JPH01176279A - キャスタブル耐火物 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はキャスタブル耐火物に関し、特に、繰返し加熱
される箇所への使用に適したキャスタブル耐火物に関す
る。

〔従来技術とその問題点〕

骨材として棒状耐火物原料を使用したキャスタブル耐火
物は一般的に機械的強度、組織間の接合力に優れ、耐ス
ポーリング性が高い特性を有している。その反面、棒状
耐火物原料は膨張、収縮の変化が大きく、例えば直径３
鶴、長さ４０鶴のアルミナ質棒状原料を使用した場合に
は１５００℃ニオいて約０．２〜０．３籠の緑変化が生
じる。

また、マトリックス部に膨張率の異なる原料を使用した
場合には、膨張・収縮によって組織にずれが生じ、組織
間の接合力が低下して強度が低下することがある。特に
、このような従来の棒状耐火物原料を使用したキャスタ
ブル耐火物を溶湯容器の蓋、トンネルキルンの台車等、
繰返し加熱される部位に使用する場合には、耐火物の膨
張と収縮が交番的に繰り返され、主として棒状耐火物原
料どうしが圧迫しあう結果、亀裂が発生したり、組織が
脆弱化したりして、耐スポーリング性を高めるという棒
状原料使用の目的が十分発揮できず、かえって耐用性が
劣ることになる。

本発明は上記の事情を考慮してなされたものであって、
繰返し加熱される箇所への使用に適したキャスタブル耐
火物を提供することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係るキャスタブル耐火物は、上記の目的を達成
するために、表面に熱間で消失する難水溶性の有機樹脂
からなり１００〜５００μの厚みを有する被覆層を形成
した棒状耐火物原料を使用することを特徴としている。

〔作用〕

本発明によれば、棒状耐火物原料の表面に形成された有
機樹脂の被覆層が熱間で消失して棒状耐火物原料の周囲
にこれの熱膨張を抵抗無く吸収できる膨張吸収空間が形
成される。従って、繰り返し加熱した時に膨張した棒状
耐火物原料どうしが繰り返し圧迫しあって亀裂を生じた
り、その繰り返し圧縮応力を受けて脆弱化したりするこ
とが防止され、耐用性や耐スポーリング性を高めること
ができる。

本発明で使用する棒状耐火物原料としては、シャモツト
質、アルミナ質等材質は問わないが、直径０．５〜５ｆ
ｉ、長さ５〜５０ｍ程度が好ましく、直径が０．５ｆｉ
未満、または全長が５ｍ未満であると、機械的強度、組
織間の接合力が強化される効果が著しく薄くなるので好
ましくない。また、直径が５ｍを上回り、または全長が
５０鶴を上回ると、補修箇所等に付着されるキャスタブ
ル耐火物を一定以上薄くできなくなるので好ましくない
。

上記有機樹脂としては、熱間で消失する難水溶性のもの
であれば特に限定されず、例えば、フェノール樹脂、エ
ポキシ樹脂、酢酸ビニル樹脂、水性あるいは油性の有機
塗料等を使用することができる。

熱間で消失しない有機樹脂を使用することは上記膨張吸
収空間が形成されなくなるので好ましくない、また、水
溶性の有機樹脂を使用することは、キャスタブル耐火物
を使用するための混練時に加えられる水分に有機樹脂が
溶解されて棒状耐火物原料の表面の有機樹脂層の厚さが
薄くなり、棒状耐火物原料の周囲に形成される膨張吸収
空間が小さくなるので好ましくない。

被覆層は浸漬、吹付は等の方法によって棒状耐火物原料
の表面に有機樹脂を付着させ、更に乾燥させることによ
って形成される。被覆層は棒状耐火物原料の表面に均等
に形成することが好ましく、このために、例えば、ポッ
トミキサーを用いたり、有機樹脂を吹付けながら棒状耐
火物原料を混ぜ返したりすることが有利である。ポット
ミキサーを用いる場合には、先に棒状耐火物原料をポッ
トミキサーに入れて、ポットミキサーを回転させながら
有機樹脂を加えればよい、また、有機樹脂の粘性が高い
と、浸漬、吹付は等の方法によって被覆層を形成する時
に有機樹脂によって棒状耐火物原料が接着されて施工に
必要な流動性が失われるおそれがあるので、有機樹脂を
水、アルコール等の溶媒で適当に希釈して使用すること
が好ましい。

被覆層の乾燥は被覆層を炭化させないようにするととも
に水分等の揮発物の残留が無（なるようにする必要があ
る。例えば乾燥温度を高くしすぎて被覆層を炭化させる
ことは、使用前の混練時等に被覆層が棒状耐火物原料の
表面から剥離されて効果が失われるので好ましくない、
また、被覆層に揮発物を残留させることは、施工体乾燥
時に亀裂を発生させる原因となるので好ましくない。

被覆層の膜厚は１００μｍ〜５００μｍとすることが好
ましく、１００μｍを下回ると充分な大きさの膨張吸収
空間を形成できなくなるので好ましくな（、また、５０
０μｍを上回ると膨張吸収空間が過大となって棒状耐火
物原料どうしの結合強度が著しく低下するので好ましく
ない、なお、被覆層の膜厚には有機樹脂の希釈度合、乾
燥速度が関連する。

この様に表面処理された棒状耐火物原料を使用するキャ
スタブル耐火物では、棒状耐火物原料の他に通常キャス
タブル耐火物に使用される耐火骨材、耐火微粉として仮
焼アルミナ、耐火粘土、シリカフラワー、アルミナセメ
ント等が用いられ、上記被覆層を形成した棒状耐火物原
料の配合割合は５〜３０重量％とすることが好ましい。

棒状耐火物原料の配合割合が５重量％を下回ると表面処
理された棒状耐火物原料の添加の効果がほとんど認めら
れな（なるので好ましくな（，３０重量％を上回るとキ
ャスタブル耐火物中に空隙を生じてかさ比重及び強度が
減少する上、棒状耐火物原料を均一に分散させることが
困難になり、施工体の強度分布にばらつきが生じるので
好ましくない。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例及び比較例について詳細に説明す
る。

本発明の実施例１〜３及び比較例１〜３の配合成分及び
配合率は第１表に示す通りであり、実施例１と比較例１
とは棒状アルミナを３０重量部添加したキャスタブル耐
火物であり、実施例２と比較例２とは棒状アルミナを５
重量部添加したキャスタブル耐火物であり、実施例３と
比較例３とは棒状シャモットを１０重量部添加したキャ
スタブル耐火物である。

これら実施例１〜３及び比較例１〜３について線変化率
、かさ比重、曲げ強さ、圧縮強さ及びスポーリングにつ
いて測定した結果を第１表に示す。

また、それらの測定結果のうち実施例２と比較例２とを
対比した繰り返し加熱回数と線変化率との関係を第１図
に示し、繰り返し加熱回数と曲げ強さとの関係を第２図
に示し、繰り返し加熱回数と圧縮強さとの関係を第３図
に示す。

尚、各図の繰り返し加熱における加熱温度は１５００℃
である。

線変化率からみると、第１表及び第１図から表面被覆し
た棒状原料を使用した各実施例の方がそれに対応する各
比較例に比べて安定であり、未処理棒状原料を使用した
方は膨張傾向にあることが判る。これは各比較例では微
亀裂により各実施例よりも大きく体積膨張をしているた
めであると思われる。

また、曲げ強さについては、第１表及び第２図から本発
明の実施例１あるいは実施例２の方が比較例１あるいは
比較例２に比べて初回は低い値を示すが、繰返し加熱し
て行くと未処理棒状原料を使用した比較例１あるいは比
較例２の方の曲げ強さが次第に低下するのに対して、表
面処理した棒状原料を使用した実施例１あるいは実施例
２の方は一旦弱くなるが更に繰り返し加熱回数が多くな
ると曲げ強度が初回よりも高くなっている。また、表面
被覆した棒状原料を使用した実施例３は初回の曲げ強さ
が未処理棒状原料を使用した比較例３よりも強く、繰り
返し加熱回数が増加するにつれて比較例３では曲げ強さ
が次第に低下するのに対して実施例３は一旦比較例３よ
りも弱くなるものの繰返し加熱回数が更に多（なると曲
げ強さが比較例よりも大きくなり、次第に曲げ強さが回
復する傾向が見られる。

更に、圧縮強さについては、第１表及び第３図から繰り
返し加熱回数が増加するにつれて未処理棒状原料を使用
した比較例１あるいは比較例３では初回よりも一旦強く
なった後初回よりも低下するのに対して、表面処理した
棒状原料を使用した実施例１は逆に次第に強度が高（な
り、実施例３では一旦弱くなってから初回よりも強（な
る傾向を示し、また、比較例２では次第に低下するのに
対して、実施例２では次第に弱くなるにしても比較例２
よりは強いという結果が得られている。

以上の結果から、繰り返し加熱に対して表面処理した棒
状原料を使用する各実施例はそれに対応する各比較例に
比べて緑変化において安定であり、また、強度において
も安定であるといえる。

加えて、上記各実施例のスポーリングは２時間にわたり
１３５０℃に加熱した後水冷することを繰り返した時に
５回目までは実施例１及び実施例２では比較例１及び比
較例２と同様であるが、その後には比較例１及び比較例
２では亀裂数が増加しているのに・対して、実施例１及
び実施例２では亀裂の増加が見られない。また、実施例
３の場合には５回目までに生じた亀裂数が比較例３に比
べて著しく少ない上、比較例３ではその後に亀裂数が増
加しているのに対して比較例３では増加していないとい
う結果が得られた。

尚、実施例１をアルミ溶解炉々蓋に使用したところ、２
４０回使用で損耗速度が０．５ｍｍ／回、表面被覆して
いない従来の棒状原料使用キャスタブルは０．９１ｍ／
回で約５０％の耐用回数の向上があり、損傷はスポーリ
ング性が主なものであった。また、実施例２を溶鋼容器
蓋に使用したところ、従来品が６５ヒートに対し、８０
ヒートの寿命であり、約２０％の寿命向上であった。

以上の結果から、表面被覆した棒状耐火物原料を使用す
る各実施例は繰り返し加熱に対する耐用性が高（、また
、耐スポーリング性にも優れているので、繰返し加熱さ
れる箇所への使用に最適である。

（以下余白） （発明の効果） 以上の通り、本発明によれば、棒状耐火物原料の表面に
付着させた被覆層が熱間で消失することにより施工体内
に棒状耐火物原料の膨張を抵抗なく吸収する膨張吸収空
間が形成され、加熱時に膨張した棒状耐火物原料どうし
が互いに圧迫して亀裂を発生させたり、脆弱化させたり
することがなく、繰り返し加熱に対する耐用性や耐スポ
ーリング性が富められるので、繰り返し加熱される箇所
に使用するキャスタブル耐火物として最適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は繰返し加熱回数と線変化率との関係を示す線変
化率特性図、第２図は繰返し加熱回数と曲げ強さとの関
係を示す曲げ強度特性図、第３図は繰返し加熱回数と圧
縮強さとの関係を示す圧縮強度特性図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．表面に熱間で消失する難水溶性の有機樹脂からなり
   １００〜５００μの厚みを有する被覆層を形成した棒状
   耐火物原料を使用することを特徴とするキャスタブル耐
   火物。