JPS6177675A - 耐火断熱キヤスタブル組成物及びその製造方法 - 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〕 本発明は耐火断熱性に優れたセラミック繊維とアルミナ
セメントと骨材を配合し、簡易な流し込み施工の可能な
不定形組成物である耐火断熱キャスタブル組成物及びそ
の製造方法に関するものである。従来の流し込み施工用
の耐火組成物に比し、本発明の耐火断熱キャスタブル組
成物は熱伝導率が約３分の１であり、断熱性に優れ、各
種炉体の耐火断熱材として使用した場合に多大の燃料節
減を行なうことができる。

〔従来の技術〕

１２６０°Ｃ或いは１４００°Ｃ耐用のセラミック繊維
が優れた断熱効果を有していることは公知であり、主に
炉の耐火断熱材として、ブランケット、ボード、或いは
ブロック状に成形して広範囲に使用されている。他方、
耐火骨材とアルミナセメント等の結合剤を主成分とする
キャスタブル耐火物においても熱伝導率を低下させる試
みが行なわれているが、前記セラミックｍ維成形体に比
し、熱伝導率は３倍以上大きい。更に熱伝導率を低下さ
せるため、セラミックｍ維を配合する試みが行なわれて
おり、例えば特開昭５６−２６７９１ではセラミック繊
維を５〜ｌ　Ｑ　ＫＭ程度に切断して有機粘材、無機結
合剤、耐火骨材と混合し水を加えて繊維をスラリー中で
分散させて成形する方法が提案されている。しかし繊維
集合体の断熱性はその内部に気泡を多数含有するため効
果があるのであり、非繊維物の中でｍ維が分散して存在
すれば補強効果はあるが顕著な断熱効果は得られない。

これに対し特開昭５６−１４００５４では繊維集合体を
直径５．６６０以下の粒状物に加工し無機結合剤と混合
した組成物として提案している。

この構造は断熱性は良好であるが、繊維粒状物の表面の
毛羽立ち及びｍ維の分離のため流動性が低下し、施工方
法としては非能率なタッピングに限定される。又、特開
昭５２−６２１２８にはセラＥ７り繊維を使用したキャ
スタブルが開示され、更に特開昭５４−６８８１６では
、セラミック繊維使用のキャスタブルに界面活性剤を添
加して、製品の貯蔵性１作業性を改善することが開示さ
れているが、ｍ維が分散するため混練水量が多くなり、
養生中の収縮亀裂が発生し易く、大幅な強度低下が起る
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上のように従来の提案ではセラミック繊維を含む耐火
組成物の構造が断熱効果をもたらさないものであるか、
或いは断熱効果があっても、十分な流動性が得られず非
能率的な施工法を採用せざるを得ない。流し込み施工を
するには、添加水量を大幅に増やして、流動性を増す必
要があり、使用に耐える強度はとうてい得られない。本
発明はこれらの問題点を解決し、少量の水で流動性が得
られ、簡易な流し込み施工が可能で且つ断熱性に優れｔ
；、セラミック繊維を配合した耐火断熱キャスタブル組
成物を提供することを目的とするものである。

〔問題点を解決する手段〕

即ち本発明はセラミック繊維を粒径０．５−５．０ｍｍ
の範囲内の粒状物に加工し、その粒状物の表層に有機又
はｉ煽結合剤が均一に添着させることにより粒状物表面
層の繊維同志を結合させ、強固な該繊維粒状物を得て、
特許請求範囲第２項記載の配合をすることにより、高耐
、熱、高強度で且つ高断熱性の流し込み施工可能な耐火
断熱キャスタブル組成物を提供することを要旨とするも
のである。

セラミック繊維粒状物の粒径が０．５　ｆｆ以下では粒
状物以外の成分を多（配合しなければならず断熱　　“
性が低し、又５ｆ１以上の粒径では、耐火組成物に水を
加えて混練する際に粒状物が破壊されて繊維が分散し、
流動性を著しく損なう。又粒状物の嵩比重は０．１５ｆ
／ｄ以下では混線中に粒状物が破壊され易＜　、　０．
４ｆ／ｄ以上になると断熱性が低下するため、粒状物の
嵩比重は０．１５〜０．４０　Ｉ’ｄの範囲内にあるこ
とが必要であり、形状は球形に近いものが望ましい。該
繊維粒状物の表層に添着させる有機結合剤としてはラテ
ックス系、酢酸ビニル系。

アクリル系、尿素系等の低価格で耐水性及び強度を有す
る樹脂が必要であり、無機結合剤としてはシリカゾル、
アｌＶｉナシ〜が適している。有機、無機いずれの結合
剤の場合もセラミック繊維１００重量部に対して５〜２
０３１１１部の固形分が添着されることが必要である。

５重量部以下では粒状物表層の繊維を結合する力は小さ
く、粒状物が破壊され、２０重量部以上では結合剤は過
剰となり不必要である。次に以上の限定条件を満足する
セラミック繊維粒状物の製造方法を以下に述べる。

