JPS61141676A

JPS61141676A - 不定形耐火物

Info

Publication number: JPS61141676A
Application number: JP26134184A
Authority: JP
Inventors: 近藤　敏彦; 吉村　松一; 川上　辰男
Original assignee: Kawasaki Refractories Co Ltd
Current assignee: JFE Refractories Corp
Priority date: 1984-12-10
Filing date: 1984-12-10
Publication date: 1986-06-28

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。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、金属粉末を含有する不定形耐火物に関するも
のである。

従来の技術及びその問題点近年、不定形耐火物の品質の改善のために、金属粉末を
添加する試みが種々なされている。例えば、耐熱衝撃性
や耐化学反応性を付与するために８ｉＣを添加した不定
形耐火物では、高温酸化雰囲気下で８ｉＣが酸化されて
８１０つとなることにより膨張を起こし、耐火物に亀裂
を生じることがあシ、これを防止するために、金属シリ
コンまたはｙｅ−８ｉ　　などの金属粉末を添加する方
法が試みられている。この方法は、添加した金属粉末が
ＳｉＣよシ早く酸化することにより、ｓｉｃの酸化を抑
制し、更に、金属粉末の酸化生成物がＳｉＣ表面を均一
に被覆して８ｉＣの酸化を防ぐことによシ耐大物の亀裂
の発生を防止しようとするものである。また耐火粘土を
結合剤とする流し込み材では、粘土が加熱によシ分解し
て、ガラス成分を生成し、組織の強度の低下を引き起こ
すことがある。これに対しては、アルミニウム粉末を添
加することにより、ガラスの生成を抑制し、同時に炭化
珪素とコランダムを主成分とする直接結合を形成させ、
熱間強度を向上させる試みがなされている０しかしながら、このように不定形耐火物に、金属粉末を
添加したものでは、加水混線時に金属粉末が下記のよう
な水利反応を起こすことがある。

Ｍ　　＋ｎＥＩ２０→Ｍ（ＯＨ）、＋　ｌ　ｎＨ２ｎ＋この反応により発生する水素によプ鋳込み養生中の施工
体の緻密化は阻害され、施工体のふくれやきれつの原因
となる。このため、耐火物は十分な焼結性や強度が得ら
れず、また添加金属が炭化珪素やカーボン等の酸化防止
の効果を十分に発揮せず、更には、発生する水素により
爆発の危険性もある。

このような問題を解決する九めに、金属粉末を樹脂等で
被覆することにより、水和反応を抑制する試みがなされ
ている（特公昭５８−４９５１１、特開昭５８−１２０
５７８％特開昭５８−１９９７７０、特開昭５８−２２
７０）。このような目的で使用される樹脂としては、フ
ェノール樹脂、７ラン樹脂、キシレン樹脂、エポキシ樹
脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂などやジメチルシラン
、ナトリウムメチルシリコネート、シリコン樹脂などの
シリコン含有の樹脂が知られている。しかしながら、こ
れらの樹脂は、一般に粘度が高く金属粉末に均一にコー
ティングすることが困難であシ、また塊シを形成しやす
いという問題がある。このように塊夛を形成した場合に
は、これを粉砕すると粉砕による破面に未コーティング
部を有する金属粉末が露出し、また粉砕工程においてコ
ーティング層が破壊されるという問題がある。また、樹
脂の粘度を下げるために溶剤を添加するとともに硬化剤
等を使用する方法も考えられるが、コーティング工程は
煩雑なものとなり、また均一なコーチイブ膜を形成させ
ることは困難である。

