JPH09263463A - 軽量耐火物の製造方法 - Google Patents
軽量耐火物の製造方法Info
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- JPH09263463A JPH09263463A JP8077077A JP7707796A JPH09263463A JP H09263463 A JPH09263463 A JP H09263463A JP 8077077 A JP8077077 A JP 8077077A JP 7707796 A JP7707796 A JP 7707796A JP H09263463 A JPH09263463 A JP H09263463A
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- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 粉末冶金における省エネルギー及びコスト削
減を目的に、耐熱衝撃性を維持しつつ軽量化した、特に
セッターに好適な耐火物を提供する。 【解決手段】 水硬性アルミナ、カオリン、シリカフラ
ワー及びムライト粉末を主成分とする耐火物原料粉末
と、アルミナファイバーとを水と混合して得られたスラ
リーを脱水成形した後、高温焼成することを特徴とする
軽量耐火物の製造方法。また、上記において、スメクタ
イト粉末を添加してもよい。
減を目的に、耐熱衝撃性を維持しつつ軽量化した、特に
セッターに好適な耐火物を提供する。 【解決手段】 水硬性アルミナ、カオリン、シリカフラ
ワー及びムライト粉末を主成分とする耐火物原料粉末
と、アルミナファイバーとを水と混合して得られたスラ
リーを脱水成形した後、高温焼成することを特徴とする
軽量耐火物の製造方法。また、上記において、スメクタ
イト粉末を添加してもよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は軽量耐火物、特に粉
末冶金の製造工程で使用される焼成受け治具（以下、セ
ッターという）に好適な軽量耐火物の製造方法に関す
る。
末冶金の製造工程で使用される焼成受け治具（以下、セ
ッターという）に好適な軽量耐火物の製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術並びに発明が解決しようとする課題】粉末
冶金の製造工程において、成形体を焼結させ、金属の持
つべき特性を十分に発現させるために焼成工程は必要不
可欠であり、また求める特性を十分に得るためにセッタ
ーが極めて重要な役割を果たしている。このセッター
は、ムライト製の台盤にＳＵＳ３０４のトレイを載せて
構成されるのが一般的である。しかし、上記の現在主流
となっているセッターは、ＳＵＳ３０４は製品が付着す
るという問題があり、またムライト製の台盤は曲げ強さ
が３．９ＭＰａと実用上問題の無い程度に高いものの、
密度が３．０ｇ／ｃｍ3 と高いことから、加熱効率が悪
く省エネルギーの観点から問題がある。特に、最近で
は、製品の小型化が進行しており、セッターに比べて被
焼成物の重量が小さくなる傾向にあり、焼成燃費に占め
るセッター加熱の割合が無視できない状況にある。
冶金の製造工程において、成形体を焼結させ、金属の持
つべき特性を十分に発現させるために焼成工程は必要不
可欠であり、また求める特性を十分に得るためにセッタ
ーが極めて重要な役割を果たしている。このセッター
は、ムライト製の台盤にＳＵＳ３０４のトレイを載せて
構成されるのが一般的である。しかし、上記の現在主流
となっているセッターは、ＳＵＳ３０４は製品が付着す
るという問題があり、またムライト製の台盤は曲げ強さ
が３．９ＭＰａと実用上問題の無い程度に高いものの、
密度が３．０ｇ／ｃｍ3 と高いことから、加熱効率が悪
く省エネルギーの観点から問題がある。特に、最近で
は、製品の小型化が進行しており、セッターに比べて被
焼成物の重量が小さくなる傾向にあり、焼成燃費に占め
るセッター加熱の割合が無視できない状況にある。
【０００３】本発明は上記の状況に鑑みてなされたもの
であり、粉末冶金における省エネルギー及びコスト削減
を目的に、耐熱衝撃性を維持しつつ軽量化した、特にセ
ッターに好適な耐火物の製造方法を提供することを目的
とする。
であり、粉末冶金における省エネルギー及びコスト削減
を目的に、耐熱衝撃性を維持しつつ軽量化した、特にセ
ッターに好適な耐火物の製造方法を提供することを目的
とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、本発明
の、（１）水硬性アルミナ、カオリン、シリカフラワー
及びムライト粉末を主成分とする耐火物原料粉末と、ア
ルミナファイバーとを水と混合して得られたスラリーを
脱水成形した後、高温焼成することを特徴とする軽量耐
火物の製造方法、及び（２）前記耐火物原料粉末に、ス
メクタイトを添加することを特徴とする上記（１）に記
載の軽量耐火物の製造方法によって達成される。
の、（１）水硬性アルミナ、カオリン、シリカフラワー
及びムライト粉末を主成分とする耐火物原料粉末と、ア
ルミナファイバーとを水と混合して得られたスラリーを
脱水成形した後、高温焼成することを特徴とする軽量耐
火物の製造方法、及び（２）前記耐火物原料粉末に、ス
メクタイトを添加することを特徴とする上記（１）に記
載の軽量耐火物の製造方法によって達成される。
【０００５】上記の構成によれば、下記の如き作用効果
が得られる。 ムライトはその粉末自体の焼結性は良くないが、原料
粉末中に配合することにより、ムライト化反応の核とし
て作用させて、ムライト特有の耐熱性を焼成体（即ち、
本発明の軽量耐火物と同義）に効果的に付与することが
でき、焼成時間を短縮することができる。 水硬性アルミナはマトリックス形成の他に無機バイン
ダーとしての機能も果たし、脱水成形した成形体（以
下、原料成形体と呼ぶ）のハンドリング強度を増大させ
る。 スメクタイトを添加することにより、スラリーの粘性
が高まり、またスラリー調製時における混合中の剪断力
が増大して出発原料の分散性が良くなるとともに、水硬
性アルミナとゲル化反応を起こし原料成形体の硬化を促
進する。
が得られる。 ムライトはその粉末自体の焼結性は良くないが、原料
粉末中に配合することにより、ムライト化反応の核とし
て作用させて、ムライト特有の耐熱性を焼成体（即ち、
本発明の軽量耐火物と同義）に効果的に付与することが
でき、焼成時間を短縮することができる。 水硬性アルミナはマトリックス形成の他に無機バイン
ダーとしての機能も果たし、脱水成形した成形体（以
下、原料成形体と呼ぶ）のハンドリング強度を増大させ
る。 スメクタイトを添加することにより、スラリーの粘性
が高まり、またスラリー調製時における混合中の剪断力
が増大して出発原料の分散性が良くなるとともに、水硬
性アルミナとゲル化反応を起こし原料成形体の硬化を促
進する。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の軽量耐火物の製
造方法に関して詳細に説明する。原料粉末は水硬性アル
ミナ、カオリン、シリカフラワー及びムライト粉末を主
成分とする。また、原料粉末の組成は水硬性アルミナ、
カオリン、シリカフラワー及びムライトを６０：７：１
５：１８〜２５：２０：２５：３０、特に３５：１４：
２２：２９〜３９：１０：２６：２５であることが好ま
しい。原料粉末の組成において、上記の範囲外にある場
合には、ムライト質の生成が不十分となり、機械的強度
の向上が得られない。また、原料粉末を構成する前記各
成分の平均粒径は３〜４０μｍ、特に５〜２０μｍであ
ることが好ましい。
造方法に関して詳細に説明する。原料粉末は水硬性アル
ミナ、カオリン、シリカフラワー及びムライト粉末を主
成分とする。また、原料粉末の組成は水硬性アルミナ、
カオリン、シリカフラワー及びムライトを６０：７：１
５：１８〜２５：２０：２５：３０、特に３５：１４：
２２：２９〜３９：１０：２６：２５であることが好ま
しい。原料粉末の組成において、上記の範囲外にある場
合には、ムライト質の生成が不十分となり、機械的強度
の向上が得られない。また、原料粉末を構成する前記各
成分の平均粒径は３〜４０μｍ、特に５〜２０μｍであ
ることが好ましい。
【０００７】アルミナファイバーは、ムライト質マトリ
ックスを補強するために配合される成分である。このア
ルミナファイバーは、原料粉末に対して５〜３５重量
％、特に１５〜２０重量％混合されることが好ましく、
これより少ないと得られる補強効果が発現しない。
ックスを補強するために配合される成分である。このア
ルミナファイバーは、原料粉末に対して５〜３５重量
％、特に１５〜２０重量％混合されることが好ましく、
これより少ないと得られる補強効果が発現しない。
【０００８】本発明においては、上記原料粉末及びアル
ミナファイバーとを必須成分とするが、スメクタイトの
粉末を添加してもよい。スメクタイトは粘土質であるこ
とから、水スラリーとした時の粘度調整剤として機能す
るとともに、スラリーの分散性を向上させることができ
