JPH09263465A - 軽量耐火物およびその製造方法 - Google Patents
軽量耐火物およびその製造方法Info
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- JPH09263465A JPH09263465A JP8077078A JP7707896A JPH09263465A JP H09263465 A JPH09263465 A JP H09263465A JP 8077078 A JP8077078 A JP 8077078A JP 7707896 A JP7707896 A JP 7707896A JP H09263465 A JPH09263465 A JP H09263465A
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- fibers
- fiber
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 粉末冶金における省エネルギー及びコスト削
減を目的に、耐熱衝撃性を維持しつつ軽量化した、特に
セッターに好適な耐火物を提供する。 【解決手段】 コージライト質のマトリックス中に、ア
ルミナファイバー、アルミナシリカ質セラミックファイ
バー及びムライト質ウィスカーが均一に分散していると
共に、アラミドファイバーまたはカーボンファイバーの
消失によって生じた気孔が均一に分布していることを特
徴とする軽量耐火物。
減を目的に、耐熱衝撃性を維持しつつ軽量化した、特に
セッターに好適な耐火物を提供する。 【解決手段】 コージライト質のマトリックス中に、ア
ルミナファイバー、アルミナシリカ質セラミックファイ
バー及びムライト質ウィスカーが均一に分散していると
共に、アラミドファイバーまたはカーボンファイバーの
消失によって生じた気孔が均一に分布していることを特
徴とする軽量耐火物。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は軽量耐火物、特に粉
末冶金の製造工程で使用される焼成受け治具（以下、セ
ッターという）に好適な軽量耐火物並びにその製造方法
に関する。
末冶金の製造工程で使用される焼成受け治具（以下、セ
ッターという）に好適な軽量耐火物並びにその製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術並びに発明が解決しようとする課題】粉末
冶金の製造工程において、成形体を焼結させ、金属の持
つべき特性を十分に発現させるために焼成工程は必要不
可欠であり、また求める特性を十分に得るためにセッタ
ーが極めて重要な役割を果たしている。このセッター
は、ムライト製の台盤にＳＵＳ３０４のトレイを載せて
構成されるのが一般的である。しかし、上記の現在主流
となっているセッターは、ＳＵＳ３０４に製品が付着す
るという問題があり、またムライト製の台盤は曲げ強さ
が３．９ＭＰａと実用上問題の無い程度に高いものの、
密度が３．０ｇ／ｃｍ3 と高いことから、加熱効率が悪
く省エネルギーの観点から問題がある。特に、最近で
は、製品の小型化が進行しており、セッターに比べて被
焼成物の重量が小さくなる傾向にあり、焼成燃費に占め
るセッター加熱の割合が無視できない状況にある。
冶金の製造工程において、成形体を焼結させ、金属の持
つべき特性を十分に発現させるために焼成工程は必要不
可欠であり、また求める特性を十分に得るためにセッタ
ーが極めて重要な役割を果たしている。このセッター
は、ムライト製の台盤にＳＵＳ３０４のトレイを載せて
構成されるのが一般的である。しかし、上記の現在主流
となっているセッターは、ＳＵＳ３０４に製品が付着す
るという問題があり、またムライト製の台盤は曲げ強さ
が３．９ＭＰａと実用上問題の無い程度に高いものの、
密度が３．０ｇ／ｃｍ3 と高いことから、加熱効率が悪
く省エネルギーの観点から問題がある。特に、最近で
は、製品の小型化が進行しており、セッターに比べて被
焼成物の重量が小さくなる傾向にあり、焼成燃費に占め
るセッター加熱の割合が無視できない状況にある。
【０００３】本発明は上記の状況に鑑みてなされたもの
