JPS61256984A - 不定形耐火材およびそのための易網状繊維 - 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］ 本発明は爆裂防止効果をもつ不定形耐火材及びそれに使
用される網状有機質繊維に関するものである。

［従来の技術］ 不定形耐火物は流し込みによる現場施工が可能であるた
め築炉上煉瓦積みの手間が不要でかつ任意の耐火ライニ
ングを形成し易いなどのため近年その使用が著しく増大
している。

この不定形ライニングは目地のない一体ライニングが得
られる反面十分な強度発現が要求される。

不定形耐火材におけるこの観点からみての一つの問題点
は不定形耐火材において使用される典型的な結合剤がア
ルミナセメントであることであり、十分な強度発現にお
いてはこのアルミナセメントができるだけ少量であるこ
とが望ましい。

即ち、アルミナセメントの量に応じて加えられる水分量
も決ってくるが、強度発現の点からすれば水分は少ない
ことが望ましい。

従って、近年アルミナセメントをできるだけ少なく配合
する不定形耐火材が開発され広く使用されるようになっ
ている。

その一つが、アルミナセメントにかえて超微粉の耐火材
を配合することであり、この方法は開発も進み現在では
十分な強度と緻密なライニングを可能とするに至ってい
る。

これにともなって１つの問題点として、不定形ライニン
グが緻密になるとライニングの乾燥昇温過程で爆裂を起
すことが指摘されるようになり、この改善が必要となっ
てきた。

不定形耐火物の乾燥昇温中の爆裂を防止するためにとら
れてきた従来の一般的方法は、金属アルミニウム粉末の
添加であった。これは水とアルミニウムの反応により発
生する水素が耐火物から抜ける際に生成する耐火物中の
微小管により通気率を上げ、耐火物の乾燥中に発生する
水蒸気の脱気を計り、耐火物内部で水蒸気爆発（爆裂）
が発生するのを抑制するものであった。この方法は、そ
れなりに有効であるが一方ではこれには水素の発生によ
る、引火の危険性、耐火物がふくれる等の問題があった
。

［発明の解決しようとする問題点］ 本発明は、前述のような現行の不定形耐火物用爆裂防上
方法の欠点を解消しようとするものである。

［問題点を解決するための手段］ 即ち、本発明は本質的には網状となりうる特に有機質繊
維を含有せしめてなる不定形耐火材であり、またそのた
めの網状繊維を要旨とするものである。

このように、網状の有機物繊維束を不定形耐火物中に均
一に分散することにより、これが乾燥中に消失すること
により連続した微細管を生成させ通気率を上げ水蒸気の
脱気を容易にするものである。

本発明における不定形耐火材は、不定形耐火材の組成物
としてはどのようなものにも適用しうることは勿論であ
るが、前述した如く、特に強度発現が速くかつ十分であ
るそれ自体としては緻密な組織を可能とする不定形ライ
ニングの形成により有利なものであり、そのような場合
の耐火材としては次のようなものが適当である。

即ち、耐火材として１ｗ以下の粒径をもつ超微粉を１〜
１５％（玉量％、以下同じ）含みアルミナセメントは１
０％以下の組成物からなるものがそれである。

これは、例えば超微粉を配合しないとアルミナセメント
を多く加えねばならず、そのような配合からの不定形耐
火ライニングはライニング前の調合物としての水分を多
くせねばならず結果として気孔率が大きくなり、また強
度発現の時間も長くかつ絶対値も低いものになるからで
ある。

また、一方超微粉の配合竜が多すぎても成形体としての
充填性が逆に悪くなるなど緻密性が低下するようになる
ので好ましくない。

超微粉としての耐火材料以外の耐火材料は一般に骨材部
を構成するものであり、粒度配合の制限は特に必要とせ
ず通常の骨材として使用される範囲、例えば１５層層〜
０．０１ｍ廊程度として目的に応じて調合すればよい。

尚、耐火材料としてはできるだけ耐火性、耐蝕性のある
硬質で緻密なものが好ましいことばいうまでもなく、具
体的には骨材としてはケイ酸、アルミナ（電融又は焼結
）、ボーキサイトジルコン、クロミアが通常好ましく、
超微粉としてはシリカ、クロミア、チタニア、ジルコニ
ア、アルミナなどの金属酸化物又はこれらを主成分とす
るものであれば好ましく使用できる。

本発明では、例えばこのような耐火組成物を通常少量（
１０％以下で十分）の水とともに混練するわけであるが
、この際予め網状繊維を配合したことに特徴がある。

本発明で、網状繊維とは不定形耐火材中に均一に分散す
ることにより消失後連続した微細管を耐火物中に生成し
うるちのであれば何でもよいのであり、選択する材質、
配合量、繊維径、分散性、耐火材の配合など種々の条件
によってその都度軸々のものが使用しうる。

しかしながら、一般的には次のようなものが適当である
。

即ち、混練した耐火材中において展開存在している状態
として、まず重量％（水分を除く固体乾聞基準）では耐
火材に対して０．０１〜５％、特には０．１−１％の量
であり、網状形態としては次のようなものである。

縦×横の面積　　　　　　２〜７５０ｃ腸２−辺の長さ
　　　　　　　１０〜２０θＩｌ房開口の大きさ　　　
　　　１〜９００　ｍｍ２開日数　　　　　　　　　　
２０ケ以−ヒ繊雌枠　　　　　　　　　１ｍｍ以下 このような網状繊維は、耐火材に配合するに際しては集
束した束として用意し、水を加えて混練することにより
伸展して耐火材中に網状に均一な分散状態に広がってい
くことが確かめられた。

例えば、第２図に示すように繊維束として適当な長さに
切断したものがそれであり、混練による展開状態のいく
つかは第１図に示しである。

このような網状繊維が耐火材中で互いに絡み合った状態
で全体として均一に分散存在することで本発明の目的が
達成され゛るものと思われる。

このような網状繊維はすでにのべているようにライニン
グ後、消失しライニングに微細管（気孔）を生成しうる
ものであるためできるだけ容易にそのような目的が達成
されるものであることが望ましい。

即ち、ライニングの乾燥中特に２５０　”Ｏ以下におい
て液化又は燃焼するものがそれであり、これは蒸気圧の
温度依存性は高温になるに従って蒸気圧が急激に増大す
るので、３００℃以上では耐火物の強度以上となると考
えられ、この温度以下で微細管が生成している必要が望
″ましくはあるからである。

このような条件を満足する繊維としては有機質繊維がそ
れであり、パルプ質のセルロース系繊維やポリプロピレ
ン、ポリエステル、アセテート、ビニロン、ナイロン、
ポリエチレンなどの合成繊維が具体的には適したもので
ある。

［作　用］ 本発明において、このような網状有機物繊維は均一に分
散させたのち、不定形耐火物の乾燥中の熱により軟化、
燃焼することにより耐火物中に微細管を形成させ、これ
により乾燥中に耐火物内部に発生する水蒸気を耐火物外
部に導き耐火物内部の水蒸気爆発（爆裂）を防ぐもので
ある。

洟施例］ 以下に実施例を示す。

［表１］　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（）内：外掛２重量％■　第２図に示すような繊維束と
して配合し、展開状態は第１図（ａ）　　に示すような
ものを使用した。それにおいて、繊維径は約０．１ｍ＋
＊　、個々の開口面積は約２〜８０＋ｍ＋＊２である。

■を基本調合とし、これに金属アルミニウム、有機質網
状繊維を加えたものが■以下の調合である。これらの調
合に水を添加混７ａ後、１００φＸ　２００ｈの型に鋳
込み２日間養生した後、８００℃、１４００℃に急熱し
た時の爆裂の度合を［表２］に示す。

［表２コ ×：爆裂　Δ：小爆裂　０：ｃｉ裂せず尚、金属アルミ
ニウムをこれ以上添加すれば１１ｉＦｔ０Ｉｌ裂性は向
上するが、発生する水素により発泡、ふくれ等の問題が
発生する。

［発明の効果］ 本発明は、実施例に示したように網状有機繊維の少罎の
添加により優れた耐爆裂性を不定形耐火物に封手するこ
とができる。またこの添加により、金属アルミニウムの
添加の際みられる施工体のふくれ、引火の危険性を回避
することができる。など優れた性能をもつ不定形耐火物
の実用化をより容易にするものであり、その価値は多大
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用する網状有機繊維の展開状態のい
くつかを示す説明図、第２図は配合時の繊維束の状態を
示す説明図である。 ｌは繊維束、２は展開した網状繊維をそれぞれ示してい
る。 ＋７２１ ＋ｂ１ （ｊ） ｆＩｚ　口

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、網状もしくは混練により網状になる易網状繊維を含
   有してなる不定形耐火材。 ２、繊維が重量％で０．０１〜５％である特許請求の範
   囲第１項記載の不定形耐火材。 ３、網状繊維が容易に燃焼又は液化し消失しうる繊維か
   らなる特許請求の範囲第１項記載の不定形耐火材。 ４、繊維が有機質繊維である特許請求の範囲第３項記載
   の不定形耐火材。 ５、繊維は、２５０℃以下の液化又は燃焼温度からなる
   ものである特許請求の範囲第３項又は第４項記載の不定
   形耐火材。 ６、不定形耐火材はアルミナセメントを０〜１０％、１
   μ以下の耐火微粉を１〜１５％含むものである特許請求
   の範囲第１項乃至第５項いずれか記載の不定形耐火材。 ７、網状もしくは混練により網状になる易網状の不定形
   耐火材用有機質繊維。 ８、長手方向に対して横方向に伸展可能に集束されてな
   る繊維束からなる特許請求の範囲第７項記載の不定形耐
   火材用有機質繊維。 ９、長さが１０〜５００ｍｍである特許請求の範囲第８
   項記載の繊維。 １０、展開した状態が、１辺の長さ１０〜２００ｍｍ、
   縦×横の面積２〜７５０ｃｍ＾２、開口の大きさ１〜９
   ００ｍｍ＾２、開口数２０以上でかつ繊維径が１ｍｍ以
   下となる特許請求の範囲第７項記載の不定形耐火材用有
   機質網状繊維。