KR101462324B1

KR101462324B1 - 무기 섬유질 내화 성형체, 무기 섬유질 내화 성형체의 제조 방법 및 무기 섬유질 부정형 내화 조성물

Info

Publication number: KR101462324B1
Application number: KR1020127017599A
Authority: KR
Inventors: 코지 이와타; 켄 요나이야마
Original assignee: 니찌아스 카부시키카이샤
Priority date: 2010-01-07
Filing date: 2010-12-24
Publication date: 2014-11-14
Also published as: US20130090224A1; KR20120113751A; WO2011083695A1; US9174875B2; AU2010340532B2; JPWO2011083695A1; EP2522645A1; EP2522645A4; CN102741197A; EP2522645B1; AU2010340532A1; JP5731408B2; CN102741197B

Abstract

고가의 세라믹화이버(ceramic fiber)나, 알루미나 분말, 실리카 분말을 함유 하지 않아도 원하는 내열성을 발현하는 동시에, 제조 코스트 및 제품 가격을 저감 시킨, 생체 용해성이 높은 무기 섬유질 내화 성형체를 제공한다.　암면 2 내지 95 질량%와 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말 2 내지 95 질량%와 바인더 3 내지 32 질량%를 포함한 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 무기 섬유질 내화 성형체이며, 적합하게는 상기 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말의 평균 길이가 1 내지 3000μm이며, 어스펙트비가 1 내지 1000인 무기 섬유질 내화 성형체이며, 보다 적합하게는, 상기 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말이 월라스트나이트 분말 또는 세피오라이트 분말인 무기 섬유질 내화 성형체이다.

Description

무기 섬유질 내화 성형체, 무기 섬유질 내화 성형체의 제조 방법 및 무기 섬유질 부정형 내화 조성물{INORGANIC FIBROUS MOLDED REFRACTORY ARTICLE, METHOD FOR PRODUCING INORGANIC FIBROUS MOLDED REFRACTORY ARTICLE, AND INORGANIC FIBROUS UNSHAPED REFRACTORY COMPOSITION}

본 발명은, 무기 섬유질 내화 성형체, 무기 섬유질 내화 성형체의 제조 방법 및 무기 섬유질부정형 내화 조성물에 관한 것이다.

종래, 예를 들면, 공업노, 소성로 또는 열처리 장치 등에 있어서, 가열 실내부의 천정이나 벽등의 라이닝재 또는 단열재로서 벽돌등의 비교적 중질인 내화물이 사용되어 왔으나, 근래에 있어서는 무기 섬유를 주성분으로 하는 무기 섬유질 내화 성형체가 사용되게 되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1(일본특허 공개공보 2001-192278호) 참조).

무기 섬유질성형체는, 무기 섬유와 무기 섬유끼리를 결합시키는 바인더와 필요에 따라서 첨가되는 무기 충전재를 포함하는 것이며, 상기 무기 섬유로서는, 성형체의 내열성을 향상시키고 밀도를 저하시키는 목적으로 알루미나 실리케이트 섬유 등의 세라믹화이버(ceramic fiber)가 사용되고 상기 무기 충전재로서는, 내열성을 향상시키는 목적으로 알루미나 분말이나 실리카 분말이 사용되어 왔다.

그러나, 상기 알루미나 실리케이트 섬유 등의 세라믹화이버(ceramic fiber)나, 알루미나 분말이나 실리카 분말 등의 무기 충전재는 고가이므로, 무기 섬유질성형체의 제조 코스트 및 제품 가격을 증대시키는 기술 과제가 존재하고 있었다.

또한 알루미늄이나 마그네슘 등의 주조 장치에 있어서, 상기 무기 섬유질 내화 성형체를 복수 연결하여, 홈통, 용탕 유지노, 레이들(ladle) 등의 금속용탕과 접촉하는 부재의 내장재로서 사용하는 경우에는, 줄눈 등에 페이스트형상의 무기 섬유질부정형 내화 조성물이 사용되고 있으나, 이 페이스트형상의 무기 섬유질부정형 내화 조성물도, 무기 섬유질 내화 성형체와 같은 재료에 액체 용매를 첨가하여 형성된 것이므로, 무기 섬유질 내화 성형체와 마찬가지로 제조 코스트 및 제품 가격이 증대해 버리는 기술 과제가 존재하고 있었다.

특허 문헌 1 : 일본특허 공개공보 2001-192278호

이러한 상황하에서, 본 발명은, 무기 섬유로서 세라믹화이버(ceramic fiber)를 사용하거나 무기 충전재로서 알루미나 분말이나 실리카 분말을 사용하지 않아도, 높은 내열성을 발휘할 수 있으며, 제조 코스트 및 제품 가격을 저감 한 무기 섬유질 내화 성형체를 제공하는 동시에, 이 무기 섬유질 내화 성형체를 간편하게 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다. 또한 본 발명은, 무기 섬유로서 세라믹화이버(ceramic fiber)를 사용하거나 무기 충전재로서 알루미나 분말이나 실리카 분말을 사용하지 않아도, 높은 내열성을 발휘할 수 있으며, 제조 코스트 및 제품 가격을 저감 한 무기 섬유질부정형 내화 조성물을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명자들이 예의 검토한 결과, 암면 2~95 질량%와 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말 2~95 질량%와 바인더 3~32 질량%를 포함한 재료를 사용하여 무기 섬유질 내화 성형체나 무기 섬유질부정형 내화 조성물을 제작하므로써, 상기 목적을 달성 할 수 있음을 발견하여, 본 식견에 따라 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명은,

(1) 암면 2~95 질량%와 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말 2~95 질량%와 바인더 3~32 질량%를 포함한 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무기 섬유질 내화 성형체,

(2) 상기 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말의 평균 길이가 1~3000μm이며, 어스펙트비가 1~1000인 상기(1)에 기재된 무기 섬유질 내화 성형체,

(3) 상기 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말이 월라스트나이트 분말 또는 세피오라이트 분말인 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 무기 섬유질 내화 성형체,

(4) 고형분으로 환산했을 때에, 암면 2~95 질량%와 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말 2~95 질량%와 바인더 3~32 질량%를 포함한 재료로 이루어지는 슬러리(slurry)를, 탈수 성형하는 것을 특징으로 하는 무기 섬유질 내화 성형체의 제조 방법,

(5) 고형분으로 환산했을 때에, 암면 2~95 질량%와 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말 2~95 질량%와 바인더 3~32 질량%를 포함한 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 무기 섬유질부정형 내화 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명에 의하면, 암면을 특정량 함유함과 동시에 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말을 특정량 함유 하므로써, 세라믹화이버(ceramic fiber)나, 알루미나 분말, 실리카 분말을 함유 하지 않아도 원하는 내열성을 발현하는 동시에, 제조 코스트 및 제품 가격을 저감 시킨 무기 섬유질 내화 성형체를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 상기 무기 섬유질 내화 성형체를 간편하게 제조하는 방법을 제공할 수 있다. 또한 본 발명에 의하면, 제조 코스트 및 제품 가격을 저감 시킨 무기 섬유질부정형 내화 조성물을 제공할 수 있다.

