JPH04321551A - 耐火材料の製造方法及び腐食性合金の鋳造におけるその使用 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶融炉又は貯留炉、液
体金属移送備品のための内張りとしても、又は鋳物工場
で使用される鋳型又はコアとしても、液体の合金又は金
属を収容し、あるいは、液体の合金又は金属と接触する
ように意図されている耐火材料の分野に関する。更に詳
細には、本発明は液体状態のアルミニウム−リチウム合
金のような腐食性の高い合金に対し改良した耐食性を提
供する耐火材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】鋳物工場では、液体金属と接触するコー
ティングとライニングの有効寿命はそれらの保守と更新
の経費により、方法の経済性に最大の影響を有する要素
の１つを構成する。耐火材料には、金属又はその不純物
に対してできるだけ最小の化学的反応性、高度の耐熱性
、非多孔性、圧縮応力に耐えられる充分な耐加熱圧搾性
、裂けに抵抗するための高度の靭性、熱衝撃に耐えられ
るためのできるだけ最低の熱膨脹とできるだけ最高の熱
伝導率を示すことが期待される。

【０００３】事実、「耐火材料」という用語は、一般に
無機質で非金属性の、大抵の場合バインダーにより結合
された耐火性集合体を基材とする非常に広範囲の組成物
を網羅する。従って、本発明を更に理解するには、たと
えば著作「　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　ｄｅ　ｌ′ｉｎｇ
ｅｎｉｅｕｒ　」−Ａ　７３００　１〜１８ページ（１
９８６年）に記載されている耐火物の分類のいろいろな
規準を想起することが必要である。

【０００４】耐火材料は種々の方法で、たとえば集合体
とバインダーの化学的性質により、最終用途により、使
用の形式により分類し得る。この最後に挙げた規準によ
り、造形した耐火材料と造形していない耐火材料は区別
される。即ち第１のものは次の段階で相互に目地により
結合される煉瓦により典型的に代表されるが、造形され
ていない第２のものはラミング材又はコンクリートタイ
プの製品であって、それらには最終使用以前に造形はな
かった。もう１つの規準はセラミック材料の凝集を起こ
す結合の種類であって、即ち硬化を焼成中の焼結により
得る場合のセラミック結合、水と混合した後周囲温度で
硬化するセメントの場合の水硬性結合、硬化が周囲温度
であり得る温度で、珪酸塩のような一般に鉱物質の水硬
性バインダーの化学反応の結果である場合の化学結合、
及び最後に、タール、ピッチ又はレジン型の炭素含有バ
インダーを主成分とする有機的結合である。

【０００５】本発明の領域には、セラミック又は水硬性
又は化学的の結合を有する造形材料もまた非造形の材料
も存在する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】液体状態の腐食性合金
、特にアルミニウムとリチウムの合金（本出願で以後略
語Ａｌ−Ｌｉにより示す）の完成により慣用の耐火材料
は耐食性が不満足であることが分かって来た結果、それ
らを変更することがしばしば必要となり、余分な経営費
を要する。今日まで知られていて経済的水準で受け入れ
られている耐火材料は、完全に満足であるという証明は
なく、従って本出願人はこの問題に対する解答を探求し
て来た。造形耐火材料に伴う弱点は目地（ｊｏｉｎｔ）
　であることを当業者はよく知っていて、従って本出願
人が非造形耐火物の分野にある問題の解答を求めたのは
、この理由と更に非造形耐火材料が使用上固有の大きな
柔軟性を有するためである。

【０００７】本発明の目的は、液体状態の金属又は合金
、特にＡｌ−Ｌｉの合金と長時間接触させ得る耐火材料
の製造方法と、コーティングとして、一般的には窯のラ
イニング、スパウトのライニング、又は、加工、変態（
ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）の過程で液体金属が接
触し得る装置の全体若しくは一部のライニングとして、
又は、特に鋳込型、永久鋳型若しくは他の鋳型、管、板
等の物体に造形した耐火材料としてのその使用とである
。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の不定型の耐火材
料の製造方法は、耐火性集合体（ａｇｒｅｇａｔｓ　ｒ
ｅｆｒａｃｔａｉｒｅｓ）　と化学結合により凝集を起
こすためのバインダーとの混合、この混合物の造形及び
その焼成から成り、次の特徴を有する。

