JPH0251484A - 耐火性被覆材を被覆した耐火物 - 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） 本発明は耐火性を増大させる耐火性被覆材よりなる保護
層を表面に被着形成した耐火物に関するものであり、特
に窯炉、煙道等に使用するに適した耐火性被覆材を表面
に被着形成した耐火物に関するものである。

（従来の技術） 窯炉等の高温雰囲気にさらされる部分に使用される耐火
物の表面にはムライト、アルミナ等の粒状物を主成分と
してこれに粘土あるいは水ガラス等の粘着剤を添加した
耐火性被覆剤を塗布して耐火物表面とその内部で焼成さ
れる被焼成品との融着防止を図るとともに耐火物表面の
損傷防止を図っていたが、従来の被覆材を耐火物主体の
表面に被覆すると粘着剤として含まれる水ガラス等がガ
ラス化し、耐火物主体との熱膨脹差によりクラックを生
じて剥離するために耐火物主体の保護機能が十分ではな
く、高°温雰囲気による耐火物主体の酸化を十分に防止
することができないうえに断熱性が不十分であるために
熱衝撃緩衝効果が小さくて耐火物の寿命延長に十分寄与
することができない等の欠点があり、また、従来の耐火
性被覆材は保全、補修の施工頻度を高くする必要がある
ため施行コストが高くなる欠点もあった。

（発明の目的） 本発明は前記のような欠点をなくして、剥離の広れがな
いうえ耐酸化性、耐熱衝撃性が良好で耐火物表面を有効
に保護することができる耐火性被覆材を被覆した耐火物
を目的として完成されたものである。

（発明の構成） 本発明は６０〜３００　メツシュに調整されたセラミッ
クス短繊維３５〜５０重量％と粒径５〜３０　ｐ　ｍの
シリカを５〜７０重量％含有するシリカゾル５０〜６５
重量％とを主成分としてこれに適量の有機性粘結剤を添
加した耐火性被覆材よ・りなる保護層を基材表面に０．
１〜２ｍｍの厚さに被着形成したことを特徴とするもの
である。

本発明に使用されるセラミックス繊維は使用温度を考慮
して選択されるものであって、例えば使用温度が８００
−１６００°Ｃである場合にはこの温度に耐えるアルミ
ナを主成分とするアルミナ繊維とすることが好ましい。

このセラミックス繊維は粉砕後脱鉄され６０〜３００メ
ツシュ程度に篩分けて短繊維とする。ここでセラミック
ス短繊維の寸法が６０メツツユ以下となると耐衝撃性が
低下し、逆に３００メツツユを超えると粘着力が低下す
るので本発明の目的を達成するに不適当となる。一方、
無機バインダーとしてはシリカが水ン容ン夜に対し５〜
７０重量％好ましくは１５〜５０重量％含有されたシリ
カゾルが用いられる。その理由はシリカが５重量％未満
であるとバインダーとしての能力が低下して剥離し易く
なり、逆に７０重量％を超えると耐火性被覆層の表面に
シリカが融出して焼成品等との融着防止効果が小さくな
るからであり、また、シリカの粒径は均質性を高めて粒
子間の結合力の低下により接着力が小さくなることのな
いよう５〜３０μｍ程度とすることが好ましい。これら
のセラミックス短繊維とシリカゾルとは、セラミックス
短繊維３５〜５０重量％に対しシリカゾル５０〜６５重
量％の比率で混合するとともに粉末状のカルボキシルメ
チルセルロース、ポリビニルアルコールあるいはグリセ
リン等の有機性−時的粘結剤を例えば０゜２〜１．０重
量％程度の適量添加して耐火性被覆材とする。セラミッ
クス短繊維とシリカゾルとの混合比率を上述のように限
定したのは、第１図に示されるようにシリカゾルの含有
率が５０〜６５重量％であるときに耐火物表面への施行
に好適な２．５〜３０ポアズの粘性を得ることができる
ためである。

このようにして得られた耐火性被覆材は耐火物主体や耐
熱金属等の基材の表面に対してスプレィ、刷毛塗り、デ
インピング等の適宜の方法により０゜１〜２鵬程度の厚
さでコーティングして保護層を被着形成する。但し、窯
内の壁面に使用するライニング耐火物を基材とする場合
にはその表面に対しては断熱性を増す効果を重視して２
鴫以上の厚さに被覆してもよい。このようにして得られ
た耐火性被覆材は耐火物主体等の基材表面に強固に付着
し、シロキサン結合が形成されて強固な結合組織となる
うえ基材を耐火物主体とした場合は仮焼後においては耐
火物正体と反応して表面に融着し、かつ耐火物ｍｍ中に
部分的に浸透して通気性のない保Ａｉ層が形成されるこ
ととなる。なお、第２Ｖに示すように炭化珪素質の耐火
物主体を基材（１）とし、その表面にはセラミックス短
繊維としてアルミナ繊維を使用するとともにシリカ質の
７１インダーを使用した耐火性被覆材よりなる保護層（
２）を被着形成した場合には該保護層（２）の表層側に
アルミナリッチな層（２ａ）が形成されてその下方にシ
リカリンチな層（２ｂ）が形成され、これらの２層によ
り耐火物劣化の原因となる酸素及び燃焼ガスの浸入を防
止するので詩に優れた酸化防止効果を得ることができる
。