る。また、原料成形体とする時の成形性及び形状安定性
が向上するとともに、焼成時に原料成形体の亀裂や破損
を防止することができ、焼成体の機械的強度を向上させ
ることができる。また、スメクタイトは、その焼成生成
物がマトリックス中に均一に分散して存在する。このス
メクタイトの添加量としては、原料粉末とアルミナファ
イバーとの合計量に対して０．５〜８重量％、特に１〜
４重量％であることが好ましい。
ミナファイバーとを必須成分とするが、スメクタイトの
粉末を添加してもよい。スメクタイトは粘土質であるこ
とから、水スラリーとした時の粘度調整剤として機能す
るとともに、スラリーの分散性を向上させることができ
る。また、原料成形体とする時の成形性及び形状安定性
が向上するとともに、焼成時に原料成形体の亀裂や破損
を防止することができ、焼成体の機械的強度を向上させ
ることができる。また、スメクタイトは、その焼成生成
物がマトリックス中に均一に分散して存在する。このス
メクタイトの添加量としては、原料粉末とアルミナファ
イバーとの合計量に対して０．５〜８重量％、特に１〜
４重量％であることが好ましい。
【０００９】そして、上記の原料粉末、アルミナファイ
バー及び必要に応じて添加されるスメクタイトとからな
る出発原料を水に混合してスラリーとし、これを脱水成
形してなる原料成形体を所定温度で焼成することで軽量
耐火物が得られる。ここで、スラリーにおける出発原料
と水との混合割合は、成形に支障の無い範囲であれば特
に制限されない。脱水成形は、例えばスラリーを金型に
注入した状態で乾燥炉中５０℃で１時間加熱した後、金
型から外し、更に乾燥炉中１００℃で１時間加熱、乾燥
して行われる。
バー及び必要に応じて添加されるスメクタイトとからな
る出発原料を水に混合してスラリーとし、これを脱水成
形してなる原料成形体を所定温度で焼成することで軽量
耐火物が得られる。ここで、スラリーにおける出発原料
と水との混合割合は、成形に支障の無い範囲であれば特
に制限されない。脱水成形は、例えばスラリーを金型に
注入した状態で乾燥炉中５０℃で１時間加熱した後、金
型から外し、更に乾燥炉中１００℃で１時間加熱、乾燥
して行われる。
【００１０】そして、原料成形体は、所定の温度で焼成
される。焼成温度はムライト質の生成に必要な温度であ
る。この温度は出発原料の組成により変化し、また一般
に焼成温度が高くなると、焼結体の収縮率が大きくなり
密度が高くなる傾向があることから、用途に応じて目的
とする密度と曲げ強度とを考慮して焼成温度を設定する
ことが好ましい。本発明においては、セッターとして実
用上好ましい密度１．０ｋｇ／ｃｍ3 以下、曲げ強度
８．０ＭＰａを目的としており、これらを満足するため
には、上記の好ましい原料組成において焼成温度は概ね
１６００〜１６５０℃である。
される。焼成温度はムライト質の生成に必要な温度であ
る。この温度は出発原料の組成により変化し、また一般
に焼成温度が高くなると、焼結体の収縮率が大きくなり
密度が高くなる傾向があることから、用途に応じて目的
とする密度と曲げ強度とを考慮して焼成温度を設定する
ことが好ましい。本発明においては、セッターとして実
用上好ましい密度１．０ｋｇ／ｃｍ3 以下、曲げ強度
８．０ＭＰａを目的としており、これらを満足するため
には、上記の好ましい原料組成において焼成温度は概ね
１６００〜１６５０℃である。
【００１１】上記の如く得られる本発明の軽量耐火物
は、ムライト質をマトリックスとし、その中にアルミナ
ファイバーが均一に分散し、またスメクタイトを添加し
た場合にはスメクタイト焼成生成物も均一に分散した構
造を有する。
は、ムライト質をマトリックスとし、その中にアルミナ
ファイバーが均一に分散し、またスメクタイトを添加し
た場合にはスメクタイト焼成生成物も均一に分散した構
造を有する。
【００１２】以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳細
に説明する。表１に示す割合で、出発原料と水とを攪拌
機を用いて２分間攪拌してスラリーを調製した。
に説明する。表１に示す割合で、出発原料と水とを攪拌
機を用いて２分間攪拌してスラリーを調製した。
【００１３】
【表１】
【００１４】そして、スラリーを金枠（１２０×１２０
×１０ｍｍ）中に流し込み、その表面をＳＵＳ製のコテ
を使用して平滑化した。尚、離型性を上げるためにグラ
スクロスを底部に敷き、金枠にマシン油を塗布した。次
いで、スラリーを流し込んだ金枠を乾燥炉中５０℃で１
