JPH10291868A

JPH10291868A - 特定マトリックスの不定形耐火物とその湿式吹付け施工方法

Info

Publication number: JPH10291868A
Application number: JP9099445A
Authority: JP
Inventors: Koji Aida; 広治合田; Yoichi Tsuji; 陽一辻; Masanori Koga; 正徳古賀
Original assignee: Kurosaki Refractories Co Ltd
Current assignee: Kurosaki Refractories Co Ltd
Priority date: 1997-04-16
Filing date: 1997-04-16
Publication date: 1998-11-04
Also published as: KR100407763B1; KR19980079742A

Abstract

(57)【要約】【課題】通常の低セメントキャスタブルと比べて耐食
性と高温での強度が高く、かつ、通常の低セメントキャ
スタブルと同等に低温から中間温度域の強度も高い不定
形耐火物を得ること。【解決手段】不定形耐火物中の全固形分を１００重量
％として、含有する粒径７５μｍ以下のマグネシア粉
末，水硬性遷移アルミナ，および、珪酸質粒子を、それ
ぞれ、Ａ重量％，Ｂ重量％，および、Ｃ重量％で示す量
が、０．５≦Ａ≦３０，０．５≦Ｂ≦１５，０．５≦Ｃ
≦１０，１≦Ａ＋Ｂ≦３５，２≦Ａ＋Ｂ＋Ｃ≦４０であ
る不定形耐火物であり、さらに、含有されるカルシア成
分で１．５重量％以内となる量のアルミナセメントを含
む不定形耐火物とその施工方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶融金属容器、溶
融金属処理装置、セメントキルン、焼却炉等の施工に使
用される特定マトリックスの不定形耐火物とその湿式吹
付け施工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、不定形耐火物は、アルミナセ
メントを結合剤とする水硬性組成物が主に使用されてい
る。例えば、３〜１０重量％のアルミナセメント、１〜
５重量％の超微粉シリカあるいは粘土、超微粉アルミ
ナ、および、分散剤を組み合わせて使用する低セメント
キャスタブルは、従来の高アルミナセメントキャスタブ
ルと比べると、アルミナ水和物の脱水後の中間温度域の
強度が高く、耐食性も高いので広く実用されている。

【０００３】この低セメントキャスタブルは、不定形耐
火物として必要な施工性、強度、あるいは、耐食性を高
いレベルで満足するものではあるが、さらに耐食性と熱
間強度等の高温での特性を向上させるためにはカルシア
成分つまりセメントの添加量は極限まで減少させること
が望ましい場合がある。それは、通常、不定形耐火物の
マトリックス部の酸化物は、アルミナ−シリカ質、ある
いは、アルミナ−マグネシア−シリカ質によって構成さ
れており、ここにアルミナ−カルシア質であるアルミナ
セメントが添加されると、アルミナ−シリカ−カルシア
系、あるいは、アルミナ−マグネシア−シリカ−カルシ
ア系の低融物が形成されるためである。これらの酸化物
の中で、アルミナ、あるいは、アルミナとマグネシアは
材料構成の上で必須であるので、耐食性と熱間強度等の
高温での特性を向上させるためにはシリカ、あるいは、
アルミナセメント中のカルシアのいずれかを減少させな
ければならない。低セメントキャスタブルにおいては、
低水分での流動性を得るためや中間温度域の強度を向上
させるためにシリカ質である超微粉シリカや粘土はある
程度の量が必要であり、特に、湿式吹付け用の低セメン
トキャスタブルは、優れたポンプ圧送性と凝集剤による
優れた急結性（付着性）を得るために、超微粉シリカや
粘土といったシリカ質の原料の添加量が通常の流し込み
施工用の低セメントキャスタブルによりも若干多くなる
傾向があるので、一層の低アルミナセメント化が望まれ
ている。

【０００４】アルミナセメントを使用しない不定形耐火
物としては、例えば、特開昭５０−１２７９０７号公報
において耐火粘土を結合剤とする流し込み材が、特公昭
５８−３３１９５号公報に粒径１０μｍ以下の超微粉を
５〜３０重量％含む流し込み材が、特開昭６１−２２２
９６０号公報には粒径４４μｍ以下のシリカ超微粉を２
〜８重量％含む流し込み材が、特公昭５７−７５９０号
公報には水硬性遷移アルミナを結合剤とする流し込み材
が示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、耐火粘
土を結合剤とするクレーボンドや超微粉の凝集力を利用
した不定形耐火物は、低セメントのキャスタブルと比べ
ると、高温で焼結がすすむまでの低温から中間温度域の
強度が低く、耐食性も低いといった欠点を有している。
また、水硬性遷移アルミナを結合剤とする不定形耐火物
は、水硬性遷移アルミナの水和によって強度を発現する
が、乾燥時の脱水後は高温で焼結がすすむまでの低温か
ら中間温度域の強度が低いといった欠点を有している。
この水硬性遷移アルミナの欠点を補うために超微粉シリ
カ等の珪酸質微粒子の添加が検討されているが、前記の
低セメントキャスタブルに匹敵するほどの低温から中間
温度域の強度は得られていない。

