JPH01197372A

JPH01197372A - シリカーアルミナ系低収縮性耐火組成物

Info

Publication number: JPH01197372A
Application number: JP63023590A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Sakamoto; 義博坂本; Yuuichirou Amenomiya; 雨ノ宮　裕一郎; Ken Okamoto; 謙岡本; Masato Aoki; 正人青木; Yoshiyuki Sakamitsu; 酒光　良行; Hideya Baba; 場馬　英哉
Original assignee: Towa Refractory Engineering Co Ltd; Toa Nenryo Kogyyo KK
Current assignee: Tonen General Sekiyu KK; Towa Refractory Engineering Co Ltd
Priority date: 1988-02-03
Filing date: 1988-02-03
Publication date: 1989-08-09

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】【技術分野〕本発明は、石油化学装置を初めとする加熱炉、反応塔等
の比較的長期に渡って連続運転のなされる各種装置に於
て、保温と鉄皮保護のために用いられる、クラック発生
の少ないシリカ−アルミナ系低収縮性耐火組成物に関す
る。

〔従来技術〕

耐火物、特に任意の形状に施行し得るキャスタブル耐火
物は複雑なところでも施行が容易であり、また部分補修
にも適しているところから鉄鋼、石油化学、非鉄金属、
窯業などの各方面の窯炉のライニング材として広く利用
されている。

特に石油化学工業等に於ては、その生産工程にて、様ざ
まな加熱工程を経ることから、各種の加熱炉、反応塔が
使用されているため、これらの装置では、保温と鉄皮保
護のため断熱キャスタブル耐火物がライニングされてい
る。

この断熱キャスタブル耐火物は、流し込み、塗り込み、
吹き付は等の作業方法によって、キャスタブルを保持す
る為のアンカーが取り付けられている鉄皮面に施工され
る。

このキャスタブル耐火物は一般にシリカ−アルミナ系を
主骨材とし、これにアルミナセメント及び粘着剤を配合
することによって得られる。

これらキャスタブルは、その目的から、断熱性に優れる
と同時に、炉内圧力差による触媒、ガスの流動の有る操
業条件に耐え得る強度と気密性が要求される。　′ しかし、従来公知のこの種のキャスタブルは。

施工後加熱された場合に収縮率が大きく、そのため、ラ
イニング面にクラックが発生し、クラックから熱ガスが
侵入し鉄皮とライニングの間を流れることによって、ホ
ットスポットと呼ばれる局部的な鉄皮面の温度上昇をも
たらす場合がある。またこの他クラックの増大ににって
ライニングの脱着が発生したり、初期の目的を果たさな
くトラブルとなる場合がある。更にはその吹付施工にお
ける作業性が悪く、ダレ、ハクリあるいは脱落が生じる
という難点があった。

これらの難点を克服するために、従来より数多くの提案
がなされているが、未だ満足すべきものが得られていな
いのが現状である。

〔目　　　的〕

本発明は前記従来技術の有する欠点を克服し、機械的強
度、耐摩耗性に優れるとともに、収縮によるクラックの
発生が極めて少なく、しかもその施行性も良好なシリカ
−アルミナ系低収縮性耐火組成物を提供することを目的
とする。

〔構　　成〕

本発明によれば、シリカ−アルミナ系耐火材料、粘着剤
及びアルミナセメントを主体とする耐火組成物において
、更に５〜２０重ｆ％の膨張性骨材及び１〜１０重量％
の低吸水性軽量材を含有させたことを特徴とするシリカ
−アルミナ系低収縮性耐火組成物が提供される。

本発明者らの研究によれば、従来公知のアルミナ−シリ
カ系耐火組成物はアルミナセメントの水和硬化後、脱水
、乾燥時に収縮し、さらに焼結によって通常８００℃前
後においては０．３〜０．５％の線収縮率が生じ、この
ため一般に使用される１、０００℃前後の操業下におい
ては、熱間でもクラックが完全に閉じず、ホットスポッ
トの原因となることが判明した。

そこで、この点を改善する研究を進めたところ、前記の
ようなりラック発生は加熱後膨張性を有する骨材を特定
量用いることにより抑制でき、また該膨張性骨材の使用
による強度劣化及び重量増加は吸水性の少ない軽量材を
特定量配合することによって解決できることを見出し１
本発明を完成するに至った。

即ち、本発明のシリカ−アルミナ系゛低収縮性組成物は
、シリカ−アルミナ系耐火材料、粘着剤及びアルミナセ
メントに加え、更に５〜２０重量気の膨張性骨材及び１
〜１０重量算の低吸水性軽量材を配合したことを特徴と
する。

以下１本発明を更に詳細に説明する。

本発明で用いられるシリカ−アルミナ系の耐火材料とし
ては、軽量かつ低気孔、低吸水性のものであればいずれ
のものも使用でき、このようなシリカ−アルミナ系の耐
火材料の具体例としては、例えば粘土質耐火物（シャモ
ット）、ろう石質耐大物、半けい石耐火物、高アルミナ
質耐火物等が挙げられる。

本発明で好ましく用いられるシリカ−アルミナ系の耐火
材料は固体重量ヌでＡＱ、０．２０〜６０重量％−５ｉ
Ｏ，−４０−８０重量％−Ｆｅ、０．０．５〜５重量％
のものである。更に好ましくはＩＱ、０３が３０−５０
重量％、　Ｓｉｎ、が５０−６５重重量、Ｆａ、　０３
が１〜３重量％のものである。

シリカ−アルミナ系耐火材料の配合割合は全組成物重址
に対して４５〜８０重址％、好ましくは５５〜７０重量
％である。

その配合割合が４５重量％未満であると比重の増加によ
り目的とする断熱性が得られにくく、また８０重１１越
えると結合材としてのアルミナセメントが不足し１強度
の発生が望めなくなるので好ましくない。

本発明で用いる粘着剤としては、この種の耐火組成物に
おいて慣用されているもの、たとえば耐火粘土、ベント
ナイト、セピオライトが使用でき。

その使用割合は全組成物重量に対して１０重量２以下、
好ましくは２〜８重斌％である。

アルミナセメントとしては、従来公知のものが任意に使
用できるが、効果の発現性からみて本発明においてはＦ
ｅ２Ｏ，２，６〜１０重量Ｘ含有するもの（耐火物用ア
ルミナセメントＪＩＳ　Ｒ２５１１第４種規格のもの）
が好適に使用される。

アルミナセメントの配合割合は全組成物重量に対して１
５〜３５ｍｍ％、好ましくは２０〜３０重量２である。

その配合割合が１５重量％未満であると充分な強度が発
現せず、また３５重量２を越えると強度は増大するもの
のセメントの収縮力が大きくなり、また比重調整のため
の軽量材の使用量が増えるためクラックが発生し易くな
るので望ましくない。

更に、本発明においては、前記三成分に加え。

更に膨張性骨材を含有させる。

この膨張性骨材はクラックの発生を抑制するために用い
られるもので、高湿において膨張性を示す石英を主成分
とする原料、即ち珪砂、珪石等が好適に使用される。

これらの膨張性骨材はその加熱時における変態、転移に
よって膨張し、たとえば石英は５７３℃でα型（低温型
）からβ型（高温型）に転移し、長さで０．４５％、容
積で１．３５％の膨張率を示す。

本発明で用いる膨張性骨材の粒度はｉｏｏ〜２０００，
１１、好ましくは１００〜１０００μＩとするのが適切
である。その粒度が１０〇−未満では、微細なために膨
張性が十分でなく、またアルミナセメントとの反応性が
高まるので好ましくない、また粒度が２０００−を超え
ると膨張によるマトリックス破壊が大きく、そのため強
度が低下するので望ましくない。

また、この膨張性骨材の配合割合は全組成物重量に対し
て５〜２０重量気の範囲で、好ましくは１５〜２０重量
気である。５重量％未満では、収縮を補うのに充分な膨
張が得られず、２０重量気を超えると膨張性が大きくな
るが、強度の低下等の悪影響がある。

この膨張性骨材を配合した耐火組成物はクラックの発生
が抑制され好適なものであり、その線変化率は−０，３
％以下である。しかしながら、膨張性骨材の配合量に伴
って強度低下や重量の増加を招く不利な点もあることか
ら、本発明においては前記膨張性骨材に加え、更に低吸
水性軽量材を配合しなければならない。

