JPS5899162A - 耐火性結集体の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は発熱的酸化性材料の固体粒子が少なくとも１種
の不燃性耐火材料の固体粒子と湿舎審れ燃線せられる耐
火結集体の製造方法に関す墨ものであ番。

かか番方法は例えばクラバーベルの英−特許第１３３０
９８４号で公知である。このような耐火性結集体を作る
方法は耐火性プロッタその他の表面上に耐火性被覆を形
成せしめるのに利用で壷、この方法は特にその場での炉
ライニングの修復あるいは強化に好適であり、また多く
の場合炉作業中に利用することが可能である。

噴射流台物中に使用せられる酸化性材料の選択が燻焼の
おこり方に、従って得られる耐火結集体の結金性に重大
な影響を有することが見出された。

本発明の主目的は出発混合物中に使用曽られる酸化性材
料が良好な結果を与えるべく遥定曽られる方法を提供す
蟇にある。

本発明に従えば、平均粒子径５　Ｇ　ｐｍ以下の発熱的
酸化性材料の粒子を不燃性耐火材料の粒子と滉金し該混
合物を一表函に噴射しつつ燃ｌ１１１１甘該表藺上で密
着耐火性結集体を形成せしめること、ならびに前記酸化
性材料がケイ素とアルミニウムからなり、アルミニウム
が全湿★物の１２重量哄以下の量で存在ぜしめられるこ
とを特徴とする耐火性結集体の製造方法が撮供曽られる
。

（５） 本願明細書において、ある材料粒子の平均粒子径がある
特定値以下という場合、該粒子の少なくとも５０重量囁
が該値以下の粒子サイズを有することを意味す石。

アルミニウムを全滉舎物の１２重量−以下の量で使用す
ることは原料混合物の噴射中に生起せしむべ舎反応の開
始を促進するのに有効であり、アル１ニウ五量が最大で
も１２重量嘔しか存在しないので、噴射中に７ラツシユ
バツクの生じる領内が著しく抑えられることが見出され
ている。アルミニウムと組合わせてケイ素を用いること
は噴射中の反応生起速度に極めて良好な効果を有し、非
常に優れた耐火製品を与える。

このような噴射中の反応進行の結果として、得られ墨耐
火性結集体は良好な密着性を有する。

前述せる粒子径の可燃性粒子を用いることは優れた反応
性を確実ならしめ、従ってケイ素とアルミニウムからな
る酸化性材料の酸化を実質的に完全なものとす墨、この
ことは形成せられ１耐火性繍集体が未酸化材料で汚染せ
られるζ（６） とを回避し、また特に、不燃性耐火材料に可能な最大の
熱を与えるという重要な利点をもつ。

好ましくはケイ素とアルミニウムの前記粒子の最大粒子
径は１００声調以下で、最適には最大粒子径が５０声割
以下である。

酸化性材料の比表面積が３０００ｄ／ｒ以上の場合さら
に良好な結果の得られることが見出された０例えばケイ
素粒子は５ｏｏｏ〜８０００ｃｄ／ｆの比表面積をもつ
。それと共に、あるいはその代りに、アルミニウム粒子
が例えば３０００〜１２０００ａＪ／ｒの比表面積をも
つ、最良の結果をつるためには、かかる酸化性物質のそ
れぞれが４０００〜５ｏｏｏｃｊ／ｌの比表面積を有す
る。

本発明の好ましい具体例において、アルミニウムは金浬
舎物の９重量哄以下の量で存在せしめられる。こうする
と１反応の良好な開始を許容しつつ、しかも混合物噴射
中の７ラツシユパツクの危険性をさらに少なくす番こと
がで金石。

好ましくは、アル１ニウムとケイ素は壷計量で全混合物
の２０重量哄以下の量で存在せしめられる。アル１ニウ
ふとケイ素をこのような量て使用することは高い熱出力
と比較的少ない燃婉材料の使用量のつりあいが良好に達
成される。

