JPS61291465A - 不定形耐火組成物 - Google Patents

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〕 本発明は各種製鉄窯炉の他、非鉄金属、窯業°等の各種
工業窯炉に用いられる不定形耐火組成物に関する。

〔従来の技術〕

不定形耐火物は、一般に粉末状の材料と、水またはバイ
ンダー水溶液等とを混合し施工される。しかしながらＭ
ｇＯやＣａＯのような塩基性成分を含む不定形耐火物は
、水分との混合で、水和反応、いわゆる消化現象を生じ
、養生中または乾燥中に亀裂を生じたり崩壊したりする
場合が多い。

このような欠点を抑制するだめ、塩基性骨材を含む耐火
物には、特開昭５２−３２９０８号公報、特開昭５３−
１１３８１２号公報、特開昭５７−１２９８６４号公報
、特開昭５８−９９１７７号公報に開示された添加剤を
用いる方法がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら前記公報に示されたいずれの添加剤におい
ても消化抑制効果の点および不定形耐火物としての施工
作業上の点で十分満足できる性能を発揮しているとは言
い難い。

すなわち、特開昭５２−３２９０８号公報および特開昭
５３−１１３８１２号公報はいずれも有機物からなる消
化抑制剤を開示しているが、前者は耐火レンガ製造時の
バインダー効果をも合わせもった添加剤であるが、水溶
液として骨材に混合した後、加圧成形した場合の効果は
認められるが、流し込み材等には水溶液濃度が高く、利
用が困難である。

また後者の場合、主としてスリンガ−材等には有効であ
るが、流し込み材、コーテイング材、吹付は材等には効
果が十分でなく、多量に用いると施工体の強度低下を招
き好ましくない。

一方特開昭５７−１２９８６４号公報および特開昭５８
−９９１７７号公報には無機質の消化抑制剤が開示され
ているが、前者は水溶液中および低温度域での乾燥には
効果は大きいが、１００℃以上のオートクレーブ状態を
生じる条件での乾燥では効果は十分でない。また後者で
は、流し込み材やコーテイング材に一般に用いられるシ
リカフラワー等が含まれるが少量の添加では効果が乏し
く、多量に用いると塩基性骨材の耐食性を低下させ好ま
しくない。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上述の事情に鑑みなされたもので、その目的と
するところは、施工作業性に優れ、かつ施工中、養生中
および乾燥過程での水もしくは水蒸気との共存下、耐火
物成形体に、水和反応に伴う亀裂発生捷たは崩壊現象を
生じない塩基性骨材を含む不定形耐火組成物を提供する
ことにある。

従来塩基性骨材を含まない耐火物には、リン酸や水溶性
リン酸アルミニウム等が結合剤として用いられていた。

しかしこれらの結合剤は塩基性骨材を含有した不定形耐
火物には実用されていない。

しかしながら本発明者らはこのような塩基性骨材とリン
酸等との反応性に着目し、急激な反応ではなく緩慢な反
応を生じさせ、かつ塩基性骨材全体とは反応させず、塩
基性骨材の粒子表面でのみ、もしくは水に溶解した塩基
性イオンとのみ反応させることにより、塩基性骨材を安
定化し、消化現象を抑制する方法を種々検討した結果、
本発明に到った。すなわち本発明はマグネシアクリンカ
−、スピネルクリンカ−、マグネシア−クロムクリンカ
ー、ドロマイトクリンカ−および石灰クリンカーの１種
ま、たは２種以上を含有する不定形耐火物に、水に不溶
性もしくは難溶性のリン酸塩を前記タリン力−の合冊１
００重量部に対し０．０２〜２０重量部を添加すること
を特徴とする不定形耐火組成物である。

本発明に用いるマグネシアクリンカ−、スピネルクリン
カ−、マグネシア−クロムクリンカー、ドロマイトクリ
ンカ−および石灰クリンカーは市販されている各種グレ
ードの海水マグネシアクリンカ−１天然マグネシア、ク
リンカー、電融マグネシアクリンカ−１焼結スピネルク
リンカ−１電融スピネルクリンカ−１天然ドロマイトク
リンカ−１合成ドロマイトクリンカー１焼結石灰クリン
カー、電融石灰クリンカー等が使用できる。好ましくは
耐火組成物を構成する粒度を自由に選択できるよう粉砕
可能な塊状物または各種粒度に分類されたものが良い。

