JPS6283355A - 粉体結合材組成物 - 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！■且工分立 本発明は、主として不定形耐火物に使用される粉体結合
材組成物（以下「ドライ材」という。）に関する。本発
明の原理から建材、その他の耐熱材料硬化物への適用も
可能である。

従来夏技血 （ドライ材の説明） ドライ材は、鋳鉄や鋳鋼、あるいは非鉄（銅合金等）を
溶解する電気誘導加熱式のルツボ炉のライニング材とし
て多くは採用されている。この場合、炉殻との間に必要
なライニング厚み（ルツボ炉ではライニング厚として、
１００　ｍＷ〜１５ＯＮが多い）の間隙を設定して炉の
内側に金枠を設置し、その間隙にドライ材を投入しなが
ら、金枠を振動モーターで揺するか、あるいは投入材を
振動子をとりつけたつき棒でつき固めて充處させていく
が、この状態では充分に大きな強度を持った成型体とな
っていないので、金枠を加熱してドライ材（成型体）の
中に含まれる結合材（はとんどの場合、硼酸が用いられ
ている）の熔融によって結合強度を得て金枠を除く。あ
るいは金枠が溶融する温度まで加熱してドライ材（成型
体）を焼結させ、併せて金枠を処理する。

この事例から分かるように、ドライ材は、その構成が主
要な成分である耐熱性骨材とそれらを結合させる結合材
とから構成されている点では、他の不定形耐火物と同じ
であるが、ラミング耐火物やプラスチック耐火物のよう
に、水や液体状の結合材が用いられてなく、粉末状のも
のであり、例えばキャスタブル耐火物（耐火コンクリー
ト）のように、築炉直前に耐火粉末に水を加えてミキサ
ーで混練することなく、粉末状のものをそのままで築炉
に供することに大きな特徴がある。

さらに、ドライ材は、金枠を設置して耐火物材料を間隙
に投入して施工する点では同様であるが、プラスチック
耐火物やラミング耐火物のようにスタンプ施工後、およ
びキャスタブル耐火物の流し施工の後で、成型体の強度
が発現し金棒を除く作業が実施できるものと違って、加
熱処理によって強度を発現させ、金枠を除かねばならな
いことに他の不定形耐火物と大きな差がある。ちなみに
、金枠を除くためには、成型体の強度は圧縮強度で最低
１〜２　ｋｇ　／　ｃａｔの発現が必要であり、安全性
を見込むと、５　ｋｇ　／　ｃｏｔが好ましいことが、
経験的な知見として得られている。

（ドライ材の特徴） 前記のルツボの実績から、ドライ材は結合材に少量の結
晶水が含まれていようとも、他の不定形耐火物と異なり
、多量の水分や分解、逸散する成分が含まれていないた
めに多くのメリットが見い出される。まずは水分等を含
んでいないので保存中に凍結して製品価値を失うことは
なく、また高い気温のもとて材料内部で反応が進行して
固くなって施工できなくなることもない。要は他の不定
形耐火物によく生ずるクレームである気温変化での変質
による作業不可となる工期的損失、および経済的な損失
が大幅に抑制できることにある。次に、水分等を含んで
いないので、成型体中の水分を除くための乾燥が不要と
なり、例えば、キャスタブル耐火物の場合と比較すると
１０倍以上の速度で昇温しで、操業に供せる状態とする
ことができ、省エネルギーの点からや、短期間で操業へ
移行できる工期短縮の点できわめて大きな経済的メリッ
トをもたらすことである。

さらに、例えばキャスタブル耐火物の場合が顕著な例で
あるが、乾燥のため加熱、昇温するとき、成型体内部に
残存する水分が水蒸気となって、−気に成型体を破壊し
て破片を飛散させる、いわゆる水蒸気爆発（爆裂）がし
ばしば発生することである。このことは操業に支障をき
たすという損失に繋がることにもなり、最も重要なこと
は人身事故に繋がるケースが多く、安全管理上の大きな
課題となっている。

ドライ材の場合は、原理的にも、また実績として、この
ような問題を発生しない材料であることに大きなメリッ
トを持っている。

（ドライ材の結合材） ドライ材は、水分を含有させない状態で金枠中に施工し
て成型するので、またその後金枠からの加熱によって強
度を発現させるので、このための結合材としては、 ■粉体として入手できる。

