JPH0336788B2 - - Google Patents

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JPH0336788B2
JPH0336788B2 JP60186488A JP18648885A JPH0336788B2 JP H0336788 B2 JPH0336788 B2 JP H0336788B2 JP 60186488 A JP60186488 A JP 60186488A JP 18648885 A JP18648885 A JP 18648885A JP H0336788 B2 JPH0336788 B2 JP H0336788B2
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JP
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fiber
ceramic
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ceramic fiber
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JP60186488A
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Toshimoto Yamamoto
Masaomi Hayakawa
Kunihiko Myashita
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Ibiden Co Ltd
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Ibiden Co Ltd
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  • Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔産業上の利用分野〕 本発明は主に高炉、平炉、転炉の溶鉄及び溶鋼
中の温度の測定、更には溶存酸素量及びカーボン
量等の測定、並びにサンプリングを目的とする消
耗型浸漬プローブの耐熱保護管に使用するセラミ
ツク繊維質スリーブとその製造方法に関するもの
である。 〔従来の技術〕 近年、鉄鋼関係の製鉄、製鋼分野の合理化及び
品質管理の向上のため、たとえば、転炉、電炉、
鋳造工程に於ては温度管理を目的とする急速浸漬
熱電対法である消耗型熱電対による測温が行なわ
れ、また、転炉、鋳造工程においては、消耗型熱
電対を更に進めたカーボン、酸素量の測定及びサ
ンプリング等を目的とする消耗型多目的測定素子
(サプランス等)が使用され、品質管理上、及び
操業上極めて重要な役割を果たしている。 この消耗型熱電対及び消耗型多目的測定素子、
いわゆる消耗型浸漬プローブには溶鋼及び溶鉄中
に浸漬する部分に、熱劣化防止と耐侵食性向上を
目的とする耐熱保護管が装着されており、その耐
熱保護管として、アスベストスリーブ、セラミツ
クフアイバースリーブ等が用いられている。 しかしながら、これらの耐熱保護管を装着した
消耗型浸漬プローブは、溶鋼、溶鉄への浸漬時に
数多くの問題を生じ、決して満足のいく状態にま
で至つていない。即ち耐熱保護管としてアスベス
トを主成分とするスリーブを用いた場合には、安
価である反面、耐熱性、耐侵食性が著しく低いた
め、浸漬中に消失してしまい、アスベストスリー
ブを装着したプローブは、浸漬中に溶鋼、溶鉄中
で焼失し、スプラツシユが発生したり、あるいは
溶鋼又は溶鉄からの引き上げ時に浸漬部分だけが
溶鋼又は溶鉄中に残り不純物として残留すること
がある。 またアスベストの使用による作業環境の汚染、
即ちアスベスト公害を引き起こすことにもなり、
その使用が著しく制約を受けつつある。 一方、セラミツクフアイバーを主成分とするス
リーブは、大別すると(イ)解繊されたセラミツクフ
アイバーと結合剤とを含む水系スラリーから真空
吸引成形し乾燥して得られたものに、無機結合剤
を含浸して硬化処理したスリーブと(ロ)セラミツク
フアイバーを主成分とするペーパー状物を多層に
巻き回し、無機結合剤にて硬化処理したスリーブ
とに分けられ、前者(イ)に於てはアスベストに比べ
て耐熱性の高い無機質繊維であるにはかかわらず
耐侵食性を有するのに必要な緻密性が十分得られ
ず、更に緻密性を高めるために施された結合剤、
コーテイング材による硬化処理の程度に著しいム
ラが生ずることがあつた。 即ち、吸引成形し、乾燥して得られたスリーブ
にコロイド状バインダー(例えばシリカゾル)を
含浸させる硬化処理工程において含浸ムラのた
め、硬化出来ていない部分があつたり、コロイド
状バインダーの乾燥時にコロイド粒子の移動によ
り、硬化出来るのは表面部分のみで、内部はほと
んど硬化出来ないという現象が発生した。そのた
め耐久性能にバラツキが発生したり、短時間しか
使用出来なかつた。 また真空吸引成形後の金型からの脱出時に発生
する変形によつて所望の精度を有するスリーブが
得にくかつた。 一方、後者(ロ)に於ては、多層に巻き回す段階で
の硬化処理が可能なため硬化処理に著しいムラは
生じないが、特に浸漬時に接触するスラグに対す
る十分な耐侵食性を有するに要する緻密性に欠け
ているとともに、セラミツクフアイバーを一度ペ
ーパー状に成形したものから円筒状に成形するた
め非常に高価なものとなり消耗品としての使用に
不向きであり、前者と同様決して満足できるもの
ではなかつた。 このように従来繊維質スリーブの耐熱保護管を
装着した消耗型浸漬プローブは、溶鉄、溶鋼及び
スラグに対する耐侵食性が不十分であつたり、安
定した使用が不可能であつたり、アスベストスリ
ーブを装着したプローブでは、アスベスト粉じん
による作業環境の悪化を引き起こしたり、更に
は、セラミツクフアイバー多層巻きスリーブを装
着した消耗型浸漬プローブでは、スリーブが高価
すぎるため消耗品としての使用には不適であると
いつた種々の改良すべき問題点を有していた。 一方、特公昭54−16536号によれば、繊維長が
2mm以下の人造鉱物質繊維と、これに結合剤、
水、充填剤、添加剤、助剤及び繊維破断調整剤た
る粘稠剤が添加されてなる組成物からの押出成形
体で該成形体の主成分が人造繊維からなり、嵩比
重が0.5以上の人造鉱物質繊維押出成形体および
その製造方法が開示されている。 また、人造鉱物繊維としてロツクウール、クラ
スウール等の人造鉱物質短繊維、結合剤としてフ
エノール、メラミン、尿素樹脂、ゴム系接合剤等
の有機結合剤、セメント、水ガラス、石こう等の
無機結合剤、充填剤としてシラスバルーン、パー
ライト軽石、ひる石、珪藻土、カオリン、ベント
ナイト、各種粘土、添加剤および助剤としてワツ
クス、シリコン樹脂等の撥水剤、耐水性向上剤、
繊維破断調整剤たる粘稠剤としてカルボキシメチ
ルセルローズ、メチルセルローズ、ポリビニルア
ルコール、アルギン酸ソーダ、でんぷん、植物性
ゴム、コロイド状アスベスト、アパルジヤイト、
合成樹脂、植物性粘質物を適用できることも記載
されている。 しかしながら、前記公報に開示される人造鉱物
質繊維押出成形体は軽量で加工性、耐火性にすぐ
れ、かつ強度の大きい内装材、外装材、天井材等
の建築材料を目的としたものであり、主要構成材
料であるロツクウール、グラスウールなど建築材
料に使用される人造鉱物質繊維の耐熱性から、前
記人造鉱物質繊維押出成形体は本発明の目的とす
る消耗型浸漬プローブの耐熱保護管が接する溶
鉄、溶鋼などの様な高温にも全く耐え得るもので
はない。さらに、前記人造鉱物質押出成形体は建
築材料としての加工性と強度を高める為に人造鉱
物質繊維を2mm以下に調整して均一に分散させ、
繊維相互が重なり合つて交叉する機会を多くし、
その交叉点を結合剤で結合する構造を特徴として
いるが、本発明の目的とする消耗型浸漬プローブ
の耐熱保護管に要求される取扱い作業として床面
等に落下させる際の耐衝撃性、溶鉄、溶鋼など溶
湯に浸漬させる際の耐熱スポーリング性、溶鉄、
溶鋼などの高温溶湯中への浸漬時の断熱性に対し
ては前記構造はむしろ重大な欠点である。 〔本発明が解決しようとする問題点〕 本発明は上記耐熱保護管として使用されている
アスベストスリーブの耐熱性を改良すること、又
セラミツク繊維を主成分とするスリーブの耐久
性、耐侵食性を向上させること、ならびにコスト
ダウンをはかること、さらには特公昭54−16536
号に記載の人造鉱物質繊維押出成形体ならびにそ
の製造方法に記載の成形体の耐衝撃性、耐熱スポ
ーリング性および断熱性を改良することにより、
溶鉄、溶鋼への浸漬時における断熱性、耐侵食性
に優れ、安定した使用が可能であり、かつその取
扱い時の耐衝撃性にも優れ、極めて安価なセラミ
ツク繊維質スリーブ等を得るための押出成形用組
成物とその製造方法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〕 本発明は、主として溶鉄及び溶鋼中の温度測
定、更には、溶存酸素及びカーボン量等を測定す
る消耗型熱電対及びサブランス等の消耗型浸漬プ
