JPS5933549B2

JPS5933549B2 - 不定形耐火物

Info

Publication number: JPS5933549B2
Application number: JP55158457A
Authority: JP
Inventors: 泰造谷口; 逸俊岩崎; 敏彦武重; 浩次鬼塚; 荘一橋口
Original assignee: Taiko Refractories Co Ltd
Current assignee: Taiko Refractories Co Ltd
Priority date: 1980-11-10
Filing date: 1980-11-10
Publication date: 1984-08-16
Also published as: JPS5678477A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は各種窯炉内張り、溶湯容器内張り用不定形耐火
物に関するものであり、その目的とするところは流し込
み施工終了後、急激な加熱乾燥を行っても爆裂や剥離崩
壊現象を生じない耐火粘土を結合材とする流し込み用不
定形耐火物を提供することにある。

従来、流し込み用の不定形耐火物としては、一般にアル
ミナセメントを結合材とした水硬性キャスタブル耐火物
が主体であったが、この種の水硬性キャスタブル耐火物
は、アルミナセメントを１０重量％以上添加している為
に１２００℃以上の高温度域での熱間特性が劣り、更に
８００℃〜１０００℃の中間温度域では脱水による強度
劣化が特に著しい等の欠点がある。

これらの欠点を是正するために、最近耐火粘土を結合材
として、解膠剤及び凝膠剤を添加した流し込み用キャス
タブル耐火物が開発され、その熱間特性即ち耐火度、耐
スポーリング性、熱間強度、容積安定性等が従来の水硬
性キャスタブル耐火物に比べてすぐれていることから、
各種窯炉壁、天井、炉床等の内張り材として使用されて
いる。

しかし、このキャスタブル耐火物は、耐火粘土を微粉部
分に最高２０重量％程度添加しているので、施工体の通
気性は極端に低下し、乾燥加熱時、水蒸気の脱出が困難
であり、しばしば爆裂的スポーリングを引きおこす。

このような爆裂を防止する為には、施工後硬化を待って
脱枠し、さらに２４時間以上養生後一定昇温曲線に従っ
て乾燥させる必要があり、乾燥に長時間を要する。

また、耐火粘土と凝膠剤の凝集作用による硬化を期待す
るものであるから、特に冬季は凝集効果が低下し脱枠ま
でに長時間（４８時間以上）を要することや脱枠後の施
工体の強度が極端に低い等の欠点がある。

本発明は上述のような耐火粘土を結合材として使用した
キャスタブル耐火物の諸欠点を解決したものである。

以下本発明について更に詳細に説明すると、本発明は予
め粒度調整した耐火性骨材に耐火粘土を加えた耐火物１
００重量％に対して上記耐火粘土を３〜１２内割重量％
、解膠剤を０．０２〜０．５外割重量％、アルミン酸石
灰を０．５〜５外割重量％および純度９０％以上で、０
．０７４ｍｍ以下の粒度の粉末を５０重量％以上を有す
る金属アルミニウム粉末を０．１〜５．５５外割重量％
添加した流し込み用不定形耐火物である。

表１では耐火性骨材を８０重量部（粘土質シャモット粗
粒５０、中粒２０、アルミナ微粉１０）、耐火粘土１０
重量部耐火物合計９０重量部を計量混合し、これに対し
て解膠剤、凝膠剤、金属アルミニウム粉末等を同表１に
示す重量部だけ添加したものである。

そして上記重量％は上記合計耐火物９０重量部を１００
％として耐火粘土はその内削、他は外削として重量％に
換算したものである。

解膠剤にはフミン酸ソーダ、ヘキサ・メタ燐酸ソーダ、
ピロ燐酸ソーダ等が用いられ凝膠剤にはアルミン酸石灰
が用いられる。

耐火性骨材としてはボーキサイト、パン土頁岩、カイア
ナイト、シリマナイト、焼結アルミナ、電融アルミナ、
合成ムライト、海水マグネシアクリンカ−、ジルコン、
溶融シリカ、人造黒鉛、クロム鉄鉱石、炭化珪素、窒化
珪素等を使用することができる。

耐火粘土は流し込みとしての流動性、耐火性等の点から
、比較的粗粒で白色貧可塑性型カオリン系−次粘土が有
効である。

粘土の添加量が１２．０重量％より多いと、流し込み施
工時の粘性が高過ぎると共に熱間特性が低下する。

また３、０重量％より少ないと低温から高温域で硬化体
の強度発現が小さい。

アルミニウム金属粉末の効果としては、水を混練液とし
た流し込み用キャスタブル耐火物に添加すると、上記（
１）式の反応がおこり、添加した水は一部、分解されて
水酸化アルミニウムと水素ガスになる。