また、比較的低融点の有機樹脂やピッチを溶融し、金属
粉末を添加し、混練した後、冷却、粉砕する方法もある
が、粉砕工程を必要とするため、未コーティング部を有
する金属粉末を生じ、その製造も、溶融工程や粉砕工程
を含むため煩雑なも本発明者は、金属粉末を含有する不
定形耐火物に於いて、金属粉末の水利反応を抑制し、水
利反応に伴なう弊害の発生を防止するために鋭意研究を
重ねた結果、特定の塗料を使用することによシ、容易に
均一性良く、金属粉末にコーテイング膜を形成せしめる
ことができ、不定形耐火物中の金属粉末としてこの塗料
でコーティングした金属粉末を使用することによシ、金
属粉末の水和反応を抑制して、緻密で高強度の施工体が
得られ、更に金属粉末の添加効果を充分に発揮させ得る
ことを見出した。

即ち、本発明は、金属粉末１００重量部を油性塗料、繊
維素誘導体塗料及び合成樹脂塗料の少なくとも１種の固
形分０．５〜１５重竜部でコーティングした塗料コーテ
ィング金属粉末を含有する不定形耐火物に係る。

本発明では、金属粉末を被覆するための塗料として、油
性塗料、繊維素誘導体塗料及び合成樹脂塗料の少なくと
も１種を使用する。

油性塗料とは、乾性油を塗膜形成要素とし、必要に応じ
て顔料や乾燥剤を加えたものであシ、具体的には、カゼ
イン油、先の油、大豆油、しなきり油、アマニ油等を塗
膜形成要素とするものを例示できる。

繊維素誘導体塗料とは、セルロース訪導体を塗膜形成要
素とし、これに樹脂類、顔料、アルコール溶剤などを加
えたものであり、セルロースｔ＋［体トシては、ニトロ
セルロース、アセチルセルロース、アセチルブチルセル
ロース、エチルセルロースなどが主として使用される。

合成樹脂塗料とは、合成樹脂を塗膜形成要素とするもの
であり、これを溶剤、顔料等で処理したものである。本
発明で使用できる合成樹脂塗料としては以下のものが例
示できる０尚、（）内は、主な塗膜成分を示す。

ａ）フェノール樹脂塗料（樹脂変性フェノールホルムア
ルデヒド樹脂、アルキルフェノール樹脂等）ｂ）アルキド樹脂塗料（酸化型油変性アルキド樹脂）Ｃ）アミノアルキド樹脂塗料（メラミン樹脂、尿素樹脂
）ｄ）グアナミン樹脂塗料（ベンゾグアナミン樹脂、アル
キド樹脂等）ｅ）　塩化ビニル樹脂塗料（ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸
ビニル等）ｆ）スチレン−ブタジェン共重合樹脂塗料（スチレンブ
タジェン樹脂）ｇ）エポキシ樹脂塗料（エポキシ樹脂）ｈ）不飽和ポリ
エステル塗料（不飽和ポリエステル）ｉ）ポリウレタン樹脂塗料（ポリウレタン樹脂）本発明
では、上記し九塗料のうち、気硬性で速乾性のものが好
ましく、繊維素誘導体塗料が特に好ましい。

本発明では、塗料のコーチイブ量は、金属粉末１００重
量部に対して塗料の固形分として０．５〜１５重量部と
する。また、本発明では、必要に応じて金属粉末に粒度
１ｒｆｆｎ　以下の耐火原料を加えて、この混合物を塗
料によりコーティングして使用してもよい。この場合に
は、耐火原料は金属粉・末が塊９となることを防止する
効果を発揮する。

金属粉末と粒度１　ｍｍ以下の耐火原料とを混合物とし
て、これを塗料によシコーティングする場合には、混合
物中の耐火粉末の量は５０重量％以下とし、塗料のコー
チイング量は、混合物１００重量部に対して塗料の固形
分として０．６〜１６重量部とする。本発明では、更に
、必要に応じて、シンナーを１〜１０重量部加えること
により、塗料を適当な粘度に調整して使用することもで
きる。

塗料は、通常溶媒で希釈した状態にあるので、シンナー
による希釈をする場合には、簡単に希釈作業を行なうこ
とができる。従って、塗料の粘度が高く、塊シが発生し
やすい場合には、容易に粘度の調整を行なうことができ
、適当な粘度の塗料を使用することにより、コーティン
グ作業中に塊シが生成することを防止でき、均一なコー
ティング喚を形成させることができる。

