JPS60103057A - 軽量耐火粒の製造方法 - Google Patents
軽量耐火粒の製造方法Info
- Publication number
- JPS60103057A JPS60103057A JP20829683A JP20829683A JPS60103057A JP S60103057 A JPS60103057 A JP S60103057A JP 20829683 A JP20829683 A JP 20829683A JP 20829683 A JP20829683 A JP 20829683A JP S60103057 A JPS60103057 A JP S60103057A
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- Japan
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- silica
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- carbon
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- Pending
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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
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/02—Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates
- C04B18/027—Lightweight materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明ハ、フェロシリコン、シリコンカーバイド、脱珪
ジルコンなどの電気溶融工程で副生される超微粉の非晶
質シリカから、断熱性が大ぎく、かつ強度の大きい粒状
耐火物を製造する方法に関するものである。
ジルコンなどの電気溶融工程で副生される超微粉の非晶
質シリカから、断熱性が大ぎく、かつ強度の大きい粒状
耐火物を製造する方法に関するものである。
耐火物のなかで熱俗融？７、Ｊ造耐人物は品数耐火物と
して広く知られているが、このような特殊の鋳造物の製
造工程においては湯を釣込むＩｊ型の周囲は断熱拐でｙ
Ｌ、填し、保温されている。この場合、高熱による鈎型
の崩壊ヤ変形を防止するとともに鋳造物の急速な冷却に
ょる帛裂の発生を防止することが必扱で、この目的に道
した断熱材が要求される。このための好ましい断；（”
（材の性伽としては一般に１５００℃以上の耐火性と嵩
比重が０．５ Ｐ／ＣＣ以下のｉｌＢ ３Ｈ′を仇２八
性及び可及的に大きい背圧力（％ Ｉ！−）を僑えてい
ることである。
して広く知られているが、このような特殊の鋳造物の製
造工程においては湯を釣込むＩｊ型の周囲は断熱拐でｙ
Ｌ、填し、保温されている。この場合、高熱による鈎型
の崩壊ヤ変形を防止するとともに鋳造物の急速な冷却に
ょる帛裂の発生を防止することが必扱で、この目的に道
した断熱材が要求される。このための好ましい断；（”
（材の性伽としては一般に１５００℃以上の耐火性と嵩
比重が０．５ Ｐ／ＣＣ以下のｉｌＢ ３Ｈ′を仇２八
性及び可及的に大きい背圧力（％ Ｉ！−）を僑えてい
ることである。
このような用途にイリ・用しうるがと茎ゎれるｊｌ」販
の軒景剛火シリカ粒としては一般にパーライト、ひる石
、珪礫土などを原料としたものがあるか、これらは倒れ
も断熱性の面では充分であるが、耐火度が低いのと強度
が小さい′などのため、上記の目的に使用するには十分
なものでなかった。
の軒景剛火シリカ粒としては一般にパーライト、ひる石
、珪礫土などを原料としたものがあるか、これらは倒れ
も断熱性の面では充分であるが、耐火度が低いのと強度
が小さい′などのため、上記の目的に使用するには十分
なものでなかった。
これに対し、上記目的に合った耐火粒として特公昭５５
−８９５８および特公昭５７−２６５に記載された方法
で得られたものが見い出されたが、種々検討の結果、こ
れらの方法では原料である微粉の非晶質シリカＣ性状に
よって得られる耐火粒の品質、特に軽を断熱性の８先に
大きな変動があり、成る製造条件の電気炉からｇｌ」生
される非晶質シリカでなければ望ましい性旬の＆量耐火
粒は得られないことが分った。
−８９５８および特公昭５７−２６５に記載された方法
