JPS6035317B2 - 不定形耐火物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は各種窯炉内張り、溶湯容器内張り用不定形耐火
物に関するものであり、その目的とするところは流し込
み施工終了後急激な加熱乾燥を行っても爆裂や剥離崩壊
現象を生じない耐火粘土を結合材とする流し込み用不定
形耐火物を提供することにある。

従来、流し込み用の不定形耐火物としては、一般にアル
ミナセメントを結合材とした水硬性キャスタブル耐火物
が主体であったが、この種の水硬性キャスタブル耐火物
は、アルミナセメントを１０重量％以上添加している為
に１２００００以上の高温度城での熱間野性が劣り、更
に８０００Ｃ〜１０００００の中間温度城では脱水によ
る強度劣化が特に著しい等の欠点がある。

これらの欠点を是正するために、最近耐火粘士を結合材
として、解腰剤および擬９琴剤を添加した流し込み用キ
ャスタブル耐火物が開発され、その熱間特性別ち耐火度
、耐スポーリング性、熱間強度、容積安定性等が従来の
水硬性キャスタブル耐火物に比べてすぐれていることか
ら、各種窯炉壁、天井、炉床等の内張り材として使用さ
れている。

しかし、このキャスタブル耐火物は、耐火粘土を徴粉部
分に最高２０重量％程度添加しているので、施工体の通
気性は極端に低下し、乾燥加熱時、水蒸気の脱出が困難
であり、いよいよ爆裂的スポーリングを引きおこす。

このような爆裂を防止する為には、施工後硬化を待って
脱枠し、さらに２錨寺間以上養生後一定昇浪曲線に従っ
て乾燥させる必要があり、乾燥に長時間を要する。又耐
火粘土と疾走腰剤の凝集作用による硬化を期待するもの
であるから、特に冬季は凝集効果が低下し脱枠までに長
時間（４鞠時間以上）を要することや脱枠後の施工体の
強度が極端に低い等の欠点がある。本発明は上述のよう
な耐火粘土を結合材として使用したキャスタブル耐火物
の諸欠点を解決したものである。以下本発明について更
に詳細に説明すると、本発明は予め粒度調整した耐火性
骨材に耐火粘土を加えた耐火物１０の重量％に対して上
記耐火粘土を３〜１２内割重量％、解膝剤０．０２〜０
．５外割重量％、凝豚剤（アルミン酸石灰）０．５〜５
外割重量％、純度９０％以上で０．０７４肋以下の粒度
の粉末を５の重量％以上を有する金属アルミニウム粉末
を０．１〜５．５敦札割重量％および同アルミニウム粉
末に対する反応抑制剤（以下反応抑制剤と称す）を徴量
添加した流し込み用不定形耐火物である。解豚剤にはフ
ミン酸ソーダ、ヘキサメタ燐酸ソーダ、ピロ隣酸ソーダ
等が用いられ、擬勝剤にはアルミン酸石灰が用いられる
。

耐火性骨材としてはボーキサイト、バン士頁岩、カィア
ナィト、シリマナィト、焼結アルミナ、露融アルミナ、
合成ムラィト「海水マグネシアクリンカー、ジルコン、
溶融シリカ、人造黒鉛、クロム鉄鉱石、炭化珪素、窒化
珪素等を使用することができる。耐火粘土は流し込みと
しての流動性、耐火性等の点から比較的粗粒で白色貧可
塑性型カオリン係一次粘土が有効である。粘土の添加量
が耐火挫骨材と耐火粘士とによる耐火物全量の１２．０
重量％より多いと流し込み施工時の粘性が高過ぎると共
に熱間特性が低下する。又３．０重量％より少いと低温
から高温域で硬化体の強度発現が４・さし、。アルミニ
ウム金属粉末の効果としては、水を混練液とした流し込
み用キャスタブル耐火物に添加すると、Ａそ十＄Ｌ〇→
Ａ〆（〇Ｈ）３十３／２日２↑ …｛１｝上記｛１
｝式の反応がおこり、添加した水は一部、分解されて水
酸化アルミニウムと水素ガスになる。反応開始と同時に
施工体は発熱を伴い施工体内部の温度上昇により粘土の
凝固が促進され水分の蒸発効果と共に硬化してゆく。こ
の時の反応開始時間および水素ガス発生量は金属アルミ
ニウム粉末の純度と粒度に関係し、純度については９０
％以下のものは反応時間開始のバラッキが大きく、粒度
については、０．０７４柳以下の粒度の粉末が５０重量
％より少し、と反応開始時間が遅く、又硬化後の強度か
弱く好ましくない。添加量については上言己耐火物全量
の０．１重量％より少し、と、急激な加熱乾燥を行った
場合に爆裂することがあり５．５５重量％より多いと、
水素ガス発生量が多く鋳込み成形後の施工体の膨れが大
きくなる為、亀裂が多く発生し強度も弱くて好ましくな
い。金属アルミニウム粉末の上記範囲内での添加は、急
激な加熱乾燥時の爆裂を防止することができる。この爆
裂防止の機構は明らかでないが、養生中の発熱による含
有水分の減少およびガス発生による通気率の上昇等によ
るものと思われる。反応抑制剤を添加する目的は○｝式
による水素ガス発生時間を遅らせ、粘土結合材の凝豚後
に徐々にガスを発生させて発泡による硬化体の膨れを防
止することであり、本発明では主に無機化合物で試験を
行った。