【０００９】（ａ）　　周囲温度と　２００℃の間の温
度で、多モード性粒径分布を有する耐火性粒子により構
成される耐火性集合体を含む仕込材料を、ポリ珪酸塩を
主成分とする鉱物ポリマーとシアラート基（−ＳｉＯ−
Ｏ−ＡｌＯ−Ｏ−）−　Ｍ＋　（Ｍはアルカリ金属を示
す）を含む鉱物ポリマーとの水性媒質中の混合物から成
る液体アルカリ性バインダーと混合し、その混合物をバ
インダーが仕込材料全体に一様に分布しかつ均質なペー
ストを形成するように混練し、（ｂ）　　得られたペー
ストを造形して、混合物を周囲温度と　２００℃の間の
温度で硬化した後、（ｃ）　　硬化した混合物を　２０
０〜１３００℃の間の温度に加熱して、機械的性質が高
度で、耐熱衝撃性及び耐薬品腐食性の高い耐火材料を得
る。

【００１０】液体状態のアルミニウム合金、特にＡｌ−
Ｌｉ合金の浸蝕性により提起される問題に当って、本出
願人は通常鋳物工場で使用される耐火性集合体とバイン
ダーが、耐火性集合体と鉱物性バインダーの混合物を多
数試験して、大きな腐食を被ることを観察しており、ま
た、ある特定の耐火性集合体と併用する、シアラート（
ｓｉａｌａｔｅ）　基（−Ｓｉ−Ｏ−ＡｌＯ−Ｏ−）−
Ｍ＋　を含有するバインダーは、先行技術の耐火材料に
比べてすべて著しくすぐれている、機械的特性、耐熱衝
撃性及び耐食性を同時に保有する耐火材料の製造を可能
にすることを意外にも発見した。

【００１１】シアラート基を含有するこのようなバイン
ダーは、フランス・ユーティリティ・モデル証明書（Ｆ
ｒｅｎｃｈ　Ｕｔｉｌｉｔｙ　Ｍｏｄｅｌ　Ｃｅｒｔｉ
ｆｉｃａｔｅ）第　２　４８９　２９１号に記載され、
ポリシアラートに対してＰＳにより表示され、多分耐火
性である鉱物性仕込材料と混合して、セラミックスの品
質、特に優秀な熱安定性と寸法安定性を有する成形品を
得ることが既に知られているが、これらの性質それ自体
から、本発明の耐火材料の諸性質、特に液体金属、とり
わけＡｌ−Ｌｉの合金のような腐食性液体金属の存在下
に改良された耐食性を同時に得る方法の可能性について
予知することができなかった。

【００１２】本発明のシアラート基とシロキソ基（−Ｓ
ｉＯ−Ｏ−ＡｌＯ−Ｏ−ＳｉＯ−Ｏ−）−　Ｍ＋　を含
有するもう１つのバインダーは同じく好適であり得る（
Ｍはアルカリ金属である）。このようなバインダーはフ
ランス国特許出願第　２　４６４　２２７号に記載され
ていて、ポリ（シアラート−シロキソ）の代りにＰＰＳ
と表記する。 これらのバインダーはポリ珪酸アルカリ金属塩をも含み
得るので、水分子の脱離に先立って集合体と混合される
段階において本発明のバインダーの全組成は、アルカリ
金属がカリウムである場合、次の関係（モル比）を満足
するが、どの他のアルカリ金属の場合にも入れ換えは容
易である。

