JPS6110079A - 溶融金属用流し込み施工耐火物 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は乾燥特性の優れた流し込み施工用耐火物に関す
るものである。

不定形耐火物の施工方法として、 （４）流し込み（流動充填性向上の為、バイブレータを
使用することもある。） （Ｂ）　　振動成形 （Ｃ）　　吹付 （Ｄ）　　ラミング （Ｅ）　　コテ塗り、 等の施工方法があるが、省力化、労働環境、施工体の安
定性の点から、流し込み施工が多く利用されており、製
鉄産業においても、取鍋、タンディツシュ、高炉用樋等
において流し込み施工が行わわている。この施工に用い
られる耐火物は、耐火物としての諸物件はもちろんのこ
と、施工法からくる流動性、添加水分が多いことによる
乾燥特性が要求される。

最近、この種の耐火物は、耐火性超微粉および解膠剤を
添加し、流動性と緻密性を向上させているものが多い。

しかし、その反面、組織の緻密化に伴って乾燥がますま
す困難となっている。急激に乾燥すると亀裂の発生や爆
裂などの欠陥が生じる。乾燥初期段階において、低温で
長時間乾燥すれば、これらの欠陥を防止できるが、炉の
稼動率、省エネルギー等の面から乾燥時間は極力短くし
なければならない。

〔従来の技術〕

この解決策として、例えば特開昭５３−６６９１７号公
報に見られるように、金属アルミニウムを添加し、下記
の水和反応で発生する水素ガスを利用し、耐火物組織中
に通気孔を強制的に作り、乾燥を促進する方法が提案さ
れた。

Ａｌ　　＋　ろＨ，Ｏ→　Ａｌ（ＯＨ）３　　＋　　３
／２　　Ｈ２↑しかし、この場合、水素ガスが耐火物組
織を押し拡げる為、内部に欠陥を生じ易く、けなはだし
いときは施工体が膨れ、組織の多孔質化が著しい。

また、水素ガスの発生により、着火、爆発の危険性もあ
り、排気に十分注意しなければならない。

〔発明う砧へ′Ｒひ一部を川〕

この排気装置の関係から、施工できない場合もある。本
発明け、上記従来の欠点を解決したもので、粒径５μ以
下の超微粉を２〜２５　ｗｔ　％含有する耐火性骨材と
、結合剤の合量１００ｗｔ　％に対し、２００℃以下で
溶融または分解する有機繊維を０．０１〜１．０　ｗｔ
％添加してなることを特徴とした流し込み施工用耐火物
である。

１　　、ヒジ、′１１．３゛、゛一 本発明において耐火性骨材中、粒径５μ以下の超微粉は
、耐火材の流動性と施工後の緻密性を付与する。有機線
維は２００℃以下で溶融または分解すること九より乾燥
加熱で直ちに溶失し、水分の蒸発径路となる通気孔を耐
火物紙中に形成する。

この場合の通気孔の形成は、有機線維が予じめ通気孔に
相当する部分を占めていたことによる為、前記の金属ア
ルミニウム添加のように耐火物組織を押し拡げるという
問題もない。

不願発明では、有機繊維はビニロン、ナイロン、ポリビ
ニル、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン等
から選ばれ、重合度等によって溶融点、分解点はちがう
が２００℃以下で溶融または分解するものに限定される
。第１表は温度と水蒸気圧の関係を示し、それによると
２００℃付近から蒸気圧の上昇が大きい。この為、亀裂
や爆裂の原因となる蒸気圧が上昇しない２００℃以下で
溶融して通気孔を形成する有機繊維を使用する。

第１表　水の蒸気圧 捷だ、施工後の耐火物の強度が特に弱い場合など、低い
蒸気圧でも組繊中に欠陥を生じやすいものでは、蒸気が
発生するまで、すなわち１００℃以下で溶融する有機繊
維の添加が効果が大きく好ましい０ 次に、本発明を成すに至った実験例の一部を示す。この
実験例では下記配合物を（−スとする流し込み施工用耐
火物に有機繊維またはアルミニウム粉を添加し、得られ
だ試験片の爆裂有無のテストを行った。

