JPS5919905B2 - 耐火断熱ボ−ド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は各種窯炉あるいは溶融金属容器の鉄皮と耐火れ
んが間、あるいは稼動面に使用する耐火断熱ボードの改
良に関するものであり、使用時において高強度を有し、
溶融金属の圧力あるいは耐火れんが膨張による応力によ
り、亀裂発生、あるいは破壊を起さないような耐火断熱
ボードを提供することにある。

従来、溶融金属容器、例えば混銑車、溶銑鍋、溶鋼鍋の
保温断熱ならびに省エネルギーのため、鉄皮と耐火れん
がの間に耐火断熱れんが、耐火繊維質断熱材等の断熱材
が使用されてきた。

しかし、耐火断熱れんがは強度が必ずしも十分でなく、
特に溶鋼鍋等に於て使用時、耐火れんがの膨張による熱
応力、および溶鋼の静圧を受けることにより亀裂発生、
あるいは破壊を起し、耐用性に問題がある。

また耐火断熱れんがの強度向上のため気孔率小なるもの
も製造されるが、断熱性の低下を招き、実用上問題があ
り、また通常の焼成耐火れんが製造と同じく、強度発現
のため、焼成工程をとるため大量の燃料を必要とし、コ
ストも高く、省エネルギーの観点からも問題があった。

一方、繊維質断熱材は嵩比重が低く、断熱性も優れてい
るが、強度が低いことにより、溶鋼鍋等の鉄皮、内張り
耐火れんが間の断熱に使用した場合、耐火れんがの膨張
および溶鋼の静圧の応力により圧縮され、断熱性が大巾
に低下すると共に冷却時は耐火れんがと鉄皮間に空隙が
生じ耐火れんがライニング構造にゆるみを起し、耐火れ
んが寿命の低下、目地部への地金侵入が起きる。

また、高温にて長時間使用する時は繊維の結晶化、脆化
を生じ耐用に問題があった。

本発明者等は上記欠点の無い耐火断熱材につき種々検討
の結果、断熱性良好であり、かつ、広温度範囲にて高強
度を保持し、耐用性大なる耐火断熱材を完成したもので
ある。

本発明の要旨は、耐火原料１００重量部に対し、繊維原
料１〜１０重量部、結合剤としてアルミン酸アルカリ塩
２〜１０重量部およびアルカリ珪酸塩２〜１０重量部か
らなる混合物に水を加え成形、乾燥してなり、前記アル
ミン酸アルカリ塩及び前記アルカリ珪酸塩が粉末又は何
れか一方が液体であることを特徴とする耐火断熱ボード
にある。

本発明の特色は結合剤にあり、アルミン酸アルカリ塩と
アルカリ珪酸塩を併用することにより広温度範囲にて高
強度を有する耐火断熱ボードを得ることができる。

本発明に使用されるアルミン酸アルカリ塩としては例え
ばアルミン酸リチウム、アルミン酸ソーダ、アルミン酸
カリ等が使用され得るがアルミナ酸ソーダ以外のものは
高価であり、アルミン酸ソーダの使用が経済面より有利
である。

アルミン酸ソーダとしてはＮ ａ ２０ ／ Ａ ｉｊ
２０３比が０．９〜１．７のものが好ましく、この範
囲外では硬化が進まずかつ高強度が得られにくい。

結合剤の一方であるアルカリ珪酸塩としては例えば１号
珪酸ソーダ、２号珪酸ソーダ、３号珪酸ソーダ、４号珪
酸ソーダ、珪酸カリウム等が使用され得るが、珪酸カリ
ウムは珪酸ソーダに比べ高価であり珪酸ソーダの使用が
経済面より有利である。

珪酸ソーダとしては５ｉ０２／Ｎａ２Ｏ比が０．２５以
上のものが好ましく、０．２５より小なる場合は硬化が
進まず高強度が得られにくい。

アルミン酸ソーダおよびアルカリ珪酸塩の形態は両者が
粉末であるか、あるいは−考が粉末でかつ他者が液状で
あり、両者とも液状である場合には硬化反応速度が早過
ぎ混線中に硬化が進行する場合があり好ましくない。

アルミン酸アルカリ塩およびアルカリ珪酸塩の使用量は
純分として耐火原料に対しそれぞれ２〜１０重量部の添
加が好ましく、２重量部以下では強度が小であり、また
１０重量部を越える時は生角（成形直属のもの）に白肌
点発生の変化が認められることがある。

本発明に使用される耐火原料としてはアルミナ、ボーキ
サイト、シャモット、ロー石、マグネシアクリンカ、炭
化珪素等の耐火原料を単独あるいは混合して使用できる
。

なおその原料は耐火断熱ボードの使用される部位、ある
いは用途により適宜選択される。

本発明に使用される繊維原料は無機繊維としてスラグウ
ール、ガラス繊維、セラミック繊維等であり、有機繊維
としては木材パルプ繊維、麻糸、綿くず、合成繊維くず
等を挙げることができる。