【００１３】 Ｋ２　Ｏ／ＳｉＯ２　　　　　　　　　　　０．２０と
０．４０の間に入る。

【００１４】 ＳｉＯ２　／Ａｌ２　Ｏ３　　　　　　　３．５　と４
．５の間に入る。

【００１５】 Ｈ２　Ｏ／Ａｌ２　Ｏ３　　　　　　　　　１４と２０
の間に入る。

【００１６】集合体と混合する段階では、これらのバイ
ンダーは反応性分散液であるので、それらを使用できる
期間は限られており、また温度の関数であって、たとえ
ばＰＳを主成分とするバインダーは２５℃で２４時間の
有効ポットライフを有する。これらの反応性バインダー
は、別個に取った２つの不活性成分を使用の時点で混合
物にしてそれ自体得られる。これらのバインダーのある
ものは登録商標Ｇｅｏｐｏｌｙｍｉｔｅ　Ｒ　で市販さ
れる。

【００１７】本発明の耐火性集合体は、アルミン酸マグ
ネシウム、炭化珪素、窒化珪素、電融酸化マグネシウム
、白色又は褐色コランダム、球状コランダム、アルミナ
、ジルコニウム、酸化チタン、シリカ、酸化クロム、炭
素及び黒鉛、希土類酸化物、特に酸化イットリウムＹ２
　Ｏ３　から選択される。耐火性集合体は一般に粉末の
形で使用されるが、これらの材料は繊維又は針状体の形
でも使用し得る。好ましくはアルミン酸マグネシウムを
使用する。

【００１８】「仕込材料：バインダー」の重量比は１と
１０の間に入る。３（７５／２５混合物）と９（９０／
１０混合物）の間にあるのが好ましい。事実、均質な混
合物とバインダーによる鉱物質仕込材料の完全な濡れを
得るためには、効果的な混合を行うことが必要であり、
従って鉱物質仕込材料とバインダーの混合物が適当な粘
度を有することが必須である。即ち流動性許容限度は１
の重量比に対応するが、粘性許容限度は９の重量比に対
応する。 更にその上、バインダーは一般に耐火材料の弱点である
として知られており、耐火性集合体よりも化学的腐食に
一層感受性であるため、通常は作業に必要な量、即ち均
質なペーストの調製ができるようにする量、を越えるバ
インダー量を有することは望ましくない。それで５に近
い比が良いことが多い。

【００１９】耐火性集合体の平均粒径は２ｍｍと　０．
１μｍの間にあって、それらの粒径分布は多モード性で
あり、即ちそれは２つの主要な極大を有する。それは粒
径の関数として質量分率又は体積分率を示すヒストグラ
ムを描けば明らかになる。

【００２０】このように、本発明の高度の機械的性質を
有する耐火材料を得るには、　８００μｍより大きい粒
径の仕込材料の少くとも５０重量％と４００μｍ以下の
粒径の仕込材料の少くとも２０重量％を有する２モード
性分布があるような、粒径分布を耐火性集合体の仕込材
料に有することが都合がよい。それで、　４００〜８０
０　μｍの粒径範囲に、仕込材料全体の３０重量％以下
を示す部分を有することが好都合である。

【００２１】それぞれの粒径部分の割合は経験によるか
又は緻密度を最適化する計算によるかのいずれかで決定
する。このような分布により、一般に０．０５と　０．
５ｃｃ／ｇの間に入る最適細孔体積（水銀ポロシメータ
を使用して測定）を有する耐火材料を得ることが可能に
なる。実際、本出願人は、充分高度の機械的強さを得る
には充分に低い細孔体積が必要であるが、その上更に、
充分な耐熱衝撃性を得るにはかなり高い細孔体積を必要
とすることに気付いた。

【００２２】本発明では、特に機械的性質を強化するた
めに、化学的性質は異なるが、当初の最適な体積粒径分
布を全体として留保するように実質的に粒径分布の同じ
１つ又は複数の他の耐火性集合体仕込材料により、耐火
性集合体仕込材料の粒径部分を置き換えることが有利で
ある。

【００２３】このように、特にアルミン酸マグネシウム
の場合には、粒径の接近している炭化珪素又は球状コラ
ンダムの粒子により、又は球状コランダムと酸化マグネ
シウムの粒子（粒径　８００μｍ未満）により　８００
μｍ未満の粒径部分を置き換えることが有利であるのが
判明した。

