JPH0338232B2 - - Google Patents

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JPH0338232B2
JPH0338232B2 JP60503048A JP50304885A JPH0338232B2 JP H0338232 B2 JPH0338232 B2 JP H0338232B2 JP 60503048 A JP60503048 A JP 60503048A JP 50304885 A JP50304885 A JP 50304885A JP H0338232 B2 JPH0338232 B2 JP H0338232B2
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RESUKO PURODAKUTSU Inc
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Description

請求の範囲 １ 約30〜50重量％の量における、６×20タイラ
ーメツシユの粒寸を有する合成コージーライト含
有物質と、 約８〜21重量％の量における、20タイラーメツ
シユ未満の粒寸を有する焼成カオリン、焼成フリ
ント或いは溶成シリカと、 約６〜13重量％の量における、100タイラーメ
ツシユ未満の粒寸を有する焼成カオリン、焼成フ
リント或いは溶成シリカと、 約６重量％までの量におけるフライアツシユセ
ノスフイアと、 約５重量％までの量における空気浮遊粘土と、 約５重量％までの量におけるフユームシリカ超
微細粉と、 約20〜35重量％の量におけるバインダとにより
特徴づけられる耐火ライニングとして使用のため
の中重量キヤスタブル組成物。 ２ キヤスタブル組成物が、 約220〓（104℃）において乾燥後約105lb／ft3
（1.7ｇ／c.c.）〜130lb／ft3（2.1ｇ／c.c.）の範囲の
かさ密度と、 1500〓（815℃）での焼成後約25c.c.以下の摩耗
減量と、 約1000〓（538℃）の平均温度において約4.5〜
6.5BTU／Hr／Ft2／in／〓（3.1〜4.5Kcal／
min／cm2／℃）の範囲の熱伝導率と を有することにより更に特性づけられる特許請求
の範囲第１項記載のキヤスタブル組成物。 ３ 熱伝導率が約4.5〜6.0BTU／Hr／Ft2／in／
〓（3.1〜4.15Kcal／min／cm2／℃）の範囲にある
特許請求の範囲第２項記載のキヤスタブル組成
物。 ４ 熱伝導率が約4.5〜5.5BTU／Hr／Ft2／in／
〓（3.1〜3.8Kcal／min／cm2／℃）の範囲にある
特許請求の範囲第２項記載のキヤスタブル組成
物。 ５ 摩耗減量が13c.c.未満である特許請求の範囲第
２項記載のキヤスタブル組成物。 ６ 摩耗減量が10c.c.未満である特許請求の範囲第
２項記載のキヤスタブル組成物。 ７ バインダが高純度アルミン酸カルシウムセメ
ントである特許請求の範囲第１項記載のキヤスタ
ブル組成物。 ８ 合成コージーライト含有物質が約38重量％で
あり、 20タイラーメツシユ未満の粒寸を有する焼成カ
オリン、焼成フリント或いは溶成シリカが約16.5
重量％であり、 100タイラーメツシユ未満の粒寸を有する焼成
カオリン、焼成フリント或いは溶成シリカが約10
重量％であり、 フライアツシユセノスフイアが約３重量％であ
り、 空気浮遊粘土が約１重量％であり、 フユームシリカ超微細粉が約1.5重量％であり、
そして バインダが約30重量％の量における高純度アル
ミン酸カルシウムセメントである特許請求の範囲
第１項記載のキヤスタブル組成物。 ９ 約30〜50重量％の、６×20タイラーメツシユ
の粒寸を有する合成コージーライト含有物質と、 約８〜21重量％の、合成コージーライト含有物
質より高い熱伝導率と硬度とを兼備しそして20タ
イラーメツシユ未満の粒寸を有する物質と、 約６〜13重量％の、合成コージーライト含有物