時間加熱した後、金枠及びグラスクロスから外し、更に
乾燥炉中１００℃で１時間加熱、乾燥して原料成形体を
作成した。前記脱水成形した原料成形体を（株）広築製
ＨＬＦ ２０３ ５型高温電気炉を用いて、温度を変え
て空気中で３０分間保持して焼成した。焼成条件は、急
熱急冷とした。
×１０ｍｍ）中に流し込み、その表面をＳＵＳ製のコテ
を使用して平滑化した。尚、離型性を上げるためにグラ
スクロスを底部に敷き、金枠にマシン油を塗布した。次
いで、スラリーを流し込んだ金枠を乾燥炉中５０℃で１
時間加熱した後、金枠及びグラスクロスから外し、更に
乾燥炉中１００℃で１時間加熱、乾燥して原料成形体を
作成した。前記脱水成形した原料成形体を（株）広築製
ＨＬＦ ２０３ ５型高温電気炉を用いて、温度を変え
て空気中で３０分間保持して焼成した。焼成条件は、急
熱急冷とした。
【００１５】得られた焼成体について、密度及び収縮率
を測定するとともに、（株）島津製作所製オートグラフ
ＡＧ−Ａ型を用いて、３点曲げ試験を行った。下部支点
距離は、５０ｍｍ、クロスヘッド速度は、０．５ｍｍ／
ｍｉｎとした。測定結果を、図１及び図２に示す。実施
例１及び実施例２とも、ムライト台盤とＳＵＳとから構
成された従来品以上の曲げ強度を有し、特に本発明で目
的とする値を実現できた。また、密度に関しても、本発
明で目的とする値を実現できた。
を測定するとともに、（株）島津製作所製オートグラフ
ＡＧ−Ａ型を用いて、３点曲げ試験を行った。下部支点
距離は、５０ｍｍ、クロスヘッド速度は、０．５ｍｍ／
ｍｉｎとした。測定結果を、図１及び図２に示す。実施
例１及び実施例２とも、ムライト台盤とＳＵＳとから構
成された従来品以上の曲げ強度を有し、特に本発明で目
的とする値を実現できた。また、密度に関しても、本発
明で目的とする値を実現できた。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば下
記の如き作用効果が得られ、特にセッターの製造に好適
に適用することができる。 ムライトはその粉末自体の焼結性は良くないが、原料
粉末中に配合することにより、ムライト化反応の核とし
て作用させて、ムライト特有の耐熱性を焼成体（即ち、
本発明の軽量耐火物と同義）に効果的に付与することが
でき、焼成時間を短縮することができる。 水硬性アルミナはマトリックス形成の他に無機バイン
ダーとしての機能も果たし、脱水成形した成形体（以
下、原料成形体と呼ぶ）のハンドリング強度を増大させ
る。 スメクタイトを添加することにより、スラリーの粘性
が高まり、またスラリー調製時における混合中の剪断力
が増大して出発原料の分散性が良くなるとともに、水硬
性アルミナとゲル化反応を起こし原料成形体の硬化を促
進する。
記の如き作用効果が得られ、特にセッターの製造に好適
に適用することができる。 ムライトはその粉末自体の焼結性は良くないが、原料
粉末中に配合することにより、ムライト化反応の核とし
て作用させて、ムライト特有の耐熱性を焼成体（即ち、
本発明の軽量耐火物と同義）に効果的に付与することが
でき、焼成時間を短縮することができる。 水硬性アルミナはマトリックス形成の他に無機バイン
ダーとしての機能も果たし、脱水成形した成形体（以
下、原料成形体と呼ぶ）のハンドリング強度を増大させ
る。 スメクタイトを添加することにより、スラリーの粘性
が高まり、またスラリー調製時における混合中の剪断力
が増大して出発原料の分散性が良くなるとともに、水硬
性アルミナとゲル化反応を起こし原料成形体の硬化を促
進する。
【図１】実施例１において、焼成温度と得られた焼成体
の密度、曲げ強度並びに収縮率の関係を示すグラフであ
る。
の密度、曲げ強度並びに収縮率の関係を示すグラフであ
る。
【図２】実施例２において、焼成温度と得られた焼成体
の密度、曲げ強度並びに収縮率の関係を示すグラフであ
る。
の密度、曲げ強度並びに収縮率の関係を示すグラフであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 595109708 ナパック株式会社 長野県駒ヶ根市飯坂１丁目32番２号 (72)発明者 西山 文毅 長野県長野市丹波島２−２−３ (72)発明者 矢島 洋一 長野県長野市大字風間1374−15 (72)発明者 塚原 幹夫 千葉県印旛郡印西町小倉台１−１ (72)発明者 福田 力夫 長野県上水内郡牟礼村大字牟礼708−４ (72)発明者 館林 清夫 長野県長野市松代町東寺尾3893 (72)発明者 鈴木 明 長野県駒ケ根市梨ノ木６−24
Claims (2)