このような割合で存在するアルミニウムとケイ素の燻焼
で発生する熱は、噴射混合物の不燃性成分として有用な
大量の耐火性材料粒子の少なくとも表面の溶融をもたら
し、良好な密着性製品を得るのに充分であることが見出
されている。

例えば、こういった割合の酸化性材料を用いると無石芙
シリカ粒子とシルコニフェラス粒子の如壷高度耐火性粒
状材料の少なくとも表面の溶融を許容し、本発明方法を
コークス化、ガラスＩｌ造ならびに冶金目的の耐火物質
の修復に利用可能ならしめつる。従って、選択可能な不
燃性物質は極めて多く、適当なコストの原料を用いる本
発明方法により極めて良好な結果が得られる。

さらＫまた、不燃性耐火物粒子の適当な選択により、少
量のかかる酸化性材料を用い、ケイ素畠よび／またはア
ルミニウムを含まぬ耐火製品上に、必要なら該製品組成
に可能な限り組成の近い密着耐火性結集体を沈着せしめ
ることによりその、例えば修復処理が可能である。

最良の結果を得るためには、アルミニウムとケイ素は合
計量で全混合物の１０〜１５重量−存在せしめられる。

本発明の好ましいある種具体例において、全混合物は９
〜１５重量略のケイ素と７嘴までのアルミニウムを含む
。

本発明の別の好ましい異体例において、全混合物は３〜
９重量哄のケイ素と３〜９哄のアルミニウムを含む。

噴射混合物の不燃性耐火材料は好ましくは一８１０Ｂ　
、　Ｅｒａ＠　、ムＩｔ’ｓ　、　’ｇ’　＊シリマナ
イト、マライト、ジルコンの１種あるいは２種以上から
なる。ある特定状況下に使用さるべき材料（群）の実際
の選択は、その製品の使用さるべ合条件による。使用時
に耐えねばならぬ温度、ならびに耐大成品が接触する例
えば溶融金属あるいはガラスのような材料による腐食に
対する耐性と（９） はＩＩＫ、本発明により形成せられる耐火性結集体と第
２の耐火性ボディとの間の密着性の問題がある。かかる
問題は例えば炉のその場での修復あるいは注ぎ出し管の
ようＫＩＩＩＩＫ腐食しやすい部分をライニングすると
きに間層とな墨。事実、炉の修復の場合、本発明の耐火
性生成物は修復せられる表面に大体同じ耐火特性をもつ
ことがＩＪＩましいが、耐火材料の局部が特に腐食され
やすい場合にはより耐火性の材料のライニングを作るこ
とが望ましい。本発明方法により第２の耐火ボディ上に
耐火性結集体を作番場合、形成せられ６耐火性結集体が
該耐火ボディの主構成成分の物質からなることを確実な
らしめるため１本発明で使用せられる原料混合物を作る
際に第２の耐火ボディの組成を考慮する必要がある。

それとともに、あるいはそれとは別に、形成せられる耐
火性結集体の熱膨張係数が前記耐火ボディの熱膨張係数
と近い値を有し、第２ボデイ上に作られる結集体が熱瞬
因ストレスにより（１０） 分離しないようにすることが極めて望ましい。

従って、例えば全体的にあるいは主としてマグネシアか
らなる塩基性耐火ブロックから作られた炉の修復の場合
、混合物でスプレーされる不燃性材料はもっばらマグネ
シア粒子からなる。

他方、例えばマグネシアから作られた注ぎ出し管上によ
り耐火性のライニングを作ることが望まれる場合、スプ
レーされる不燃性材料は例えば４０重量嘴のＭｇＯと４
０重量哄のＺｒ０１を含む。

同様に、アルミニウムあるいはシリコアルミニラム耐火
物の修復時にはアル電すおよび／またはシリマナイトお
よび／家たはマライトを含むことが好ましく、シリカ耐
火物の場合には、シリカ粒子が噴射され、シルコニ７エ
ラス耐火物の場合ジルコニアあるいはジルコン粒子カ噴
射され墨のが好ましい。

原料物質とｊ１２耐火ボディの成分を良好な１着性をう
る目的で比較す６際酸化物の混合物の如く複化金物群、
例えばシリケート群を考慮するととｋより完全に＃１１
足すべ舎結果が得られる。

