JPS6340774A - 窯炉内張材の膨張吸収モルタル - 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） 本発明は各種窯炉における内張耐火材の熱膨張吸収モル
タルに関するものである。

（従来の技術） 一般に無酸化または還元雰囲気の窯炉における内張材と
しては、３１０２．Ａｔ２０３．ＺｒＯ２，ＺｒＯ２−
８１０２゜ＭｇＯ・Ａｔ２０３．ＣａＯ，ＭｇＯ等の酸
化物や、Ｃ，ＳＩＣ。

５ｉ３Ｎ４等の非酸化物あるいは、これらの酸化物と非
酸化物を組合せによる耐火れんかによって構築嘔れてい
る。

これら内張耐火れんがは温度上昇に伴って熱膨張する。

一般に外側が鉄皮で拘束されている場合、とのＡ１％膨
張によりて内張材内に膨張応力が発生する。この膨張応
力が耐火れんがの強度を超えると耐火れんがが破壊し、
耐火れんがの強度が鉄皮強度よシ大きい場合には鉄皮が
破壊する。

このような破壊現象の発生を防止するために適度の膨張
吸収式を設は特に炉周方向の耐火れんが間では、炉操業
中熱や化学的授賞に耐え、耐火れんが間の接着性気密性
を維持できる膨張吸収材を介装する必要性が生ずる。

炉径方向の耐火れんが間では、例えば溶銑。

アルカリ、ＣＯガス雰囲気と直接的には接しないため、
可縮性に重点が置かれ例えば可縮性に優れたファイバー
類が介装式れているが、これらは殆んど接着性を有しな
いものであシ、耐熱強度も充分ではなく又、気密性にも
乏しく、炉周方向の耐火れんが間罠介装する膨張吸収材
としては不向きである。

炉周方向の耐火れんが間に介装する膨張吸収材としては
一般に耐火性モルタルが用いられている。

この耐火性モルタルは、十分な耐熱強度、接着強度を有
するが十分な可縮性を有しないものである。したがって
、耐火れんがの熱膨張を充分吸収することはできず圧壊
し、接着強度を失ない剥落し易い。

その結果、耐火れんが間に空隙を生じ膨張吸収材として
の機能を早期に失ってしｔりという欠点を有している。

このような従来の欠点を改善することを意図したものと
して例えは特開昭５９−１９０３０７号公報の発明のよ
うに炭素質の耐火材に高軟化点ピッチ・アルミナ粉末と
熱可塑性結合剤とからなる高炉充填材等が提案されてい
る。

しかしながらこれは繊維を用いておらず、可焼性が充分
ではなく又高軟化点ピッチの添加量が１５〜２０％と少
なく所望の可縮性が得られないものであシ、膨張吸収材
として充分な特性を有するものとは云い難い。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、十分な耐熱強度を有し、化学的侵食にも強く
充分な可縮性を有し、熱間でも充分な接着強度と気密性
を有する膨張吸収モルタルを提供するものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、Ｓ　１０２　、Ａｔ２０３　＠ＺｒＯ２、Ｚ
ｒＯ２・ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＺｒＯ２　
、Ｍｇｏ−Ａｔ２０５　、ＣａＯ，ＭｇＯ等の酸化物あ
るいは、　ＳｉＣ，Ｃ。

Ｓ　ｌ　３Ｎ４等の非酸化物を単独又は組合せて骨材を
形成し、この骨材１００％（ｗｔ）に対して水またはア
ルコール等の有機溶媒を５０〜１２０％（ｗｔ）。

無機または有機の繊維を３〜１０チ（ｗｔ）を添加し、
更に５０％〜１００％（ｖｒｔ）の有機結合材を配合し
たことを特徴とする窯炉内張材の膨張吸収モルタルであ
る。

（作用） 即ち、耐火材として一般に用いられる酸化物。

非酸化物を骨材として耐火性を確保し、繊維により溶媒
の蒸発を促進して可縮性を高めると共に有機結合剤の分
解によって生成したカーメンプントによって接着強度を
確保するところに特徴を有するものであり、特に無酸化
または還元雰囲気の窯炉の内張材の膨張収縮吸収材とし
て用いて好適なものである。

即ち、本発明の膨張吸収モルタルを窯炉の耐火壁を形成
する耐火れんが間に介装した場合、窯炉の操業により加
熱されこの膨張吸収モルタル中の溶媒の一部は有機結合
剤と共に耐火れんが中に浸透し、残シは蒸発し、耐火れ
んがの膨張応力を受は収縮する。

繊維は溶媒の蒸発を促進し、可縮性を助長する。

そして、更に加熱が進むと有機結合剤が分解し、炭素分
が耐火れんが内およびモルタル内で固定されカーノンボ
ンドを生成し、同時に加熱の進行と共に増加した熱膨張
応力により繊維が収縮しモルタル全体が収縮する。