【００２４】本出願人は、耐火性集合体仕込材料に非耐
火性添加物を混和するのが有利であり得るが、耐火性集
合体の重量比率が常に仕込材料全体の少くとも７５％で
なければならないことも観察した。

【００２５】本発明により、最終耐火物の性質、特にそ
の機械的性質を改良するために、鉱物性添加物を耐火性
集合体仕込材料に混和することができる。このように、
Ｓｏｇｅｂｏｒ　Ｃ　（登録商標）のような硼素誘導体
を１〜１０重量％、好ましくは３〜６重量％、仕込材料
に混和するのが有利であることが判明した。

【００２６】その上、完成耐火材料の気孔率を調節し、
特に増加するために、熱分解性材料から成り得る細孔発
生剤を仕込材料に取り入れることができる。たとえば、
耐火性集合体の仕込材料におが屑のような熱分解性材料
を添加することにより、気孔率を修正し、耐熱衝撃性を
著しく改良する。細孔発生剤を５重量％まで、好ましく
は１〜３重量％混和することができる。

【００２７】同様な目的で、本出願人は閉鎖された細孔
を増加し、従って耐熱衝撃性を増大するために、開放細
孔内への液体合金の浸潤によって機械的強さ及び耐食性
を減退する傾向のある開放細孔を増大することなく、中
空粒子（閉鎖された中空球）、たとえば球状硬玉から成
る仕込材料を混和することを興味深く見出した。典型的
には、１０〜３０重量％の耐火性仕込材料、特に　４０
０μｍ未満の粒径部分を同じ粒径分布（４００μｍ未満
）の耐火性中空粒子により置き換えて、前記に指摘した
性質の改良を観察した。

【００２８】本発明の液体形のバインダーと可能な添加
剤全部と前記のような粒径分布と化学的性質の変る粉末
の混合物から成る鉱物仕込材料を一緒にして混合し、ペ
ースト調製と粉末と液体の均質混合を確実に行うことの
できる公知の装置を使用してペーストを形成する。この
ような装置はインキ、ペイントの製造用、パン製造用に
使用される混合機であり得、又はそれらはコンクリート
ミキサー型の機器、所望の形、典型的にはシート又はチ
ューブ形を有する耐火性材料を連続的に押出すことが可
能な一軸スクリュー若しくは２軸スクリューを使用し、
連続的混合を確保する機器であり得る。

【００２９】本発明の特定の実施態様によると、耐火材
料の出発構成成分は押出機を使用して連続的に混合、造
形し、次いでたとえば耐火材料のシート又はチューブを
得るため押出機の出口で加熱により硬化する。

【００３０】効果的な混合のために、２〜３分から数１
０分間混合を続け得る。バインダーは前記のようにこの
段階では反応性物質であるため、混合により得られるペ
ーストはバインダーが硬化する前に使用されなければら
ない。このペーストは、液体状態の合金と接触する装置
、本質的には窯炉、導管、移送用ボートを被覆し保護す
るライニングとして、又はたとえば成形、押出し又は射
出により耐火材料の対象物を製造するための「型取りペ
ースト」として使用される。ペーストの硬化速度は温度
に応じて変り、周囲温度での約１５時間から約８５℃で
の約１時間の範囲である。硬化は収縮を伴わずかつ割れ
を起さないで行われる。

【００３１】周囲温度から　２００℃までの範囲であり
得る温度でペーストの造形と硬化の後に、耐火材料をそ
の機械的性質を強化するため　２００〜１３００℃の間
の温度にする。ラミング混合物の場合には、バーナーを
使用して加熱を行う。

【００３２】対象物、たとえば成形物の製造の場合、昇
温速度を調節して１時間につき５０〜２００　℃の間に
する。 好ましくは中間の温度の段階を設けて昇温する。

【００３３】本出願人は、特に液体合金がＡｌ−Ｌｉの
合金である場合、先行技術の鋳物工場で現在使用されて
いる材料よりも、本発明で得られる耐火材料はすぐれた
機械的性能とより良い耐食性を示すことを意外にも見出
した。本発明の耐火材料を用いると、２回の修復作業の
間の窯炉の運転期間は事実上倍加し、これは経済性に関
して肝要な点である。