質より高い熱伝導率と硬度とを兼備しそして100
タイラーメツシユ未満の粒寸を有する物質と、 約20〜35重量％のセメントバインダとの固体混
合物から成る、アブレツシブ摩耗に曝露される耐
火ライニングとして使用のための中重量キヤスタ
ブル組成物。 １０ 合成コージーライト含有物質より高い熱伝
導率と硬度とを兼備する物質が焼成カオリン、焼
成フリント、溶成シリカ或いはその組合せから成
る群から選択される特許請求の範囲第９項記載の
キヤスタブル組成物。 １１ セメントバインダがアルミン酸カルシウム
セメントである特許請求の範囲第９項記載のキヤ
スタブル組成物。 １２ 約６重量％までのフライアツシユセノスフ
イアを更に含む特許請求の範囲第９項記載のキヤ
スタブル組成物。 １３ フライアツシユセノスフイアが約48〜400
タイラーメツシユの粒寸を有する特許請求の範囲
第１２項記載のキヤスタブル組成物。 １４ 約５重量％までの空気浮遊粘土を更に含む
特許請求の範囲第９項記載のキヤスタブル組成
物。 １５ 約５重量％までのフユームシリカを更に含
む特許請求の範囲第９項記載のキヤスタブル組成
物。 １６ 中重量キヤスタブル組成物が、 約220〓（104℃）において乾燥後約130lb／ft3
（2.1ｇ／c.c.）以下のかさ密度と、 1500〓（815℃）での少なくとも約3000psi（210
Kg／cm2）の室温粉砕強度と、 少なくとも700psi（49Kg／cm2）の1500〓（815
℃）での破断モジユラスと、 1500〓（815℃）で約0.5〜−0.5％線膨張変化
と、 1500〓（815℃）での焼成後約25c.c.以下の摩耗
減量と、 約1000〓（538℃）の平均温度において約
5.5BTU／Hr／Ft2／in／〓（3.8Kcal／min／
cm2／℃）の範囲の熱伝導率と を有することにより更に特性づけられる特許請求
の範囲第９〜１１項のうちいづれか一項記載のキ
ヤスタブル組成物。 発明の背景 １ 発明の分野 本発明は、一般に耐火ライニングに関するもの
であり、特には耐火ライニングとして使用されう
る中重量耐摩耗性キヤスタブルに関する。 ２ 先行技術 精油所は、高密度耐摩耗性作用乃至作動表面層
と断熱支持層とを具備する二重式キヤスタブルラ
イニングから成る耐火ライニングをかなりの量使
用する。この二重キヤスタブルは２つの別個のキ
ヤスタブルを鋼製シエルが張られるに際して定着
用手段により互いに保持することによつて形成さ
れる。断熱用材料が最初に鋼製シエルに被覆され
そして後高密度耐摩耗性材料が被覆されてライニ
ングの作用表面を形成する。 高密度耐摩耗性表面はライニングの寿命を延長
するが、その熱伝導率が充分に低くないので、作
用表面層の裏側に断熱層が設けられねばならな
い。そうした耐火ライニングは適切なものである
けれども、２つの層が組付けられねばならないの
で、鋼シエルを張るのに必要とされる時間は単一
キヤスタブル層を使用する場合の所要時間より著
しく長くかかる。 別法として、先行技術は単一の高密度耐摩耗性
ライニングを使用した。しかし、充分なる耐摩耗
性を得る為に、先行技術の耐火ライニングは、使
用される耐摩耗性硬質骨材材料の熱伝導性が高い
が故にライニングの断熱能力を犠性にせざるを得
なかつた。更に、材料の密度は鋼シエルに対接し
てライニングを保持するのを一層困難たらしめ
た。 キヤスタブル耐火材の分類についてのASTM，
Ｃ−401に従えば、「断熱用キヤスタブル」は
105lb／ft3（1.7gr／c.c.）の最大かさ密度を越えな
い。高密度キヤスタブルと一様に呼ばれる汎用耐
摩耗性物品は、220〓（93℃）での乾燥後130lb／
ft3（2.1gr／c.c.）を一般に越える密度を有してい
る。用語「中重量」は105〜130lb／ft3（1.7〜
2.1gr／c.c.）の範囲の密度を有するキヤスタブル
を指定するのに使用される。 発明の目的 本発明の主たる目的は、耐火ライニングとして
使用の為の中重量耐摩耗性キヤスタブルを提供す
ることである。 また別の目的は、120lb／ft3（1.95gr／c.c.未満の
かさ密度と、20c.c.未満の摩耗減量と、5.5BTU／
hr／ft2／in／〓（3.8Kcal／min／cm2／cm／℃）
未満の熱伝導率とを有するそうしたキヤスタブル
を提供することである。 他の目的及び利点は今後明らかとなろう。 発明の概要 これら目的は、摩耗減量の増大なくキヤスタブ
ルの熱伝導率を減少する為、粗骨材が現在使用さ
れている粗骨材程度硬くはないが一層良好な断熱
能を有する原料と代替されたキヤスタブルを提供
することにより達成される。そうした原料の一つ
は焼成中ホワイトウエア（白色陶磁器）を配置す
る為の陶磁気窯づめ容器（さや）において見出さ
れる合成鉱物であるコージーライトである。 所望のキヤスタブルを実現する為のまた別の重
要な因子は、キヤスタブルを形成するのに使用さ
れる骨材の粒寸分布の適正選択である。強度及び
耐摩耗性は、間隙を埋めるような寸法の粒度分布
を使用することにより最大限とされる。 詳細な記述 所望される中重量耐摩耗性キヤスタブルは次の
性質を有する：
【表】 かさ密度（220〓即ち93℃）は、材料が220〓
（93℃）で乾燥された後測定される。CCS（1500〓
即ち815℃）は、1500〓（815℃）に焼成しそして
室温まで冷却した後圧縮状態に置かれた時のキヤ
スタブルの強度である常温圧潰強度（cold
crushing strength）である。MOR（1500〓即ち
815℃）は、1500〓（815℃）に焼成された後３点
曲げ試験を使用して撓み状態に置かれた時のキヤ
スタブルの強度である破断モジユラス（modulus
of rupture）である。線膨脹変化（1500〓即ち
815℃）は、矩形状試片が1500〓（815℃）に焼成
されそして室温に冷却された後記録された初期長
さを有する該試片の長さの％変化である。−0.5％
の許容線膨脹変化は最大許容収縮が0.5％である
ことを意味する。侵食損失としてもまた知られる
摩耗減量は、ASTM−Ｃ−704室温における耐火
材料の耐摩耗性に従つて測定される。 高密重量耐摩耗性キヤスタブルに対して確立さ
れた性質要件は次の通りである：
【表】 先行技術が高密重量キヤスタブルに対して得る
ことの出来た最小熱伝導率が7.0 BTU／hr／
ft2／in／〓（4.8Kcal／min／cm2／cm／℃）であ
り、これは本中重量キヤスタブルに対してよりも
著しく高いことを銘記されたい。 中重量耐摩耗性キヤスタブルに対する需要が生
じそして現在増加しつつある。キヤスタブルの主
たるユーザーの一人であるエクソン社は本業界に
中重量耐摩耗性キヤスタブルに対して下記に示し
た要件を満すことを強く要求したが、本業界はそ
の基準に見合うような製品を見出せなかつた：
【表】 そこで、エクソン社は熱伝導率に対する上限を
6.5 BTU／hr／ft2／in／〓（4.5Kcal／min／
cm2／cm／℃）に変更した。 先行技術が研究室において得ることの出来た最
適のものは、次の性質を有する中重量キヤスタブ
ルである：
【表】 斯界のメンバーの一人は5.1 BTU／hr／ft2／
in／〓（3.5Kcal／min／cm2／cm／℃）の熱伝導
率を有するキヤスタブルを製造することが出来
た。しかし、かさ密度（220〓即ち93℃）は
125lb／ft3（2.0gr／c.c.）でありそして摩耗減量
（1500〓即ち815℃）は21c.c.である。 従来からのキヤスタブルとして、122〜123lb／
ft3（1.97〜1.99gr／c.c.）の密度、11〜14c.c.の摩耗
減量及び6.2 BTU／hr／ft2／in／〓（4.3Kcal／
min／cm2／cm／℃）の熱伝導率を有する別のもの
が製造された。 従来からのキヤスタブルは、焼成フリント
（calcined flint）或いは焼成カオリン（calcined
kaoline）の骨材を含んだ。これら物質は良好な
熱伝導率と耐摩耗性とを有している。しかし、焼
成フリント及び焼成カオリンの密度は、標準的キ
ヤスタブルのかさ密度を約120lb／ft3（1.95gr／
c.c.）を越えるものとした。 ASTM Ｃ−704試験に従う高密度耐摩耗性製
品に対する摩耗試験板の調査に際して、焼成フリ
ント或いは焼成カオリンの粗い骨材が摩耗域にお
いて突出していることが認められた。従つて、中
間粒及びセメントのマトリツクスが粗骨材より速
い速度で摩耗していたことが結論づけられた。粗
骨材を焼成フリント或いは焼成カオリン程硬くな
い材料と置換えることにより、粗骨材とマトツク
スとの間での摩損は一層一様化され、従つて摩耗
減量は高密度耐摩耗性製品に同様となろう。も
し、新たな、一層良好な断熱能と同等だがもつと
低い硬度を有する、もつと低密度の粗骨材が選択
されたなら、そのキヤスタブルは、高密度製品と
同様の耐摩耗性を示ししかも減少せる熱伝導率と
かさ密度を持つものとなろう。従つて、粗骨材は
120lb／ft3（1.95gr／c.c.）未満の密度を有するもの
でなければならない。 2.57〜2.66ｇ／c.c.の比重と7.0〜7.5モース硬さ
を有する天然産のコージーライトはそうした材料
である。コージーライトは天然には稀少であるけ
れども、合成コージーライトは焼成中ホワイトウ
エアを配置するのに使用される陶磁器窯づめ容器
（さや）において見出される。容器は主相として
コージーライト及びムライトを含みそして微小相
として石英を伴つていることが見出された。摩耗
減量を著しく増加することなく熱伝導率の減少を
もたらすのは該容器中のコージーライトである。
該容器のかさ密度は120lb／ft3（1.95gr／c.c.）未満
である。 該容器は、過剰に割れを生じ始めた後、廃棄さ
れそして埋立て材として使用される。従つて、コ
ージーライトを含有する該容器は所望の性質を有
するのみならず、非常に安い材料である。コージ
ーライトを含有する他の合成体もまた本製品にお
いて使用されうる。 コージーライトの粗骨材を形成する為に、該容
器は粉砕されそして適正メツシユのスクリーンを
通すことによつて整寸されねばならない。 所望の性質を有する中重量耐摩耗性キヤスタブ
ルに対する組成範囲及び好ましい組成を以下に掲
げる：
【表】 用語「6X20M」は、６メツシユのメツシユ表
示を有するタイラー標準篩を通り抜けるが20メツ
シユを通り抜けない粒寸法を意味するが、供給さ
れそしてこの組成物において使用されたコージー
ライトは約95％が6X20Mであり、そして残部は
もつと小さな寸法の骨材であつた。代表的粒寸分
布は次の通りである： コージーライト，6X20M タイラーメツシユ 保留重量％ ＋４ 0.0 −４＋６ 4.9 −６＋８ 43.8 −８＋10 25.3 −10＋14 15.8 −14＋20 6.0 −20 4.2 タイラーメツシユ＋４は、タイラーメツシユ４
を越える即ち0.185in（0.47cm）を越える粒寸を意
味する。タイラーメツシユ−４＋６はタイラーメ
ツシユ４未満で且つタイラーメツシユ６を越える
粒寸を意味する。 焼成クレイとしても知られる焼成カオリン
（Calcined Kaolin）の使用は、耐摩耗性のため
にマトリツクス中に所要の硬度を実現するのに必
要とされる。20メツシユ以下の寸法を有するコー
ジーライトの使用は、コージーライトの硬度値が
低いことによりそしてコージーライトが増大せる
水吸収性を有しそのためキヤスタブルを形成する
のに一層多くの水を必要とし従つて増大せる多孔
率を生みだすが故に、所要の耐摩耗性を実現しな
い。焼成フリント（Calcined flint）或いは溶成
シリカ（Fused silica）のような他の知られた耐
火材料が焼成カオリンの代りに使用されうる。 ２種の異つた寸法範囲の焼成カオリンを使用す