耐火れんが間の接着強度は有機結合剤の分解によりて生
成したカーノンボンドによって得られる。

この膨張吸収モルタルは例えば温度５００℃。

１０〜３０ｋｌｉｌ／α２の荷重（応力）下で３０〜６
０％の可縮率とｓｋｇ／−短上の接着強度を有するもの
であり、耐火性もあシ、特に膨張収縮に対する柔軟性に
富み、膨張収縮時においても十分な接着性、気密性を維
持し長期に亘って膨張吸収材としての機能を維持できる
ものである。

このよう彦特性を得る丸めには、骨材としては耐火材料
として一般に用いられるＡｔ２０５，５１０２゜ＺｒＯ
２＊　Ｚ　ｒ０２　・Ｓ　ｉ　０２　、ＭｇＯ−Ａｔ２
０３　、　ＣａＯ、ＭｇＯ等の酸化物とかＳｉＣ，Ｃ，
５ｔ３Ｎ４等の非酸化物が一役的であシ、これに添加す
る作業性付与剤としては水、アルコール等の有機溶媒が
一般的であシ、その添加量は骨材１００％（Ｗｔ）に対
して５０〜１２０％とする。

５０％以下ではモルタルとしての粘性が高く作業性が得
られず均一施工が困難で可縮能が小てくなる。

又、１２０チ以上では粘性が低く過ぎてタレや目地沈み
が生じて所望の目地厚みが得られないし、接着強度も得
られない。可縮性を付与する繊維は骨材１００　％（ｗ
ｔ）Ｉｃ対して３〜１０％配合する。３％以下では溶媒
の蒸発促進効果可縮効果が小さい。

又１０％以上では可縮効果が大き過ぎ旦つ接着強度が小
さくなる。繊維としては有機、無機のいずれでも良く繊
維長は１０ｍ以下のものが使用される。溶媒の蒸発促進
のためには多孔性のものが望ましく、例えば麻糸、木材
ノ９ルプ。

合成繊維、アルミナ、ムライト、シリカ、炭化珪素、カ
ーボン等の単繊維もしくはこれらを複合した繊維が使用
される。カーデン？ンドを生成する有機結合剤は、骨材
１００％（Ｗｔ）に対して５０〜１００％添加する。

５０チ以下では、カー？ンゴンド生成量が少なく、所望
の接着強度が得られない。１００％以上では水、アルコ
ール等の添加量が増し、接着強度の低下等の問題が生じ
好ましくない。

有機結合剤としては石炭系ピッチ、石油系ピッチ、合成
樹脂、天然樹脂等が使用される。

（実施例） 本発明膨張吸収モルタルの実施例とその特性を従来の目
地モルタルと比較して次光に示す。

モルタルはノクン型のモルタルミキサーを用いて１０分
間混練して測定に供した。

この表によっても明らかなように本発明の膨張吸収モル
タルの可縮率は３０に９／ｌｙｄ’の加圧応力で３５〜
５３％と膨張収縮に対して柔軟性に富み又、５００℃熱
間での接着強度は１６〜３０ゆ／備で、通常の使用条件
下では耐火性もあり、接看性、気密性を損りことはなく
膨張吸収材として好適な特性を有している。

これに対して従来の耐火性モルタルは、接着強度がある
が加圧応力３０に９／１１ｎで可縮性は殆んどなく加圧
応力５０　ｋｇ７ｃｍ　で５％程度の可縮率を有するが
、耐火れんが収縮時復元性にも乏しく、破壊し易く膨張
吸収材としての機能を具えていない。

本発明の実施例１〜３の膨張吸収モルタルは特に高炉々
壁内張材の膨張吸収材として用いて好適である。

（発明の効果） 本発明の膨張吸収モルタルは耐火性に加え特に可縮性に
秀れておシ耐熱接着強度、気密性も良好で内張シ耐火れ
んがの膨張吸収材として好適であり、例えば高炉内張構
造を長期に亘って安定維持することが可能になる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ＳｉＯ＿２、Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＺｒＯ＿２、ＺｒＯ＿
   ２・ＳｉＯ＿２、ＭｇＯ・ＡｌＯ＿２、ＣａＯ、ＭｇＯ
   の酸化物ＳｉＣ、Ｃ、Ｓｉ＿３Ｎ＿４等の非酸化物を単
   独又は２種以上を組合せてなる耐火性骨材１００％（ｗ
   ｔ）に対して、水またはアルコール等の有機溶媒を５０
   〜１２０％（ｗｔ）、無機または有機の繊維を３〜１０
   ％（ｗｔ）を添加し、更に５０％〜１００％（ｗｔ）の
   有機結合材を配合したことを特徴とする窯炉内張材の膨
   張吸収モルタル。