で得られたものが見い出されたが、種々検討の結果、こ
れらの方法では原料である微粉の非晶質シリカＣ性状に
よって得られる耐火粒の品質、特に軽を断熱性の８先に
大きな変動があり、成る製造条件の電気炉からｇｌ」生
される非晶質シリカでなければ望ましい性旬の＆量耐火
粒は得られないことが分った。
本発明は、結合剤、成型方法および加熱条件などについ
て研究の結果、前述の特許による方法とは異った製造条
件によって、より軽量で断熱性が大きく、かつ強度の大
きなａ景耐火物粒を製造する方法を見出したもので、こ
の製造方法によれば、従来の方法では使用出来なかった
非晶質シリカからも容易に望ましい性少の＠量耐火物粒
を製造することを可能にしたものである。
て研究の結果、前述の特許による方法とは異った製造条
件によって、より軽量で断熱性が大きく、かつ強度の大
きなａ景耐火物粒を製造する方法を見出したもので、こ
の製造方法によれば、従来の方法では使用出来なかった
非晶質シリカからも容易に望ましい性少の＠量耐火物粒
を製造することを可能にしたものである。
即ち、本発明は、フェロシリコン、シリコンカーバイド
、脱珪ジルコン等を電気溶融法によって製造する際に副
生される８１０２分８０〜９８重量％からなる非晶質シ
リカ１００重量部に、カーボン０．５〜５川量用または
揮発稜に残留カーボンを含む有機物０．５〜１０重量部
と、水１ ｏ−５ｏ重量部を加えて混練し、径１０箇以
下の粒状に成型し、１５０℃に満たない温度で乾燥して
水分を除去したのち、１２００〜１５００℃で急熱焼成
することを特徴とする軽量耐火粒の製造方法を要旨とす
るものである。
、脱珪ジルコン等を電気溶融法によって製造する際に副
生される８１０２分８０〜９８重量％からなる非晶質シ
リカ１００重量部に、カーボン０．５〜５川量用または
揮発稜に残留カーボンを含む有機物０．５〜１０重量部
と、水１ ｏ−５ｏ重量部を加えて混練し、径１０箇以
下の粒状に成型し、１５０℃に満たない温度で乾燥して
水分を除去したのち、１２００〜１５００℃で急熱焼成
することを特徴とする軽量耐火粒の製造方法を要旨とす
るものである。
このような本発明は、本発明者が、Ｈｅ粉非 １晶弁シ
リカの成型品を焼成した場合の膨張性秋について研究し
、該成型品な焼成した場合に起る膨唆は、クリストバラ
イト結晶の生成および高温における強熱減量成分の含有
とに密接な関係があり、よく膨張した製品はどクリスト
バライトの結晶がよく発達しているのと、熱天秤試験に
おいて６００℃以上の高温での強熱減量の大きい非晶質
シリカはど＃脹性が良好であることを見出したことに基
づくもので、このことは、非晶ηシリカが加熱され、ガ
ラス化およびクリストバライトを生成する１２００〜１
５００℃の温度付近で、蒸発または酸化してガス化する
成分を適量含有する微粉シリカの場合には、容易に膨張
を起すが、此等のガス化成分の含有が比較的少いか、ま
たは殆んど含まない微粉シリカでは、焼成における膨張
が小さいことを意味しており、また、出来るだけ急速に
加熱昇温した方が膨張性が良いと云う結果とよく一致し
ている。
リカの成型品を焼成した場合の膨張性秋について研究し
、該成型品な焼成した場合に起る膨唆は、クリストバラ
イト結晶の生成および高温における強熱減量成分の含有
とに密接な関係があり、よく膨張した製品はどクリスト
バライトの結晶がよく発達しているのと、熱天秤試験に
おいて６００℃以上の高温での強熱減量の大きい非晶質
シリカはど＃脹性が良好であることを見出したことに基
づくもので、このことは、非晶ηシリカが加熱され、ガ
ラス化およびクリストバライトを生成する１２００〜１
５００℃の温度付近で、蒸発または酸化してガス化する
成分を適量含有する微粉シリカの場合には、容易に膨張
を起すが、此等のガス化成分の含有が比較的少いか、ま
たは殆んど含まない微粉シリカでは、焼成における膨張
が小さいことを意味しており、また、出来るだけ急速に
加熱昇温した方が膨張性が良いと云う結果とよく一致し
ている。
本発明において使用できる微粉の非晶質シリカは電気溶
融法によって製造される合金、金ｒ元素、珪化物、炭化
物等を得る際副生される多量の７リ力分を含む蒸気が急
冷されて生じた微粉末のいずれもが可能であって、副生
される際の条件の差異にかかわりなく可能であり、本発
明の大きな特徴の一つである。
融法によって製造される合金、金ｒ元素、珪化物、炭化
物等を得る際副生される多量の７リ力分を含む蒸気が急
冷されて生じた微粉末のいずれもが可能であって、副生
される際の条件の差異にかかわりなく可能であり、本発
明の大きな特徴の一つである。