■粉体として保存できる。

■毒性がなく、取り扱い上安全である。

■できるだけ低い温度で結合強度が発現する。

等の性質を具備していることが必要であり、従来は無水
硼酸、硼酸および硼酸塩が主として選択され、使用され
てきている。この種の結合材を用いたドライ材は、他の
粉体結合材、例えば粉末珪酸ソーダで代表される珪酸塩
結合材等を用いた場合と比較すると、結合材の融点が低
い（無水硼酸；約４５０℃、珪酸ソーダ２号；約７００
℃）ために、徐々に結合材が液相を生成しはじめる３５
０℃程度の低い加熱温度によって焼固し、金枠を除くた
めに必要な強度を付与することができる。一方、他の無
機粉末結合材は、水に溶解して溶液にして反応させると
、大きな強度を発現させることができるが、粉体のまま
では少なくとも液相が生成しはじめる７００℃以上の高
い温度で加熱しないと強度が得られない。

−ａ＜：　　しよ゛と　る口　占 このように低温で強度発現の点で効果の大きい硼酸塩粉
末結合材を使用したドライ材は、高温で溶融金属やスラ
グの溶湯流と接触すると、耐蝕性が低下する等の問題が
発生する。この種の粉体結合材は、それ自体の融点が低
いので溶湯流に溶出させられて、ドライ材を溶損に導く
ばかりでなく、結合材が骨材の一部と反応して、ガラス
工学で良く知られるような硼珪酸ガラス状の低融成分を
生成して溶損を早めると考えられるが、いずれにしても
溶湯流に対する耐蝕性が向上できない点に大きな制約を
生ずる。

硼酸塩系結合材を用いたものは、強度という面からは低
温の初期強度は優れているが、ガラス化が進行するため
、熱間での強度が低下し、そのために溶湯流に洗われる
という結果を導く。

また、低融成分あるいはガラス相の生成は、当然のこと
ながら、操業中、炉体が加熱、冷却の熱履歴を受けるこ
とによって、ドライ材ライニング耐火物のスポーリング
破壊を進行せしめるので、これもライニング材の耐火度
の向上を阻害する要因となる。

、　　゛　るための 前述のように、ガラス化が進行することによって、ドラ
イ材の耐用度を制約する硼酸塩結合材に代わり得るもの
が必要である。そこで、高耐蝕性や高温での熱間強度の
大きい点で、プラスチック耐火物やラミング耐火物に採
用されているリン酸結合に着目した。

リン酸結合は、結合材としてリン酸と活性アルミナを用
いて、徐々にリン酸アルミニウムを生成させて、加熱に
よりこれを重縮合させていき、強度を高める方法が一般
的であるが、一方、骨材に結合材としてリン酸アルミニ
ウムを最初から加えておく方法もある。勿論ガラス化の
進行によるスポーリング破壊の発生も抑制できる。しか
しながら、粉体状リン酸アルミニウムもリン酸を得るこ
とができるにも拘らず、ドライ材の結合材として採用で
きないのは、粉体状では粉体状珪酸塩結合材の場合と同
様に、低温での強度が全く発現しないからである。これ
は融点が非常に高い（Ａｉｌ！ＰＯ４となれば１７００
℃以上の融点）ためである。

リン酸アルミニウムに各種粉体結合材を組み合わせて検
討した結果、トリポリリン酸二水素アルミニウムにリン
酸のアルカリ金属塩、リン酸アンモニウム塩を添加、組
合わせるとドライ材の低温域の強度が発現し、この組合
わせによってドライ材の結合材に採用できることを発見
した。

すなわち、本発明者等は、ドライ材が具備すべき機能と
して、通常、常温、少なくとも８０℃以下では、粉体結
合材自身が変化せず、安定であり、しかも耐火物粉粒と
の混合時においても同温度で安定性、保存性があること
、また、通常、耐火物業界でいう低温度域（例えば１０
０〜５００℃）で強度を発現し、しかも反応物がガラス
化（非晶質化）せず、加えて反応物が高温度域において
も難ガラス化の特性を発揮し、耐スポール性を保持する
こと、更にまた、その耐蝕性上、ガラス化構造を採らな
いことの他に、リン酸結合を簡易に生成すること等が望
ましい要件と考えた。

