JPH054873A - 不定形耐火物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 混練時の取扱に優れ、リバウンドロスや剥離
が少ない吹き付け施工用の不定形耐火物および平面化と
硬化の時間を調整可能な焼き付け施工用の不定形耐火
物。 【構成】 混練時には破壊されず吹き付け施工時または
焼き付け施工時の雰囲気温度によって破壊される被覆剤
によって接着性物質または結合助剤をカプセル化したマ
イクロカプセルを骨材中に混合して、施工体の雰囲気温
度によって流出した接着性物質または結合助剤によって
骨材と相互および骨材と施工体とを接着する。 【効果】 速やかに接着を進めるので不定形耐火物のリ
バウンドロスや剥離を減少と焼き付け材の平面化が実現
し、また硬化時間が制御可能となった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は不定形耐火物、とくに吹
き付け材及び焼き付け材として使用する不定形耐火物に
関する。

【０００２】

【従来の技術】不定形耐火物は、使用前には粉状、練り
土状、および泥状などの一定の形状を持たない耐火物で
あるが、使用現場において施工するものであり、施工に
よって得られた耐火物は、目地のない一体構造のものが
得られ、複雑な形状ものであっても容易に製造すること
ができ、また部分的な補修あるいは熱間状態での補修等
も可能であるので、高炉出銑樋、取鍋等の内張り材や、
耐火煉瓦の目地等をはじめとして多くの分野で使用され
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】不定形耐火物は、粘土
質シャモット、シリマナイト、ムライトクリンカー、バ
ン土頁岩、ボーキサイト、溶融シリカ、クロム鉱、マグ
ネシアクリンカー、ジルコン、炭化ケイ素などの耐火物
の骨材に硬化剤を混合している。

【０００４】硬化剤としては各種のものが使用されてい
るが、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、アルミナセ
メント、ポルトランドセメント等のような水によって不
定形耐火物の骨材を結合することが可能な物質が取扱が
容易であることから広く使用されている。こうしたもの
以外にも、水ガラス、各種の有機物からなる接着性の物
質なども硬化剤として使用されている。

【０００５】また、不定形耐火物の乾式吹き付けによる
施工および焼き付けによる施工では、不定形耐火物が施
工する被加工物に衝突した後に落下するというリバウン
ドロスや被加工物からの不定形耐火物の剥離が避けられ
ず、施工作業の効率が低下し、また発塵が多い等の問題
点を有していた。

【０００６】熱間吹き付け材のバインダーは一般に、主
結合剤、結合助剤および粘性調整剤等の添加剤から構成
されている。リバウンドロスや剥離をなくすために、吹
き付け材が高温の壁面に吹き付けられてから数秒以内の
短時間で主結合剤と結合助剤のゲル化反応が起こり、か
つ高い接着性を保持することが必要となる。しかしなが
らバインダーが吹き付け以前に接着性を発現することは
ノズルの目詰まり等の問題を生じ、好ましくない。そこ
で、通常はノズルの先端で吹き付け材料と水分を極めて
短時間で混練し吹き付けを行っている。ところが、この
ような方法では混練が不十分であるために、組織の不均
一性や充分な接着力を引き出せず、また吹き付け時の発
塵の問題も生じる。さらに、吹き付け材料中に主結合剤
と結合助剤を入れているので、長期保存ができない等の
問題や、接着力の高いバインダーを自由に選ぶことがで
きないという問題があった。

【０００７】熱間焼き付け材には、従来コールタールピ
ッチが用いられていたが、発煙の問題や焼き付けに長時
間を要する等の問題があり、熱間流動性に優れ、短時間
で平面化し、焼き付け時間が短く、熱間鋳込み後の強度
が大きい等の特性を有する熱間焼き付け材が求められて
いた。ところが、焼き付け時間を短縮し、高い強度を持
たせるためには、バインダーに接着性の高い物質を選ぶ
ことが必要であるが、そのような物質は一般に熱間流動
性が悪く、焼き付け材を平面化しにくいという問題があ
る。

【０００８】本発明は、不定形耐火物を吹き付け施工お
よび焼き付け施工した場合の流動性と接着性が高く、リ
バウンドロスや剥離を防止するとともに、発塵、発煙を
減少することができる不定形耐火物を提供することを目
的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、施工体の雰囲
気温度によって溶融するマイクロカプセルで被覆した接
着性物質または結合助剤を不定形耐火物の骨材とともに
混練し、吹き付け時の施工体の雰囲気温度によってマイ
クロカプセルが溶融した結果、接着性物質または結合助
剤が流出して施工体と不定形耐火物あるいは不定形耐火
物相互を接着するようにしたものである。

【００１０】本発明の不定形耐火物は、施工体の雰囲気
の高温度で溶融するマイクロカプセル中に接着性物質ま
たは結合助剤を含有しているので、保存時あるいは混練
時には接着性物質は機能を発現せず、吹き付け装置また
は焼き付け施工装置によって高温の施工体表面へ近づく
と雰囲気の温度でマイクロカプセルが溶融して接着性物
質または結合助剤が流出して骨材の流動後に骨材相互の
接着が速やかに行われるとともに、施工体表面への接着
が進行し、リバウンドロスや剥離が減少される。

【００１１】熱間補修の行われる金属の製造設備等の施
工体は、一般には６００〜１２００℃程度の温度にあ
り、雰囲気の温度は３００ないし１０００℃に達してい
る。

【００１２】不定形耐火物を噴射ノズルから噴射または
焼き付け施工すると不定形耐火物中のカプセルは雰囲気
の温度によって溶融し内部の接着性物質または結合助剤
が流出し、施工体の高温によって速やかに不定形耐火物
を硬化させる。

【００１３】本発明の不定形耐火物に混合するマイクロ
カプセルには、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛、カ
ドミウム、錫、セリウム、ストロンチウム、セレン、タ
リウム、鉛、バリウム、ビスマス等の金属またはそれら
の合金、ポリウレタン、ナイロン等のポリアミド類、ポ
リスチレン、ポリエステル、エポキシ樹脂等の合成樹脂
を使用することができ、それ以外にもテレフタル酸、酢
酸フェニル、フタルアミド等の融点が１５０℃以上の材
料を使用することができる。また、マイクロカプセルの
溶融温度は１５０℃以上１０００℃以下とすることが好
ましい。

【００１４】混練時に内容物が流出しないようにするた
めに、マイクロカプセルの粒径は３００μｍ以下、好ま
しくは１００μｍ以下、膜厚は１μｍ〜５０μｍ、好ま
しくは３μｍ〜１０μｍである。

【００１５】マイクロカプセル化する接着性の物質に
は、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、フラン樹脂、リン
酸塩、ケイ酸塩、ρ−アルミナ、アルミナセメント等を
使用することができ、結合助剤にはマグネシア、アルミ
ナセメント、水酸化ナトリウム、滑石、フッ化アンモニ
ウム、ケイフッ化ナトリウム、ケイフッ化カリウム、リ
ン酸、リン酸ナトリウム、リン酸アルミニウム、縮合リ
ン酸アルミニウム、塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミ
ニウム等を使用することができる。マイクロカプセル化
は、液中硬化被覆法や界面重合法によって行うことがで
きる。

【００１６】本発明の不定形耐火物に使用することが可
能な骨材には、電融アルミナ、焼結アルミナ、電融マグ
ネシア、焼結マグネシア、ボーキサイト、天然マグネシ
ア、焼成カイヤナイト、シリマナイト、合成ムライト、
シャモット、溶融シリカ、黒鉛、ケイ石、ろう石、粘
土、天然アルミナ、クロム鉱、電融スピネル、焼結スピ
ネル、焼結マグクロクリンカー、電融マグクロクリンカ
ー、ドロマイトクリンカー、ジルコニア、炭化ケイ素等
の多くのものを使用することができる。また、これらの
耐火性骨材に加えて、金属アルミニウム、金属シリコ
ン、金属マグネシウム、フェロシリコン等を混合しても
良いが、これらの金属も硬化剤含有カプセルと同様の条
件で破壊される被覆剤によってマイクロカプセル化する
ことが好ましい。

【００１７】また、接着性物質の硬化を促進するため
に、結合助剤を適宜添加することができる。結合助剤と
しては、ノボラック型フェノール樹脂に対しては、ヘキ
サミン、エポキシ樹脂に対してはメタフェニレンジアミ
ン等のアミン、フラン樹脂、レゾール型フェノール樹脂
に対してはｐ−トルエンスルホン酸等の酸を使用するこ
とができるが、これらの結合助剤は、吹き付けの前に混
練する際に不定形耐火物中に混合しても良いし、あるい
は接着性物質と同様にマイクロカプセル化しても良い。

【００１８】

【作用】本発明は、吹き付け施工または焼き付け施工時
の施工体の雰囲気温度において溶融する被覆剤でマイク
ロカプセル化した接着性物質を含有する不定形耐火物で
あって、混練時には接着性物質または結合助剤の機能を
発現しておらず、吹き付け施工または焼き付け施工にお
いて施工体に吹き付けられた際に高温の雰囲気温度によ
って接着性物質としての機能を発現し、施工体からのリ
バウンドロスや剥離を減少し、焼き付け時間の短縮と接
着強度を高める。

【００１９】

【実施例】以下に、本発明の実施例を示し、本発明を詳
細に説明する。

【００２０】実施例１ マイクロカプセルの被覆剤としてエポキシ樹脂の硬化物
を使用し接着性物質としてノボラックフェノール樹脂を
使用した径が５０μｍ、被覆剤の厚みが５μｍのマイク
ロカプセルを製造した。

【００２１】得られた接着性物質を含有するマイクロカ
プセルを、接着性物質の量が３重量％となるように、電
融アルミナ８０ｋｇ、溶融シリカ１５ｋｇ、水５ｋｇに
混合し、結合助剤としてヘキサミンを混合して５分間混
練をし、自動吹き付け装置のノズルから圧力４．１ｋｇ
／ｃｍ² の圧縮空気を使用して、温度１０００℃の施工
体の表面から２ｍの距離で吹き付けた。

【００２２】施工体表面からリバウンドあるいは剥離す
る不定形耐火物はなく、吹き付け装置のノズル内で硬化
することはなかった。

【００２３】実施例２ないし実施例５ 接着性物質または結合助剤の材料、カプセル化する被覆
材料、カプセルの径および被覆剤の厚みを変更した点を
除いて実施例１と同様の条件で不定形耐火物を製造し
た。得られた結果を表１に示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】実施例６ マイクロカプセルの被覆剤として、エポキシ樹脂の硬化
物を使用し、結合助剤としてヘキサミンを使用した径が
２０μｍ、被覆剤の厚みが３μｍのマイクロカプセルを
製造した。

【００２６】得られた結合助剤を含有するマイクロカプ
セルを結合助剤の量が０．１重量％となるように、電融
アルミナ８２ｋｇ、溶融シリカ１５ｋｇ、ノボラック型
フェノール樹脂３ｋｇを混合して５分間混練をし、ホッ
パーから１０００℃の施工体の表面に落下させた。

【００２７】３０秒後には焼き付け材は平面化し、更に
３０秒後には硬化した。

【００２８】実施例７ないし実施例９ 接着性物質または結合助剤の材料、カプセル化する被覆
材料、カプセルの径および被覆剤の厚みを変更した点を
除いて実施例６と同様の条件で不定形耐火物を製造し
た。得られた結果を表２に示す。

【００２９】

【表２】

【００３０】比較例１ 接着性の物質をカプセル化しないで吹き付け直前にノズ
ルの先端で耐火性骨材、接着性物質、結合助剤の混合物
に水を混合して、実施例１と同様の条件で、吹き付けた
ところ、リバウンドロスは１０重量％であった。

【００３１】比較例２ 接着性の物質をカプセル化しないで骨材と混練して実施
例６と同様の条件で焼き付けたところ平面化せず、焼き
付け材が施工体表面に塊状となって硬化した。 比較例３ 結合助剤は使用せず接着性物質としてコールタールピッ
チを３％使用し、他の条件は実施例６と同様にして施工
した。平面化には１２０秒要し、硬化するには更に１５
分間を要した。

【００３２】

【発明の効果】本発明の不定形耐火物は、混練時には破
壊されず熱間での吹き付け、または焼き付けの際に施工
体の雰囲気温度によって溶融する物質によって接着性物
質または結合助剤をマイクロカプセル化したので、混練
時、吹き付け時、あるいは焼き付け時には接着性物質と
しての作用を発現していないので、均一に混練すること
ができ、吹き付け用ノズルの目づまりを生じることはな
く、また速やかに骨材相互および施工体との接着が行え
るので、リバウンドロスや剥離を減少することができ
る。また、焼き付け材料を熱間で速やかに平面化し、そ
の後に急速に硬化させるように平面化および硬化時間を
制御できるようになった。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 不定形耐火物において、混練時には破壊
   されず、吹き付けおよび焼き付け施工時の施工体の雰囲
   気温度によって破壊される被覆剤によってカプセル化し
   た接着性物質または結合助剤のマイクロカプセルを含有
   することを特徴とする不定形耐火物。
2. 【請求項２】 接着性物質が、燐酸塩、ケイ酸塩、ρ−
   アルミナ、アルミナセメント、及びノボラック型あるい
   はレゾール型のフェノール樹脂、エポキシ樹脂、フラン
   樹脂から選ばれる合成樹脂、結合助剤がマグネシア、ア
   ルミナセメント、水酸化ナトリウム、滑石、フッ化アン
   モニウム、ケイフッ化ナトリウム、ケイフッ化カリウ
   ム、リン酸、リン酸ナトリウム、リン酸アルミニウム、
   縮合リン酸アルミニウム、塩化アルミニウム、ポリ塩化
   アルミニウムから選ばれるものであることを特徴とする
   請求項１記載の不定形耐火物。