JPS5827233B2 - 耐熱性キヤスタブル調合物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は耐熱性キャスタブル調合物、特に高温強度の大
きい耐熱性キャスクプル調合物に関するものである。

キャスクプル耐火物は施工が容易なことや施工後比較的
短時日で使用可能などのため各種窯炉材として広く使用
されているばかりか、近年その使い方として窯炉用とし
てでなく、かなり複雑な形状やパイプのセラミックスラ
イニング用など特殊のライニングにも有効なものとして
利用されてきている。

本発明は、主としてパイプ状などの特定の形状の耐火材
用として爾後の熱処理に直ちに使用可能でかつ使用に充
分対えうる性質のものに適したものとして開発されたも
のであるが、勿論窯炉としてのキャスタブル耐火物とし
ても有効なものである。

従来のキャスタブル耐火物はアルミナセメントを結合相
とするものであるため、アルミナセメントの融点が低い
（約１５５０〜１６００°Ｃ）ことに帰因して、キャス
タブル耐火物の高温強度は充分ではなかった。

この点を解決するために、アルミナセメントの硬化調整
材を少量添加するなどしてアルミナセメントの使用量を
減する工夫が色々となされており、これらの方法はそれ
相応の効果は持つものの用途あるいは骨材の種類によっ
ては末だ満足できる状態ではない。

そこで、本発明者等は従来のキャスクプルで未だ解決を
みないより大きな高温強度を実現するために研究を重ね
た結果、本発明に到ったもので、本発明は粒度０．１μ
以下のセラミックス超微粉末を硬化調整剤として配合し
てなるストロンチウムアルミネートセメントを骨材との
結合材とする耐熱性キャスクプル調合物を要旨とするも
のである。

即ち、本発明は、骨材との結合材として従来用いられた
ことのないストロンチウムアルミネートセメントを用い
ることを１つの特徴とし、更にストロンチウムアルミネ
ートセメントの硬化調整剤として０．１μ以下のセラミ
ックス超微粉末を用いることを今一つの特徴とするもの
である。

ストロンチウムアルミネートは５ｒＯ−Ａ１２０３゜Ｓ
ｒ０・２Ａ１２０３．Ｓｒ０・６Ａ１２０３などの化合
物が知られており、いずれも従来のアルミナセメント（
カルシウムモノアルミネート）の融点１５５０〜１６０
０’Ｃに比べてかなり高い。

本発明者等は、ストロンチウムアルミネートの水和硬化
につき、充分なる研究をなした後、これをセメントとし
て骨材の結合相として好ましく用いることができること
を見出したことにより本発明をなしえたものである。

ストロンチウムアルミネートは水利により、３Ｓｒｏ−
Ａｌ２Ｏ２・６Ｈ２０、Ａｌ（ＯＨ）３及びＳｒＣＯ３
を生威し、３Ｓｒ（ｌＡ１２０３ ・６Ｈ２０とＡｌ（
ＯＨ）３が結合作用をするものと考えられる。

かくして、水利硬化した３Ｓｒ（）Ａｌ２Ｏ２・６Ｈ２
０及びＡｌ（ＯＨ）３を結合相とするキャスクプル成長
体は加熱されるに従い、結晶水を放出し、大部分は、再
度５ｒＯＡ１２０３，５ｒ（）２Ａ１２０３゜ＳｒＯ・
６Ａ１２０３あるいはこれが骨材と反応して生成される
ＳｒＯとＡ、１２０３を含んだ結晶相となる。

本発明は、上記のストロンチウムアルミネートセメント
を結合相とすることの他に、これに０．１μ以下のセラ
ミックス超微粉末を配合することを必須要件とするもの
である。

この超微粉末はストロンチウムアルミネートセメントの
硬化時間を調整、特には短縮する効果と同時にキャスク
プル成形体の硬化後の強度を所望の値にするのに必要な
ストロンチウムアルミネートセメントの量を低減させう
る効果を有する。

この超微粉末の前者の効果は、キャスクプル調合物を型
に流し込んだ後、離型が可能になる迄の時間が短縮でき
ることになり、特に形状が複雑なものを鋳込んだりする
場合、型の回転がよいことから高価な型が少なくて済む
等の利点をもたらすものである。

更に、この超微粉末の後者の効果は、本発明にとって特
に重要なものであるが、比較的に高価なストロンチウム
アルミネートの使用量を減少させると同時に、骨材粒間
に介在するストロンチウムアルミネート量が減少するこ
とにより高温での強度を更に増加させることになる。

本発明において、セラミックス超微粉末を添加する効果
は前述の通りであるが、この超微粉末は粒度が０．１μ
以下、好ましくは０．０５μ以下であることが必要であ
る。

この超微粉末のもつ効果につついて、そのメカニズムが
未だ充分解明されていないため、この超微粉末の粒度を
上記の如く限定する理由も充分に解明された訳ではない
が、この超微粉末の粒度が０．１μ以上になると、スト
ロンチウムアルミネートの硬化促進に大きな効果を与え
なくなることによる。

また、この超微粉末の粒度が０．１μ以上であると、所
望強度を出すに必要なストロンチウムアルミネート量を
減少させる効果も薄れるようである。

上記のような理由から、本発明に用いるセラミックス超
微粉末は粒度が０．１μ以下であることが必要であるが
、更にこの超微粉末の配合量は骨材とストロンチウムア
ルミネートセメントとを含めた含量中において１〜１７
重量咎であることが好ましい。

更に、この範囲は実施例から分る如く２〜１５重量饅が
よく、特に３．５〜１２重量係重量ることが好ましい。

この理由は、この超微粉末の量が１７重重量上り多いと
ストロンチウムアルミネートの硬化による強度発現を妨
げる場合があることなどにより好ましくなく、また、１
重量φより少いとストロンチウムアルミネートセメント
の硬化を促進する効果が少いからである。

また、ストロンチウムアルミネートセメントの配合量は
、骨材との合量中０．５〜１０重量饅、好ましくは２．
５〜１０重量φ重量品ことがよい。

その理由は、０．５重量φ以下では、骨材を結合する量
として不足であり、従って、キャスクプル成形体の強度
が不充分になることにより、また、１０重重量上り多い
と、確かにキャスクプル成形体の室温における強度は向
上するが、高温における強度の向上が望めないことによ
る。

本発明の調合物を使用してキャスクプル成形体を得る場
合、ストロンチウムアルミネートセメントの水利反応の
ため水を添加するが、余り少いとストロンチウムアルミ
ネートセメントの水和反応が不充分となりキャスクプル
成形体の強度が不充分となり、また、多すぎると、乾燥
の過程で気孔が多くなりすぎ、焼成収縮が大きくなるな
どにより添加水量は、骨材、ストロンチウムアルミネー
トセメント及びセラミックス超微粉末との含量に対し３
〜２０重量宏好ましくは３〜１５重量係重量囲内にある
ことが望ましい。

次に、本発明に用いるセラミックス超微粉末と骨材につ
いて説明する。

セラミックス超微粉末は粒度が０．１μ以下であれば特
に限定を要しないが、本発明者の研究によれば、シリカ
、アルミナ、酸化クロム、二酸化チタン、ジルコニア、
ジルコンが本発明の効果上よいことが見出された。

骨材については、耐火物として用いられる時には、やや
粒度を大きめに例えば１０００〜３０００μぐらいのセ
ラミックス粒が用いられうるし、又、パイプ、ローラ等
のファインセラミックスの場合はやや細かい粒度、例え
ば１００〜６００μぐらいのセラミックス粉末が用いら
れつる。

これら骨材の化学種としては特に限定を要しないが、本
発明者の研究によれば、アルミナ、ジルコニア、ジルコ
ン等の高融点酸化物の他に特に炭化珪素、窒化珪素が好
適に用いられうる。

本発明調合物としては、必要に応じて種々の添加剤の使
用が可能で、なかでもさらに望ましくは、その鋳込成形
性を好ましいものとすべく、粘度調整剤を添加配合する
のがよく、これは一般にその目的で知られているカルボ
キシメチルセルロース、ポリビニルアルコールなどでよ
い。

本発明調合物は、このように構成されたものであって、
所定形状の型に鋳込むことにより目的を達成することの
できるものであり、以下さらに実施例で説明する。

実施例 炭酸ストロンチウム粉末とアルミナ粉末の等モルの配合
物を充分に混合し、機械プレスにより成形した後１３０
０°Ｃで５時間焼成した。

これを平均粒径４．５μに粉末した。

この焼成粉末をＸ線回折により調べるとＳ ｒＯ−Ａｌ
２０３ 、 Ｓ ｒＯ・２Ａ１２０３及び５ｒ（）６
Ａ１２０３であった。

このようにして得られたストロンチウムアルミネート粉
末と第１表に示す耐熱性骨材、セラミックス超微粉末水
とを第１表に示す所定割合に混合し４Ｘ４Ｘ１６ｃＩｒ
Ｌの金属製型に入れて硬化反応を行わせた。

（硬化反応時間は第１表に併記。）次に、この成形体を
型より取出し、室温及び高温強度を測定した。

また、従来のアルミナセメントとの比較例も第１表に併
記した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 粒度０．１μ以下のセラミックス超微粉末を硬化調
   整剤として配合してなるストロンチウムアルミネートセ
   メントを骨材との結合材とする耐熱性キャスクプル調合
   物であって、ストロンチウムアルミネートセメントは骨
   材との含量中０．５〜１０重量φであり、粒度０．１μ
   以下のセラミックス超微粉末は骨材とストロンチウムア
   ルミネートセメントとを含めた含量中において、１〜１
   ７重量饅である耐熱性キャスタブル調合物。