JPS5849511B2 - 不定形耐火物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高炉出銑樋などのごとく還元雰囲気下で使用す
る不定形耐火物に関するものである。

従来高炉出銑樋の内張り用耐火物としては耐火スタンプ
材が使用されていたが、最近流し込み施工が使用される
ようになった。

流し込み施工の利点としては施工の省力化、特に補修が
容易といった施工面と同時に均一な施工体が得られ、組
織が緻密となる利点がある。

従来、流し込み用の不定形耐火物としては、一般にアル
ミナセメントを結合剤とした水硬性キャスタブルが主体
であったが、アルミナセメント結合は８００〜１２００
℃の中間温度域での強度劣化がある。

さらに１ ２ ０ ０ ’ｃ以上の高温域での熱間特性
が劣る欠点がある。

また、耐火粘土を結合剤として解膠剤および凝集剤を添
加した流し込み材があるが、加熱した場合、粘土中のカ
オリナイトが分解し、ムライトとクリストバライト、お
よびガラスとなって組織の強度、特に熱間強度、耐スラ
グ性が劣るという問題がある。

これらの粘土の欠点を是正するために特開昭５２−９０
１１号公報にアルミニウム粉末の添加によりガラスの生
成を抑制すると同時に炭化珪素とコランダムを主或分と
する直接結合組織を有する耐火性スタンプ材がある。

しかし、流し込み材のごとく混線時に水を多量に使用す
るものにおいては、アルミニウム粉末と水の水和反応に
より水酸化アルミニウムとなり施工体の組織を崩壊した
り、発生する水素ガスの爆発事故につながる危険性があ
る。

これに対し特開昭５３−６６９１７号公報にはアルミニ
ウムに水和反応抑制剤としてホウ酸アンモニウム等を添
加し、アルミニウムの水和反応によって養生中の発熱に
よる含有水分の減少および水素ガス発生による通気率の
上昇効果で流し込み施工後、急激な加熱乾燥を行なって
も爆裂や崩壊を生じない粘土結合の流し込み材がある。

しかし、上記のごとくアルミニウムが水和反応によって
水酸化アルミニウムになったのでは加熱、使用時におい
て粘土よりガラスの生成を抑制すると同時に炭化珪素と
コランダムを主成分とする結合組成は発現させ得ない。

本発明は前述のごとき欠点を改善するために種種研究し
た結果、従来耐火スタンプ材の結合剤として使用されて
いたアルミニウムに予め樹脂を被覆したものを用いるこ
とにより、水分を使用する不定形耐火物の結合剤として
使用する発明に関するものである。

すなわち本発明の目的は粘土を使用し、施工性を良《し
、水とアルミニウムの水和反応を抑制、または完全にな
くすることにより、施工体の組織を破壊することなく加
熱後の強度および耐スラグ性の優れた特性を有する不定
形耐火物を供給するにある。

本発明は予め樹脂を被覆させたアルミニウム粉末（以下
アルミニウム被覆品という）をアルミニウムとして０１
〜５重量％、粘土１〜８重量％、金属シリコンまたは／
およびフエロシリコン１〜５重量％、残部を耐火骨材で
構成してなる不定形耐火物である。

本発明の特徴はアルミニウム被覆品を使用することによ
りバインダーに制限されることなく、アルミニウムが使
用できる点である。

すなわち、不定形耐火物の混線時一般に使用する水との
水和反応を抑制または完全になくした施工体が得られる
。

施工体の加熱によってアルミニウム被覆樹脂は軟化溶融
分散し、カーボンボンドとなる。

またアルミニウム粉末は紛土中のＳｉＯ２を脱酸し同時
に使用時の雰囲気ガス中のＣＯ，ＣＯ２をも脱酸してＡ
ｌ２０３となる。

一方脱酸されたＳｉ０２のＳｉは、同じ《脱酸されたＣ
Ｏ，ＣＯ２のＣと反応してＳｉＣを生成し、Ａｌ２０３
とＳｉＣ との直接結合組織による耐スラグ性を向上さ
せる特徴を有する。

本発明に使用する耐火骨材としては主にアルミナ質、高
アルミナ質、粘土質シャモット、炭化珪素質、窒化珪素
質、黒鉛でアルミナ質、高アルミナ質は主に粗粒として
粘土質シャモット、炭化珪素質は粗粒または微粉として
、窒化珪素質、黒鉛は微粉として適宜配合される。

本発明に使用するアルミニウム粉末の粒度は樹〉ぐ脂に
よる完全な被覆および施工体中への均一分散、加熱使用
時の反応表面積の増大等の関係上微粉である程好ましい
。

種々実験の結果０．３ｍｍ以下であればほぼ満足するも
のであるが、さらに最適粒度としては０．１４９間全通
で０．０４４ｍｍ以下が少なくとも６０重量％以上ある
ものが好ましい。

本発明のアルミニウム被覆に用いる樹脂の例を挙げれば
石油類の水蒸気分解または重質油の重合によって得られ
るピッチやアスファルトピッチ、タールピッチ、ノボラ
ツク型フェノール樹脂、ソックス、ロジンで常温で固体
でかつ軟化点が８０℃以上のものが好ましい。

軟化点が低い場合アルミニウム被覆品の粒度調整が困難
で施工後乾燥時早期にアルミニウム表面がでやすく、永
和反応することがある。

これらの熱可塑性樹脂の一種または混合物を用い、アル
ミニウム粉末１０重量部に対し、樹脂は１０〜２００重
量部で被覆したものが好ましい。

樹脂が１０重量部以下では完全に被覆できず、また粒度
調整時アルミニウム粉末表面がでやすい。

樹脂が２００重量部以上になるとアルミニウムの効果を
出すために多量のアルミニウム被覆品を使用することに
なり施工体の組織をこわすこともある。

アルミニウム粉末に被覆する手段としてはアルミニウム
粉末と樹脂を、例えば約１００〜３００℃で加熱混練し
、次いで冷却後、粒度調整する。

あるいは樹脂を溶剤で液状とし、アルミニウム粉末と混
練し、次いで乾燥後粒度調整することにより、アルミニ
ウム被覆品が得られる。

本発明に用いるアルミニウム被覆品の粒度については樹
脂の種類および被覆量に影響されるが一例としてピッチ
被覆品（アルミニウム粉末／ピッチー％重量比）を通常
のキャスタフルに所定量を加え添加水分８重量％で混練
したものを気温２０℃湿度７０％養生した実験結果を第
１表に示す。

本実験によればアルミニウム被覆品のね度が０． ５
ｍｍ以上のものでは完全に被覆されており、施工時にア
ルミニウムの水和反応は認められなかった。

しかし１山以下（０．５ｍｍ以下５０重量％）の場合添
加量によって発熱温度は異なるがいずれも水和反応によ
る発熱は認める。

上記のごと《アルミニウム被覆品の粒度によって水和反
応状態に差がある。

アルミニウム被覆品の均一分散させるためには細粒が好
ましいが、使用目的すなわち、ラミング材のごとく混練
後長期間保存性を必要とする場合は２〜０． ５ ｍｒ
ｔｔを用い、現場混練する場合は少量の０． ５ ｍｍ
以下を含有しても良いといった使い分けをすることが好
ましい。

本発明に用いるアルミニウム被覆品の添加量はアルミニ
ウムとして０．１〜５重量％が好ましい。

０．１重量％以下ではアルミニウムの効果がなく、また
５重量％以上ではアルミニウムの過剰によって炭化アル
ミニウムを生成しやすくなり好ましくない。

炭化アルミニウムの生戒防止を目的とする金属シリコン
、または／およびフエロシリコンの添加量はアルミニウ
ム粉末の添加量に基づいて決定されるべきもので１〜５
重量％でその効果は充分である。

次に粘土１〜８重量％はなじみのよい粘土が用いられる
。

使用目的は施工時におけるラミング材においては施工性
を好適にする。

キャスタブルの場合は適切な解コウ剤の使用により流動
性をよくし、施工性が良好となる。

一方加熱においては粘土中のＳｉＯ２をアルミニウムに
より脱酸し、ＳｉＣを生成し、熱間強度と耐スラグ性を
向上させる。

その使用量は８重量％以上になると上記の効果がない。

以下に本発明の実施例を示す。

配合比はすべて重量％である。

第２表に実施例に使用した配合比と、その配合物の発明
品１、２、３および比較品１は８〜１２重量％の水を添
加し、混練後４０×４０Ｘ１６０ｍｍの金粋に流し込み
後の特性を示し、発明品４および比較品２は添加水分５
重量％で混練後１ ０ ０ ｋｇ／ｃ４で加圧成形後の
特性値を示す。

上記のごとく本発明品は従来のキャスタブル材やラミン
グ材にみられない優れた特性を有するものである。

すなわち強度は従来品に比較し２倍以上、また耐火スラ
グ性も従来品に比較し２倍の強さがある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ あらかじめ樹脂を被覆させたアルミニウム粉末をア
   ルミニウムとして０、１〜５重量％、粘土１〜８重量％
   、および金属シリコンまたは／およびフエロシリコン１
   〜５重量％、残部を耐火骨材で構成してなることを特徴
   とする不定形耐火物。