ローブの浸漬部の外側に装着する耐熱スリーブに
係わり、セラミツク繊維60〜93重量%と粘土5〜
35重量%と有機質結合剤2〜10重量%とから成
り、必要に応じて充填剤、無機結合剤、有機質成
形助剤などを添加してなる配合物100重量部に対
して合計水分量が40〜140重量部になるように水
を添加してなる押出成形用セラミツク繊維組成物
であつて、前記セラミツク繊維は、解繊された状
態の長さ3mm以上の繊維と繊維が絡まつた状態の
粒状物であり、かつその表面が流動パラフイン−
ステアリルアミン乳酸塩−脂肪続ジエタノールア
ミン乳化混合物、ポリオキシエチレンポリオキシ
プロピレンブロツクコポリマー、ポリオキシエチ
レンステアリルアミノプロピルアミン乳酸のいず
れか1種又は2種以上の繊維平滑剤でコーテイン
グされていることを特徴とする押出成形用セラミ
ツク繊維質組成物とその製造方法を提供するもの
である。 次に本発明の押出成形体の押出成形用セラミツ
ク繊維質組成物について詳細に説明する。 本発明の押出成形用セラミツク繊維質組成物は
セラミツク繊維60〜93重量%と粘土5〜35重量%
とフエノール樹脂、ポリアクリル樹脂、酢酸ビニ
ル樹脂、ポリエチレンオキサイド樹脂、メチルセ
ルロースの何れか1種又は2種以上から成る有機
結合剤2〜10重量%とからなり、必要に応じて充
填剤、無機結合剤、有機質成形助剤などを添加し
てなる押出成形用の組成物である。 本発明に用いるセラミツク質繊維は、耐熱性、
断熱性及び耐衝撃性に優れたものとするために、
シリカ・アルミナ質セラミツクフアイバーを主体
とするが、特に高い耐熱性を必要とする場合には
前記セラミツクフアイバーの一部又は全部をアル
ミナ結晶質フアイバー、ムライト結晶質フアイバ
ー等で置き換えて使用することもできる。溶鉄、
溶鋼及びスラグに対する短時間の浸漬に対しては
十分な耐久性を有しかつ安価であるシリカ・アル
ミナ質セラミツクフアイバーが特に好ましい。こ
の主材となるセラミツク質繊維の配合量を60〜93
重量%の範囲に限定する理由は、60重量%未満で
あると断熱性、耐衝撃性にすぐれたものが得られ
ず、逆に93重量%を超えると、取扱強度及び熱間
強度が小さくなり過ぎるためである。 またセラミツク繊維の表面をコーテイングする
繊維平滑剤としてはセラミツク質繊維に対して
0.1〜1.0重量添着するばよく、添着方法として
は、繊維化する際に吹きつけるか、出来た繊維に
含浸乾燥する方法が用いられる。代表的な繊維平
滑剤としては、流動パラフインとアルキルアミノ
オキシ酸塩、アルキルアミノアルキルアミンオキ
シ酸塩、ポリオキシエチレンアルキルアミノオキ
シ酸塩、ポリオキシエチレンアルキルアミノアル
キルアミンオキシ酸塩、ポリオキシエチレンアル
キルアミノエーテル、ポリオキシエチレンアルキ
ルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステ
ル、アルキロールアミド、ポリオキシエチレンポ
リオキシプロピレンブロツクコポリマーのうちい
ずれかから選ばれた1種又は2種以上のとの乳化
混合物、あるいはモノグリセリド化合物とアルキ
ルアミノオキシ酸塩、アルキルアミノアルキルア
ミンオキシ酸塩、ポリオキシエチレンアルキルア
ミノアルキルアミンオキシ酸塩、ポリオキシエチ
レンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪
酸エステル、アルキロールアミド、ポリオキシエ
チレンポリオキシプロピレンブロツコポリマーの
いずれか1種又は2種以上との乳化混合物、ある
いは、アルキルアミノオキシ酸塩、アルキルアミ
ノアルキルアミンオキシ酸塩、ポリオキシエチレ
ンアルキルアミノオキシ酸塩、ポリオキシエチレ
ンアルキルアミノアルキルアミンオキシ酸塩、ポ
リオキシエチレンアルキルアミノエーテル、ポリ
オキシエチレンアルキルアミノエーテル、ポリオ
キシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチ
レン脂肪酸塩族エステヲ、アルキロールアミド、
ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロツ
コポリマーのいずれか選ばれた1種又は2種以上
の繊維処理剤がある。好ましくは流動パラフイン
−ステアリルアミン乳酸塩−脂肪族ジエタノール
アミンとの乳化混合物、ポリオキシエチレンステ
アリルアミノプロピルアミン乳酸塩、ポリオキシ
エチレンポリオキシプロピレンブロツコ−ポリマ
ーがある。 また本発明に用いる粘土は、モンモリロナイ
ト、ヘクトライト、ベントナイト、酸性白土、カ
オリン、木節粘土等の結合力を有し可塑性、耐火
性に富む粘土であれば何れのものでも使用でき
る。特に少量で成形時の成形体の保形性を付与す
る可塑性、及び取扱い強度、熱間強度を得るのに
必要な結合力を有するモンモリロナイト、ヘクト
ライトが好ましい。この粘土の添加量を5〜35重
量%の範囲に限定する理由は、5重量%未満では
十分な取扱い強度及び熱間強度が小さく、逆に35
重量%を越えると取扱い強度及び熱間強度が十分
高くなる反面、耐熱スポーリング性及び断熱性が
低下してしまうためである。更に本発明に用いる
有機質結合剤としては、熱硬化性のフエノール樹
脂、熱可塑性のポリアクリル樹脂、酢酸ビニル樹
脂、ポリエチンンオキサイド樹脂、水溶性のセル
ロースエーテルのメチルセルロース等の中から選
ばれるいずれか1種又は2種以上であることが好
ましい。この有機質結合剤の添加量を2〜10重量
%と限定する理由は2重量%未満において、常温
における強度、耐衝撃性が低下し、取扱い性が悪
くなるばかりでなく、表面仕上りが悪くなる。逆
に10重量%を超えると溶鋼、溶鉄への浸漬時に発
煙又はスプラツシユを発生させ作業環境の悪化を
引き起こすからである。 また本発明に使用する充填材としてはアルミ
ナ、ムライト、シヤモツト等の耐火粉末、マグネ
シア、酸化クロム、マグネシアクロムスピネル、
炭化ケイ素等の粉末が選ばれる。無機結合剤とし
ては、取り扱い強度、熱間強度により高めること
を目的として、コロイダルシリカ、コロイダルア
ルミナ、リン酸アルミニウム、リン酸アンモニウ
ム等の一般の耐熱無機質結合剤が好適に選ばれ
る。有機質成形助剤として、一般の押出成形法に
用いられる澱粉、アルギン酸ソーダ、アラビアゴ
ム、ゼラチン、糖密、パルプ廃液等が好適に選ば
れる。 本発明の押出成形用セラミツク繊維質組成物は
前記セラミツクス繊維の大部分が解繊された状態
で前記粘土と前記有機質結合剤とから主として構
成される組成物に均一に分散しており、残部が粒
状物であり、前記粒状物の周りを前記サラミツク
繊維が均一に分散している組成物でおおわれた構
造を有する。 前記粘土と有機質結合剤とから主として構成さ
れる組成物中に解繊された状態で均一に分散する
セラミツク繊維の繊維長さは3mm以上であること
が好ましい。解繊された状態で均一に分散するセ
ラミツク繊維は粘土と有機質結合剤とから主とし
て構成される組成物の繊維強化作用によりセラミ
ツク繊維質スリーブの強度を高めると共に常温に
於ける耐衝撃性、高温に対する耐熱スポーリング
性を著しく高める効果を有するものである。特
に、前記セラミツク繊維の繊維長さを3mm以上に
するとセラミツク繊維質スリーブの耐衝撃性、耐
熱スポーリング性がより一層向上する。 セラミツク繊維の一部は粒状物の形状で存在
し、特に粒状物の大きさ、形状は長軸方向の長さ
が5mm以下であり、短軸方向の長さが3mm以下で
ある扁平又は楕円状であることが好ましい。また
前記セラミツク繊維の粒状物はセラミツク繊維の
一部が均一に分散する粘土と有機質結合剤とから
主として構成される組成物で被われている。セラ
ミツク繊維の粒状物は耐熱性、耐食性の高い組成
物で被われている為にセラミツク繊維質スリーブ
を消耗型浸漬プローブの耐熱保護管として使用す
る際直接高温溶湯に触れることがなく、また粒状
物自体は細かい、無数の空隙を保持することから
セラミツク繊維質スリーブの高温に対する耐久性
及び断熱性を著しく向上せしめるものである。特
にセラミツク繊維の粒状物の大きさ、形状を前述
の如く規定することによりセラミツク繊維質スリ
ーブの耐熱性、断熱性を高く維持しながら、強
度、耐衝撃性、耐熱スポーリング性も同時に著し
く高めることができる。 本発明の押出成形用セラミツク繊維組成物はそ
の嵩密度が0.5〜1.2g/cm3である。セラミツク質
繊維スリーブの嵩密度を0.5〜1.2g/cm3の範囲に
限定する理由は、嵩密度が0.5g/cm3未満では構
成材料がたとえ耐侵食性に優れたものであつて
も、気孔率が高くなるため、溶鉄等へ浸漬時に、
溶鉄、溶鋼、スラグ等の侵入が生じやすく、急激
に侵食されてしまう。逆に嵩密度が1.2g/cm3
超えると溶鉄、溶鋼及びスラグに対する耐侵食性
は向上するが消耗型プローブの内部の各種測定又
は機能を内蔵する紙スリーブを保護するのに必要
とする断熱性が低下するとともに、耐熱スポーリ
ング性も低下するし、耐衝撃性も悪くなるからで
あり、好ましくは0.6〜0.9g/cm3が選ばれる。 以上述べた如く、本発明の押出成形用セラミツ
