JPH0383869A

JPH0383869A - 流し込み施工用耐火物

Info

Publication number: JPH0383869A
Application number: JP1218675A
Authority: JP
Inventors: Hideo Yaoi; 八百井　英雄; Naoki Tsutsui; 直樹筒井; Takeo Hanai; 花井　健夫; Hisatoshi Yasuda; 安田　尚俊; Hirobumi Ninomiya; 博文二宮; Aritaka Kakihara; 柿原　有隆
Original assignee: Harima Ceramic Co Ltd; Nippon Steel Corp
Current assignee: Harima Ceramic Co Ltd; Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-08-28
Filing date: 1989-08-28
Publication date: 1991-04-09

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】（産業上の利用分野）本発明は、乾燥性に優れた流し込み施工用耐火物に関す
るものである。

（従来の技術）取鍋、タンデイツシュ、高炉樋、窯炉カバーなどに対す
る不定形耐火物の施工は、省力化、労働環境、施工体の
安定性などの点から、流し込み施工法が多く利用されて
いる。

これに使用される耐火物（以下、流し込み材）は、耐食
性を向上させるために、耐火性超微粉を添加するなどの
方法で耐火物組織のち密化を計っている。しかし、耐火
物組織のち密化は乾燥性を低下し、乾燥時に水蒸気圧に
よる亀裂や爆裂が生じやすい。

そこで、耐火物組織中に水蒸気の通気路を形成し、乾燥
性を向上させることが知られている。その手段として、
特開昭５３−６６’９１７号公報では金属アルミニウム
を添加し、施工水分との反応で発生させたＨ２ガスで耐
火物組織を多孔質化し、通気路を形成している。特開昭
５６−５０１７２号公報では有機繊維を添加し、有機繊
維の熱消失によって水蒸気の通気路を形成して・いる。

（発明が解決しようとする課題）しかし、金属アルミニウムの添加は、　Ｈ２ガスの圧力
で耐火物組織内部に欠陥を生じやすい。また、Ｈ２ガス
に引火すると爆発の危険性があり、作業安全上の問題が
あった。

一方、有機繊維の添加は施工時の流動性が低下するので
、施工水分を増加しなければならず、施工体の強度が劣
る。

本発明は、流し込み材において以上の問題がなく、しか
も乾燥性に優れた材質を提供することを目的としている
。

（課題を解決するための手段）本発明は、耐火性骨材１００重量部に対し、結合剤とし
て塩基性乳酸アルミニウムとアルミナセメントを、重量
比で塩基性乳酸アルミニウム／アルミナセメント中のＣ
ａＯ量が０．２〜３の割合で組合せたもの１〜１０重量
部と、３００℃未満で溶融または分解する有機繊維０．
０１〜１重量部とを添加してなる流し込み施工用耐火物
である。

塩基性乳酸アルミニウムは、例えば特開昭６２−１００
４８３号公報のとおり、耐火物組織中に微亀裂を発生さ
せ、その微亀裂を通気孔にすることで耐火物に乾燥性を
付与させる効果をもつことが知られている。しかし、そ
の反面、塩基性乳酸アルミニウムの添加は乾燥収縮が原
因した層状亀裂の発生によって耐食性を低下させる欠点
がある。

本発明は塩基性乳酸アルミニウムとアルミナセメントと
を併用するとともに、塩基性乳酸アルミニウムとアルミ
ナセメント中のＣａＯ量とを特定の割合で組合せ、さら
にこれに８００℃未満で溶融または分解する有機繊維を
添加することで乾燥収縮がなく、しかも乾燥性に優れた
流し込み材を得たものである。

本発明は、アルミナセメントと塩基性乳酸アルミニウム
との併用で施工体の強度が著しく向上する。これは、塩
基性乳酸アルミニウム中の乳酸基とアルミナセメント中
のＣａ”イオンとが結合し、乳酸カルシウムを生成する
ことによるものと思われる。この効果は、重量比で塩基
性乳酸アルミニウム／アルミナセメント中のＣａ　Ｏ量
が０．２〜３の範囲で得られる。

第１図は、アルミナセメントと塩基性乳酸アルミニウム
とを併用添加したアルミナ−炭化珪素質の流し込み材に
おいて、塩基性乳酸アルミニウム／アルミナセメント中
のＣａＯ量の重量比を変化させた場合の、施工体強度を
グラフ化したものである。結合剤の割合は合量で３重量
部である。施工体強度としては直径５０　ｗａ　Ｘ高さ
５０ｍのテストピースに成形後、室温にて２４時間養生
した後に圧縮強度を測定した。　０．２未満の比率では
養生強度の向上が認められない。比率約１．０に最大値
があり、　１．５以上の比率では養生強度は横這いとな
る。３を超えると酸性である乳酸がアルミナセメントの
硬化を遅らせて作業性が悪くなる。

