JPH0235710B2

JPH0235710B2 -

Info

Publication number: JPH0235710B2
Application number: JP57108522A
Authority: JP
Inventors: Goro Sato; Jusaku Arima; Hiroyasu Nishida
Original assignee: Catalysts and Chemicals Industries Co Ltd
Current assignee: JGC Catalysts and Chemicals Ltd
Priority date: 1982-06-25
Filing date: 1982-06-25
Publication date: 1990-08-13
Also published as: JPS593082A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、耐火材料粉末単独または耐火材料粉
末と粘結剤を成形して得られる成形物を乾燥また
は焼成する耐火物の製造法を改良し、強度的に優
れた耐火物を製造する方法にするものである。本発明において耐火物とは、熱の急激な変化に
耐え、同時に機械的強さが十分であるばかりでな
く、これと接触するガラス、溶融体、固体などの
侵食、摩滅などに抵抗性のあるものを云い、これ
には定形耐火物、不定形耐火物を始めとして精密
鋳造業界における鋳型が包含される。従来、比較的強度の良い耐火物を製造する方法
としては、コロイド状シリカ液等の適当な粘結剤
を選択して使う方法、耐火材料粉末の粒度分布を
調整して用いる方法、ガラス繊維等のような補強
剤を添加する方法およびこれらを組合せる方法な
ど種々方法が検討されているが、おのおの作業性
または耐火物強度の面で不充分である。耐火物の
粘結剤としてはコロイド状シリカ液が多く使用さ
れており、精密鋳造用には不純物の少ないものが
良く使われているが、コロイド状シリカ液と耐火
材料粉末のみを混練した場合には、耐火材料の吸
水によるコロイド状シリカ液の部分ゲル化が起り
やすく、これが起ると均一な混練ができないた
め、充分な強度の耐火物を得ることが困難であつ
た。コロイド状シリカ液以外の粘結剤について言
えば、エチルシリケート、リン酸塩、ケイ酸塩等
のような種々のものが使われているが、これらは
有機物やアルカリ金属等好ましくないものの含有
量が多いため、耐火物製造時の作業性が悪く、得
られた耐火物は強度の熱的変化が大きく、その品
質管理も難しい。一方、耐火材料粉末やガラス繊維などを選択し
て使用することは、その耐火材料の有する熱膨張
率、結晶形、粒度分布などの性質により耐火物の
強度が大きく異なることから、再現性のある耐火
物を得ることが難しく、作業の面でも細心の注意
と管理が必要である。本発明は、これらの耐火物を製造する方法の欠
点を解消し、より優れた耐火物の製造方法を提供
せんとするものであつて、その特徴とするところ
は従来から鋳造業界で一般的に採用されている方
法、すなわち耐火材料粉末単独または耐火材料粉
末と粘結剤を成形し、得られた成形物を乾燥し、
必要に応じて焼成することからなる耐火物の製造
方法において、乾燥または焼成後の該成形物に、
コロイド状シリカ液と界面活性剤または水溶性有
機物とからなる含浸液を含浸させ、必要に応じて
乾燥または焼成することにある。従つて、本発明
の方法によれば、適当な混練装置に耐火材料粉末
または耐火材料粉末と粘結剤を入れ、水を加えて
適当な水分に調整して混練し、その混練物を成形
して乾燥し、必要に応じてさらに焼成してまず成
形物を調製する。次いでこの成形物にコロイド状
シリカ液と界面活性剤または水溶性有機物との混
合液を含浸させ、しかる後乾燥または焼成するこ
とによつて、目的とする耐火物を製造することが
できる。本発明で使用される耐火材料としては、ガラス
状シリカ、結晶シリカ、ケイ酸マグネシウム、ケ
イ酸アルミニウム、ケイ酸ジルコニウム、ケイ酸
粘度、電融シリカ等のケイ酸質の酸性耐火物の
他、マグネシア、ドロマイト、マグクロ等の塩基
性耐火物、酸化クロム、クロマイト等の中性耐火
物、炭素、炭化ケイ素、ジルコニア等の特殊耐火
物などが例示できる。また、コロイド状シリカ液としては、如何なる
方法で製造されたものでも使用可能であつて、例
えば、イオン交換法、解膠法、透析法などの方法
で製造されたものが本発明で使用できる。コロイ
ド状シリカ液のシリカの平均粒子径は６〜50ミリ
ミクロンの範囲が適当であるが、特に６〜15ミリ
ミクロンの範囲のものが好ましい。また、シリカ
濃度はSiO₂として15重量パーセント以上のもの
が経済的で好都合である。コロイド状シリカ液と混合する界面活性剤また
は水溶性有機物は、コロイド状シリカ液とゲル化
を起さないことが必要である。界面活性剤として
は、アニオン系または非イオン系のものであれば
良く、その中で特にジアルキルスルフオサクシネ
ート、高アルコールサルフエート（Na塩）等の
アニオン系活性剤とポリオキシエチレンアルキル
フエニルエーテル等の非イオン系活性剤が好まし
い。本発明に適する界面活性剤を商品名で例示す
れば、アニオン系活性剤としては、ネオコール、
ペレツクスOT、サンモリンOT、セドラン等が、
非イオン系活性剤としては、ノニポールＢ等があ
る。一方、水溶性有機物としては、水に可溶な有機
物であればいずれも使用可能であつて、例えば、
メチルアルコール、エチルアルコール等のアルコ
ール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケト
ン類、メチルアミン、エチルアミン等の一級アミ
ン類、エチレングリコール、グリセリン等の多価
アルコール類が使用される。これらの中で特にメ
チルアルコール、エチルアルコール等のアルコー
ル類及び、アセトン等のケトン類の使用が経済的
で都合がよい。コロイド状シリカ液と上述の界面活性剤または
水溶性有機物の混合組成は、SiO₂乾燥重量対界
面活性剤重量または水溶性有機物重量の比が
100：0.5から100：20の範囲、好ましくは100：２
から100：７の範囲になるよう混合することを可
とする。なお、含浸液の耐火物への含浸割合はコロイド
状シリカ液のSiO₂乾燥重量対耐火物の重量の比
で0.05：100から1.0：100の範囲であれば良いが、
0.1：100から0.3：100の範囲が作業性、経済性の
面で適当である。また、含浸液の耐火物への含浸
方法には耐火物を含浸液の中に浸漬する方法、浸
漬後加圧もしくは減圧して行なう方法等いかなる
含浸方法を用いてもかまわない。このようにして
含浸処理を受けた成形物は必要に応じ業界周知の
方法で乾燥または焼成される。実施例１耐火材料粉末としてジルコンサンド及びシルコ
ンフラワーを使用し、粘結剤を用いることなく加
圧成形法にて円柱状成形物を作製し、該成形物を
48時間室温にて風乾後、110℃で20時間乾燥させ、
デシケータ中で冷却したものを含浸用テストピー
スとした。このものの重量は75ｇであつた。 SiO₂濃度30重量パーセント、Na₂O濃度0.42重
量パーセント、PH9.5、平均粒子径12ミリミクロ
ンのコロイド状シリカ液（商品名カタロイド−
SI30）66.2ｇとアニオン系活性剤（商品名セドラ
ン）１ｇと水32.2ｇ混合して本発明の含浸液を調
製した。この含浸液の中に上述の含浸用テストピ
ースを53分間浸漬した後、テストピースを取り出
し時の重量は81.0ｇであつた。その後110℃20時
間乾燥させ、さらに900℃１時間焼成し、デシケ
ータ中にて冷却した後、圧縮破壊強度を測定し
た。強度測定はJIS Ｒ−2206−1955に則り、加圧
破壊時の荷重を測定する方法で行なつた。その結
果を表−１に示す。実施例２実施例１と同じコロイド状シリカ液66.2ｇとア
ニオン系活性剤（商品名セドラン）0.01ｇと水
32.2ｇを混合して含浸液を調製した。この含浸液
を実施例１と同様含浸用テストピースに含浸さ
せ、さらに同じ乾燥、焼成処理理を施したものの
圧縮破壊強度を測定した。その結果を表−１に示
す。実施例３実施例１と同じコロイド状シリカ液33.4ｇとア
ニオン系活性剤（商品名セドラン）１ｇと水65.0
ｇを混合して含浸液を調製した。実施例１と同様
に、この含浸液を含浸用テストピースに含浸さ
せ、さらに同じ乾燥、焼成処理を施したものの圧
縮破壊強度を測定した。その結果を表−１に示
す。実施例４実施例１と同じコロイド状シリカ液66.2ｇとメ
チルアルコール（99％純度）１ｇと水32.2ｇを混
合して含浸液を調製した。実施例１と同様、この
含浸液を含浸用テストピースに含浸させ、さらに
同じ乾燥、焼成処理を施したものについて圧縮破
壊強度を測定した。その結果を表−１に示す。実施例５実施例１と同じ耐火材料粉末を、実施例１と同
様の方法で円柱状成形物を作製した。この成形物
を48時間室温で風乾後、110℃で20時間乾燥した
後、直ちに900℃で１時間焼成した。焼成後デシ
ケーター中で冷却したものをテストピースとし
た。実施例１と同じ含浸液を調整し、この中に上述
のテストピースを35分間浸漬した。浸漬後110℃
で20時間乾燥し、再び900℃で１時間焼成した。
このテストピースを実施例１と同様に試験した。
その結果を表１に示す。