であり、粉末冶金における省エネルギー及びコスト削減
を目的に、耐熱衝撃性を維持しつつ軽量化した、特にセ
ッターに好適な耐火物を提供することを目的とする。
であり、粉末冶金における省エネルギー及びコスト削減
を目的に、耐熱衝撃性を維持しつつ軽量化した、特にセ
ッターに好適な耐火物を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、本発明
の、（１）コージライト質のマトリックス中に、アルミ
ナファイバー、アルミナシリカ質セラミックファイバー
及びムライト質ウィスカーが均一に分散していると共
に、アラミドファイバーまたはカーボンファイバーの消
失によって生じた気孔が均一に分布していることを特徴
とする軽量耐火物、及び（２）水硬性アルミナ、タルク
及びセリサイトを主成分とする耐火物原料粉末、アルミ
ナファイバー、アルミナシリカ質セラミックファイバ
ー、ホウ酸アルミニウムウィスカー、及びアラミドファ
イバーまたはカーボンファイバーの少なくとも一種とを
水と混合して得られたスラリーを脱水成形した後、高温
焼成することを特徴とする上記（１）に記載の軽量耐火
物の製造方法、及び（３）前記耐火物原料粉末に、スメ
クタイトを添加することを特徴とする上記（２）に記載
の軽量耐火物の製造方法によっても達成される。
の、（１）コージライト質のマトリックス中に、アルミ
ナファイバー、アルミナシリカ質セラミックファイバー
及びムライト質ウィスカーが均一に分散していると共
に、アラミドファイバーまたはカーボンファイバーの消
失によって生じた気孔が均一に分布していることを特徴
とする軽量耐火物、及び（２）水硬性アルミナ、タルク
及びセリサイトを主成分とする耐火物原料粉末、アルミ
ナファイバー、アルミナシリカ質セラミックファイバ
ー、ホウ酸アルミニウムウィスカー、及びアラミドファ
イバーまたはカーボンファイバーの少なくとも一種とを
水と混合して得られたスラリーを脱水成形した後、高温
焼成することを特徴とする上記（１）に記載の軽量耐火
物の製造方法、及び（３）前記耐火物原料粉末に、スメ
クタイトを添加することを特徴とする上記（２）に記載
の軽量耐火物の製造方法によっても達成される。
【０００５】上記の構成によれば、下記の如き作用効果
が得られる。 アルミナファイバー、アルミナシリカ質セラミックフ
ァイバー及びホウ酸アルミニウムウィスカーを併用する
ことにより、焼成によりアルミナファイバーとアルミナ
シリカ質セラミックファイバーとが絡み合った間隙にム
ライト質ウィスカーが入り込んだ状態でマトリックス中
に均一に存在する組織となるため、これら繊維成分によ
る補強効果はより大きくなるとともに、軽量耐火物全体
に亘り均一な補強が得られる。 マトリックスが高耐熱性及び耐熱衝撃性に優れたコー
ジライト質であり、しかもホウ酸アルミニウムウィスカ
ーは焼成により酸化ホウ素成分が気化して分解し、残っ
たアルミナ成分が原料中のシリカ成分（タルク、セリサ
イト）と反応して耐熱性に優れたムライト質ウィスカー
となるため、得られる軽量耐火物は極めて熱的安定性が
高い。 ホウ酸アルミニウムウィスカーは、従来この種の耐火
物に使用されるアルミナウィスカーに比べて、またムラ
イト質ウィスカーを原料とする場合に比べても安価であ
り、更に市場からも入手し易い。 アラミドファイバーは脱水成形した成形体（以下、原
料成形体と呼ぶ）のハンドリング強度を増大させると共
に、焼成中に炭素化して焼成中の成形体に亀裂が発生す
るのを防止する。また、最終的には消失して気孔となる
ため、焼成体の軽量化に寄与する。カーボンファイバー
もほぼ同様な作用をする。 水硬性アルミナはマトリックス形成の他に無機バイン
ダーとしての機能も果たし、上記で述べたようなアラ
ミドファイバーの作用との相乗効果により、原料成形体
のハンドリング強度を更に増大させる。 スメクタイトを添加することにより、スラリーの粘性
が高まり、またスラリー調製時における混合中の剪断力
が増大して出発原料の分散性が良くなるとともに、水硬
性アルミナとゲル化反応を起こし原料成形体の硬化が促
進される。
が得られる。 アルミナファイバー、アルミナシリカ質セラミックフ
