JPH068224B2

JPH068224B2 - セメント無含有不定形耐火物原料およびこの原料を用いたセメント無含有不定形耐火物の製造方法

Info

Publication number: JPH068224B2
Application number: JP1315914A
Authority: JP
Inventors: 一磨西内
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Inc
Priority date: 1989-12-05
Filing date: 1989-12-05
Publication date: 1994-02-02
Anticipated expiration: 2009-02-02
Also published as: JPH03177366A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、セメント無含有不定形耐火物に関するもの
で、例えば鉄鋼、鋳物等の分野におけるキュポラ、誘導
炉、ロータリーキルン等の耐火物に適用される。

（従来の技術）アルミナセメトを結合材として利用した不定形耐火物
は、鉄鋼、セメント、鋳物、パルプ等の業界において広
く用いられている。

キャスタブル耐火物は、シリカ−アルミナ系の骨材にア
ルミナセメントを配合したもので、一般にＳｉＯ_２−Ａ
ｌ_２Ｏ_３−ＣａＯ系の組成物である（特開昭５３−８４
０１２号公報）。

最近では、キャスタブル耐火物に含まれるアルミナセメ
ントを次の種々の理由か低量にして用いることが多い。

高強度施工体を得るためである。セメント含有量の少
ないと施工時の混練水量も少なくすることができ、低水
量で行った混練で施工した耐火物は高強度を有する。

混練物の乾燥時間を短くするためである。セメント含
有量が多いと使用する混練物の水量が増し、混練物が乾
燥して強度を発現するまでに時間がかかる。

耐火物中のアルミナの含有量を高めるためである。キ
ャスタブル耐火物は、Ａｌ_２Ｏ_３が多く含まれるほどそ
の耐火物の耐用温度が高くなるので、アルミナセメトよ
りもアルミナの含量が多い高純度アルミナを骨材として
用い、アルミナセメントの量を少なくした方が耐火物全
体に占めるアルミナ含量を多くすることができる。

焼成品に亀裂を生じさせないためである。アルミナセ
メントは、高温になると低融点化合物を形成し、焼成品
に亀裂を生じさせることがある。

また、低セメントキャスタブル耐火物では、耐火物の骨
材に添加する超微粉の粒径を調整したり、アルミナセメ
ント、超微粉、分散剤等からなる結合材の配合比を調整
することにより、低セメント化および低水分化を図り緻
密質の耐火物にしたものが知られている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、従来の低セメントキャスタブル耐火物に
おいては、セメントの主成分ＣａＯがアノーサイト（Ｃ
ａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２）等になる低融点化合物
を生成するため、１５００℃を超える使用温度では耐火
性が低下し、溶融スラグ等に対する耐食性が低下すると
いう問題がある。この耐火性および耐食性を向上させる
ために前記アルミナセメントに代えて硬化剤または凝集
剤として水硬性アルミナ等を使用したものが、あるがこ
の場合にも、耐火性および耐食性が不十分なもので、し
かも流動性、硬化性等の施工性および強度については不
十分である。

本発明は、このおうな問題点を解決するためになされた
もので、セメントを無含有にし、溶融メタル、溶融スラ
グなどによる化学的侵食に対する耐食性および耐火性を
高めかつ熱間強度の高いセメント無含有不定形耐火物を
提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）そのために、本発明の第１の発明によるセメント無含有
不定形耐火物原料は、骨材と中間粒と微粉とからなる耐
火材６０ｗｔ％以上と、シリカ、アルミナ、マグネシア
またはクロム鉄鉱の１種以上からなる超微粉２〜２０ｗ
ｔ％と、この超微粉中に含有される平均粒径３〜１５μ
ｍの水硬性アルミナ２〜１０ｗｔ％とから成る耐火組成
物に、分散剤０．２ｗｔ％以下を添加したことを特徴と
する。

本発明の第２の発明によるセメント無含有不定形耐火物
の製造方法は、第１の発明に記載のセメント無含有不定
形耐火物原料に水３〜６ｗｔ％を添加して施工されたこ
とを特徴とする。

前記耐火材は、骨材と中間粒と微粉とから構成され、原
料割合中の主要成分であり、例えばボーキサイト、シャ
モット、高純度アルミナ、ジルコン、クロミア等を単独
または混合し、使用するのが望ましい。特に耐熱性、耐
摩耗性および耐食性が要求される部位では、例えば電融
アルミナや焼結アルミナ等を主体として使用するのが望
ましい。

前記耐火組成物にセメントは含有されない。これは、ア
ルミナセメント等の結合材を含むと、施工時に必要な添
加水量が増え施工後の乾燥品の平均気孔率を大きくする
等の理由により、耐火性が低くまた熱間強度を低くする
原因になるからである。

超微粉は、主に粒径０．３〜６μｍの粉末を用いるのが
望ましい。この粉末が耐火物中の気孔や毛管を埋めるこ
とによって平均気孔径を小さくして高緻密質の耐火物に
する。超微粉の添加量を２ｗｔ％以上としたのは、この
値未満であるとその効果が小さく、２０ｗｔ％以下とし
たのは、この値を超えると施工時の流動性が悪くなり充
填性も低下するためである。

超微粒中に含まれる水硬性アルミナは、平均粒径３〜１
５μｍのものを用い、前記超微粉中に２〜１０ｗｔ％含
まれる。水硬性アルミナは施工時に水和反応による発熱
を起こす。したがって水硬性アルミナの含有量を２ｗｔ
％以上としたのは施工時に硬化性を高めるためにこの値
以上必要であり、１０ｗｔ％以下としたのは、施工時の
流動性を良好にするためである。

分散剤としては、金属キレート化合物、アルカリ金属炭
酸塩等を用いるのが望ましい。この分散剤は塩基耐火組
成物の分散効果を促進し、流動性、硬化性等の施工性を
向上させるものである。分散剤を０．２ｗｔ％を超える
量にすると、施工後の乾燥時に硬化しにくくなるので一
定範囲内をする。

前記セメント無含有不定形耐火物原料を用いるときは、
これに対し水の添加量を３〜６ｗｔ％の範囲にするのが
望ましい。これは水の添加量を３ｗｔ％以上とすること
により流動性を確保し、６ｗｔ％以下とすることにより
施工後の乾燥時に固形化し強度を確保するためである。

（実施例）以下、本発明の実施例について説明する。

骨材と中間粒と微粉とからなる耐火材料８４ｗｔ％と、
超微粉１６ｗｔ％の混合粉末を用いた。

耐火材料は、アルミナとシリカを主体とし、化学分析の
結果、Ａｌ_２Ｏ_３：６４ｗｔ％、ＳｉＯ_２：３１ｗｔ
％、ＴｉＯ_２：２ｗｔ％、他にＮａ^２Ｏ等：３ｗｔ％含
まれていた。

超微粉は、アルミナとシリカが各々２４ｗｔ％と７５ｗ
５％、他に微量成分が７ｗｔ％含まれていた。

そして超微粉１６ｗｔ％中に水硬性アルミナを第１表に
示す所定ｗｔ％含有させた。

これらの粉末からなる耐火組成物にカルボシキレートソ
ーダ塩からなる分散剤を所定％加え、これら総量に対し
水を４ｗｔ％添加し、施工した。

この場合、第１表に示すように、水硬性アルミナと分散
剤の含有量を変化させ、各種実施例１〜７および比較例
１〜５の場合について施工性および耐食性を試験した。
その結果は第１表に示すとおりである。

第１表において、水硬性アルミナのｗｔ％は、骨材と中
間粒と微粉とからなる耐火材料と超微粉との総量に対す
る重量割合を示し、分散剤についても同様である。第１
表中、◎は特に良好であったもの、○は良好であったも
の、△は普通のもの、×は不良なものを表わす。

試験の結果、実施例１〜７については、耐火物原料の流
動性および硬化性が良好であり、乾燥後の耐食について
も相対的に良好なものであった。

これに対し、比較例１〜３については、水硬性アルミナ
の過少あるいは過多により施工不能であり、比較例４お
よび５については、分散剤の過多または過少により施工
不能であった。そのため比較例１〜５ではいずれも耐食
性を評価することができなかった。

（発明の効果）以上説明したように、本発明のセメント無含有不定形耐
火物原料によれば、セメント無含有により低融点化合物
の生成を防止しかつ水硬性アルミナと分散剤の適切な組
合わせにより、耐食性、耐火性および高温強度等の熱間
特性を向上するとともに、流動性および硬化性等の施工
性を確実に高めることができるという効果がある。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】骨材と中間粒と微粉とからなる耐火材６０
ｗｔ％以上と、シリカ、アルミナ、マグネシアまたはクロム鉄鉱の１種
以上からなる超微粉２〜２０ｗｔ％と、この超微粉中に含有される平均粒径３〜１５μｍの水硬
性アルミナ２〜１０ｗｔ％と、からなる耐火組成物に、分散剤０．２ｗｔ％以下を添加したことを特徴とするセ
メント無含有不定形耐火物原料。
【請求項２】請求項１に記載のセメント無含有不定形耐
火物原料に水３〜６ｗｔ％を添加して施工されることを
特徴とするセメント無含有不定形耐火物の製造方法。