本発明では、金属粉末または金属粉末と１　ｍｍ以下の
耐火原料との混合物に、塗料または塗料とシンナーとの
混合物を加え、混練した後乾燥し、ふるい等で整粒する
ことにより、塗料で均一にコーティングした金属粉末を
得ることができる。このように、本発明では、コーティ
ングによる塊シの発生を防止できるので、粉砕工程が必
要４＜、ふるい等による整粒を行なうだけで、塗料が均
一に付着した金属粉末が得られる。従って、粉砕による
コーティング層の破壊がなく、未コーティング部のない
均一なコーティング被膜を形成でき、マタコーティング
工程も簡単なものになる。

上記した各種塗料は、一般に付着性、耐候性、耐摩性、
耐薬品性等を考慮して作られるものであシ、金属粉末に
均一に付着して、水利反応を防止するという作用を備え
るものは、多種存在する。

従って、塗料で金属粉末をコーティングする場合には、
使用目的に応じた塗料を多種の中から容易に選択できる
という利点も存在する。

本発明の塗料によるコーティング被膜は、未コーティン
グ部がなく、均一性が良好であるために、加水混線時に
おける水利反応を抑制する効果が大きく、更に、加熱時
において、金属粉末がその添加効果を発揮すべきときに
は、コーティング被膜が分解することによシ、金属粉末
の作用を阻害することがない。このため添加金属粉末は
、その作用効果を充分に発揮することができる。これに
対して、溶媒で希釈した樹脂を使用して、金属粉末にコ
ーチイン膜を形成させる場合には、樹脂、希釈液、硬化
剤等多種類のものを混合しなければならないので希釈作
業は、煩雑なものとなり、また単に溶媒で希釈して粘度
を低下させただけの樹脂では、金属粉末を均一にコーテ
ィングすることが困難であるために、金属の水和反応を
充分に防止することができない。

塗料によりコーティングして使用する金属粉末としては
、特に限定されず、目的に応じて種々のものが使用可能
であり、例えば、金属シリコン。

ｐｅ−８Ｉｎアルミニウム、マグネシウム、鉄、ニッケ
ル、チタニウムなどの粉末が使用でき、粒度は、ｌ　ｍ
ｍ程度以下のものを使用することが好ましい０塗料コー
テイングをした金属粉末の使用量は、使用目的により異
なるが、通常耐火物組成物中に０．５〜１５重量％程度
使用するこ゛とが多い。不透明の塗料では、その色によ
って顔料としてＯａｏｏｇ、Ｔｉｏ２、Ｏｓ　Ｐ　ｂＯ
ｒＯ４、ｌＦｅ１２Ｑｇ等を約ｌθ〜８０％程度含み、
これらの顔料は、耐火物の組成によっては、不純物とな
ることがある。しかし、コーティングした金属粉末の使
用量が上記範囲程度であれば、顔料は、耐火物組成物中
に０．６重量％程度以下となり、不純物としてはとんど
問題にならない０また、顔料をほとんど含有しないか、
或いは全く含有しないクリアータイプの塗料では、不純
となる成分はほとんどないので金属粉末を１５重量％を
超えて添加しても不純物による問題の発生はな・い０本発明では、耐火物組成物中の金属粉末以外の成分につ
いては、限定されるものではなく、耐火物の使用目的に
応じ九原料を使用することができ、塗料によりコーティ
ングされ友金属粉末は耐火原料の種類に影響されること
なく所期の効果を発揮することができる。耐火原料の一
例としては、シリカ、アルミナ、マグネシア、クロム鉱
、カーボン、炭化珪素等を挙げることができる。

発明の効果本発明によれば、塗料を使用することによシ、粉砕工程
などを必要としない簡単な工程で、金属粉末表面に均一
なコーティング被膜を形成させることができる。また得
られるコーティング被膜は、加熱時に分解することによ
り、金属粉末の添加効果を充分に発揮させることができ
る。

