JP5918547B2 - 耐火成形体用コーティング剤、耐火成形体用コーティング剤の製造方法および耐火成形体用コーティング剤の施工方法 - Google Patents
耐火成形体用コーティング剤、耐火成形体用コーティング剤の製造方法および耐火成形体用コーティング剤の施工方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5918547B2 JP5918547B2 JP2012010854A JP2012010854A JP5918547B2 JP 5918547 B2 JP5918547 B2 JP 5918547B2 JP 2012010854 A JP2012010854 A JP 2012010854A JP 2012010854 A JP2012010854 A JP 2012010854A JP 5918547 B2 JP5918547 B2 JP 5918547B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mass
- coating agent
- silicon nitride
- fluoride
- fireproof molded
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims description 138
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 16
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 120
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 85
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 84
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 claims description 54
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 claims description 53
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 53
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 52
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 51
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 50
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 38
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 32
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 claims description 27
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 20
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 claims description 10
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 2
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 claims 2
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 51
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 31
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 31
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 20
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 19
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 16
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 15
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 15
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 15
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 11
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 description 11
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 8
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 7
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 7
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- 230000002335 preservative effect Effects 0.000 description 6
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 5
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 description 5
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000012086 standard solution Substances 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 description 3
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 3
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 239000003002 pH adjusting agent Substances 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 229910015900 BF3 Inorganic materials 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000002421 anti-septic effect Effects 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 2
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- PQUXFUBNSYCQAL-UHFFFAOYSA-N 1-(2,3-difluorophenyl)ethanone Chemical compound CC(=O)C1=CC=CC(F)=C1F PQUXFUBNSYCQAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KQROHCSYOGBQGJ-UHFFFAOYSA-N 5-Hydroxytryptophol Chemical compound C1=C(O)C=C2C(CCO)=CNC2=C1 KQROHCSYOGBQGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920003086 cellulose ether Polymers 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 1
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L magnesium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Mg+2] ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001635 magnesium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-L phthalate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)C1=CC=CC=C1C([O-])=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012254 powdered material Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 229940047670 sodium acrylate Drugs 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004434 sulfur atom Chemical group 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
- F27D1/16—Making or repairing linings increasing the durability of linings or breaking away linings
- F27D1/1678—Increasing the durability of linings; Means for protecting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
- C04B41/5076—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with masses bonded by inorganic cements
- C04B41/5089—Silica sols, alkyl, ammonium or alkali metal silicate cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
- C04B41/81—Coating or impregnation
- C04B41/85—Coating or impregnation with inorganic materials
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
- F27D1/0003—Linings or walls