ク繊維組成物は従来のアスベストスリーブ、セラ
ミツク繊維スリーブとは構成が異なり、特異な構
造になるが故に特に消耗型浸漬プローブの耐熱保
護管として使用する様な過酷な条件下に於いて優
れた性能を発揮する押出成形用セラミツク繊維質
スリーブ等に供することができるものである。ま
た、特公昭54−16536号に開示される人造鉱物質
繊維押出成形体とは主要構成材料である人造鉱物
質繊維の耐熱性の点で大きく差があり、さらには
成形体の繊維配列構造が基本的に異なることによ
り、本発明のセラミツク繊維スリーブは前述のよ
うな過酷な条件に於いて前記人造鉱物質繊維押出
成形体には見られない極めて優れた性能を発揮す
るものである。 次に本発明の押出成形用セラミツク繊維質組成
物の製造方法について具体的に説明する。 本発明の押出成形用セラミツク繊維質組成は、
解繊された状態の長さ3mm以上の繊維と繊維が絡
まつた状態の粒状物からなるセラミツク繊維であ
つて、その繊維表面が流動パラフイン−ステアリ
ルアミン乳酸塩−脂肪族ジエタノールアミン乳化
混合物、ポリオキシエチレンステアリルアミノプ
ロピルアミン乳酸塩、ポリオキシエチレンポリオ
キシプロピレンブロツクポリマーのいずれか1種
又は2個以上の繊維平滑剤でコーテイグされたバ
ルク状のセラミツク繊維を5〜10mmのチツプ状と
なしたセラミツク繊維が60〜93重量%、粘土が5
〜35重量%とフエノール脂肪、ポリアクリル樹
脂、酢酸ビニル樹脂、ポリエチレンオキサイド樹
脂、メチルセルロースの中から選ばれるいずれか
1種又は2種以上から成る有機質結合剤が固形物
として2〜10重量%、および必要に応じて添加さ
れる充填剤、無機結合剤、有機質成形助剤などか
らなる配合組成物100重量部に対して合計水分量
が40〜140重量部になるように水を添加し、混練
して作ることができる。 セラミツク繊維としてバルク状のものを使用
し、粘土と有機結合剤と付加的な充填剤、無機結
合剤、有機結合剤、有機質成形助剤などの補助材
料と水を前述の比率の範囲内になるように配合し
てニーダー、カツターミキサー、パドルミキサ
ー、万能ミキサーなどのブレード型混練機で混練
して粘土と有機結合剤とから主としてなる組成物
の均一化をはかると同時にバルク状のセラミツク
繊維の一部を造粒し、大部分を解繊して前記粘土
と有機結合剤とから主としてなる組成物中に均一
に分散せしめて適強な可塑性を有する混練物とす
る。 また、セラミツク繊維としてバルク状又はマツ
ト状のセラミツク繊維を予め衝撃式粉砕機の1種
であるカツターミル、フエザーミルなどの切断、
せん断ミルなどによりチツプ状となすことによ
り、セラミツク繊維と粘土と有機結合剤と付加的
な充填剤、無機結合剤、有機結合剤、有機質成形
助剤などの補助材料と水を前述の比率の範囲内に
なるように配合した配合物を、前記操作と同様に
して混練することにより、セラミツク繊維の解繊
と造粒、均一分散が容易となり適度な可塑性を有
する混練物とすることができる。 特に、繊維平滑剤がコーテイングされてなるセ
ラミツク繊維を用いることにより混練時に於ける
セラミツク繊維の解繊を容易にし、繊維の破断を
抑えかつより均一な分散が可能となり、混練物を
押出成形し、乾燥して得られるスリーブのセラミ
ツク繊維の解繊状態の繊維の長さを3mm以上に調
節するのに最適である。 さらには、繊維平滑剤がコーテイングされてな
るセラミツク繊維のバルク状又はマツト状のもの
を予め前記切断、せん断ミルなどで大きさ5〜10
mmのチツプ状となし、前記チツプ状のセラミツク
繊維と粘土と有機結合剤と付加的な充填材、無機
結合剤、有機結合剤、有機質成形助剤などの補助
材料と水を前述の比率の範囲内になるように配合
した配合物を前記操作と同様にして混練すること
により、より好ましいセラミツク繊維の配列構造
を有する適度な可塑性を有する混練物が得られ
る。特に前記混練物は押出成形し、乾燥して得ら
れるスリーブのセラミツク繊維の解繊状態の繊維
の長さを3mm以上とし、粒状物の長軸方向の長さ
を5mm以下、短軸方向の長さを3mm以下に調節す
るのに最適である。 セラミツク繊維と粘土と有機結合剤と付加的な
充填材、無機結合剤、有機結合剤、有機質成形助
剤などの補助材料とから成る配合組成物の固形分
として100重量部に対して合計水分量を40〜140重
量部に限定する理由は、40重量部未満では成形に
供する混練組成物の流動性が低下して成形時に連
続して中空パイプを押し出すことが困難となり、
一方140重量部を超えると成形に供する混練組成
物の保形性が低下して成形時に連続して中空パイ
プを押し出し難く、また成形機の円形ノズル出口
より水のみがしぼり出される問題が起るからであ
る。 このような理由から前記合計水分量は40〜140
重量部の範囲内とするが、好ましい範囲としては
80〜110重量部である。 前述の如くセラミツク繊維と粘土と有機結合剤
と付加的な補助材料と水を所定の範囲内に配合し
て混練してなる可塑性を有する混練物を同心円状
に円形中玉を配設した円形ノズルを先端部に有す
る押出成形機にて連続して中空パイプとなし、電
熱乾燥機、マイクロ波乾燥機、灯油燃焼乾燥機な
ど一般に知られる乾燥機で乾燥する。 〔実施例〕 以下、本発明の実施例について比較例に合わせ
て説明する。 実施例 1 ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブ
ロツクコーポリマーを0.3重量%付着させたシリ
カ・アルミナ系セラミツクフアイバー(商品名イ
ビウール)を衝撃型粉砕機の一種であるカツター
ミルにて10mm以上の繊維長のチツプ状にしたもの
を準備した。得られたセラミツクフアイバーとモ
ンモリロナイト、メチルセルロース、酢酸ビニル
樹脂を第1表に示す重量%で配合し、ブレード型
混練機の一種であるミキサーにて10分間混練し
た。得られた混練物中の解繊されたセラミツクフ
アイバーの繊維長は平均4.8mmであつた。また粒
状物は長軸4.5mm短軸2mmの楕円形であつた。次
いでこの混練物を内径35mmの円形ノズルの内部に
同心円状に外径25mmの円形中玉を配設した押出ノ
ズルを有する押出成形機にて、押出スピード0.5
m/minで円筒状のスリーブを成形し、30cm長さ
に切断後、電気式熱風乾燥機にて110℃6時間乾
燥した。得られた成形スリーブの品質は下記の表
に示すとおりであり、その構造は第1図に示すと
おりであつた。これによれば解繊セラミツク繊維
の平均長は3.5mmであり、粒状セラミツク繊維は
平均長軸3.5mm、短軸で1.8mmであつた。 またこのスリーブを1700℃で保持された塩基性
スラグを含む溶鋼中に30秒間浸漬してその外観を
観察して、下記の表に示した。 実施例 2 実施例1と同様に得られたセラミツク繊維とヘ
クトライト、フエノール樹脂、酢酸ビニル樹脂を
第1表に示す組成に配合し、実施例1と同様な製
造方法で本発明のスリーブを得た。得られた成形
スリーブの品質ならびに試験結果を下記の表に示
した。 実施例 3 実施例1と同様に得られたセラミツク繊維8割
とあらかじめ繊維平滑剤溶液に含浸乾燥し、0.1
重量%の付着率をもつアルミナ結晶質フアイバー
を2割混合したものをセラミツク繊維とした。下
記の表に示す配合割合で混合してシグマ形ブレー
ドを有するニーダで5分間混練した。実施例1と
同様な成形方法にて本発明のスリーブを得た。得
られた成形スリーブの品質ならびに試験結果は下
記の表に示した。 実施例 4 実施例1と同様に得られたセラミツク繊維とモ
ンモリロナイト、ポリエチレンオキサイドを第1
表に示す組成に配合し、実施例1と同様な手順で
本発明のスリーブを得た。得られた成形スリーブ
の品質ならびに試験結果を下記の表に示した。 比較例 1 未処理のシリカアルミナ系セラミツク繊維と、
コロイダルシリカおよびポリアクリルアミド系凝
集剤を第2表に示す配合にてスラリーを作成して
金あみを貼つた外径25mmφ、長さ300mmの金型を
用いて真空成形法により厚さ5mmの成形スリーブ
を得た。この時の嵩密度は0.3g/cm3であつた。
乾燥後の成形スリーブにさらにコロイダルシリカ
溶液を含浸乾燥して嵩密度0.5g/cm3の成形スリ
ーブを得た。得られた成形スリーブの品質ならび
に試験結果を下記の表に示した。 比較例 2 未処理のシリカアルミナ系セラミツク繊維を乾
式のプレス機にて100Kg/cm2の圧力で5分間プレ
スして繊維長を2mm以下とした後、実施例1と同
様な配合および工程で成形した。得られた成形ス
リーブの品質および試験結果を下記の表に示し
た。また解繊されたセラミツク繊維の平均長は
1.1mmであつた。 比較例 3 未処理のシリカ・アルミナ系セラミツク繊維と
結合剤としてアクリルニトリルブタジエンラテツ
クスおよび凝集剤として硫酸バンドを添加したス
ラリーを作成して丸網式の連続式抄紙機にて厚さ
0.5mmのペーパーを成形して、乾燥後、コロイダ
ルシリカ溶液を含浸しながら、外径25mmφ長さ
300mmの円柱に外径が35mmφになるまで巻きつけ
て、乾燥後、嵩密度0.55g/cm3の成形スリーブを
得た。 得られた成形スリーブの品質ならびに試験結果
を下記の表に示した。 比較例 4 繊維平滑剤未処理のシリカ・アルミナ系セラミ