（実施例） ７０メツシユに粉砕されたアルミナ短繊維と１５０メツ
シユのアルミナ短繊維とを同重品ずつ混合したセラミッ
クス繊維３８重量％にシリカゾルを主成分とする無機バ
インダー６１．８重量％を結合剤として添加するととも
にカルボキシルメチルセルロース０．２重量％を添加し
た粘度１０ポアズの耐火性被覆材を炭化珪素を主成分と
する板状の耐火物の表面に０．７〜１胴の範囲内に０．
１ａ＋ｍずつ厚さを変えて塗布し、これを最高温度１３
５０’Ｃの焼成炉中に１２時間曝した後取出して衝撃抵
抗値を測定したところ、第３図に示すとおりの結果が得
られた。即ち、保護膜の厚さを１ＩＩＩｆｆｌとした場
合には保護膜のない耐火物に比較して１４倍の衝撃抵抗
値を得ることができた。なお、保護層の膜厚を大きくす
れば衝撃抵抗値は増加するものの同図に示すように剥離
発生率が増加するので、実用上保護層の膜厚は０．７〜
１胴程度が適切である。

次に、上記と同一の保護層が形成された板状の耐火物を
焼成炉内において３００〜９００°Ｃに昇温したのち直
ちに常温の炉外へ取出して急冷し、亀裂発生状態を観察
したところ保護層が形成された耐火物表面に亀裂の発生
は認められず、また、第４圓に示されるように急冷によ
る熱衝撃を受けた後も曲げ強度は保護層のない耐火物に
比較して９００°Ｃの急冷温度差において約１５％の向
上を示した。

また、本実施例の保護層が形成された耐火物を最高使用
温度１３５０°Ｃの焼成炉に継続的に使用したところ、
保護層のない耐火物に対して約２倍の寿命を示した。な
お、以上の実施例では基材として炭化珪素を主成分とす
る耐火物を用いたが、本発明はその他の耐火物や耐熱金
属等にも適用できるものである。

（発明の効果） 本発明は以上の説明からも明らかなように、６０〜３０
０　メソシュに調整されたセラミックス短繊維と粒径５
〜３０μｍのシリカを５〜７Ｏｆｆｌ量％含有するシリ
カゾルとを主成分としてこれに適量の有機性粘結剤を添
加した耐火性被覆材よりなる保護層を基材表面に０．１
〜２　ｍｍの厚さに被着形成したものであるから、保護
層の剥離の虞れがないうえに耐酸化性、耐熱性、耐熱衝
撃性等が良好で、窯炉、煙道その他の高／！！雰囲気に
さらされる部分に使用される耐火物の損傷を防止してそ
の寿命を延長することができるもので、保全、補修の施
行頻度を低下させることができるがら施行コストを低減
できる経済的利益もある。よって本発明は従来の問題点
を解決した耐火性被覆材を被覆した耐火物として、産業
の発展に寄与するところは極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いられる耐火性被覆材の粘度とこれ
に含有される無機バインダーの含有率との関係を示すグ
ラフ、第２図は本発明に係る耐火性被覆材を被覆した耐
火物の部分断面図、第３図は本発明に係る耐火性被覆材
を被覆した耐火物における保：ＩＮの膜厚と衝撃抵抗値
および剥離発生率との関係を示すグラフ、第４図は本発
明に係る耐火性被覆材を被覆した耐火物における急冷温
度差と該急冷後の常温曲げ強度との関係を示すグラフで
ある。 （１）二基材、（２）：保護層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ６０〜３００メッシュに調整されたセラミックス短繊維
   ３５〜５０重量％と粒径５〜３０μｍのシリカを５〜７
   ０重量％含有するシリカゾル５０〜６５重量％とを主成
   分としてこれに適量の有機性粘結剤を添加した耐火性被
   覆材よりなる保護層を基材表面に０．１〜２ｍｍの厚さ
   に被着形成したことを特徴とする耐火性被覆材を被覆し
   た耐火物。