- F27D1/0006—Linings or walls formed from bricks or layers with a particular composition or specific characteristics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/0087—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for metallurgical applications
- C04B2111/00879—Non-ferrous metallurgy
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Description
鋳造装置を構成する各種の部材がセラミック材料製であることにより、金属製のものに比較して熱伝導性が低く、使用時に保温性(断熱性)を高めて金属溶湯の温度低下を抑制することができ、鋳造装置の省エネルギー化を図ることが期待されている。
(1)固形分換算で、窒化珪素、窒化ホウ素および炭化珪素から選ばれる一種以上を合計で40〜60質量%、イオン結合性が酸化アルミニウム以上であるフッ化物を35〜55質量%、コロイダルシリカをシリカとして1〜15質量%含むことを特徴とする耐火成形体用コーティング剤、
(2)窒化珪素、窒化ホウ素および炭化珪素から選ばれる一種以上と、イオン結合性が酸化アルミニウム以上であるフッ化物と、シリカ換算したコロイダルシリカとの、固形分としての合計含有量100質量部に対し、さらに増粘剤を0.1〜1質量部含む上記(1)に記載の耐火成形体用コーティング剤、
(3)窒化珪素、窒化ホウ素および炭化珪素から選ばれる一種以上と、イオン結合性が酸化アルミニウム以上であるフッ化物と、シリカ換算したコロイダルシリカとの、固形分としての合計含有量100質量部に対し、水性媒体を5〜90質量部含む上記(1)または(2)に記載の耐火成形体用コーティング剤、
(4)耐火成形体用コーティング剤の製造方法であって、
窒化珪素を必須成分として含むとともに窒化ホウ素または炭化珪素を任意成分として含み、固形分換算で、窒化珪素、窒化ホウ素および炭化珪素を合計で40〜60質量%、イオン結合性が酸化アルミニウム以上であるフッ化物を35〜55質量%、コロイダルシリカをシリカとして1〜15質量%含むように、
粉末状の窒化珪素と窒化珪素以外の成分とを施工直前に混合して耐火成形体用コーティング剤を調製する
ことを特徴とする耐火成形体用コーティング剤の製造方法、
(5)耐火成形体用コーティング剤の施工方法であって、
窒化珪素を必須成分として含むとともに窒化ホウ素または炭化珪素を任意成分として含み、固形分換算で、窒化珪素、窒化ホウ素および炭化珪素を合計で40〜60質量%、イオン結合性が酸化アルミニウム以上であるフッ化物を35〜55質量%、コロイダルシリカをシリカとして1〜15質量%含むように、
粉末状の窒化珪素と窒化珪素以外の成分とを施工直前に混合して耐火成形体用コーティング剤を調製した後、施工する
ことを特徴とする耐火成形体用コーティング剤の施工方法、
を提供するものである。
なお、以下、「耐火成形体用コーティング剤」を、適宜「コーティング剤」と称するものとする。
本発明のコーティング剤を耐火成形体上に塗布してコーティング層を形成した後、金属溶湯と接触させると、該金属溶湯の酸化膜を生成するが、上記コーティング層は上記酸化膜を付着させ難いものであることから、金属溶湯と繰り返し接触しても酸化膜の積層物を形成することがなく、このために上記コーティング層を設けた耐火成形体において、金属溶湯の流動や凝固収縮に伴う機械的損傷を抑制できると考えられる。
本発明のコーティング剤において、窒化珪素、窒化ホウ素および炭化珪素は共有結合性が強い材料であり、窒化珪素、窒化ホウ素および炭化珪素から選ばれる一種以上の含有割合が上記範囲内にあることにより、金属溶湯の酸化膜との親和性(濡れ性)を好適に抑制することができる。
これ等の化合物の中、窒化珪素が、少量でも親和性抑制効果を発揮し易く、コーティング層から抜け難いために、好適に使用することができる。炭化珪素は比較的安価で入手することができる点で好ましいが、その表面に酸化層を有していることが多く、配合量が比較的多くなってしまう。窒化ホウ素は比較的少量で親和性抑制効果を発揮する点で好ましいが、比較的高価であり、コーティング層から剥がれ易い。なお、共有結合性の強い材料としては、ダイアモンドやシリコン等も挙げられるが、それらは極めて高価であったり、高温で安定に存在できなかったりするため、現実的に使用できない。
上記粒径を有する窒化珪素、窒化ホウ素または炭化珪素を用いることにより、耐火成形体上に形成されるコーティング層の合計比表面積を大きくすることができ、金属溶湯の酸化膜との親和性抑制効果を向上させることができ、より少量の使用量でも目的の効果を得ることができる。
なお、本出願書類において、窒化珪素、窒化ホウ素または炭化珪素の純度は、蛍光X線元素分析法により測定することができる。
本発明のコーティング剤において、フッ化物は、イオン結合性の強い材料であり、フッ化物の含有割合が上記範囲内にあることにより、耐火成形体上に形成されるコーティング層と金属溶湯とが接触する界面に金属溶湯の酸化膜を容易に形成することができ、後述する金属溶湯によるコロイダルシリカの浸食を抑制することができる。
一方、フッ化物の配合量が多くなり過ぎると、酸化膜形成の効果が支配的になり、金属溶湯の酸化膜が耐火物表面に固着してしまうばかりか、フッ化物等のようにイオン結合性の強い化合物は、一般的に加熱による体積膨張が大きいため、多量に配合させた場合には、コーティング層が剥がれ易くなり、得られる耐火物の耐熱衝撃特性を低下させてしまう。
フッ化カルシウム等のフッ化物は、金属溶湯の酸化物、例えば、酸化アルミニウムと同等若しくはそれよりも強いイオン結合性を有し、上述したように、耐火成形体上に形成されるコーティング層と金属溶湯との界面において金属溶湯の酸化膜形成を促進するが、上記フッ化物のイオン結合性が強いほど上記酸化膜形成効果も大きくなり、コーティング剤中の含有量がより少量であっても、充分な効果を発現することができる。
上記粒径を有するフッ化物を用いることにより、耐火成形体上に形成されるコーティング層の合計比表面積を大きくすることができ、適度な剥離性を有する金属溶湯の酸化膜を容易に形成することができ、より少量の使用量でも目的の効果を得ることができる。
なお、本出願書類において、フッ化物の純度は、蛍光X線元素分析法により測定することができる。
コロイダルシリカは、シリカ粒子またはその水和物が水中に分散したコロイド状物であるが、本出願書類において、上記コロイダルシリカの含有割合は、スラリーの水分を除いた固形分全体に占めるシリカ換算した質量割合を意味する。
一方、コロイダルシリカの含有割合が多くなり過ぎると、フッ化物の含有割合が低下して、得られるコーティング層が金属溶湯に侵食され易くなる。
コロイダルシリカの平均粒径が0.1μmを超えると、酸化膜が迅速に形成し難くなり、コーティング層の表面に金属が貼り付き易くなる。
分散剤としては、カルボン酸類、多価アルコール、アミン類等を挙げることができ、防腐剤としては、窒素原子又は硫黄原子を有する無機化合物または有機化合物を挙げることができる。
本発明のコーティング剤の粘度は、耐火成形体表面に塗布したときに、コーティング層を形成し得る程度であることが好ましい。
なお、コロイダルシリカは、通常、水性媒体を含むものであることから、本出願書類において、上記水性媒体の量は、コロイダルシリカを構成する水性媒体とコーティング剤の調製時に新たに添加する水性媒体の合計量を意味するものとする。
本発明の耐火成形体用コーティング剤が窒化珪素を含むものである場合、本発明の耐火成形体用コーティング剤を製造する好ましい方法としては、窒化珪素を必須成分として含むとともに窒化ホウ素または炭化珪素を任意成分として含み、固形分換算で、窒化珪素、窒化ホウ素および炭化珪素を合計で40〜60質量%、フッ化物を35〜55質量%、コロイダルシリカをシリカとして1〜15質量%含むように、粉末状の窒化珪素と窒化珪素以外の成分とを施工直前に混合して耐火成形体用コーティング剤を調製する方法(以下、製造方法aという)が挙げられる。
また、上記製造方法aにおいては、さらに増粘材、pH調整剤、分散剤、防腐剤等の添加物を混合してもよく、これ等の具体例も、上述したとおりである。
製造方法aにおいて、窒化珪素とともに窒化ホウ素や炭化珪素を混合する場合、窒化珪素や炭化珪素は、粉末状物として混合してもよいし、分散液中に分散させた状態で混合してもよい。
例えば、フッ化物およびコロイダルシリカを含む分散液と、窒化珪素粉末と、窒化ホウ素粉末および炭化珪素粉末から選ばれる一種以上とを施工直前に混合して耐火成形体用コーティング剤を調製してもよいし、フッ化物およびコロイダルシリカを含むとともに窒化ホウ素および炭化珪素から選ばれる一種以上を含む分散液と、窒化珪素粉末とを施工直前に混合して耐火成形体用コーティング剤を調製してもよい。
上記分散液の分散媒体としては、上記水性媒体を挙げることができる。
このため、窒化珪素については予め水性媒体中に分散させずに、施工直前に粉末状のものを混合して耐火成形体用コーティング剤を調製することにより、水素ガスの発生を抑制し、容易かつ簡便な取り扱いを可能ならしめることが好ましい。
耐火成形体用コーティング剤の調製方法の詳細は、上記製造方法aの説明で述べたとおりである。
具体的には、アルミニウム、マグネシウム等の非鉄金属の鋳造装置において、これ等非鉄金属からなる金属溶湯の移送や給湯、保持等を行う注湯ボックスや樋、保持炉、フロートやスパウト、ホット・トップリング、トランジションプレート等を構成するセラミック材料製の部材を挙げることができる。
上記耐火成形体を構成するセラミック材料としては、気孔率が5〜70%、嵩密度が1.0〜4.0g/cm3であるものが好適である。
なお、本出願書類において、セラミック材料の気孔率は、JIS R 2614に規定される方法より測定した値を意味するものとする。
コーティング剤の塗布量が上記範囲内にあることにより、耐火成形体に高い耐食性を容易に付与することができる。
なお、本出願書類において、コーティング層の厚さは、シックネスゲージ等により測定した値を意味する。
固形分換算で、粉末状の窒化珪素(平均粒径が5μm、純度が95%であるもの)が41.2質量%、フッ化カルシウム(平均粒径が30μm、純度が95%であるもの)が52.9質量%、コロイダルシリカ(平均粒径が0.025μmであるもの)がシリカとして5.9質量%になるように各成分を混合した。
このとき、窒化珪素と、フッ化物と、シリカ換算したコロイダルシリカとの、固形分としての合計含有量100質量部に対し、さらに増粘剤(信越化学工業(株)製hiメトローズ90SH−30000)0.7質量部と、防腐剤(三愛石油(株)製サンアイバック300K)0.3質量部とをそれぞれ混合し、窒化珪素と、フッ化物と、シリカ換算したコロイダルシリカとの、固形分としての合計含有量100質量部に対し、合計水分量が38質量部になるように蒸留水を添加して、混練装置(浅田鉄工(株)製DESPA MH−800)を用いて、20℃の温度条件下、5分間混練することにより、目的とするコーティング剤を調製した。
上記コーティング層を形成した耐火成形体を700℃のアルミニウム溶湯に24時間浸漬することにより浸食試験を行い、上記浸漬後における耐火成形体の外観観察を行って、以下の基準により耐食性を評価した。結果を表1に示す。
○:コーティング層が剥離せず耐火成形体も浸食されていない。
△:コーティング層は剥離したが耐火成形体は浸食されていない。