ツク繊維を使用して実施例1と同様な配合、およ
び製造方法で成形スリーブを得た。得られた成形
スリーブの品質は下記の表に示すとおりであり、
その構造は第2図に示すとおりであつた。 比較例 5 流動パラフイン、ステアリンアミン乳酸塩およ
び脂肪族ジエタノールアミンとの混合物を0.3重
量%付着させたシリカ・アルミナ系セラミツク繊
維(平均繊維長60mm)を使用して実施例1と同様
な配合、および製造方法で成形スリーブを得た。
得られた成形スリーブの品質ならびに試験結果は
下記の表に示すとおりであつた。 また解繊されたセラミツク繊維の平均長は2.5
mmであつ。 実施例 5 実施例1で得られたチツプ状のセラミツク繊維
とヘクトライト、アルミナ微粉、澱粉およびメチ
ルセルロースを第1表に示す重量%で配合し、実
施例1と同様な製造方法で本発明のスリーブを得
た。得られた成形スリーブの品質ならびに試験結
果を下記の表に示した。 実施例 6 実施例1で得られたチツプ状のセラミツク繊維
とモンモリロナイト、コロイダルアルミナ、アル
ギン酸ソーダおよびフエノール樹脂を第1表に示
す重量%で配合し、実施例1と同様な製造方法で
本発明のスリーブを得た。得られた成形スリーブ
の品質ならびに試験結果を下記の表に示した。 〔発明の効果〕 このようにして得られた本発明の組成物を用い
たセラミツク繊維質スリーブは従来のセラミツク
フアイバー質の成形体と比べて詳述の如く構造的
にも似かよつているためスラグ、溶鉄、溶鋼に対
する耐侵食性に格段に優れるばかりでなく、取り
扱い時の耐衝撃性も同等程度あるので、前記セラ
ミツク繊維質スリーブを装着した消耗型浸漬プロ
ーブは、センサーとして理想的な働きを発揮す
る。また本発明の組成物を用いたセラミツク繊維
質スリーブ、従来の湿式吸引成型法によるセラミ
ツク繊維質スリーブに比べて、組成および密度に
ばらつきがなく、また寸法精度良好な成型体が得
られる。また従来の押出成形法ではなし得なかつ
たセラミツク繊維の繊維長を長いまま均一に分散
する事が出来たために耐衝撃性もおよそ2倍も向
上し、輸送、組み付け時の衝撃に対しても十分対
応が出来るようになつた。
[Industrial Application Field] The present invention is mainly concerned with a consumable immersion probe for measuring the temperature in molten iron and molten steel in blast furnaces, open hearth furnaces, and converters, as well as measuring dissolved oxygen content, carbon content, etc., and sampling. This invention relates to a ceramic fiber sleeve used in a heat-resistant protection tube and a method for manufacturing the same. [Conventional technology] In recent years, in order to rationalize the iron and steel manufacturing field and improve quality control, for example, converter furnaces, electric furnaces,
In the casting process, temperature is measured using a consumable thermocouple, which is a rapid immersion thermocouple method, for the purpose of temperature control, and in the converter and casting processes, carbon Consumable multi-purpose measuring elements (supplements, etc.) are used for measuring oxygen content and sampling, etc., and play an extremely important role in quality control and operation. This consumable thermocouple and consumable multipurpose measuring element,
The so-called consumable type immersion probe is equipped with a heat-resistant protection tube for the purpose of preventing thermal deterioration and improving corrosion resistance in the part that is immersed in molten steel or molten iron.Asbestos sleeves and ceramic fiber sleeves are used as heat-resistant protection tubes. etc. are used. However, these expendable immersion probes equipped with heat-resistant protection tubes cause many problems when immersed in molten steel or molten iron, and have never reached a satisfactory state. In other words, when a sleeve containing asbestos as the main component is used as a heat-resistant protective tube, although it is inexpensive, its heat resistance and corrosion resistance are extremely low, so it disappears during immersion, and a probe equipped with an asbestos sleeve is During immersion, the molten steel or molten iron may be burnt out and splash may occur, or when the molten steel or molten iron is pulled up, only the immersed portion may remain in the molten steel or molten iron and remain as an impurity. Also, contamination of the working environment due to the use of asbestos,
In other words, it can cause asbestos pollution,
Its use is becoming severely restricted. On the other hand, sleeves mainly composed of ceramic fibers can be broadly classified into (a) a product obtained by vacuum suction molding from an aqueous slurry containing defibrated ceramic fibers and a binder and drying, followed by an inorganic binder. There are two types of sleeves: (b) sleeves that are impregnated and hardened, and (b) sleeves that are wound in multiple layers with a paper-like material mainly composed of ceramic fibers and hardened with an inorganic binder. Although it is an inorganic fiber with higher heat resistance than that of inorganic fibers, it does not have sufficient density necessary for corrosion resistance, and binders are added to further increase the density.
There were cases in which significant unevenness occurred in the degree of hardening treatment by the coating material. In other words, during the curing process in which the sleeve obtained by suction molding and drying is impregnated with a colloidal binder (for example, silica sol), there may be uncured areas due to uneven impregnation, and when the colloidal binder is dried, colloidal particles may be formed. Due to the movement of the material, a phenomenon occurred in which only the surface part could be cured, and the inside part could hardly be cured. As a result, there were variations in durability and the product could only be used for a short period of time. Furthermore, it has been difficult to obtain a sleeve with desired precision due to deformation that occurs when the sleeve is released from the mold after vacuum suction molding. On the other hand, in the latter case (b), hardening can be done at the stage of winding in multiple layers, so there is no significant unevenness in the hardening, but it is necessary to have sufficient erosion resistance, especially against the slag that comes into contact with it during dipping. In addition to lacking in density, the ceramic fiber is first formed into a paper shape and then molded into a cylindrical shape, making it extremely expensive and unsuitable for use as a consumable item.Like the former, it is by no means satisfactory. Ta. Conventional expendable immersion probes equipped with heat-resistant protection tubes made of fibrous sleeves have insufficient corrosion resistance against molten iron, molten steel, and slag, or cannot be used stably, or are equipped with asbestos sleeves. It has been reported that the probes used in this study caused a deterioration of the working environment due to asbestos dust, and that the expendable immersion probe equipped with a ceramic fiber multilayer sleeve was unsuitable for use as a consumable item because the sleeve was too expensive. It had various problems that should be improved. On the other hand, according to Japanese Patent Publication No. 54-16536, artificial mineral fibers with a fiber length of 2 mm or less, a binder,
An extrusion molded product made from a composition to which water, fillers, additives, auxiliary agents, and a viscosity agent as a fiber breakage modifier are added, and the main component of the molded product is artificial fiber and has a bulk specific gravity of 0.5 or more. An artificial mineral fiber extrudate and a method for manufacturing the same are disclosed. In addition, artificial mineral short fibers such as rock wool and class wool are used as artificial mineral fibers, organic binders such as phenol, melamine, urea resin, and rubber binders are used as binders, and inorganic binders such as cement, water glass, and gypsum are used as binders. As fillers, Shirasu balloon, perlite pumice, vermiculite, diatomaceous earth, kaolin, bentonite, various clays; as additives and auxiliaries, water repellents such as wax, silicone resin, water resistance improvers,
Carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, polyvinyl alcohol, sodium alginate, starch, vegetable rubber, colloidal asbestos, apalgite, as a viscosity agent for controlling fiber breakage.
It is also described that synthetic resins and vegetable mucilages can be used. However, the artificial mineral fiber extrusion molded article disclosed in the above-mentioned publication is lightweight, has excellent processability, fire resistance, and is intended for construction materials such as interior materials, exterior materials, and ceiling materials, which have high strength. Due to the heat resistance of the man-made mineral fibers used in construction materials such as rock wool and glass wool, which are the main constituent materials, the man-made mineral fiber extrusion molded body is made of molten iron that is in contact with the heat-resistant protective tube of the consumable immersion probe that is the object of the present invention. It cannot withstand high temperatures like molten steel. Furthermore, in order to improve the workability and strength of the artificial mineral extrusion molded body as a building material, the artificial mineral fibers are adjusted to 2 mm or less and uniformly dispersed,
Increases the chances that fibers overlap and intersect,
It is characterized by a structure in which the intersection points are joined with a binder, but the handling work required for the heat-resistant protection tube of the consumable immersion probe, which is the object of the present invention, is the impact resistance when dropping it on the floor etc., and the molten iron. , heat spalling resistance when immersed in molten metal such as molten steel, molten iron,
The above structure has a rather serious drawback in terms of heat insulation properties when immersed in high-temperature molten metal such as molten steel. [Problems to be solved by the present invention] The present invention aims to improve the heat resistance of the asbestos sleeve used as the heat-resistant protective tube, and to improve the durability and corrosion resistance of the sleeve whose main component is ceramic fiber. In order to improve the quality and reduce costs, we also
By improving the impact resistance, heat spalling resistance, and heat insulation properties of the molded product described in the artificial mineral fiber extrusion molded product and its manufacturing method described in No.
Extrusion to obtain extremely inexpensive ceramic fiber sleeves that have excellent heat insulation properties and corrosion resistance when immersed in molten iron and molten steel, can be used stably, and have excellent impact resistance when handled. The object of the present invention is to provide a molding composition and a method for producing the same. [Means for Solving the Problems] The present invention mainly relates to the immersion part of a expendable immersion probe such as a expendable thermocouple and a sublance that measure the temperature in molten iron and molten steel, and furthermore, measure dissolved oxygen, carbon content, etc. Contains 60-93% by weight of ceramic fiber and 5-5% clay for the heat-resistant sleeve attached to the outside.
35% by weight and 2 to 10% by weight of an organic binder, with the addition of fillers, inorganic binders, organic molding aids, etc. as necessary, and a total water content of 40% by weight per 100 parts by weight of the compound. A ceramic fiber composition for extrusion molding prepared by adding water to a concentration of ~140 parts by weight, wherein the ceramic fiber is in the form of granules in which the fibers are entangled with fibers having a length of 3 mm or more in a defibrated state. material, and its surface is made of liquid paraffin.
It is characterized by being coated with one or more fiber smoothing agents selected from a stearylamine lactate-fatty-linked diethanolamine emulsion mixture, a polyoxyethylene polyoxypropylene block copolymer, and a polyoxyethylene stearyl aminopropylamine lactic acid. The present invention provides a ceramic fibrous composition for extrusion molding and a method for producing the same. Next, the ceramic fibrous composition for extrusion molding of an extrusion molded article of the present invention will be explained in detail. The ceramic fiber composition for extrusion molding of the present invention contains 60 to 93% by weight of ceramic fibers and 5 to 35% by weight of clay.
and 2 to 10% by weight of an organic binder consisting of one or more of phenolic resin, polyacrylic resin, vinyl acetate resin, polyethylene oxide resin, and methyl cellulose, and filler and inorganic binder as necessary. This is a composition for extrusion molding, to which an organic molding aid and the like are added. The ceramic fiber used in the present invention has heat resistance,
In order to have excellent heat insulation and impact resistance,
The main material is silica/alumina ceramic fiber, but if particularly high heat resistance is required, part or all of the ceramic fiber may be replaced with alumina crystal fiber, mullite crystal fiber, etc. . Molten iron,
Especially preferred is silica-alumina ceramic fiber, which has sufficient durability for short-term immersion in molten steel and slag and is inexpensive. The content of ceramic fiber, which is the main material, is 60 to 93.
The reason why it is limited to a range of 60% by weight is that if it is less than 60% by weight, it will not be possible to obtain a product with excellent heat insulation and impact resistance, whereas if it exceeds 93% by weight, the handling strength and hot strength will be reduced. It's because it's too much. In addition, as a fiber smoothing agent for coating the surface of ceramic fibers,
It is sufficient to impregnate 0.1 to 1.0 weight, and the impregnation method may be by spraying during fiberization or by impregnating and drying the resulting fiber. Typical fiber smoothing agents include liquid paraffin and alkylamino oxy acid salts, alkylaminoalkyl amine oxy acid salts, polyoxyethylene alkylamino oxy acid salts, polyoxyethylene alkylaminoalkyl amine oxy acid salts, polyoxyethylene alkyl An emulsified mixture with one or more selected from amino ethers, polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene fatty acid esters, alkylolamides, and polyoxyethylene polyoxypropylene block copolymers, or monoglyceride compounds. and alkylamino oxy-acid, alkylaminoalkyl amine oxy-acid, polyoxyethylene alkylaminoalkyl amine oxy-acid, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene fatty acid ester, alkylolamide, polyoxyethylene polyoxypropylene ester Emulsified mixture with any one or two or more copolymers, or alkylaminooxyacid, alkylaminoalkylamine oxyacid, polyoxyethylenealkylaminooxyacid, polyoxyethylenealkylaminoalkylamine oxyacid , polyoxyethylene alkylamino ether, polyoxyethylene alkylamino ether, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene fatty acid salt group ester, alkylolamide,
There is one or more fiber treatment agents selected from polyoxyethylene polyoxypropylene block copolymers. Preferred examples include emulsified mixtures of liquid paraffin-stearylamine lactate and aliphatic diethanolamine, polyoxyethylene stearyl aminopropyl amine lactate, and polyoxyethylene polyoxypropylene blot copolymers. Further, the clay used in the present invention may be any clay that has binding strength, plasticity, and fire resistance, such as montmorillonite, hectorite, bentonite, acid clay, kaolin, and Kibushi clay. Particularly preferred are montmorillonite and hectorite, which have the plasticity to impart shape retention to the molded product during molding, and the bonding strength necessary to obtain handling strength and hot strength in small amounts. The reason why the amount of clay added is limited to 5 to 35% by weight is that if it is less than 5% by weight, sufficient handling strength and hot strength will be low;
This is because if the content exceeds % by weight, the handling strength and hot strength will be sufficiently high, but the heat spalling resistance and heat insulation properties will decrease. Further, as the organic binder used in the present invention, any one selected from thermosetting phenolic resins, thermoplastic polyacrylic resins, vinyl acetate resins, polyethylene oxide resins, methyl cellulose of water-soluble cellulose ether, etc. It is preferable that it is one species or two or more species. The reason why the amount of the organic binder added is limited to 2 to 10% by weight is that if it is less than 2% by weight, the strength and impact resistance at room temperature will decrease, and the handleability will deteriorate as well as the surface finish will deteriorate. On the other hand, if it exceeds 10% by weight, smoke or splash will be generated when immersed in molten steel or molten iron, resulting in a deterioration of the working environment. In addition, the fillers used in the present invention include refractory powders such as alumina, mullite, and siyamoto, magnesia, chromium oxide, magnesia chromium spinel,
A powder such as silicon carbide is selected. As the inorganic binder, general heat-resistant inorganic binders such as colloidal silica, colloidal alumina, aluminum phosphate, and ammonium phosphate are suitably selected for the purpose of increasing handling strength and hot strength. As the organic molding aid, starch, sodium alginate, gum arabic, gelatin, molasses, pulp waste liquid, etc. used in general extrusion molding methods are preferably selected. In the ceramic fibrous composition for extrusion molding of the present invention, most of the ceramic fibers are defibrated and uniformly dispersed in a composition mainly composed of the clay and the organic binder, and the remainder is It is a granular material, and has a structure in which the granular material is surrounded by a composition in which the salamic fibers are uniformly dispersed. The fiber length of the ceramic fibers uniformly dispersed in the defibrated state in the composition mainly composed of the clay and the organic binder is preferably 3 mm or more. The ceramic fibers, which are uniformly dispersed in the defibrated state, increase the strength of the ceramic fibrous sleeve due to the fiber-reinforcing action of the composition mainly composed of clay and an organic binder, and also improve impact resistance at room temperature and resistance to high temperatures. This has the effect of significantly increasing heat spalling resistance. In particular, when the fiber length of the ceramic fiber is 3 mm or more, the impact resistance and heat spalling resistance of the ceramic fiber sleeve are further improved. Some of the ceramic fibers exist in the form of granules, and in particular, the size and shape of the granules are flat or elliptical, with a length in the major axis direction of 5 mm or less and a length in the minor axis direction of 3 mm or less. It is preferable that The ceramic fiber granules are coated with a composition primarily consisting of clay and an organic binder in which a portion of the ceramic fibers are uniformly dispersed. Ceramic fiber particles are coated with a highly heat-resistant and corrosion-resistant composition, so when using a ceramic fiber sleeve as a heat-resistant protection tube for a consumable immersion probe, there is no direct contact with high-temperature molten metal; Since the ceramic fiber sleeve itself maintains numerous fine voids, it significantly improves the high-temperature durability and heat insulation properties of the ceramic fiber sleeve. In particular, by regulating the size and shape of the ceramic fiber particles as described above, it is possible to maintain high heat resistance and heat insulation properties of the ceramic fiber sleeve, while simultaneously significantly increasing strength, impact resistance, and heat spalling resistance. Can be done. The ceramic fiber composition for extrusion molding of the present invention has a bulk density of 0.5 to 1.2 g/cm 3 . The reason why the bulk density of the ceramic fiber sleeve is limited to a range of 0.5 to 1.2 g/cm 3 is that if the bulk density is less than 0.5 g/cm 3 , even if the constituent material has excellent erosion resistance, the pores Because the rate increases, when immersed in molten iron, etc.
It is easy for molten iron, molten steel, slag, etc. to invade, resulting in rapid erosion. On the other hand, if the bulk density exceeds 1.2 g/ cm3 , the corrosion resistance against molten iron, molten steel, and slag will be improved, but the insulation required to protect the paper sleeve that houses various measurements or functions inside the consumable probe will increase. This is because not only the properties but also the heat spalling resistance and the impact resistance deteriorate, and the range is preferably 0.6 to 0.9 g/cm 3 . As described above, the ceramic fiber composition for extrusion molding of the present invention has a unique structure, which is different from conventional asbestos sleeves and ceramic fiber sleeves, so it is suitable for use as a heat-resistant protective tube for expendable immersion probes. It can be used for ceramic fiber sleeves for extrusion molding, etc., which exhibit excellent performance under harsh conditions. In addition, there is a large difference in the heat resistance of the artificial mineral fiber, which is the main constituent material, from the artificial mineral fiber extrusion molded article disclosed in Japanese Patent Publication No. 54-16536, and furthermore, the fiber arrangement structure of the molded article is different. Due to this fundamental difference, the ceramic fiber sleeve of the present invention exhibits extremely excellent performance under the above-mentioned severe conditions, which is not seen in the above-mentioned artificial mineral fiber extrusion molded product. Next, the method for producing the ceramic fibrous composition for extrusion molding of the present invention will be specifically explained. The ceramic fiber composition for extrusion molding of the present invention is
Ceramic fibers consisting of fibers with a length of 3 mm or more in the defibrated state and granules in which the fibers are entangled, and the fiber surface is made of a liquid paraffin-stearylamine lactate-aliphatic diethanolamine emulsion mixture, polyoxyethylene. Ceramic fibers are made from bulk ceramic fibers coated with one or more fiber smoothing agents of stearyl aminopropylamine lactate and polyoxyethylene polyoxypropylene block polymers into chips of 5 to 10 mm. 60-93% by weight, 5% clay
~35% by weight and 2 to 10% by weight of an organic binder as a solid substance consisting of one or more types selected from phenol fat, polyacrylic resin, vinyl acetate resin, polyethylene oxide resin, and methyl cellulose, and Water is added so that the total water content is 40 to 140 parts by weight to 100 parts by weight of a compounded composition consisting of fillers, inorganic binders, organic molding aids, etc. added as necessary, and kneaded. You can make it. Bulk ceramic fibers are used, and the proportions of clay, organic binder, additional filler, inorganic binder, organic binder, organic forming aid, and other auxiliary materials and water are within the above-mentioned ratios. The mixture is mixed in a blade-type kneading machine such as a kneader, cutter mixer, paddle mixer, or all-purpose mixer to homogenize the composition mainly consisting of clay and an organic binder, and at the same time to form bulk ceramic fibers. A part of the clay is granulated and most of it is defibrated to uniformly disperse it in a composition mainly consisting of the clay and an organic binder to form a kneaded material with appropriate plasticity. In addition, as ceramic fibers, bulk or pine-like ceramic fibers can be cut in advance using a cutter mill, a feather mill, etc., which are a type of impact crusher.
