【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
技術分野
本発明は各種工業窯炉、溶融金属容器等のライ
ニングに使用される耐火れんが用の自硬性耐火モ
ルタルに関する。
従来技術
耐火モルタルとは、耐火性骨材に粘土、無機バ
インダー、有機糊材等を添加してなるものであ
り、れんが積み施工の接着に使用されている。こ
の施工時の作業性を改善するためには、耐火モル
タルの接着時間が短く且つ可使時間が長いことが
必要である。
従来の耐火性モルタルの内、アルミナ質の耐火
性モルタルとしては、第１リン酸アルミニウムと
その硬化剤を添加して自硬性をもたせたものが使
用されている。この自硬性によつて、短時間でれ
んがの接着が可能となつたが接着時間を短くする
と可使時間も短くなり、逆に可使時間を長くする
と接着時間も長くなるという関係があり、接着時
間が短く且つ可使時間が長いものは得られていな
い。
また、従来の塩基性耐火モルタルは、粘土、有
機糊剤等を添加したものであり、吸水性の高いれ
んがは短時間で接着できるが、吸水性の低いれん
がに使用した場合には接着時間が長く使用に耐え
ないものであつた。
即ち、近年Al2O3−Ｃ系、MgO−Ｃ系、Al2O3
−SiC−Ｃ系れんが等の吸水性の低いれんがが使
用されることが多くなり、従来の塩基性耐火モル
タルではれんがが該モルタル中の水分を吸収しな
いため硬化が著しく遅れ、接着時間が非常に長く
なり、れんが積み施工に支障をきたすようになつ
た。
更に、れんが積み施工時の作業性をより改善す
るためには、接着時間が短くなり過ぎるのも好ま
しくなく、接着時間が適度に短いこと、即ち３分
〜数時間程度で硬化接着できることが要望されて
いる。
解決手段
本発明者は、上記現状に鑑み、吸水性の低いれ
んがにも好適に使用でき、作業性を改善する適度
な接着時間と長い可使時間を有する自硬性モルタ
ルを得るために種々研究した結果、アルミナ質の
耐火性モルタルにおいて、マグネシア化合物と硫
酸アルミニウムとが反応する硬化作用による自硬
性を持たせることにより目的が達成できることを
見出し、本発明を完成するに至つた。
発明の構成
本発明は、アルミナ原料を50重量％以上含む耐
火性骨材100重量部に対して、硫酸アルミニウム
0.5〜15重量部及びマグネシア化合物0.05〜10重
量部を添加したことを特徴とする自硬性耐火モル
タルに係る。
本発明で用いる耐火性骨材におけるアルミナ原
料としては、例えば電融アルミナ、焼結アルミ
ナ、仮焼アルミナ、ムライト、シヤモツト、ボー
キサイト等を挙げることができ、これらの少なく
とも１種を用いる。本発明においては、これらア
ルミナ原料のみを用いても良いし、又アルミナ原
料とその他の耐火性骨材とを混合して用いても良
い。その他の耐火性骨材としては、公知のものが
いずれも使用でき、例えば珪石、ロー石、粘土、
炭化珪素、黒鉛等を挙げることができる。その他
の耐火性骨材を混合する場合は、アルミナ原料が
50重量％以上含有されることが必要である。アル
ミナ原料が50重量％未満の場合は、耐食性が低下
する傾向があるので好ましくない。上記アルミナ
原料及びその他の骨材の粒度としては、特に限定
されるものではないが、通常４mm以下程度であ
り、所要の目的厚に応じて適宜選択される。
本発明における硫酸アルミニウムの添加量は、
耐火性骨材100重量部に対して通常0.5〜15重量部
好ましくは１〜５重量部である。0.5重量部より
少ないと硬化が遅くなり接着に長時間を要し、又
15重量部を越えると、硬化が早くなり過ぎて作業
性が低下するので好ましくない。
本発明で用いるマグネシア化合物としては、従
来公知のものを広く使用でき、具体的には軽焼マ
グネシア、焼結マグネシア、電融マグネシア、滑
石、水酸化マグネシウム、塩基性炭酸マグネシウ
ム（MgCO3・Mg（OH）2）等を挙げることがで
き、これらの少なくとも１種を用いる。マグネシ
ア化合物の添加量は、耐火性骨材100重量部に対
して通常0.05〜10重量部好ましくは0.1〜３重量
部である。0.1重量部より少ないと硬化促進効果
が得られず、10重量部を越えると、硬化が早くな
り過ぎて作業性が低下するので好ましくない。マ
グネシア化合物の粒度としては、通常0.074mm以
下程度であるのが反応性の点から好ましく、所要
の硬化時間に応じて適宜選択される。
本発明においてモルタルの接着時間を調節する
ために有機糊材を添加することができ、デキスト
リン、デン粉、メチルセルロース等の公知の有機
糊剤が使用できる。又、熱間での強度を向上させ
るためフエノール樹脂等を添加することができ
る。又、分散性、混練性等の向上のため、第１リ
ン酸アルミニウム等を添加することもできる。
本発明の自硬性耐火モルタルは、上記各成分を
所定の割合で混合した粉末に適量の水を加えて混
練して使用される。
発明の効果
本発明によれば以下の様な効果が得られる。
(1) 硫酸アルミニウム及びアグネシア化合物の添
加量を前記特定範囲内で適宜選択することによ
り、接着時間を10分〜数時間程度の範囲で自由
に調節できる。
(2) 可使時間が通常１〜24時間程度と、非常に長
い。
(3) (1)及び(2)により作業性が著しく向上してい
る。
(4) 硫酸アルミニウムとマグネシア化合物との自
硬性により吸水性の低いれんがにも好適な使用
できる。
(5) 従来のものと比べて、同等以上の接着強度及
び耐食性を有する。
実施例及び使用例
以下、実施例及び使用例を挙げて、本発明を更
に具体的に説明する。
実施例 １
下記第１表に示す配合割合の各成分を混練して
耐火モルタルを製造し、各種試験を行つた。結果
を第１表に併記する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a self-hardening refractory mortar for refractory bricks used for lining various industrial kilns, molten metal containers, etc. Prior Art Fireproof mortar is made by adding clay, inorganic binder, organic glue, etc. to fireproof aggregate, and is used for adhesion in brickwork construction. In order to improve workability during construction, it is necessary for the refractory mortar to have a short adhesion time and a long pot life. Among conventional refractory mortars, alumina refractory mortars that are made self-hardening by adding monoaluminum phosphate and its hardening agent are used. This self-hardening property made it possible to bond bricks in a short time, but if the bonding time is shortened, the pot life will also be shortened, and conversely, if the pot life is lengthened, the bonding time will also be lengthened. A product with a short time and a long pot life has not been obtained. In addition, conventional basic fireproof mortar is made by adding clay, organic glue, etc., and can bond bricks with high water absorption in a short time, but when used on bricks with low water absorption, the adhesion time becomes longer. It was unusable for a long time. That is, in recent years, Al 2 O 3 -C system, MgO-C system, Al 2 O 3
-Bricks with low water absorption such as SiC-C bricks are increasingly being used, and with conventional basic fireproof mortar, the bricks do not absorb the moisture in the mortar, resulting in a significant delay in curing and extremely long adhesion times. It became long and began to interfere with bricklaying work. Furthermore, in order to further improve the workability during bricklaying construction, it is not preferable for the bonding time to be too short, and it is desired that the bonding time be appropriately short, that is, the bonding can be cured in about 3 minutes to several hours. ing. Solution In view of the above-mentioned current situation, the present inventor conducted various research in order to obtain a self-hardening mortar that can be suitably used for bricks with low water absorption and has an appropriate adhesion time and long pot life that improves workability. As a result, the inventors discovered that the objective could be achieved by imparting self-hardening properties to an alumina refractory mortar through the hardening action of the reaction between a magnesia compound and aluminum sulfate, leading to the completion of the present invention. Structure of the Invention The present invention provides aluminum sulfate for 100 parts by weight of refractory aggregate containing 50% by weight or more of alumina raw material.
The present invention relates to a self-hardening refractory mortar characterized by adding 0.5 to 15 parts by weight and 0.05 to 10 parts by weight of a magnesia compound. Examples of the alumina raw material in the refractory aggregate used in the present invention include fused alumina, sintered alumina, calcined alumina, mullite, siyamoto, and bauxite, and at least one of these is used. In the present invention, these alumina raw materials alone may be used, or the alumina raw materials and other refractory aggregates may be used in combination. Any other known fire-resistant aggregates can be used, such as silica stone, low stone, clay,
Examples include silicon carbide and graphite. When mixing other refractory aggregates, the alumina raw material
It is necessary that the content be 50% by weight or more. If the alumina raw material is less than 50% by weight, corrosion resistance tends to decrease, which is not preferable. The particle size of the alumina raw material and other aggregates is not particularly limited, but is usually about 4 mm or less, and is appropriately selected depending on the desired desired thickness. The amount of aluminum sulfate added in the present invention is
The amount is usually 0.5 to 15 parts by weight, preferably 1 to 5 parts by weight, per 100 parts by weight of the refractory aggregate. If the amount is less than 0.5 parts by weight, curing will be slow and adhesion will take a long time.
If the amount exceeds 15 parts by weight, curing becomes too rapid and workability decreases, which is not preferable. As the magnesia compound used in the present invention, a wide variety of conventionally known compounds can be used. Specifically, light calcined magnesia, sintered magnesia, fused magnesia, talc, magnesium hydroxide, basic magnesium carbonate (MgCO 3・Mg ( OH) 2 ), etc., and at least one of these is used. The amount of the magnesia compound added is usually 0.05 to 10 parts by weight, preferably 0.1 to 3 parts by weight, per 100 parts by weight of the refractory aggregate. If it is less than 0.1 part by weight, no curing accelerating effect can be obtained, and if it exceeds 10 parts by weight, curing becomes too rapid and workability is reduced, which is not preferable. The particle size of the magnesia compound is preferably about 0.074 mm or less from the viewpoint of reactivity, and is appropriately selected depending on the required curing time. In the present invention, an organic glue can be added to adjust the adhesion time of the mortar, and known organic glues such as dextrin, starch, and methylcellulose can be used. Furthermore, phenolic resin or the like can be added to improve the strength under hot conditions. In addition, monoaluminum phosphate or the like may be added to improve dispersibility, kneading properties, etc. The self-hardening refractory mortar of the present invention is used by adding an appropriate amount of water to a powder obtained by mixing the above-mentioned components in a predetermined ratio and kneading the mixture. Effects of the Invention According to the present invention, the following effects can be obtained. (1) By appropriately selecting the amounts of aluminum sulfate and the agnesia compound added within the above-mentioned specific ranges, the adhesion time can be freely adjusted within the range of about 10 minutes to several hours. (2) The pot life is extremely long, usually about 1 to 24 hours. (3) Workability has been significantly improved due to (1) and (2). (4) Due to the self-hardening properties of aluminum sulfate and the magnesia compound, it can be suitably used for bricks with low water absorption. (5) Compared to conventional products, it has adhesive strength and corrosion resistance that are equal to or higher than those of conventional products. EXAMPLES AND EXAMPLES OF USE The present invention will now be described in more detail with reference to Examples and Examples of Use. Example 1 Refractory mortar was manufactured by kneading each component in the proportions shown in Table 1 below, and various tests were conducted. The results are also listed in Table 1.
【表】
第１表における試験は、下記方法により行なつ
た。
Γ可使時間…JIS Ｒ 2506に従つて稠度を測定
し、初期稠度値が360となるように耐火モルタ
ルを混練し、その後稠度が200を下回るまでの
時間を測定した。
Γ接着時間…Al2O3−SiC−Ｃ系れがを用いて、
JIS Ｒ 2505に従つて測定した。
Γ接着強度…縦40mm、横40mm、高さ80mmの形状の
Al2O3−SiC−Ｃ系れんが２個を日地厚さ３mm
で接着させ、110℃で24時間乾燥後の試料の冷
間曲げ強さを測定した。
Γ耐食性…Al2O3−SiC−Ｃ系れんが（上辺20mm、
下辺40mm、厚さ50mm、高さ110mmの台形柱形状）
２個をモルタル目地厚さ３mmで接着させ、110
℃で24時間乾燥したものを試料とし、回転式ス
ラグテスト機により1550℃で２時間の試験を行
つた。スラグは銑鉄：高炉スラグ＝１：１のも
のを使用して、１時間毎に入れ替えた。
モルタル部分の厚さ（50mm方向）寸法を測定
し、下記式により溶損量を計算した。
試験前の厚さ−試験後の厚さ＝溶損量（mm）
試験結果は、比較品の溶損量を100としたとき
の溶損比で示した。
使用例 １
実施例１の本発明品３と比較品の耐火モルタル
を混銑車内張りれんが（Al2O3−SiC−Ｃ系れん
が）のれんが積みに使用した。本発明品３で築炉
した場合には築炉後３時間で枠外しが可能であ
り、混銑車傾転時にもれんがのズレは見られなか
つた。一方、比較品で築炉した場合には、築炉翌
日に枠外しを行つたにもかかわらず、混銑車傾転
時にれんがのズレが見られた。[Table] The tests in Table 1 were conducted by the following method. Γ Pot life: The consistency was measured according to JIS R 2506, and the refractory mortar was kneaded so that the initial consistency value was 360, and then the time until the consistency fell below 200 was measured. Γ adhesion time...Using Al 2 O 3 -SiC-C type brick,
Measured according to JIS R 2505. Γ Adhesive strength...for a shape of 40 mm long, 40 mm wide, and 80 mm high.
Two Al 2 O 3 -SiC-C bricks with a thickness of 3 mm
The cold bending strength of the sample was measured after drying at 110°C for 24 hours. Γ Corrosion resistance...Al 2 O 3 -SiC-C brick (top side 20mm,
Trapezoidal column shape with bottom side 40mm, thickness 50mm, and height 110mm)
Glue the two pieces together with a mortar joint thickness of 3 mm, and
Samples were dried at 1550°C for 2 hours using a rotating slag test machine. The slag used was a ratio of pig iron to blast furnace slag of 1:1, and the slag was replaced every hour. The thickness (50 mm direction) of the mortar part was measured, and the amount of erosion was calculated using the following formula. Thickness before test - Thickness after test = Amount of erosion (mm)
The test results are shown as the erosion loss ratio when the amount of erosion of the comparative product is set as 100. Usage Example 1 The refractory mortar of Inventive Product 3 of Example 1 and the comparative product were used for laying bricks for mixed iron car interior bricks ( Al2O3 - SiC -C based bricks). When the furnace was built using Inventive Product 3, the frame could be removed 3 hours after the furnace was built, and no displacement of the bricks was observed when the pig iron mixing car was tilted. On the other hand, when the furnace was built using the comparative product, displacement of the bricks was observed when the pig iron mixer truck was tilted, even though the frame was removed the day after the furnace was built.