JPS627677A - 含カーボン耐火れんが目地用モルタル - 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） 本発明は耐火れんが相互の結合剤として使用される目地
モルタルに関するものである。ここで言う目地モルタル
とは一般に耐火膏剤に粘土及び無機質もしくは有機質バ
インダーを組み合わせて成る耐火モルタルを指す。

（従来技術） 目地モルタルの具備特性としては。

ｉ）作業性（鏝切れ、乗り、のび、適正な接着時間を有
する。）が良いこと。

ｉｉ）耐食性が良いこと。

■）収縮が小さく目地切れを起こさないこと。

等が要求される。

一般に目地モルタルの材質は使用レンガと同質のものが
使用される。例えば高アルミナれんかには高アルミナ質
モルタル、炭化珪素モルタル等である 一方溶銑を運搬する混銑車の耐火れんがでは。

溶銑予備処理比率の向上から、苛酷な条件下で使用され
るようになり、使用内張りれんがも従来の高アルミナ質
から、アルミナ−炭化珪素−カーボンれんがへと移行し
てきた。このため使用目地モルタルの役割も益々重要と
なり上記具備特性、特に前記ｉｉ）、　１ｔｉ）項目を
充分に満たすアルミナ質もしくはアルミナ−炭化珪素−
カーボン質のものが要求されるようになってきた。しか
し従来のアルミナ質もしくはアルミナ−炭化珪素−カー
ボン目地モルタル〔例えば特公昭５８−２５０７２号、
あるいは特公昭５３−３８２８３号〕は使用れんかに比
較し耐食性に劣る欠点があり、未だ目地溶損が大きく、
使用上問題になっていた。

これは目地モルタル自体、鏝作業のため粘土、有機糊料
等の可塑剤を量的に併用するため耐食性劣化を助長し、
またカーボンを量的に併用した場合には著しい水分量ｕ
ｐとともに組識劣化を助長させるため、量的に制限され
、目的とした耐食性向上が得られないためである。

（発明の解決しようとする問題点） 本発明はか＼るアルミナ−炭化珪素−カーボン目地モル
タルの耐食性の向上を計ることを目的とするものである
。

（問題点の解決手段） 本発明はこれらの上記欠点を解消するものであって、そ
の特徴はアルミナ質耐火骨材粉末１００重量部に対し１
μ以下の粒子を７０重量％以上有する超微粉炭化珪素を
５〜２０重量部、カーボンを２．５〜１２．５重量部お
よび硫酸アルミニウムを１〜４重量部を併用した結合剤
を添加混合した耐火目地モルタルであり、従来のアルミ
ナ質、アルミナ−炭化珪素−カーボン質目地モルタルの
欠点を改善した高耐食性モルタルを提供することにある
。

以下本発明の目地材の種類および上述の数値限定理由に
ついて詳細に説明する。

アルミナ質アルミナ質耐火骨材粉末は、焼結アルミナ、
天然アルミナ、電融アルミナ等が使用され、その粒度は
モルタル施工厚さにより調整されるが、一般に１閣以下
に粉砕されたものが好適である。またその量は７０％以
下が望ましい。それはアルミナ骨材量が７０％以上の場
合残金主成分である粘土が多くなり作業性は向上するも
のの耐食性が劣るためである。

次に本発明の特徴は従来のモルタルのようにカーボンを
大量使用することなく、炭化珪素の超微粉を併用するこ
とで耐食性向上を図れることである。一般にアルミナ質
耐火骨材粉末に炭化珪素の　　　　　　　：併用は耐食
性向上効果を得られることはよく知ら　　　　　　　１
れている。しかしここで言う超微粉炭化珪素とは従来使
用される４４μ以下の粒度が１００％（１μ以下では１
０％程度）のものをさらに微粉砕して得られた１μ以下
の粒度が７０重量％以上のものを指す。

炭化素の加熱による分解は次式で進行する。

ＳｉＣ＋　ＣＯ−＋ＳｉＯ＋　２Ｃ ３ｉＯ＋　Ｃｏ→ＳｉＯ□＋に こで分解によるカーボンは非常に純粋なカーボン（黒鉛
）であり、使用雰囲気においては、このカーボンが有効
に利用できるため、配合中に添加するカーボ°ンは極力
抑制可能である。この効果は使用炭化珪素の粒度が小さ
い程有効であり、従来目地モルタルの欠点を大幅に改善
できる事が判明した。

ＳｉＣ添加量と耐食性の関係を第１図に示す。試験法は
下記の通りである。

サンプル：　１００ｋｇ／ｃｍ”プレス成形品（モルタ
ル圃度処理温度：　１４５０℃Ｘ１２０ｈｒ 侵食剤：ミルスケール８：生石灰４　：　ＣａＦ２１こ
こで添加量は５〜２０重量部、好ましくは１０〜１５重
量部が良い。第１図に示すように５重量部より少ないと
炭化珪素の加熱分解によるカーボン量が不足し、耐食性
向上効果を得られにくく、また第１表に示すように２０
重量部を超えると超微粉量が多くなり目地モルタル自体
、収縮傾向が大きく好ましくない。

□ また本発明で使用する炭化珪素のグレードは炭化珪素中
のＦｌｕｘ分の少ない純度９０％以上のものが好適であ
る。さらに本発明で使用するカーボンについては２．５
〜１２．５重量部、好ましくは２．５〜７．５重量部の
併用により更に耐食性向上効果が大きくなることにある
。これは前述したように、超微粉炭化珪素の添加量は収
縮の点から量的に制限されるため、更にカーボンを二次
的に補給することが必要であり第２図に示す孝うに、２
．５重量部より少ないと耐食性向上効果を得られに＜＜
、２．５重量部を超えると目地モルタルの水分量がｕｐ
ｌ、、、組織劣化から第２図のごとく逆に耐食性が低下
するためである。ここでカーボンの種類としては一般に
使用される固定炭素８０％以上の人造黒鉛、天然黒鉛等
の１ｒｒｎ以下が利用できる。

さらにまたバインダーとして硫酸アルミニウムを添加す
る場合の理由としては、目地モルタルでは一般に作業性
賦与のため、粘土、有機糊料等の可塑性物質を使用して
いるが量的に多く耐食性低下の要因ともなっている。し
かしこれら添加剤の量を低減すると作業性低下に結びつ
く、このため凝集性の強い無機質、アルミナ質バインダ
ーを併用することで、これらの添加剤と同等の効果が得
られ、耐食性が向上しかつ作業性低下といった問題も生
じない。

これら凝集性の高いアルミナ質、無機質バインダーとし
て例えば第１リン酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、
アルミナゾル等が考えられる。しかし第１リン酸アルミ
ニウムの場合ＰＩ（が２以下と低く、炭化珪素中のＦｌ
ｕｘ（例えばＦｅ等）と急激に反応し、リン化水素等の
有毒ガスを発生し、作業上問題がある。またカーボンを
併用した系では例えば９００℃以上でリン還元によるカ
ーボン酸化を助長し、好ましくない。一方アルミナゾル
では、れんが接着強度の低い欠点がある。この点硫酸ア
ルミニウムではｐＨが４〜５程度と高く、有毒ガスの発
生も無く、かつカーボン酸化、接着強度が低いといった
不都合もない。

ここで添加量範囲を１〜４重量部とした理由は１重量部
より少ないと接着強度、鏝作業性に劣り逆に４重量部を
超えると耐食性が低下し好ましくないためである。

（実施例） 以下実施例を示す。

電融アルミナ骨材粉末の粒度Ｉｎｎ以下、１００重量部
に対し１μ以下７０重量％の粒度を有する超微粉炭化珪
素（純度９０％）１５重量部、さらにカーボンとして１
ｍ以下に粉砕された人造黒鉛（固定炭素８５％）５重量
部からなる耐火物組成物に対し粘土を５重量部添加し、
さらにバインダーとして硫酸アルミニウムを各々１，２
．４重量部添加した３種類の目地モルタルを作成して、
作業性、接着強度、耐食性の比較を行なった。比較の為
バインダーとして第１リン酸アルミニウム粉末、アルミ
ナゾルを使用した場合および従来アルミナ−炭化珪素−
力−ボン質目地モルタルについて行なった結果を第２表
に示す。第２表から硫酸アルミニウムバインダーは１〜
４重量部が鏝作業性、耐食性面で好適であり、逆に比較
例で示した第１リン酸アルミニウム粉末とアルミナゾル
は鏝作業性、接着強度。

耐食性のいずれかが極端に低下し好ましくない。

また硫酸アルミバインダーを使用していない場合は、鏝
作業性向上のため粘土添加量がｕｐＬ、、耐食性低下が
大きい結果となっている。

（発明の効果） 従来のアルミナ−炭化珪素−カーボン質モルタルは鏝作
業性、接着性は良好であるが、耐食性が著しく低下する
結果となっており本発明品の目地モルタルが非常に優れ
ていることが判明した。

【図面の簡単な説明】

第１図はＳｉＣ添加量と耐食性の関係を示し。 第２図はカーボン添加量と耐食性の関係を示す。 第１図 第２図 カーボン添加ｊｌ（ｗｔＺ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　アルミナ質耐火骨材粉末１００重量部に対し１μ以下
   の粒子を７０重量％以上有する超微粉炭化珪素を５〜２
   ０重量部、カーボンを２．５〜１２．５重量部および硫
   酸アルミニウムを１〜４重量部を併用した結合剤を添加
   混合した組成物よりなる耐火目地モルタル。