×:コーティング層が剥離し、耐火成形体も浸食されている。
窒化珪素と、フッ化カルシウムと、コロイダルシリカの配合量を表1に記載したとおり変更した以外は、実施例1と同様にしてそれぞれコーティング剤を作製した。
上記コーティング剤を調製した直後、実施例1と同様に、耐火成形体であるニチアス社製ルミサルLD上に、刷毛により塗布量が200g/m3となるように塗布することにより、厚さ0.2mmのコーティング層を形成した。このコーティング層は、いずれも表面が平滑で良好な状態にあるものであった。
上記コーティング層を形成した耐火成形体を、実施例1と同様の方法で浸食試験に供して耐食性を評価した。結果を表1に示す。
窒化珪素と、フッ化カルシウムと、コロイダルシリカの配合量を表2に記載したとおり変更した以外は、実施例1と同様にしてそれぞれ比較コーティング剤を作製した。
上記比較コーティング剤を調製した直後、実施例1と同様に、耐火成形体であるニチアス社製ルミサルLD上に、刷毛により塗布量が200g/m3となるように塗布することにより、厚さ0.2mmのコーティング層を形成し、このコーティング層を形成した耐火成形体を、実施例1と同様の方法で浸食試験に供して耐食性を評価した。結果を表2に示す。
粉末状の窒化珪素に代えて、粉末状の窒化ホウ素(平均粒径が5μm、純度が95%であるもの)を用いるか(実施例7)、粉末状の窒化珪素(に代えて、粉末状の炭化珪素(平均粒径が5μm、純度が95%であるもの)を用い(実施例8)、各成分の配合量を表3に記載したとおり変更した以外は、実施例1と同様にして目的とするコーティング剤を調製した。
上記コーティング剤を調製した直後、実施例1と同様に、耐火成形体であるニチアス社製ルミサルLD上に、刷毛により塗布量が200g/m3となるように塗布することにより、厚さ0.2mmのコーティング層を形成した。このコーティング層は、いずれも表面が平滑で良好な状態にあるものであった。
上記コーティング層を形成した耐火成形体を、実施例1と同様の方法で浸食試験に供して耐食性を評価した。結果を表3に示す。なお、表3においては、比較のために実施例4の内容も併記した。
粉末状の窒化珪素に代えて、粉末状の窒化ホウ素(平均粒径が10μm、純度が98.6%であるもの)を用い、固形分換算で、粉末状の窒化ホウ素(平均粒70質量%と、フッ化カルシウム(和光純薬工業(株)製試薬、フッ素分48質量%であるもの)5質量%と、コロイダルシリカ(日産化学工業(株)製試薬「スノーテックスCM」)がシリカとして25質量%になるように各成分を混合した。このとき、窒化ホウ素と、フッ化物と、シリカ換算したコロイダルシリカとの、固形分としての合計含有量100質量部に対し、安定剤として乳酸(和光純薬工業(株)製試薬)1.0質量部、分散剤としてイソプロピルアルコール2.0質量部をさらに加え、窒化ホウ素と、フッ化物と、シリカ換算したコロイダルシリカとの、固形分としての合計含有量100質量部に対し、合計水分量が100質量部になるように蒸留水を添加し、各成分が十分に分散するまで攪拌することにより、目的とする比較コーティング剤を調製した。
窒化珪素と、フッ化物と、シリカ換算したコロイダルシリカとの、固形分としての合計含有量100質量部に対する水の添加量が、表4に記載した量になるようにそれぞれ変更した以外は、実施例1と同様にして目的とするコーティング剤を調製した。
上記コーティング剤を調製した直後、実施例1と同様に、耐火成形体であるニチアス社製ルミサルLD上に、刷毛により塗布量が200g/m3となるように塗布することにより、厚さ0.2mmのコーティング層を形成した。このコーティング層は、いずれも表面が平滑で良好な状態にあるものであった。
上記コーティング層を形成した耐火成形体を、実施例1と同様の方法で浸食試験に供して耐食性を評価した。結果を表4に示す。なお、表4においては、比較のために実施例4の内容も併記した。
水144mlに対し、フッ化カルシウム(平均粒径が30μm、純度が95%であるもの)を529g、コロイダルシリカ(平均粒径が0.025μm、固形分濃度が20質量%であるもの)を295g、増粘剤(信越化学工業(株)製hiメトローズ90SH−30000)を70g、防腐剤(三愛石油(株)製サンアイバック300K)を30g混合することにより、固形分濃度が64.4質量%である予備分散液を作製し、1日間保存した。
上記予備分散液に対し、粉末状の窒化珪素(平均粒径が5μm、純度が99.5%であるもの)を412g添加し、混練装置(浅田鉄工(株)製DESPA MH−800)を用いて、20℃の温度条件下、5分間混練することにより、固形分換算で、窒化珪素を41.2質量%、フッ化カルシウムを52.9質量%、コロイダルシリカをシリカとして5.9質量%含むコーティング剤を調製した。
上記コーティング剤を調製した直後におけるコーティング剤からの水素ガス発生濃度は0質量%であった。
上記コーティング層を形成した耐火成形体を、実施例1と同様の方法で浸食試験に供して耐食性を評価した。結果を表5に示す。
実施例12において、上記コーティング剤を調製してから30分間経過後におけるコーティング剤からの水素ガス発生濃度は0質量%であった。
このコーティング剤(調製から30分間経過後のコーティング剤)を、耐火成形体であるニチアス社製ルミサルLD(気孔率30%、嵩密度1.4g/cm3)上に、刷毛により、塗布量が200g/m3となるように塗布することにより、厚さ0.2mmのコーティング層を形成した。このコーティング層は、表面が平滑で良好な状態にあるものであった。
上記コーティング層を形成した耐火成形体を、実施例1と同様の方法で浸食試験に供して耐食性を評価した。結果を表5に示す。
実施例1において、コーティング剤を調製して、密封した缶内に1カ月保管した。上記缶内における水素ガス濃度を測定したところ、0.6質量%の水素ガスが発生していることを確認することができた。