具体的に望ましい非晶質シリカは、フェロシリコン、シ
リコンカーバイド、脱珪ジルコン製造の副生物であり、
フェロマンガンなどの他のフェロアロイ、金屍珪素など
の製造μｍｊ牛物であってもよい。
リコンカーバイド、脱珪ジルコン製造の副生物であり、
フェロマンガンなどの他のフェロアロイ、金屍珪素など
の製造μｍｊ牛物であってもよい。
なお、これらにおいても、これらを原料として得た耐火
物の使用目的からして高℃・耐火性力；必要であるため
、非晶質シリカ微粉としての５１０２分はＢ ｏ 止−
３ｆ ％以上含まれ−Ｃ℃・ることか必要であり、通常
不貞］訳的な成１分が２伽以上含まれているので本発明
の使用に適した微粉σ’ＪＢｉＯ２分は８０〜９８％の
ものである。
物の使用目的からして高℃・耐火性力；必要であるため
、非晶質シリカ微粉としての５１０２分はＢ ｏ 止−
３ｆ ％以上含まれ−Ｃ℃・ることか必要であり、通常
不貞］訳的な成１分が２伽以上含まれているので本発明
の使用に適した微粉σ’ＪＢｉＯ２分は８０〜９８％の
ものである。
この非晶質シリカの微粉に対して本発明で（工これらの
微粉に発泡化成分が不足して（・ても差支えないよう成
形の際の膨張性が極めて良好である適切な添加剤を加え
て補うことが可能であり、この添加剤は微粉シリカ、！
Ｉ Ｏ０重量部に刻して微粉のカーボンで代表される
カーボンの０．５〜５重量部であり、又は揮発後（ζ残
留フッ−ボンを含む有機物の０５〜１０重量部であ（）
。
微粉に発泡化成分が不足して（・ても差支えないよう成
形の際の膨張性が極めて良好である適切な添加剤を加え
て補うことが可能であり、この添加剤は微粉シリカ、！
Ｉ Ｏ０重量部に刻して微粉のカーボンで代表される
カーボンの０．５〜５重量部であり、又は揮発後（ζ残
留フッ−ボンを含む有機物の０５〜１０重量部であ（）
。
これで使用される有樟物は成形造粒する際σ）結合剤と
しても機能咳るもので、ｐｖＡ（ｆｒ’、リビニルアル
コール）、ＣＵ（カルボキシメナルセルロース〕、デキ
ストリン、糖蜜等が適切で＞。
しても機能咳るもので、ｐｖＡ（ｆｒ’、リビニルアル
コール）、ＣＵ（カルボキシメナルセルロース〕、デキ
ストリン、糖蜜等が適切で＞。
る。
なお、カーボンＪＰ有機物の割合が前記より少なすぎる
と一般に焼成した際の膨張促進剤としての効果が不足し
て嵩比重の大きな柱となるし、多すぎても焼成の際に爆
裂を起こし易（、また、強灰の点で好ましい断熱粒か得
られないなどのためＢ；］記範囲が適切である。
と一般に焼成した際の膨張促進剤としての効果が不足し
て嵩比重の大きな柱となるし、多すぎても焼成の際に爆
裂を起こし易（、また、強灰の点で好ましい断熱粒か得
られないなどのためＢ；］記範囲が適切である。
本発明はこのような配合原料に水を加えて混練し、目的
とする粒状物に成型するわけでル、るが、連動“とする
ことにより押出し成型が容易で整粒された新車の粒状物
が得られる。
とする粒状物に成型するわけでル、るが、連動“とする
ことにより押出し成型が容易で整粒された新車の粒状物
が得られる。
水の所望舜は微粉シリカ１００１債部に対して】０〜５
０重量部、好ましくは１５〜４０重量部であり、これよ
り少なすぎても、また多すぎても成型物の保型性が不足
し、適当な粒状物に成型することが困難となるためであ
る。
０重量部、好ましくは１５〜４０重量部であり、これよ
り少なすぎても、また多すぎても成型物の保型性が不足
し、適当な粒状物に成型することが困難となるためであ
る。
成型は径１０簡以下の柱状に押出したものを切断するか
゛、または、それを整粒機によって球状にまるめる押出
し造粒法や、傾斜皿型の転動造粒法が適当であるが、又
は打錠機などによる圧縮造粒法その他の造粒手段で行な
うこともできる。
゛、または、それを整粒機によって球状にまるめる押出
し造粒法や、傾斜皿型の転動造粒法が適当であるが、又
は打錠機などによる圧縮造粒法その他の造粒手段で行な
うこともできる。
なお、径１０鮨以上のものは、爾砕の熱処理の際に急速
な加熱昇温による熱衝撃によって′ＦＪケ損したり、亀
裂を発生ずるので望ましくない。
な加熱昇温による熱衝撃によって′ＦＪケ損したり、亀
裂を発生ずるので望ましくない。
成型された粒状９ｃηは、ついで熱処理するわけである
が、成型造粒物をそのまま急熱すると′顯裂を起こして
しまうので、焼成前に充分に乾燥して水分及び低ｆＸｉ
４’＋ｌｉ発分を除去することが必髪で、この乾燥熱
処理ｇＡ度は１５０℃に満たない温度であり、望ましく
は１３０℃以下である。
が、成型造粒物をそのまま急熱すると′顯裂を起こして
しまうので、焼成前に充分に乾燥して水分及び低ｆＸｉ
４’＋ｌｉ発分を除去することが必髪で、この乾燥熱
処理ｇＡ度は１５０℃に満たない温度であり、望ましく
は１３０℃以下である。
これは１５０℃以上になると、焼成により膨張させるた
めの発泡成分となるカーボンや１１１１発残渣が、酸化
や揮発により消耗し７てしまうからである。
めの発泡成分となるカーボンや１１１１発残渣が、酸化
や揮発により消耗し７てしまうからである。
なお、乾燥時間は通常数分でも充分であり、原料の種類
、添加成分、それらの割合、り１狸温度等との関連で選
択決定しうる。
、添加成分、それらの割合、り１狸温度等との関連で選
択決定しうる。
ついで、乾燥処理したものを１２００〜１５００℃に加
熱した炉に投入して急速に加熱焼成することにより充分
な膨張を起させ、本発明の目的とする軽量かつ高強度の
耐火粒が得られる。
熱した炉に投入して急速に加熱焼成することにより充分
な膨張を起させ、本発明の目的とする軽量かつ高強度の
耐火粒が得られる。
ここで、１２００℃以下では粒状物を形成する非晶質シ
リカの結晶化が起らず、従って膨張による多孔負軽量化
が不充分であり、１５００℃以上となるとシリカは溶融
してガラス状となり、粒同志の溶着な起すなどのため望
ましくない。
リカの結晶化が起らず、従って膨張による多孔負軽量化
が不充分であり、１５００℃以上となるとシリカは溶融
してガラス状となり、粒同志の溶着な起すなどのため望
ましくない。
なお、焼成時間は大体１５秒乃至１５分程度が適当であ
る。
る。
本発明において焼成による膨張は、被熱粒状物が所定温
度に達すると、はぼ瞬間的に発生し、膨張した後は高温
度に保持する必要はなく、直ちに炉外に取出して冷却し
てもその性状を損することはない。
度に達すると、はぼ瞬間的に発生し、膨張した後は高温
度に保持する必要はなく、直ちに炉外に取出して冷却し
てもその性状を損することはない。
本発明の方法によって得られる軽量耐火物粒は、耐火度
が高（（８に２６以上（１５８０℃以上））容積比Ｍ（
充填嵩比重）が小さく（Ｏ，Ｓ？Ａ以下）かつ、支持強
度が大きい（面圧１０〜／−を加えた場合の圧縮収縮率
が１０チ以下）と云う性能を充分に満足するものであり
、本発明は、これを容易に且安価に製造する方法として
工業的に多大な価値を有するものである。
が高（（８に２６以上（１５８０℃以上））容積比Ｍ（
充填嵩比重）が小さく（Ｏ，Ｓ？Ａ以下）かつ、支持強
度が大きい（面圧１０〜／−を加えた場合の圧縮収縮率
が１０チ以下）と云う性能を充分に満足するものであり
、本発明は、これを容易に且安価に製造する方法として
工業的に多大な価値を有するものである。
本発明をさらに実施例にて説明する。
実施例１
フェロシリコンｌ！ｉ ｉ％の際に副生された微粉非晶
質シリカ１００重量部（第１表にその組成を示す）に、
水−カーボンブラック粉、ＰＶＡ。
質シリカ１００重量部（第１表にその組成を示す）に、
水−カーボンブラック粉、ＰＶＡ。
ＣＭＣ，精密、デキストリンを汗２表に示す割合に配合
し、ニーダ−にて混線後、押出成形様にて成形し、直径
２．５ ｗｍ 、長さ２〜５箇の円１〜１１形の粒状物
を作り試料Ａ−Ｉとした。
し、ニーダ−にて混線後、押出成形様にて成形し、直径
２．５ ｗｍ 、長さ２〜５箇の円１〜１１形の粒状物
を作り試料Ａ−Ｉとした。
第２表
此等の試料を１１０℃の乾燥炉にて５分間乾燥したのち
、それぞれＩ ００１を採り、６００℃に加熱した電熱
炉で４５分保持したのち、１３００℃に加熱した別の電
熱炉に移し、３０分間保持し、取出し後大気中で放冷し
、冷却後容積嵩比蓮を測定した結果は第３表に示すとお
りであり、６００℃で予備焼成したためか充分軽景のも
のは得られなかった。
、それぞれＩ ００１を採り、６００℃に加熱した電熱
炉で４５分保持したのち、１３００℃に加熱した別の電
熱炉に移し、３０分間保持し、取出し後大気中で放冷し
、冷却後容積嵩比蓮を測定した結果は第３表に示すとお
りであり、６００℃で予備焼成したためか充分軽景のも
のは得られなかった。
第３表
×注：容積嵩比重の６１１ｊ定方法−−−一試料約７Ｏ
ｆを秤量し、２０００Ｃのメスシリンダーに入れ、振動
を与えて充分に充填したのち、メスシリンダーの目盛か
ら容積を読み取り、下の計算式により容積嵩比遁ｌを算
出する。
ｆを秤量し、２０００Ｃのメスシリンダーに入れ、振動
を与えて充分に充填したのち、メスシリンダーの目盛か
ら容積を読み取り、下の計算式により容積嵩比遁ｌを算
出する。
ついで、前記の乾燥の終った試料各々１００２を、中間
温度での予侃１勾″＾成をすることなく、１３００℃に
加熱した電熱炉で油、熱し、１０分間保持し、取出し後