The ceramic fibers, clay, organic binder, additional filler, inorganic binder, organic binder, organic forming aid, and other auxiliary materials and water are mixed in the above-mentioned ratio range by forming them into chips using a shear mill or the like. By kneading the blended mixture in the same manner as described above, defibration, granulation, and uniform dispersion of ceramic fibers become easy, and a kneaded product having appropriate plasticity can be obtained. In particular, by using ceramic fibers coated with a fiber smoothing agent, it is easier to defibrate the ceramic fibers during kneading, suppress fiber breakage, and enable more uniform dispersion. It is ideal for controlling the length of defibrated ceramic fibers of the sleeve obtained by drying to 3 mm or more. Furthermore, bulk or matte ceramic fibers coated with a fiber smoothing agent are cut in advance by cutting, shearing mill, etc. to a size of 5 to 10 mm.
mm chips and pear, the chip-like ceramic fibers, clay, organic binder, additional fillers, inorganic binders, organic binders, organic molding aids and other auxiliary materials and water in the above-mentioned ratio range. By kneading the blended mixture in the same manner as described above, a kneaded product having a more preferable arrangement structure of ceramic fibers and appropriate plasticity can be obtained. In particular, the kneaded material is extruded and dried to form a sleeve in which the length of the defibrated ceramic fibers is 3 mm or more, the length of the granules in the long axis direction is 5 mm or less, and the length in the short axis direction is 3 mm or more. Ideal for adjusting the height to 3mm or less. Total water content based on 100 parts by weight of the solid content of a blended composition consisting of ceramic fibers, clay, organic binders, and auxiliary materials such as additional fillers, inorganic binders, organic binders, and organic molding aids. The reason why is limited to 40 to 140 parts by weight is that if it is less than 40 parts by weight, the fluidity of the kneaded composition used for molding will decrease, making it difficult to continuously extrude hollow pipes during molding.
On the other hand, if it exceeds 140 parts by weight, the shape retention of the kneaded composition used for molding decreases, making it difficult to extrude hollow pipes continuously during molding, and causing problems such as only water being squeezed out from the circular nozzle outlet of the molding machine. It is from. For this reason, the total water content is 40 to 140.
It should be within the range of parts by weight, but the preferred range is
It is 80-110 parts by weight. As mentioned above, a circular nozzle in which a circular medium ball is arranged concentrically forms a kneaded material having plasticity, which is obtained by mixing and kneading ceramic fibers, clay, an organic binder, additional auxiliary materials, and water within a predetermined range. The pipe is continuously formed into a hollow pipe using an extrusion molding machine having an extruder at the tip, and then dried using a commonly known dryer such as an electric dryer, a microwave dryer, or a kerosene-burning dryer. [Examples] Examples of the present invention will be described below along with comparative examples. Example 1 A silica-alumina ceramic fiber (trade name: Ibiwool) to which 0.3% by weight of polyoxyethylene/polyoxypropylene block copolymer was attached was cut into chips with a fiber length of 10 mm or more using a cutter mill, which is a type of impact crusher. I prepared a shape. The obtained ceramic fiber, montmorillonite, methylcellulose, and vinyl acetate resin were blended in the weight percentages shown in Table 1, and kneaded for 10 minutes in a mixer, which is a type of blade-type kneader. The average fiber length of the defibrated ceramic fibers in the resulting kneaded product was 4.8 mm. The granules had an elliptical shape with a major axis of 4.5 mm and a minor axis of 2 mm. Next, this kneaded material was extruded at a speed of 0.5 using an extrusion molding machine having an extrusion nozzle in which a circular medium ball with an outer diameter of 25 mm was arranged concentrically inside a circular nozzle with an inner diameter of 35 mm.
A cylindrical sleeve was formed at a speed of m/min, cut into 30 cm lengths, and dried at 110° C. for 6 hours in an electric hot air dryer. The quality of the obtained molded sleeve was as shown in the table below, and its structure was as shown in FIG. According to this, the average length of the defibrated ceramic fibers was 3.5 mm, and the average length of the granular ceramic fibers was 3.5 mm for the long axis and 1.8 mm for the short axis. In addition, this sleeve was immersed in molten steel containing basic slag held at 1700°C for 30 seconds, and its appearance was observed, and the results are shown in the table below. Example 2 Ceramic fibers obtained in the same manner as in Example 1, hectorite, phenol resin, and vinyl acetate resin were blended into the composition shown in Table 1, and the sleeve of the present invention was obtained by the same manufacturing method as in Example 1. Ta. The quality of the molded sleeves obtained and the test results are shown in the table below. Example 3 80% of the ceramic fiber obtained in the same manner as in Example 1 was pre-impregnated with a fiber smoothing agent solution and dried.
Ceramic fiber was prepared by mixing 20% of alumina crystalline fiber with a deposition rate of 1% by weight. The mixtures were mixed at the proportions shown in the table below and kneaded for 5 minutes using a kneader with a sigma blade. A sleeve of the present invention was obtained using the same molding method as in Example 1. The quality of the molded sleeves obtained and the test results are shown in the table below. Example 4 Ceramic fibers obtained in the same manner as in Example 1, montmorillonite, and polyethylene oxide were
A sleeve of the present invention was obtained by blending the compositions shown in the table and following the same procedure as in Example 1. The quality of the molded sleeves obtained and the test results are shown in the table below. Comparative Example 1 Untreated silica-alumina ceramic fiber and
A slurry was prepared using colloidal silica and a polyacrylamide flocculant in the composition shown in Table 2, and a mold with an outer diameter of 25 mmφ and a length of 300 mm was coated with gold, and a molded sleeve with a thickness of 5 mm was formed using a vacuum forming method. I got it. The bulk density at this time was 0.3 g/cm 3 .
The dried molded sleeve was further impregnated with a colloidal silica solution and dried to obtain a molded sleeve having a bulk density of 0.5 g/cm 3 . The quality of the molded sleeves obtained and the test results are shown in the table below. Comparative Example 2 Untreated silica-alumina ceramic fibers were pressed for 5 minutes at a pressure of 100 kg/cm 2 using a dry press to reduce the fiber length to 2 mm or less, and then molded using the same formulation and process as in Example 1. did. The quality and test results of the molded sleeves obtained are shown in the table below. Also, the average length of defibrated ceramic fibers is
It was 1.1mm. Comparative Example 3 A slurry was prepared by adding untreated silica/alumina ceramic fibers, acrylonitrile butadiene latex as a binder, and sulfuric acid as a coagulant, and the slurry was made into a slurry using a circular mesh continuous paper machine.
Form a 0.5mm paper, and after drying, while impregnating it with colloidal silica solution, make it into a length with an outer diameter of 25mmφ.
It was wound around a 300 mm cylinder until the outer diameter was 35 mmφ, and after drying, a molded sleeve with a bulk density of 0.55 g/cm 3 was obtained. The quality and test results of the molded sleeves obtained are shown in the table below. Comparative Example 4 A molded sleeve was obtained using the same formulation and manufacturing method as in Example 1 using silica-alumina ceramic fibers that had not been treated with a fiber smoothing agent. The quality of the obtained molded sleeve is as shown in the table below.
