JPS5848509B2 - 低含水量注入可能ペ−スト製造用耐火性組成物及び注入可能ペ−スト - Google Patents

低含水量注入可能ペ−スト製造用耐火性組成物及び注入可能ペ−スト

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JPS5848509B2
JPS5848509B2 JP54031850A JP3185079A JPS5848509B2 JP S5848509 B2 JPS5848509 B2 JP S5848509B2 JP 54031850 A JP54031850 A JP 54031850A JP 3185079 A JP3185079 A JP 3185079A JP S5848509 B2 JPS5848509 B2 JP S5848509B2
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    • F27D1/16Making or repairing linings ; Increasing the durability of linings; Breaking away linings
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は非常に含水量が少ない注入可能ペーストを製造
するのに有用な耐火性組戒物に関するものである。
耐火性ペーストは耐火物製造業者によって一般に製造さ
れ、前記ペーストは種々の製鉄装置、石油化学装置また
は他のステイール壁土にホットスポットが生じる装置に
注入するための補修用ペーストである。
これらのホットスポットは耐火性ライニングが部分的に
破壊したり、1個以上の結合都分が開いて高温ガスが通
るようになったために生じる。
この注入技術は溶鉱炉、熱ガス導管、1次または2次石
油化学炉、輸送管等について一般に施されている。
従来、注入される耐火性ペーストは粘土及びシャモット
の混合物であり、時々いろいろな量で耐火性セメントを
含んでいた。
適当な注入可能なぺ一スト、すなわちライニングの割れ
目及び損傷部分に注入することができる適当なペースト
を得るためには、ペーストに15重量φより多量、通常
25重量φより多量、場合によっては30重量φより多
量の水を混入する必要があった。
しかしながら、このように含水量が多いと、硬化して焼
成した耐火体の多孔率は301%以上、場合によっては
40%にもなる。
これらの公知の耐火性ペーストは従って下記の2つの重
要な欠点を有する。
0)多量の水は乾燥して硬化した後強度の小さい多孔性
の製品を作り出す。
(0) このペーストを高温ライニングに注入すると
多量の水が急激に放散するので注入された部分に細孔が
生じ、高温ガスが通って亀裂が生じる原因となる。
これらの欠点を克服するためには、最初に注入した後、
注入された塊まり中の細孔を塞ぐために第2及び第3の
注入を行う必要があった。
本発明の目的は注入可能なペーストの製造にあたって1
0重量咎より少ない量、好ましくは4〜8重量φの水し
か必要としない粉末耐火注組戊物を提供することであり
、本発明のペーストは乾燥して硬化した後の全体の収縮
率が2φ未満、好ましくは1%未満である。
本発明の組威物は下記の4種の粒度組或成分を有する天
然または合成無機物を含む。
(1)少なくとも50係が0. 5 mより大きく、最
も大きい粒子が10M以下、好ましくは6M以下である
粗粒子群30〜60重量多、好ましくは40〜50重量
φ; (2)少なくとも50%が75ミクロンより小さく、最
も小さい粒子が10ミクロン以上である粒子群10〜3
0重量係、好ましくは15〜25重量係; (3)少なくとも50φが5ミクロンより小さく、最も
小さい粒子が0.1ミクロン以上である微粒子群10〜
30重量多、好ましくは15〜25重量饅;及び (4)少なくとも80咎が0.1ミクロンより小さく、
最も小さい粒子がO.OXミクロン以上である超微粒子
群10〜30重量φ、好ましくは15〜25重量係。
これらの粒子の種々の粒径及び量は粉末耐火組成物の最
犬の高密度性(充填密度)を達成するために決定された
すなわち、粒子(2)は粒子(1)間に存在する空隙を
満たし、粒子(3)は粒子(2)間及び粒子(1)と(
2)との間の空隙を満す。
最後に粒子(4)はより大きいそれぞれの粒子(1)
, (2)及び〔3)の間に残存する空隙を満す。
もし各粒子(1) , (2) , (3)及び(4)
の粒径及び量が上述の範囲外になると、高密度性(緻密
性)は低下し、そのような耐火組成物から造った焼成耐
火物はより気孔率の高いものとなる。
粒子(1)の粒径の上限は10Mであるが、これはlO
w/lより大きい粒子を含む注入用ペーストはパイプラ
