JPH0580433B2

JPH0580433B2 -

Info

Publication number: JPH0580433B2
Application number: JP61185684A
Authority: JP
Inventors: Kazuteru Aoyama; Kazuo Hamai; Hirakazu Hori; Masao Jojima
Original assignee: Kurosaki Refractories Co Ltd; Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp; Krosaki Harima Corp
Priority date: 1986-08-07
Filing date: 1986-08-07
Publication date: 1993-11-09
Also published as: JPS6340774A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明は各種窯炉における内張耐火材の熱膨張
吸収モルタルに関するものである。（従来の技術）一般に無酸化または還元雰囲気の窯炉における
内張材としては、SiO₂、Al₂O₃、ZrO₂、ZrO₂・
SiO₂、MgO・Al₂O₃、CaO、MgO等の酸化物や、
Ｃ、SiC、Si₃N₄等の非酸化物あるいは、これら
の酸化物と非酸化物を組合せによる耐火れんがに
よつて構築されている。これら内張耐火れんがは温度上昇に伴つて熱膨
張する。一般に外側が鉄皮で拘束されている場合、この
熱膨張によつて内張材内に膨張応力が発生する。
この膨張応力が耐火れんがの強度を超えると耐火
れんがが破壊し、耐火れんがの強度が鉄皮強度よ
り大きい場合には鉄皮が破壊する。このような破壊現象の発生を防止するために適
度の膨張吸収代を設け特に炉周方向の耐火れんが
間では、炉操業中熱や化学的侵食に耐え、耐火れ
んが間の接着性気密性を維持できる膨張吸収材を
介装する必要性が生ずる。炉径方向の耐火れんが間では、例えば溶銑、ア
ルカリ、COガス雰囲気と直接的には接しないた
め、可縮性に重点が置かれ例えば可縮性に優れた
フアイバー類が介装されているが、これらは殆ん
ど接着性を有しないものであり、耐熱強度も充分
ではなく又、気密性にも乏しく、炉周方向の耐火
れんが間に介装する膨張吸収材としては不向きで
ある。炉周方向の耐火れんが間に介装する膨張吸収材
としては一般に耐火性モルタルが用いられてい
る。この耐火性モルタルは、十分な耐熱強度、接着
強度を有するが十分な可縮性を有しないものであ
る。したがつて、耐火れんがの熱膨張を充分吸収
することはできず圧壊し、接着強度を失ない剥落
し易い。その結果、耐火れんが間に空隙を生じ膨張吸収
材としての機能を早期に失つてしまうという欠点
を有している。このような従来の欠点を改善することを意図し
たものとして例えば特開昭59−190307号公報の発
明のように炭素質の耐火材に高軟化点ピツチ・ア
ルミナ粉末と熱可塑性結合剤とからなる高炉充填
材等が提案されている。しかしながらこれは繊維を用いておらず、可焼
性が充分ではなく又高軟化点ピツチ添加量が15〜
20％と少なく所望の可縮性が得られないものであ
り、膨張吸収材として充分な特性を有するものと
は云い難い。（発明が解決しようとする問題点）本発明は、十分な耐熱強度を有し、化学的侵食
にも強く充分な可縮性を有し、熱間でも充分な接
着強度と気密性を有する膨張吸収モルタルを提供
するものである。（問題点を解決するための手段）本発明は、SiO₂、Al₂O₃、ZrO₂、ZrO₂・SiO₂、
MgO・Al₂O₃、CaO、MgO等の酸化物あるいは、
SiC、Ｃ、Si₃N₄等の非酸化物を単独又は組合せ
て骨材を形成し、この骨材100％（wt）および無
機または有機の繊維を前記耐火性骨材100％
（wt）に対して３〜10％（wt）を添加してなる固
形配合物に対して、水またはアルコール等の有機
溶媒を50〜120％（wt）、更に有機結合剤を55％
〜100％（wt）配合した膨張吸収モルタルである
ことを特徴とする窯炉内張材の膨張吸収モルタル
である。（作用）即ち、耐火材として一般に用いられる酸化物、
非酸化物を骨材として耐火性を確保し、繊維によ
り溶媒の蒸発を促進して可縮性を高めると共に有
機結合剤の分解によつて生成したカーボンボンド
によつて接着強度を確保するところに特徴を有す
るものであり、特に無酸化または還元雰囲気の窯
炉の内張材の膨張収縮吸収材として用いて好適な
ものである。即ち、本発明の膨張吸収モルタルを窯炉の耐火
壁を形成する耐火れんが間に介装した場合、窯炉
の操業により加熱されこの膨張吸収モルタル中の
溶媒の一部は有機結合剤と共に耐火れんが中に浸
透し、残りは蒸発し、耐火れんがの膨張応力を受
け収縮する。繊維は溶媒の蒸発を促進し、可縮性を助長す
る。そして、更に加熱が進むと有機結合剤が分解
し、炭素分が耐火れんが内およびモルタル内で固
定されカーボンボンドを生成し、同時に加熱の進
行と共に増加した熱膨張応力により繊維が収縮し
モルタル全体が収縮する。耐火れんが間の接着強度は有機結合剤の分解に
よつて生成したカーボンボンドによつて得られ
る。この膨張吸収モルタルは例えば温度500℃、10
〜30Kg／cm²の荷重（応力）下で30〜60％の可縮率
と５Kg／cm²以上の接着強度を有するものであり、
耐火性もあり、特に膨張収縮に対する柔軟性に富
み、膨張収縮時においても十分な接着性、気密性
を維持し長期に亘つて膨張吸収材としての機能を
維持できるものである。このような特性を得るためには、骨材としては
耐火材料として一般に用いられるAl₂O₃、SiO₂、
ZrO₂、ZrO₂・SiO₂、MgO・Al₂O₃、CaO、MgO
等の酸化物とかSiC、Ｃ、Si₃N₄等の非酸化物が
一般的であり、これに添加する作業性付与剤とし
ては水、アルコール等の有機溶媒が一般的であ
り、その添加量は骨材100％（wt）に対して50〜
120％とする。 50％以下ではモルタルとしての粘性が高く作業
性が得られず均一施工が困難で可縮能が小さくな
る。又、120℃以上では粘性が低く過ぎてタレや目
地沈みが生じて所望の目地厚みが得られないし、
接着強度も得られない。可縮性を付与する繊維は
骨材100％（wt）に対して３〜10％配合する。３
％以下では溶媒の蒸発促進効果可縮効果が小さ
い。又10％以上では可縮効果が大き過ぎ旦つ接着強
度が小さくなる。繊維としては有機、無機のいず
れでも良く繊維長は10mm以下のものが使用され
る。溶媒の蒸発促進のためには多孔性のものが望
ましく、例えば麻糸、木材パルプ、合成繊維、ア
ルミナ、ムライト、シリカ、炭化珪素、カーボン
等の単繊維もしくはこれらを複合した繊維が使用
される。カーボンボンドを生成する有機結合剤
は、骨材100％（wt）に対して50〜100％添加す
る。 50％以下では、カーボンボンド生成量が少な
く、所望の接着強度が得られない。100％以上で
は水、アルコール等の添加量が増し、接着強度の
低下等の問題が生じ好ましくない。有機結合剤としては石炭系ピツチ、石油系ピツ
チ、合成樹脂、天然樹脂等が使用される。（実施例）本発明膨張吸収モルタルの実施例とその特性を
従来の目地モルタルと比較して次表に示す。

【表】モルタルはパン型のモルタルミキサーを用いて
10分間混練して測定に供した。この表によつても明らかなように本発明の膨張
吸収モルタルの可縮率は30Kg／cm²の加圧応力で35
〜55％と膨張収縮に対して柔軟性に富み又、500
℃熱間での接着強度は16〜30Kg／cm²で、通常の使
用条件下では耐火性もあり、接着性、気密性を損
うことはなく膨張吸収材として好適な特性を有し
ている。これに対して従来の耐火性モルタルは、接着強
度があるが加圧応力30Kg／cm²で可縮性は殆んどな
く加圧応力50Kg／cm²で５％程度の可縮率を有する
が、耐火れんが収縮時復元性にも乏しく、破壊し
易く膨張吸収材としての機能を具えていない。本発明の実施例１〜３の膨張吸収モルタルは特
に高炉々壁内張材の膨張吸収材として用いて好適
である。（発明の効果）本発明の膨張吸収モルタルは耐火性に加え特に
可縮性に秀れており耐熱接着強度、気密性も良好
で内張り耐火れんがの膨張吸収材として好適であ
り、例えば高炉内張構造を長期に亘つて安定維持
することが可能になる。

Claims

【特許請求の範囲】

１ SiO₂、Al₂O₃、ZrO₂、ZrO₂・SiO₂、MgO・
Al₂O₃、CaO、MgOの酸化物SiC、Ｃ、Si₃N₄等
の非酸化物を単独又は２種以上を組合せてなる耐
火性骨材100％（wt）および無機または有機の繊
維を前記耐火性骨材100（wt）に対して３〜10％
（wt）を添加してなる固形配合物に対して、水ま
たはアルコール等の有機溶媒を50〜120％（wt）、
更に有機結合剤を55％〜100％（wt）配合した膨
張吸収モルタルであることを特徴とする窯炉内張
材の膨張吸収モルタル。