JPS6021869A - ジルコニア質シ−ト状耐火物保護材 - 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】 発明の概要 技術分野 本発明は、ジルコニアを主成分とするジルコニア質シー
ト状耐火物保護材に関する。さらに具体的には、本発明
は、耐火物表面に貼伺施工することにより耐火物の溶鋼
或いは溶融ガラスによる侵食を防止することが可能なジ
ルコニア質シート状耐火物保霞材に関する。本発明はそ
の使用法、即＼この耐火物保護材の施工法にも関する。

近時、耐火物の耐用性向上或いは部分的補強を目的とし
て、各種の方策が試みられている。例えば、耐火物の表
面にモルタル状のコーテイング材の塗布或いは吹イ」、
火炎溶射によるコーティング、シート状物の貼付等が挙
げられる。

しかし、これらはいずれも何等かの問題点を内包してい
て、満足すべきものとはいい難い。すなわち、モルタル
状のコーテイング材の塗布或いは吹付による方法は簡便
に施工できて作業性の面より理想的な方法ではあるが、
受熱時の液分の飛散による亀裂の発生、或いは剥離の発
生、多孔化等により耐火物の保護という役割を充分には
果し得ないのが現状である。また、火炎溶射によるコー
ティングは多大な熱エネルギーおよび火炎溶射装置を必
要とすると共に、耐火材と溶射層との膨張差があるので
溶射後に溶射層が冷却されると剥離現象が発生して接着
性の問題がある。

先行技術 これらの技術に比べると、シート状物の貼付は、モルタ
ル状のコーティング利と同様に簡便に施工できて作業性
の面がら理想的な方法である。したがって、各種のシー
ト状物の貼付が試みられており、また無機繊維を主体と
したシート状物に関して多くのものが提案されていると
ころである。すなわち、先ず、特公昭４２−１６３２７
号公報には石綿、岩綿、ガラス繊維などの無機繊維と無
定形アルミナゾル及びポリアクリルアミドからなる耐熱
性無機繊維相が、また、特開昭５６−１６５０９７号公
報にはセラミック繊維、α−セビオライトおよびソジウ
ムＩモンモリロナイトからなる耐熱性無機繊維シート状
物について述べられている。しかし、これら従来例では
、耐火物にシート状物を貼付施工して耐火物の溶融スラ
グ或いは溶ｆ、独ガラスによる侵食防止を試みても、シ
ート状物自体の耐食性が乏しくて耐火物の保内による耐
用性向上或いは部分的補強を図り得ないのが実情であっ
た。

結局、耐火材の溶融ガラスによる侵食を防止することが
円曲な保護材或いはその保護胴を貼付施二［するに当っ
て施工用接着材はこれまでのところ無いということがで
きる。

発明の概要 要旨 本発明は、上記の四顕を）管法すべく耐火物を溶融スラ
ブ或いは溶融ガラス、特に溶融ガラス、による侵食を防
止し得るジルコニア質シート状耐火物保内材（以下、保
護胴という）について種々検討した結果、なされたもの
である。

すなわち、本発明によるジルコニア質シート状耐火物保
護材は（５）酸化ジルコニウム粉末１００爪掖部、（Ｂ
）耐火性繊維材またはそれを生じる繊維相２〜】Ｏ重隈
部および（Ｃ）水溶性ジルコニウム化合物５〜加重量部
からなるシート状成形体からなるものである。

また、本発明によるジルコニア質シート状耐火物保護材
の施二［法は、酸化ジルコニウム粉末１００重量部、耐
熱性繊維材またはそれを生じる繊維相２〜１０重量部、
および水溶性ジルコニウム化合物５〜２０重量部ｔ量な
るシート状成形体からなるジルコニア質シート状耐火物
保護材を、酸化ジルコニウム粉末１００重瞼部および水
浴性ジルコニウム化合物５〜２０重量部の水性スラリー
からなる施工用接着剤で耐火物表面に貼付すること、を
特徴とするものである。

効果 後記芙雄側の結果から明らかなように、本発明保護材は
耐火物の保護効果が大きく、耐火物の耐用性向上あるい
は部分的補強効果による耐火物の寿命向上に寄与すると
ころが太きい。また、この効果は、特定の施工用接着剤
の使用によってよりよく発４Ｊｌｔされる。

３、発明の詳細な説明 本発明によるシート状耐火物保護材は、酸化・ジルコニ
ウムおよび耐火性繊維材またはその前駆体を水溶性ジル
コニウム化合物を結合剤としてシート状に成形したもの
からＩＡるものである。

酸化ジルコニウム（Ａ） 本発明保護材の主要成分をなすｒｐ化、ジルコニウムは
、保内材の形状安定性の観２点から、安定化・ジルコニ
アあるいは部分安定化ジルコニアであるべきである。非
安定化ジルコニアでは、ジルコニアの転移による異常膨
張収縮現象により保護材に亀裂が発生するからである。