【０００６】本発明は、通常の低セメントキャスタブル
と比べて耐食性と高温での強度が高く、かつ、低セメン
トキャスタブルと同等に低温から中間温度域の強度も高
い、基本的に結合剤としてのアルミナセメントを必要と
しないか、若しくは多量に必要としない特定マトリック
スの不定形耐火物とその施工方法を提供することであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の特定マトリック
スの不定形耐火物は、全固形分を１００重量％として、
含有する粒径７５μｍ以下のマグネシア粉末、水硬性遷
移アルミナおよび珪酸質粒子を、それぞれ、Ａ重量％、
Ｂ重量％、および、Ｃ重量％で示す量が、０．５≦Ａ≦
３０、０．５≦Ｂ≦１５、０．５≦Ｃ≦１０、２≦Ａ＋
Ｂ≦３５、２≦Ａ＋Ｂ＋Ｃ≦４０とする。

【０００８】さらに、前記のアルミナセメントに含有さ
れるカルシア成分が不定形耐火物の全固形分中で１．５
重量％以内となる量のアルミナセメントを含ませてもよ
い。また、本発明の特定マトリックスの不定形耐火物
を、湿式吹き付け施工で使用する。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の不定形材料は、マトリッ
クスの一部を構成する粒径７５μｍ以下のマグネシア粉
末、水硬性遷移アルミナおよび珪酸質粒子と、その他の
耐火原料の骨材、微粉等とによって構成される。

【００１０】マグネシア粉末としては、電融又は焼結マ
グネシア、焼結マグネシアの一種であるがサイクロン粉
と呼ばれるマグネシア焼成キルンでの集塵粉、電融マグ
ネシア製造時の集塵粉、水酸化マグネシウムや炭酸マグ
ネシウムを４００〜１０００°Ｃで焼成した活性マグと
呼ばれる粉末等を使用する。

【００１１】水硬性遷移アルミナとしては、ジプサイト
あるいはバイヤライトを減圧低温下で脱水するか、３水
和のアルミナを熱風と短時間接触させるか等の方法によ
って得られるρアルミナ含有物を使用する。また、ρア
ルミナを含有する水硬性遷移アルミナとして、アルコア
社の「アルファボンド１００」や「アルファボンド２０
０」等の市販品を使用することができる。

【００１２】珪酸質微粒子としては、シリコンあるいは
フェロシリコン製造時に副産物的に発生する蒸発（揮
発）シリカと呼ばれるものやホワイトカーボン、無水又
は含水無定形珪酸、シラス、およびシリカゾル等の１種
又は２種以上を使用する。

【００１３】これらのマトリックスの一部を構成するマ
グネシア粉末、水硬性遷移アルミナと珪酸質微粒子の混
合物は、水と混練すると、Ｘ線回折等で同定することは
できていないが、アルミナ系水和物、アルミナ−シリカ
系水和物、マグネシア−シリカ系水和物、アルミナ−マ
グネシア−シリカ系水和物等の複雑な水和物を形成して
水硬性を示し、脱水後はセラミックボンドを形成して強
度を発現していると考えられる。

【００１４】本発明の不定形耐火物は、従来のアルミナ
セメントを使用しない不定形耐火物の一つである単に超
微粉の凝集力を利用して強度（保形性）を発現する不定
形耐火物と比べると、低温〜中温域の強度が高い。ま
た、従来の水硬性遷移アルミナだけ、あるいは、水硬性
遷移アルミナと珪酸質微粒子とを結合剤とする不定耐火
物と比べても低温〜中温域の強度が高い。これは、本発
明において必須の添加物でるマグネシアの加わった複雑
な形態の水和物とセラミックスボンドの形成によるもの
だと考えられる。