Its structure was as shown in Figure 2. Comparative Example 5 Same formulation and production as in Example 1 using silica-alumina ceramic fibers (average fiber length 60 mm) to which 0.3% by weight of a mixture of liquid paraffin, stearinamine lactate and aliphatic diethanolamine was attached. A molded sleeve was obtained by the method.
The quality and test results of the molded sleeve obtained were as shown in the table below. The average length of defibrated ceramic fibers is 2.5
It's hot in mm. Example 5 The chip-shaped ceramic fiber obtained in Example 1, hectorite, fine alumina powder, starch, and methyl cellulose were blended in the weight percentages shown in Table 1, and the sleeve of the present invention was manufactured by the same manufacturing method as in Example 1. I got it. The quality and test results of the molded sleeves obtained are shown in the table below. Example 6 The chip-shaped ceramic fiber obtained in Example 1, montmorillonite, colloidal alumina, sodium alginate, and phenolic resin were blended in the weight percentages shown in Table 1, and the present invention was produced using the same manufacturing method as Example 1. Got the sleeve. The quality and test results of the molded sleeves obtained are shown in the table below. [Effects of the Invention] The ceramic fibrous sleeve using the composition of the present invention thus obtained is structurally similar to the conventional ceramic fibrous molded product as described in detail, and therefore has a similar structure to the slag. The consumable immersion probe equipped with the ceramic fiber sleeve has excellent corrosion resistance against molten iron and molten steel, as well as comparable impact resistance during handling, making it ideal as a sensor. do. Further, compared to ceramic fibrous sleeves made using the composition of the present invention and ceramic fibrous sleeves made by conventional wet suction molding, molded products with no variation in composition and density and good dimensional accuracy can be obtained. In addition, because we were able to uniformly disperse the ceramic fiber length, which could not be achieved with conventional extrusion molding methods, the impact resistance was improved by about twice as much, which is sufficient to withstand impacts during transportation and assembly. Now I can deal with it.

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】 【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の組成物を用いたセラミツク繊
維質スリーブの断面図を示すものであり、第2図
は比較例4によつて得られたセラミツク繊維質ス
リーブの断面図を示す。 1……粒状セラミツク繊維、2……開繊セラミ
ツク繊維。
FIG. 1 shows a sectional view of a ceramic fibrous sleeve using the composition of the present invention, and FIG. 2 shows a sectional view of a ceramic fibrous sleeve obtained in Comparative Example 4. 1... Granular ceramic fiber, 2... Spread ceramic fiber.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 セラミツク繊維60〜93重量%と粘土5〜35重
量%と有機質結合剤2〜10重量%とから成り、必
要に応じて充填剤、無機結合剤、有機質成形助剤
などを添加してなる配合物100重量部に対して合
計水分量が40〜140重量部になるように水を添加
してなる押出成形用セラミツク繊維組成物であつ
て、前記セラミツク繊維は、解繊された状態の長
さ3mm以上の繊維と繊維が絡まつた状態の粒状物
であり、かつその表面が流動パラフイン−ステア
リルアミン乳酸塩−脂肪族ジエタノールアミン乳
化混合物、ポリオキシエチレンポリオキシプロピ
レンブロツクコポリマー、ポリオキシエチレンス
テアリルアミノプロピルアミン乳酸塩のいずれか
1種又は2種以上の繊維平滑剤でコーテイングさ
れていることを特徴とする押出成形用セラミツク
繊維質組成物。 2 セラミツク繊維はアルミナ−シリカ系セラミ
ツク繊維、結晶質アルミナ繊維、結晶質ムライト
繊維であることを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の押出成形用セラミツク繊維質組成物。 3 粘土はモンモリロナイト、ヘクトライトの中
から選ばれる何れか1種又は2種である特許請求
の範囲第1〜第2項記載の押出成形用セラミツク
繊維質組成物。 4 有機質結合剤はフエノール樹脂、酢酸ビニル
樹脂、ポリエチレンオキサイド樹脂、メチルセル
ロースの中から選ばれる何れか1種又は2種以上
である特許請求の範囲第1〜第2項記載の押出成
形用セラミツク繊維質組成物。 5 解繊された状態の長さ3mm以上の繊維と繊維
が絡まつた状態の粒状物からなるセラミツク繊維
であつて、その繊維表面が流動パラフイン−ステ
アリルアミン乳酸塩−脂肪族ジエタノールアミン
乳化混合物、ポリオキシエチレンステアリルアミ
ノプロピルアミン乳酸塩、ポリオキシエチレンポ
リオキシプロピレンブロツクコポリマーのいずれ
か1種又は2個以上の繊維平滑剤でコーテイグさ
れたバルク状のセラミツク繊維を5〜10mmのチツ
プ状となしたセラミツク繊維が60〜93重量%、粘
土が5〜35重量%とフエノール脂肪、ポリアクリ
ル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリエチレンオキサイ
ド樹脂、メチルセルロースの中から選ばれるいず
れか1種又は2種以上から成る有機質結合剤が固
形物として2〜10重量%、および必要に応じて添
加される充填材、無機結合剤、有機質成形助剤な
どからなる配合組成物100重量部に対して合計水
分量が40〜140重量部になるように水を添加し、
混練したことを特徴とする押出用セラミツク繊維
質組成物の製造方法。 6 セラミツク繊維はアルミナ−シリカ系セラミ
ツク繊維、結晶質アルミナ繊維、結晶質ムライト
繊維のいずれか1種又は2種であることを特徴と
する特許請求の範囲第5項記載の押出用セラミツ
ク繊維質組成物の製造方法。
[Claims] 1. Consisting of 60-93% by weight of ceramic fiber, 5-35% by weight of clay, and 2-10% by weight of an organic binder, and optionally fillers, inorganic binders, organic molding aids, etc. A ceramic fiber composition for extrusion molding, in which water is added to 100 parts by weight of the composition to have a total water content of 40 to 140 parts by weight, wherein the ceramic fiber is defibrated. It is a granular material in which fibers are entangled with each other with a length of 3 mm or more, and the surface thereof is a liquid paraffin-stearylamine lactate-aliphatic diethanolamine emulsion mixture, polyoxyethylene polyoxypropylene block copolymer, polyoxyethylene polyoxypropylene block copolymer, A ceramic fibrous composition for extrusion molding, characterized in that it is coated with one or more fiber smoothing agents selected from oxyethylene stearyl aminopropylamine lactate. 2. Claim 1, wherein the ceramic fiber is an alumina-silica ceramic fiber, a crystalline alumina fiber, or a crystalline mullite fiber.
Ceramic fibrous composition for extrusion molding as described in 2. 3. The ceramic fibrous composition for extrusion molding according to claims 1 to 2, wherein the clay is one or two selected from montmorillonite and hectorite. 4. Ceramic fiber material for extrusion molding according to claims 1 and 2, wherein the organic binder is one or more selected from phenolic resin, vinyl acetate resin, polyethylene oxide resin, and methyl cellulose. Composition. 5 Ceramic fibers consisting of fibers with a length of 3 mm or more in the defibrated state and granules in which the fibers are entangled, and the fiber surface is composed of a liquid paraffin-stearylamine lactate-aliphatic diethanolamine emulsion mixture, polyoxy Ceramic fiber made from bulk ceramic fiber coated with one or more fiber smoothing agents of ethylene stearyl aminopropylamine lactate and polyoxyethylene polyoxypropylene block copolymer into chips of 5 to 10 mm. 60 to 93% by weight of clay, 5 to 35% by weight of clay, and an organic binder consisting of one or more selected from phenol fat, polyacrylic resin, vinyl acetate resin, polyethylene oxide resin, and methylcellulose. The total moisture content is 40 to 140 parts by weight based on 100 parts by weight of the compounded composition, which contains 2 to 10% by weight as solids, and fillers, inorganic binders, organic molding aids, etc. added as necessary. Add water until
A method for producing a ceramic fibrous composition for extrusion, characterized in that it is kneaded. 6. Ceramic fiber composition for extrusion according to claim 5, wherein the ceramic fiber is any one or two of alumina-silica ceramic fiber, crystalline alumina fiber, and crystalline mullite fiber. How things are manufactured.
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