インを通ってポンプ輸送することが困難となるからであ
る。
671gIl以下であるのが好ましい。成分(1) ,
(2)及び(3・)を構成する無機物の性質は臨界的
でなく、水に不活性な物質であれば充分である。
成分(1) , (2)及び(3)は同種物質でも異種
物質でも良い。
成分(1),(2)及び(3)の適当な物質の例はクレ
イシャモット(すなわち焼成粘土)、ギブス石、硅石、
アルミナ(コランダム)、マグネシア、クロマイト、グ
ラファイト、炭化ケイ素、窒化ケイ素、オキシ窒化ケイ
素、゛′シアロン( Siaions)’(窒化ケイ素
Si3N4中のA l2 0 3固溶体を含むセラミッ
ク物質)、シリケート、砂、1種以上の金属酸fヒ物に
基づく耐火物、金属粉末等から成る群から選択される。
成分(l) , (2)及び(3)として使用される物
質の選択は注入用ペーストか使用される条件及び温度並
びに経済的条件に依存する。
現在のところ、使用温度が約1000’Cを実質的に越
えない場合はクレイシャモットを使用するのが好ましく
、温度がそれより高い温度(約1500℃まで)の場合
にはアルミナを使用するのが好ましい。
成分(1) , (2)及び(3)は選択した物質を機
械的に粉砕し、適当にふるいにかけることによって容易
に製造できる。
主として0.1ミクロンより小さい粒子から成る超微粒
子成分(4)の適当な例はシリカ、酸化クロムCr20
3、二酸化チタン、ジルコニア、炭化ケイ素、窒化ケイ
素、オキシ窒化ケイ素等である。
アルミナは水に対して不活性な超微粒子を製造すること
ができないので成分(4)を構成するのに使用すること
ができない。
超微粒子成分(4)は一般に機械的粉砕またはミルにか
けることによっては製造できない。
使用し得る超微粒子粉末a、シリカ、酸化クロム、二酸
化チタン及ひジルコニアなどの酸化物の場合のように溶
液から沈殿させる方法、蒸気相から凝縮させる方法また
は蒸気相においてある種の金属化合物(たとえはハロゲ
ン化物)を解離またはカロ水分解させる力法などの公知
の力法によって得ることができる。
超微粒子のガラス質シリカは、ケイ酸ジルコニウムのジ
ルコニアへの転化またはフエロシリコンの製造の場合の
ように(電気炉のちりは適当なシリカを含有する)、あ
る種の工業工程の副産物としても得られる。
炭化ケイ素、窒化ケイ素またはオキシ窒化ケイ素の超微
粒子粉末はプラズマトーチによって粉末化することがで
きる。
成分(4)として有用な超微粒子粉末は市販されており
、焼成して水に不活性にして本発明の組戒物において適
当な使用できるようにすることができる。
戒分(1)〜(4)は水を保持して膨潤してコロイドな
どを形成しないように水に対して不活性なものでなけれ
はならない。
本発明の組成物から注入用ペーストを製造する場合、成
分は10重量係より少ない量、好ましくは4〜8重量袈
の量の水と混合して重力によって流下する均質なペース
トに作られる。
これらのペーストはピストンポンプのような粘稠性流体
用のいずれのタイプCポンプによっても送り出すことが
できる。
水の量は注入ペーストを乾燥し、及び焼成してセラミッ
ク化した時に生成する耐火物の収縮を少なくし、気孔率
を最小とするためにできるだけ少ない力がよい。
10重量9という水の上限値は最終耐火物に許容しうる
最大限の25係の気孔率を発生する水の理論量である。
10重量多まり多く水を使用すると気孔率の過度に高い
耐火物を生ずる。
しかし水の量は自由に減らすことができるものではない
ことに留意されたい。
しかし本発明の注入用ペーストの作業性及ひポンプ輸送
性を確保するために本発明の組或物では通常4〜9重量
φの水を必要とする。
水による組成物の湿潤性を改良するために、少量(たと
えば10分の数多)の有機または無機分散剤、たとえば
トリポリリン酸ナトリウムなどのアルカリ金属リン酸塩
を本発明の組或物と混合される水に加えても良い。
本発明のペーストは800〜1000℃の範囲の温度で
セラミック硬化(焼結)することによって硬化する。
硬化は必要に応じてアルカリ金属シリケート、リン酸、
水硬性セメント等の硬化促進剤を数係添カロすることに
よって組成物の硬化を促進させても良い。
本発明の粒度組成の組成物は、焼成した物質の多孔率が
常に25%より低く、好ましくは20%付近であること
れらわかるように、粒子間に存在する空隙がより小さな
粒子によって良好に充填されるために、注入して焼或後
収縮率が小さい(2φより小さい、好ましくは1条より
小さい)物質を提供する注入可能ペーストを形成する。
また超微粒子は小さな「ボールベアリング]として働き
、そのために水の使用量が少量であるにもかかわらず、
優秀な流動性を有するペーストが得られ、比較的低い圧