これらの諸要件を満足させ得るドライ材を種々検討した
結果、本発明者等は、正リン酸または縮合リン酸のアル
カル金属塩、またはアンモニウム塩（以下「リン酸塩」
という）とトリポリリン酸二水素アルミニウムよりなる
一連の系がこの諸条件に満足するものであることを見い
出し、本発明に到達した。

本発明をさらに詳しく説明する。

すなわち、通常よく用いられている低温度域において、
リン酸縮合を生せしめるリン酸塩を用いる。これらのリ
ン酸塩は、リン酸結合の形成能は優れているが、同時に
ガラス化（非晶質化）し、耐蝕性、耐スポール性等に大
きな問題点を有しているものである。

他方、もう一つの組成分には、トリポリリン酸二水素ア
ルミニウムを用いる。トリポリリン酸二水素アルミニウ
ムは、Ｈ２Ａｅ　Ｐ３０１０・２Ｈ２０なる化学式を有
し、極めて酸性度が高く、水に難溶性で、約１２００℃
の融点を持ち、また、この保有するプロトンは、アルカ
リ金属イオン、またはアンモニウムイオン等、カチオン
と容易にイオン交換する。

例えば、本発明の一例として、リン酸−ナトリウムを例
にとると、 ２ＮａＨｚＰＯ＋　　・２Ｈ２０＋ＨｚＡｅＰ３０＋ｏ
・２Ｈ２０２）＋３ＰＯ４＋　ＮＱｚＭＰ３０Ｉｏ＋６
）ｔｚＯ（１１のどとき反応が進行し、リン酸が遊離す
る。すなわち、リン酸塩とトリポリリン酸二水素アルミ
ニラムはドライで混合しているため、常温ではいわゆる
イオン交換反応は起こらないので、そのまま安定に存在
している。

しかしこれらを加熱すると、（いわゆる耐火材関係でい
う低温度域）温度によるアクチベーションのため上記の
反応が起こり、その結果リン酸が生じる。生じたリン酸
は、リン酸結合を行うのは勿論であるが、液体であるた
め見掛は上これら粉体混合したものが溶融した状態とな
る。この溶融温度は、各組成が持つ単体の溶融温度より
ぐんと低くなる。すなわち、低温度域において結合力を
発現する。また、ここで注目すべきことは、反応の結果
できたトリポリリン酸アルミニウムソーダ（一般的には
トリポリリン酸アルミニウム・アルカリ塩）は、結晶性
を保持している上に極めて難ガラス化（難非晶質化）の
特性をもっており、したがって耐蝕性、耐スポール性に
掘めて好影響を与える。また高温度域において、トリポ
リリン酸二水素アルミニウムを耐火材バインダーとして
用いることは良く知られており、最もガラス化が進みや
すい高温度域での結合剤としての特性を発揮し得る。

上述したごとく、リン酸塩とトリポリリン酸二水素アル
ミニウムを混合使用することにより、その単体自身が持
つ特性を生かしつつ、その欠点を補い、極めて優れたド
ライ材を製造し得ることが判明した。トリポリリン酸二
水素アルミニウムは適宜第１リン酸アルミニウムを混合
して使用してもよい。

後述する実施例において示すように、リン酸塩としては
、正リン酸塩ばかりでなく、ビロリン酸塩、トリポリリ
ン酸塩、ヘキサメタリン酸塩などの縮合リン酸塩を使用
することができる。陽イオン種としては、ナトリウム、
カリウムなどのアルカリ金属イオンやアンモニウムイオ
ンを用いることができる。

また、これらのリン酸塩は、単独で用いることもできる
が、薫た数種のリン酸塩を組み合わせて用いることもで
きる。

本発明に用いるトリポリリン酸二水素アルミニウムの製
法は公知であって、例えば特公昭５５−５０８８４に示
されているごと＜、Ｐ２Ｏ５／Ｍ２Ｏ３のモル比が５以
下で、しかもリン酸基の縮合度が３以下の原料を空気１
　ｋｇ当たり、０．５　ｋｇ以上の水を含有した２００
〜６５０℃の熱水蒸気雰囲気中で焼成すれば得ることが
できる。

