JPS6077182A - 軽量耐火断熱ブロツク - 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、強度が高く特にアンカーれんがとして好適な
新規軽量耐火断熱ブロックＫＩＡｉする。

窯炉の炉壁や天井を不定形耐火物で築炉する場合、金属
製又は耐火れんが製のアンカー（又はハンガー）１−炉
殻（外壁）よシ突出又は吊下げ、これを不定形耐火物中
に埋没させて壁や天井を支持°Ｃ位以上の場合には、ア
ンカーとして耐火れんが類が使用されている。

通常、アンカーとして使用されている高アルミナ質耐火
れんがは、緻密質にして強度を高めているため、熱伝導
率が比較的高く、かさ比重が大きいので重く、取扱いが
不便である。また、アンカーれんがの長さは炉壁のライ
ニング厚さによって決められるため、全長が長くなり、
折損し易くなる。そこでれんがの折損を防止するため断
面積を大きくして必要とする強度を持たせているが、こ
のため通過熱量が増大し炉壁よりの熱放散が大きくなっ
て熱量を損失する、周辺の不定形耐火物の部分との間に
温度差を生じるため炉壁の亀裂、脱落等を生じ易い等の
欠点がある。

一方、アンカーれんがは、一般にプレス成形によって製
造されているため、プレスの能力、成形方法、金型設計
の関係で成形できる形状に制限があ較、複雑な形状のも
のや大形の本の＃：ｔｎ姑が困維である。

このため、アンカーれんがの強度を増して形状の小型化
を図シ、且つ断熱性を有し、しかも形状的に制限のない
ものが要望されている。そのようなものが出来れば、不
定形耐火物による窯炉の施工に極めて効果的である。

本発明者は、優れた特性を有する耐火断熱材として、特
定の棒状又は（及び）紐状の成形体が、不規則に又は（
及び）規則的に配列されて焼結し一体化した焼結体であ
る新規ブロックを開発し別途出願中であるが、その後更
に研究を続けた結果、このブロックの内部に更に耐火原
料及びノくインタ。

−を含有してなるスラリーを充填し、乾燥又は焼成する
ことにより、上記要望を満足できることを見出し、不発
明を完成するに至った。

即ち本発明は、耐火原料及びノ（インダーを含有してな
り、その断面の径が０．８〜５ｆｆｉｌの棒状又は（及
び）紐状の成形体が、不規則に又は（及び）規則的に配
列されて焼結し一体化している焼結体の内部を、耐火原
料及びバインダーを含有してなるスラリーで充填し、乾
燥又は焼成してなる軽量耐火断熱ブロックに係る。

本発明の軽量耐火断熱ブロックは、例えば以下の如くし
て製造される。尚、以下の説、明においては、耐火原料
を充填する前の空隙の多い焼結体を、便宣上原ブロック
と言う。

第１段階として原ブロックを製造する。

即ち、耐火原料、バインダー、水等を混練し、押し出し
成形機等を用いて、棒状又は紐状に押し出して成形する
。棒状成形体は、紐状成形体累地又はこれを乾燥若しく
は仮焼したものを適宜切断して得ても良いし、通常の成
形体から棒状に切り出して得ても良い。棒状成形体又は
紐状成形体の断面は、円形、楕円形、正方形、矩形、多
角形等任意の形状であって良く、又中央でも中壁でも良
いが、その径は０．８〜５朋程度とするのが良い。

尚、本発明でいう径とは、断面が円形の場合は勿論直径
であるが、円形以外の場合の径りは次式でめたものをい
う。Ｄ＝、ρ（に（８は断面績を示す）０径が０．８Ｍ
よシ小さいものは製造が困難で、焼成後の原ブロックの
組織が密となって断熱効果が低下する傾向があり、又５
闘を越えるものは焼成後の原ブロックの組織が疎となっ
て強度が低下する傾向があるので好ましくない。また、
棒状成形体又は紐状成形体は、直線状又は彎曲状のいず
れでも良いし、ねじれていても良い。棒状と紐状とは、
本来連続的な概念であるので、いずれでも良い本発明に
おいては、棒状成形体の長さは一切限定されないが、取
り扱いの便宜上から、長さは通常８〜３００朋程度とす
ることが多い。

上記で用いる耐火原料としてＬｌ特に限定されず、酸性
、中性及び塩基性いずれのものでも良く、例えはアルミ
ナ、ムライト、パン土頁岩、ジルコ・、　−・５−１−
１−マ　プレ０セル　マグ未シアー帖士、ドロマイト、
シリカ、シャモット、クロム、ライム等を挙げることが
でき、これらのｌ稙又は２種以上を組合わせて、必要と
する使用条件（例えば最高使用温度、必要とする強度、
炉壁等の被熱物との反応性等）に適したものを選んで使
用する０耐大原料として炭素、炭化珪素、窒化物等を併
用しても良い。これらの耐火原料は常法に従って適宜粒
度１４整して使用する。また、バインダーとしては、特
に限定されず、例えばメチルセルリース、ポリビニルア
ルコール、デキストリン、リクニ／スルホン酸ソーダ、
ピッチ、タール、レジ７等の有機系のもの、ケイ酸ソー
ダ、ケイ酸カリウム、リン酸アルミニウム、リン酸マグ
ネシウム寺の無機系のものを挙げることができ、これら
の少なくとも１棟金用いる。

上６ピ耐火原料及びバインダー金、必安に応じて水等を
加えて、常法に従って混練した後、上述した様に棒状又
は紐状に成形する。

次に、得られた棒状成形体又は（及び）紐状成形体を、
素地のままで又はこれを乾燥若しくは仮焼して、耐火物
製等の成形枠内に充填して、通常１０００〜２０００℃
程度好ましくは１８５０〜１９００°Ｃの温度で焼成し
て一体化する。棒状成形体又は（及び）紐状成形体を成
形枠に充填する際には、必要に応じて、振動を与えても
良いし、充填した後に適度の圧力で押し付けても良い。

また、焼成は成形枠に充填したままで行なっても良いし
、成形枠から取シ出して行なっても良い。焼成温度は、
使用する原料の組成及び焼成後の原ブロックに更に耐火
原料を充填して得られる本発明ブロックとして必要とさ
れる強度等の諸性質を考慮し、且つ使用中に品質の変化
や組織の収縮等のない安定なものとするため、上記範囲
内で、使用温度とほぼ同等又はそれ以上の温度を選択す
る。

焼成時間も、同様に適宜決定すれば良い。また、上記で
使用する成形枠は、任意の形状のものが使用できるので
、例゛えは直方体（板状を含む）、立方体は勿論のこと
、角柱形、円柱形、円筒形、球形等、又はこれらを組み
合わせた不規則な形状の原ブロックを、使用目的に応じ
て、いずれも製造することができる。

上記によシ得られた原ブロックは、上記特定の棒状又は
（及び）紐状の成形体が、不規則に又は（及び）規則的
に配列はれて焼結し、一体化しているものでるり、構造
上非常に多くの窒！Ｍを有している。ここで、棒状又は
（及び）紐状の成形体が不規則に又は（及び）規則的に
配列されて焼結しとは、例えは（］ン一定の又は様々の
形状（長ざ、断面の形状及び径等のこと）の棒状成形体
が不規則にからみ合って焼結していても良いし、（２）
一定の形状の棒状成形体が不規則にからみ合った層とそ
れとは形状の異なる一定の形状の揮状成形体が不規則に
からみ合った１又は複数の層とが交互に又は棒状成形体
の形状（例えは長さ）の順に連続して若しくは不連続に
重なシ合って焼結していても良いし、（３）一定の又は
様々の形状の棒状成形体を一定方向に配列した層とそれ
とは異なる方向（例えば直角方向）に配列した層とが交
互に重なシ合って焼結していても良いし、（４）一定の
又は様々の形状の棒状成形体と一定の又は様々な形状の
紐状成形体とが不規則にからみあって焼結していても艮
いし、（５）一定の又は様々な形状の紐状成形体が不規
則に又は規則的にＦｒ４Ｃ畳まれて焼結していても良い
し、（６）一定の又は様々な形状の紐状成形体が不規則
に又は規則的に折シ畳まれた層と一定の又は様々の形状
の棒状成形体が不規則にからみ合った又は規則的に配列
された層とが交互に重なり合って焼結していても良いこ
とを示す。

上記原ブロックは、耐火断熱材として好適であるが、本
発明においては更に耐火材料を充填する。

即ち、第２段階として、原ブロックの内部を、耐火原料
及びバインダーを含有してなるスラリーを用いて充填し
、次いで乾燥又は焼成して本発明ブロックを製造する。

まず、耐火原料、バインダー、水等をスラリー状に混合
し、このスラリーを焼成後の原ブロックの空隙部に充填
する。耐火原料及びバインダーとしては、前記棒状又は
紐状成形体の原料として挙げたものをいずれも使用でき
るが、耐火原料としては、前記に加えて更にバブルアル
ミナ、軽量シャモット、パーライト等の断熱性を有する
ものも好適に使用できる。又、バインダーとしては、前
記に加えて更にアルミナセメント等も好適に使用できる
。スラリーの水分含量は、特に限定されず、スラリーの
充填方法やブロックの用途に応じて、適宜調節する。ス
ラリーの充填方法としては、特に限定されないが、例え
ば原ブロックの製造に用いた成形枠又は製品の形状に合
ゎ一＋！ニアｊ成形枠に入れ、そこにスラリーを流し込
んでも艮いし、原ブロックにス之り−を含浸しても良い
。流し込む場合は、必要に応じて、振動充填したり圧入
充填したシしても良い。又、含浸充填する場合は、通常
スラリー中への浸漬によυ行なうが、必要に応じて、振
動を与えたりしても良いし、原ブロックの方向を変えた
シして複数回浸漬しても良い。上記充填の際、圧を全く
かけないか又はかけても、通常のプレス成形れんかに比
べて、極めて低い圧しかかけないためブロック中に多少
の空隙が残留すること、及び圧を殆んどかけないため充
実耐大物の密度が比較的低いことによシ、製品としたと
きに該れんかに比べて、カサ比重が非常に低く（軽量で
）、強度が同等以上で且つ熱伝導度が低いフ。

