JPH0764558B2 - アルミナ質多孔性粒状物及びこの粒状物を骨材とする耐火物 - Google Patents
アルミナ質多孔性粒状物及びこの粒状物を骨材とする耐火物Info
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- JPH0764558B2 JPH0764558B2 JP62289945A JP28994587A JPH0764558B2 JP H0764558 B2 JPH0764558 B2 JP H0764558B2 JP 62289945 A JP62289945 A JP 62289945A JP 28994587 A JP28994587 A JP 28994587A JP H0764558 B2 JPH0764558 B2 JP H0764558B2
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
- C04B38/08—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by adding porous substances
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C04B38/009—Porous or hollow ceramic granular materials, e.g. microballoons
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Ceramic Engineering (AREA)
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- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は耐圧強度と断熱性に優れるアルミナ質多孔性粒
状物及びこの粒状物を骨材とする耐火物に関する。
状物及びこの粒状物を骨材とする耐火物に関する。
（従来の技術） 窯炉の炉壁構築材などとして使われる耐火物は、高温下
で機械的強度の他に、より良好な断熱性を備えることが
強く求められて来た。炉材の断熱性の向上は燃費の節減
や炉体の小形化に寄与するからである。そこで、対応策
として、耐火物の主原料となる骨材の一部を耐熱度の高
いアルミナ質中空粒体（アルミナバブル）などで置き換
えようとする試みがなされて来た。
で機械的強度の他に、より良好な断熱性を備えることが
強く求められて来た。炉材の断熱性の向上は燃費の節減
や炉体の小形化に寄与するからである。そこで、対応策
として、耐火物の主原料となる骨材の一部を耐熱度の高
いアルミナ質中空粒体（アルミナバブル）などで置き換
えようとする試みがなされて来た。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記のアルミナバブルなどの従来の多孔
性無機質粒体は強度が著しく弱いので、断熱性の向上に
は役立っても、耐火物を成形する際に困難に遭遇する。
即ち耐火物の成形方法としては、水分を含ませた粉粒状
の配合原料を成形型内に突き固め道具（ランマー）を用
いて押し固めながら緊密な充填するラミング法、プレス
機を用いるプレス法，又はスラリー状の配合原料を成形
空間に注入するキャスティング法、或いはスプレーガン
を使って塗布対象物に吹付けるスプレー法などが行われ
ているが、ラミング法によると、例えて言えばピンポン
玉の如き形状のアルミナバブルはランマーあるいはプレ
ス圧によってたやすく圧壊されてしまうし、キャスティ
ング法によると、これらの軽量粒体はスラリー上に浮上
分離してしまうし、スプレー法によると、同様に高比重
の主原料から分離して飛ばされてしまう。
性無機質粒体は強度が著しく弱いので、断熱性の向上に
は役立っても、耐火物を成形する際に困難に遭遇する。
即ち耐火物の成形方法としては、水分を含ませた粉粒状
の配合原料を成形型内に突き固め道具（ランマー）を用
いて押し固めながら緊密な充填するラミング法、プレス
機を用いるプレス法，又はスラリー状の配合原料を成形
空間に注入するキャスティング法、或いはスプレーガン
を使って塗布対象物に吹付けるスプレー法などが行われ
ているが、ラミング法によると、例えて言えばピンポン
玉の如き形状のアルミナバブルはランマーあるいはプレ
ス圧によってたやすく圧壊されてしまうし、キャスティ
ング法によると、これらの軽量粒体はスラリー上に浮上
分離してしまうし、スプレー法によると、同様に高比重
の主原料から分離して飛ばされてしまう。
本発明は上記の如き事情に鑑みなされたものであり、従
ってその目的は、良好な耐圧強度と断熱性を備えて、殊
に耐火物骨材に適したアルミ質多孔性粒状物及びこの粒
状物を骨材として配合した、良好な断熱性と成形性とを
併せ備えた耐火物を提供するにある。
ってその目的は、良好な耐圧強度と断熱性を備えて、殊
に耐火物骨材に適したアルミ質多孔性粒状物及びこの粒
状物を骨材として配合した、良好な断熱性と成形性とを
併せ備えた耐火物を提供するにある。
［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 第１の発明によるアルミナ質多孔性粒状物は、気孔構造
を有する内部組織が略無孔状の外殻層により覆われた構
成を備えるところに特徴を有し、第２の発明による耐火
物は、気孔構造を有する内部組織が略無孔状の外殻層に
より覆われた構成を備えるアルミナ質多孔性粒状物を骨
材として配合したところに特徴を有する。
を有する内部組織が略無孔状の外殻層により覆われた構
成を備えるところに特徴を有し、第２の発明による耐火
物は、気孔構造を有する内部組織が略無孔状の外殻層に
より覆われた構成を備えるアルミナ質多孔性粒状物を骨
材として配合したところに特徴を有する。
（作用） 第１の本発明によるアルミナ質多孔性粒状物は、その内
部組織が気孔構造を有すると共に、この内部組織は略無
孔状の外殻層によって覆われているので、球殻構造に由
来するすぐれた耐圧強度と、この外殻内に閉じ込められ
た気泡の存在による良好な断熱性とを併せ備えている。
部組織が気孔構造を有すると共に、この内部組織は略無
孔状の外殻層によって覆われているので、球殻構造に由
来するすぐれた耐圧強度と、この外殻内に閉じ込められ
た気泡の存在による良好な断熱性とを併せ備えている。
また、第２の発明による耐火物は、このような特性を有
するアルミナ質多孔性粒状物をその原料配合中に、従来
の非多孔性アルミナ粗粒などの骨材を少なくとも一部を
代替する骨材として配合したことにより、高い断熱性
と、成形時にこの骨材が圧壊されたりスラリー上に分離
したり或は吹き飛ばされることがないといった良好な成
形性とを併せ備えている。
するアルミナ質多孔性粒状物をその原料配合中に、従来
の非多孔性アルミナ粗粒などの骨材を少なくとも一部を
代替する骨材として配合したことにより、高い断熱性
と、成形時にこの骨材が圧壊されたりスラリー上に分離
したり或は吹き飛ばされることがないといった良好な成
形性とを併せ備えている。
尚、第２の発明においては、アルミナ質多孔性粒状物の
かさ比重は1.0〜1.5の範囲にあることが最も好ましい。
かさ比重が1.5以下において耐火物の断熱性向上効果が
最も著しいが、かさ比重が1.0以下ではランマーあるい
はプレス機の押圧力により圧壊され易くなり、また、キ
ャスティング時の骨材の浮上やスプレー時の飛散が起り
易くなるからである。
かさ比重は1.0〜1.5の範囲にあることが最も好ましい。
かさ比重が1.5以下において耐火物の断熱性向上効果が
最も著しいが、かさ比重が1.0以下ではランマーあるい
はプレス機の押圧力により圧壊され易くなり、また、キ
ャスティング時の骨材の浮上やスプレー時の飛散が起り
易くなるからである。
（実施例） 以下に本願の各発明を具体化したいくつかの実施例につ
いて説明する。
いて説明する。
始めに、アルミナ質多孔性粒状物の概要を述べると、そ
の製法はバイヤー法により製造したアルミナにその0.3
〜5.0重量％のシリカを配合した原料組成物を、単相ま
たは三相交流を電源とする例えば容量500〜200KVA内外
のエルー式電気炉を用いて2000℃以上に加熱し溶融させ
る。そして、この溶融物を噴射ノズルを用いて２〜7kg/
cm2の加圧気流に乗せて大気雰囲気中に噴射する。これ
により、溶融物は空気を巻込んで無数の気泡を包含し且
つ表面張力により球状となって固化する。原料組成物中
のシリカ混入率と、得られる多孔性粒状物のかさ比重及
び断熱特性並びに耐圧強度とは密接に関係があり、シリ
カが0.3重量％以下ではかさ比重が軽くなり過ぎて耐圧
強度が低下する。また、５％以上ではかさ比重が重くな
って断熱性が悪化するうえに、耐火特性も低下する傾向
を呈する。一方、溶融組成物の温度もかさ比重及び多孔
構造の形成等に微妙に影響を与えるので、溶融炉の原料
当り電力は所望のかさ比重及び多孔構造が得られるよう
に制御する。
の製法はバイヤー法により製造したアルミナにその0.3
〜5.0重量％のシリカを配合した原料組成物を、単相ま
たは三相交流を電源とする例えば容量500〜200KVA内外
のエルー式電気炉を用いて2000℃以上に加熱し溶融させ
る。そして、この溶融物を噴射ノズルを用いて２〜7kg/
cm2の加圧気流に乗せて大気雰囲気中に噴射する。これ
により、溶融物は空気を巻込んで無数の気泡を包含し且
つ表面張力により球状となって固化する。原料組成物中
のシリカ混入率と、得られる多孔性粒状物のかさ比重及
び断熱特性並びに耐圧強度とは密接に関係があり、シリ
カが0.3重量％以下ではかさ比重が軽くなり過ぎて耐圧
強度が低下する。また、５％以上ではかさ比重が重くな
って断熱性が悪化するうえに、耐火特性も低下する傾向
を呈する。一方、溶融組成物の温度もかさ比重及び多孔
構造の形成等に微妙に影響を与えるので、溶融炉の原料
当り電力は所望のかさ比重及び多孔構造が得られるよう
に制御する。
このようにして作られたアルミナ質多孔性粒状物は、内
部に多数の独立気泡を含包する気孔構造を有すると共に
外表面は略無孔状の外殻層により覆われた形態となって
いる。
部に多数の独立気泡を含包する気孔構造を有すると共に
外表面は略無孔状の外殻層により覆われた形態となって
いる。
表１は３種類のアルミナ質粒状物のデータをまとめて示
している。また、第１図乃至第３図はこれら３種類の断
面顕微鏡写真に基づく断面図である。
している。また、第１図乃至第３図はこれら３種類の断
面顕微鏡写真に基づく断面図である。
３種類のアルミナ質粒状物のうち試料No.3（第３図）と
して示した比較例は、球形の外殻層１の内部が中空とな
ったいわゆるアルミナバブルに相当するものであり、耐
圧強度の不足等によって成形上の問題を惹起し、耐火物
の骨材としては不適当である。一方、試料No.1（第１
図）及びNo.2（第２図）のものは内部組織が無数の独立
気泡２を有する気孔構造となっていてこれを球形をなす
略無孔状の外殻層１により覆った形態で、本願の第１の
発明に係る実施例である。中でも、試料No.1のものは、
表１に示したようにかさ比重が1.38であって耐火物の断
熱性を著しく向上させながら成形性も十分に維持し得る
ものである。もっとも、試料No.2のものはかさ比重が2.
11と大きいが、断熱性よりも成形性を重視する場合等に
は実用に供しうる。
して示した比較例は、球形の外殻層１の内部が中空とな
ったいわゆるアルミナバブルに相当するものであり、耐
圧強度の不足等によって成形上の問題を惹起し、耐火物
の骨材としては不適当である。一方、試料No.1（第１
図）及びNo.2（第２図）のものは内部組織が無数の独立
気泡２を有する気孔構造となっていてこれを球形をなす
略無孔状の外殻層１により覆った形態で、本願の第１の
発明に係る実施例である。中でも、試料No.1のものは、
表１に示したようにかさ比重が1.38であって耐火物の断
熱性を著しく向上させながら成形性も十分に維持し得る
ものである。もっとも、試料No.2のものはかさ比重が2.
11と大きいが、断熱性よりも成形性を重視する場合等に
は実用に供しうる。
次に、表２は上記試料No.1のアルミナ質多孔性粒状物を
骨材として用いた本願第２の発明の不定形耐火物での実
施例を示し、アルミナ質多孔性粒状物の含有率を０〜3
8.3重量％の範囲で様々に変化させ作製した一連の試作
耐火物の原料配合及び特性値をまとめてある。これらの
耐火物の作製は従来の一般的な不定形耐火物の製法に準
じて行なうこととし、骨材としてのアルミナ質多孔性粒
状物の成形時耐圧力を評価するために、原料配合物の成
形はラミング法により行った。また、表２の如く各配合
例毎に夫々焼成温度を1400〜1600℃の範囲で変化させて
複数種の耐火物を試作した。
骨材として用いた本願第２の発明の不定形耐火物での実
施例を示し、アルミナ質多孔性粒状物の含有率を０〜3
8.3重量％の範囲で様々に変化させ作製した一連の試作
耐火物の原料配合及び特性値をまとめてある。これらの
耐火物の作製は従来の一般的な不定形耐火物の製法に準
じて行なうこととし、骨材としてのアルミナ質多孔性粒
状物の成形時耐圧力を評価するために、原料配合物の成
形はラミング法により行った。また、表２の如く各配合
例毎に夫々焼成温度を1400〜1600℃の範囲で変化させて
複数種の耐火物を試作した。
表２のデータから明らかなように、アルミナ質多孔性粒
状物を全く配合していない比較例（従来の不定形耐火
物）に比べると、骨材の一部をアルミナ質多孔性粒状物
に置換えた実施例１〜５では、熱伝導率を少なくとも10
％以上低下させることができた。
状物を全く配合していない比較例（従来の不定形耐火
物）に比べると、骨材の一部をアルミナ質多孔性粒状物
に置換えた実施例１〜５では、熱伝導率を少なくとも10
％以上低下させることができた。
次に表３は第２の発明を定形耐火物に適用したいくつか
の実施例を示している。ここで使用したアルミナ質多孔
性粒状物は表１に示した試料No.1のものである。また、
有機バインダーとしては、カルボキシメチルセルローズ
（CMC）等を使用している。この実施例における原料配
合は、通常のアルミナ質定形耐火物の配合を基準とし、
粗粒状高純度アルミナの一部を多孔質アルミナ球で代替
した配合によっている。そして、この表の実施例１〜３
にみられるように、高純度アルミナに対するアルナミ質
多孔性粒状物の含有量を40〜60％の範囲に設定して作ら
れた定形耐火物は、熱間曲げ強度の低下を全く招かず
に、通常のアルミナ質耐火物（比較例）に比べて目立っ
て断熱性が向上し、且つかさ比重もかなり低下させるこ
とができた。
の実施例を示している。ここで使用したアルミナ質多孔
性粒状物は表１に示した試料No.1のものである。また、
有機バインダーとしては、カルボキシメチルセルローズ
（CMC）等を使用している。この実施例における原料配
合は、通常のアルミナ質定形耐火物の配合を基準とし、
粗粒状高純度アルミナの一部を多孔質アルミナ球で代替
した配合によっている。そして、この表の実施例１〜３
にみられるように、高純度アルミナに対するアルナミ質
多孔性粒状物の含有量を40〜60％の範囲に設定して作ら
れた定形耐火物は、熱間曲げ強度の低下を全く招かず
に、通常のアルミナ質耐火物（比較例）に比べて目立っ
て断熱性が向上し、且つかさ比重もかなり低下させるこ
とができた。
尚、本願第１の発明によるアルミナ質多孔性粒状物はそ
の特異な多孔質組織により吸音材或は遮音材としての特
性も併せ備えているので、その気孔率及び溶融外殻層の
厚さを使用目的に応じて任意に変化させることによっ
て、耐火物としての使用分野を超えて例えば建築資材な
どとして用いれば、その軽量，強度，吸音等の諸特性を
同時に活用することができる。
の特異な多孔質組織により吸音材或は遮音材としての特
性も併せ備えているので、その気孔率及び溶融外殻層の
厚さを使用目的に応じて任意に変化させることによっ
て、耐火物としての使用分野を超えて例えば建築資材な
どとして用いれば、その軽量，強度，吸音等の諸特性を
同時に活用することができる。
［発明の効果］ 以上に記述によって明らかなように、第１の発明に係る
アルミナ質多孔粒状物は、その内部組織が気孔構造を有
すると共に、その外表部が略無孔状の外殻層で覆われた
構造を備えるので、高耐熱性、高強度性、断熱性、軽量
性、吸音性等の特異な性質を有し、各種耐火物や断熱材
或いは建築資材等に広汎に利用することができる。
アルミナ質多孔粒状物は、その内部組織が気孔構造を有
すると共に、その外表部が略無孔状の外殻層で覆われた
構造を備えるので、高耐熱性、高強度性、断熱性、軽量
性、吸音性等の特異な性質を有し、各種耐火物や断熱材
或いは建築資材等に広汎に利用することができる。
また、斯かるアルミナ質多孔性粒状物を骨材として用い
た第２の発明の耐火物によれば、良好な断熱性が得ら
れ、しかも骨材が十分な耐圧強度を有するので、ラミン
グ法やプレス機により成形する際にランマーやプレス機
が及ぼす衝撃力に耐えて骨材の圧壊を防止でき、またキ
ャスティング法による場合にはスラリー状の原料配合物
から粒状骨材が分離浮上するおそれがなく、更にスプレ
ー法による場合にも粒状骨材だけが飛散する不具合を生
じない等の効果を奏する。
た第２の発明の耐火物によれば、良好な断熱性が得ら
れ、しかも骨材が十分な耐圧強度を有するので、ラミン
グ法やプレス機により成形する際にランマーやプレス機
が及ぼす衝撃力に耐えて骨材の圧壊を防止でき、またキ
ャスティング法による場合にはスラリー状の原料配合物
から粒状骨材が分離浮上するおそれがなく、更にスプレ
ー法による場合にも粒状骨材だけが飛散する不具合を生
じない等の効果を奏する。
第１図及び第２図は第１の発明の実施例を示すアルミナ
質多孔性粒状物の断面図、第３図は内部の気孔構造組織
が不充分な従来のアルミナバブルの断面図を示す。 図中、１は外殻層、２は独立気泡である。
質多孔性粒状物の断面図、第３図は内部の気孔構造組織
が不充分な従来のアルミナバブルの断面図を示す。 図中、１は外殻層、２は独立気泡である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北田 元秀 岐阜県可児郡御嵩町中812番地の94 (56)参考文献 特開 昭51−64513（ＪＰ，Ａ) 特公 昭51−36240（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭59−19070（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭54−22800（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (3)
- 【請求項１】気孔構造を有する内部組織が略無孔状の外
殻層により覆われた構成を備えるアルミナ質多孔性粒状
物。 - 【請求項２】気孔構造を有する内部組織が略無孔状の外
殻層により覆われた構成を備えるアルミナ質多孔性粒状
物を骨材として配合したことを特徴とする耐火物。 - 【請求項３】アルミナ質多孔性粒状物のかさ比重が1.0
〜1.5であることを特徴とする特許請求の範囲第２項に
記載の耐火物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62289945A JPH0764558B2 (ja) | 1987-11-16 | 1987-11-16 | アルミナ質多孔性粒状物及びこの粒状物を骨材とする耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62289945A JPH0764558B2 (ja) | 1987-11-16 | 1987-11-16 | アルミナ質多孔性粒状物及びこの粒状物を骨材とする耐火物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01131079A JPH01131079A (ja) | 1989-05-23 |