本発明のドライ材を調整するにあたり、上述の各種リン
酸塩とトリポリリン酸二水素アルミニウムは予め混合し
ておいてもよいが、使用直前に混合してもよい。ただ混
合に際して、例えば粉砕機を通すなどして摩擦熱によっ
て温度上昇しすぎると、一部が軟化溶融することがある
ので注意が必要である。

本発明のドライ材を不定形耐火物に使用するには、炭化
ケイ素、アルミナ、マグネシア、ケイ酸アルミニウム、
クロム鉄鉱、ケイ石、黒鉛、ジルコニア、ジルコン等の
耐火物骨材と使用する。骨材とドライ材との混合比は、
使用する骨材の粒子径、粒子形状、粒子分布などによっ
て著しく異なるので、最高の強度が得られる混合比を予
め実験によって求めておく必要がある。

次に本発明のドライ材と骨材とを混合した不定形耐火物
を目的とする形状の型枠に入れ、適当な振動法、プレス
法、スタンプ法、あるいはインジェクションマシンで射
出する法などによって緻密化を行う。緻密化した耐火物
は加熱して後、焼成し、骨材が結合される。加熱する方
法としては、どのような方法を用いてもよいが、最も簡
便には型枠の外側からガスバーナーで加熱すればよい。

冷却後、型枠を脱型すれば、目的の耐火物成型体を得る
。

詐」Ｌ三見施順１ トリポリリン酸二水素アルミニウムが、リン酸−ナトリ
ウムのナトリウムを引き抜き、反応式（１）に示すよう
に、リン酸を単離させることはすでに述べた。その他の
リン酸塩についも反応式（１）と同様の反応式を書くこ
とができる。すなわち、Ｎ（２２１１ＰＯ４−１２Ｈ２
０＋ＨｚＡｅＰ３０＋ｏ　−２ＨｚＯ−◆）Ｉ３Ｐ０４
＋　Ｎｄ２ＡｅＰ３Ｃｈｏ＋１４ＨｚＯｆ２１２Ｎ（Ｌ
３ＰＯ４−１２Ｈ２０＋　　３Ｈ２ＡｅＰ３０１ｏ　・
２Ｈ２０２Ｈ３ＰＯ４＋３Ｎ（ｌｚＭＰ３ｃｈｏ＋３０
Ｈ２０（３１Ｎ（１ｚＨｚＰｚＯｒ＋ＨｚＭＰ３Ｃｔ＋
ｏ−２８ｚＯ−一→２Ｈ３ＰＯ４＋　　ＮｄｚＭＰ３Ｃ
ｈｏ＋ＨｚＯ（４）Ｎ（１＋ＰｚＯｒ＋　　２Ｎ２ＭＰ
３０ｍ−２ＨｚＯ−ｍ−→２Ｈ３ＰＯ４＋　２Ｎ御ＭＰ
３０１Ｏ＋３Ｈ２Ｏ（５）２Ｎ＜１５Ｐ３０１０＋　　
５ＨｚＡｅＰ３０＋ｏ・２Ｈ２０６８３ＰＯ４＋５Ｎ（
１％Ｍ、Ｐ３０＋ｏ　＋　　６８ｚＯ（６）（ＮａＰＯ
ａ）ｓ　　＋　　３Ｈ２Ａｉ！Ｐ３０＋ｏ　・２Ｈ２０
６Ｈ３ＰＯ４千３Ｎ４２Ａｉ！Ｐａ０Ｉｏ（７）２ＮＨ
４Ｈ２ＰＯ４＋　ＨｚＭＰ３（ｈｏ　・２Ｈ２０−一→
　ＨａＰＯａ　　＋　（ＮＨ４）２ＰｉＰ３０噛＋２　
Ｈ２０（８１（ＮＨ４）２ＨＰＯ４＋ＨｚＭＰ３α０・
　２Ｈ２０−−→　Ｈ３ＰＯ４＋　（ＮＨ４）２ＡｅＰ
３ｃｈｏ　＋２Ｈ２０（９）２（ＮＨ４）２ＰＯ４・　
３ｔ（ｚＯ＋　　３Ｎ２Ｍ！Ｐ３０＋ｏ・　２Ｈ２０２
Ｈ３ＰＯ４＋　　３（ＮＨ４）２ＡｅＰ３０Ｉｏ＋６Ｈ
ｚＯαの２Ｍ１（ｚＰＯ４＋ＨｚＭ、Ｐ３Ｃｈｏ　・２
Ｈ２０−一→２Ｈ３ＰＯ４＋ムＡＩ！、Ｐａ輸＋２Ｈ２
０θυこれらのリン酸塩とトリポリリン酸二水素アルミ
ニウムとの混合物を加熱したときの結合力の評価につい
ては、一応、液相が生成して焼結し、強度を発現すると
いう観点から、液相の生成状況を観察するため、ドライ
材のタブレットを作って電気炉に入れ、結合体の見掛け
の軟化、溶融状況を調べた。その結果、 ■　リン酸塩として、リン酸二水素ナトリウムニ水和物
、ビロリン酸四ナトリウム士水和物、リン酸二水素カリ
ウム、リン酸水素ニアンモニウムなどはトリポリリン酸
二水素アルミニウムに対して３０％以上を添加する限り
、見掛は上の融点は低下する。

