JPH1112048A - 歯状起伏が形成されたセラミックス製骨材とそれを用いた不定形耐火物 - Google Patents
歯状起伏が形成されたセラミックス製骨材とそれを用いた不定形耐火物Info
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- JPH1112048A JPH1112048A JP9160279A JP16027997A JPH1112048A JP H1112048 A JPH1112048 A JP H1112048A JP 9160279 A JP9160279 A JP 9160279A JP 16027997 A JP16027997 A JP 16027997A JP H1112048 A JPH1112048 A JP H1112048A
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
亀裂抑止効果を有する骨材と同骨材の添加により耐剥離
性、耐スポーリング性に優れた不定形耐火物を得るこ
と。 【課題】 最大部直径が５〜４０mm、長さ１０〜６０
mmの円柱形状であり、該円柱形状の軸線を切断する断面
の外周部が高さ０．５mmから５mmの歯状起伏で形成され
たセラミックス製骨材１、あるいは歯先円と歯底円の直
径差が１〜１０mm、５〜１２６の歯数を有するセラミッ
クス製骨材と、この骨材を配合物１００重量％に対し、
外掛けで５〜２３５重量％添加した不定形耐火物。 【解決手段】
性、耐スポーリング性に優れた不定形耐火物を得るこ
と。 【課題】 最大部直径が５〜４０mm、長さ１０〜６０
mmの円柱形状であり、該円柱形状の軸線を切断する断面
の外周部が高さ０．５mmから５mmの歯状起伏で形成され
たセラミックス製骨材１、あるいは歯先円と歯底円の直
径差が１〜１０mm、５〜１２６の歯数を有するセラミッ
クス製骨材と、この骨材を配合物１００重量％に対し、
外掛けで５〜２３５重量％添加した不定形耐火物。 【解決手段】
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐スポーリング性
を付与するために耐火物に添加する、歯状起伏が形成さ
れたセラミックス製骨材とそれを用いた不定形耐火物に
関する。
を付与するために耐火物に添加する、歯状起伏が形成さ
れたセラミックス製骨材とそれを用いた不定形耐火物に
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、製鋼用耐火物に代表される使用条
件の過酷化、耐火物の高耐用化の要請に伴い、より一層
の耐スポーリング性と製品寿命を有する耐火物が必要と
なってきた。耐火物に必要とされる具備特性の中で、特
に重要な耐食性と耐スポーリング性は、相互にその性能
を向上させることが困難であった。その中で、取鍋用内
張り不定形耐火物においては、アルミナ・スピネル質か
ら、耐食性に優れたアルミナ・マグネシア質に移行して
来ている。アルミナ・マグネシア質は、使用条件によっ
ては、剥離傾向が大きくその耐食性に見合うだけの耐用
を得ることが難しかったが、現状では、その材質改善に
伴いアルミナ・スピネル質よりも高耐用性を示すに至っ
ている。耐スポーリング性を改善するための手段として
は、従来から、電融破砕粒、造粒焼結粒等の大型骨材を
不定形耐火物に添加、単純熱応力、あるいは構造スポー
リングによる亀裂の伝播を抑制する方法、更に骨材の形
状を工夫したものとして特公昭５８−４９５１４号公報
に径１〜３０ｍｍ、長さ／径が３〜５０の長柱状骨材を
使用した耐火物が知られている。
件の過酷化、耐火物の高耐用化の要請に伴い、より一層
の耐スポーリング性と製品寿命を有する耐火物が必要と
なってきた。耐火物に必要とされる具備特性の中で、特
に重要な耐食性と耐スポーリング性は、相互にその性能
を向上させることが困難であった。その中で、取鍋用内
張り不定形耐火物においては、アルミナ・スピネル質か
ら、耐食性に優れたアルミナ・マグネシア質に移行して
来ている。アルミナ・マグネシア質は、使用条件によっ
ては、剥離傾向が大きくその耐食性に見合うだけの耐用
を得ることが難しかったが、現状では、その材質改善に
伴いアルミナ・スピネル質よりも高耐用性を示すに至っ
ている。耐スポーリング性を改善するための手段として
は、従来から、電融破砕粒、造粒焼結粒等の大型骨材を
不定形耐火物に添加、単純熱応力、あるいは構造スポー
リングによる亀裂の伝播を抑制する方法、更に骨材の形
状を工夫したものとして特公昭５８−４９５１４号公報