このような低吸水性軽量材としては、一般に発泡性中空
原料が使用されるが、この具体例としてはパーライト、
シラスバルーン等の従来公知のものが挙げられるが、特
に化学成分がＳｉｎ、　５５〜８０重量％、　Ａ１２．
０３１０−３５重量％、Ｎａ２Ｏ・Ｋ、ＯＯ，５〜４，
５重量２であり、平均嵩比重０．２〜０．５、粒子径分
布５〜５００／ｊＩ１１の微小中空球体は破球にしくく
、また吸水性も低いので極めて好ましく使用される。

このような低吸水性軽量材は水／セメント比を増大させ
ることなく、耐火組成物の強度の劣化を防止することが
でき、また比重の増加も少ないことから吹き付は作業に
おけるリバウンドロスを極めて小さくすることができる
。

低吸水性軽量材の配合量は全組成物重量に対して１〜ｌ
Ｏ重ｎ％、好ましくは４〜１０重量％である。１重量％
未満では軽斌化効果が期待できず、また１０重量２を越
えると微粉としての使用量が多くキャスタブルとしての
適正粒度配合構成にならないので好ましくない。

本発明のシリカ−アルミナ系低収縮性耐火組成物は前記
三成分を必須成分としたものであるが、必要に応じこの
種耐火組成物において慣用されている種々の添加剤たと
えばリグニンスルホン醸カルシウム、ポリカルボン酸等
の減水剤を配合することもできる。

本発明のシリカ−アルミナ系低収縮性耐火組成物は１種
々の産業分野たとえば石油化学装置における反応炉、加
熱炉、再生炉の化学装置の内張り材、キャスタブルライ
ニング材として広く利用することができる。

〔効　　果〕

本発明のシリカ−アルミナ系低収縮性耐火組成物は、加
熱後の収縮率が少ないことから、クラッり発生が少なく
、特に加熱炉、反応塔等の比較的長期に渡って連続運転
のなされる各種装置に於て、鉄皮保護に優れ、熱伝導率
が小さいことから断熱性も良好であり、特にクラック発
生に原因するホットスポットの生成防止に極めて効果的
なものである。従って、部分補修・修理コストを低減で
きることから、修繕費を大巾に低減することができる上
、操作性、施行性も良好であるため、操業上の信頼性も
大きく向」〕シ、また運転コストも安価となる。

〔実施例〕

実施例１〜５、比較例１〜２表−１に示されるような配合組成を有する耐火組成物を
調整し、羊の嵩比重、線変化率、曲げ強さ、圧縮強さ及
び熱伝導率を測定した。その結果を表−１に示す、なお
、測定方法は以下によった。

〔測定方法〕

嵩比重・・・ＪＩＳ　Ｒ−２６５５線変化率・・・ＪＩＳ　Ｒ−２６５４熱伝導率・・・ＪＩＳＩＩ−２６１８実施例１，２．３．４．５は膨張性骨材の添加量を変化
させた時の物性値であるが、明らかに収縮率の少ないこ
とを示している。

比較例１は膨張性骨材の無添加の場合の例であり、８０
０℃の焼成後の収縮率が−０，４３％と大きな値を示し
ている。比較例２は発泡性中空原料を用いず軽量骨材に
より比重調整を行なった例であるが、水量が多くなり強
度の低下が大きく良好な結果が得られないことがわかる
。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）シリカ−アルミナ系耐火材料、粘着剤及びアルミ
ナセメントを主体とする耐火組成物において、更に５〜
２０重量％の膨張性骨材及び１〜１０重量％の低吸水性
軽量材を含有させたことを特徴とするシリカ−アルミナ
系低収縮性耐火組成物。
（２）膨張性骨材の平均粒径が１００〜２０００μｍで
ある特許請求の範囲第１項記載の耐火組成物。
（３）低吸水性軽量材が発泡性中空原料である特許請求
の範囲第１項記載の耐火組成物。
（４）アルミナセメントが１０重量％未満のＦｅ＿２Ｏ
＿３を含有するものである特許請求の範囲第１項記載の
耐火組成物。
（５）膨張性骨材の配合割合が１５〜２０重量％である
特許請求の範囲第１項記載の耐火組成物。
（６）低吸水性軽量材の配合割合が５〜１０重量％であ
る特許請求の範囲第１項記載の耐火組成物。
（７）アルミナセメントの配合割合が１５〜３５重量％
である特許請求の範囲第１項記載の耐火組成物。
（８）線変化率が−０．３％以下である特許請求の範囲
第１項記載の耐火組成物。