(무기 섬유질 내화 성형체)

먼저, 본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체에 대해서 설명한다.

본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체는, 암면 2~95 질량%와 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말 2~95 질량%와 바인더 3~32 질량%를 포함한 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체에 있어서, 암면은, 천연 광물 유래의 것이라도 되고 용광로(고로) 슬러그 유래의 것이라도 된다.

암면은, 현무암이나 용광로 슬러그등의 원료를 큐포라나 상기로에서 1500℃~1600℃로 용해된 용해물이거나, 또는 용광로로부터 꺼내어 고온 상태에 있는 용해 슬러그를, 원심력등으로 날려서 섬유화하여 제조할 수 있고 원료에 따라서 다르지만, 통상은, SiO₂를 35~45 질량%, Al₂O₃를 10~20 질량%, MgO를 4~8 질량%, CaO를 20~40 질량%, Fe₂O₃를 0~3 질량%, MnO를 0~1 질량%함유 하는 섬유형상물이다. 이러한 암면으로서는, 예를 들면, 공기 분위기하에서, 800℃로 24시간 가열 처리했을 때의 길이 방향의 수축율(｛(가열전이 길이-가열 후의 길이)/가열전의 길이｝)×100)이 10%이상, 1100℃로 24시간 가열 처리했을 때의 길이 방향의 수축율이 12% 이상인 것을 들 수 있다.

암면의 평균 섬유 지름은 1 내지 50μm인 것이 바람직하고, 1.5 내지 10μm인 것이 보다 바람직하며, 2 내지 6μm인 것이 더욱 바람직하다. 평균 섬유 지름이 1μm미만이면 암면이 파단하기 쉬워지므로, 얻을 수 있는 내화 성형체의 강도가 낮아지기 쉽고, 또한 50μm를 넘으면 내화 성형체의 밀도가 낮아지므로, 얻을 수 있는 내화 성형체의 강도가 낮아지기 쉽다. 또한, 암면의 평균 섬유 길이는 1 내지200 mm인 것이 바람직하고, 2 내지 50 mm인 것이 보다 바람직하며, 10 내지 50 mm인 것이 더욱 바람직하다. 평균 섬유 길이가 상기 범위 내에 있으므로써, 적절한 밀도를 가지는 내화 성형체를 얻기 쉬워진다.

또한 본 출원 서류에 있어서, 평균 섬유 지름, 평균 섬유 길이란, 측정 시료인 암면 300 내지 500개의 섬유 지름과 섬유 길이를 광학 현미경으로 측정했을 때의 각각의 평균치를 의미한다.

본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체를 구성하는 재료는, 암면을, 2~95 질량% 포함하고, 9~81 질량% 포함하는 것이 바람직하며 18~72 질량% 포함하는 것이 보다 바람직하다.

암면의 함유 비율이 2~95 질량%이므로, 필요한 최저한의 강도 및 내침식성을 가지면서, 보온성(단열성) 및 경량성이 뛰어난 내화 성형체를 제공할 수 있다.

본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체에 있어서, 암면은 골재로서의 기능을 발휘한다.

암면은, 열간 수축 온도가 650℃정도이며, 알루미나(α알루미나로 융점 2053℃)나 실리카(융점 1650℃)에 비해 내열성이 낮으므로, 종래, 알루미나 섬유나 실리카 섬유등의 세라믹화이버(ceramic fiber)에 비해서 내화 성형체의 골재로서 적당하지 않다고 생각되어 왔다.

그러나, 본 발명자들이 예의 검토한 결과, 내화 성형으로서는 내열성이 낮은 암면을 소정량 포함하는 동시에 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말을 소정량 포함한 구성 재료를 사용하므로써, 암면과 무기 분말이 상호작용을 발휘하여 뛰어난 내열성을 나타내는 것을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이른 것이다.

본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체의 구성 재료는, 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말을 함유한다.

침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말로서는, 천연 광물 및 합성물이 존재하고, 구체적으로는, 월라스트나이트 분말, 세피오라이트 분말, 아타파르쟈이트 분말등을 들 수 있다.

월라스트나이트(Wollastonite)는, CaSiO₃(CaO·SiO₂)로 표기되는, 칼슘 양이온으로 연결된 무한의 규소 산소쇠사슬(SiO₃) 구조를 가지는, 결정 구조가 침형상의 무기물질이다. 천연 광물로서 산출되는 월라스트나이트는, 규회석으로서 석회암 지대에서 산출되고, 불순물로서 미량(예를 들면, 0.5 중량%미만)의 Al₂O₃나 Fe₂O₃를 함유하기도 한다.

또한, 세피오라이트(sepiolite)는, 점토형상의 함수 마그네슘 규산염 광물이며, Mg₄Si₆O₁₅(OH) ₂·6 H₂O로 대표되는 조성식을 가지는, 결정 구조가 침형상의 무기물질이며, 아타파르쟈이트(attapulgite)는, 점토형상의 함수 규산 알루미늄·마그네슘 화합물이며, Si₈O₂₀Mg₅(OH) ₂·Al(OH₂) ₄·4 H₂O로 대표되는 조성식을 가지는, 결정 구조가 침형상의 무기물질이다.

본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체를 구성하는 재료에 있어서, 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말로서는, 평균 길이가 1 내지 3000μm인 것이 바람직하고, 2 내지 2000μm인 것이 보다 바람직하며, 3 내지 1000μm인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말은, 평균지름이 1 내지 100μm인 것이 바람직하고, 1 내지 90μm인 것이 보다 바람직하며, 1 내지 80μm인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말로서는, 어스펙트비가 1 내지 1000인 것이 바람직하고, 2 내지 100인 것이 보다 바람직하며, 3 내지 50인 것이 더욱 바람직하다.