° 無機繊維は常温時および中間温度の強度を与える作
用があるが該耐火断熱ボードの耐火度を低下させるので
その添加量は１０重量部以下とすることが好ましい。

有機繊維は室温時の強度を与え使用時に燃焼によって気
孔が増加し、断熱性を向上す・ る作用がある。

その添加量は５重量部以下が好ましく、５重量部を越え
ると組織が脆弱化する等の欠点が生ずる。

繊維原料として無機繊維を単独にあるいは有機繊維を単
独にまたは両者を併用することができる。

ｉ その繊維原料の長さは１０醋以下であることが混練
時の分散上望ましい。

また、添加量は耐火原料に対し、１〜１０重量部が好、
ましい。

本発明の耐火断熱ボードは耐火原料に繊維原料、結合剤
および５〜３０重量部の水分を添加し、あ； るいは必
要に応じて界面活性剤を添加して混練坏土を得る。

その坏土を通常の流し込み、あるいは加圧成形後、１０
０〜２００℃にて乾燥することにより高強度の耐火断熱
ボードが得られる。

上記手段により得られた耐火断熱ボードは任意； の形
状に容易に切断可能であり成形品そのまま、あるいは各
種形状に切断した後、通常の耐火モルタルにより容易に
ライニングされる。

本発明による耐火断熱ボードは断熱性に優れると共に常
温での強度が大きくまた使用時にも優れ１ た強度を示
すため、溶融金属あるいは内張り耐火れんが膨張による
応力を受けることによる圧壊、圧縮体形等の現象が全く
起らない。

また製造上の熱処理は乾燥工程のみであるため耐火断熱
ボード、製造面での省エネルギの観点からも有意義であ
る。

ン また無機繊維質断熱材のごとく、繊維原料の結晶
化による脆化現象が起らないことにより、内張り耐火れ
んがの寿命あるいは目地部への地金侵入は耐火断熱ボー
ドを使用しない場合と同様であり、本耐火断熱ボード使
用の最大の目的である保温断熱効果が顕著に発現する。

次に本発明品を実施例をあげ具体的に説明する。

実施例 １ 第１表に示した配合物（重量部）を混練後４００Ｘ２０
０Ｘ２０ｍｍ形状に流し込み成形し、１００℃＊Ａ−メ
ー ＊にて１０時間乾燥した。

得られた耐火断熱ボードの品質は第２表のごとくである
。

なお比較として従来の耐火断熱れんがおよび無機繊維質
断熱材を示した。

実施例 ２ 本発明品１を溶鋼取鍋の内張り耐火れんがと鉄反間に全
面２０闘厚さにライニングしその結果断熱効果および耐
用性は２時間の溶鋼滞留時間中におこる溶鋼温度低下は
２〜５℃であり、本発明品を使用しない場合は溶鋼温度
低下は３０°Ｃで、２５〜２８℃の溶鋼温度低下を防止
し得ることが判明した。

その際内張り耐火れんがの寿命は１２０回の耐用で内張
り耐火れんがの耐用は同一であった。

また使用後の発明品１は寸法、その他使用前との変化は
見られなかった。

同様な目的で耐火断熱れんがおよび無機繊維断熱材を同
一溶鋼取鍋にライニングした場合溶鋼温度低下は１０〜
１５°Ｃであったが、内張り耐火れん４がの寿命は１２
０回→７０回に低下してしまうことが明らかとなった。

なお使用後の耐火断熱れんがは圧壊され粉状化しており
また無機繊維質断熱材は加圧収縮し、厚寸３０ｍｍ厚が
３〜７ｍｍに圧縮されるとともに粉状化していることを
確認した。

発明品２，３をセメント焼成ロータリーキルンの断熱用
として耐火れんがと鉄皮間に、また発明品４を転炉の断
熱として耐火れんが、鉄皮間にライニングし、使用した
結果、顕著な断熱効果および長期耐用性が確認された。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 耐大原料１００重量部に対し、繊維原料１〜１０重
   量部、結合剤としてアルミン酸アルカリ塩２〜１０重量
   部およびアルカリ珪酸塩２〜１０重量部からなる混合物
   に水を加え成形、乾燥してなり、前記アルミン酸アルカ
   リ塩及び前記アルカリ珪酸塩が粉末又は倒れか一方が液
   体であることを特徴とする耐火断熱ボード。 −２アルミン酸アルカリ塩がアルミン酸
   ソーダ、アルミン酸リチウム又はアルミン酸カリである
   特許請求の範囲第１項記載の耐火断熱ボード。 ３ 耐火原料がアルミナ、ボーキサイト、シャモット、
   ロー石、マグネシアクリンカ、炭化珪素の１種もしくは
   ２種以上である特許請求の範囲第１項記載の耐火断熱ボ
   ード。 ４ 繊維原料がスラグウール、ガラス繊維、セラミック
   繊維の如き無機繊維又は木材パルプ繊維、綿くず、合成
   繊維ぐずの如き有機繊維である特許請求の範囲第１項記
   載の耐火断熱ボード。