JPH11268962A

JPH11268962A - 断熱性キャスタブル耐火物

Info

Publication number: JPH11268962A
Application number: JP10092538A
Authority: JP
Inventors: Hidetoshi Kamio; 英俊神尾
Original assignee: Harima Ceramic Co Ltd
Current assignee: Harima Ceramic Co Ltd
Priority date: 1998-03-20
Filing date: 1998-03-20
Publication date: 1999-10-05

Abstract

(57)【要約】【課題】流動性に優れ、かつ比重分離のない断熱性キ
ャスタブル耐火物を得る。【請求項１】アルミナセメントを結合剤として含むキャ
スタブル耐火物において、表面を湿潤処理した平均粒径
５〜２００μｍのアクリロニトリルの重合体および／ま
たはアクリロニトリル含有量の高い共重合体よりなるガ
ス内包球状中空粒を、前記耐火骨材１００重量部に対し
て０．０５〜７重量部添加して製造される断熱性キャス
タブル耐火物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、施工性に優れた断
熱性キャスタブル耐火物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の断熱性キャスタブル耐火物は、断
熱性付与の手段として耐火骨材の一部をパーライト、バ
ーミキュライト、アルミナバルーンなどの軽量骨材への
置き換え（特開昭５６−５０１７１号公報参照）、ある
いは発泡樹脂、合成樹脂粒、木片などの焼失材添加が行
なわれている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、キャスタブル
耐火物において軽量骨材、焼失材の添加は施工時の流動
性を低下させる。また、軽量骨材、焼失材などは比重が
小さいために耐火性骨材との比重分離で均一な耐火物施
工体が得られ難い。

【０００４】軽量骨材は、さらにキャスタブル耐火物施
工前に行なわれる混練の際にミキサーの機械的応力によ
って破損されやすい。一方、焼失材は残留炭素によって
空隙形成が十分でないことで、断熱付与の効果に劣る。
本発明は断熱性に優れ、かつ上記従来の問題がない断熱
性キャスタブル耐火物を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の断熱性キャスタ
ブル耐火物が特徴とするところは、アルミナセメントを
結合剤として含む不定形耐火物において、湿潤処理した
平均粒径５〜２００μｍのアクリロニトリルの重合体お
よび／またはアクリロニトリル含有量の高い共重合体よ
りなるガス内包球状中空粒を添加したことにある。

【０００６】本発明において使用するこのガス内包中空
粒は、耐火性骨材との比重分離が少なく、均一な耐火物
施工体を得ることができる。これは、このガス内包球状
中空粒の粒径がきわめて微細であり、しかも可撓性を有
することで、キャスタブル耐火物の施工時において、こ
の中空粒の介在で耐火物組織のマトリックス部が、剪断
速度が増すに従って粘性が低下するいわゆる擬可塑性流
動を生じるためと思われる。

【０００７】ガス内包球状中空粒は表面が平滑である。
本発明ではこのガス内包球状中空粒の湿潤処理で、その
粒子表面に存在した水分が結合剤としてのアルミナセメ
ントと反応し、耐火骨材表面の凹凸にガス内包球状中空
粒を付着充填させ、耐火骨材表面を平滑化するためか、
キャスタブル耐火物施工時の流動性の向上により一層効
果的である。

【０００８】また、本発明において使用するガス内包球
状中空粒は、中空粒のために残留炭素がきわめて少な
く、断熱性に必要な空隙が確実に形成される。さらに、
このガス内包球状中空粒はその可撓性により、キャスタ
ブル耐火物の混練時に軽量耐火骨材のように破損するこ
ともない。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明で使用するガス内包球状中
空粒は、アクリロニトリルの重合体および／またはアク
リロニトリル含有量の高い共重合体からなる。具体例
は、アクリロニトリルに対して（メタ）アクリレート系
モノマー、スチレン系モノマー、ハロゲン化ビニル、ハ
ロゲン化ビニリデン、酢酸ビニル、ブタジエン、ビニル
ピリジン、クロロプレンなどを共重合させて得られる共
重合体である。また、この重合体および／または共重合
体は、他のコモノマーや架橋剤（ジビニルベンゼン、エ
チレングリコールジ（メタ）アクリレ−ト、トリエチレ
ングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロール
プロパントリ（メタ）アクリレート、１，３ブチレング
リコールジ（メタ）アクリレート、アリル（メタ）アク
リレート、トリアクリルホルマール、トリアリルイソシ
アヌレート等）を含んでいてもよい。