침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말의 평균 길이 및 평균지름은, 측정 시료인 무기 분말 300 내지 500개의 길이와 직경을 광학 현미경으로 측정했을 때의 각각의 평균치를 의미한다.

그리고, 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말의 어스펙트비는, 상기 무기 분말의 평균 길이/무기 분말의 평균지름에 의해 구할 수 있다.

본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체를 구성하는 재료는, 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말을 2 내지 95 질량%포함하는 것이며, 9 내지 81 질량% 포함하는 것이 적당하며, 18 내지 72 질량%포함하는 것이 보다 적당하다.

본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체는, 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말을 2 내지 95 질량% 포함한 재료로 이루어진 것이므로, 암면과 상호작용을 발휘하여 원하는 내열성을 발휘하는 동시에, 제조 코스트나 제품 코스트를 저감 할 수 있다.

본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체를 구성하는 재료에는, 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말로서 예를 들면, 융점이 1500℃인 월라스트나이트나, 융점이 1550℃인 세피오라이트 등이 채용되지만, 이들 무기 분말은, 알루미나(α알루미나로 융점 2053℃)나 실리카(융점 1650℃)에 비해 융점이 낮으므로, 종래, 내화 성형체의 구성 재료로서는 적당하지 않다고 생각되어 왔다.

그러나, 본 발명자들이 예의 검토한 결과, 융점이 낮고 내열성 향상 효과를 기대할 수 없다고 생각되던 월라스트나이트나 세피오라이트 등의 무기 분말을 소정량 포함하는 동시에, 내열성이 낮은 암면을 소정량 포함한 구성 재료를 사용하므로써, 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말과 암면이 상호작용을 발휘하여 뛰어난 내열성을 나타내는 무기 섬유질 내화 성형체를 얻을 수 있음을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이른 것이다.

월라스트나이트 등의 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말은, 알루미나 분말 등에 비해서 가격도 염가이고, 입수하기도 용이하므로, 무기 섬유질 내화 성형체의 제조 코스트나 제품 코스트를 저감 할 수 있다.

본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체를 구성하는 재료는, 바인더를 3 내지 32 질량% 포함하고, 5.5 내지 22 질량% 포함하는 것이 바람직하며, 7 내지 18 질량% 포함하는 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체에 있어서, 바인더로서는, 무기 바인더 및 유기 바인더로부터 선택되는 일종 이상을 들 수 있고 바인더를 복수종 사용하는 경우, 상기 바인더의 함유량은, 사용하는 바인더의 총량을 의미한다.

무기 바인더로서는, 음이온성 콜로이달 실리카, 양이온성 콜로이달 실리카 등의 콜로이달 실리카, 흄드 실리카, 알루미나 졸, 산화 지르코늄 졸(지르코니아 졸), 이산화티타늄 졸(티타니아 졸) 등으로부터 선택되는 일종 이상을 들 수 있다.

후술하는 바와 같이, 내화 성형체의 제조시 또는 사용시에 있어서 고온으로 소성처리하므로써, 상기 무기 바인더는 실리카나 알루미나 등의 산화물 형태를 채택하게 되지만, 본 출원 처리에 있어서는, 상기 소성처리 전후의 어떤 형태도 무기 바인더라고 칭하기로 한다. 또한, 본 출원 서류에 있어서, 무기 바인더의 함유 비율은 산화물로 환산한 값을 의미한다.　

본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체를 구성하는 재료는, 무기 바인더를, 산화물 환산으로 3 내지 20 질량% 포함하는 것이 바람직하고, 3.5 내지 15 질량% 포함하는 것이 보다 바람직하며, 4 내지 12 질량% 포함하는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체를 구성하는 재료에 있어서, 무기 바인더의 함유 비율이 3 질량% 미만이면, 고온에서 사용 환경하에서 강도 향상 효과를 얻기 어렵고, 무기 바인더의 함유 비율이 20 질량%을 넘으면, 후술 하는 내화 성형체의 제조시에 탈수 성형 공정에 있어서의 물의 여과성이 저하되어 제조 효율이 저하되어 버린다.

후술하는 바와 같이, 콜로이달 실리카 등의 무기 바인더는, 암면과의 공존하에서, 600~1100℃정도의 온도로 소성되므로써, 암면끼리를 견고하게 결합할 수 있으므로, 원료를 탈수 성형해서 얻은 예비 성형물을 건조 처리한 후, 소성처리하거나 공업로내 등에서 피처리물과 함께 소성함으로써, 바인더로서 높은 능력을 발휘할 수 있다.

유기 바인더로서는, 전분, 아크릴 수지, 폴리 아크릴 아미드 등을 들 수 있다.

본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체를 구성하는 재료는, 유기 바인더를, 0.1~12 질량% 포함하는 것이 바람직하고, 2~7 질량% 포함하는 것이 보다 바람직하며, 3~6 질량% 포함하는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체에 있어서, 유기 바인더의 함유 비율이 0.1 질량% 미만이면, 후술 하는 내화 성형체 제조시에 있어서 예비 성형체를 건조 처리했을 때에, 건조 처리물에 충분한 강도를 부여 하기 어려워지고, 12 질량%를 넘으면, 건조 처리물을 소성했을 때에 연소 가스의 배출량이 증가하거나 보관시에 수분을 흡습 해서 무기 섬유질 내화 성형체의 성질을 저하시키는 경우가 있다.

본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체가 유기 바인더를 포함하므로서, 후술하는 바와 같이, 무기 섬유질 내화 성형체의 제조시에, 원료를 탈수 성형, 건조 처리해서 얻은 내화 성형체에 충분한 보형성 및 강도를 부여할 수 있다.

본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체를 구성하는 재료는, 상기 암면, 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말 및 바인더를 합계해서 50 질량% 이상 포함하는 것이 바람직하고, 70 질량% 이상 포함하는 것이 보다 적당하며, 90 질량% 이상 포함하는 것이 더욱 적당하다.

본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체가, 암면, 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말 및 바인더를 합계해서 50 질량% 이상 포함한 재료로 이루어짐으로써, 내열성을 보다 효과적으로 향상시킬 수 있다.

본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체를 구성하는 재료는, 분체상태의 충전재나 골재를 필요에 따라 포함하고 있어도 되고, 이것에 의해, 무기 섬유질 내화 성형체의 기계적 강도를 향상시킬 수 있다.

충전재나 골재로서는, 샤못트, 세라믹 벌룬이라고 하는 경량 골재나, 알루미나, 실리카, 코제라이트, 규조토, 지르콘, 지르코니아, 마그네시아, 카르시아라고 하는 무기 분말이나, 카오리나이트라고 하는 점토 광물등을 들 수 있다.