ロックとすることができる。

次に、上記により耐火原料が充填された原フ゛ロックを
乾燥又は焼成して、本発明ブロックとするＯ本発明ブロ
ックは、乾燥のみでも充分な強度を有するが、焼成して
、更に強度を高めても良いＯ乾燥条件は、通常１００〜
ａ　ｏ　ｏ　’ｃ程程度１御〜４８ 焼成条件と同様である。

本発明ブロックにおいては、必資に応じて、耐火原料及
びバインダーを含有してなるスラリーを原ブロックに充
填後又は乾燥若しくは焼成後に、ブロックの外表面を、
耐火原料スラリーの塗付、吹き付は等によシ、更に被覆
しその後乾燥又は焼成して、更に強度を高めることもで
きる。本発明ブロックは、乾燥若しく　ｕ　ｖｂ　Ｊｙ
．前又は後に、剰余の耐火羽村を取り除き乾燥又は焼成
して（後のときはそのまま）、製品とする。

本発明の軽量耐火防熱ブロックは、使用するｎＮ火原料
、棒状成形体又ｔま（及び）姐状成形捧の技さ、断面の
形状及び径、配列の仕方、焼成温度、スラリーの充填方
法、充填後の乾燥又は焼成温度等を種々選択して組み合
わせることにより、製品の強度（特定部分の強度を特に
高くすることもできる）、かさ比重、熱伝導率、最高使
用温度等を、使用目的に応じて、適宜調整することがで
きる。

また、従来のプレス成形れんがのようにプレス能力、金
星設計等のために形状面での制限を受けることもない。

本発明の軽量耐火断熱ブロックは、従来知られていない
新規な構造のものであシ、従来のプレス成形れんかに比
べて熱伝導度が低く、軽量で且つ同等以上の強度を有し
、最高使用温度を高くすることができ、しかも使用中の
劣化が少なく長期間安定である。

本発明の軽量耐火断熱ブロックは、特にアンカーれんが
として好適に使用できる他、通常の耐火れんが、樋カバ
ー、タンディツシュ力／（−１加熱炉の炉床等に用いる
耐火断熱材等としても好適に使用できる。

以下、実施例を挙げて、本発明を更に具体的に説明する
。

実施例１ アルミナ７１重蓋％及びシリカ２９重量％を含有するシ
ャモット９７重量部とカオリン粘土３Ｍ量部からなる粒
度が４４μｍ以下の耐火原料を液体バインダー（メチル
セルロース１５厘賃％水溶液）３０重前部で混線した後
、押し出し成形機により、断面が直径２　ｇｇの円形で
長延が５〜５０ＩＩＭの棹状成形体紫地金得た。これを
焼成台車上にホけんだ第１図及び第２図に示したノ戊形
枠（高アルミナ質れんがを組合わせたもの）に充実して
トンネルキルンで坂＾温度１６００℃で６時間焼ノ汎し
たところ、個々の棒状成形体が不規則にから牟メって焼
結し一体化した原ブロックを得た。

この原ブロックを、第１表にボす耐火原料のスラリー（
泥＃ｊＬ）を満ｆｔ　Ｌだ容器中に浸漬し、容器に振動
を与えることによりスラリーを充填後、１７０°Ｃで２
４時間乾燥し、研ｙ７加工により剰余の耐火材料００除
いて、不発ゆｊブロックであるアンカーれんが全製造し
た。その特性値は、第２衣に示すように、従来品のアン
カーれんが（川崎炉材■製、アルミナ含有量７０重量９
６の高アルミナ質のもの）に比べて、よシ軽量であシ、
曲げ強さが強く、且つ熱伝導率が低いものである。

第　１　表

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１で用いた成形枠の内部形状（アンカー
れんがの形状に当る）の正面図を示す。 また、第２図は同じく側面図を示す。 （以上） 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ■　耐火原料及びバインダーを含有してなシ、その断面
   の径が０．８〜５　ａｇの棒状又は（及び）紐状の成形
   体が、不規則に又は（及び）規則的に配列されて焼結し
   一体化している焼結体の内部を、耐火原料及びバインダ
   ーを含有してなるスラリーで充填し、乾燥又は焼成して
   なる軽黛耐火断熱ブロック。