【００１０】このガス内包球状中空粒は、例えば発泡剤
を内包した状態で加熱し、発泡剤を膨張させることによ
って製造される。その際、発泡剤としては例えばｎ−ペ
ンタン、イソペンタン、ネオペンタン、ブタン、イソブ
タン、ヘキサン、石油エーテルの如き炭化水素類、塩化
メチル、塩化メチレン、ジクロロエチレン、トリクロロ
エタン、トリクロルエチレンの如き塩素化炭化水素類、
トリクロロフルオロメタン、ジクロロフルオロメタン、
ジクロロフルオロエタン、ジクロロペンタフルオロプロ
パンの如き特定フレオン類や代替フレオン類などが挙げ
られるが、これらに限られるものではない。

【００１１】このガス内包球状中空粒は、キャスタブル
耐火物の乾燥時あるいは使用時に受ける高温によって容
易に消失し、耐火物組織中に微細空隙を形成すること
で、キャスタブル耐火物に断熱性を付与する。

【００１２】ガス内包球状中空粒の粒径は平均で５〜２
００μｍとし、さらに好ましくは５〜１００μｍであ
る。最大粒径は３００μｍ以下が好ましい。平均粒径が
５μｍ未満ではキャスタブル耐火物に対する断熱性付与
の効果に劣り、２００μｍを超えると比重分離防止の効
果が得られない。なお、これらのガス内包球状中空粒の
粒径は、例えば実体顕微鏡によって得られた画像を画像
処理装置によって解析する、顕微鏡法などによって測定
することができる。

【００１３】本発明で使用するこのガス内包球状中空粒
はアクリロニトリルの重合体またはアクリロニトリル含
有量の高い共重合体よりなり、市販品よっても入手する
ことができる。例えば日本フィライト（株）の「商標：
ＥＸＰＡＮＣＥＬ（商品符号５５１ＤＥ，５５１ＷＥ，
４６１ＤＥ，０９１ＤＥなど）」、松本油脂製薬（株）
の「商標：マツモトマイクロスフェアー（商品符号Ｆ−
３０Ｅ，Ｆ−５０Ｅなど）」などである。

【００１４】ガス内包球状中空粒に対する湿潤処理は、
例えば水によって行なう。ガス内包球状中空粒に対する
湿潤度は、例えばガス内包球状中空粒１００重量部に対
して水分４００〜６００重量部が好ましい。

【００１５】キャスタブル耐火物に対するガス内包球状
中空粒の添加割合は、耐火性骨材１００重量部に対し
０．０５〜７重量部が好ましい。添加量が少ないとキャ
スタブル耐火物施工時の流動性および比重分離防止の効
果が低下傾向にある。また、断熱効果も不十分となる。
添加量が多いとキャスタブル耐火物の施工体強度に劣
る。

【００１６】耐火性骨材は従来のキャスタブル耐火物に
使用されているものと特に変わりない。例えばマグネシ
ア、スピネル、アルミナ、シリカ、シリカ−アルミナ、
ジルコン、カルシアなどから選ばれる一種以上を主材と
する。必要によりこれにクロミア、炭素、炭化珪素、窒
化珪素、炭化硼素、などから選ばれる一種以上を組み合
わせる。また、断熱性をさらに向上させるために、この
耐火性骨材の一部を軽量アルミナ、軽量シャモット、軽
量マグネシア、パーライト、バーミキュライト、アルミ
ナ質マイクロバルーン、アルミナ−シリカ質マイクロバ
ルーンなどにしてもよい。

【００１７】結合剤としてのアルミナセメントの添加割
合は、耐火性骨材１００重量％に対して１〜３０重量部
である。１重量部より少ないと施工体の強度に劣り、３
０重量部を超えると耐食性および耐スポーリング性が低
下する。

【００１８】他に、キャスタブル耐火物の添加物として
知られている分散剤、粘土、ベントナイト、ＣＭＣ、揮
発シリカ、フライアッシュ、有機繊維、セラミック繊
維、金属繊維、界面活性剤、疑集剤、減水剤、金属粉
（例えばＡｌ、Ｓｉあるいはその合金など）、発泡剤、
酸化防止剤、消化防止剤、硬化遅延剤、硬化促進剤、粗
大耐火粒子などを添加してもよい。また、本発明の効果
を阻害しない範囲であれば、おが屑、樹脂片あるいは発
泡樹脂などの本発明で使用するガス内包球状中空粒以外
の空隙形成材を添加してもよい。

【００１９】例えば分散剤はキャスタブル耐火物の施工
時の流動性を付与するものあり、具体例としては、無機
系の珪酸塩、炭酸塩、リン酸塩、有機系のポリカルボン
酸塩、無水カルボン酸の重合物、芳香族多環縮合物スル
ホン酸塩系、メラニン樹脂スルホン酸塩系、リグニンス
ルホン酸塩系、ポリアクリル酸塩などから選ばれる一種
以上である。その好ましい添加量は、耐火性骨材１００
重量部に対して０．０１〜１重量部である。

【００２０】本発明による断熱性キャスタブル耐火物の
施工方法は、被施工部に直接施工する他、予め成形した
プレキャスト品をもって施工してもよい。

【００２１】

【実施例】以下に本発明実施例とその比較例を示す。表
１は各例で使用した微細空隙形成材の品質。表２は各例
のキャスタブル耐火物において、その配合組成と試験結
果である。表２に示す球状微細粒のうち湿潤処理品は、
粒子表面を水分で湿潤させたものであり、粒子重量に占
める水分割合はいずれも８５重量％である。

【００２２】試験方法の詳細は以下のとおりである。流動性；各配合物をミキサーで混練後、下端の内径１０
０ｍｍのコーン状型枠を用いて測定した。全く流動しな
い状態が１００ｍｍであり、この寸法が大きいほど流動
性に優れる。

【００２３】比重分離度；配合組成をミキサーで混練
後、流し込み施工して得た施工体を５００℃×８時間で
加熱乾燥後、上部と下部のそれぞれについて見掛気孔率
を測定し、その見掛気孔率の差から比重分離の程度を判
断した。すなわち、見掛気孔率の差が大きいほど比重分
離の程度が大きい。

【００２４】組織強度；配合組成をミキサーで混練後、
流し込み施工して得た施工体を１１０℃×２４時間で加
熱乾燥後、室温下で曲げ強さを測定した。断熱性；前記と同様にして得た施工体について、ＪＩ
Ｓ：Ｒ２６１８−７９（耐火断熱れんがの熱線法による
熱伝導率の試験方法）に準じて熱伝導率を測定した。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【表２】

【００２７】表１の実施例１〜５のキャスタブル耐火物
は、いずれも組織強度、断熱性、施工性共に優れてい
る。これに対し比較例１は本発明で使用するガス内包球
状中空粒の添加がないため、断熱性および施工性に劣
る。比較例２はガス内包球状中空粒を添加したが、湿潤
処理しないガス内包球状中空粒のため、本発明実施例に
比べて流動性に劣る。

【００２８】比較例３は、微細球状粒にアルミナ−シリ
カ質球状中空粒を使用したものであり、流動性に劣る。
比較例４はガス内包球状中空粒の粒径が本発明の限定範
囲より大きく、比重分離防止および流動性に劣る。比較
例５は結合剤にケイ酸ソーダを使用したものであり、流
動性に劣る。

【００２９】本発明の断熱性キャスタブル耐火物は、流
し込み、圧入、吹付けなどによって施工される。その用
途は、例えば転炉、高炉樋、高炉樋カバー、混銑車、混
銑炉、電気炉、電気炉炉蓋、真空脱ガス炉、取鍋、鍋
蓋、タンディッシュ、タンディッシュカバー、均加熱
炉、非鉄金属炉、化学工業炉、焼却炉、ボイラー、ガラ
ス炉、セメント工業炉、陶磁器窯炉などに対する内張り
材あるいは内張り材の背面材として使用される。また、
内張り材表面のコーティング材としても使用できる。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば以上のとおり、断熱性お
よび施工性を兼ね備えた断熱性キャスタブル耐火物を得
ることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミナセメントを結合剤として含むキャ
スタブル耐火物において、表面を湿潤処理した平均粒径
５〜２００μｍのアクリロニトリルの重合体および／ま
たはアクリロニトリル含有量の高い共重合体よりなるガ
ス内包球状中空粒を添加した断熱性キャスタブル耐火
物。
【請求項２】ガス内包球状中空粒の添加量が耐火骨材１
００重量部に対して０．０５〜７重量部である請求項１
記載の断熱性キャスタブル耐火物。