■　正リン酸、縮合リン酸のアルカリ金属およびアンモ
ニウム塩は、トリポリリン酸二水素アルミニウムとの併
用によって、すべて単体と同一温度、またはそれ以下の
温度で軟化、熔融する。

■　具体的には、リン酸二水素ナトリウムニ水和物の場
合には、見掛け１００℃で軟化、溶融する。

■　その見掛は上の溶融状況から、トリポリリン酸二水
素アルミニウムに対する組み合わせは、リン酸二水素カ
リウム、リン酸水素ニアンモニウム。

リン酸二水素ナトリウムニ水和物の順序で、溶融点は低
下し、温度発現の効果（結合力）は大きくなるものと思
われる。

一方、てれらの熔融物をＸ線回折で分析すると、トリポ
リリン酸二水素アルミニウムに対する混合組成のものは
、完全にガラス化したものではなく、トリポリリン酸二
水素アルミニウムの含有量にもよるが、結晶の回折線が
２０＝１１．２°に高いピークを示しており、結晶組成
のものであることが判明した。

この見掛は上の溶融、換言すれば、強度発現のメカニズ
ムは（１）〜（１１）によるものと考察される。

すなわち、トリポリリン酸二水素アルミニウムとリン酸
二水素カワウ、ム、リン酸水素ニアンモニウム、リン酸
二水素ナトリウムニ水和物、ビロリン酸四ナトリウム士
水和物等との反応によってＮ　（２２Ｐ／！Ｐ３０Ｉｏ
を生成し、一方、析出するリン酸によって強度の発現が
行われるのである。

次に、高炉の出銑桶に使用されている不定形耐火物の柄
材のための骨材をベースとして、本発明の結合材を用い
たドライ材に関する実施例を以下に示す。

供試したドライ材の原料構成は表１のとおりである。

比較例１は全（結合材を含まないもの、比較例２〜４は
、通常のドライ材に用いられる結合材（結合材の添加量
が通常の使用範囲であって、少量の場合と多量の場合と
を含めたもの）であり、比較例５は、ドライ材以外で用
いられる無機結合材の代表例である。

実施例、比較例に使用した原料の主要品質は、次のとお
りである。

電融アルミナ：ＡｅｚＯａ含有量が９９％で、α−Ｍ、
ｚＯａ　　（コランダム）結晶からなり、５〜１鶴、１
ｍ以下、０．３＋ｉｍ以下の各精度に粉砕された市販品
。

仮焼アルミナ：Ａｉ！２０ｓ含有量が９９．８％で、比
較的低温域（１１００℃程度）で製 造された微結晶質のα−Ｍ２０３結 晶からなって、０．１ｕ以下の粒子 形態を示す微粉アルミナの市販品。