高アルミナ質シャモット５−１１１１　　　　４６ｗｔ
　％１ｔｓｙｔｒ以下　　６０ アルミナ微粉　　　　０．３朋以下　１゜アルミナ超微
粉　　　５μ以下　　　６シリカ超微粉　　　　１μ以
下　　　４アルミナセメント　　　　　　　　　４これ
らは外掛で水分５５ｗｔ％を添加し、ｓｏｘｓｏｉｍの
型枠内に、４Ｇ×２分の条件で加損し、流し込み施工し
、更に２４　時間養生を行いサンプルを得た。

（実験条件） ・ξターンＩ　；　２００℃の電気炉へ投入、１時間保
定その後ただちに各試験温度の電 気炉へ投入し、１時間保定 パターン■；養生後ただちに各試験温度の電気炉へ投入
し、１時間保定 第２表は、溶融温度の異なる有機繊維と、金属アルミニ
ウム粉、あるいは無添加のものについて、爆裂有無のテ
ストを行った結果である。この場合の有機繊維はビニロ
ン繊維で径５〜１５μ、長さろ龍のものを０．１　ｗｔ
　’ｆｙ添加した。ただし、６６０°Ｃのものけレーヨ
ンで、その温反で分解する再生セルロース繊維である。

一方金属アルミニウムは、２００ｒｎｅｓｈ以下のもの
を０．１　ｗｔ％添加した。

以上の結果からも明らかなとおり、溶融する温度が２０
０℃以下の有機質繊維を添加したものが乾燥時の耐爆裂
性に優れていることがわかる。

なお、この試料作成時、有機繊維添加品の流動性の低下
はほとんどなかった。

一方、耐火物に繊維状物質を添加することは、従来から
知られているが、いずれも本発明とは構成、効果の点で
異なる。従来のものけ次のように大別される。

■　不定形耐火物にセラミックファイバーまだはメタル
ファイバーを添加する。

■　タンディツシュボードあるいはタンディツシュコー
テイング材に無機繊維まだは有機繊維を添加する。

■　吹付材に無機繊維または有機繊維を添加する。

■は耐火物に破壊しん性を与える為の添加である。

またセラミックファイバー、メタルファイバーは低温で
溶融しない為、乾燥時の通気孔を形成し２得ない。■は
繊維の添加で断熱性、膨張緩和性、耐スポーリング性を
目的としている。この為繊維は２００℃以下で溶融する
必要がなく、繊維の添加量が多いので耐火物の流動性が
低下し、充填性に劣る。したがってこれらは特開昭５７
−７８７６、特開昭５７−１７４７３、特開昭５７−２
２１７８、特開昭５７−３８６８０及び特開昭５５−１
４６７１２等に示さｈる様にコテ塗り施工されるコーテ
イング材やボードであり、流し込み用耐火物ではない。

■はリバウンドロスな低減させる目的で添加されるもの
で、本発明とは効果が異なる。

１ｕ下、本発明で使用する各原料、添加物について説明
する。耐火性骨材の種類としては、電融、焼結まだは仮
焼アルミナ、合成ムライト、焼成／２二土貝岩、焼成ボ
ーキサイト、シリマナイト、アングルサイト、カイヤナ
イトシャモット、ロー石、珪石、ジルコン、ジルコニア
、スヒネル、粘土、クロム鉱等の酸化物耐火原料、炭素
炭化珪素、窒化珪素、窒化珪素鉄等の非酸化物系耐火物
から選ばれる１種または２種以上である。粒度は最大粒
径５〜１０闘程度とし、粗粒、細粒、微粒に適宜調整す
る。

本発明では、耐火原料のうち、２〜２５ｗｔ％を粒径が
５μ以下の超微粉とする。この超微粉の種類は前記した
耐火原料のマルミナ、ジルコン、ンルコニア、炭化珪素
の他、シソ力、チタニア、酸化クロムなどの１積重たは
２種以上が好適である。