본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체를 구성하는 재료는, 헥사메타 인산 나트륨, 트리폴리 인산 나트륨, 울트라 폴리 인산 나트륨 등의 분산제, 황산알루미늄, 폴리 아크릴 아미드 등의 응집제등을 필요에 따라 적당량 포함해도 된다.

본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체를 구성하는 재료는, 필요에 따라서, 충전재나 골재를 1~30 질량% 함유 할 수 있고 분산제를 0.5~10 질량% 함유 할 수 있으며 응집제를 0.5~10 질량 %함유 할 수 있다.

본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체는, 내화 성형체를 구성하는 재료가 암면을 특정량 함유 하는 동시에, 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말을 특정량 함유 하므로써, 암면과 무기 분말이 상호작용을 발휘 할 수 있는 것이므로, 알루미나 실리케이트 섬유등의 세라믹화이버(ceramic fiber)나, 알루미나 분말, 실리카 분말을 함유 하지 않아도 원하는 내열성을 발현하는 동시에, 제조 코스트 및 제품 가격을 저감 시킬 수 있다.

본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체는, 예를 들면, 공기 분위기 하에서, 1100℃로 24시간 가열 처리했을 때의 길이 방향의 수축율(｛(가열전의 길이-가열 후의 길이)/가열전의 길이｝)×100)이 5% 이하인 것이 적당하고, 3.0% 이하인 것이 보다 적당하며, 1.0%이하인 것이 더욱 적당하다.

본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체는, 특정량의 암면과 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말을 포함한 재료로 이루어진 것이므로, 양자가 상호작용을 발휘하여 뛰어난 내열성을 발현할 수 있다.

본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체는, 예를 들면, 부피 밀도가 0.05~1.0g/cm³이며, 적합하게는 0.08~0.70g/cm³이며, 보다 적합하게는 0.1~0.5g/cm³이다.

또한, 본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체는, 예를 들면, 굽힘강도가 0.1~2.0 MPa이며, 적합하게는 0.2~1.5 MPa이다.

본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체의 형상으로서는, 예를 들면, 원통형, 바닥이 있는 통형상, 평판 형상이나 블록 형상 등을 들 수 있다.

본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체는, 후술 하는 무기 섬유질 내화 성형체의 제조 방법에 있어서, 원료를 탈수 성형하므로써 제작할 수 있고 본 출원에 있어서, 무기 섬유질 내화 성형체에는, 탈수 성형해서 얻은 예비 성형물을 건조 처리한 것 외에, 다시 소성처리한 것도 포함된다. 탈수 성형 후에 소성 처리를 하지 않은 무기 섬유질 내화 성형체라도, 내화재로서 원하는 위치에 배설하고, 사용시에 피처리물과 동시에 가열하므로써 소성물로 할 수도 있다.

본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체는, 예를 들면, 공업노, 소성로 또는 열처리 장치 등에 있어서, 가열 실내부의 천정이나 벽등의 라이닝재 또는 단열재로서 적합하게 사용할 수 있다.

(무기 섬유질 내화 성형체의 제조 방법)

다음에, 본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체의 제조 방법에 대해서 설명한다.

본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체의 제조 방법은, 본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체를 제조하는 방법이며, 고형분으로 환산했을 때에, 암면 2 내지 95 질량%와 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말 2 내지 95 질량%와 바인더 3 내지 32 질량%를 포함한 재료로 이루어진 슬러리를, 탈수 성형하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체의 제조 방법에 있어서, 암면은, 얻을 수 있는 내화 성형체의 골재로서의 기능을 발휘하는 것이며, 암면으로서는, 상술한 것과 같은 것을 들 수 있다.

본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체의 제조 방법에 있어서, 암면은, 슬러리 중에, 고형분으로 환산했을 때에 2 내지 95 질량% 포함되고 9 내지 81 질량% 포함되는 것이 바람직하며, 18 내지 72 질량% 포함되는 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체의 제조 방법에 있어서, 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말은, 얻을 수 있는 무기 섬유질 내화 성형체에 있어서, 암면과 상호작용을 발휘하여 내화 성형체의 내열성을 향상시킬 수 있는 물질이며, 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말로서는, 상술한 것과 같은 것을 들 수 있다.

본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체의 제조 방법에 있어서, 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말은, 슬러리 중에, 고형분으로 환산했을 때에 2 내지 95 질량% 포함되어 9 내지 81 질량% 포함되는 것이 바람직하며, 18 내지 72 질량%포함되는 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체의 제조 방법에 있어서, 바인더는, 슬러리 중에, 고형분으로 환산했을 때에 3 내지 32 질량% 포함되고 5.5 내지 22 질량% 포함되는 것이 바람직하며, 7 내지 18 질량%포함되는 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체의 제조 방법에 있어서, 바인더로서는, 상술한 무기 바인더나 유기 바인더를 들 수 있다.

본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체의 제조 방법에 있어서, 무기 바인더는, 슬러리를 구성하는 고형분 중에, 산화물로 환산했을 때에 3 내지 20 질량% 포함되는 것이 바람직하고, 3.5 내지 15 질량% 포함되는 것이 보다 바람직하며, 4 내지 12 질량% 포함되는 것이 더욱 바람직하다.

슬러리를 구성하는 고형분 중에 있어서의 무기 바인더의 함유 비율이, 산화물 환산으로 3 질량% 미만이면, 내화 성형체의 표면에 산화막이 신속하게 형성되기 어려워지고, 또한, 20 질량%를 넘으면 수분량이 많아져서 탈수 성형시의 작업성이 저하한다.

또한, 본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체의 제조 방법에 있어서, 유기 바인더는, 슬러리를 구성하는 고형분 중에, 0.1 내지 12 질량% 포함되는 것이 바람직하고, 2 내지 7 질량%포함되는 것이 보다 바람직하며, 3 내지 6 질량% 포함되는 것이 더욱 바람직하다.

유기 바인더의 함유 비율이 0.1 질량%미만이면, 탈수 성형 후에 건조 처리했을 때에 얻어진 건조 처리물에 충분한 강도를 부여 하기 어려워지고, 12 질량%를 넘으면, 건조 처리물을 소성했을 때에 연소 가스의 배출량이 증가하거나 보관시에 수분을 흡습 해서 얻어지는 내화 성형체의 성질을 저하시키는 경우가 있다.