【００３４】本出願人は、本発明で得られる耐火材料の
驚くに値する挙動を説明するための仮説を提唱している
。即ち本発明で得られる材料の細孔体積は約０．０５〜
ｃｃ／ｇであって、換言すれば先行技術材料のものの約
２０分の１である（対照材料では０．１１４５ｃｃ／ｇ
）。従って合金の金属静圧（ｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｍｅｔ
ａｌｌｏｓｔａｔｉｑｕｅ）の影響下に材料中への液体
金属の浸透が多くなる分だけ、細孔体積の著しい減少が
生じると考えるのが妥当であり、それで結局腐食の危険
性が減少する。

【００３５】本発明のもう１つの利点は、実際的に非常
に重要であり、本発明で得られるペーストがラミング混
合材を形成するために容易に使用できることである。実
際、先行技術の混合物、たとえばＮｏｒｔｏｎのＬＳ　
９６４と称して市販されるアルミン酸マグネシウムを主
成分とする混合物は、保護される表面にラミングドライ
され、ラミング混合材は保護される表面に対して、金属
の複製鋳型（ｃｏｎｔｒｅ−ｍｏｕｌｅ）を使用して、
保持される。それから複製鋳型を約　６００℃に昇温し
てラミング混合物を加熱し、ある程度機械的強さをそれ
に付与して、ラミング混合材を崩壊しないようにして複
製鋳型を取り除く。複製鋳型の除去後ラミング混合材を
バーナーを用いて加熱して約１２００℃に昇温する。

【００３６】本発明のラミング混合材は、モルタルとか
プラスターを壁に塗るのと同様にして複製鋳型を用いな
いで使用し得、極めて便利で実用的である。比較的低い
温度で硬化した後、ラミング混合材をバーナーを用いて
加熱し、約１１００℃まで昇温する。

【００３７】本発明の別の利点は、１１００℃の中間加
熱の有無にかかわらず数層のラミング混合材を逐次塗装
できることである。実際、比較的多孔性であり、従って
多くの熱衝撃に耐えることができる下塗り（保護される
壁と接触している）を有する層と、外層又は多孔性が比
較的はるかに低い上塗り（液体金属と接触している）を
有する層との２層になるようにラミング混合材を塗布す
ることは特に興味あることである。

【００３８】最後に、本発明の別の利点は、保護性ラミ
ング材と、場合により腐食性の高いことがあり得る液体
金属と接触し得る種々の物体とを同じ材料から製造する
ことができるようにする、利用価値の多面性である。

【００３９】

【実施例】

実施例１〜７ アルミン酸マグネシウム（供給者：Ｐｅｃｈｉｎｅｙ　
Ｅｌｅｅｔｒｏｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｅ）の種々の試料
を基材として、次の粒径分布を有する仕込材料を調製し
た。

【００４０】＞１０００μｍ　　　　　　　　　　５２
重量％４００〜１０００μｍ　　　　　　　４重量％１
００〜４００　μｍ　　　　　　１５重量％＞　１００
μｍ　　　　　　　　　　２９重量％この粒径分布は予
備試験の後選択した。

【００４１】３リットルの混合機で、アルミン酸マグネ
シウムとＧｅｏｐｏｌｙｍｉｔｅ　ＧＰ　７０　バイン
ダー（登録商標）、即ちＰＳ型バインダーの均質なペー
スト状混合物を周囲温度で３０分間混合して調製した。 成分は割合を変えＣＨ：ＧＰ比（ＣＨはアルミン酸マグ
ネシウム質量を、ＧＰは乾燥品としてのバインダーの質
量を表わす）で表わす。

