JPH0131475B2

JPH0131475B2 -

Info

Publication number: JPH0131475B2
Application number: JP58105448A
Authority: JP
Inventors: Kunio Furukawa; Kazuyuki Sugyama; Kozo Yamada; Hisatoshi Yasuda
Original assignee: HARIMA SERAMITSUKU KK
Current assignee: HARIMA SERAMITSUKU KK
Priority date: 1983-06-13
Filing date: 1983-06-13
Publication date: 1989-06-26
Also published as: JPS59232975A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、熱間強度、耐食性および作業性にす
ぐれた流し込み施工用耐火物に関する。窯炉、溶湯容器の内張りに使用される流し込み
施工用耐火物は、一般に結合剤としてアルミナセ
メントが添加されているが、周知のとおり、800
〜1000℃の中間温度域で脱水による強度低下を招
く。また、アルミナセメント中のCaO成分がスラ
グとの反応で低融物を生成し、耐火物の耐食性を
低下させている。以上の欠点を解決するため、結合剤としてアル
カリ金属ケイ酸塩と、硬化促進剤としてリン酸塩
とを併用し、そのシリカゲル硬化を狙つたもの
が、例えば特開昭53−110613号および特開昭53−
125416号で知られている。しかし、これらの耐火
物は、アルミナセメントを使用した場合のような
熱間強度および耐食性の低下がないものの、硬化
促進剤として具体的に示されているピロリン酸
塩、難溶性トリポリリン酸アルミニウムなどは、
結合剤との反応が早いため施工時の作業性がきわ
めて悪い。すなわち、加水混練後、施工に好適な
流動性を持続するいわゆる可使時間のコントロー
ルが容易でなく、気温の高い夏場ではこの傾向が
顕著である。そこで本発明では、結合剤として粉末ケイ酸ソ
ーダとし、その硬化促進剤としてリン酸ガラスを
使用することにより、上記従来の欠点を解決した
ものである。この結合剤と硬化促進剤の組合せが
作業性を向上させる理由は明確ではないが、従
来、硬化剤として知られているピロリン酸塩、ト
リポリリン酸アルミニウムは強酸性で反応性が大
きいために、適正添加範囲が非常に狭い。これに
対して本発明におけるリン酸ガラスは、中性ない
し弱酸性を示し、結合剤との反応性が小さいため
と思われる。耐火材料の種類、粒度、割合を下記のとおり一
定にし、結合剤と硬化剤の種類、割合のみを変化
させ、可使時間を測定した。焼結アルミナ 10〜１mm 55wt％〃１〜0.3mm 10 〃〃 0.3mm以下 15 〃炭化珪素１mm以下 15 〃石油系ピツチ１mm以下５〃第１表はその結果を示すもので、粉末ケイ酸ソ
ーダと粉末リン酸ガラスの組合せはきわめて緩慢
な変化を示す。したがつて、適正添加割合の許容
範囲が広く、可使時間のコントロールが容易とな
り、また気温の変動にも左右されない。なお、こ
こで比較の硬化促進剤として粉末トリポリリン酸
アルミニウムを挙げたのは、従来、最も一般的に
使用されているからである。