炭化珪素：　　ＳｉＣ含有量が８５．６％で、０．１ｎ
以下に粉砕された市販品。

無水硼酸：Ｂ２Ｏ３として９６．５％を含有し、０．３
Ｄ以下の精度を有する工業用市販品。

粉末珪酸ソーダ：　５ｉＯｚ／ＮａｚＯｓのモル比が２
．５で、５ｔ（ｌｚ含有量が５７％、　Ｎａ２Ｏを２３
％含み、０．３■以下の粒度分布を有する市販品。

トリポリリン酸二水棄アルミニウム： 商品名、にポンド＃８０（帝国化工製造）リン酸二水素
ナトリウム：試薬特級品 リン酸二水素カリウム　；試薬特級品 すン酸二水棄アルミニウム：試薬特級品（以下余白） 実施例１〜８および比較例１〜５の試料は、表１に示す
各配合物を２０β容量の実験室用Ｖ型ミキサーで混合し
、各々約１５ｋｇを作成した。

（硬化強度試験） 表１に示す各配合物を底部に電動式パイブレーク−を取
り付けた振動台の上に設置した鉄製金枠の中に投入した
。金枠は径５０ｍ、高さ約５０鶴で振動終了後、円柱状
の成型体が得られるように、３分割できる割り型構造の
もので、かつ振動台にボルトで膜着できるようになった
ものを用いた。

金枠中に供試混合体を投入した後、径約４８鶴で、厚さ
１０寵の鉄製円板を落とし蓋として供試体の上にセット
して、加振体上部の粉体の飛散を防いだ。成型条件は、
振動の強さとしては中位に属する加振力５Ｇの力が加わ
る程度とし、２０分間振動台ごと振動させて、金枠の中
の供試体を賦型させた。

成型後、各供試体は、振動台からとりはずし、金枠ごと
熱風循環式電気乾燥炉の中に入れて、１００℃、２００
℃、３００℃の各温度で加熱処理し、４時間後取り出し
て室温で冷却した。そして金枠を除いた各供試加熱処理
体の強度は、電動−軸加工式圧縮試験機で判定した。

測定結果は、表２に示す。

（以下余白） 珪酸ソーダは粉体のままでは、３００ｔ’以下では効果
がない。無水硼酸は３００℃で強度が得られ、添加量の
多いほどその効果が大きい。本発明の試料は２００℃と
いう低い熱処理で強度を発現する。実施例１のようにト
リポリリン酸二水素アルミニウム単独では効果がなく、
リン酸アルカリ塩との併用で、かつ前者が７０％以下で
ないと脱枠できる強度が得られない。

（耐スポーリング性） 硬化強度の試験結果から、低温で脱枠できるだけの強度
を発現できると考えられる比較例２，４および実施例３
．５〜８の各混合体試料について、内径１００寵の円柱
状の鉄製の金枠の中に投入して、振動を加えて成型した
。これは圧縮強度を測定した金枠を大きくしたものであ
って、構造は同一のものである。また、成型条件も同じ
である。

これらの成型体は、３００”Ｃでの加熱処理後、脱枠し
て炭化珪素発熱体を用いた大型電気炉に挿入して、１０
℃／　ｍ　ｉ　ｎの急速で、１４００’Ｃまで昇温し、
そこで３時間加熱、保持した。その後、炉外に取出して
、そのまま水中に投入して急冷却して３分間水中に放置
し、また取出して１３５０℃に保持しである電気炉にす
ぐ挿入して急加熱し、そこで３０分間加熱した。

再び取出して水中に投入して急冷した。このような急熱
急冷を繰り返して、スポーリング試験を行った。結果を
表３に示す。

（以下余白） 比較例２〜４は、断面を観察して見ると、無水硼酸の多
いほど発泡したガラス状生成物がみられ、色調から炭化
珪素が酸化して白色化していることが認められる。

実施例は、軽微なヘアークランクのみしか発生せず、比
較例に比較してはるかに耐スポール性がすぐれている。

（熱間曲げ強度） 低温で脱枠できる十分な強度の発現と耐スポール性を考
慮して実施例３．５〜８に、比較例３を加えて熱間曲げ
強度を測定した。

先に準備されたこれらの混合物試料から一部を取り、Ｊ
ＩＳ　Ｒ２５５３に規定された４０Ｘ４０Ｘ１６０１の
角柱状成型体が得られるキャスタブル耐火物の成型用金
枠を流用して、この金枠の中に山盛りに充填し、金枠上
面をカバーできる面積で、厚み１５ｎの鉄板を置いて振
動台の上にのせ、金枠ごと振動させて成型した。