に径１〜３０ｍｍ、長さ／径が３〜５０の長柱状骨材を
使用した耐火物が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】現状では、前述のとお
り、取鍋用内張り不定形耐火物において、アルミナ・マ
グネシア質は、アルミナ・スピネル質よりも高耐用性を
示すに至っているが、なお、その剥離傾向については、
完全に抑制されていない。大型骨材を耐火物に添加して
亀裂の伝播を抑制する場合、従来の電融破砕粒、造粒焼
結粒等の大型骨材については、偏平球状、破砕形状等の
特定の形状に限定され、そのサイズも一律なものではな
く、亀裂の伝播を確実に抑制するには、限界があった。
例えば、前記特公昭５８−４９５１４号公報記載の骨材
のように形状を工夫したものも、骨材の径に比較して長
さが長く、骨材の径が小さい場合には、配合調整時に折
損等の問題を発生させ、成形体が得られても亀裂が骨材
を貫通する傾向が強い。また、骨材の径が大きい場合に
は、配合の混練が困難であったり、耐火物中への均一分
散が困難等の問題があった。
り、取鍋用内張り不定形耐火物において、アルミナ・マ
グネシア質は、アルミナ・スピネル質よりも高耐用性を
示すに至っているが、なお、その剥離傾向については、
完全に抑制されていない。大型骨材を耐火物に添加して
亀裂の伝播を抑制する場合、従来の電融破砕粒、造粒焼
結粒等の大型骨材については、偏平球状、破砕形状等の
特定の形状に限定され、そのサイズも一律なものではな
く、亀裂の伝播を確実に抑制するには、限界があった。
例えば、前記特公昭５８−４９５１４号公報記載の骨材
のように形状を工夫したものも、骨材の径に比較して長
さが長く、骨材の径が小さい場合には、配合調整時に折
損等の問題を発生させ、成形体が得られても亀裂が骨材
を貫通する傾向が強い。また、骨材の径が大きい場合に
は、配合の混練が困難であったり、耐火物中への均一分
散が困難等の問題があった。
【０００４】本発明は、より亀裂抑止効果を有する骨
材、及びより耐剥離性、耐スポーリング性を有するセラ
ミックス製骨材とそれを用いた不定形耐火物を提供する
ものである。
材、及びより耐剥離性、耐スポーリング性を有するセラ
ミックス製骨材とそれを用いた不定形耐火物を提供する
ものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、最大部直径が
５〜４０ｍｍ、長さ１０〜６０ｍｍの円柱形状であり、
該円柱形状の軸線を切断する断面の外周部が高さ０．５
ｍｍから５ｍｍの歯状起伏で形成されたセラミックス製
骨材、あるいは歯先円と歯底円の直径差が１〜１０ｍ
ｍ、５〜１２６の歯数を有するセラミックス製骨材と、
この骨材を配合物１００重量％に対し、外掛けで５〜２
３５重量％添加した不定形耐火物である。
５〜４０ｍｍ、長さ１０〜６０ｍｍの円柱形状であり、
該円柱形状の軸線を切断する断面の外周部が高さ０．５
ｍｍから５ｍｍの歯状起伏で形成されたセラミックス製
骨材、あるいは歯先円と歯底円の直径差が１〜１０ｍ
ｍ、５〜１２６の歯数を有するセラミックス製骨材と、
この骨材を配合物１００重量％に対し、外掛けで５〜２
３５重量％添加した不定形耐火物である。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明で使用する骨材の材質は、
アルミナ・シリカ質、アルミナ質、スピネル質、コラン
ダムスピネル質、マグネシアスピネル質等があり、骨材
が添加される不定形耐火物の材質、用途によって適宜選
択される。
アルミナ・シリカ質、アルミナ質、スピネル質、コラン
ダムスピネル質、マグネシアスピネル質等があり、骨材
が添加される不定形耐火物の材質、用途によって適宜選
択される。
【０００７】骨材とマトリックス部との膨張差によるマ
トリックス部の亀裂、あるいはマトリックス部との間隙
を排除するには、骨材とマトリックス部の熱膨張率は、
近いことが望ましい。
トリックス部の亀裂、あるいはマトリックス部との間隙
を排除するには、骨材とマトリックス部の熱膨張率は、
近いことが望ましい。
【０００８】骨材の形状について、最大部直径が４０ｍ
ｍを越える場合、あるいは長さ６０ｍｍを超える場合、
施工性を著しく損ない、且つセグリゲーションの原因と
なるので好ましくない。直形が５ｍｍ未満の場合、構造
的強度不足によりマトリックスから骨材中に亀裂が直接
進展するため、十分な亀裂抑止効果が得られない。長さ
１０ｍｍ未満の場合、亀裂が比較的簡単に骨材を迂回し
て進展するために十分な亀裂抑止効果が得られない。
ｍを越える場合、あるいは長さ６０ｍｍを超える場合、
施工性を著しく損ない、且つセグリゲーションの原因と
なるので好ましくない。直形が５ｍｍ未満の場合、構造
的強度不足によりマトリックスから骨材中に亀裂が直接
進展するため、十分な亀裂抑止効果が得られない。長さ
１０ｍｍ未満の場合、亀裂が比較的簡単に骨材を迂回し
て進展するために十分な亀裂抑止効果が得られない。
【０００９】骨材表面の歯の形状が、歯先円と歯底円の
直径差で１ｍｍ未満、あるいは１０ｍｍを越える場合、
及び歯数５未満、あるいは１２６を超える場合、骨材と
マトリックスとの噛み合いが不十分でマトリックスとの
馴染み不足となり、亀裂進展を抑止するための十分なア
ンカー効果が得られない。以上の理由により亀裂進展を
十分に抑制し、且つ工業化が容易な骨材の形状は、最大
部直径が５〜４０ｍｍ、長さ１０〜６０ｍｍの円柱形状
を有し、歯先円と歯底円の直径差が、１〜１０ｍｍ、５
〜１２６の歯を有する物が最適である。骨材の強度につ
いては、マトリックス部に発生する亀裂を十分に骨材表
面部で抑止するために、マトリックス部の少なくとも２
倍以上の曲げ強度を有することが望ましい。
直径差で１ｍｍ未満、あるいは１０ｍｍを越える場合、
及び歯数５未満、あるいは１２６を超える場合、骨材と
マトリックスとの噛み合いが不十分でマトリックスとの
馴染み不足となり、亀裂進展を抑止するための十分なア
ンカー効果が得られない。以上の理由により亀裂進展を
十分に抑制し、且つ工業化が容易な骨材の形状は、最大
部直径が５〜４０ｍｍ、長さ１０〜６０ｍｍの円柱形状
を有し、歯先円と歯底円の直径差が、１〜１０ｍｍ、５
〜１２６の歯を有する物が最適である。骨材の強度につ
いては、マトリックス部に発生する亀裂を十分に骨材表
面部で抑止するために、マトリックス部の少なくとも２
倍以上の曲げ強度を有することが望ましい。
【００１０】本発明の骨材は、マトリックス部に比較し
て大きな耐クリープ性を有するものを骨材の材質として
選択、耐火物中に分散させることで、従来の骨材に比較
して耐火物の耐クリープ性、容積安定性を更に向上させ
る。これは、本発明の骨材が従来の骨材に比較してマト
リックス中を容易に移動し難く、十分なブリッジ効果を
発現するためである。
て大きな耐クリープ性を有するものを骨材の材質として
選択、耐火物中に分散させることで、従来の骨材に比較
して耐火物の耐クリープ性、容積安定性を更に向上させ
る。これは、本発明の骨材が従来の骨材に比較してマト
リックス中を容易に移動し難く、十分なブリッジ効果を
発現するためである。
【００１１】このように本発明の骨材で亀裂抑止効果を
十分に発現させるためには、耐火物中に均一に分散させ
ることが望ましく、骨材が規定のサイズをこえるものを
使用すると、鋳込み時に骨材と不定形耐火物母材との比
重差により偏析等の原因となるので好ましくない。
十分に発現させるためには、耐火物中に均一に分散させ
ることが望ましく、骨材が規定のサイズをこえるものを
使用すると、鋳込み時に骨材と不定形耐火物母材との比
重差により偏析等の原因となるので好ましくない。
【００１２】骨材の不定形耐火物への添加割合は、配合
物１００重量％に対して外掛け５重量％以上、２３５重
量％以内が適当である。外掛け５重量％未満の場合、亀
裂の進展が骨材の存在によって抑制される頻度が少ない
ために十分な亀裂進展抑止効果を発現できない。２３５
重量％を越える場合、配合物が骨材間へ十分に充填され
ず空隙を有することになり、且つ施工性が著しく損なわ
れるので好ましくない。
物１００重量％に対して外掛け５重量％以上、２３５重
量％以内が適当である。外掛け５重量％未満の場合、亀
裂の進展が骨材の存在によって抑制される頻度が少ない
ために十分な亀裂進展抑止効果を発現できない。２３５
重量％を越える場合、配合物が骨材間へ十分に充填され
ず空隙を有することになり、且つ施工性が著しく損なわ
れるので好ましくない。
【００１３】以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明
の骨材とその添加効果を更に詳しく説明する。
の骨材とその添加効果を更に詳しく説明する。
【００１４】
【実施例】表１に、本発明における特殊形状の骨材とし
て、平均粒径８μの仮焼アルミナ９０重量％、平均粒径
５μのカオリン１０重量％からなる配合物に外掛け１８
重量％の水を添加後、モルタルミキサーで混練、骨材成
形用の杯土を得、この杯土を使用して押出成形機で成
形、所定長さに切断後、所定形状の成形体素地を大気中
１７５０℃の雰囲気で５時間焼成し、骨材符号１〜６の
本発明品及び規格外品符号７〜９の骨材を得た。骨材の
見掛け気孔率は、３％、常温圧縮強度は、３００ＭＰａ
であった。また、平均粒径２０ｍｍの市販造粒焼結アル
ミナを骨材符号１０、平均粒径１０ｍｍの市販電融アル
ミナ破砕粒を骨材符号１１として示した。本実施例に示
される骨材は、容易に製造可能、工業化に適するもので
ある。得られた骨材中、本発明の範囲内にある代表的な
形状を図１に示す。
て、平均粒径８μの仮焼アルミナ９０重量％、平均粒径
５μのカオリン１０重量％からなる配合物に外掛け１８
重量％の水を添加後、モルタルミキサーで混練、骨材成
形用の杯土を得、この杯土を使用して押出成形機で成
形、所定長さに切断後、所定形状の成形体素地を大気中
１７５０℃の雰囲気で５時間焼成し、骨材符号１〜６の
本発明品及び規格外品符号７〜９の骨材を得た。骨材の
見掛け気孔率は、３％、常温圧縮強度は、３００ＭＰａ
であった。また、平均粒径２０ｍｍの市販造粒焼結アル
ミナを骨材符号１０、平均粒径１０ｍｍの市販電融アル
ミナ破砕粒を骨材符号１１として示した。本実施例に示
される骨材は、容易に製造可能、工業化に適するもので
ある。得られた骨材中、本発明の範囲内にある代表的な
形状を図１に示す。
【００１５】
【表１】 表２は、実施例及び比較例に使用したベースとなる流し
込み材の化学成分値を示す。
込み材の化学成分値を示す。
【００１６】
【表２】
【表３】 表３は、表１で得られた骨材形状、及び市販アルミナ骨
材を表２のアルミナ・マグネシア質取鍋一般壁流し込み
材に添加して得た試料を示す。
材を表２のアルミナ・マグネシア質取鍋一般壁流し込み
材に添加して得た試料を示す。
【００１７】表３に示す配合物は、所定の水を添加して
混練した後、金枠に流し込み成形し、２０℃で２４時間
養生し、１１０℃で２４時間乾燥後、１０００℃で３時
間熱処理を行い、５０ｈ×５０ｗ×１５０ｓ（ｍｍ）の
所定形状に加工した。配合中、本発明の範囲内にある代
表的な試料の骨材の分散状態を図２に示す。
混練した後、金枠に流し込み成形し、２０℃で２４時間
養生し、１１０℃で２４時間乾燥後、１０００℃で３時
間熱処理を行い、５０ｈ×５０ｗ×１５０ｓ（ｍｍ）の
所定形状に加工した。配合中、本発明の範囲内にある代
表的な試料の骨材の分散状態を図２に示す。
【００１８】本発明品の骨材を使用した実施例Ａ〜Ｊ
は、剥離方向亀裂がないか、もしくは著しく亀裂の発生
を減少させることができたのに対し、特定の骨材を添加
しない比較例Ａは亀裂発生が大きく、規格外の骨材符号
８、９を添加した比較例Ｂ及びＣは耐スポール性が悪
く、大きな亀裂が発生した。本発明品の骨材を骨材符号
２を範囲外の外掛け５より少なく添加した比較例Ｄは添
加効果がなく大きな亀裂が発生した。また、２３５重量
％を越えて添加した比較例Ｅは配合混練時に流動性が著
しく不良となり配合調整が不能であった。骨材符号７の
直径が３ｍｍ、長さ３０ｍｍの骨材を使用した比較例Ｆ
は、配合混練時に骨材が破損して配合調整不能であっ
た。更に、市販品の骨材符号１１及び１２を添加した比
較例Ｇ、Ｈも亀裂発生が大きかった。
は、剥離方向亀裂がないか、もしくは著しく亀裂の発生
を減少させることができたのに対し、特定の骨材を添加
しない比較例Ａは亀裂発生が大きく、規格外の骨材符号
８、９を添加した比較例Ｂ及びＣは耐スポール性が悪
く、大きな亀裂が発生した。本発明品の骨材を骨材符号
２を範囲外の外掛け５より少なく添加した比較例Ｄは添
加効果がなく大きな亀裂が発生した。また、２３５重量
％を越えて添加した比較例Ｅは配合混練時に流動性が著
しく不良となり配合調整が不能であった。骨材符号７の
直径が３ｍｍ、長さ３０ｍｍの骨材を使用した比較例Ｆ
は、配合混練時に骨材が破損して配合調整不能であっ
た。更に、市販品の骨材符号１１及び１２を添加した比
較例Ｇ、Ｈも亀裂発生が大きかった。
【００１９】亀裂発生測定については、図３に示す片面
加熱冷却上下端面拘束熱応力試験によって行った。
加熱冷却上下端面拘束熱応力試験によって行った。
【００２０】
【発明の効果】本発明の効果において、本発明の骨材
は、その表面形状がスパイク効果を発揮可能な状態とし
て容易に形成できるものであり、マトリックス部に比較
して大きな耐クリープ性を有するものを骨材の材質とし
て選択、耐火物中に分散させることで従来の骨材に比較
して耐火物の耐クリープ性、容積安定性を更に向上させ
る。
は、その表面形状がスパイク効果を発揮可能な状態とし
て容易に形成できるものであり、マトリックス部に比較
して大きな耐クリープ性を有するものを骨材の材質とし
て選択、耐火物中に分散させることで従来の骨材に比較