水144mlに対し、フッ化カルシウム(平均粒径が30μm、純度が95%であるもの)を529g、コロイダルシリカ(平均粒径が0.025μm、固形分濃度が20質量%であるもの)を295g、増粘剤(信越化学工業(株)製hiメトローズ90SH−30000)を70g、防腐剤(三愛石油(株)製サンアイバック300K)を30g混合することにより、固形分濃度が64.4質量%である予備分散液を作製して、1日間保存した。
上記予備分散液に対し、粉末状の窒化珪素(平均粒径が5μm、純度が99.5%であるもの)を206g、炭化珪素(平均粒径が5μm、純度が99.5%であるもの)を206g添加し、混練装置(浅田鉄工(株)製DESPA MH−800)を用いて、20℃の温度条件下、5分間混練することにより、固形分換算で、窒化珪素を20.6質量%、炭化珪素を20.6質量%、フッ化カルシウムを52.9質量%、コロイダルシリカをシリカとして5.9質量%含むコーティング剤を調製した。
上記コーティング剤を調製した直後におけるコーティング剤からの水素ガス発生濃度は0質量%であった。
上記コーティング層を形成した耐火成形体を、実施例1と同様の方法で浸食試験に供して耐食性を評価した。結果を表5に示す。
これに対して、表2および表3より、比較例1〜比較例7で得られた比較コーティング剤は、窒化珪素、窒化ホウ素および炭化珪素から選ばれる一種以上と、フッ化物と、コロイダルシリカをそれぞれ特定量含有するものでないことから、耐火成形体の表面に塗布したときに、得られるコーティング層の表面に微小クラックを生じたり(比較例7)、浸食試験においても耐食性に劣る(比較例1〜比較例6)ものであることが分かる。
Claims (5)
- 固形分換算で、窒化珪素、窒化ホウ素および炭化珪素から選ばれる一種以上を合計で40〜60質量%、イオン結合性が酸化アルミニウム以上であるフッ化物を35〜55質量%、コロイダルシリカをシリカとして1〜15質量%含むことを特徴とする耐火成形体用コーティング剤。
- 窒化珪素、窒化ホウ素および炭化珪素から選ばれる一種以上と、イオン結合性が酸化アルミニウム以上であるフッ化物と、シリカ換算したコロイダルシリカとの、固形分としての合計含有量100質量部に対し、さらに増粘剤を0.1〜1質量部含む請求項1に記載の耐火成形体用コーティング剤。
- 窒化珪素、窒化ホウ素および炭化珪素から選ばれる一種以上と、イオン結合性が酸化アルミニウム以上であるフッ化物と、シリカ換算したコロイダルシリカとの、固形分としての合計含有量100質量部に対し、水性媒体を5〜90質量部含む請求項1または請求項2に記載の耐火成形体用コーティング剤。
- 耐火成形体用コーティング剤の製造方法であって、
窒化珪素を必須成分として含むとともに窒化ホウ素または炭化珪素を任意成分として含み、固形分換算で、窒化珪素、窒化ホウ素および炭化珪素を合計で40〜60質量%、イオン結合性が酸化アルミニウム以上であるフッ化物を35〜55質量%、コロイダルシリカをシリカとして1〜15質量%含むように、
粉末状の窒化珪素と窒化珪素以外の成分とを施工直前に混合して耐火成形体用コーティング剤を調製する
ことを特徴とする耐火成形体用コーティング剤の製造方法。 - 耐火成形体用コーティング剤の施工方法であって、
窒化珪素を必須成分として含むとともに窒化ホウ素または炭化珪素を任意成分として含み、固形分換算で、窒化珪素、窒化ホウ素および炭化珪素を合計で40〜60質量%、イオン結合性が酸化アルミニウム以上であるフッ化物を35〜55質量%、コロイダルシリカをシリカとして1〜15質量%含むように、
粉末状の窒化珪素と窒化珪素以外の成分とを施工直前に混合して耐火成形体用コーティング剤を調製した後、施工する
ことを特徴とする耐火成形体用コーティング剤の施工方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012010854A JP5918547B2 (ja) | 2012-01-23 | 2012-01-23 | 耐火成形体用コーティング剤、耐火成形体用コーティング剤の製造方法および耐火成形体用コーティング剤の施工方法 |
PCT/JP2013/051162 WO2013111731A1 (ja) | 2012-01-23 | 2013-01-22 | 耐火成形体用コーティング剤、耐火成形体用コーティング剤の製造方法および耐火成形体用コーティング剤の施工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012010854A JP5918547B2 (ja) | 2012-01-23 | 2012-01-23 | 耐火成形体用コーティング剤、耐火成形体用コーティング剤の製造方法および耐火成形体用コーティング剤の施工方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013147402A JP2013147402A (ja) | 2013-08-01 |
JP5918547B2 true JP5918547B2 (ja) | 2016-05-18 |
Family
ID=48873451
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012010854A Active JP5918547B2 (ja) | 2012-01-23 | 2012-01-23 | 耐火成形体用コーティング剤、耐火成形体用コーティング剤の製造方法および耐火成形体用コーティング剤の施工方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5918547B2 (ja) |