본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체의 제조 방법에 있어서, 슬러리 중에는, 고형분으로 환산해서, 암면, 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말 및 바인더가 합계해서 50 질량% 이상 포함되고 70 질량% 이상 포함되는 것이 보다 바람직하고, 90 질량% 이상 포함되는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체의 제조 방법에 있어서, 슬러리 중에, 고형분으로 환산해서, 암면, 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말 및 바인더를 합계해서 50 질량% 이상 함유 하므로써, 얻어지는 내화 성형체의 내열성을 보다 효과적으로 향상시킬 수 있다.

본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체의 제조 방법에 있어서, 슬러리 중에는, 분체상태의 충전재나 골재, 분산제, 응집제가 필요에 따라 포함되어 있어도 되고, 이것에 의해서, 얻을 수 있는 무기 섬유질 내화 성형체의 기계적 강도를 향상시킬 수 있다.

충전재나 골재, 분산제, 응집제의 구체적인 예는, 본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체의 설명에서 기술한 내용과 같고, 이들 성분의 배합량은, 고형분 환산량으로, 상기 본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체의 설명에서 기술한 내용과 같은 배합량으로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체의 제조 방법에 있어서, 슬러리를 형성하는 액체 매체로서는, 특히 제한되지 않지만, 물 및 극성 유기용매를 들 수 있고 극성 유기용매로서는, 에탄올, 프로판올 등의 1가(價) 알코올류, 에틸렌글리콜 등의 2가 알코올류를 들 수 있다. 이들의 액체 매체 중, 작업 환경이나 환경 부하를 고려하면, 물이 바람직하다. 또한, 물로서는 특히 제한되지 않으며, 증류수, 이온 교환수, 수도물, 지하수, 공업용수 등을 들 수 있다.

슬러리 중의 고형분 농도는, 0.1 내지 10 질량%가 바람직하고, 0.3 내지 8 질량%가 보다 바람직하며, 0.5 내지 3 질량%가 한층 더욱 바람직하다. 상기 슬러리 농도가, 0.1 질량%미만이라면 탈수 성형 공정에서 제거하는 물의 양이 너무 많아지므로 비효율적이며, 또한, 10 질량%를 넘으면, 슬러리에 고형분이 균일하게 분산하기 어려워진다.

본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체의 제조 방법에 있어서, 슬러리 형성시에, 액체 매체중에, 암면, 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말, 바인더 등의 원료를 혼합하는 순서는 특히 제한되지 않으며, 이들을 차례로 또는 동시에 액체 매체중에 혼합하면 된다.

본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체의 제조 방법에 있어서, 상기 슬러리는 탈수 성형 처리되어 액체 매체가 제거된다.

본 발명의 내화 성형체의 제조 방법에 있어서, 슬러리는 액체 매체로서 물 이외의 매체를 포함하는 경우도 있으나, 본 출원 서류에 있어서는, 물 이외의 액체 매체를 제거하는 경우도 탈수 성형이라고 칭하기로 한다.

탈수 성형은, 예를 들면, 저부에 망이 설치된 성형틀 중에 이 슬러리를 넣어, 상기 물 등의 액체 매체를 흡인하는 흡인 탈수 성형법이나, 가압 탈수 성형법이나, 흡인 가압 탈수법에 의해 실시할 수 있다.

본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체의 제조 방법에 있어서, 슬러리를 성형틀 등에 반송할 때에는, 펌프 등을 사용해도 되고, 상기 슬러리를 포함한 통의 하부에 성형틀을 배치하는 등, 슬러리의 자중(自重)에 의해 반송(搬送)해도 된다.

　탈수 성형물은, 얻고자 하는 내화 성형체와 닮은 형상을 가지는 것이 적당하고, 탈수 성형물의 형상으로서는, 예를 들면, 원통형, 바닥이 있는 통형상, 평판 모양, 블록형상을 들 수 있다.

얻어진 탈수 성형물은, 건조기 등을 사용해서 건조시키는 것이 바람직하다. 건조 온도는, 40 내지 180℃가 바람직하고, 60 내지 150℃가 보다 바람직하며, 80 내지 120℃가 더욱 바람직하다. 또한, 건조시간은, 6 내지 48시간이 바람직하고, 8 내지 40 시간이 보다 바람직하며, 10~36시간이 더욱 바람직하다. 또한, 건조시의 분위기는, 공기 분위기, 산소 분위기, 질소 분위기 등을 들 수 있다.

본 발명의 내화 성형체의 제조 방법에 있어서는, 상기 탈수 성형물을 건조 처리후, 다시 소성 처리를 해도 된다.

소성온도는, 600 내지 1100℃인 것이 바람직하고, 700 내지 1000℃인 것이 보다 바람직하며, 800 내지 1000℃인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 소성시의 분위기는, 특히 제한되지 않지만, 공기 분위기, 산소 분위기 또는 질소 분위기인 것이 바람직하다. 소성시간은, 0.5 내지 36시간이 바람직하고, 1 내지 30시간이 보다 바람직하며, 3 내지 24시간이 더욱 바람직하다.

소성 처리를 하므로써, 미리 성형체의 탈지(脫脂)를 실시할 수 있고 실제 사용시에 있어서의 수축을 억제할 수 있다.

얻어진 내화 성형체의 자세한 것은, 본 발명의 내화 성형체의 설명에서 기술한 바와 같다.

본 발명의 내화 성형체의 제조 방법에 의하면, 알루미나 실리케이트 섬유등의 세라믹화이버(ceramic fiber)나, 알루미나 분말, 실리카 분말을 함유 하지 않아도, 원하는 내열성을 발현하는 동시에, 제조 코스트 및 제품 가격을 저감 시킨 무기 섬유질 내화 성형체를 간편하게 제조할 수 있다.

(무기 섬유질부정형 내화 조성물)

다음에, 본 발명의 무기 섬유질부정형 내화 조성물에 대해서 설명한다.

본 발명의 무기 섬유질부정형 내화 조성물은, 고형분으로 환산했을 때에, 암면 2 내지 95 질량%와 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말 2 내지 95 질량%, 바인더 3 내지 32 질량%를 포함한 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 무기 섬유질부정형 내화 조성물에 있어서, 암면으로서는, 본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체의 설명에서 언급한 것과 같은 것을 들 수 있으며 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말이나 바인더도, 본 발명의 무기 섬유질 내화 성형체의 설명에서 언급한 것과 같은 것을 들 수 있다.