該Ｓ！壺物の不燃性耐火物粒子の溶融は一部分、該粒子
の粒子径に左右せられる。かかる溶融を促進し、耐火生
成物の密着性を良好ならしめるため、また完全に溶融し
た耐火生成物を得るため、かかる粒子の平均粒子径は５
００μｍ以下、より好ましくは３００μｍ以下であるこ
とが好ましい。

本発明の原料混合物はグラバ−ベルの英国特許第１３３
０８９５号記載の装置を用い噴射され墨のが好ましい、
かかる装置は好ましくは後述の如く改変ぜられる。

本発明は炉のライニングをその場で修復するのＫ１１に
有用である。損傷部位が到達可能である場合、すなわち
炉内容物で覆われていない場合、かかる修復は多くの場
合生産性を落とさぬよう炉の操作中に実施可−である。

他の場合には炉を空にするとか一部分空にする必要があ
ろうが、炉が冷却する家でまつ必要はなく、従って生産
性の低下ならびに再加熱コストが最少限に讃廖えられる
。事実、密着性耐火ボディを作るという点からいえば、
多くの場合原料混合物を高温の耐火性表面に噴射するこ
とが好ましい。

本発明はまた使用ずみボディの修復であろうと新しい複
合耐火性ボディを作る場合であるとを問わず他の耐火材
料上に高度の耐火性ライニングを作る（不燃性粒子の適
当な選択により）のにも、會た耐火性レンガおよび他の
製品を始約て作るのにも存用である。

グラｔ４−ベルの英国特詐明細書に記載の装置に対する
改変を以下話付図により説明する。

図において、シリンダー１０１にはトラフ１０２が懸垂
されていてシＶンダーを二つの部屋に分け、これらは互
いに気密にシールされている。粒状原料混合物１０３は
このトラフ１０２内に収められており、そこからスクリ
ュー１０４によりじょうご１０５中を通り、シリンダー
から導かれている硬質パイプ１８中へと落下する。

第１図に示される如く、スクリュー１０４は令−ター１
０７により駆動され、原料混合物は可撓性ホース１６に
よりランス６へと供給暮れる。

（１３） パイプ１８、ランス６およびホース１６は英国特許１１
１３３０８９５号に記載されているのと同じ数字を用い
て示しである。

使用に際し、原料混合物１０３を含むトラフ室は、酸素
を供給されるシリンダー１０１の他の室より幾分高圧に
窒素で満たされる。このように原料混合物１０３を窒素
で覆うことはランス６からのフラッシュバックの際に安
全性の点で有利である。

別の異体例において、必要な酸素の幾分かあるいは全て
が原料混合物とは別にランスヘッドに供給され、そこで
噴射のため混合され、原料混合物は窒素流により供給さ
れる。

さらに別の改変例では、原料混合物の可燃性粒子が窒素
流でランスヘッドに供給され、そこで酸素流により供給
される不燃性粒子と混合される。これは最も安全でしか
も窒素の使用量を少量に保ちうる利点がある。

以下実施例により本発明方法を゛説曲する。なお実施例
ではグラバ−ベルの英国時ｆｆ１１３３０８９５（１４
） 号記載の装置を上述の如く改変したものが用いられてい
る。

実施例　１ ガラス溶融炉のルーフ部の塩基性耐火ブロックが粒径１
００μ？ＰＩ〜４００μｍの電気鋳造マグネシア粒子８
８重量％、ケイ素１０％およびアルミニウム２重量幅か
らなる原料混合物を用い本発明方法に従いその場で修復
された。ケイ素は最大径１０μｍ、比表面積４０００ｃ
Ａ／ｌの粒状であり、アルミニウムは平均粒子径１０μ
ｍ以下、比表面積６０００ｃＩＩ／Ｆの粒子であった。

流により０．５Ｋｆ／分の割合で１０００℃以上の損傷
ルーフ面に噴射され密着耐火性ライニングが作られた。

本実施例の一改変例で、電気鋳造マグネシアの代りに燥
＊７グネシアが用いられた。゛さらに別の一改変例で、
ケイ素の一部がアルミニウム粒子でおきかえられた。

実施例　２ 実施例１に記載の粒子特性をもつ可焼性粒子としての８
％Ｂ１と４　％　ＡＩを、粒子径５０μｍ〜５００μｍ
の不燃性耐火粒子としての３５噂ＺｒＯ２２よび５３％
ＡｌｌＯｓ　（いずれも重量％）と共に含む混合物が作
られた。この原料混合物がジルコニア、アルミナおよび
シリカから作られた電気鋳造Ｚａｏ　（登録商標名）表
面で１２００℃に予熱されたものに、実施例１に述べた
供給速度で酸素流により噴射された。

密着溶融耐火性被覆が形成された。

実施例　３ 実施例２を、ただし下記原料混合物を用いくり返し実施
した。

量（重量％）平均粒子径（μｍ）　比表面積（ｃｄ／７
）Ｚｒ０１　　４５〜５０　　　　１５０ＡｌｓＯｓ　
　４３〜３８　　　　１００ｓ１４　　　　　　　　　
６　　　　　　５００　ＯＡｌ　　　　８　　　　　　
　　　５　　　　　　４７００実施例　４ 下記原料混合物を用い実施例２をくり返し実施した。

Ｅｒ０１　　　８８　　　　　　１５０８１　　　　４
〜８　　　　　　　６　　　　　　　５０００ム１　　
　８〜４　　　　　　　　５　　　　　　　４７００実
施例　５ 下記原料混合物を用い実施例２を（り返し実施した。

量（重量−）平均粒子径（μＷ＆）比表面積（ａ４／　
ｆ　）！ｒｏｓ　　　　３０　　　　　１５０Ａ１ｍｏ
ｓ　　　　５０　　　　　１００８１　　　１４　　　
　　　　６　　　　　　５０００Ａ１　　　　　６　　
　　　　　５　　　　　　４７０Ｇ実施例　６ 下記原料層金物を用い実施例２を（り返し実施した。

量（重量哄）平均粒子径（μｍ）比表面積（−し４）Ｚ
ｒＯｌ　　　　４５　　　　　１５０ｓ１ｏ、　　　　
３８　　　　　　８０Ａ１１０参　　　１δ　　　　　
１００ｓｉ６　　　　　　　６　　　　　　５　Ｇ　Ｇ
　０ム１　　　　　６　　　　　　　５　　　　　　４
７００（１７） 実施＃１７ ８０〜９０重量哄のシリ７ナイトおよび／家たはマライ
トとケイ素−アルミニラム調合物の調合物、ただしケイ
素含量は混合物の９〜１５襲、アル鷹ニウム含量はγ憾
以下の原料混合物を噴射させ溶融シリコ−アルミナス耐
火彊品を作った。

原料混合物は１８０ｍ／分の割合で供給される酸素流１
？１４７分の割合で金型にスプレーされた。

シリマナイト珈よび／またはマライト粒子は平均粒子径
が５０声清で、ケイ素とアルミニウム粒子はそれぞれ実
施例２〜６に述べた粒子特性のものであった。ガラスお
よびスチール溶融炉のコルハート（登録商標４）スタン
ダードブロック（重量で約２８１８１０ｍと’１０％ム
１．Ｏ１を含む）が１０００℃以上の温度で同様方法て
スプレーによりその場で修復された。

実施例　８ 主としてトリダイマイト型のシリカブロック（１８） から作られたコークス炉壁が、２０（１部分酸素中１麺
／分の割合で供給される８７哄シリカ、１２哄ケイ素詔
よび１哄アル電ニウム（いずれも重量哄）からなる原料
混合物の噴射により１１５０℃の温度でその場において
修復された。

使用せるシリカは重量で３部のクリスト１４ライトと２
部のトリダイマイトからなる粒子径１００μｍ〜２−の
ものであった。

ケイ素参よびアル１ニウム粒子はそれぞれ平均粒子径１
０声−以下で、ケイ素の比表面積は４０００ａｌ／ｌ、
アル電ニウムの比表面積は６ｏｏｏｊ７ｔであった。雫
られ窄密着耐火鳩ライニングは元のシリカ炉壁に密着し
ていた。