セラミックｍ維が集綿されて成形される前の、バルクと
呼ばれる半製品の綿状物は１００　ｆ１以上の長さの繊
維の集合体であり、このバルクを回転刃の破砕機に入れ
、ネットを通して、１Ｑｊｆｆ以下の小片（チップ）に
して回収する。このチップバルクをニーダ−に投入して
回転させて乾式造粒を行ない、更に回転させつつ結合剤
の水溶液を噴霧して粒状物表面に均一に添着し、熱風乾
燥を行なった後篩分けを行なう。又はチップバルクを回
転篩上で転動させて篩分は及び造粒を行ない、次に粒状
バルクを流動層乾燥機中で下部から熱風を送って粒状バ
ルクを浮遊させつつ、上部から結合剤液を噴霧すること
により、結合剤を添着及び乾燥する方法でも可能である
。

以上の方法で作製した結合剤補強のセラミック繊維粒状
物を１０〜３０重景％、ガロミナセメントを１０〜３０
Ｍ景％、微粉状骨材を１０〜３０重量％、及び０．１〜
０，５ｍｍの粒径範囲内に大部分が入るシャモット、ム
ライト、焼結アルミナの内から１種又は２Ｍ以上の耐火
骨材を４０〜６０重景％のガロで混合することにより、
高耐熱で断熱性に優れ。

且つ流し込み施工可能な耐火組成物を得ることができる
。前記粒状物が３０重量％以上では断熱性は良いが強度
が大幅に低下し、又１０重量％以下では断熱性が低下す
る。アルミナセメントは１号品、２号品両方共使用可能
であるが、耐熱性、強度とも優れた１号品が望ましく、
セメント配合量が１０！量％以下では強度面でもろく、
３０重量％以上では加熱後の収縮が太き（なる。微粉状
骨材はシャモット、ムライト、アルミナ等の耐火骨ｎが
必要で、中でも、平均粒径４μ程度のａ−アルミナ微粉
が最適である。α−アルミナ微粉はアルミナセメントの
解　剤、焼結助剤として耐火骨材、アルミナセメントと
共に配合されることは公知であるがｌＯＭ量％以下では
解　剤とし、ての効果が小さく、３０重量％以上ではア
ルミナセメントと同様、加熱収縮率が大きくなる。更に
耐火組成物に配合する耐火骨材、アルミナセメント、α
−アルミナ微粉において、粒径が０．１〜０．５寵の耐
火骨材が全体の４ＯＮｆｌｉ％以上必要であり、それ以
下では加熱後の収縮率が大きくなり、１４００″Ｃ前後
の高温での使用は不可能である。

〔発明の作用〕

次に本発明の作用について述べる。従来のセラミック繊
維粒状物は第１図のように粒状物表面に多数の８維が毛
羽立っているため、耐火組成物として水を加えて混練し
た時、表面の繊維毛羽立ちと粒状物から分離する繊維の
ため流動性は阻害される。これに対してセラ主ツク繊維
粒状物の表層の繊維同志を結合剤で接着した第２因の粒
状物では繊維の毛羽立ちや分離は起こらず流動性は良好
である。この粒状物を配合しＴこ耐火組成物を流し込み
により成形したモデルは第３図のようになり、粒状物周
囲の耐火物層は繊維の混入がなく、ち密で高強度の構造
体が得られ、更に粒状物の存在により高断熱性の構造体
となる。以上の作用を可能とする結合剤補強したセラミ
ック繊維粒状物を得るには、乾式造粒した該粒状物を転
勤又は浮遊させつつ、結合剤液を噴霧して該粒状物周囲
に均一に添着及び乾燥することで可能となる。該粒状物
が静止状態であれば粒状物周囲に均一に添着させること
は不可能であり、又結合剤液を含浸する方法では該粒状
物の２〜３倍の液量が必要となり粒状物同志が付着し乾
燥コストも大きくなるため適していない。乾燥後の該粒
状物には粒径が大きくそのためこわれ易いものや或いは
セラミック繊維製造時に発生する粒径０−５　ｊｒＪＩ
以下の粒子が入っており、これらを除去するため、０．
５ｍｍ〜５．ＯＨの粒状物を得るように篩分けを行なう
ことにより、所定のセラミック繊維粒状物を得ることが
できる。

〔実施例〕

次に実施例を説明する。

（実施例１） バルクを回転刃の破砕機に入れ１０ｆｌ径のネットを通
してチップバルクを得、ニーダ−に投入して１０分間回
転させ乾式造粒を行ない、酢酸ビニルエマルシッフ１３
重量％水溶液をセラＺツクＭＡｍ。

１００重量部に対して７５重量部の割合で回転中の粒状
バルクに均一に噴霧する。エマルシロン液を含浸した粒
状バルクを熱風乾燥し篩分けする。

以上の酢酸ビニル樹脂で補強されたセラミック繊維粒状
物を２０重量部、アルミナセメント１号品を１５重量部
、α−アルミナ微粉を１５Ｍ量部、０．１〜０．３５　
ｆｆの粒径が８０Ｍ量％の合成ムライトを５０重量部と
して乾式混合し、仁の耐火組成物に外割りで４６重量％
の水を加え手練りで３分間均一に混練した。この混線物
は流動性に富み、そのまま容器から型枠に流し込み、型
枠のすみまで充填させることができた。