WO (1) | WO2013111731A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110128928B (zh) * | 2019-05-08 | 2021-09-17 | 中国京冶工程技术有限公司 | 一种耐高温环保钢结构防火涂料及其制备方法 |
CN113354424B (zh) * | 2021-06-15 | 2023-05-26 | 洛阳广潇新材料科技有限公司 | 一种高抗剥落氧枪砖及其制备方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006219330A (ja) * | 2005-02-09 | 2006-08-24 | Plibrico Japan Co Ltd | 吹付け補修用不定形耐火材及び補修方法 |
JP5078842B2 (ja) * | 2008-03-28 | 2012-11-21 | ニチアス株式会社 | 耐火物用組成物、耐火成形体及び耐火焼成体 |
JP5561999B2 (ja) * | 2009-10-28 | 2014-07-30 | ニチアス株式会社 | 金属鋳造用耐火成形体、金属鋳造用耐火成形体の製造方法、金属鋳造用不定形耐火組成物及び金属鋳造用溶湯保持部材 |
-
2012
- 2012-01-23 JP JP2012010854A patent/JP5918547B2/ja active Active
-
2013
- 2013-01-22 WO PCT/JP2013/051162 patent/WO2013111731A1/ja active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013147402A (ja) | 2013-08-01 |
WO2013111731A1 (ja) | 2013-08-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4912598B2 (ja) | 溶射用粉末 | |
JP6311135B2 (ja) | コーティング液、及びコーティング層を有する耐火物の製造方法 | |
CN101268027B (zh) | 层或涂层以及用于制备它们的组合物 | |
JPH01202337A (ja) | イットリア含有アルミナ基中子 | |
JP2007269605A (ja) | 溶融シリカ質耐火物及びその製造方法 | |
JP2016098407A (ja) | 溶射皮膜、これを有したエンジン、および溶射皮膜の成膜方法 | |
JP5561999B2 (ja) | 金属鋳造用耐火成形体、金属鋳造用耐火成形体の製造方法、金属鋳造用不定形耐火組成物及び金属鋳造用溶湯保持部材 | |
JP5918547B2 (ja) | 耐火成形体用コーティング剤、耐火成形体用コーティング剤の製造方法および耐火成形体用コーティング剤の施工方法 | |
JP4063874B2 (ja) | ガラス状シリカの耐火性材料 | |
CN106631171A (zh) | 氮化硅结合碳化硅陶瓷升液管的涂层及其制备方法 | |
CN102674862B (zh) | 一种高温抗氧化耐磨润滑剂及其制备方法 | |
JP2015171985A (ja) | 複合耐火物およびその製造方法 | |
JPWO2019082240A1 (ja) | 溶融金属浴用部材の製造方法 | |
JP4783660B2 (ja) | コーティング材 | |
CN105315009B (zh) | 用于氮化硅升液管的涂层及其制备方法 | |
TW538014B (en) | Carbon-containing refractory article having protective coating | |
Mattia et al. | Wetting of HIP AlN-TiB2 ceramic composites by liquid metals and alloys | |
JP7326611B2 (ja) | 鋼材の酸化防止用組成物および鋼材の酸化防止方法 | |
JP4868913B2 (ja) | 耐熱性コーティング材及び低融点金属鋳造装置用部材 | |
CN115028464B (zh) | 一种生产钢渣分离剂的配方及方法 | |
JP6537286B2 (ja) | 金属鋳造用不定形耐火組成物及びその製造方法、金属鋳造用不定形耐火組成物の硬化物 | |
JP4878887B2 (ja) | 低融点金属鋳造装置用部材 | |
RU2492019C1 (ru) | Защитно-упрочняющее покрытие огнеупорных футеровок тепловых агрегатов | |
JP2005131656A (ja) | アルミニウム溶湯用部材 | |
JP2559324B2 (ja) | 耐熱性セラミック材料 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20141120 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151202 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160122 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160330 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160408 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5918547 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |