JP3372276B2 - 不定形耐火物 - Google Patents
不定形耐火物Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、不定形耐火物、とく
に、鉄鋼、非鉄等の溶融金属用及び加熱炉等雰囲気炉用
の窯炉、容器の内張りに好適に使用される水硬性の不定
形耐火物に関する。 【０００２】アルミナセメントを結合剤とする一般的キ
ャスタブル耐火物及び分散剤などを使用した低セメント
型のキャスタブルの他、燐酸塩、珪酸塩などの無機バイ
ンダーを結合剤とした水硬性不定形耐火物である。 【０００３】 【従来の技術】従来から、溶鋼の処理設備の内張り材と
して使用される耐火物として、特公昭６０−２２６９号
公報、特公昭６１−３０３号公報、特開昭５９−１０７
９６２号公報、特開昭６１−２６６３４５号公報等に記
載されているように、ＭｇＯ−Ｃ系の耐火れんがにおい
て、結合剤としてのフェノール樹詣と、Ａｌ，Ｓｉ，Ｍ
ｇ，Ｃａなどの合金類の添加配合によってカーボンの酸
化防止と熱間での機械的強度の改善の成果が挙がってい
る。 【０００４】一方、不定形耐火物においても、同様の試
みが行われているが、結合剤として用いている水硬性物
質が中性でない場合が多く、非中性領域にある混練物中
では金属は安定した状態では存在できず、水との反応に
よって、水酸化物となってしまうため、定形耐火物の場
合のような熱間での機械的強度の改善効果や酸化防止効
果が期待できない。 【０００５】例えば、アルミナセメントを結合剤とした
キャスタブルでは、混練物が強アルカリ性を示し、添加
された金属類は、以下の水和反応によって水酸化物とな
って酸化防止効果や、熱間での機械的強度の改善効果が
得られない。 【０００６】Ａｌ＋ＯＨ- ＋２Ｈ2 Ｏ→ Ａｌ（ＯＨ）
3 ＋Ｈ2 （ｇ）↑ その反面、特公昭５９−３３５４９号公報、特公昭６１
−４０６２２号公報等に記載されているように、金属の
水和時の発熱反応を利用して、施工体の爆裂防止剤とし
て利用例もある。しかしながら、この場合も、同時に発
生する水素ガスによって、割れや膨れを生じ、不定形耐
火物として重要な具備特性の一つである緻密な施工体が
得られない。このため、強化剤としての金属の添加配合
は極微量の範囲に制限され、緻密な施工体を得ると同時
に、後々の高温域における熱間での機械的強度の改善や
酸化防止効果を両立させることは困難である。 【０００７】これの両立のために添加される金属の水和
を防ぐための手段として、特公昭６３−２８８７４号公
報には、金属表面を樹脂コーティングして添加すること
が提案されている。 【０００８】しかしながら、樹脂コーティングに際して
最適な大きさがあり、微粉末の場合には、均一なコーテ
ィングは容易ではなく、使用する金属の粒子サイズに制
限を生ずる。また、不定形耐火物においては、１０ｍ
ｍ、５ｍｍと言った大きな骨材を使用するため、混練中
に、この骨材とのこすれあいによって、コーティングが
剥離することが多く、経済性及び実用上の問題点が多
い。 【０００９】 【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、非中
性領域にある混練物中でも、水と反応することなく、安
定状態で存在して施工体における強化機能を十分に発揮
できる金属機能剤を提供することにある。 【００１０】また、他の目的は、不定形耐火物への添加
配合に際して、添加剤の粒子サイズに制限されることな
く、比較的多量に添加でき、添加金属による強化機能を
十分に発揮できる手段を提供することにある。 【００１１】これによって、緻密な不定形耐火物施工体
を得ると同時に、後々の高温域において、熱間での機械
的強度の改善や酸化防止効果を得ようとするものであ
る。 【００１２】 【課題を解決するための手段】本願の発明は、Ａｌ，Ｓ
ｉ，Ｍｇ，Ｃａの一種または二種以上とを組み合わせた
組成物に、同組成物全量に対し、硼素または硼素酸化物
を５〜７５重量％含有させた部分硼化物を０．１〜２０
重量％含有する不定形耐火物である。 【００１３】 【００１４】本発明で使用する部分硼化物は、Ａｌ，Ｓ
ｉ，Ｍｇ，Ｃａの一種または二種以上とを組み合わせた
組成物に、硼素または硼素酸化物を５〜７５重量％を加
え、溶融するなどして、硼素化合物を作成し、これを必
要なサイズに粉砕し、塊状もしくは粉状にして用いる。 【００１５】硼素または硼素酸化物の添加比率によっ
て、硼化物となったり、多くの金属を残留したり、また
一部に酸化物を含有したりする。 【００１６】本発明においては、これらを総称して、部
分硼化物と称する。 【００１７】 【作用】本発明者は、金属を部分硼化物とすることで、
金属の水和を防ぐことができると言う知見を得た。この
部分硼化物の作用は、部分硼化物から極少量溶出する硼
素イオンが金属の水和を防ぐものと考えられるが、その
メカニズムの詳細は定かではない。 【００１８】残留金属の水和を防ぐには、硼素または硼
素酸化物が５重量％以上が必要で、逆に７５重量％を越
えると硼素単体が残留する。硼素単体は典型的な軽元素
で、他の金属と比較して非常に活性な物質であり、爆発
的な酸化を生じ、大気中での使用には大きな危険を伴
う。従って、部分硼化物中の硼素または硼素酸化物の量
は、硼素換算で５〜７５重量％の範囲に制限される。 【００１９】また、硼素または硼素酸化物量が５〜７５
重量％の範囲であっても、硼素以外の金属を過剰に残留
させた場合、残留金属の極一部が水和することがある
が、故意にこれを利用して、爆裂防止機能を付与するこ
とも本発明の応用例として考えられる。 【００２０】 【実施例】 実施例１ 本発明の低セメント型のキャスタブルに適用した例を表
１に示す。 【００２１】 【表１】【００２２】同表の実施例１〜３に示したように、部分
硼化物の最適範囲が０．１〜２０重量％の場合に強度と
緻密さが両立している。比較例２では、硼素成分が過剰
となったため、硼素酸化物系の低融物生成によって、熱
間で曲げ強さが低下した。比較例４，５は、金属として
Ａｌ粉を直接添加した例だが、少ないと強度の改善効果
が無く、多く添加すると水和時の水素ガス発生によって
非常に多孔質となり、結果的に強度も著しく低下した。 【００２３】実施例２ 炭素粉を配合した一般的キャスタブル耐火物として、ア
ルミナ−炭素質キャスタブル耐火物に適用した耐酸化性
の改善効果について表２に示す。 【００２４】 【表２】 【００２５】本発明は、実施例５，７及び８の比較で示
されるように、目的に応じ、硼素または硼素酸化物量を
５〜７５重量％の範囲で制御し、また、これと組み合わ
される金属種によって、熱間の機械的強度や耐酸化性の
向上率を制御できる。 【００２６】 【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏する。 【００２７】（１）不定形耐火物への強化機能を有する
金属の自由自在な添加が可能となる。 【００２８】（２）これによって、機械的強度や耐酸化
性に優れた緻密な不定形耐火物施工体が得られる。 【００２９】（３）キャスタブル耐火物のほか、水硬性
であれば吹付材，スタンプ材、さらには事前に鋳込み作
業を実施し、定型化した堰などの不定形ブロック、その
他耐火建造物を含む等、応用範囲が広い技術である。
に、鉄鋼、非鉄等の溶融金属用及び加熱炉等雰囲気炉用
の窯炉、容器の内張りに好適に使用される水硬性の不定
形耐火物に関する。 【０００２】アルミナセメントを結合剤とする一般的キ
ャスタブル耐火物及び分散剤などを使用した低セメント
型のキャスタブルの他、燐酸塩、珪酸塩などの無機バイ
ンダーを結合剤とした水硬性不定形耐火物である。 【０００３】 【従来の技術】従来から、溶鋼の処理設備の内張り材と
して使用される耐火物として、特公昭６０−２２６９号
公報、特公昭６１−３０３号公報、特開昭５９−１０７
９６２号公報、特開昭６１−２６６３４５号公報等に記
載されているように、ＭｇＯ−Ｃ系の耐火れんがにおい
て、結合剤としてのフェノール樹詣と、Ａｌ，Ｓｉ，Ｍ
ｇ，Ｃａなどの合金類の添加配合によってカーボンの酸
化防止と熱間での機械的強度の改善の成果が挙がってい
る。 【０００４】一方、不定形耐火物においても、同様の試
みが行われているが、結合剤として用いている水硬性物
質が中性でない場合が多く、非中性領域にある混練物中
では金属は安定した状態では存在できず、水との反応に
よって、水酸化物となってしまうため、定形耐火物の場
合のような熱間での機械的強度の改善効果や酸化防止効
果が期待できない。 【０００５】例えば、アルミナセメントを結合剤とした
キャスタブルでは、混練物が強アルカリ性を示し、添加
された金属類は、以下の水和反応によって水酸化物とな
って酸化防止効果や、熱間での機械的強度の改善効果が
得られない。 【０００６】Ａｌ＋ＯＨ- ＋２Ｈ2 Ｏ→ Ａｌ（ＯＨ）
3 ＋Ｈ2 （ｇ）↑ その反面、特公昭５９−３３５４９号公報、特公昭６１
−４０６２２号公報等に記載されているように、金属の
水和時の発熱反応を利用して、施工体の爆裂防止剤とし
て利用例もある。しかしながら、この場合も、同時に発
生する水素ガスによって、割れや膨れを生じ、不定形耐
火物として重要な具備特性の一つである緻密な施工体が
得られない。このため、強化剤としての金属の添加配合
は極微量の範囲に制限され、緻密な施工体を得ると同時
に、後々の高温域における熱間での機械的強度の改善や
酸化防止効果を両立させることは困難である。 【０００７】これの両立のために添加される金属の水和
を防ぐための手段として、特公昭６３−２８８７４号公
報には、金属表面を樹脂コーティングして添加すること
が提案されている。 【０００８】しかしながら、樹脂コーティングに際して
最適な大きさがあり、微粉末の場合には、均一なコーテ
ィングは容易ではなく、使用する金属の粒子サイズに制
限を生ずる。また、不定形耐火物においては、１０ｍ
ｍ、５ｍｍと言った大きな骨材を使用するため、混練中
に、この骨材とのこすれあいによって、コーティングが
剥離することが多く、経済性及び実用上の問題点が多
い。 【０００９】 【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、非中
性領域にある混練物中でも、水と反応することなく、安
定状態で存在して施工体における強化機能を十分に発揮
できる金属機能剤を提供することにある。 【００１０】また、他の目的は、不定形耐火物への添加
配合に際して、添加剤の粒子サイズに制限されることな
く、比較的多量に添加でき、添加金属による強化機能を
十分に発揮できる手段を提供することにある。 【００１１】これによって、緻密な不定形耐火物施工体
を得ると同時に、後々の高温域において、熱間での機械
的強度の改善や酸化防止効果を得ようとするものであ
る。 【００１２】 【課題を解決するための手段】本願の発明は、Ａｌ，Ｓ
ｉ，Ｍｇ，Ｃａの一種または二種以上とを組み合わせた
組成物に、同組成物全量に対し、硼素または硼素酸化物
を５〜７５重量％含有させた部分硼化物を０．１〜２０
重量％含有する不定形耐火物である。 【００１３】 【００１４】本発明で使用する部分硼化物は、Ａｌ，Ｓ
ｉ，Ｍｇ，Ｃａの一種または二種以上とを組み合わせた
組成物に、硼素または硼素酸化物を５〜７５重量％を加
え、溶融するなどして、硼素化合物を作成し、これを必
要なサイズに粉砕し、塊状もしくは粉状にして用いる。 【００１５】硼素または硼素酸化物の添加比率によっ
て、硼化物となったり、多くの金属を残留したり、また
一部に酸化物を含有したりする。 【００１６】本発明においては、これらを総称して、部
分硼化物と称する。 【００１７】 【作用】本発明者は、金属を部分硼化物とすることで、
金属の水和を防ぐことができると言う知見を得た。この
部分硼化物の作用は、部分硼化物から極少量溶出する硼
素イオンが金属の水和を防ぐものと考えられるが、その
メカニズムの詳細は定かではない。 【００１８】残留金属の水和を防ぐには、硼素または硼
素酸化物が５重量％以上が必要で、逆に７５重量％を越
えると硼素単体が残留する。硼素単体は典型的な軽元素
で、他の金属と比較して非常に活性な物質であり、爆発
的な酸化を生じ、大気中での使用には大きな危険を伴
う。従って、部分硼化物中の硼素または硼素酸化物の量
は、硼素換算で５〜７５重量％の範囲に制限される。 【００１９】また、硼素または硼素酸化物量が５〜７５
重量％の範囲であっても、硼素以外の金属を過剰に残留
させた場合、残留金属の極一部が水和することがある
が、故意にこれを利用して、爆裂防止機能を付与するこ
とも本発明の応用例として考えられる。 【００２０】 【実施例】 実施例１ 本発明の低セメント型のキャスタブルに適用した例を表
１に示す。 【００２１】 【表１】【００２２】同表の実施例１〜３に示したように、部分
硼化物の最適範囲が０．１〜２０重量％の場合に強度と
緻密さが両立している。比較例２では、硼素成分が過剰
となったため、硼素酸化物系の低融物生成によって、熱
間で曲げ強さが低下した。比較例４，５は、金属として
Ａｌ粉を直接添加した例だが、少ないと強度の改善効果
が無く、多く添加すると水和時の水素ガス発生によって
非常に多孔質となり、結果的に強度も著しく低下した。 【００２３】実施例２ 炭素粉を配合した一般的キャスタブル耐火物として、ア
ルミナ−炭素質キャスタブル耐火物に適用した耐酸化性
の改善効果について表２に示す。 【００２４】 【表２】 【００２５】本発明は、実施例５，７及び８の比較で示
されるように、目的に応じ、硼素または硼素酸化物量を
５〜７５重量％の範囲で制御し、また、これと組み合わ
される金属種によって、熱間の機械的強度や耐酸化性の
向上率を制御できる。 【００２６】 【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏する。 【００２７】（１）不定形耐火物への強化機能を有する
金属の自由自在な添加が可能となる。 【００２８】（２）これによって、機械的強度や耐酸化
性に優れた緻密な不定形耐火物施工体が得られる。 【００２９】（３）キャスタブル耐火物のほか、水硬性
であれば吹付材，スタンプ材、さらには事前に鋳込み作
業を実施し、定型化した堰などの不定形ブロック、その
他耐火建造物を含む等、応用範囲が広い技術である。
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フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C01B 35/00 - 35/18
C04B 35/66
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 Ａｌ，Ｓｉ，Ｍｇ，Ｃａの一種または二
種以上とを組み合わせた組成物に、同組成物全量に対
し、硼素または硼素酸化物を５〜７５重量％含有させた
部分硼化物を０．１〜２０重量％含有する不定形耐火
物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27054092A JP3372276B2 (ja) | 1992-10-08 | 1992-10-08 | 不定形耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27054092A JP3372276B2 (ja) | 1992-10-08 | 1992-10-08 | 不定形耐火物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06115927A JPH06115927A (ja) | 1994-04-26 |
| JP3372276B2 true JP3372276B2 (ja) | 2003-01-27 |
Family
ID=17487620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27054092A Expired - Fee Related JP3372276B2 (ja) | 1992-10-08 | 1992-10-08 | 不定形耐火物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3372276B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002079093A1 (fr) * | 2001-03-30 | 2002-10-10 | Hatsuichi Matsumoto | Minerai artificiel et materiau de revetement ou bloc refractaire contenant le minerai artificiel |
-
1992
- 1992-10-08 JP JP27054092A patent/JP3372276B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06115927A (ja) | 1994-04-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |