JPH01131079A - アルミナ質多孔性粒状物及びこの粒状物を骨材とする耐火物 - Google Patents
アルミナ質多孔性粒状物及びこの粒状物を骨材とする耐火物Info
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- JPH01131079A JPH01131079A JP62289945A JP28994587A JPH01131079A JP H01131079 A JPH01131079 A JP H01131079A JP 62289945 A JP62289945 A JP 62289945A JP 28994587 A JP28994587 A JP 28994587A JP H01131079 A JPH01131079 A JP H01131079A
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Classifications
-
- 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
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
- C04B38/08—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by adding porous substances
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- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は耐圧強度と断熱性に優れるアルミナ質多孔性粒
状物及びこの粒状物を骨材とする耐火物に関する。
状物及びこの粒状物を骨材とする耐火物に関する。
（従来の技術）
窯炉の炉壁構築材などとして使われる耐火物は、高温下
での機械的強度の他に、より良好な断熱性を備えること
か強く求められて来た。炉材の断熱性の向上は燃費の節
減や炉体の小形化に寄与するからである。そこで、対応
策として、耐火物の主原料となる骨材の一部を耐熱度の
高いアルミナ質中空粒体（アルミナバブル）などで置き
換えようとする試みがなされて来た。
での機械的強度の他に、より良好な断熱性を備えること
か強く求められて来た。炉材の断熱性の向上は燃費の節
減や炉体の小形化に寄与するからである。そこで、対応
策として、耐火物の主原料となる骨材の一部を耐熱度の
高いアルミナ質中空粒体（アルミナバブル）などで置き
換えようとする試みがなされて来た。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、上記のアルミナバブルなどの従来の多孔
性無機質粒体は強度が著しく弱いので、断熱性の向」二
には役立っても、耐火物を成形する際に困難に遭遇する
。即ち耐火物の成形方法としては、水分を含ませた粉粒
状の配合原料を成形型内に突き固め道具（ランマー）を
用いて押し固めながら緊密に充填するラミング法、プレ
ス機を用いるプレス法、又はスラリー状の配合原料を成
形空間に注入するキャスティング法、或はスプレーガン
を使って塗布対象物に吹付けるスプレー法などが行われ
ているが、ラミング法によると、例えて言えばビンポン
玉の如き形状のアルミナバブルはランマーあるいはプレ
ス圧によってたやすく圧壊されてしまうし、キャスティ
ング法によると、これらの軽量粒体はスラリー上に浮上
分離してしまうし、スプレー法によると、同様に高比重
の主原料から分離して飛ばされてしまう。
性無機質粒体は強度が著しく弱いので、断熱性の向」二
には役立っても、耐火物を成形する際に困難に遭遇する
。即ち耐火物の成形方法としては、水分を含ませた粉粒
状の配合原料を成形型内に突き固め道具（ランマー）を
用いて押し固めながら緊密に充填するラミング法、プレ
ス機を用いるプレス法、又はスラリー状の配合原料を成
形空間に注入するキャスティング法、或はスプレーガン
を使って塗布対象物に吹付けるスプレー法などが行われ
ているが、ラミング法によると、例えて言えばビンポン
玉の如き形状のアルミナバブルはランマーあるいはプレ
ス圧によってたやすく圧壊されてしまうし、キャスティ
ング法によると、これらの軽量粒体はスラリー上に浮上
分離してしまうし、スプレー法によると、同様に高比重
の主原料から分離して飛ばされてしまう。
本発明は上記の如き事情に鑑みなされたものであり、従
ってその目的は、良好な耐圧強度と断熱性を備えて、殊
に耐火物用骨材に適したアルミ質多孔性粒状物及びこの
粒状物を骨材として配合した、良好な断熱性と成形性と
を併せ備えた耐火物を提供するにある。
ってその目的は、良好な耐圧強度と断熱性を備えて、殊
に耐火物用骨材に適したアルミ質多孔性粒状物及びこの
粒状物を骨材として配合した、良好な断熱性と成形性と
を併せ備えた耐火物を提供するにある。
［発明の構成］