ァイバー及びホウ酸アルミニウムウィスカーを併用する
ことにより、焼成によりアルミナファイバーとアルミナ
シリカ質セラミックファイバーとが絡み合った間隙にム
ライト質ウィスカーが入り込んだ状態でマトリックス中
に均一に存在する組織となるため、これら繊維成分によ
る補強効果はより大きくなるとともに、軽量耐火物全体
に亘り均一な補強が得られる。 マトリックスが高耐熱性及び耐熱衝撃性に優れたコー
ジライト質であり、しかもホウ酸アルミニウムウィスカ
ーは焼成により酸化ホウ素成分が気化して分解し、残っ
たアルミナ成分が原料中のシリカ成分（タルク、セリサ
イト）と反応して耐熱性に優れたムライト質ウィスカー
となるため、得られる軽量耐火物は極めて熱的安定性が
高い。 ホウ酸アルミニウムウィスカーは、従来この種の耐火
物に使用されるアルミナウィスカーに比べて、またムラ
イト質ウィスカーを原料とする場合に比べても安価であ
り、更に市場からも入手し易い。 アラミドファイバーは脱水成形した成形体（以下、原
料成形体と呼ぶ）のハンドリング強度を増大させると共
に、焼成中に炭素化して焼成中の成形体に亀裂が発生す
るのを防止する。また、最終的には消失して気孔となる
ため、焼成体の軽量化に寄与する。カーボンファイバー
もほぼ同様な作用をする。 水硬性アルミナはマトリックス形成の他に無機バイン
ダーとしての機能も果たし、上記で述べたようなアラ
ミドファイバーの作用との相乗効果により、原料成形体
のハンドリング強度を更に増大させる。 スメクタイトを添加することにより、スラリーの粘性
が高まり、またスラリー調製時における混合中の剪断力
が増大して出発原料の分散性が良くなるとともに、水硬
性アルミナとゲル化反応を起こし原料成形体の硬化が促
進される。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の軽量耐火物並び
にその製造方法に関して詳細に説明する。本発明の軽量
耐火物は、水硬性アルミナ、タルク及びセリサイトを主
成分とする原料粉末、アルミナファイバー、アルミナシ
リカ質セラミックファイバー、ホウ酸アルミニウムウィ
スカーの混合物からなる繊維成分、及びアラミドファイ
バーまたはカーボンファイバーの少なくとも一種を含む
出発原料を水と混合してスラリーとし、このスラリーを
脱水成形した後、空気中で高温焼成することにより得ら
れる。
にその製造方法に関して詳細に説明する。本発明の軽量
耐火物は、水硬性アルミナ、タルク及びセリサイトを主
成分とする原料粉末、アルミナファイバー、アルミナシ
リカ質セラミックファイバー、ホウ酸アルミニウムウィ
スカーの混合物からなる繊維成分、及びアラミドファイ
バーまたはカーボンファイバーの少なくとも一種を含む
出発原料を水と混合してスラリーとし、このスラリーを
脱水成形した後、空気中で高温焼成することにより得ら
れる。
【０００７】原料粉末の組成は、水硬性アルミナ、タル
ク及びセリサイトとが合計で出発原料の５０〜９０重量
％、特に７０〜８０重量％を占めることが好ましい。ま
た、水硬性アルミナ、タルク及びセリサイトの混合割合
は６５：２０：１５〜２０：５５：１５、特に５０：３
８：１２〜５５：３５：１０であることが好ましい。原
料粉末の組成において、上記の範囲外にある場合には、
軽量耐火物のマトリクッスとなるコージライト質の生成
に支障をきたし、コージライト質が有する高耐熱性及び
耐熱衝撃性が十分に得られない。また、原料粉末を構成
する前記各成分の平均粒径は３〜３０μｍ、特に５〜１
５μｍであることが好ましい。
ク及びセリサイトとが合計で出発原料の５０〜９０重量
％、特に７０〜８０重量％を占めることが好ましい。ま
た、水硬性アルミナ、タルク及びセリサイトの混合割合
は６５：２０：１５〜２０：５５：１５、特に５０：３
８：１２〜５５：３５：１０であることが好ましい。原
料粉末の組成において、上記の範囲外にある場合には、
軽量耐火物のマトリクッスとなるコージライト質の生成
に支障をきたし、コージライト質が有する高耐熱性及び
耐熱衝撃性が十分に得られない。また、原料粉末を構成
する前記各成分の平均粒径は３〜３０μｍ、特に５〜１
５μｍであることが好ましい。
【０００８】アルミナファイバー、アルミナシリカ質セ
ラミックファイバー及びホウ酸アルミニウムウィスカー
からなる繊維成分は、水と混合してスラリーを調製する
際にアルミナファイバーとアルミナシリカ質セラミック
ファイバーとが相互に絡み合って生じた間隙にホウ酸ア
ルミニウムウィスカーが入り込み、スラリー中に均一に
分散される。従って、原料成形体及び焼成体（即ち、本
発明の軽量耐火物と同義である）となった時に、これら
繊維成分が相互に絡み合った状態でコージライト質マト
リックス中に均一に存在して、焼成体全体にわたり機械
的強度を増強させる。アルミナファイバー、アルミナシ
リカ質セラミックファイバー及びホウ酸アルミニウムウ
ィスカーの混合割合は８５：１０：５〜５：６５：３
０、特に４０：４８：１２〜３０：５２：１８であるこ
とが好ましい。この範囲外では、焼成体の補強効果が十
分に得られない。また、ホウ酸アルミニウムウィスカー
の大きさは特に制限されないが、長径部分で１０〜３０
μｍであることが好ましい。
ラミックファイバー及びホウ酸アルミニウムウィスカー
からなる繊維成分は、水と混合してスラリーを調製する
際にアルミナファイバーとアルミナシリカ質セラミック
ファイバーとが相互に絡み合って生じた間隙にホウ酸ア
ルミニウムウィスカーが入り込み、スラリー中に均一に
分散される。従って、原料成形体及び焼成体（即ち、本
発明の軽量耐火物と同義である）となった時に、これら
繊維成分が相互に絡み合った状態でコージライト質マト
リックス中に均一に存在して、焼成体全体にわたり機械
的強度を増強させる。アルミナファイバー、アルミナシ
リカ質セラミックファイバー及びホウ酸アルミニウムウ
ィスカーの混合割合は８５：１０：５〜５：６５：３
０、特に４０：４８：１２〜３０：５２：１８であるこ
とが好ましい。この範囲外では、焼成体の補強効果が十
分に得られない。また、ホウ酸アルミニウムウィスカー
の大きさは特に制限されないが、長径部分で１０〜３０
μｍであることが好ましい。
【０００９】出発原料には軽量化を目的として、アラミ
ドファイバーまたはカーボンファイバーを単独で、もし
くは両者を任意の割合で混合して配合する。これらは、
焼成により分解して消失し、焼成体中に気孔となって均
一に分布して焼成体の密度を減少させる。また、その配
合量は、出発原料中に３〜３０重量％、好ましくは５〜
１２重量％配合される。上記の量よりも少ないと、焼成
体の軽量化に寄与せず、一方上記範囲よりも多いには、
焼成体に占める気孔の割合が多くなりすぎ、曲げ強度の
低下を招き好ましくない。尚、アラミドファイバー及び
カーボンファイバーの大きさは特に制限されないが、長
径部分で６〜１８μｍであることが好ましい。
ドファイバーまたはカーボンファイバーを単独で、もし
くは両者を任意の割合で混合して配合する。これらは、
焼成により分解して消失し、焼成体中に気孔となって均
一に分布して焼成体の密度を減少させる。また、その配
合量は、出発原料中に３〜３０重量％、好ましくは５〜
１２重量％配合される。上記の量よりも少ないと、焼成
体の軽量化に寄与せず、一方上記範囲よりも多いには、
焼成体に占める気孔の割合が多くなりすぎ、曲げ強度の
低下を招き好ましくない。尚、アラミドファイバー及び
カーボンファイバーの大きさは特に制限されないが、長
径部分で６〜１８μｍであることが好ましい。
【００１０】出発原料は上記の原料粉末、繊維成分及び
アラミドファイバーまたはカーボンファイバーを必須成
分とするが、スメクタイトの粉末を添加してもよい。ス
メクタイトは粘土質であることから、水スラリーとした
時の粘度調整剤として機能するとともに、スラリーの分
散性を向上させることができる。また、原料成形体とす
る時の成形性及び形状安定性を向上させるとともに、水
硬性アルミナとゲル化反応を起こし原料成形体の硬化を
促進させる。更に、このスメクタイトは、焼成時に原料
成形体の亀裂や破損を防止することができ、焼成体の機
械的強度を向上させることができる。このスメクタイト
の添加量としては、出発原料に対して０．５〜８重量
％、特に１〜４重量％であることが好ましい。
アラミドファイバーまたはカーボンファイバーを必須成
分とするが、スメクタイトの粉末を添加してもよい。ス
メクタイトは粘土質であることから、水スラリーとした
時の粘度調整剤として機能するとともに、スラリーの分
散性を向上させることができる。また、原料成形体とす
る時の成形性及び形状安定性を向上させるとともに、水
硬性アルミナとゲル化反応を起こし原料成形体の硬化を
促進させる。更に、このスメクタイトは、焼成時に原料
成形体の亀裂や破損を防止することができ、焼成体の機
械的強度を向上させることができる。このスメクタイト
の添加量としては、出発原料に対して０．５〜８重量
％、特に１〜４重量％であることが好ましい。
【００１１】そして、上記の出発原料を水に混合してス
ラリーとし、これを脱水成形してなる原料成形体を所定
温度で焼成することで軽量耐火物が得られる。ここで、
スラリーにおける出発原料と水との混合割合は、成形に
支障の無い範囲であれば特に制限されないが、水の割合
が高くなると焼成体の密度が低減する傾向にある。脱水
成形は、例えばスラリーを金型に注入した状態で乾燥炉
中５０℃で１時間加熱した後、金型から外し、更に乾燥
炉中１００℃で１時間加熱、乾燥して行われる。そし
て、原料成形体は、所定の温度で焼成される。焼成温度
はコージライトが生成するとともに、アラミドファイバ
ーまたはカーボンファイバーが分解消失するのに必要な
温度である。この温度は出発原料の組成により変化し、
また一般に焼成温度が高くなると、焼結体の収縮率が大
きくなり密度が高くなる傾向にあることから、用途に応
じて目的とする密度と曲げ強度とを考慮して焼成温度を
設定することが好ましい。本発明においては、セッター
として実用上好ましい密度０．８ｋｇ／ｃｍ3 以下、曲
げ強度５．０ＭＰａを得ることを目的としており、これ
らを満足するためには、上記の好ましい原料組成におい
て、焼成温度は概ね１３５０〜１４５０℃である。
ラリーとし、これを脱水成形してなる原料成形体を所定
温度で焼成することで軽量耐火物が得られる。ここで、
スラリーにおける出発原料と水との混合割合は、成形に
支障の無い範囲であれば特に制限されないが、水の割合
が高くなると焼成体の密度が低減する傾向にある。脱水
成形は、例えばスラリーを金型に注入した状態で乾燥炉
中５０℃で１時間加熱した後、金型から外し、更に乾燥
炉中１００℃で１時間加熱、乾燥して行われる。そし
て、原料成形体は、所定の温度で焼成される。焼成温度
はコージライトが生成するとともに、アラミドファイバ
ーまたはカーボンファイバーが分解消失するのに必要な
温度である。この温度は出発原料の組成により変化し、
また一般に焼成温度が高くなると、焼結体の収縮率が大
きくなり密度が高くなる傾向にあることから、用途に応
じて目的とする密度と曲げ強度とを考慮して焼成温度を
設定することが好ましい。本発明においては、セッター
として実用上好ましい密度０．８ｋｇ／ｃｍ3 以下、曲
げ強度５．０ＭＰａを得ることを目的としており、これ
らを満足するためには、上記の好ましい原料組成におい
て、焼成温度は概ね１３５０〜１４５０℃である。
【００１２】上記の如く得られる本発明の軽量耐火物
は、コージライト質をマトリックスとして、その中に繊
維成分が相互に絡み合った状態で均一に分散し、またス
メクタイトを添加した場合にはスメクタイトが均一に分
散し、更に焼成によりアラミドファイバーまたはカーボ
ンファイバーが消失して生じた気孔が均一に分布した構
造を有する。
は、コージライト質をマトリックスとして、その中に繊
維成分が相互に絡み合った状態で均一に分散し、またス
メクタイトを添加した場合にはスメクタイトが均一に分
散し、更に焼成によりアラミドファイバーまたはカーボ
ンファイバーが消失して生じた気孔が均一に分布した構
造を有する。
【００１３】以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳細
に説明する。表１に示す割合で、出発原料と水とを攪拌
機を用いて２分間攪拌してスラリーを調製した。
に説明する。表１に示す割合で、出発原料と水とを攪拌
機を用いて２分間攪拌してスラリーを調製した。
【００１４】
【表１】
【００１５】そして、スラリーを金枠（１２０×１２０
×１０ｍｍ）中に流し込み、その表面をＳＵＳ製のコテ