上記実施例のいずれにおいてもケイ素およびアルミニウ
ム粒子の最大径は５０μ解をこえるものはない。

本願明細書に参いて比表面積の値につ會言及されている
場合、これらは英国、ウエムブリーのグリフイン　アン
ド　ジ■−ジ　リミテッド社製ブツイン装置を用いての
古典約透磁法によリ、リグデンの計算法により得られた
値である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施に用いられる装置の側断面図
、第２図は第１図の装置を画線１−菖により切断した断
面図。 特許出願人　　　グラヴルペル ｉ謳１ ＦＩＧ、１１−ＩＩ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　平陶粒子＠ｓｅｐ以下の発熱的酸化性材料の粒子を
   不働性耐大材料の粒子と員壷し該縣壷物を一表１ｉＩＫ
   噴射しつつ蟻−８曽て該表面上で書着耐大性輸集体費形
   威せしめることならびに前記酸化性材料がケイ素とアル
   １ニウムからなり、アル電ニウムが金層金物の１！重量
   哄以下の量？Ｊｌ＆せしめられ墨ことを特徴とする耐火
   性結集体の籠途方法。 象　ケイ１ａとアル電ニウム粒子の最大粒子価が１００
   　ｔｓａａ　ｐｉ下、好ましくは５０ＩＩ；ｌＩｓ以下
   てあ墨特許請求の範■第１項記載の方法。 亀　酸化性材料の比表面積が３０００ａｌ／ｆ以上！あ
   る特許請求の範囲第１項あるいは第２項ｍ！噴・′ｊＩ
   論。 ４　　’１４嵩稙ｆｔ）比表＊＊＊ｒｓｏｏｏ−ｓｏｏ
   。 −／ｆ？あ４仲許請求の範■第３項記載の＊ｍ。 翫　アル電ニウム粒子の比表ｉｉｉ＊が５ｏｏＯ〜（２
   ） １２００６ｄ／ｆである特許請求の範囲第３項あるいは
   第４項記載の方法。 １　香酸化性材料の比表面積が４０００〜ｓｏｏ。 ｄ／ｆである特許請求の範囲第４項あ墨いは第５項記載
   ０７法。 ７、アル電ニウムが全混合物の９重量哄以下であ４ＩＩ
   ＩＰ許請求の範囲第１項〜第６項のいずれかに記載の１
   決。 亀　アル１ニウムおよびケイ素が会計量て金層金物の２
   ０重量憾をこえぬ量で存在せしめもれ１ｗ＃許請求の範
   ■第１項〜第７項のいずれかに記載の方法。 証　アル１ニウム参よびケイ素が会計量て金層金物の１
   ０〜１ｓ重量鳴て存在せしめられ４４１１許請求の聰■
   第Ｓ項記噴の方法。 １Ｇ、　　金瀝壺物がＩＩ〜１５重量憾のケイ素と７噂
   までのアル電ニウムを含む特許請求の範−１１１項〜第
   １項のいずれかに記載の方法。 １１、金層金物がトＩ重量憾のケイ素と３〜９重量−の
   アル１ニウムを含む特許請求の範囲１項〜ＩＩｅ項のい
   ずれかに記載の方法。 １１　　厘合物の不燃性耐火材料が８１０１　、　！ｒ
   ｏ１　。 ＡＩ、Ｏ，、Ｍ、Ｑ　、シリマナイト、マライト、ジル
   コンの１種あるいは２種以上からなる特許請求の範Ｓ第
   １項〜第１１項のいずれかに記載の方法。 １＆灘金物の不燃性耐火材料の平均粒子径が５００μ調
   以下である特許請求の範囲第１項〜第１２項のいずれか
   に記載の方法。 １４、不燃性耐火材料粒子の平均粒子価が３００−以下
   である特許請求の範■第１３項記載の方法。