して耐火物の耐クリープ性、容積安定性を更に向上させ
る。
【００２１】本発明の骨材は、従来の骨材に比較してマ
トリックス中を容易に移動し難く、十分なブリッジ効果
を発現することができる。
トリックス中を容易に移動し難く、十分なブリッジ効果
を発現することができる。
【００２２】本発明の骨材を耐火物中、例えば、取鍋ラ
イニング、タンディッシュライニング等の不定形耐火
物、堰ブロック、羽口等のプレキャストブロックに適当
割合分散させることで、容易に耐スポーリング性、耐剥
離性あるいは構造体としての安定性を実現可能となっ
た。
イニング、タンディッシュライニング等の不定形耐火
物、堰ブロック、羽口等のプレキャストブロックに適当
割合分散させることで、容易に耐スポーリング性、耐剥
離性あるいは構造体としての安定性を実現可能となっ
た。
【図１】本発明の歯状起伏が形成された骨材を示す図で
ある。
ある。
【図２】本発明の範囲内にある試料の骨材の分散状態を
示す図である。
示す図である。
【図３】片面加熱冷却上下端面拘束熱応力試験の説明図
である。
である。
１セラミックス製骨材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片岡 稔 福岡県北九州市八幡西区東浜町１番１号 黒崎窯業株式会社不定形事業部八幡不定形 工場内 (72)発明者 菅原 光男 福岡県北九州市八幡西区東浜町１番１号 黒崎窯業株式会社技術研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】 最大部直径が５〜４０ｍｍ、長さ１０〜
６０ｍｍの円柱形状であり、該円柱形状の軸線を切断す
る断面の外周部が高さ０．５ｍｍ〜５ｍｍの歯状起伏が
形成されたセラミックス製骨材。 - 【請求項２】 外周部の歯先円に至る直形が５〜４０ｍ
ｍ、長さ１０〜６０ｍｍの円柱形状で、歯先円と歯底円
の直径差が１〜１０ｍｍ、５〜１２６の歯数を有する歯
状起伏が形成されたセラミックス製骨材。 - 【請求項３】 配合物１００重量％に対し、請求項１又
は請求項２記載の骨材を外掛けで５〜２３５重量％添加
した不定形耐火物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9160279A JPH1112048A (ja) | 1997-06-17 | 1997-06-17 | 歯状起伏が形成されたセラミックス製骨材とそれを用いた不定形耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9160279A JPH1112048A (ja) | 1997-06-17 | 1997-06-17 | 歯状起伏が形成されたセラミックス製骨材とそれを用いた不定形耐火物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1112048A true JPH1112048A (ja) | 1999-01-19 |
Family
ID=15711566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9160279A Pending JPH1112048A (ja) | 1997-06-17 | 1997-06-17 | 歯状起伏が形成されたセラミックス製骨材とそれを用いた不定形耐火物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1112048A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015159624A1 (ja) * | 2014-04-16 | 2015-10-22 | 伊藤忠セラテック株式会社 | 耐火物用セラミック骨材及びその製造方法 |
-
1997
- 1997-06-17 JP JP9160279A patent/JPH1112048A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015159624A1 (ja) * | 2014-04-16 | 2015-10-22 | 伊藤忠セラテック株式会社 | 耐火物用セラミック骨材及びその製造方法 |
| JP2015202996A (ja) * | 2014-04-16 | 2015-11-16 | 伊藤忠セラテック株式会社 | 耐火物用セラミック骨材及びその製造方法 |
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