본 발명의 무기 섬유질부정형 내화물을 구성하는 재료는, 암면을, 고형분 중에 2 내지 95 질량%포함하고, 10 내지 90 질량% 포함하는 것이 바람직하며, 20 내지 80 질량% 포함하는 것이 보다 바람직하다.

암면의 함유 비율이 고형분 중에 2 내지 95 질량%이므로써, 시공물(내화물)에 필요 최저한의 강도 및 내침식성을 부여하면서, 보온성(단열성) 및 경량성을 부여 할 수 있는 무기 섬유질부정형 내화 조성물을 제공할 수 있다.

본 발명의 무기 섬유질부정형 내화 조성물을 구성하는 재료는, 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말을, 고형분 중에 2 내지 95 질량% 포함하고, 10 내지 90 질량% 포함하는 것이 적당하며, 20 내지 80 질량% 포함하는 것이 보다 적당하다.

침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말의 함유 비율이 2 내지 95 질량%이므로써, 시공 후에 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말과 상호작용을 발휘해서 원하는 내열성을 발휘하는 동시에, 제조 코스트나 제품 코스트를 저감 할 수 있다.

본 발명의 무기 섬유질부정형 내화 조성물을 구성하는 재료는, 바인더를, 고형분 중에 3 내지 32 질량% 포함하고, 3.5 내지 22 질량% 포함하는 것이 바람직하며, 4.0 내지 18 질량%포함하는 것이보다 바람직하다.

본 발명의 무기 섬유질부정형 내화 조성물에 있어서, 바인더로서는, 무기 바인더 및 유기 바인더로부터 선택되는 1종 이상을 들 수 있고 바인더를 복수종 사용하는 경우, 상기 바인더의 함유량은, 사용하는 바인더의 총량을 의미한다.

본 발명의 무기 섬유질부정형 내화 조성물을 구성하는 재료는, 무기 바인더를, 고형분 중에, 산화물 환산으로 3 내지 20 질량%포함하는 것이 바람직하고, 3 내지 5 질량% 포함하는 것이 보다 바람직하며, 3 내지 12 질량% 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 유기 바인더를 0.1 내지 12 질량%포함하는 것이 바람직하고, 0.5 내지 7 질량% 포함하는 것이 보다 바람직하며, 1.0 내지 6 질량% 포함하는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 무기 섬유질부정형 내화 조성물에 있어서, 고형분 중에, 암면, 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말 및 바인더는 합계해서 50 질량% 이상 포함되는 것이 바람직하고, 70 질량% 포함되는 것이 보다 바람직하며, 90 질량% 이상 포함되는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 무기 섬유질부정형 내화 조성물을 구성하는 재료가, 고형분 중에, 암면, 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말 및 바인더를 합계해서 50 질량% 이상 포함하므로써, 얻을 수 있는 시공물(내화물)에 원하는 내열성을 효과적으로 부여할 수 있다.

본 발명의 무기 섬유질부정형 내화 조성물을 구성하는 재료는, 임의 성분으로서 분체상태의 충전재나 골재를 필요에 따라 포함하고 있어도 되고, 이것에 의해, 무기 섬유질 내화 성형체의 기계적 강도를 향상시킬 수가 있다.

충전재나 골재의 구체적인 예는, 본 발명의 내화 성형체의 설명에서 기술한 내용과 같고, 충전재나 골재의 고형분으로 환산한 배합량은, 본 발명의 내화 성형체의 설명에서 기술한 내용과 같다.

또한, 본 발명의 부정형 내화 조성물은, pH조정제, 증점재, 분산제, 방부제등의 첨가물을 포함해도 된다.

pH조정제로서는, pH4 표준 용액인 프타르산염 표준 용액(세이렌센 완충액), pH7 표준 용액인 중성 인산염 표준 용액등의 완충 용액을 들 수 있고 산으로서는, 초산, 사과산, 구연산 등의 과실산 등을 들 수 있다.

완충 용액이나 산의 함유량은, 부정형 내화 조성물의 pH를 3 내지 11로 하는 양이 바람직하다.

증점재로서는, 히드록시 에틸 셀룰로오스, 아크릴산 나트륨 중합물등을 들 수 있고 분산제로서는, 카르본산류, 다가 알코올, 아민류등을 들 수 있고 방부제로서는, 질소 원자 또는 유황 원자를 가지는 무기 화합물 또는 유기 화합물을 들 수 있다.

본 발명의 무기 섬유질부정형 내화 조성물에 있어서, 부정 형상으로서는, 고형분에 액체 용매를 혼합해서 이루어지는 페이스트상태를 들 수 있다.

페이스트형상물을 형성하는 액체 용매로서는, 특히 제한되지 않지만, 물 및 극성 유기용매를 들 수 있으며 극성 유기용매로서는, 에탄올, 프로판올 등의 1가 알코올류, 에틸렌글리콜 등의 2가 알코올류를 들 수 있다. 이들 액체 매체 중, 작업 환경이나 환경 부하를 고려하면, 물이 바람직하다. 또한, 물로서는 특히 제한되지 않으며, 증류수, 이온 교환수, 수도물, 지하수, 공업용수 등을 들 수 있다.

페이스트형상물의 점도, 즉, 용매 중의 고형분 농도는, 사용 목적이나 작업성등을 고려해서 적당히 결정된다. 예를 들면, 용매의 함유량이, 본 발명의 무기 섬유질부정형 내화 조성물의 고형물 100 질량%에 대해서, 20 내지 800 질량%인 것이 바람직하고, 30 내지 500 질량%인 것이 보다 바람직하며, 40 내지 300 질량%인 것이 더욱 바람직하다. 상기 용매 함유량이, 20 질량%미만이면 무기 섬유질부정형 내화 조성물의 유동성이 낮아지므로 시공성이 나빠지고, 또한, 시공물의 기계적 강도, 특히 굽힘강도가 저하되어 버린다. 또한, 상기 용매 함유량이, 800 질량%를 넘으면 무기 섬유질부정형 내화 조성물의 점도도가 높아지므로 시공시에 페이스트형상의 조성물이 늘어지고, 건조에 의한 줄눈 등의 시공물의 수축이 커진다.

본 발명의 무기 섬유질부정형 내화 조성물은, 예를 들면, 비철금속 주조 장치에 있어서의, 홈통, 용탕 유지노, 레이들 등의 용탕과 접촉하는 부재의 내장재에 사용되는 내화 성형체의 줄눈으로서 사용되고 건조 또는 소성처리하므로써, 임의의 형상을 가지는 시공물로 할 수 있다. 이 시공물은, 부정형 내화 조성물의 시공시에 임의 형상을 채택하면서 시공되는 것인 점을 제외하면, 구성 재료의 조성이나 물성은 본 발명의 내화 성형체와 동일시 수 있고 줄눈 등의 시공물 표면에 금속 산화막을 신속하게 형성할 수 있다.