力下で注入可能なのである。
本発明は下記の実施例によってさらに詳しく説明される
例1 クレイシャモットを使用した注入可能ペースト0.1ミ
クロンより小さい粒子サイズを有する凝縮シリカはフエ
口シリコンを製造する電気炉中で回1保されたものであ
る。
例3 アルミナ(コランダム)及び酸化クロム (Cr203)を使用した注入可能ペースト0.1ミク
ロンより小さい粒子サイズを有するCr203は溶液か
ら沈殿させ、しかる後700℃で焼成することによって
得たものである。
20バールの圧力下で注入可能なペース トを製造するのに添,りDする水の量 ・・・4.6重
量多注入して焼成後の物理的特性 150゜Cにおける見かけ密度 2.85100
0℃における見かけ密度 2.87多孔率
20.1多圧縮強度
600kg/ant収縮率
〈0.2褒4 炭化ケイ素(SiC)を使用した注入可能ヘイント 例 O.OSミクロンより小さな粒子サイズを有する立力S
iCはプラズマトーチによって粉砕して得たものである
20バールの圧力下で注入可能なペーストを製造するの
に添加する水の量 ・・・・・・4,8重量俸注入して
焼成後の物理的特性 150′Gにおける見かけ密度 2.3ioo
o℃における見かけ密度 多孔率 23 21饅 圧縮強さ 収縮率 2 5 0 kg/Cit 〈0.2%

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 下記の粒度組戊: (1)少なくとも50饅が0.5藺よりも大きく、最も
    大きい粒子が10M以下である粗粒子群30〜60重量
    φ: (2)少なくとも50%か75ミクロンより小さく、最
    も小さい粒子が10ミクロン以上である粒子群10〜3
    0重量係; (3)少なくとも50%が5ミクロンより小さく、最も
    小さい粒子がO.Xミクロン以上である微粒子群10〜
    30重量係;及び (4)少なくとも80多が0.1ミクロンより小さく、
    最も小さい粒子が0.01ミクロン以上である超微粒子
    群10〜30重量φを有する水に対して不活性な天然ま
    たは合成無機物を含む注入用ペースト製造用耐火性組成
    物。 2 成分(1)が40〜50重量饅の量で存在腰或分<
    2) , (3)及び(4)のそれぞれが15〜25重
    量係の量で存在する特許請求の範囲第1項記載の耐火性
    組或物。 3 成分(1) , (2)及び(3)が同一または異
    種の物質であり、クレイシャモット、ギブス石、硅石、
    アルミナ、マグネシア、クロマイト、グラファイト、炭
    化ケイ素、窒化ケイ素、オキシ窒化ケイ素、シアロン、
    シリケート、砂、1種以上の金属酸化物に基づく耐火物
    及び金属粉末から成る群から選択されるものである特許
    請求の範囲第1項記載の耐火組成物。 4 成分(1) , (2)及び(3)の少くとひ1種
    がクレイシャモットまたはアルミナである特許請求の範
    囲第3項記載の耐火性組戒物。 5 成分(4)がシリカ、酸化クロム、二酸化チタン、
    ジルコニア、炭化ケイ素、窒化ケイ素及びオキシ窒化ケ
    イ素から成る群から選択される物質から成る特許請求の
    範囲第1項記載の耐火組成物。 6 少量の硬化促進剤を含有する特許請求の範囲第1項
    記載の耐火性組成物。 7 下記の粒度組戒: (1)少なくとも50多が0.5Mより大きく、最も大
    きい粒子が10馴以下である粗粒子群30〜60重量φ
    ; (2)少なくとも50%が75ミクロンより小さく、最
    も小さい粒子が10ミクロン以上である粒子群10〜3
    0重量φ; (3)少なくとも50饅が5ミクロンより小さく、最も
    小さい粒子が0.1ミクロン以上である微粒子群10〜
    30重量俸;及び (4)少なくとも80%が0.1ミクロンより小さく、
    最も小さい粒子が0.01ミクロン以上である超微粒子
    群10〜30重量多を有する水に対して不活性な天然ま
    たは合威無機物を含む耐火性組成物と10重量係より少
    ない量の水とを混合したものから成る注入可能ペースト
    。 8 前記水の量が4〜8重量饅である特許請求の範囲第
    7項記載の注入可能ペースト。 9 前記水が少量の分散剤を含有する特許請求の範囲第
    7項記載の注入可能ペースト。
JP54031850A 1978-03-21 1979-03-20 低含水量注入可能ペ−スト製造用耐火性組成物及び注入可能ペ−スト Expired JPS5848509B2 (ja)

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