ただし、金枠は振動台に固定せず、鉄板のカバーの上に
手をあてて、金棒の振動による移動を防いだ。なお、振
動条件は、硬化強度試験の場合と同様である。

加振後、金枠上面に平になるように、モルタル用コテで
不必要な材料を切り取り平滑な面に仕上げた。

次に、金枠ごと３００℃に加熱しである電気炉に挿入し
て、２時間熱処理した後、脱枠して供試成型体を取り出
した。各供試成型体は、炭化珪素発熱体を用いた熱間曲
げ試験炉に挿入し、１０℃／ｗｉｎの早い速度で、この
種の炉で得られる最高の温度である１４５０℃まで昇温
し、そこで１時間保持した後、炉中にセットされている
２点支持式の曲げ強度測定治具の上にのせて強度を測定
した。この１４５０℃での熱間にける強度測定結果を表
４に示す。

（以下余白） 無水硼酸を用いた比較例２〜３は、熱間強度が測定でき
ない程小さいが、実施例はいずれも高温で強度を維持で
きる性能を有している。

（耐蝕性試験結果） 低温で脱枠できる強度があり、耐スポール性がすぐれ、
かつ熱間曲げ強度の大きいことが分かった実施例３．５
〜８と従来タイプの比較例３について溶銑とスラグに対
する耐蝕性試験を行った。

先に準備されている各供試混合物試料の一部を取り、断
面で底辺×上辺×高さが５３Ｘ３６Ｘ２０酊の台形で、
長さ１２０ｎの成型体が得られる割り型構造の金棒の中
に各々を充填した。

熱間曲げ強度測定の場合と同様に、金棒の中に山盛りに
充填し、厚み１５鰭の鉄板でその上面をカバーして、振
動台の上に置いて金枠ごと加振した。金枠を固定してい
ないので、カバーに用いた鉄板を手で軽く押さえて、振
動台上を移動するのを防いだ。

振動後、金棒上面にはみ出している材料をモルタル用コ
テで切り取って平滑に仕上げた。次に、熱間曲げ強度測
定の場合と同様に、金枠ごと３００℃で２時間熱処理し
て、成型体を硬化させて金枠を取り除いた。

これらの成型体は、炭化珪素発熱体を用いた電気炉の中
に挿入し、１０℃／ｍｉｎの早い速度で、１２００℃ま
で昇温しで１時間保持した後、放冷して取り出し、比較
例３を２個、実施例３を２個、他を各々１個づつ、合計
８個を組み合わせて、八角形の筒を作り、高周波炉の加
熱コイルの中にセントした。八角形の筒の中に、銑鉄Ｆ
Ｃ２０の径８０鶴、高さ１００ｗ１からなる円柱状侵食
物を挿入し、その上に６鶴以下に粉砕した高炉スラグを
Ｆｅ１２に対して重量比で１０％に相当する量を投入し
た。それから高周波によってＦｅ１２とスラグを溶解さ
せ、１６００℃で２時間保持して供試体を侵食させた。

ついで高周波を止め、溶解物を排出して、八角形の供試
体を取り出し、鋳鉄とスラグによって溶損した。供試体
の厚みを計測して耐蝕性を調べた。この結果を表５に示
す。

これらの結果から本発明に基づ〈実施例は、いずれも従
来タイプの比較例３に比べて耐蝕性がはるかに優れてい
る。

発皿少立未 本発明は、従来のドライ材の耐蝕性を高めて、耐用度を
向上させるための有効な手段を提供することにあるが、
さらに重要なことは、従来のドライ材では通用の困難で
あった高炉の出銑桶や鋼の造塊工程で使用されるタンデ
ィシュ炉等の耐蝕性、耐スポール性および大きい熱間強
度を求められる用途に使用の拡大を可能にするものであ
る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）正リン酸および縮合リン酸のアルカリ金属塩およ
   びアンモニウム塩から選ばれた一種以上の化合物と、ト
   リポリリン酸二水素アルミニウムとからなる粉体結合材
   組成物。
2. （２）トリポリリン酸二水素アルミニウムが７０％以下
   である特許請求の範囲第１項記載の粉体結合材組成物。