これらのクリンカーは単独もしくは２種以上混合して使
用する。またアルミナ、ボーキサイト、ムライト、ンヤ
モット、シリカ、クロム鉱、オリビン等の水および水蒸
気に安定な種々の耐火材を混合使用する場合もあるが、
それぞれの混合比率は各種窯炉での使用条件により決定
するべきものであり、特に限定されない。

本発明に使用される、水に不溶性もしくは難溶性のリン
酸塩は４０℃以下の水に対し、リン酸塩の溶解度が２．
５　ｇｒ／１００ｍ１以下のものが好ましく、またサス
ペンション状態でのｐ　Ｉ−１が醒性であるものが好ま
しい。低温の水に対する溶解度が大きいと水との混練中
もしくは施工中に塩基性骨材との反応が急速に進行し、
凝結等を生じ、施工困難となる。またサスペンション状
態でのｐ　Ｉ−１がアルカリ性である場合、消化抑制効
果に乏しい。

水に不溶性もしくは難溶性のリン酸塩の種類は特に限定
されないが、オルソリン酸基または縮合リン酸基を持ち
、アルミニウム、クロム、鉄、マグネシウム、カルシウ
ム、カリウム、ナトリウム、リチウム、ホウ素、亜鉛、
鉛、バリウム、ビスマス、銀等との塩を形成しているも
のが適用される。例えばリン酸アルミニウムの場合、オ
ルンリン酸基の中でもＡｔ　（Ｈ２ＰＯ，）、は水溶性
であるが、ｈｔＨ，（ＰＯ，）ｔ、Ａｔ、（ＨＰＯ，）
、およびＡｔＰＯ，Ｉｄ水に不溶であり、本発明に使用
できる。ｋｔ　ＰＯ，等には無定形を含め各種の結晶型
のものがあるが、いずれでもよい。またメタリン酸アル
ミニウム、トリポリリン酸アルミニウム等の縮合リン酸
塩も難溶性であり使用可能である。アルミニウム以外の
塩でも同様に考えることができ、また２種以上が複合さ
れたものや、固溶体を形成しているものも使用できる。

水に不溶性もしくは難溶性のリン酸塩の添加量は使用す
るクリンカーの種類および配合比率により変化する。す
なわち比較的水に対して安定なマグネシア−クロムクリ
ンカーやアルミナリッチなスピネルクリンカ−等には極
く少量の添加で効果が見られるが、マグネシアリッチな
スピネルクリンカ−やマグネシアクリンカ−では多少添
加量が増加する。またＣａＯを多く含み、水に活性なド
ロマイトクリツカ−や石灰クリンカーではさらに多量に
添加する必要がある。もちろん各クリンカー中のＭｇＯ
やＣａＯの結晶状態や結晶サイズによっても添加量が変
化する。

また各クリンカーを種々な割合で配合した場合には、そ
れぞれの配合割合に応じて添加量を決定すべきである。

ｈずれにしても各クリンカーの含量１００重量部如対し
０．０２〜２０重量部の範囲で添加する。０．０２重量
部未満の添加では急乾燥時のオートクレーブ状態では亀
裂を生じることがあり、また２０重量部を超える添加で
は、その割には効果が上らず不経済である。。

本発明の不定形耐火組成物には従来の一般の不定形耐火
物に用いられていると同様に、必要に応じてセメント類
、珪酸ンーダ、水溶性リン酸ソーダ等の無機結合剤や各
種樹脂等の有機結合剤、各種水溶性リン酸ソーダやカル
ボン酸塩等の分散剤、各種硫酸塩、炭酸塩、水酸化物、
塩化物、硼化物、カルボン酸等の硬化調整剤等を用いる
ことができる。但し本発明の不定形耐火組成物において
は、特に流し込み施工を行う場合、必ずしも結合剤を必
要としない。これはりｐＨが上昇し、これＫよって微量
のリン酸が溶出してＭｇ、Ｃａ　　と化合物を徐々に形
成し、施工体組織が強化されるためであると考えられる
。