（実施例２） バルクを実施例１と同様にチップバルクとし、０．５闘
（３２メツシユ）の回転篩上で転動させて篩分は及び造
粒を行ない、更にこの粒状物を流動層乾燥機中で下から
１５０℃前後の熱風を送って粒状物を浮遊させつつ、上
部から２０重量％のシリカシル水溶液を粒状物１００！
ｊｉ部に対して５０重型部の割合で噴霧して均一に添着
させて乾燥する。

以上のシリカゾル結合の粒状物を３０重量％、ア／Ｌ／
Ｅナセメント１号品を１５重象形、α−アルミナ微粉を
１０重量％、０．１〜０−３５０の粒径が８０重量％の
シャモットを４５重象形の配合にして乾式混合し、この
耐火組成物に外割りで６５重量％の水を加えて３分間手
練りをしたところ、実施例１と同様型枠に流し込むこと
ができた。

（比較例） チップバＶりをニーダ−に入れ１０分分間式造粒を行な
って得たセラミックｍ維粒状物を３０重量％、その他の
配合は実施例２と同様にして乾式混合し、水を加えて混
練したところ、流動状態となった水量は９５重量％と、
実施例２の約１．５倍の水が必要であった。この比較例
のサンプルを１日放置して養生硬化させ、更に乾燥して
脱型したところ、非常にもろく、指で押えてもくずれる
程強度のないものであった。次に実施例１・２の物性を
表に示す。

〔発明の効果〕

本発明により従来の技術では不可能であったセラミック
繊維配合の流し込み施工可能な耐火断熱組成物を提供す
ることができる。従来のセラミック繊維配合の耐火組成
物は断熱性は良好であるが、施工作業性に劣っていた。

本発明により、断熱性、施工作業性共に良好な耐火断熱
組成物を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のセラミック繊維粒状物、第２図は粒状物
表層部の繊維同志が結合剤で接着されたセラミック繊維
粒状物。 第３図は本発明の耐火組成物を構造体とした時の断面図
。 第４図は温度−熱伝導率曲線であり、Ａは本発明の実施
例１の場合であり、Ｂは同じ（実施例２である。Ｃ，Ｄ
は従来の流し込み施工用耐火物の例で、Ｃは電比Ｍ１．
３ｆ〜の中空アルミナボールを配合した場合であり、Ｄ
は嵩比重１．３のアルミナ多孔質の耐火組成物である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アルミナセメント、耐火骨材、微粉状骨材及びセラ
   ミック繊維からなる耐火断熱キャスタブル組成物におい
   て、前記セラミック繊維は少なくとも表層部がセラミッ
   ク繊維１００重量部に対して５〜２０重量部に対して５
   〜２０重量部の耐水性の有機又は無機結合剤で繊維同志
   が結合されてなる粒状物であり、その粒径は０．５〜５
   ．０ｍｍの範囲内にあり、且つ嵩比重が０．１５〜０．
   ４０ｇ／ｃｍ＾３の範囲内にあるセラミック繊維粒状物
   であることを特徴とする耐火断熱キャスタブル組成物。 ２、前記セラミック繊維粒状物が１０〜３０重量％、ア
   ルミナセメントが１０〜３０重量％、微粉状骨材が１０
   〜３０重量％、耐火骨材が４０〜６０重量％から成る特
   許請求範囲第１項記載の耐火断熱キャスタブル組成物。 ３、前記耐火骨材は粒径が０．１〜０．５ｍｍの範囲内
   にある特許請求範囲第１項記載の耐火断熱キャスタブル
   組成物。 ４、前記耐火骨材はシャモット、合成ムライト、焼結ア
   ルミナの内、少なくとも１種の耐火骨材であることを特
   徴とする特許請求範囲第１項記載の耐火断熱キャスタブ
   ル組成物。 ５、アルミナセメント、耐火骨材、微粉状骨材及びセラ
   ミック繊維からなる耐火断熱キャスタブル組成物におい
   てセラミック繊維を乾式造粒し、該粒状物１００重量部
   に対し、耐水性の有機又は無機結合剤を５〜２０重量部
   の割合で添加し、乾燥することにより少なくとも粒状物
   表層部の繊維同志を結合させ、更に篩分けにより粒径を
   ０．５〜５．０ｍｍの範囲内に調整することを特徴とす
   る耐火断熱キャスタブルの製造方法。 ６、前記セラミック繊維粒状物が１０〜３０重量％、ア
   ルミナセメントが１０〜３０重量％、微粉状骨材が１０
   〜３０重量％、耐火骨材が４０〜６０重量％の配合で乾
   式混合することを特徴とする特許請求範囲第５項記載の
   製造方法。