２　ｗｔ％未満では効果がなく、２５ｗｔ係を超えると
加水混線時の紙性が大きくなり、流し込み施工が田無と
なる。好捷しくは５〜１５ｗｔ％である。

結合剤は、アルミナセメント、塩基性硬化剤を組み合せ
たり二酸アルミニウム、弱酸性硬化剤を組み合せたケイ
酸アルカリ等が例示される。耐火性骨材に対する添加量
は内掛で１〜１５ｗｔチ程度である。

有機繊維の溶融（分解）温度は、繊維の種類、分子量等
の違いにより１００〜４００℃のものが知らｉｔてｂる
が、本発明ではこのうち２５０℃以下で溶融するものを
使用する。２００℃を超えると前述の様に、蒸気圧が高
くなり亀裂、爆裂防止効果が十分発揮できない。溶融温
度の下限は特に限定しないが、常温で繊維状態を保つた
めにも５０℃程度が好ましい。

その添加量は、耐火性骨材と結合剤との合量１００ｗｔ
％に対し、００１〜１．Ｑ　ｗｔとする。０．０１ｗｔ
チ未満では効果がなく、１．Ｄ　ｗ１％を超えると耐火
物の施工時に流動性が低下し、流し込み施工できなくな
る。更に好ましくは、００５〜０．５　ｗｔ％である。

繊維添加による流動性の変化の実験例を第１区１に示す
。流動性の測定は、振動テーブル上で、４Ｇ×１分第２
図の様なフローコーンを鋳込み、４Ｇ×１０秒加振して
コーンの拡がりを測定した。なお、配合物は前記実験例
と同じである。フローコーンのサイズは上面直径りに７
　Ｑ　＊ｍ、下面直径Ｄ２ユ１００關、高さｈ＝６０１
１１である。

繊維の形状については、径が１〜１００μが好ましい。

１μ以下では通気抵抗が大きく、脱気孔としては不適当
であり、１０μ以上では、００１〜１０の添加量では繊
維数が少なすぎ、脱気孔の数が不足である。この場合繊
維の添加量を多くすれば、脱気孔としては十分機能する
が、耐火物として気孔率の上昇、強度の低下等を生じる
。

オた、繊維長さが長い場合、流動性の低下が著しく、１
鴎以下では切断コストが高く、脱気孔としても連続性に
とは［、＜脱気しにくい。１〜１５龍程度が好ましく八
。

〔実糺例〕

次に本発明による実施例として、耐火性骨材等を変化さ
せ溶融金属容器に１６０顛厚さで流１〜込み施工し７ガ
スバーナーで１０００℃まで２４　ｈｒ　で加熱乾燥し
た結果を卵、３表に示す。添加物のビニロン；栽維は長
さ５　％ｌ・、径４〜６μで溶融温度はＡ；８００ＣＢ
；１４０°ＣＣ；２５０℃である。

表−３からも明らかな様に、本発明実施例ばいずわも流
ｉ＋ｊｌ＋性は良好で、乾燥欠陥がなく、組織強度にす
ぐれたものであった。

〔発明の効果〕

以上の様に本発明によれば、水素ガスの発生による着火
、爆発等の危険性が１つたくなく、流し込み用耐火物と
しての流動性、強度等の諸物性をそこ々うことなく、乾
燥性を改善できる。これによって乾燥欠陥を生じること
なく乾燥時間を短かくすることが可能で省エネルギーに
つながり、またこの施工体は乾燥欠陥かなく組織強度に
優れる為、耐火物の寿命が向上し、使用量の低減がはか
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は繊維添加による流動性の変化の実験を示し、第
２図はこの実験に用いたフローコーンを示す図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）粒径５μ以下の超微粉を２〜２５ｗｔ％含有する
   耐火性骨材と、結合剤との合量１００ｗｔ％に対し、ビ
   ニロン、ナイロン、ポリビニル、ポリエステル、ポリエ
   チレン、ポリプロピレン等から選ばれる２００℃以下で
   溶融または分解する有機繊維を０．０１〜１．０ｗｔ％
   添加してなることを特徴とした流し込み施工用耐火物。
2. （２）有機繊維が径１〜１００μ、長さ１〜１５ｍｍで
   ある特許請求の範囲第１項記載の耐火物。