（問題点を解決するための手段）
第１の発明によるアルミナ質多孔性粒状物は、気孔構造
を有する内部組織が略無孔状の外殻層により覆われた構
成を備えるところに特徴を有し、第２の発明による耐火
物は、気孔構造を有する内部組織が略無孔状の外殻層に
より覆われた構成を備えるアルミナ質多孔性粒状物を骨
材として配合したところに特徴を有する。
を有する内部組織が略無孔状の外殻層により覆われた構
成を備えるところに特徴を有し、第２の発明による耐火
物は、気孔構造を有する内部組織が略無孔状の外殻層に
より覆われた構成を備えるアルミナ質多孔性粒状物を骨
材として配合したところに特徴を有する。
（作用）
第１の発明によるアルミナ質多孔性粒状物は、その内部
組織が気孔構造を有すると共に、この内部組織は略無孔
状の外殻層によって覆われているので、球殻構造に由来
するすぐれた耐圧強度と、この外殻内に閉じ込められた
気泡の存在による良好な断熱性とを併せ備えている。
組織が気孔構造を有すると共に、この内部組織は略無孔
状の外殻層によって覆われているので、球殻構造に由来
するすぐれた耐圧強度と、この外殻内に閉じ込められた
気泡の存在による良好な断熱性とを併せ備えている。
また、第２の発明による耐火物は、このような特性を有
するアルミナ質多孔性粒状物をその原料配合中に、従来
の非多孔性アルミナ粗粒などの骨材の少なくとも一部を
代替する骨材として配合したことにより、高い断熱性と
、成形時にこの骨材が圧壊されたりスラリー上に分離し
たり或は吹き飛ばされることがないといった良好な成形
性とを併せ備えている。
するアルミナ質多孔性粒状物をその原料配合中に、従来
の非多孔性アルミナ粗粒などの骨材の少なくとも一部を
代替する骨材として配合したことにより、高い断熱性と
、成形時にこの骨材が圧壊されたりスラリー上に分離し
たり或は吹き飛ばされることがないといった良好な成形
性とを併せ備えている。
尚、第２の発明においては、アルミナ質多孔性粒状物の
かさ比重は１．０〜１．５の範囲にあることが最も好ま
しい。かさ比重が１．５以下において耐火物の断熱性向
」二効果が最も著しいか、かさ比重が１．０以下ではラ
ンマーあるいはプレス機の押圧力により圧壊され易くな
り、また、キャスティング時の骨材の浮上やスプレー時
の飛散が起り易くなるからである。
かさ比重は１．０〜１．５の範囲にあることが最も好ま
しい。かさ比重が１．５以下において耐火物の断熱性向
」二効果が最も著しいか、かさ比重が１．０以下ではラ
ンマーあるいはプレス機の押圧力により圧壊され易くな
り、また、キャスティング時の骨材の浮上やスプレー時
の飛散が起り易くなるからである。
（実施例）
以下に本願の各発明を具体化したいくつかの実施例につ
いて説明する。
いて説明する。
始めに、アルミナ質多孔性粒状物の概要を述べると、そ
の製法はバイヤー法により製造したアルミナにその０．
３〜５．０重量％のシリカを配合した原料組成物を、単
相または三相交流を電源とする例えば容量５００〜２０
０ＫＶＡ内外のニル−式電気炉を用いて２０００℃以」
二に加熱し溶融させる。そして、この溶融物を噴射ノズ
ルを用いて２〜７ｋｇ／ｃ＃の加圧気流に乗せて大気雰
囲気中に噴射する。これにより、溶融物は空気を巻込ん
で無数の気泡を包含し且つ表面張力により球状となって
固化する。原料組成物中のシリカ混入率と、得られる多
孔性粒状物のかさ比重及び断熱特性並びに耐圧強度とは
密接に関係があり、シリカが０゜３重量％以下ではかさ
比重が軽くなり過ぎて耐圧強度が低下する。また、５％
以上ではかさ比重が重くなって断熱性が悪化するうえに
、耐火特性も低下する傾向を呈する。一方、溶融組成物
の温度もかさ比重及び多孔構造の形成等に微妙に影響を
与えるので、溶融炉の原料当り電力は所望のかさ比重及
び多孔構造が得られるように制御する。
の製法はバイヤー法により製造したアルミナにその０．
３〜５．０重量％のシリカを配合した原料組成物を、単
相または三相交流を電源とする例えば容量５００〜２０
０ＫＶＡ内外のニル−式電気炉を用いて２０００℃以」
二に加熱し溶融させる。そして、この溶融物を噴射ノズ
ルを用いて２〜７ｋｇ／ｃ＃の加圧気流に乗せて大気雰
囲気中に噴射する。これにより、溶融物は空気を巻込ん
で無数の気泡を包含し且つ表面張力により球状となって
固化する。原料組成物中のシリカ混入率と、得られる多
孔性粒状物のかさ比重及び断熱特性並びに耐圧強度とは
密接に関係があり、シリカが０゜３重量％以下ではかさ
比重が軽くなり過ぎて耐圧強度が低下する。また、５％
以上ではかさ比重が重くなって断熱性が悪化するうえに
、耐火特性も低下する傾向を呈する。一方、溶融組成物
の温度もかさ比重及び多孔構造の形成等に微妙に影響を
与えるので、溶融炉の原料当り電力は所望のかさ比重及
び多孔構造が得られるように制御する。
このようにして作られたアルミナ質多孔性粒状物は、内
部に多数の独立気泡を金色する気孔構造を有すると共に
外表面は略無孔状の外殻層により覆われた形態となって
いる。
