50重量部を
越えると、得られる断熱性耐火物の機械的強度が低く、
ガスフレームや飛散物による摩耗や、ウェットスケース
等による溶掻が著しくなりやすい。
アルミナ−シリカ系セラミックファイバーは、１〜10
0mmの長さ、特に５〜10mmの長さに切断されたものが好
ましい。1mm未満の長さでは、セラミックファイバーに
よる、軽量性、断熱性、耐熱衝撃性の向上が得にくい。
また、100mmを越える長さでは、均一な分散がしにく
く、混合作業が行いにくくなる。
0mmの長さ、特に５〜10mmの長さに切断されたものが好
ましい。1mm未満の長さでは、セラミックファイバーに
よる、軽量性、断熱性、耐熱衝撃性の向上が得にくい。
また、100mmを越える長さでは、均一な分散がしにく
く、混合作業が行いにくくなる。
本発明で結合材として用いる水硬性アルミナとして
は、ρ−アルミナを主体とするアルミナ微粉を挙げるこ
とができる。このρ−アルミナを主体とするアルミナ微
粉は、水酸化アルミナを、減圧下でなるべく低温で脱水
するか、600〜900℃の熱ガスに瞬時に接触させることに
よって得られる。
は、ρ−アルミナを主体とするアルミナ微粉を挙げるこ
とができる。このρ−アルミナを主体とするアルミナ微
粉は、水酸化アルミナを、減圧下でなるべく低温で脱水
するか、600〜900℃の熱ガスに瞬時に接触させることに
よって得られる。
上記水硬性アルミナの配合量は、20〜80重量部で、好
ましくは30〜60重量部である。20重量部未満では、硬化
性が不十分となって結合材としての作用を得にくく、80
重量部を越えると、瞬結を生じて作業性を悪くしたり、
水和物の脱水に伴なう収縮が大きくなりやすい。
ましくは30〜60重量部である。20重量部未満では、硬化
性が不十分となって結合材としての作用を得にくく、80
重量部を越えると、瞬結を生じて作業性を悪くしたり、
水和物の脱水に伴なう収縮が大きくなりやすい。
本発明では、上記水硬性アルミナの一部を結合助材に
置き換えて配合することもできる。この場合、水硬性ア
ルミナの配合量は20重量部以上で、かつ水硬性アルミナ
と結合助材の合計が80重量部以下となるよう行う。この
結合助材としては、例えばシリカヒューム、耐火粘土、
コロイダルシリカ、コロイダルアルミナ等を用いること
ができる。結合助材を併用すれば、キャスタブルにおけ
る洩動性並びにセラミックファイバーの分散性が向上
し、更に焼結性も向上させることができるので好まし
い。
置き換えて配合することもできる。この場合、水硬性ア
ルミナの配合量は20重量部以上で、かつ水硬性アルミナ
と結合助材の合計が80重量部以下となるよう行う。この
結合助材としては、例えばシリカヒューム、耐火粘土、
コロイダルシリカ、コロイダルアルミナ等を用いること
ができる。結合助材を併用すれば、キャスタブルにおけ
る洩動性並びにセラミックファイバーの分散性が向上
し、更に焼結性も向上させることができるので好まし
い。
本発明で用いる耐火性骨材としては、例えば、アンダ
ルサイト、ムライト、シャモット等を挙げることができ
る。
ルサイト、ムライト、シャモット等を挙げることができ
る。
上記耐火性骨材の配合量は、０〜75重量部で、好まし
くは20〜60重量部である。75重量部を越えるとセラミッ
クファイバー及び結合剤の量が不足し、本発明の特性が
得られなくなる。
くは20〜60重量部である。75重量部を越えるとセラミッ
クファイバー及び結合剤の量が不足し、本発明の特性が
得られなくなる。
本発明では、上述したアルミナ−シリカ系セラミック
ファイバーと、水硬性アルミナと、耐火性骨材とを、三
者の合計が100重量部となるよう配合するが、この三者
の混合物に対して次の添加材を加えることが好ましい。
ファイバーと、水硬性アルミナと、耐火性骨材とを、三
者の合計が100重量部となるよう配合するが、この三者
の混合物に対して次の添加材を加えることが好ましい。
水硬性アルミナの再水和性の活性度は比較的低く、温
度によっても影響されるので、低温雰囲気下で本断熱性
耐火組成物を硬化させたり、添加水量の多い場合では、
硬化促進剤として炭酸リチウムを添加することが好まし
い。この炭酸リチウムの添加量としては、前記三者の混
合物100重量部に対し、0.01〜1.0重量部、好ましくは0.
1〜0.5重量部である。0.01重量部未満では、十分な硬化
促進作用が得にくく、また1.0重量部を越えて加えて
も、それほど硬化促進につながらないばかりか、アルカ
リ成分として、セラミックファイバーの耐火性を低下さ
せやすくなる。
度によっても影響されるので、低温雰囲気下で本断熱性
耐火組成物を硬化させたり、添加水量の多い場合では、
硬化促進剤として炭酸リチウムを添加することが好まし
い。この炭酸リチウムの添加量としては、前記三者の混
合物100重量部に対し、0.01〜1.0重量部、好ましくは0.
1〜0.5重量部である。0.01重量部未満では、十分な硬化
促進作用が得にくく、また1.0重量部を越えて加えて
も、それほど硬化促進につながらないばかりか、アルカ
リ成分として、セラミックファイバーの耐火性を低下さ
せやすくなる。
キャスタブルの洩動性を増大させるための分散材とし
て、例えば、アルカリ金属リン酸塩、アルカリ金属ボリ
リン酸塩、ポリカルボン酸ナトリウム、アルキルスルホ
ン酸ナトリウム、芳香族スルホン酸ナトリウム等のいず
れか一又は二以上を添加し、添加水量を低減することが
好ましい。その添加量は、前記三者の混合物100重量部
に対し、0.05〜0.5重量部、好ましくは0.1〜0.3重量部
である。0.05重量部未満では十分な洩動性を得にくく
に、また0.5重量部を越えて添加すると、再凝集が生じ
てかえって分散硬化が低下したり、硬化を遅延させやす
くなる。
て、例えば、アルカリ金属リン酸塩、アルカリ金属ボリ
リン酸塩、ポリカルボン酸ナトリウム、アルキルスルホ
ン酸ナトリウム、芳香族スルホン酸ナトリウム等のいず
れか一又は二以上を添加し、添加水量を低減することが
好ましい。その添加量は、前記三者の混合物100重量部
に対し、0.05〜0.5重量部、好ましくは0.1〜0.3重量部
である。0.05重量部未満では十分な洩動性を得にくく
に、また0.5重量部を越えて添加すると、再凝集が生じ
てかえって分散硬化が低下したり、硬化を遅延させやす
くなる。
キャスタブルにおけるセラミックファイバーの分散性
向上、水の分離防止のため、例えばPVA、CMC、MC、ポリ
アクリルアミド等の有機粘着剤を添加することが好まし
い。この添加量は、前記三者の混合物100重量部に対
し、0.01〜1.0重量部、好ましくは0.1〜0.5重量部であ
る。0.01重量部未満では添加した利益を得にくく、1.0
重量部を越えると、硬化を遅延させやすくなる。
向上、水の分離防止のため、例えばPVA、CMC、MC、ポリ
アクリルアミド等の有機粘着剤を添加することが好まし
い。この添加量は、前記三者の混合物100重量部に対
し、0.01〜1.0重量部、好ましくは0.1〜0.5重量部であ
る。0.01重量部未満では添加した利益を得にくく、1.0
重量部を越えると、硬化を遅延させやすくなる。
キャスタブルへの気混の混入により、得られる断熱性
耐火物の軽量化を図るため、アルキルベンゼンスルホン
酸等の表面活性剤を添加することが好ましい。この添加
量は、前記三者の混合物100重量部に対し、0.01〜0.1重
量部、好ましくは0.03〜0.05重量部である。0.01重量部
未満では添加による利益が得にくく、0.1重量部を越え
ると、得られる断熱性耐火物の強度が低下しやすくな
る。
耐火物の軽量化を図るため、アルキルベンゼンスルホン
酸等の表面活性剤を添加することが好ましい。この添加
量は、前記三者の混合物100重量部に対し、0.01〜0.1重
量部、好ましくは0.03〜0.05重量部である。0.01重量部
未満では添加による利益が得にくく、0.1重量部を越え
ると、得られる断熱性耐火物の強度が低下しやすくな
る。
［作用］ 本発明に係る断熱性耐火組成物は、水を添加混合して
使用されるもので、特に結合材として用いられている水
硬性アルミナが水をとり込んで硬化する自硬性を有する
ので、乾燥硬化にのみたよる場合に比して、極めて短時
間で十分硬化させることができる。
使用されるもので、特に結合材として用いられている水
硬性アルミナが水をとり込んで硬化する自硬性を有する
ので、乾燥硬化にのみたよる場合に比して、極めて短時
間で十分硬化させることができる。
一方、水硬性アルミナは、アルミナ−シリカ系のセラ
ミックファイバーの構成成分であるAl2O3やSiO2と高温
下で反応するCaO成分をほとんど有さない。従って、断
熱性耐火物材料として優れたアルミナ−シリカ系セラミ
ックファイバーを用いて、高温使用時にもほとんど収縮
を来たさない断熱性耐火物が得られるものである。
ミックファイバーの構成成分であるAl2O3やSiO2と高温
下で反応するCaO成分をほとんど有さない。従って、断
熱性耐火物材料として優れたアルミナ−シリカ系セラミ
ックファイバーを用いて、高温使用時にもほとんど収縮
を来たさない断熱性耐火物が得られるものである。
［実施例］ 実施例１・比較例１ 第１表に示される配合割合の断熱性耐火組成物の各材
料をミキサーにて乾式混合後、水を外掛けで添加し、JI
S−Ｒ−2553に準じて試料を作製した。試料の嵩比重、
線変化率、曲げ強度、熱伝導率を第１表に示す。
料をミキサーにて乾式混合後、水を外掛けで添加し、JI
S−Ｒ−2553に準じて試料を作製した。試料の嵩比重、
線変化率、曲げ強度、熱伝導率を第１表に示す。
第１表から明らかなように、結合材としてアルミナセ
メントを用いた比較例１の試料は、1500℃に加熱後の収
縮率が大きく、高温下での実用に適さないことが判る。
メントを用いた比較例１の試料は、1500℃に加熱後の収
縮率が大きく、高温下での実用に適さないことが判る。
尚、試料の測定は、JIS−Ｒ−2553,2653,2654,5655,2
618に準じて行った。また、使用材料の化学成分を第２
表に示す。
618に準じて行った。また、使用材料の化学成分を第２
表に示す。
実施例２〜４・比較例２及び３ 第３表に示される通り、アルミナ−シリカ系セラミッ
クファイバー等の配合割合を変えて、各々実施例１・比
較例１と同様にして試料の作製とその測定を行った。
クファイバー等の配合割合を変えて、各々実施例１・比
較例１と同様にして試料の作製とその測定を行った。
結果を第３表に示す。
第３表から明らかな通り、アルミナ−シリカ系セラミ
ックファイバーの配合量が過少の比較例２の試料は、比
重が大きく、熱伝導率も高くなっており、断熱性耐火物
として適していないことが判る。また、アルミナ−シリ
カ系セラミックファイバーの配合量が過大の比較例３の
試料は、硬化が不十分で、機械的強度が不足しているこ
とが判る。
ックファイバーの配合量が過少の比較例２の試料は、比
重が大きく、熱伝導率も高くなっており、断熱性耐火物
として適していないことが判る。また、アルミナ−シリ
カ系セラミックファイバーの配合量が過大の比較例３の
試料は、硬化が不十分で、機械的強度が不足しているこ
とが判る。
実施例５〜９ 硬化促進剤としての炭酸リチウムの硬化を確認すべ
く、その添加量を変えて、硬化状態を調べた。
く、その添加量を変えて、硬化状態を調べた。
条件及び結果を第４表に示す。
尚、第４表において硬化とは、成形後に型枠等を取外
すのに必要な1kg/cm2以上の圧縮強さとなった場合をい
い、これ未満の場合を未硬化とした。
すのに必要な1kg/cm2以上の圧縮強さとなった場合をい
い、これ未満の場合を未硬化とした。
［発明の効果］ 水硬性アルミナを結合材とすることによって、アルミ
ナ−シリカ系セラミックファイバーの耐火性を低下させ
ることなく、当該ファイバーを用いた任意の形状の断熱
性耐火物を容易に得ることができる。
ナ−シリカ系セラミックファイバーの耐火性を低下させ
ることなく、当該ファイバーを用いた任意の形状の断熱
性耐火物を容易に得ることができる。
硬化時間が短かく、流し込み施工も可能で、これによ
って均一な施工体を得ることができる。
って均一な施工体を得ることができる。
従来のセラミックファイバーライニング材と比較して
機械的強度が高く、マトリックスがアリミナ質結合材に
よって構成されることから、ウェットスケール等に対す
る耐蝕性も比較的良好であり、従来、連結加熱炉など
の、省エネ、スキッドマークの減少のために行なわれて
いる二重、三重の断熱構造のスキッドパイプ等に於て、
耐火キャスタブルの代りに使用すれば、一層のライニン
グにて、二重、三重の断熱構造と同様の性能を得ること
ができ、これによって施工工数の減少、及びライニング
の均一性、信頼性を高めることができる。
機械的強度が高く、マトリックスがアリミナ質結合材に
よって構成されることから、ウェットスケール等に対す
る耐蝕性も比較的良好であり、従来、連結加熱炉など
の、省エネ、スキッドマークの減少のために行なわれて
いる二重、三重の断熱構造のスキッドパイプ等に於て、
耐火キャスタブルの代りに使用すれば、一層のライニン
グにて、二重、三重の断熱構造と同様の性能を得ること
ができ、これによって施工工数の減少、及びライニング
の均一性、信頼性を高めることができる。
Claims (1)
- 【請求項１】５〜50重量部のアルミナ−シリカ系セラミ
ックファイバーと、20〜80重量部の水硬性アルミナと、
０〜75重量部の耐火性骨材とを、三者の合計が100重量
部となるよう含有していることを特徴とするセラミック
ファイバー系断熱性耐火組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63026639A JP2715300B2 (ja) | 1988-02-09 | 1988-02-09 | セラミックファイバー系断熱性耐火組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63026639A JP2715300B2 (ja) | 1988-02-09 | 1988-02-09 | セラミックファイバー系断熱性耐火組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01203278A JPH01203278A (ja) | 1989-08-16 |
| JP2715300B2 true JP2715300B2 (ja) | 1998-02-18 |
Family
ID=12199018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63026639A Expired - Lifetime JP2715300B2 (ja) | 1988-02-09 | 1988-02-09 | セラミックファイバー系断熱性耐火組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2715300B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2574954Y2 (ja) * | 1992-03-26 | 1998-06-18 | 株式会社東芝 | 加熱調理装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59174579A (ja) * | 1983-03-22 | 1984-10-03 | イビデン株式会社 | 耐火組成物 |
-
1988
- 1988-02-09 JP JP63026639A patent/JP2715300B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01203278A (ja) | 1989-08-16 |
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