본 발명의 무기 섬유질부정형 내화 조성물은, 예를 들면, 알루미늄이나 마그네슘 등의 비철금속의 주조 장치에 있어서, 홈통, 용탕 유지노, 레이들 등의 용탕과 접촉하는 부재를 구축하기 위한 내장재의 줄눈(目地)으로서 적합하게 사용할 수 있다.

다음에, 본 발명의 무기 섬유질부정형 내화 조성물을 제조하는 방법에 대해서 설명한다.

본 발명의 부정형 내화 조성물을 제조하는 방법으로서는, 상기 암면, 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말, 바인더 등의 구성 재료를 액체 용매와 혼합하므로써 제조하는 방법을 들 수 있다.

무기 섬유질부정형 내화 조성물의 구성 재료나 용매의 배합량은, 상술한 바와 같다.

본 발명의 무기 섬유질부정형 내화 조성물의 바람직한 제조 방법으로서는, 액체 용매에 암면, 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말, 바인더를 첨가하여 원하는 증점재, 방부제 등 다른 배합 성분을 첨가하는 방법이 바람직하다.

상기 구성 재료와 용매와의 혼합 방법으로서는, 니더나 가압 니더 등의 혼련장치로 혼련하는 방법을 들 수 있다. 혼련시간은 0.1~1.0시간으로 하는 것이 바람직하고, 혼련온도는 5~40℃로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 무기 섬유질부정형 내화 조성물은, 알루미나 실리케이트 섬유등의 세라믹화이버(ceramic fiber)나, 알루미나 분말, 실리카 분말을 함유 하지 않아도, 얻을 수 있는 시공물(내화물)에 원하는 내열성을 발현시키는 동시에, 제조 코스트 및 제품 가격을 저감 시킬 수 있다.

다음에, 실시예를 들어, 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 이것은 단지 예시이며, 본 발명을 제한하는 것은 아니다.

(실시예 1)

1.슬러리 형성 공정

표 1에 도시하는 바와 같이, 암면(니치아스(주) 제 「MG벌크」, 암면 조성　SiO₂：43.5 질량%, Al₂O₃：13.3 질량%, MgO：6.1 질량%, CaO：33.9 질량%, Fe₂O₃：0.1 질량%, MnO：0.3 질량%) 81 질량%, 월라스트나이트(킨세이마텍(주) 제 「SH-600」, 평균 길이 90μm, 어스펙트비 4.5) 9 질량%, 콜로이달 실리카(닛산 화학(주) 제 「ST30」)을 실리카 환산으로 5 질량%, 전분(니치덴화학(주) 제, 「페트로사이즈 J」) 4.5 질량%, 응집제(아라카와 화학공업(주) 제 「폴리스 트론 117」) 0.5 질량%로 이루어진 원료 100 질량부에 대해서, 물 5000 질량부를 첨가하고 교반하여 슬러리를 형성하였다.　

2.성형 공정

저부에 그물이 설치된 성형틀 중에 상기 슬러리를 부어, 슬러리 중의 물을 흡인하여 탈수 성형을 하고, 블록형상의 탈수 성형물을 얻었다.

이어서, 대기 분위기 하에서, 105℃에서 24시간 건조하므로써, 세로 900 cm, 가로 600 cm, 높이 5 cm의 블록형상의 건조 처리물(무기 섬유질 내화 성형체)을 얻었다.

상기 무기 섬유질 내화 성형체를 복수 제작하고, 공기 분위기 하에서, 각각, 800℃에서 24시간, 1100℃에서 24시간 각각 소성하였을 때의 길이 방향의 수축율을 구하였다. 상기 길이 방향의 수축율을, 얻을 수 있었던 내화 성형체의 조성과 함께 표 1에 나타낸다.

(실시예 2~실시예 3, 비교예 1)

얻으려고 하는 내화 성형체의 조성을 표 1에 나타내는 바와 같이 변경한 것 이외는, 실시예 1과 같게 무기 섬유질 내화 성형체를 제작하고, 실시예 1과 같게 해서 얻은 내화 성형체의 길이 방향의 수축율을 구하였다.

상기 길이 방향의 수축율 측정 결과를, 얻어진 무기 섬유질 내화 성형체의 조성과 함께 표 1에 나타낸다.

		실시예1	실시예2	실시예3	비교예1
조성(질량%)	암면	81	63	45	90
	윌라스트나이트	9	27	45	-
	콜로이달실리카	5	5	5	5
	전분	4.5	4.5	4.5	4.5
	응집제	0.5	0.5	0.5	0.5
길이방향 수축율 (%)	800℃x24시간	3.14	0.63	0.23	21.4
길이방향 수축율 (%)	1100℃x24시간	8.25	0.45	0.15	24.2

(실시예 4~실시예 6, 비교예 2)

암면으로서 니치아스(주) 제 MG 「벌크」 대신, 일본 암면(주) 제 「에스파이바」(암면 조성　SiO₂：40.6 질량%, Al₂O₃：13.7 질량%, MgO：4.3 질량%, CaO：38.6 질량%, Fe₂O₃：0.3 질량%, MnO：0.3 질량%)를 사용하여, 얻고자 하는 내화 성형체의 조성을 표 2에 나타내는 바와 같이 변경한 것 이외는, 실시예 1과 같게 해서 무기 섬유질 내화 성형체를 제작하고, 실시예 1과 같게 해서 얻은 내화 성형체의 길이 방향의 수축율을 구하였다.

상기 길이 방향의 수축율 측정 결과를, 얻어진 무기 섬유질 내화 성형체의 조성과 함께 표 2에 나타낸다.