【表】本発明は、耐火性材料に結合剤として外掛で粉
末ケイ酸ソーダ0.1〜2wt％、及び硬化促進剤とし
て外掛で粉末状リン酸ガラス0.5〜5wt％を添加し
てなることを特徴とした流し込み施工用耐火物で
ある。本発明を更に詳述すれば、まず、耐火性材料は
電融または焼結のアルミナ、仮焼アルミナ、ボー
キサイト、バン土頁岩、シリマナイト、カイヤナ
イト、合成ムライト、シヤモツト、ろう石、珪
石、粘土、溶融シリカ、スピネル、炭化珪素、窒
化珪素、シリコン、黒鉛、無定形炭素ジルコン、
ジルコニア、クロム鉱などから選ばれる一種また
は二種以上が使用できる。結合剤としての粉末ケイ酸ソーダは、粒径0.3
mm以下の白色粒状で、耐火物の結合剤として既に
よく知られている。耐火材料に対して外掛で
0.1wt％未満では、耐火物の養生強度発現が不十
分であり、2wt％を超えると耐火性が耐火材料に
比べて低いため熱間強度、耐食性を低下させる。
最適の割合は、0.3〜1.5wt％である。硬化促進剤の粉末状リン酸ガラスは、粒径0.1
mm以下の白色粒状であり、その化学成分は
P₂O₅30〜80wt％、SiO₂またはB₂O₃20wt％以下、
金属酸化物15〜60wt％である。各成分に対応す
る原料化合物を配合し、200〜1500℃、好ましく
は800〜1200℃にて溶融し、冷却することで製造
される。耐火材料に対して外掛で0.5wt％未満で
は硬化促進剤が不十分であり、5wt％を超えると
耐火物の施工可能な時間が短かくなつて作業性が
悪いとともに、耐火性に劣る硬化促進剤の多量の
添加で熱間強度および耐食性を低下させる。以上のケイ酸ソーダ、リン酸ガラスはいずれも
粉末状であるが、これは耐火物に保存性を付与さ
せるためである。施工時には水分を添加し、十分
混練後、流し込み施工する。ところで、炭素あるいは炭化物は溶融金属に対
して濡れにくく、かつ高融点のすぐれた耐火材料
であるが、反面、酸化しやすいという欠点があ
る。そこで炭素あるいは炭化物を配合した耐火物
は、従来は酸化防止剤の添加が行われている。し
かし、その添加は低融物の割合をさらに増すこと
になりまた経済的にも不合理なものであつた。本発明では、硬化促進剤として添加する粉末状
リン酸ガラスが酸化防止剤の効果を兼ね備えてい
ることがわかつた。リン酸ガラスが耐火物使用中
の高温で500℃付近から軟化溶融し、原料粒子を
被覆して、酸素との反応をしや断するからと考え
られる。本発明において炭素または炭化物として使用し
うるものは、リン状黒鉛、土状黒鉛、カーボンブ
ラツク、石油系ピツチ、石炭系ピツチ、コーク
ス、炭化珪素、炭化硼素などの一種または二種以
上である。以上からなる流し込み施工用耐火物は、さらに
この種の耐火物の添加物として既知なる分散剤、
フアイバー類、金属粉、酸化防止剤、結合剤など
を添加してもよい。例えばアルミナセメントをさ
らに添加してもよいが、熱間強度および耐食性を
低下させないために、3wt％以下にしなければな
らない。本発明の流し込み施工用耐火物は以上にも述べ
たとおり、結合剤として粉末状ケイ酸ソーダ、そ
の硬化促進剤として粉末状リン酸ガラスを使用す
ることによつて、微妙な添加量の違い、あるいは
夏場などの気温の上昇に殆んど影響されることな
く、適正な可使時間が得られる。したがつて作業
性がよく、得られる施工体も緻密質となり、すぐ
れた熱間強度および耐食性を示す。また、粉末リン酸ガラスは高温化で軟化溶融
し、原料粒子を被覆する作用をもち、耐火材料中
に炭素または炭火物を配合する場合はその酸化防
止効果がある。つぎに本発明実施例、比較例および従来例を第
２表に示す。同表において本発明実施例１〜９は、いずれの
試験結果も良好である。比較例１、２は結合剤、
硬化促進剤とも本発明と同種であるが、その添加
割合が本発明の限定割合から外れている。このた
め、硬化促進剤の添加量の少ない比較例１は可使
時間が長く、施工性の面から実際には使用できな
かつた。逆に添加量の多い比較例２は、材料温度
15℃でも十分な可使時間が得られず、25℃では混
練後、直ちに硬化して全く使用できなかつた。結合剤としてアルミナセメントを添加した従来
例１〜４は、他の例に比べて乾燥後の強度は大き
いが、加熱後および高温下の強度が劣り、その結
果、耐食性も他の例に比べて格段に劣つている。また、炭化物および炭素を配合した例では、硬
化剤として粉末リン酸ガラスを添加した本発明実
施例１〜６が、比較例１、２および従来例３〜７
に比べて耐酸化性にすぐれている。

【表】

【表】本発明の流し込み施工用耐火物は、鉄鋼工業
炉、非鉄金属工業用炉、化学工業炉用炉、窯業用
炉などの炉材として使用できる。本発明実施例３の配合物で高炉樋の内張り施工
を行つたところ、気温の高い夏場であるにもかか
わらず安定した可使時間を示し、溶損速度も６
mm／千ｔ銑鉄と良好なものであつた。これに対
し、硬化促進剤としてトリポリリン酸アルミニウ
ムを添加した従来タイプは、耐火性材料の種類、
粒度、割合、あるいは施工時の気温などに可使時
間が大きく影響され、緻密質の内張りが得られ難
く、溶損速度は７〜10mm／千ｔ銑鉄であつた。

Claims

【特許請求の範囲】

１耐火性材料に、結合剤として外掛で粉末ケイ
酸ソーダ0.1〜2wt％、及び硬化促進剤として外掛
で粉末リン酸ガラス0.5〜5wt％を添加してなるこ
とを特徴とした流し込み施工用耐火物。