【表】

【表】なお、圧縮破壊強度は、成形物テストピース３
個の平均値である。以上説明したように、耐火材料粉末または耐火
材料粉末と粘結剤を成形して得られる成形物を乾
燥または焼成することからなる耐火物の製造工程
において、乾燥または焼成後の該成形物にコロイ
ド状シリカ液と界面活性剤もしくは水溶性有機物
からなる含浸液を含浸させることにより、900℃
焼成のテストピースでその圧縮強度はほゞ200〜
400％に改良されており、本発明が強度面ですぐ
れた耐火物の製造方法を提供するものであること
がわかる。

Claims

【特許請求の範囲】１耐火材料粉末単独または耐火材料粉末と粘結
剤を成形し、得られた成形物を乾燥、若しくは乾
燥後焼成することからなる耐火物の製造法におい
て、乾燥後または焼成後の該成形物にコロイド状
シリカ液と界面活性剤または水溶性有機物とから
なる含浸液を含浸させ、しかる後これを乾燥また
は焼成することを特徴とする耐火物の製造法。２前記の含浸液に含まれるコロイド状シリカ液
のSiO₂乾燥重量対界面活性剤重量または水溶性
有機物重量の比が100：0.5から100：20の範囲に
ある特許請求の範囲第１項記載の方法。３前記の界面活性剤がジアルキルスルフオサク
シネート、高アルコールサルフエート及びポリオ
キシエチレンアルキルフエニルエーテルから選ば
れる特許請求の範囲第１項記載の方法。４前記の水溶性有機物がメチルアルコール、エ
チルアルコール、アセトン及びメチルエチルケト
ンから選ばれる特許請求の範囲第１項記載の方
法。