【００４２】耐火材料の特徴を示すため、次いで　１２
０×６０×２０ｍｍの大きさを有するブリケットを成形
し、これらを　１５０℃まで１時間で昇温して硬化した
。型を除去し、次いで１時間につき　１５０℃に等しい
上昇速度で温度Ｔ（℃）までブリケットを昇温させた。 １時間の段階は段階温度Ｔで観察した。周囲温度に戻っ
てから、水銀ポロシメーターを使用して密度ｄ（従って
水銀が開放細孔全部に浸透するので、測定密度は「骨格
（ｓｑｕｅｌｅｔｔｉｑｕｅ）」密度である）と細孔体
積Ｖｐを測定し、破断応力Ｒｍ（３点曲げ）を寸法　１
２０×２０×２０ｍｍの各耐火材料について確かめた。 この系列の試験では、ブリケットをＡｌ−Ｌｉ浴に　７
５０℃で７２時浸漬し、かつ横断面について合金の浸透
の深さを測定して耐食性を評価した。

【００４３】先行技術に対応する対照試料（実施例７）
として、アルミン酸マグネシウムを主成分とするラミン
グ材ＬＳ　９６４（供給者、Ｎｏｒｔｏｎ）　を使用し
た。比較の目的で、このラミング材を金型で圧縮して　
６００℃まで昇温し、この温度に１２時間保持した。そ
れからラミング材の凝集が充分になってから、金型を取
去って、得られるブリケットを１１００℃まで１時間で
昇温した。

【００４４】得られた結果を次表に示す。

【００４５】

【表１】

【００４６】実施例８〜１１ 前記試験と同様のこれらの実施例では、実施例１〜７に
使用したアルミン酸マグネシウムの　１００μｍ以下の
粒径部分を同じ粒径の炭化珪素により置き換えたが、Ｃ
Ｈ：ＧＰ比とＴだけでなく、アルミン酸マグネシウム中
の炭化珪素ＳｉＣの重量割合をも変えた。

【００４７】得られた結果を次表に示す。

【００４８】

【表２】

【００４９】実施例１２〜１４ これらの実施例では、試験１〜７の系列と同様に、硼素
系鉱物質添加剤Ｓｏｇｅｂｏｒ　Ｃ　（Ｓｏｇｅｒｅｍ
の登録商標）をアルミン酸マグネシウム仕込材料に添加
し、全体で合計仕込材料ＣＨを構成させた。試験は仕込
材料ＣＨのＳｏｇｅｂｏｒ　Ｃ　含有量のためとＣＨ：
ＧＰ比により異なった。温度Ｔは試験全部について同じ
で　９５０℃である。　　得られた結果を次表に示す。

【００５０】

【表３】

【００５１】実施例１５ 試験系列番号１２〜１４と同様な試験において、アルミ
ン酸マグネシウムを褐色コランダムに置き換えた。

【００５２】得られた結果を次表に示す。

【００５３】

【表４】

【００５４】実施例１６〜１８ これらの試験では、耐熱衝撃性と、おが屑のような多孔
発生剤の影響を調べた。

【００５５】このために、直径５０ｍｍ、高さ５０ｍｍ
の円柱型試料を次の組成で調製した。

【００５６】

【表５】

【００５７】熱衝撃試験は、試料の温度を２０℃から　
７２０℃に上げ、次いでそれを２０℃で多量の水に浸す
ことにより連続熱衝撃に付した試料の通気性の発生を調
べることから成る。この試験は熱衝撃による微小亀裂の
形成に関連し耐火物の発生を調べるすぐれた方法である
。

【００５８】得られた結果を次表に示す。

【００５９】

【表６】

【００６０】従って、５回の熱衝撃後に透過性は唯の４
％しか増加しないから、熱衝撃に対し感受性の極めて低
い材料を得た。

【００６１】試験１９〜２０ 試験１２と同様なこれらの試験では、一定の粒径部分の
アルミン酸マグネシウム（Ｎｏｒｔｏｎ　製ＬＳ　９６
４）　にＰｅｃｈｉｎｅｙ　Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｔａｌ
ｌｕｒｇｉｅ　の供給する球状コランダムを混和した。 ＣＨ：ＧＰ比を５．６６に固定し、Ｓｏｇｅｂｏｒ　含
有量を仕込材料全体の３％にした。

【００６２】−試験１９ 仕込材料の　２０．９２重量％を構成するこの仕込材料
の　１００μｍ以下の粒径を　１５．９２重量％の球状
コランダムと５重量％の酸化マグネシウムにより置き換
えた。球状コランダムと酸化マグネシウムの有する粒径
は　１００μｍ未満であった。

【００６３】−試験２０ 仕込材料の　２６．６２重量％を構成する　１００〜８
００　μｍに入る粒径部分を、ほとんど同じ粒径の球状
コランダムで置き換え、仕込材料の　２．６重量％を構
成する　１００μｍ以下の粒径部分をほとんど同じ粒径
の酸化マグネシウムで置き換えた。

【００６４】これらの２つの試験の温度は　９５０℃と
した。機械的性質を評価するため煉瓦と更にるつぼ（外
径１１ｃｍ、高さ２０ｃｍ、内径１１ｃｍ）を作製した
。

【００６５】結果を表に示す。

【００６６】

【表７】

【００６７】（＊）：耐食性は、るつぼに液体状態（７
５０℃）の合金を７２時間滞留した後アルミニウム合金
の化学元素の定量分析により評価した。

【００６８】アルミニウム合金３００４（ＩＡＡ規格）
を用いる場合、るつぼによる合金の汚れは全く認められ
なかった。Ａｌ−Ｌｉ合金を用いた場合、ＬｉＡｌＯ２
　の形成（Ｘ線回析により証明される）を反映して、る
つぼの黒変が表面に観察された。

【００６９】（＊＊）：耐熱衝撃性は、　７５０℃のア
ルミニウム合金（合金３００４）を２０℃のるつぼに注
入した後、　８００°まで昇温サイクルを数回行い、そ
れから周囲温度に冷却することにより評価した。

【００７０】試験１９で得たるつぼは２度目の再度昇温
で亀裂を生じたが、試験２０のるつぼは８００℃までの
昇温と周囲温度への冷却の数回の後に不変のままであっ
た。

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　耐火性集合体と化学結合により凝集を
   起こすためのバインダーとの混合、この混合物の造形及
   びその焼成から成る、不定型の耐火材料の製造方法であ
   って、（ａ）　　周囲温度と　２００℃の間の温度で、
   多モード性粒径分布を有する耐火性粒子により構成され
   る耐火性集合体を含む仕込材料を、ポリ珪酸塩を主成分
   とする鉱物ポリマーとシアラート基（−ＳｉＯ−Ｏ−Ａ
   ｌＯ−Ｏ−）−　Ｍ＋　（Ｍはアルカリ金属を示す）を
   含む鉱物ポリマーとの水性媒質中の混合物から成る液体
   アルカリ性バインダーと混合し、その混合物をバインダ
   ーが仕込材料全体に一様に分布しかつ均質なペーストを
   形成するように混練し、（ｂ）　　得られたペーストを
   造形して、混合物を周囲温度と２００℃の間の温度で硬
   化した後、（ｃ）　　硬化した混合物を　２００〜１３
   ００℃の間の温度に加熱して、機械的性質が高度で、耐
   熱衝撃性及び耐薬品腐食性の高い耐火材料を得ることを
   特徴とする方法。
2. 【請求項２】　　前記バインダーがシアラート基及びシ
   ロキソ基（−ＳｉＯ−Ｏ−ＡｌＯ−Ｏ−ＳｉＯ−Ｏ−）
   −　Ｍ＋　（Ｍはアルカリ金属を示す）を含む、請求項
   １に記載のの方法。
3. 【請求項３】　　前記仕込材料と前記バインダーの重量
   比が１〜１０の間にある、請求項１又は２に記載の方法
   。
4. 【請求項４】　　前記仕込材料と前記バインダーの重量
   比が３〜９の間にあり、好ましくは５に近い、請求項３
   に記載の方法。
5. 【請求項５】　　前記耐火性集合体が２モード性粒径分
   布を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法
   。
6. 【請求項６】　　前記集合体中の　８００μｍより大き
   い粒径部分が前記集合体の質量の少くとも５０重量％を
   構成し、　４００μｍ以下の粒径部分が前記集合体の質
   量の少くとも２０重量％を構成する、請求項５に記載の
   方法。
7. 【請求項７】　　前記耐火性集合体が前記鉱物性仕込材
   料の少くとも７５重量％を構成する、請求項１〜６のい
   ずれか１項に記載の方法。
8. 【請求項８】　　前記耐火性集合体がアルミン酸マグネ
   シウムから成る、請求項１〜７のいずれか１項に記載の
   方法。
9. 【請求項９】　　前記耐火性集合体が炭化珪素、窒化珪
   素、電融酸化マグネシウム、白色コランダム、褐色コラ
   ンダム、球状コランダム、アルミナ、ジルコニウム、酸
   化チタン、シリカ、酸化クロム、炭素、黒鉛、希土類酸
   化物、特に酸化イットリウムの中から選択される、請求
   項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
10. 【請求項１０】　　前記耐火性集合体がアルミン酸マグ
    ネシウム、炭化珪素、窒化珪素、電融酸化マグネシウム
    、白色コランダム、褐色コランダム、球状コランダム、
    アルミナ、ジルコニウム、酸化チタン、シリカ、酸化ク
    ロム、炭素、黒鉛、希土類酸化物、特に酸化イッリウム
    から選択される少くとも２種の耐火性集合体の混合物か
    ら成る、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
11. 【請求項１１】　　前記混合物中の　８００μｍより大
    きい粒径部分がアルミン酸マグネシウムにより構成され
    、前記混合物中の　８００μｍ以下の粒径部分が炭化珪
    素又は球状コランダム又は球状コランダムと酸化マグネ
    シウムから成る、請求項１０に記載の方法。
12. 【請求項１２】　　前記仕込材料が完成した耐火材料の
    機械的特性を強化するために非耐火性鉱物性添加物を含
    む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 【請求項１３】　　鉱物性添加物が前記仕込材料の３０
    重量％以下を構成する、請求項１２の記載の方法。
14. 【請求項１４】　　鉱物性添加物がＳｏｇｅｂｏｒ　（
    登録商標）である、請求項１３に記載の方法。
15. 【請求項１５】　　前記仕込材料が５重量％までの細孔
    発生剤を含有する、請求項１〜１４のいずれか１項に記
    載の方法。
16. 【請求項１６】　　細孔発生剤が熱分解性物質である、
    請求項１５に記載の方法。
17. 【請求項１７】　　熱分解性物質がおが屑である、請求
    項１６に記載の方法。
18. 【請求項１８】　　前記仕込材料と前記バインダーを混
    合し混練して得られるペーストを、プラスターの層を壁
    面に塗るのと同様にして、液体金属との接触から保護す
    る壁上に、少くとも１層の前記ペーストを塗ることによ
    り造形する、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の方
    法。
19. 【請求項１９】　　それぞれの仕込材料が異なる２層の
    前記ペーストを塗布する、請求項１８に記載の方法。
20. 【請求項２０】　　気孔率の高い耐火材料を結果として
    生じさせる第１層を塗布し、その後で非対称の耐火層を
    得るように気孔率の低い第２層を塗布して、液体金属と
    接触するように意図された、低気孔率の表面を得る、請
    求項１９に記載の方法。
21. 【請求項２１】　　前記仕込材料と前記バインダーの混
    合と混練により得られるペーストを成形、押出し、又は
    射出により造形する、請求項１〜１７のいずれか１項に
    記載の方法。
22. 【請求項２２】　　請求項１〜２１のいずれか１項に記
    載の方法によって得られる耐火材料。
23. 【請求項２３】　　液体金属と、あるいは、おそらく腐
    食性である液体アルミニウム合金と接触するように意図
    されている鋳造設備の保護のための、請求項１〜２０の
    いずれか１項に記載の方法の使用。
24. 【請求項２４】　　耐火材料から成る物体、部品、管、
    板の製造のための、請求項１〜１７及び２１のいずれか
    １項に記載の方法の使用。