反応開始と同時に施工体は発熱を伴い施工体内部の温度
上昇により粘土の凝固が促進され水分の蒸発効果と共に
硬化してゆく。

この時の反応開始時間および水素ガス発生量は金属アル
ミニウム粉末の純度と粒度に関係し、純度については９
０％以下のものは反応時間開始のバラツキが大きく、粒
度については０．０７４ｍｍ以下の粒度の粉体カ５０重
量％より少いと反応開始時間が遅く、また硬化後の強度
が弱く好ましくない。

添加量については０．１重量％より少いと、急激な加熱
乾燥を行った場合爆裂することがあり、５．６重量％よ
り多いと、水素ガス発生量が多く鋳込み成形後の施工体
の膨れが大きくなる為、亀裂が多く発生し強度も弱くて
好ましくない。

金属アルミニウム粉末の上記範囲内での添加は、急激な
加熱乾燥時の爆裂を防止することができる。

この爆裂防止の機構は明らかでないが、養生中の発熱に
よる含有水分の減少およびガス発生による通気率の上昇
等によるものと思われる。

上述のような適正な添加割合に基いて、耐火性骨材と耐
火性粘土、金属アルミニウム粉末を混合し、水を混練液
として流し込んだ場合、流し込み終了後２Ｈｒｓ〜８Ｈ
ｒｓ（時間）で脱枠が可能であり、更に養生中、（
１）式の反応が始まると同時に材料は発熱を開始する。

この発熱温度は、１００℃まで上昇し、発熱時間は３Ｈ
ｒｓ〜８Ｈｒｓ（時間）継続し、この間に材料中の
水分は６０〜７０重量％脱水する。

このように材料内部から発熱を伴う反応が始まると材料
中の水分は、キャスタブル耐火物中から漸次放散される
と同時に、材料は養生中に自身の発熱反応により、３Ｈ
ｒｓ〜８Ｈｒｓ（時間）乾燥状態におかれるため、耐火
粘土の凝集力は高まり、乾燥（１１０℃）強度に近づく
。

さらにこの乾燥は、外部からの加熱によるものでなく、
材料内部から徐々に乾燥されながら耐火粘土が凝集して
ゆくため、硬化体の内部歪を伴うことなく硬化する。

これらの理由も急熱乾燥により爆裂を起さない一因と考
えられる。

また発熱反応開始から終了までに要する時間は、実際の
窯炉内張りや溶湯容器内張りに使用する場合は２４時間
以内とすることが望ましい。

本発明の目的も鋳込み終了後２４時間以内に脱枠発熱反
応を終え、すみやかに加熱乾燥に入ることを可能ならし
めることにあり、乾燥昇温速度は従来の耐火粘土結合キ
ャスタブルと異り、注意深く、長時間低温乾燥（４００
℃以下）を行う等の必要は全くなく、乾燥開始と同時に
５００℃〜８００℃に急激昇温を行っても爆裂や剥離崩
壊現象を伴わず短時間で操業を可能とするものである。

さらに、急激加熱乾燥を行った場合、通常の水硬性キャ
スタブル耐火物や従来の耐火粘土結合キャスタブル耐火
物では顕著な強度劣化が認められるが、本発明品はこの
ような欠点がなく、通常の焼・酸強度と同程度の強度発
現を示す。

以下に本発明の実施例を示す。

上記実施例に示すように本発明品は従来の耐火粘土結合
キャスタブル耐火物の諸欠点を解決し養生強度の高い急
激加熱乾燥を行っても爆裂しない流し込み用キャスタブ
ル耐火物を提供するので、使用骨材として電融アルミナ
、焼結アルミナ、マグネシアクリンカ−１炭化珪素、窒
化珪素質原料等の高耐蝕性の材料を取り入れることによ
り溶融スラグ、溶鋼、溶銑等に直接曝される溶湯容器用
内張りキャスタブル耐火物としての適用が可能である。

Claims

【特許請求の範囲】

１粒度調整を施した耐火性骨材に耐火粘土を加えた耐
火物１００重量％に対して上記耐火粘土を３〜１２内割
重量％、解膠材を０．０２〜０．５外割重量％、アルミ
ン酸石灰を０．５〜５外割重量％、および純度９０％以
上で、０．０７４ｍｍ以下の粒度の粉末を５０重量％以
上有する金属アルミニウム粉末を０．１〜５．５５外割
重量％添加することを特徴とする各種窯炉、溶湯容器内
張り用不定形耐火物。