反応抑制剤のうち、有機化合物としてはアミン、ィミン
、ニトリル化合物、ゼラチン、アラビアゴム、アルギン
酸ソーダ等の高分子物質、およびクエン酸、シュウ酸、
チロン等が使用され、無機化合物としてはホウ酸、‐ホ
ウ酸アンモニウム、フッ化アンモニウム、ケイ酸ナトリ
ウム等が有効である。本発明において種々試験を重ねた
結果、無機化合物の棚酸アンモニウムが反応抑制剤とし
て有効であり、その添加量としては徴量添加する。棚酸
アンモニウムが０．５９外割重量％より多いと材料の硬
化にきわめて長時間を要することと、【１｝式の反応が
きわめて遅れるために施工終了後、直ちに乾燥を行う場
合等爆裂の心顔があることが解つた。上述のような適正
な添加割合に基いて、耐火性骨材、耐火粘土、解腰剤、
凝豚剤、金属アルミニウム粉末および反応抑制剤を混合
し、水を泥練液として流し込んだ場合、流し込み終了後
２〜８時間で脱枠が可能であり、更に養生中、｛１｝式
の反応が始まると同時に材料は発熱を開始する。

この発熱温度は１００ｏ０まで上昇し、発熱時間は３〜
８時間継続し、この間に材料中の水分は６０〜７の重量
％脱水する。このように材料内部から発熱を伴う反応が
始まると材料中の水分はキャスタブル耐火物中から漸次
放散されると同時に、材料は養生中に自身の発熱反応に
より３〜８時間乾燥状態におかれるため、耐火粘土の凝
集力は高まり、乾燥（１１０ｏｏ）強度に近づく。さら
にこの乾燥は外部からの加熱によるものでなく、材料内
部から徐々に乾燥されながら耐火粘土が凝集してゆくた
め、硬化体の内部歪を伴うことなく硬化する。これらの
理由も急激乾燥により爆裂を起さない一因と考えられる
。また発熱反応開始から終了までに要する時間は実際の
窯炉内張りや溶傷容器内張りに使用する場合は２岬時間
以内とすることが望ましい。本発明の目的は鋳込み終了
後２４時間以内に脱枠発熱反応を終え、すみやかに加熱
乾燥に入ることを可能ならしめることにあり、乾燥昇温
速度は従来の耐火粘土結合キャスタブル耐火物と異り、
注意深く、長時間低温乾燥（４００ｏｏ以下）を行なう
等の必要は全くなく、乾燥開始と同時に５００〜８００
℃に急激昇温を行なっても爆裂や剥離崩壊現象を伴わず
短時間で操業を可能とするものである。さらに、急激加
熱乾燥を行なった場合、通常の水硬性キャスタブル耐火
物や従釆の耐火粘土結合キャスタブル耐火物では顕著な
強度劣化が認められるが、本発明品はこのような欠点が
なく、かつ硬化体の膨れを抑制し、通常の焼成強度と同
程度の強度を発現する。以下に本発明の実施例を示す。

即ち粘土質シャモット組粒を５０、中粒を２０、アルミ
ナ徴粉を１０、耐火粘土１０の比率で計量して一定重量
（９０）耐火物を準備し、この一定の耐火物全量に対し
て、それぞれ解勝剤、凝腰剤、金属アルミニウム粉末お
よび反応抑制剤の添加量を変更して５回の試験を行った
結果を表１に示す。そして上記重量％は上記合計耐火物
全量を１００％として耐火粘土はその内割、他は外割と
して重量％に換算したものである。表 １ 上記実施例に示すように本発明品は従来の耐火粘土結合
キャスタブル耐火物の諸欠点を解決し、発泡による硬化
体の膨れが抑制され、かつ養生強度の高い、急激加熱乾
燥を行なっても爆裂しない流し込み用キャスタブル耐火
物であることが明らかである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 粒度調整を施した耐火性骨材に耐火粘土を加えた耐
   火物１００重量％に対して上記耐火粘土を３〜１２内割
   重量％、解膠剤０．０２〜０．５外割重量％、アルミン
   酸石灰０．５〜５外割重量％、純度９０％以上で０．０
   ７４ｍｍ以下の粒度の粉末を５０重量％以上有する金属
   アルミニウム粉末を０．１〜５．５５外割重量％および
   同アルミニウム粉末に対する反応抑制剤を微量添加する
   ことを特徴とする各種窯炉、溶湯容器内張り用不定形耐
   火物。