		실시예4	실시예5	실시예6	비교예2
조성(질량%)	암면	81	63	45	90
	윌라스트나이트	9	27	45	-
	콜로이달실리카	5	5	5	5
	전분	4.5	4.5	4.5	4.5
	응집제	0.5	0.5	0.5	0.5
길이방향 수축율 (%)	800℃x24시간	2.95	0.24	0.11	21.9
길이방향 수축율 (%)	1100℃x24시간	3.30	0.18	0.11	35.4

(실시예 7~실시예 9, 비교예 3)

암면으로서 니치아스(주) 제 MG 「벌크」 대신, 라피나스 사제 「라피나스파이바」(암면 조성　SiO₂：43.3 질량%, Al₂O₃：16.8 질량%, MgO：6.1 질량%, CaO：20.1 질량%, Fe₂O₃：7.6 질량%, MnO：0.5 질량%)를 사용하여, 얻고자 하는 내화 성형체의 조성을 표 3에 나타내는 바와 같이 변경한 것 이외는, 실시예 1과 같게 해서 무기 섬유질 내화 성형체를 제작하고, 실시예 1과 같게 해서 얻은 내화 성형체의 길이 방향의 수축율을 구하였다.

상기 길이 방향의 수축율 측정 결과를, 얻어진 무기 섬유질 내화 성형체의 조성과 함께 표 3에 나타낸다.

		실시예7	실시예8	실시예9	비교예3
조성(질량%)	암면	81	63	45	90
	윌라스트나이트	9	27	45	-
	콜로이달실리카	5	5	5	5
	전분	4.5	4.5	4.5	4.5
	응집제	0.5	0.5	0.5	0.5
길이방향 수축율 (%)	800℃x24시간	4.15	0.54	0.34	12.9
길이방향 수축율 (%)	1100℃x24시간	6.07	0.81	0.49	14.9

(실시예 10~실시예 12)

월라스트나이트(킨세이마텍(주) 제 「SH600」) 대신, 세피오라이트(쇼와 KDE(주) 제 「미르콘 MS2」, 평균 길이 5μm, 어스펙트비 40)를 사용하여, 얻고자 하는 내화 성형체의 조성을 표 4에 나타내는 바와 같이 변경한 것 이외는, 실시예 1과 같게 해서 무기 섬유질 내화 성형체를 제작하고, 실시예 1과 같게 해서 얻은 내화 성형체의 길이 방향의 수축율을 구하였다.

상기 길이 방향의 수축율 측정 결과를, 얻어진 무기 섬유질 내화 성형체의 조성과 함께 표 4에 나타낸다.

		실시예10	실시예11	실시예12
조성(질량%)	암면	63	45	27
	윌라스트나이트	27	45	63
	콜로이달실리카	5	5	5
	전분	4.5	4.5	4.5
	응집제	0.5	0.5	0.5
길이방향 수축율 (%)	800℃x24시간	2.81	2.59	2.41
길이방향 수축율 (%)	1100℃x24시간	2.55	3.71	4.12

표 1~표 4에서, 실시예 1~실시예 12에서 얻은 무기 섬유질 내화 성형체는, 800℃로 24시간 고온에서 소성하였을 때의 길이 방향의 수축율이 0.11~4.15%인 동시에, 1100℃로 24시간 소성하였을 때에 길이 방향의 수축율이 0.11~8.25%이었다.

이에 대해서, 비교예 1~비교예 3에서 얻은 무기 섬유질 내화 성형체는, 800℃로 24시간 소성하였을 때에 길이 방향의 수축율이 12.9~21.9%인 동시에, 1100℃로 24시간 소성하였을 때에 길이 방향의 수축율이 14.9~35.4%이었다.

이러한 결과로부터, 실시예 1~실시예 12에서 얻은 무기 섬유질 내화 성형체는, 암면과 함께 월라스트나이트를 소정량 포함하는 것이므로, 뛰어난 내열성을 발휘 할 수 있는 것임을 알 수 있었다.

또한, 실시예 1~실시예 12에서 얻은 무기 섬유질 내화 성형체는, 고가의 세라믹화이버(ceramic fiber)나, 알루미나 분말, 실리카 분말을 사용하지 않아도 뛰어난 내열성을 발휘 할 수 있으므로, 제조 코스트 및 제품 가격을 저감 할 수 있는 것임을 알 수 있었다.

또한 실시예 1~실시예 12에 의해서, 상기 뛰어난 성능을 발휘하는 무기 섬유질 내화 성형체를 간편하게 제조 할 수 있음을 알 수 있었다.　

본 발명에 의하면, 고가의 세라믹화이버(ceramic fiber)나, 알루미나 분말, 실리카 분말을 함유 하지 않아도 원하는 내열성을 발현하는 동시에, 제조 코스트 및 제품 가격을 저감 시킨, 생체 용해성이 높은 무기 섬유질 내화 성형체를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 상기 무기 섬유질 내화 성형체를 간편하게 제조하는 방법을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 제조 코스트 및 제품 가격을 저감 시킨 무기 섬유질부정형 내화 조성물을 제공할 수 있다.　

Claims

암면 2 내지 95 질량%와 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말 2 내지 95 질량%와 바인더 3 내지 32 질량%를 포함한 재료로 이루어지고,
상기 암면, 상기 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말 및 상기 바인더를 합하여 90 질량% 이상으로 포함하는 것을 특징으로 하는 무기 섬유질 내화 성형체.
제1항에 있어서, 상기 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말의 평균 길이가 1 내지 3000μm이며, 어스펙트비가 2 내지 1000인 무기 섬유질 내화 성형체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말이 월라스트나이트 분말 또는 세피오라이트 분말인 무기 섬유질 내화 성형체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 바인더는 콜로이달실리카를 포함하는 것을 특징으로 하는 무기 섬유질 내화 성형체.
고형분으로 환산했을 때에, 암면 2 내지 95 질량%와 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말 2 내지 95 질량%와 바인더 3 내지 32 질량%를 포함한 재료로 이루어지고,
상기 암면, 상기 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말 및 상기 바인더를 합하여 90 질량% 이상으로 포함하는 슬러리를, 탈수 성형하는 것을 특징으로 하는 무기 섬유질 내화 성형체의 제조 방법.
제5항에 있어서, 상기 바인더는 콜로이달실리카를 포함하는 것을 특징으로 하는 무기 섬유질 내화 성형체 제조 방법.
고형분으로 환산했을 때에, 암면 2 내지 95 질량%와 침형상 결정 구조를 가지는 무기 분말 2 내지 95 질량%와 바인더 3 내지 32 질량%를 포함한 재료로 이루어지고,
상기 암면, 상기 침형상 결정구조를 가지는 무기 분말 및 상기 바인더를 합하여 90 질량% 이상으로 포함하는 것을 특징으로 하는 무기 섬유질부정형 내화 조성물.
제7항에 있어서, 상기 바인더는 콜로이달실리카를 포함하는 것을 특징으로 하는 무기 섬유질부정형 내화 조성물.