均質′なシートを形成ｉ−るためには、酸化・ジルコニ
ウムは十分微細な粒子からなる粉末であることが好まし
い。粉末粒子の粒度は、粒子￥１：０．３ｍｍ以下で２
００メツシユ以下のものが８（ｊｉｌｌＨ％以−ヒ、で
あることが好ましい。好ましい酸化ジルコニウム粉末は
、超微粉末ジルコニアとして市場で入手することができ
よう。

酸化ジルコニウムは耐熱性材料の分野で使用される程度
の純度であることがふつうであり、またその１０重量％
以下を他の耐熱性材料、たとえばアルミナ、ムライト、
シャモット、マグネシア、黒鉛、カーボン等の一種また
は二揮以上でもって置換することができる。従って、本
発明（特許請求の範囲を解釈する場合を含む）で「酸化
ジルコニウム粉末１００重量部」というときは、このよ
うに酸化ジルコニウム以外の耐熱性材料の粉末を１０．
ｊｌｊ破チ含む酸化ジルコニウムをも包含するものであ
る。

繊維材（Ｂ） 本発明シート材で使用すべき繊維制は、それ自身耐熱性
拐料（カーボンを含む）からなるかあるいは耐火物保膿
材として使用中（好ましくは非酸化性または還元性雰囲
気）に炭化してカーゼン繊維となりうる樹脂からなるも
の、のいずれであってもよい。

このような繊維の具体例を挙げれば、・ジルコニア繊維
、アルミナ繊維、セラミック繊維、カー号？ン繊維およ
びフェノール樹脂縁＃ＪＩ、　、岩綿、その他がある。

これらは、併用することができる。

これらの繊維は、これを配合した本発明シート材が十分
な強度を持ちうるようにｆ砂１度、形態等が定められて
いるべきである。そのような繊維の一例は、溶融原料を
流体（たとえば空気、水蒸気またはこれらの混合物）で
吹き飛ばすことによって製造した綿状のものである。ア
ルミナ繊維およびジルコニア繊維の場合は、冷間で糸状
に紡ぎ、その後熱処理することによって製造する方法が
最近行なわれている。綿状製品はそのま〜使用してもよ
いが、冷間綿状化したジルコニアおよびアルミナの場合
は焼成処理してから本発明に用いるのが好ましい。

繊維材（Ｂ）の配合割合は、酸化ジルコニウム粉末（Ａ
）１００重量部に対して２〜１０　Ｍ　機部である。２
重量部未満のときけ受熱時に保繰材に亀裂が発生し易く
て所期の保護材の耐火材保πφ効果が得られない。一方
、１０重組部を越える場合には保８１８４の気孔率が犬
となって、溶融ガラスに対する耐食性が低下する。

結合剤（Ｃ） 本発明に使用される結合剤は、水溶性、ジルコニウム化
合物である。保穫拐用結合剤として従来使用されてきた
アルミナゾル、シリカゾル等の無機バインダーでは溶融
ガラスに対する耐食性が極端に低下し、本発明で実現さ
れるような耐火物の保護効果が発現しない。また、従来
例のポリアクリルアミド、酢酸ビニルエマルジョン、ゴ
ムラテックス等は受熱時に炭化水素系ガスが発生して保
護材が多孔化し、そのため溶融ガラスに対する耐食性が
低下する。

本発明で結合剤として使用される水溶性ジルコニウム化
合物は、合目的的な任意のものでありうる。具体的には
、酸化塩化ジルコニウム、硫酸ジルコニル、’硝１！ｊ
Ｌ）ルコニル、酢酸ジルコニル、炭酸ジルコニルアンモ
ニウム、その他がある。これらは、−柚または二種以上
混合して用いることができる。

水溶性ジルコニウム化合物（Ｃ）の配合割合は、酸化、
クルコニウム粉末（Ａ）　１００重量部に対し５〜２０
重景である。５重量部未満のときは、保護材の結合力が
不足すると共に、気孔率が大きくなって溶融ガラスに対
する耐食性が低下する。一方、２（１重量部を超える場
合には該化合物より発生するガス微か多くなり、保護材
の気孔率が大きくなると共に受熱特上亀裂が発生し易く
なる。

成形 本発明の保護材の成形は、成形後の保饅拐の原料配合割
合が酸化ジルコニウム粉末（Ａ）１００重量部、繊維制
（Ｂ１２〜１０重量部および水溶性ジルコニウム化合物
（Ｃ）が５〜２０重量部となるべく調整されたスラリー
を抄造法でシート状にするか繊維４ｔ　（Ｂ）のみであ
らかじめ抄造法によりシート状に成形乾燥して得た繊維
シートに残りの成分（Ａ）および（Ｃ）のスラリーを含
浸させるか、あるいは前記配合のスラリーをロール等で
圧延成形したのち乾燥してシートを得るか、のいずれか
の方法によればよい。これらの方法以外にも合目的的な
方法があれば、それを利用することができることはいう
までもない。

施　工 本発明シート状保画材は、耐火物表面に貼付して使用に
供される。

本発明シート状保護材を耐火物表面に貼付するには、接
着剤を使用するのがふつうである。接着材は公知のモル
タル等でもよいが、酸化ジルコニウム粉末１００重量部
および水溶性ジルコニウム化合物を５〜加重量部の水性
スラリーからなる施工用接着材で稠度が約２００〜３０
０　（ＪＩＳ　Ｒ２５０６−６４）となるようにしたも
の、が好ましい。水溶性ジルコニウム化合物が５Ｎ量部
未満のときは施工用接着剤の結合力が不足するとともに
気孔率が太き（なり、水溶性ジルコニウム化合物がλ）
重量部を超える場合には該結合剤より発生するガス量が
多くなって施工用接層材の気孔率が大きくなると共に受
熱時に１へ裂が発生し易（なる。なお、施工用接着剤と
し又使用すべき酸化ジルコニウム粉末および水溶性ジル
コニウム化合物の具体例は本発明シート材用成分として
のこれら化合物について前記したものの中に見出すこと
ができよう。固化金物とも本発明シート材と施工用接着
剤とで同じものを使用するのがふつうである。

実　験　例 実施例１ 部分安定化酸化ジルコニウム粉末（Ａ）にシリカ含有縫
が４７〜５０重量係、アルミナ５３〜５０重量％、繊維
長平均３０　ｍＡｎのセラミック繊維（Ｂ）、酸化塩化
ジルコニウム（Ｃ）及び水よりなるスラリーを攪拌した
後、角型抄き機にて１　ｍｍ厚さに抄紙してシート状に
成形し、その後１０５℃で乾燥して、保護材を作成した
。本保展材に含まれる酸化ジルコニウム、セラミック繊
維及び酸化基化ジルコニウムの量を第１表に示した。こ
の保護側を、アルミナ、カーゼン質耐大物の表面に安定
化酸化ジルコニウム、１００　’％重量部び炭酸ジルコ
ニルアンモニウム１７重量部に水ｌＯ重ｈ１一部添加混
合して作製した施工相接Ｍ月を使用して三重に張付は施
工した。この保護側貼付アルミナ・カーゼン質耐火物を
溶融鋼及び溶融ガラス（概略化学組成：　５ｉ０２３０
〜３５チ・ＣａＯ３０〜３５　％、Ａｌ２Ｏ３：　２〜
３％、Ｎａ２Ｏ：　７〜１２％、ＰＩ〜４％）中に１時
間浸漬し、侵食量を従来の無機繊維シート状物と比較し
て、第１表に示した。

実施例２ カーゼン繊維５０重策部及びフェノール樹脂繊維間重量
部よりなる繊維材を水中に分散させ、角型抄き機にて１
．５　ｍｍ厚さに抄紙して乾燥したものに、安定化酸化
ジルコニウム、酢ＣＩ！ｌジルコニル及び水より１ｇる
スラリーを含浸させ、その後１０５℃で乾燥させて、保
護材を作成した。本保護材に含まれる原料の配合割合を
第１表に示した。

この保護側を、部分安定化酸化ジルコニウム１００重量
部及び硫酸ジルコニル１０重量部に水１５重量部を添加
して作製した施工用接着材を使用して二重に張付は施工
した。その後、実施例１と同様に溶鋼及び溶融ガラスに
浸漬し、侵食量を第１表に示した。

第１表より明らかなように、本保護材を施工用接着剤に
て貼付して保護されたアルミナ・カーＩン質耐火物は溶
融鋼に殆んど侵食されず且つ溶融ガラスによる侵食も微
少であり、本保陣姐まｌｌ１ｉｔ大物の侵食を充分防止
し得ることが判る。一方、比較従来シートは完全に消失
し、耐火物（ン侵食防止効果を全く示さないことが判る
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、酸化ジルコニウム粉末１００重量部、耐熱性繊維材
   またはそれを生じる繊維材２〜ｌＯ重量部、および水溶
   性、ジルコニウム化合物５〜２１）Ｍ置部からなるシー
   ト状成形体からなることを特徴とする、ジルコニア質シ
   ート状耐火物保護拐。 ２、酸化ジルコニウム粉末１００重量部、耐熱性繊維材
   またはそれを生じる繊維材２〜１０重量部、および水溶
   性ジルコニウム化合物５〜２０重量部からなるイード状
   成形体からなるジルコニア質シート状耐火物保内拐を、
   酸化ジルコニウム粉末１００重量部および水溶性ジルコ
   ニウム化合物５〜２０重量部の水性スラリーからなる施
   工用接着剤で耐火物表面に貼付することを特徴とする、
   ジルコニア質シート状耐火物保融材の施工法。