大気中で放冷したのち、容積電比１及び耐火＃′（ＳＫ
）を測定した結果は、第４表に示すとおりであった。
温度での予侃１勾″＾成をすることなく、１３００℃に
加熱した電熱炉で油、熱し、１０分間保持し、取出し後
大気中で放冷したのち、容積電比１及び耐火＃′（ＳＫ
）を測定した結果は、第４表に示すとおりであった。
第 ４ 表
工
］、４８
０
第２表に示す通り、予備焼成をしない場合には、０．５
ｔ／ｃｃ以下のものが容易に得られることが見い出さ
れたが、試料Ａの如く、添加剤を加えないものはやはり
軽量化のもの、が得られなかった。
ｔ／ｃｃ以下のものが容易に得られることが見い出さ
れたが、試料Ａの如く、添加剤を加えないものはやはり
軽量化のもの、が得られなかった。
つぎに、この予備焼成をしないで得た第４表に示す性質
をもつ試料について強度の測定をした結果を第５表に示
す。
をもつ試料について強度の測定をした結果を第５表に示
す。
第 ５ 表
×注：加圧収縮率は、試料５０２を直径５０間の鉄製の
シリンダーに入れ、下面が水平で、かつ平滑で、シリン
ダーに内装する押棒な上から挿入し、アムスラー圧縮試
験機を用いて加圧する、シリンダー内の試料の高さの、
加圧による変化率（収縮率）を、最初の試料の高さの百
分比でｊｌ（わす。
シリンダーに入れ、下面が水平で、かつ平滑で、シリン
ダーに内装する押棒な上から挿入し、アムスラー圧縮試
験機を用いて加圧する、シリンダー内の試料の高さの、
加圧による変化率（収縮率）を、最初の試料の高さの百
分比でｊｌ（わす。
代即人内 ＩＪｉ 明
代理人萩原亮−
Claims (1)
- （１） フェロシリコン、シリコンカーバイド、ｈ兄珪
ジルコン等を電気溶融法によって製造する際に両生され
る８１０２分８０〜９８ｆｔ ｋ ％からなる非晶少シ
リカ１００ ｖ腎部に、カーボン０．５〜５重景重量た
は揮発後に残留カーボンを含む有機物０５〜１０重景部
と重量０〜５０アＪ５一部を加えて混練し、径１０ｍｍ
以下の粒状に成型し、１５０℃に満たない温度で乾燥し
て水分を除去したのち、１２００〜１５００℃で急熱焼
成することを特徴とする軽量耐火粒の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20829683A JPS60103057A (ja) | 1983-11-08 | 1983-11-08 | 軽量耐火粒の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20829683A JPS60103057A (ja) | 1983-11-08 | 1983-11-08 | 軽量耐火粒の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60103057A true JPS60103057A (ja) | 1985-06-07 |
Family
ID=16553898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20829683A Pending JPS60103057A (ja) | 1983-11-08 | 1983-11-08 | 軽量耐火粒の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60103057A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5041907A (ja) * | 1973-08-17 | 1975-04-16 | ||
| JPS5331711A (en) * | 1976-09-06 | 1978-03-25 | Kansai Hoon Kogyo Kk | Manufacture of inorganic porous mold products |
-
1983
- 1983-11-08 JP JP20829683A patent/JPS60103057A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5041907A (ja) * | 1973-08-17 | 1975-04-16 | ||
| JPS5331711A (en) * | 1976-09-06 | 1978-03-25 | Kansai Hoon Kogyo Kk | Manufacture of inorganic porous mold products |
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