従って、不定形耐火物中に金属粉末の代りに、塗料でコ
ーティングした金、Ｗ４粉末を使用することによシ、加
水混線時の金属粉末の水利反応を抑制でき、ふくれやき
れつのない緻密な施工体が得られ、焼結性や強度が向上
するとともに、金属粉末の添加効果を充分に発揮させる
ことができる。

実施例以下に実施例を示して本発明の詳細な説明する。

実施例１〜５第１表に示す金属粉末または金属粉末と粒度１ｍｍ以下
のアルミナとの混合物からなるコーティング原料と塗料
とを混合し、混練し友後、２〜１６時間乾燥し、１ｍｍ
　のふるいで整粒して塗料によリコーテイングした金属
粉末を得た。実施例２では、コーティング原料をあらか
じめ８分間混合し、次いでシンナーを加えて予備混線を
８分間行なった後、塗料を加えて混練した。実施例８及
び４では、予め塗料をシンナーで希釈した後、コーティ
ング原料に加えて混練した。実施例６では、コーティン
グ原料を予め８分間混合した後、塗料を加えて混練した
。

このようにして得意、塗料コーティング金属粉末または
塗料でコーティングした金属粉末とアルミナとの混合物
を用いて、　　１０００μｍ以下のマグネシア６６重量
％、５９０μｍ以下のアルミナ１６重量％、７４μｍ以
下の炭化珪素１０重量％、１０００μｍ以下のカーボン
１２重量％及び塗料コーティング金属粉末または塗料で
コーティングし九金属粉末とアルミナとの混合物６重量
％からなる不定形耐火物組成物を調製した。

この不定形耐火物組成物を混合後、パインダー水溶液と
してのシリカゾルｓＩＬ量部を添加して、混練し、４０
Ｘ４０Ｘ１６０ｍｍの金型に鋳込んで成形した。これを
温度８０℃に保持して硬化した時の施工体のふくれの程
度及びきれつの発生の有無とその程度を観察した。また
、施工体をプロパン−酸素バーナーで８００°Ｃに加熱
した時の酸化の状態を目視により観察し、酸化脱炭層の
厚みが３　＋ｎｍ以上のものを不良、３ｍｍ未満のもの
を良として、耐酸化性の評価を行なった。

また、施工体を１１０℃で２４時間乾燥した後の気孔率
と曲げ強度を測定した。結果を第２表に示す。

第　　１　　表注）塗料の使用量は、固形分の重量部で表わす。

比較例１塗料コーティング金属粉末の代シに、未コーティング金
属粉末を用いて、その他は実施例と同様にして、不定形
耐火物の試験を行なった。結果を第２表に示す。

比較例２シリコン５０重量部及びｌ　ｍｍ以下のアルミナ５０重
量部からなるコーティング原料をポリエステル樹脂４重
量部、イソシアナート８重量部及びトルエン８重量部か
らなる樹脂希釈液でコーティングして、樹脂でコーティ
ングした金属粉末とアルミナとの混合物を得意。この樹
脂でコーティングした金属粉末とアルミナとの混合物を
塗料でコーティングし九金属粉末とアルミナとの混合物
の代りに用いる他は、実施例と同様にして、不定形耐火
物の試験を行なった。結果を第２表に示す。

第　　２　　表第２表から本発明の塗料コーティングをした金属粉末を
含有する耐火物は、施工体にふくれやきれつがほとんど
発生せず、耐酸化性に優れ、気孔率が小さく、高強度で
あることが明らかである。

これに対して未コーティング金属粉末や樹脂コーティン
グをし九金属粉末を含有する耐火物では５、施工体のふ
くれやきれつが発生し、耐酸化性に劣シまた気孔率が大
きく、強度が低いことがわかる＠（以　上）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）金属粉末１００重量部を油性塗料、繊維素誘導体
塗料及び合成樹脂塗料の少なくとも１種の固形分０．５
〜１５重量部でコーティングした塗料コーティング金属
粉末を含有する不定形耐火物。