| JPH0764558B2 true JPH0764558B2 (ja) | 1995-07-12 |
Family
ID=17749769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62289945A Expired - Lifetime JPH0764558B2 (ja) | 1987-11-16 | 1987-11-16 | アルミナ質多孔性粒状物及びこの粒状物を骨材とする耐火物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0764558B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9515242D0 (en) * | 1995-07-25 | 1995-09-20 | Ecc Int Ltd | Porous mineral granules |
| DE102005045180B4 (de) * | 2005-09-21 | 2007-11-15 | Center For Abrasives And Refractories Research & Development C.A.R.R.D. Gmbh | Kugelförmige Korundkörner auf Basis von geschmolzenem Aluminiumoxid sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung |
| DE102005061291B4 (de) | 2005-12-20 | 2008-01-03 | Heraeus Electro-Nite International N.V. | Keramischer Lochstein und metallurgisches Gefäß |
| JP2010150090A (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Sumitomo Chemical Co Ltd | αアルミナ粉末 |
| DE102010047095A1 (de) * | 2010-10-01 | 2012-04-05 | Center For Abrasives And Refractories Research & Development C.A.R.R.D. Gmbh | Polykristalline Al2O3-Körper auf Basis von geschmolzenem Aluminiumoxid |
| US20220111434A1 (en) * | 2020-10-08 | 2022-04-14 | Wagstaff, Inc. | Material, apparatus, and method for refractory castings |
| US20240357712A1 (en) | 2023-04-21 | 2024-10-24 | Wagstaff, Inc. | Material, apparatus, and method for electrically shielding heated components |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5136240B2 (ja) | 2008-06-26 | 2013-02-06 | 日本電気株式会社 | 伝送路監視システム |
| JP5422800B2 (ja) | 2009-10-28 | 2014-02-19 | 日立金属株式会社 | スイッチングハブ及びリングネットワーク |
| JP5919070B2 (ja) | 2012-04-06 | 2016-05-18 | オークマ株式会社 | 位置制御装置 |
-
1987
- 1987-11-16 JP JP62289945A patent/JPH0764558B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5136240B2 (ja) | 2008-06-26 | 2013-02-06 | 日本電気株式会社 | 伝送路監視システム |
| JP5422800B2 (ja) | 2009-10-28 | 2014-02-19 | 日立金属株式会社 | スイッチングハブ及びリングネットワーク |
| JP5919070B2 (ja) | 2012-04-06 | 2016-05-18 | オークマ株式会社 | 位置制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01131079A (ja) | 1989-05-23 |
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