本発明の耐火組成物の粒度構成は、流し込み。

吹付け、パッチング、コーティング、ラミング等の施工
方法に適した骨材の粒度構成を与えることができ、また
必要に応じて流動性、粘性等の特性を改善するため・に
、粘土類やシリカ微粉、アルミナ微粉等を添加し、でも
よい。

〔作用〕

本発明の不定形耐火組成物は水に不溶性または難溶性の
リン酸塩を含むので、水に対し安定であり、不定形耐火
組成物を水と混合し施工する間はほとんど反応しないが
、水添加後の時間経過とともに、各クリンカーから溶出
するＭｇやＣａ　イオンのため、水のｐＨが上昇し、こ
れに伴い微量のリン酸成分が溶出し、ＭｇやＣａ２＋と
化合物を形成し、消化現象による亀裂の発生や崩壊を生
じないものと思われる。

〔実施例〕

実施例１ 第１表に示す割合で配合物を調製し、配合物１００重量
部に対し６．５重量部の水を加え、混練後４０Ｘ４０Ｘ
１６０ｍの形状に流し込み施工を行い、２４時間室温に
放置養生し試料とした。

各配合物の試料を１１０℃で２４時間乾燥した後、曲げ
強度と気孔率を測定した。また別の試料では養生後直ち
に５気圧×３時間の条件でオートクレーブテストを行っ
た。オートクレーブテスト後崩壊していない試料につい
ては曲げ強度と気孔率を測定した。

それぞれの結果を第１表に示した。

第１表から明らかなように本発明による配合物は５気圧
×３時間という苛酷な条件下でも亀裂発生や崩壊は全く
見られない。さらに本発明の配合物ではオートクレーブ
テスト後の曲げ強度は乾燥後の試料よりも増大しそおり
、かつ気孔率も低下している。一方比較例ではオートク
レープテストで崩壊したり強度低下を示し、またＡｚ（
Ｈ，ＰＯ，）、のような水に可溶性でかつ酸性のリン酸
塩では混線中に反応が起こり施工できなかった。

（以　　下　　余　　白　　） 実施例２ 第２表に示す割合で配合物を調製し、それぞれの施工方
法に応じて水を添加、混練後２３０×２３０　Ｘ　３０
０　ｍのブロックに成形し、２４時間室温で養生後、１
１０℃で３時間引続き２００℃で２４時間の乾燥を行い
乾燥後の外観状態を観察した。

このような大型ブロックの乾燥テストは施工体の通気性
の違いにより内部蒸気圧が一定でないため、実炉で乾燥
中に生じる欠陥の程度を把握できる現実的な方法である
。

第２表に示すように比較例ではいずれも乾燥後亀裂を発
生したり、崩壊を生じているが、本発明の配合物では作
業性も良好で乾燥後も全く変化がない。

（以　　下　　余　　白　　） 〔発明の効果〕 本発明は塩基性骨材を含む不定形耐火組成物に水に不溶
性もしくは難溶性のリン酸塩を添加することにより施工
時においては作業性、すなわち流動性、粘性、充填性等
に優れ、かつ施工中、養生中および乾燥中において塩基
性骨材の水和反応による亀裂の発生や崩壊のない施工体
を得ることができ、流し込み材、スリンガ−材、吹付は
材、コーテイング材、ラミング等いかなる施工方法にも
適用できる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　マグネシアクリンカー、スピネルクリンカー、マグネ
   シア−クロムクリンカー、ドロマイトクリンカーおよび
   石灰クリンカーの１種または２種以上を含有する不定形
   耐火物に、水に不溶性もしくは難溶性のリン酸塩を前記
   クリンカーの合量１００重量部に対し０．０２〜２０重
   量部を添加することを特徴とする不定形耐火組成物。