【００１５】したがって、このように水和物を形成して
水硬性を示し、さらにセラミックスボンドを形成するた
めには、マグネシア粉末、水硬性遷移アルミナと珪酸質
微粒子は微細である必要があるので、不定形耐火物のマ
トリックスを構成する７５μｍ以下の粒径のものを使用
する。特に、珪酸質微粒子は、粒径２０μｍ以下、好ま
しくは粒径５μｍ以下のものを使用することが望まし
い。

【００１６】これらのマトリックスの一部を構成する粒
径７５μｍ以下のマグネシア粉末、水硬性遷移アルミナ
と珪酸質微粒子の使用量は、不定形耐火物中の全固形分
を１００重量％として、前記のマグネシア粉末、水硬性
遷移アルミナ、および、珪酸質粒子の含有量を、それぞ
れ、Ａ重量％、Ｂ重量％、および、Ｃ重量％とすると
き、０．５≦Ａ≦３，０．５≦Ｂ≦１５，０．５≦Ｃ≦
１０，１≦Ａ＋Ｂ≦３５，２≦Ａ＋Ｂ＋Ｃ≦４０，とな
るようにする。

【００１７】０．５≦Ａ，０．５≦Ｂ，０．５≦
Ｃ，１≦Ａ＋Ｂ，２≦Ａ＋Ｂ＋Ｃと規定するのは、これ
らの規定より少ない含有量では、従来の低セメントキャ
スタブルと比べると、水硬時〜低温〜中温の強度が低い
からである。これは、前記した水和物やセラミックボン
ドの生成量が少ないためだと考えられる。また、Ａ≦３
０，Ｂ≦１５，Ａ＋Ｂ≦３５，Ａ＋Ｂ＋Ｃ≦４０と規定
するのは、これらの規定より多い含有量では不定形耐火
物として適する流動性が低水分では得られなくなるから
である。さらに、Ｃ≦１０と規定するのは、１０ｗｔ％
より多くなると、高温での過焼結が大きくなったり、耐
食性が大きく低下するからである。

【００１８】耐火原料の骨材、微粉としては、特に限定
されるものではなく、電融又は焼結アルミナ、仮焼アル
ミナ、ボーキサイト、電融又は合成ムライト、シリマナ
イト、アンダリューサイト、カイヤナイト、バン土頁
岩、シャモット、ロー石、珪石、溶融シリカ、チタニ
ア、電融又は焼結マグネシア、電融又は焼結スピネル、
電融又は焼結ジルコニア、ジルコン、クロム鉱、電融又
は焼結マグネシア−ライム、電融ジルコニア−ムライ
ト、電融アルミナージルコニア、炭化珪素、窒化珪素、
粘土、天然又は人造の黒鉛、石油コークス、ピッチコー
クス、無煙炭、カーボンブラック、ピッチ等の無定形炭
素等が挙げられ、これらの内の１種又は２種以上を使用
する。ここで、微粉とは粒径が０．２ｍｍ以下であり、
実質的にその内の５０重量％以上が７５μｍ以下である
前記原料のことを意味する。

【００１９】黒鉛あるいは無定形炭素等の炭素成分を含
有する不定形耐火物の場合は、炭素の酸化防止や強度向
上の目的で、アルミニウム、アルミニウム−シリコン合
金、アルミニウム−マグネシウム合金、シリコン、マグ
ネシウム等の金属粉、炭化珪素、炭化硼素等の炭化物、
硼化ジルコニウム等の硼化物、硼珪酸ガラス等のガラス
成分を使用することもできる。

【００２０】さらに、本発明は、耐食性と高温での強度
は若干低下するが、低温から中温域の強度をさらに向上
させる目的で、アルミナセメントを添加することが可能
である。アルミナセメントとしては、不定形耐火物に一
般的に使用されているいずれのものも本発明のために使
用されうる。例えば、ＪＩＳの第１種に相当するカルシ
ア含有量１５〜２２重量％のもの、ＪＩＳの第２種に相
当するカルシアん含有量２５〜３０重量％のもの、ＪＩ
Ｓの第３種あるいは第４種に相当するカルシア含有量３
０〜４０重量％のもの、および、その他のアルミナセメ
ントの１種又は２種以上を使用することができる。

【００２１】アルミナセメントの使用量は、アルミナセ
メントを含む不定形耐火物の全固形成分中で含有される
カルシア成分の量が１．５重量％以内となるようにす
る。このようにアルミナセメントの使用量を制限するの
は、アルミナセメントに含有されるカルシア成分の量が
１．５重量％より多くなると、マトリックス部において
アルミナ−マグネシア−シリカ−カルシア系低融物の形
成量が多くなり、高温での強度や耐食性が低下するから
である。

【００２２】不定形耐火物は、その施工上の間題から、
一定時間以上の可使時間（水との混練後に施工可能な流
動性を有する時間）が必要である。本発明の不定形耐火
物の場合は、マトリックスの一部を構成するマグネシア
粉末、水硬性遷移アルミナと珪酸質微粒子の粒径を調整
することで、可使時間を制御することが可能である。つ
まり、マグネシア粉末と水硬性遷移アルミナの粒径が大
きいほど、珪酸質微粒子の粒径が小さいほど可使時間は
長くなり、逆に、マグネシア粉末と水硬性遷移アルミナ
の粒径が小さいほど、珪酸質微粒子の粒径が大きいほど
可使時間は短くなる。したがって、例えば、マグネシア
粉末の添加量が少ない場合は粒径の小さい活性マグを使
用し、マグネシア粉末の添加量が多い場合は粒径を大き
くして使用することによって可使時間を調整することが
可能である。ただし、粒径が７５μｍより大きくならな
いようにしなければならない。また、マグネシウムイオ
ンやアルミニウムイオンのキレート作用のある添加物を
加えることによって、可使時間を長くすることも可能で
ある。このような可使時間延長の作用がある添加物とし
ては、ヘキサフルオロケイ酸、オキシカルボン酸、縮合
燐酸、ポリアクリル酸、芳香族スルホン酸等、あるいは
それらの塩類等があり、不定形耐火物の通常の慣用量で
使用することができる。また、シランカップリング剤等
で表面処理したマグネシア粉末をマグネシア粉末の一部
あるいは全部に使用することで、水硬速度を遅くして可
使時間を延長することも可能である。

【００２３】また、低水分量での流動特性を向上させ、
緻密な施工体を得るために解膠剤の添加が必要であり、
縮合燐酸、ポリアクリル酸、ポリカルボン酸、ホスホン
酸、フミン酸、アルキルスルホン酸、芳香族スルホン酸
等、あるいはそれらの塩類等の１種又は２種以上を０．
０１〜１重量％の範囲で使用する。

【００２４】さらに、一般的不定形耐火物においてスポ
ーリングによる剥離を低減する目的で添加されるスチー
ルファイバー、乾燥時の爆裂を防止する目的で添加され
る有機繊維や金属アルミニウムを通常の慣用量で使用す
ることができる。

【００２５】本発明の不定形耐火物は、流し込み、スタ
ンプ等の他、通常の方法で施工できるが、その施工方法
の中でも、主に湿式吹付け施工に適した材料である。湿
式吹付け施工は、耐火原料，セメント等の結合剤及び、
解膠剤等の添加剤とを予め必要施工量の水とで混練した
不定形材料を圧送し、圧送後に圧縮空気と凝集剤を添加
し、吹付けノズルから被施工体に吹付ける施工方法であ
り、使用される湿式吹付け用の不定形耐火物は、優れた
圧送性と凝集剤による優れた急結性（付着性）が必要と
されている。

【００２６】したがって、このような特性を得るため
に、湿式吹き付け用の低セメントキャスタブルは超微粉
のシリカや粘土といったシリカ質の原料の添加量が通常
の流し込み施工用の低セメントキャスタブルよりも若干
多くなる傾向がある。また、従来の湿式用吹付け用の低
セメントキャスタブルは、流し込み用の低セメントキャ
スタブルと同等の低温〜中温の強度や施工時の高い付着
性を得るためには流し込み用の低セメントキャスタブル
と同程度以上のアルミナセメントの添加が必要であり、
そのために、流し込み用の低セメントキャスタブルと比
べると低融物の生成量が多く、高温での強度と耐食性に
劣るものとなっていた。しかし、本発明の不定形耐火物
は基本的にはアルミナセメントを必要としないので、カ
ルシア成分を非常に少なくすることが可能である。した
がって、本発明の不定形耐火物は、超微粉のシリカや粘
土といったシリカ質の原料の添加量が若干多くても、通
常のアルミナセメントを結合剤とする湿式吹付け用の低
セメントキャスタブルよりも高温での強度と耐食性が高
く、かつ、アルミナセメントを結合剤とする湿式吹付け
用の低セメントキャスタブルと同等に低温から中間温度
域の強度も高い特性を有している。

【００２７】湿式吹付けの施工は、先ず、本発明の湿式
吹付け用不定形材料に必要施工量の水を加えミキサーで
混練し、混練された不定形材料をパイプあるいはホース
等の輸送管を通して圧送し、圧送後に圧縮空気と凝集剤
を添加し、吹付けノズルから被施工体に吹付ける施工法
である。圧送手段としては、ピストンポンプ、スクイズ
ポンプ等のポンプやリードガン等のエアー圧送装置等を
使用することができる。混練と圧送の工程は、各々別の
装置で各々別の場所で実施しても良いし、連続した装置
で実施しても良い。圧送装置での圧送後に、同一経路あ
るいは別々の経路から圧縮空気と凝集剤を添加して吹き
付け施工を実施する。

【００２８】凝集剤としては、アルミン酸ソーダ等のア
ルミン酸塩、炭酸ソーダ等の炭酸塩、珪酸ソーダ等の珪
酸アルカリ、塩化カルシウム等の塩化物、水酸化ソーダ
や水酸化カルシウム等の水酸化物、アルミン酸カルシウ
ム、ポルトランドセメント等の水溶液、懸濁液あるいは
粉体があり、これらの１種あるいは２種以上を使用す
る。

【００２９】

【実施例】本発明による実施例および比較例を表１、表
２、表３及び表４に示す。表１、表２及び表３は流し込
み用の不定形耐火物、表４は湿式吹付け用の不定形耐火
物の実施例および比較例である。

【００３０】

【表１】

【表２】

【表３】

【表４】本発明で規定している実施例および比較例については、
以下に示すマグネシア粉末、水硬性遷移アルミナ、珪酸
質微粒子、耐火原料の骨材と微粉、アルミナセメント
と、解膠剤を使用した。すなわち、粒径７５μｍ以下の
マグネシア粉末としては、純度９８．１％の焼結マグネ
シアを粉砕し、７５μｍの篩を通過したもの（平均粒径
２０．４μｍ）、あるいは、純度９９．９％平均粒径
１．５μｍ（ＢＥＴ比表面積２０ｍ²／ｇ）の活性マグ
を使用した。粒径７５μｍ以下の水硬性遷移アルミナと
しては、アルコア製の「アルファボンド２００」を使用
した。粒径７５μｍ以下の珪酸質微粒子としては、純度
９６．０％平均粒径０．２８μｍの蒸発シリカを使用し
た。また、耐火原料の骨材と微粉としては純度９９．５
％の電融アルミナ、純度９９．６％平均粒径１．５μｍ
の仮焼アルミナと、ボールクレーを使用し、アルミナセ
メントとしてはラファージュ社製「ＳＥＣＡＲ７１」を
使用し、解膠剤としてはポリアクリル酸ソーダを使用し
た。なお、ここに示したものに限定されるものではな
く、本発明の実施の形態に記載のものであれば同等の効
果が得られる。ここで、微粉の平均粒径は、すべてレー
ザー回折法による測定値である。

【００３１】また、表４に示した湿式吹付け用の不定形
耐火物では、凝集剤（表４に示した第２成分）として、
９．０重量％Ｋ₂Ｏ、２０．６重量％ＳｉＯ₂の珪酸カリ
ウム水溶液を使用したが、本発明の実施の形態に記載の
ものであれば同等の効果が得られる。

【００３２】表中の水と凝集剤の添加量は、その他の固
形分１００重量％に対する外掛け（十表示）で表示して
いる。表１、表２及び表３に示した流し込み用不定形耐
火物の試験片は、表に記載した不定形材料をミキサーで
混練し、所定の試験片形状の金型に流し込む方法で製作
した。

【００３３】表４に示した湿式吹付け用不定形耐火物の
試験片は、表に記載した第１成分をミキサーで混練し、
アレンタウン（Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ）製ＡＰ−１０スイ
ング弁ポンプを用いて、内径が０．０５１ｍ（２イン
チ）、長さが３０．４８ｍ（１００ｆｔ）のヘビーデュ
ーティホース内を圧送し、さらに先端に接続した吹付け
ノズル部において、５．６２ｋｇ／ｃｍ²（８０ｐｓ
ｉ），８．５ｍ³／分（３００ｃｆｍ）の圧縮空気を第
２成分の凝集剤と共に添加し、垂直に設置した９．２９
ｍ²（１００ｆｔ²）の面積のシャモット質れんが表面に
吹付ける方法で施工した施工体から切り出す方法で製作
した。ここで、凝集剤の移送には、３５．１５ｋｇ／ｃ
ｍ²（５００ｐｓｉ）ダイヤフラムケミカルポンプを使
用した。

【００３４】表１と表２に、本発明の規定する条件を満
足する流し込み用不定形耐火物の実施例を、表３に流し
込み用不定形耐火物の比較例を示す。

【００３５】表中に示した［流動性］の項目は、表に記
載した不定形材料をミキサーで混練後に、「ＪＩＳＲ
２５２１耐火物用アルミナセメントの物理試験方法１
０．フロー試験」に準拠して測定したフロー値が１５０
以上と流動性が非常に良好であったものには「◎」印、
フロー値が１５０未満ではあるが１２５以上と流動性が
良好であったものには「〇」印、フロー値が１２５未満
と流動性が悪く流し込み用の不定形耐火物に適さないと
判定されたものには「×」印を記入している。表中に示
した「線変化率：１５００°Ｃ焼成」の項目は、「ＪＩ
ＳＲ２５５４キャスタブル耐火物の線変化率試験方
法」に準拠して測定した１５００°Ｃ焼成後の線変化率
が０％以上と過焼結を示さなかったものには「◎」印、
０％より小さく−０．５％以上と過焼結が十分に小さか
ったものには「〇」印、−０．５％より小さく耐火物と
して不適切とされたものには「×」印を記入している。
表中に示した「１１０°Ｃ乾燥後の曲げ強度」の項目
は、「ＪＩＳＲ２２５３キャスタブル耐火物の強さ
試験方法」に準拠して測定した１１０°Ｃで２４時間乾
燥後の曲げ強さが比較例１（従来の低セメントキャスタ
ブルの例）の曲げ強度の９０％以上と同等の曲げ強度だ
ったものには「◎」印、９０％未満７０％以上と十分な
曲げ強度だったものには「〇」印、７０％未満と曲げ強
度が小さかったものには「×」印を記入している。

【００３６】表中に示した「８００°Ｃ焼成後の曲げ強
度」の項目は、「ＪＩＳＲ２２５３キャスタブル耐
火物の強さ試験方法」に準拠して測定した８００°Ｃで
３時間焼成後の曲げ強さが比較例１（従来の低セメント
キャスタブルの例）の曲げ強度の９０％以上と同等の曲
げ強度だったものには「◎」印、９０％未満７０％以上
と十分な曲げ強度だったものには「〇」印、７０％未満
と曲げ強度が小さかったものには「×」印を記入してい
る。

【００３７】表中に示した「１４００°Ｃ熱間曲げ強
度」の項目は、前記の方法で製作した断面が口４０ｍ
ｍ、長さが１６０ｍｍ試験片を用い、１４００°Ｃの電
気炉内、スパン１００ｍｍの３点曲げ強度を測定し、そ
の熱間曲げ強度が比較例１（従来の低セメントキャスタ
ブルの例）の熱間曲げ強度の２００％以上と非常に熱間
強度が大きいものには「◎」印、１５０％以上で２００
％未満と熱間強度が大きいものには「〇」印、１５０％
未満と熱間強度の向上が不十分なものには「×」印を記
入している。

【００３８】また、表中に示した「耐食性」の項目は、
前記の方法で製作した試験片を使用して、スラグ回転試
食試験をＣａＯ／ＳｉＯ₂（モル比）＝２．５のスラグ
を用いて１６５０°Ｃで行い、その浸食速度が比較例１
（従来の低セメントキャスタブルの例）の浸食速度の７
０％以下と非常に耐食性が良好なものには「◎」印、７
０％より大きく９０％以下と耐食性が良好なものにはも
のには「〇」印、９０％より大きく耐食性の向上が不十
分なものには「×」印を記入している。

【００３９】表１と表２の実施例１〜２１が本発明が規
定する条件を満足する流し込み用不定形耐火物の結果で
あり、従来の低セメントキャスタブル（比較例１）と比
べて耐食性と高温での強度（１４００°Ｃ熱間曲げ強
度）が高く、かつ、低温の強度（１１０°Ｃ乾燥後の曲
げ強度）と中間温度域の強度（８００°Ｃ焼成後の曲げ
強度）も同等に高い不定形耐火物を得ることができた。

【００４０】表３に流し込み用不定形耐火物の比較例を
示す。

【００４１】比較例１は、アルミナトセメントを結合剤
として使用（アルミナセメントの使用量が８重量％：不
定形耐火物の全固形分１００重量％に含まれるアルミナ
セメント中のカルシア量が２．４重量％）した従来の低
セメントキャスタブルの代表例である。本発明の実施例
と比べると耐食性と高温での強度（１４００°Ｃ熱間曲
げ強度）が劣ったものである。

【００４２】比較例２は、水硬性遷移アルミナを結合剤
として使用した（水硬性遷移アルミナの使用量が１０重
量％：７５μｍ以下のマグネシア粉末の使用なし）従来
の流し込み用不定形耐火物の代表例である。本発明の実
施例と比べると中間温度域の強度（８００°Ｃ焼成後の
曲げ強度）が小さいものである。

【００４３】比較例３は、７５μｍ以下のマグネシア粉
末の使用量が本発明の規定より少ない例であり、比較例
１あるいは本発明の実施例と比べると、低温の強度（１
１０°Ｃ乾燥後の曲げ強度）と中間温度域の強度（８０
０°Ｃ焼成後の曲げ強度）が小さいものである。

【００４４】比較例４は、７５μｍ以下のマグネシア粉
末の使用量が本発明の規定より多い例であり、流動性が
悪く、流し込み用不定形耐火物に適さないものである。

【００４５】比較例５は、７５μｍ以下の水硬性遷移ア
ルミナの使用量が本発明の規定より少ない例であり、比
較例１あるいは本発明の実施例と比べると、中間温度域
の強度（８００°Ｃ焼成後の曲げ強度）が小さいもので
ある。

【００４６】比較例６は、７５μｍ以下の水硬性遷移ア
ルミナの使用量が本発明の規定より多い例であり、流動
性が悪く、流し込み用不定形材料に適さないものであ
る。

【００４７】比較例７は、７５μｍ以下の珪酸質粒子の
使用量が本発明の規定より少ない例であり、比較例１あ
るいは本発明の実施例と比べると、中間温度域の強度
（８００°Ｃ焼成後の曲げ強度）が小さいものである。

【００４８】比較例８は、７５μｍ以下の珪酸質粒子の
使用量が本発明の規定より多い例であり、過焼結（線変
化：１５００°Ｃ焼成）が大きく、本発明の実施例と比
べると耐食性に劣るものである。

【００４９】比較例９は、７５μｍ以下のマグネシア粉
末と水硬性遷移アルミナの合計の使用量及び、７５μｍ
以下のマグネシア粉末と、水硬性遷移アルミナと珪酸質
粒子の合計の使用量が本発明の規定より多い例であり、
流動性が悪く、流し込み用不定形材料に適さないもので
ある。

【００５０】比較例１０は、７５μｍ以下のマグネシア
粉末、水硬性遷移アルミナと珪酸質粒子の合計の使用量
が本発明の規定より少ない例であり、比較例１あるいは
本発明の実施例と比べると、低温の強度（１１０°Ｃ乾
燥後の曲げ強度）と中間温度域の強度（８００°Ｃ焼成
後の曲げ強度）が小さいものである。

【００５１】比較例１１は、全固形分に含まれるアルミ
ナセメント中のカルシア量が本発明の規定より多い例で
あり、本発明の実施例と比べると高温での強度（１４０
０°Ｃ熱間曲げ強度）と耐食性に劣るものである。

【００５２】表４に、本発明の規定する条件を満足する
湿式吹付け用不定形耐火物の実施例と比較例を示す。

【００５３】表中に示した「流動性」の項目は、前記条
件で湿式吹付け施工した場合おいて、ポンプのシリンダ
ー圧力が１４０．６ｋｇ／ｃｍ²（２０００ｐｓｉ）以
下で非常にポンプ圧送性が良好であったものには「◎」
印、ポンプのシリンダー圧力が１４０．６ｋｇ／ｃｍ²
（２０００ｐｓｉ）を越えたがポンプ圧送可能であった
ものに「〇」印、また、ポンプ圧送できなかったものに
は「Ｘ」印を記入している。

【００５４】表中に示した［線変化率：１５００°Ｃ焼
成］の項目は、施工体から切り出した試験片を使用し
て、「ＪＩＳＲ２５５４キャスタブル耐火物の線変
化率試験方法」に準拠して測定した１５００°Ｃ焼成後
の線変化率が０％以上と過焼結を示さなかったものには
「◎」印、０％より小さく−０．５％以上と過焼結が十
分に小さかったものには「〇」印、−０．５％より小さ
く耐火物として不適切とされたものには「×」印を記入
している。