部に多数の独立気泡を金色する気孔構造を有すると共に
外表面は略無孔状の外殻層により覆われた形態となって
いる。
表１は３種類のアルミナ質粒状物のデータをまとめて示
している。また、第１図乃至第３図はこれら３種類の断
面顕微鏡写真に基づく断面図である。
している。また、第１図乃至第３図はこれら３種類の断
面顕微鏡写真に基づく断面図である。
３種類のアルミナ質粒状物のうち試料Ｎｏ、３（第３図
）として示した比較例は、球形の外殻層ｌの内部が中空
となったいわゆるアルミナバブルに相当するものであり
、耐圧強度の不足等によって成形上の問題を惹起し、耐
火物の骨材としては不適当である。一方、試料Ｎｏ、１
（第１図）及びＮｏ、２ （第２図）のものは内部組
織が無数の独立気泡２を有する気孔構造となっていてこ
れを球形をなす略無孔状の外殻層１により覆った形態で
、本願の第１の発明に係る実施例である。中でも、試料
Ｎ００１のものは、表１に示したようにかさ比重が１．
３８であって耐火物の断熱性を著しく向上させながら成
形性も十分に維持し得るものである。もっとも、試料Ｎ
Ｏ１２のものはかさ比重が２．１１と大きいが、断熱性
よりも成形性を重視する場合等には実用に供しうる。
）として示した比較例は、球形の外殻層ｌの内部が中空
となったいわゆるアルミナバブルに相当するものであり
、耐圧強度の不足等によって成形上の問題を惹起し、耐
火物の骨材としては不適当である。一方、試料Ｎｏ、１
（第１図）及びＮｏ、２ （第２図）のものは内部組
織が無数の独立気泡２を有する気孔構造となっていてこ
れを球形をなす略無孔状の外殻層１により覆った形態で
、本願の第１の発明に係る実施例である。中でも、試料
Ｎ００１のものは、表１に示したようにかさ比重が１．
３８であって耐火物の断熱性を著しく向上させながら成
形性も十分に維持し得るものである。もっとも、試料Ｎ
Ｏ１２のものはかさ比重が２．１１と大きいが、断熱性
よりも成形性を重視する場合等には実用に供しうる。
表 １ アルミナ質多孔性粒状物
次に、表２は上記試料Ｎｏ、１のアルミナ質多孔性粒状
物を骨材として用いた本願節２の発明の不定形耐火物で
の実施例を示し、アルミナ質多孔性粒状物の含有率を０
〜３８．３重量％の範囲で様々に変化させ作製した一連
の試作耐火物の原料配合及び特性値をまとめである。こ
れらの耐火物の作製は従来の一般的な不定形耐火物の製
法に準じて行なうこととし、骨材としてのアルミナ質多
孔性粒状物の成形特耐圧力を評価するために、原料配合
物の成形はラミング法により行った。また、表２の如く
各配合側毎に夫々焼成温度を１４００〜１６００℃の範
囲で変化させて複数種の耐火物を試作した。
物を骨材として用いた本願節２の発明の不定形耐火物で
の実施例を示し、アルミナ質多孔性粒状物の含有率を０
〜３８．３重量％の範囲で様々に変化させ作製した一連
の試作耐火物の原料配合及び特性値をまとめである。こ
れらの耐火物の作製は従来の一般的な不定形耐火物の製
法に準じて行なうこととし、骨材としてのアルミナ質多
孔性粒状物の成形特耐圧力を評価するために、原料配合
物の成形はラミング法により行った。また、表２の如く
各配合側毎に夫々焼成温度を１４００〜１６００℃の範
囲で変化させて複数種の耐火物を試作した。
表２のデータから明らかなように、アルミナ質多孔性粒
状物を全く配合していない比較例（従来の不定形耐火物
）に比べると、骨材の一部をアルミナ質多孔性粒状物に
置換えた実施例１〜５では、熱伝導率を少なくとも１０
％以」二低下させることができた。
状物を全く配合していない比較例（従来の不定形耐火物
）に比べると、骨材の一部をアルミナ質多孔性粒状物に
置換えた実施例１〜５では、熱伝導率を少なくとも１０
％以」二低下させることができた。
−９＝
表 ２ 不定形耐火物
次に、表３は第２の発明を定形耐火物に適用したいくつ
かの実施例を示している。ここで使用したアルミナ質多
孔性粒状物は表１に示した試料Ｎｏ、ｌのものである。
かの実施例を示している。ここで使用したアルミナ質多
孔性粒状物は表１に示した試料Ｎｏ、ｌのものである。
また、有機バインダーとしては、カルボキシメチルセル
ローズ（ＣＭＣ）等を使用している。この実施例におけ
る原料配合は、通常のアルミナ質定形耐火物の配合を基
準とし、粗粒状高純度アルミナの一部を多孔質アルミナ
球で代替した配合によっている。そして、この表の実施
例１〜３にみられるように、高純度アルミナに対するア
ルミナ質多孔性粒状物の含有量を４０〜６０％の範囲に
設定して作られた定形耐火物は、熱間曲げ強度の低下を
全く招かずに、通常のアルミナ質耐火物（比較例）に比
べて目立って断熱性が向」ニし、且つかさ比重もかなり
低下させることができた。
ローズ（ＣＭＣ）等を使用している。この実施例におけ
る原料配合は、通常のアルミナ質定形耐火物の配合を基
準とし、粗粒状高純度アルミナの一部を多孔質アルミナ
球で代替した配合によっている。そして、この表の実施
例１〜３にみられるように、高純度アルミナに対するア
ルミナ質多孔性粒状物の含有量を４０〜６０％の範囲に
設定して作られた定形耐火物は、熱間曲げ強度の低下を
全く招かずに、通常のアルミナ質耐火物（比較例）に比
べて目立って断熱性が向」ニし、且つかさ比重もかなり
低下させることができた。
表 ３ 定形耐火物
尚、本願第１の発明によるアルミナ質多孔性粒状物はそ
の特異な多孔質組織により吸音材或は遮音材としての特
性も併せ備えているので、その気孔率及び溶融外殻層の
厚さを使用目的に応じて任意に変化させることによって
、耐火物としての使用分野を超えて例えば建築資材など
として用いれば、その軽量１強度、吸音等の緒特性を同
時に活用することができる。
の特異な多孔質組織により吸音材或は遮音材としての特
性も併せ備えているので、その気孔率及び溶融外殻層の
厚さを使用目的に応じて任意に変化させることによって
、耐火物としての使用分野を超えて例えば建築資材など
として用いれば、その軽量１強度、吸音等の緒特性を同
時に活用することができる。
［発明の効果コ
以上に記述によって明らかなように、第１の発明に係る
アルミナ質多孔性粒状物は、その内部組織が気孔構造を
有すると共に、その外表部が略無孔状の外殻層で覆われ
た構成を備えるので、高耐熱性、高強度性、断熱性、軽
量性、吸音性等の特異な性質を有し、各種耐火物や断熱
材或いは建築資材等に広汎に利用することができる。
アルミナ質多孔性粒状物は、その内部組織が気孔構造を
有すると共に、その外表部が略無孔状の外殻層で覆われ
た構成を備えるので、高耐熱性、高強度性、断熱性、軽
量性、吸音性等の特異な性質を有し、各種耐火物や断熱
材或いは建築資材等に広汎に利用することができる。
また、斯かるアルミナ質多孔性粒状物を骨材として用い
た第２の発明の耐火物によれば、良好な断熱性が得られ
、しかも骨材が十分な耐圧強度を有するので、ラミング
法やプレス機により成形する際にランマーやプレス機が
及ぼす衝撃力に耐えて骨材の圧壊を防止でき、またキャ
スティング法による場合にはスラリー状の原料配合物か
ら粒状骨材が分離浮上するおそれがなく、更にスプレー
法による場合にも粒状骨材だけが飛散する不具合を生じ
ない等の効果を奏する。
た第２の発明の耐火物によれば、良好な断熱性が得られ
、しかも骨材が十分な耐圧強度を有するので、ラミング
法やプレス機により成形する際にランマーやプレス機が
及ぼす衝撃力に耐えて骨材の圧壊を防止でき、またキャ
スティング法による場合にはスラリー状の原料配合物か
ら粒状骨材が分離浮上するおそれがなく、更にスプレー
法による場合にも粒状骨材だけが飛散する不具合を生じ
ない等の効果を奏する。
第１図及び第２図は第１の発明の実施例を示すアルミナ
質多孔性粒状物の断面図、第３図は内部の気孔構造組織
が不充分な従来のアルミナバブルの断面図を示す。 図中、１は外殻層、２は独立気泡である。
質多孔性粒状物の断面図、第３図は内部の気孔構造組織
が不充分な従来のアルミナバブルの断面図を示す。 図中、１は外殻層、２は独立気泡である。
Claims (3)
- １．気孔構造を有する内部組織が略無孔状の外殻層によ
り覆われた構成を備えるアルミナ質多孔性粒状物。 - ２．気孔構造を有する内部組織が略無孔状の外殻層によ
り覆われた構成を備えるアルミナ質多孔性粒状物を骨材
として配合したことを特徴とする耐火物。 - ３．アルミナ質多孔性粒状物のかさ比重が１．０〜１．
５であることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載
の耐火物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62289945A JPH0764558B2 (ja) | 1987-11-16 | 1987-11-16 | アルミナ質多孔性粒状物及びこの粒状物を骨材とする耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62289945A JPH0764558B2 (ja) | 1987-11-16 | 1987-11-16 | アルミナ質多孔性粒状物及びこの粒状物を骨材とする耐火物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01131079A true JPH01131079A (ja) | 1989-05-23 |
| JPH0764558B2 JPH0764558B2 (ja) | 1995-07-12 |
Family
ID=17749769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62289945A Expired - Lifetime JPH0764558B2 (ja) | 1987-11-16 | 1987-11-16 | アルミナ質多孔性粒状物及びこの粒状物を骨材とする耐火物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0764558B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0758633A1 (en) * | 1995-07-25 | 1997-02-19 | Ecc International Limited | Porous granules |
| JP2007167956A (ja) * | 2005-12-20 | 2007-07-05 | Heraeus Electro-Nite Internatl Nv | セラミック台座石及び冶金容器 |
| JP2010150090A (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Sumitomo Chemical Co Ltd | αアルミナ粉末 |
| JP4834809B2 (ja) * | 2005-09-21 | 2011-12-14 | センター フォー アブレイシブズ アンド リフラクトリーズ リサーチ アンド ディベロップメント シー．エー．アール．アール．ディー． ゲーエムベーハー | 溶融酸化アルミニウムを基礎とする球状コランダム粒子並びにその製造方法 |
| JP2013544736A (ja) * | 2010-10-01 | 2013-12-19 | センター フォー アブレイシブズ アンド リフラクトリーズ リサーチ アンド ディベロップメント シー．エー．アール．アール．ディー． ゲーエムベーハー | 溶融酸化アルミニウムに基づく多結晶Ａｌ２Ｏ３体 |
| WO2022076522A3 (en) * | 2020-10-08 | 2022-06-23 | Wagstaff, Inc. | A refractory spout |
-
1987
- 1987-11-16 JP JP62289945A patent/JPH0764558B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0758633A1 (en) * | 1995-07-25 | 1997-02-19 | Ecc International Limited | Porous granules |
| JP4834809B2 (ja) * | 2005-09-21 | 2011-12-14 | センター フォー アブレイシブズ アンド リフラクトリーズ リサーチ アンド ディベロップメント シー．エー．アール．アール．ディー． ゲーエムベーハー | 溶融酸化アルミニウムを基礎とする球状コランダム粒子並びにその製造方法 |
| US8323792B2 (en) | 2005-09-21 | 2012-12-04 | Center For Abrasives And Refractories Research & Development C.A.R.R.D. Gmbh | Spherical corundum particles, based on fused aluminum oxide and a method for producing said particles |
| JP2007167956A (ja) * | 2005-12-20 | 2007-07-05 | Heraeus Electro-Nite Internatl Nv | セラミック台座石及び冶金容器 |
| US8017069B2 (en) | 2005-12-20 | 2011-09-13 | Heraeus Electro-Nite International N.V. | Ceramic seating stone and metallurgical vessel |
| JP2010150090A (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Sumitomo Chemical Co Ltd | αアルミナ粉末 |
| JP2013544736A (ja) * | 2010-10-01 | 2013-12-19 | センター フォー アブレイシブズ アンド リフラクトリーズ リサーチ アンド ディベロップメント シー．エー．アール．アール．ディー． ゲーエムベーハー | 溶融酸化アルミニウムに基づく多結晶Ａｌ２Ｏ３体 |
| WO2022076522A3 (en) * | 2020-10-08 | 2022-06-23 | Wagstaff, Inc. | A refractory spout |
| CN116390898A (zh) * | 2020-10-08 | 2023-07-04 | 瓦格斯塔夫公司 | 耐火喷嘴 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0764558B2 (ja) | 1995-07-12 |
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