しかも、第２図のとおり塩基性乳酸アルミニウムの比率
が高くなると乾燥収縮率も大きくなり、好ましくない。

耐火性骨材１００重量部に対する塩基性乳酸アルミニウ
ムとアルミナセメントの割合は、合量で１重量部未満で
は結合力が不足して本発明の効果が得られない。１０重
量部を超えるとそれ以上添加しても強度は変らず、Ｃａ
Ｏの増大でむしろ耐食性を低下させる。

本発明で有機繊維は、熱消失によって水蒸気の通気路を
形成する目的だけでなく、従来材質で見られる塩基性乳
酸アルミニウムによる乾燥収縮に起因する亀裂を、繊維
のスサ的作用でその発達を防止する。第２図は、アルミ
ナセメントと塩基性乳酸アルミニウムとを併用添加した
アルミナ−炭化珪素質の流し込み材において、有機繊維
無添加品と有機繊維添加量（溶融点１４０℃のビニロン
繊維を０．３重量部）について、塩基性乳酸アルミニウ
ム／アルミナセメント中のＣａＯ量の重量比を変化させ
た場合の乾燥収縮率をグラフ化したものである。同図か
ら、有機繊維添加量の方が乾燥収縮の小さいことがわか
る。塩基性乳酸アルミニウムの比率が高くなるにつれて
乾燥収縮率が増大する理由は、アルミナゲルの脱水によ
る収縮と考えられ、比率が３を超えると有機繊維を添加
しても収縮率が大きい。

また、有機繊維の熱消失による通気路は、塩基性乳酸ア
ルミニウムによる微細な亀裂の存在によって、短時間乾
燥を十分に満足する通気性を持ち、乾燥性向上に大きく
貢献する。

有機繊維の材質を、３００℃未満で溶融または分解する
ものに限定したのは、塩基性乳酸アルミニウムの熱分解
過程において、約３００〜３５０℃で乳酸が熱分解して
発生するガスとアルミナセメント中の水和水を３００℃
以上で脱気しやすくするためである。

また、従来材質において有機繊維の添加は施工時の流動
性を低下させるため、施工水分を増加しなければならず
、施工体の強度が劣っていたが、本発明では塩基性乳酸
アルミニウムがその解こう作用によって流動性の低下を
解消するとともに、アルミナセメントの併用により、養
生強度が大巾に向上した。

以下、本発明で使用する各原料、添加物について説明す
る。

耐火性骨材の種類としては、電融・焼結または仮焼のア
ルミナ、合成ムライト、ばん土けつ岩、ボーキサイト、
シリマナイト、アンダルサイト、カイヤナイト、シャモ
ッｌ−１ろう石、珪石、ジルコン、ジルコニア、スピネ
ル、マグネシア、粘土、クロム鉱などの酸化物耐火原料
、あるいは炭素、炭化珪素、窒化珪素、窒化珪素鉄など
の非酸化物耐火物から選ばれる一種または二種以上であ
る。

粒度は、最大粒径３〜２０ＩＩｎ程度とし、粗粒、細粒
、微粒、超微粒に適宜調整する。

超微粒は、例えば粒径が５μｍ以下で比表面積が１ｍ”
／ｇ以上に調整し、耐火骨材のうち例えば２〜２０重量
％占めるようにする。超微粒の種類は、アルミナ、ジル
コン、ジルコニア、炭化珪素、炭素の他、シリカ、チタ
ニア、酸化クロムなどの一種または二種以上が好適であ
る。

塩基性乳酸アルミニウムは、一般式Ａ　Ｑ　（ＯＨ）、
−ｘ（ＣＨａＣＨ（ＯＨ）Ｃｏｔ）ｘ−ｎＨｚｏで示さ
れる多核錯体からなる高分子電解質であり、ＡＱ２０．
／乳酸（モル比）０．２〜２．０のものである。例えば
、多本化学（株）よりタキセラムの商品名でＧ−１，７
Ｐ、Ｍ−１６０Ｐ、＃２５００の３種類が粉末状で市販
されている。

本発明では、これら三種類はすべて使用できる。

アルミナセメントは、ＪＩＳ規格の耐火物用アルミナセ
メントの一種・二種相当品、あるいはこれよりＣａＯ量
の少ないタイプの例えば電気化学工業（株）製のハイア
ルミナセメント、スーパーハイアルミナセメント、５−
９０セメント、アルコア社製のＣＡ−２５などを使用す
ることができる。