ることが重要である。20メツシユ以下の中間粒寸
の焼成カオリンと100メツシユ以下のもつと細か
な粒寸の焼成カオリンとでもつてキヤスタブルを
形成することにより、もつとも理想的な粒充填が
促進される。焼成カオリン骨材はコージーライト
粗骨材間の間隙を埋める。これは、最大限の強度
及び耐摩耗性をもたらす。 焼成カオリンはＣ−Ｅミネラルズ社から商品名
ムルコア（Mulcoa）47として入手しうる。ムル
コア47，20メツシユ及びムルコア47，100メツシ
ユは次の粒寸分布を有する： ムルコア47，20メツシユ タイラーメツシユ 保留重量％ ＋20 Trace−３ −20＋28 ８−19 −28＋35 19−31 −35＋60 21−35 −60＋100 10−22 −100 ８−24 ムルコア47，100メツシユ タイラーメツシユ 保留重量％ ＋35 Trace −35＋200 35−45 −200 55−65 好ましい量より少ないコージーライトが使用さ
れそしてカオリン粗骨材と置換えられるなら、キ
ヤスタブルの密度は増大する。この増大は、一層
多くの量のフライアツシユセノスフイアを使用す
ることにより相殺されうる。 もつと小さな粒寸のコージーライトが使用され
うる。しかし、中間及びもつと細い粒寸のコージ
ーライトの使用は、より軟質の、一層多孔質のマ
トリツクスをもたらす。 フライアツシユセノスフイア（Flyash
cenospheres）は、24lb／ft3（0.4gr／c.c.）のかさ
密度と約48−400メツシユの粒寸を有する硬質の
軽量中間寸法粒である。このフライアツシユの使
用はキヤスタブルのかさ密度を減ずる為に必要で
ある。セノスフイアはまた混合物の塑性を改善す
る。フライアツシユの使用は耐摩耗性を減少する
が、かさ密度を減じそして低熱伝導率を維持する
のに必要である。 フライアツシユセノスフイアは、フイルライト
ユー・エス・エー社から商品名フイルライト
（Fillite）52／７／Ｓの下で入手しうる。同様の
硬質の軽量中間寸法粒を有する他の骨材がフライ
アツシユセノスフイアに代替されうる。 広い水範囲を与えそして施行の向上の為混合物
に塑性を付加する為に粘土及びフユームシリカが
組成物に添加される。空気浮遊粘土（air
floated clay）は減少せる寸法の微細粘土であ
る。超微細フユームシリカは50ミクロン未満の、
好ましくは１ミクロン未満の寸法を有する。空気
浮遊粘土の代りに可塑剤が使用されうる。これら
微細粒子は混合物中のより小さな孔を埋め、それ
により機械的充填度及び耐摩耗性を改善する。微
細粒子は、空気浮遊粘土及び超微細フユームシリ
カの組合せ或いは浮遊粘土乃至超微細フユームシ
リカいずれか単独でありうる。空気浮遊粘土はケ
ンタツキー−テネシークレイカンパニーから商品
名KT＃６の下で入手でき、そしてフユームシリ
カはインターレ−クインコーポレイテツドから商
品名グローブフム−２（Globe Fume）の下で入
手できる。 バインダは、高純度アルミン酸カルシウムセメ
ント或いは他の知られるセメントでありうる。高
純度アルミン酸カルシウムセメントはローンスタ
ーラフアージ社から商品名セカー（Secar）80と
して或いはアルコア社から商品名CA−25として
入手されうる。 好ましい組成を有する中重量耐摩耗性キヤスタ
ブルの代表的性質は次の通りである：
【表】 従つて、このキヤスタブルは、先に呈示されそ
して産業界により要求される要件に甲格する。 本発明は、その精神或いは必須の特徴から逸脱
することなく他の特定形態において具現されう
る。従つて、本発明の範囲を指示するものとし
て、上記明細書より添付請求の範囲に参照が為さ
れるべきである。
JP60503048A 1984-06-21 1985-06-21 中重量耐摩耗性キヤスタブル Granted JPS61502461A (ja)

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