を使用して平滑化した。尚、離型性を上げるためにグラ
スクロスを底部に敷き、金枠にマシン油を塗布した。次
いで、スラリーを流し込んだ金枠を乾燥炉中５０℃で１
時間加熱した後、金枠及びグラスクロスから外し、更に
乾燥炉中１００℃で１時間加熱、乾燥して成形体を作成
した。実施例２では、得られた成形体にコロイダルシリ
カ（固形分２０％）を２００重量％含浸させた後、再度
乾燥して原料成形体とした。前記脱水成形した原料成形
体を（株）広築製ＨＬＦ ２０３ ５型高温電気炉を用
いて、温度を変えて空気中で３０分間保持して焼成し
た。焼成条件は、急熱急冷とした。
×１０ｍｍ）中に流し込み、その表面をＳＵＳ製のコテ
を使用して平滑化した。尚、離型性を上げるためにグラ
スクロスを底部に敷き、金枠にマシン油を塗布した。次
いで、スラリーを流し込んだ金枠を乾燥炉中５０℃で１
時間加熱した後、金枠及びグラスクロスから外し、更に
乾燥炉中１００℃で１時間加熱、乾燥して成形体を作成
した。実施例２では、得られた成形体にコロイダルシリ
カ（固形分２０％）を２００重量％含浸させた後、再度
乾燥して原料成形体とした。前記脱水成形した原料成形
体を（株）広築製ＨＬＦ ２０３ ５型高温電気炉を用
いて、温度を変えて空気中で３０分間保持して焼成し
た。焼成条件は、急熱急冷とした。
【００１６】得られた焼成体について、密度及び収縮率
を測定するとともに、（株）島津製作所製オートグラフ
ＡＧ−Ａ型を用いて、３点曲げ試験を行った。下部支点
距離は、５０ｍｍ、クロスヘッド速度は、０．５ｍｍ／
ｍｉｎとした。測定結果を、図１及び図２に示す。実施
例１及び実施例２とも、ムライト台盤とＳＵＳとから構
成された従来品と同等以上の曲げ強度を有するととも
に、密度が大幅に低減している。
を測定するとともに、（株）島津製作所製オートグラフ
ＡＧ−Ａ型を用いて、３点曲げ試験を行った。下部支点
距離は、５０ｍｍ、クロスヘッド速度は、０．５ｍｍ／
ｍｉｎとした。測定結果を、図１及び図２に示す。実施
例１及び実施例２とも、ムライト台盤とＳＵＳとから構
成された従来品と同等以上の曲げ強度を有するととも
に、密度が大幅に低減している。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば下
記の如き作用効果が得られ、特にセッターに好適に適用
することができる。 アルミナファイバー、アルミナシリカ質セラミックフ
ァイバー及びホウ酸アルミニウムウィスカーを併用する
ことにより、焼成によりアルミナファイバーとアルミナ
シリカ質セラミックファイバーとが絡み合った間隙にム
ライト質ウィスカーが入り込んだ状態でマトリックス中
に均一に存在する組織となるため、これら繊維成分によ
る補強効果はより大きくなるとともに、軽量耐火物全体
に亘り均一な補強が得られる。 マトリックスが高耐熱性及び耐熱衝撃性に優れたコー
ジライト質であり、しかもホウ酸アルミニウムウィスカ
ーは焼成により酸化ホウ素成分が気化して分解し、残っ
たアルミナ成分が原料中のシリカ成分（タルク、セリサ
イト）と反応して耐熱性に優れたムライト質ウィスカー
となるため、得られる軽量耐火物は極めて熱的安定性が
高い。 ホウ酸アルミニウムウィスカーは、従来この種の耐火
物に使用されるアルミナウィスカーに比べて、またムラ
イト質ウィスカーを原料とする場合に比べても安価であ
り、更に市場からも入手し易い。 アラミドファイバーは脱水成形した成形体（以下、原
料成形体と呼ぶ）のハンドリング強度を増大させると共
に、焼成中に炭素化して焼成中の成形体に亀裂が発生す
るのを防止する。また、最終的には消失して気孔となる
ため、焼成体の軽量化に寄与する。カーボンファイバー
もほぼ同様な作用をする。 水硬性アルミナはマトリックス形成の他に無機バイン
ダーとしての機能も果たし、上記で述べたようなアラ
ミドファイバーの作用との相乗効果により、原料成形体
のハンドリング強度を更に増大させる。 スメクタイトを添加することにより、スラリーの粘性
が高まり、またスラリー調製時における混合中の剪断力
が増大して出発原料の分散性が良くなるとともに、水硬
性アルミナとゲル化反応を起こし原料成形体の硬化が促
進される。
記の如き作用効果が得られ、特にセッターに好適に適用
することができる。 アルミナファイバー、アルミナシリカ質セラミックフ
ァイバー及びホウ酸アルミニウムウィスカーを併用する
ことにより、焼成によりアルミナファイバーとアルミナ
シリカ質セラミックファイバーとが絡み合った間隙にム
ライト質ウィスカーが入り込んだ状態でマトリックス中
に均一に存在する組織となるため、これら繊維成分によ
る補強効果はより大きくなるとともに、軽量耐火物全体
に亘り均一な補強が得られる。 マトリックスが高耐熱性及び耐熱衝撃性に優れたコー
ジライト質であり、しかもホウ酸アルミニウムウィスカ
ーは焼成により酸化ホウ素成分が気化して分解し、残っ
たアルミナ成分が原料中のシリカ成分（タルク、セリサ
イト）と反応して耐熱性に優れたムライト質ウィスカー
となるため、得られる軽量耐火物は極めて熱的安定性が
高い。 ホウ酸アルミニウムウィスカーは、従来この種の耐火
物に使用されるアルミナウィスカーに比べて、またムラ
イト質ウィスカーを原料とする場合に比べても安価であ
り、更に市場からも入手し易い。 アラミドファイバーは脱水成形した成形体（以下、原
料成形体と呼ぶ）のハンドリング強度を増大させると共
に、焼成中に炭素化して焼成中の成形体に亀裂が発生す
るのを防止する。また、最終的には消失して気孔となる
ため、焼成体の軽量化に寄与する。カーボンファイバー
もほぼ同様な作用をする。 水硬性アルミナはマトリックス形成の他に無機バイン
ダーとしての機能も果たし、上記で述べたようなアラ
ミドファイバーの作用との相乗効果により、原料成形体
のハンドリング強度を更に増大させる。 スメクタイトを添加することにより、スラリーの粘性
が高まり、またスラリー調製時における混合中の剪断力
が増大して出発原料の分散性が良くなるとともに、水硬
性アルミナとゲル化反応を起こし原料成形体の硬化が促
進される。
【図１】実施例１において、焼成温度と得られた焼成体
の密度、曲げ強度並びに収縮率の関係を示すグラフであ
る。
の密度、曲げ強度並びに収縮率の関係を示すグラフであ
る。
【図２】実施例２において、焼成温度と得られた焼成体
の密度、曲げ強度並びに収縮率の関係を示すグラフであ
る。
の密度、曲げ強度並びに収縮率の関係を示すグラフであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 595109708 ナパック株式会社 長野県駒ヶ根市飯坂１丁目32番２号 (72)発明者 西山 文毅 長野県長野市丹波島２−２−３ (72)発明者 矢島 洋一 長野県長野市大字風間1374−15 (72)発明者 塚原 幹夫 千葉県印旛郡印西町小倉台１−１ (72)発明者 福田 力夫 長野県上水内郡牟礼村大字牟礼708−４ (72)発明者 館林 清夫 長野県長野市松代町東寺尾3893 (72)発明者 鈴木 明 長野県駒ケ根市梨ノ木６−24
Claims (3)
- 【請求項１】 コージライト質のマトリックス中に、ア
ルミナファイバー、アルミナシリカ質セラミックファイ
バー及びムライト質ウィスカーが均一に分散していると
共に、アラミドファイバーまたはカーボンファイバーの
消失によって生じた気孔が均一に分布していることを特
徴とする軽量耐火物。 - 【請求項２】 水硬性アルミナ、タルク及びセリサイト
を主成分とする耐火物原料粉末、アルミナファイバー、
アルミナシリカ質セラミックファイバー、ホウ酸アルミ
ニウムウィスカー、及びアラミドファイバーまたはカー
ボンファイバーの少なくとも一種とを水と混合して得ら
れたスラリーを脱水成形した後、高温焼成することを特
徴とする請求項１に記載の軽量耐火物の製造方法。 - 【請求項３】 前記耐火物原料粉末に、スメクタイトを
添加することを特徴とする請求項２に記載の軽量耐火物
の製造方法。
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1996
- 1996-03-29 JP JP08077078A patent/JP3094148B2/ja not_active Expired - Fee Related
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