【００５５】表中に示した「１１０°Ｃ乾燥後の曲げ強
度」の項目は、施工体から切り出した試験片を使用し
て、「ＪＩＳＲ２２５３キャスタブル耐火物の強さ
試験方法」に準拠して測定した１１０°Ｃで２４時間乾
燥後の曲げ強さが比較例１２（従来の低セメントキャス
タブルの例）の曲げ強度の９０％以上と同等の曲げ強度
だったものには「◎」印、９０％未満７０％以上と十分
な曲げ強度だったものには「〇」印、７０％未満と曲げ
強度が小さかったものには「×」印を記入している。

【００５６】表中に示した「８００°Ｃ焼成後の曲げ強
度」の項目は、施工体から切り出した試験片を使用し
て、「ＪＩＳＲ２２５３キャスタブル耐火物の強さ試験
方法」に準拠して測定した８００°Ｃで３時間焼成後の
曲げ強さが、比較例１２（従来の低セメントキャスタブ
ルの例）の曲げ強度の９０％以上と同等の曲げ強度だっ
たものには「◎」印、９０％未満７０％以上と十分な曲
げ強度だったものには「〇」印、７０％未満と曲げ強度
が小さかったものには「×」印を記入している。表中に
示した「１４００°Ｃ熱間曲げ強度」の項目は、施工体
から切り出した断面が口４０ｍｍ、長さが１６０ｍｍ試
験片を用い、１４００°Ｃの電気炉内、スパン１００ｍ
ｍの３点曲げ強度を測定し、その熱間曲げ強度が比較例
１２（従来の低セメントキャスタブルの例）の熱間曲げ
強度の２００％以上と非常に熱間強度が大きいものには
「◎」印、１５０％以上で２００％未満と熱間強度が大
きいものには「〇」印、１５０％未満と熱間強度の向上
が不十分なものには「×」印を記入している。

【００５７】また、表中に示した「耐食性」の項目は、
施工体から切り出した試験片を使用して、スラグ回転試
食試験をＣａＯ／ＳｉＯ₂（モル比）＝２．５のスラグ
を用いて１６５０°Ｃで行い、その浸食速度が比較例１
２（従来の低セメントキャスタブルの例）の浸食速度の
７０％以下と非常に耐食性が良好なものには「◎」印、
７０％より大きく９０％以下と耐食性が良好なものには
ものには「〇」印、９０％より大きく耐食性の向上が不
十分なものには「×」印を記入している。

【００５８】実施例２２〜２９が本発明が規定する条件
を満足する湿式吹付け用不定形耐火物の結果であり、従
来の湿式吹付け用の低セメントキャスタブル（比較例１
２）と比べて耐食性と高温での強度（１４００°Ｃ熱間
曲げ強度）が高く、かつ、低温の強度（１１０°Ｃ乾燥
後の曲げ強度）と中間温度域の強度（８００°Ｃ焼成後
の曲げ強度）も同等に高い不定形耐火物を得ることがで
きた。

【００５９】比較例１２は、アルミナトセメントを結合
剤として使用（アルミナセメントの使用量が８重量％：
不定形耐火物の全固形分１００重量％に含まれるアルミ
ナセメント中のカルシア量が２．４重量％）した従来の
湿式吹付け用の低セメントキャスタブルの代表例であ
る。本発明の実施例と比べると耐食性と高温での強度
（１４００°Ｃ熱間曲げ強度）が劣ったものである。

【００６０】

【発明の効果】本発明は、従来の低セメントキャスタブ
ルと比べて、耐食性と高温での強度が高く、かつ、従来
の低セメントキャスタブルと同等に低温から中間温度域
の強度も高い不定形耐火物が得られた。さらに、流し込
み施工に限らず、湿式吹付け施工にもおいてもその特性
を十分に発揮することができた。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】不定形耐火物の全固形分中に含有する、
粒径７５μｍ以下のマグネシア粉末、水硬性遷移アルミ
ナおよび珪酸質粒子のそれぞれの含有量をＡ重量％、Ｂ
重量％およびＣ重量％としたとき、０．５≦Ａ≦３０，０．５≦Ｂ≦１５，０．５≦Ｃ≦１
０，１≦Ａ＋Ｂ≦３５，２≦Ａ＋Ｂ＋Ｃ≦４０，である
特定マトリックスの不定形耐火物。
【請求項２】アルミナセメントを含む不定形耐火物の
全固形成分中で、アルミナセメントに含有されるカルシ
ア成分が１．５重量％以内の量となる請求項１記載の不
定形耐火物。
【請求項３】請求項１又は２記載の不定形耐火物を使
用する湿式吹付け施工方法。