アルミナセメント中のＣａＯ量を本発明で限定した比に
するには、アルミナセメントの種類とその添加量で調整
する。

有機繊維の溶融温度または分解温度は、分子量などの違
いにより、４０〜４００℃のものが知られている。本発
明ではこの中でも３００℃未満で溶融するものを使用す
る。溶融温度の下限は特に限定しないが、常温で繊維状
態を保つためにも５０℃程度が好ましい。その添加量は
、０．０１〜１．０重量部とする。０．０１重量部未満
では、乾燥爆裂の防止効果および塩基性乳酸アルミニウ
ムによる乾燥収縮亀裂を防止する効果がなく、１．０重
量部を超えると耐火物の施工時に流動性が低下し、流し
込み施工できなくなる。さらに好ましくは、０．０５〜
０．５重量部である。

繊維形状は、直径が１〜１００μｍ程度とする。

１μｍ以下では通気抵抗が大きく脱気孔としては不適当
である。１００μｍを超えると繊維数が少なくなって脱
気孔の数の不足、塩基性乳酸アルミニウムの微細な亀裂
の分散が困難である。この場合、１ｍ維の添加量を多く
すれば十分機能するが、耐火物として気孔率の上昇、強
度の低下などを生じる。また、繊維の長さについては、
長ずざると流動性の低下が著しく、１ｍｍ以下では切断
コストが高く、脱気孔としても連続性に乏しくなって脱
気しにくい。以上から、繊維の長さは１〜ｂ程度が好ま
しい。

３００℃未満の溶融温度または分解温度を有する有機繊
維の種類としては、例えばポリエステル、ポリエチレン
、ポリプロピＩノン、ビニロン、ポリビニールなどがあ
り、本発明はこれらから選ばれる一種または二種以上を
使用することができる。

また、本発明の効果を損わない範囲であれば以上のほか
に、流し込み材の添加物として公知の、例えば解こう剤
、硬化促進剤、硬化遅延剤、ＡＱ以外の金属粉あるいは
合金粉、セラミックファイバー、金属ファイバーなどを
添加してもよい。

そして施工においては、常法どおり、以上の配金物に対
して水分を４〜１０重量部添加した後、流し込み施工す
る。

（実施例）次に第１表に実施例を示す。

注１）試験方法：流動性・・・ＪＩＳ　Ｒ−２５１２に
準じてタップフロー値を測定、　１３０ｍ以上は良好。

養生強度・・・直径５０×高さ５０ｍｍに成形したもの
を室温にて２４ｈｒｓ養生し、圧縮強さを測定。

乾燥収縮率・・・ＪＩＳ−Ｒ−２５５４の線変化率試験
法に準じて測定、４０Ｘ４０Ｘ１６０ｍに成形し、乾燥
は１１０℃Ｘ　２４ｈｒｓとした。

気孔率・・・−辺４０ｍｍの立方体に成形したものを室
温にて２４ｈｒｓ養生し、１１０℃Ｘ　２４ｈｒｓ乾燥
後、測定。

乾燥性・・・直径１００×高さ１００ｍに酸形後、室温
にて２４ｈｒｓ養生し、５００℃雰囲気の電気炉に投入
。

耐食性・・・銑鉄および高炉スラグを侵食剤とし、ドラ
ム式回転侵食法で評価。１６００℃Ｘ　１ｈｒｓを、侵
食剤を入換えて６回繰り返した後、溶損寸法を測定。

表中、「−」は未測定。

注２）配合組成中、（）内の数値は外掛は重量％。

（発明の効果）以上の実施例の試験結果が示すように、本発明の流し込
み材は、金属アルミニウムを添加しなくても、十分な乾
燥性と耐食性を兼ね備えた耐火物組織を得ることができ
る。

したがって、本発明の流し込み材を使用すれば、炉寿命
の延長、耐火物原単位の低減、金属アルミニウムを添加
しないことによる作業の安全性など、その効果は極めて
大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、アルミナセメントと塩基性乳酸アルミニウム
とを併用添加した流し込み材において、塩基性乳酸アル
ミニウム／アルミナセメント中のＣａＯ量の重量比を変
化させた場合の、養生強度をグラフで示したものである
。第２図は、アルミナセメントと塩基性乳酸アルミニウム
とを併用添加した流し込み材において、有機繊維無添加
品と有機繊維添加品について、塩基性乳酸アルミニウム
／アルミナセメント中のＣａＯ量の重量比を変化させた
場合の乾燥収縮率をグラフで示したものである。

Claims

【特許請求の範囲】

　耐火性骨材１００重量部に対し、結合剤として塩基性
乳酸アルミニウムとアルミナセメントを、重量比で塩基
性乳酸アルミニウム／アルミナセメント中のＣａＯ量が
０．２〜３の割合で組合せたもの１〜１０重量部と、３
００℃未満で溶融または分解する有機繊維０．０１〜１
重量部とを添加してなる流し込み施工用耐火物。