- 【請求項１】 水硬性アルミナ、カオリン、シリカフラ
ワー及びムライト粉末を主成分とする耐火物原料粉末
と、アルミナファイバーとを水と混合して得られたスラ
リーを脱水成形した後、高温焼成することを特徴とする
軽量耐火物の製造方法。 - 【請求項２】 前記耐火物原料粉末に、スメクタイトを
添加することを特徴とする請求項１に記載の軽量耐火物
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08077077A JP3094147B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 焼成受け治具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08077077A JP3094147B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 焼成受け治具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09263463A true JPH09263463A (ja) | 1997-10-07 |
| JP3094147B2 JP3094147B2 (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=13623730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08077077A Expired - Fee Related JP3094147B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 焼成受け治具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3094147B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005298227A (ja) * | 2004-04-06 | 2005-10-27 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | セラミックス構造体の製造方法及びセラミックス構造体 |
| JP2005298225A (ja) * | 2004-04-06 | 2005-10-27 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | セラミックス構造体用練土及びその製造方法 |
| US7735539B2 (en) | 2007-12-28 | 2010-06-15 | Nohara Guard System Co. Ltd. | Fire-resistant smoke-suppressant device |
-
1996
- 1996-03-29 JP JP08077077A patent/JP3094147B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005298227A (ja) * | 2004-04-06 | 2005-10-27 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | セラミックス構造体の製造方法及びセラミックス構造体 |
| JP2005298225A (ja) * | 2004-04-06 | 2005-10-27 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | セラミックス構造体用練土及びその製造方法 |
| JP4517104B2 (ja) * | 2004-04-06 | 2010-08-04 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | セラミックス構造体の製造方法及びセラミックス構造体 |
| US7735539B2 (en) | 2007-12-28 | 2010-06-15 | Nohara Guard System Co. Ltd. | Fire-resistant smoke-suppressant device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3094147B2 (ja) | 2000-10-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |