JPS583998B2 - フテイケイタイカザイ - Google Patents

フテイケイタイカザイ

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JPS583998B2
JPS583998B2 JP50019327A JP1932775A JPS583998B2 JP S583998 B2 JPS583998 B2 JP S583998B2 JP 50019327 A JP50019327 A JP 50019327A JP 1932775 A JP1932775 A JP 1932775A JP S583998 B2 JPS583998 B2 JP S583998B2
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高橋満直
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Teikoku Kako Co Ltd
Nippon Rutsubo KK
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Teikoku Kako Co Ltd
Nippon Rutsubo KK
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶融金属を処理する容器、樋などの内張り等に
用いられる不定形耐火材に関するものである。
溶融金属を処理する容器、樋などの内張りには、多種類
の形状を必要としまた内張り施工に手間と時間を要する
煉瓦状をなす定形耐火物に代って不定形耐火材が広く用
いられるようになっている。
不定形耐火材の施工方法には吹付け法、鋳込法、スタン
プ法など種々の方法があるが、振動成形法は容易に最終
形状が得られること、ラミネーションなどの発生がなく
均一な組織をもつ成形体が得られることなどの点で優れ
た施工法とされている。
振動成形用不定形耐火材には、それに振動を与えると粘
性が低下して流動性を生じ、成形能が附与され、振動を
除くと固化し成形される所謂チクソトロピー性があるこ
とが必要である。
珪酸物質、珪酸一アルミナ質物、アルミナ質物、炭化物
、窒化物、炭素質物などの耐火性粉粒物にシリカゾル、
アルミナゾル、あるいはシリカゾルとアルミナゾルの混
合物を結合材として加えたものは前記チクソトロピー性
を具備しており、かつ乾燥収縮が少く亀裂の発生が少い
ので振動成形用耐火材として優れたものであるが、次の
問題点がある。
シリカゾルやアルミナゾル、あるいはこれらの混合物の
結合材としての結合力の発現は、乾燥時には微粒子の凝
集力により、高温にあっては微粒子のｓｉｎｔｅｒ（焼
結）によるものと見られるが、シリカゾルの焼合温度は
約１，１００℃以上であり、アルミナゾルは約１，２０
０℃以上であって、乾燥時から焼結する温度までの強度
は必ずしも充分ではなく、これら不定形耐火材を施工し
たのち、溶融金属を受けるまでの予熱、移動などの工程
で損傷を受けることが多く、特に第１回目の溶融金属を
受ける際の機械的、熱的衝撃によって損耗することが甚
だ大きい。
また、シリカゾルやアルミナゾルはｐＨの変化に対する
安定領域がせまく、シリカゾルはｐＨ２．７〜３，１あ
るいはｐＨ９．０〜９．８であり、アルミナゾルはｐＨ
２．５〜５．５の範囲にあって、ｐＨがこの範囲外に逸
脱すると、ゲル化してそれぞれ水液性の特性、特にチク
ソトロピー性が失われる性質がある。
そのために前記乾燥時から焼合温度までの強度を増大す
ることを目的に水に可溶性の塩類などを結合材として併
用添加することも考えられるが、場合、シリカゾル、ア
ルミナゾルのｐＨに大きな変化を与えてゲル化などによ
り水性ゾルの特性が失われ振動成形を行なうことができ
ない。
本発明は前記問題点を解決するためになされたもので、
前記シリカゾル、アルミナヅル、あるいはその双方を結
合材として含む耐火性組成物に水に不溶もしくは難溶性
のりん酸塩を添加したことを特徴とする不定形耐火材で
ある。
この耐火材は前記乾燥時から結合に至るまでの比較的低
温度の加熱において著しく強度が増大するのみならず、
高温度においても従来の結合材だけのものより更に大き
な強度が得られ、しかも施工時の特性が何ら阻害される
ことのない優れた耐火材料である。
本発明に用いる水に不溶もしくは難溶性のりん酸塩は２
３０℃以上の温度で合成される固体酸であれば使用でき
るが、例えばＫ一物質と呼ばれるりん酸塩は、その製造
法の一方法として特開昭４７−２３３９７及び特開昭４
９−１０９２９８に記載されているように、アルミニウ
ムまたはアルミニウム含有物質及びりん酸質物質からな
りかつＰ２０５／Ａｌ２０３のモル比が１〜６の混合物
を９０〜４５０℃の温度で攪拌下に加熱して不透明半固
体状のものを得、ついでこれを３００〜４５０℃の温度
に再加熱して脱水結晶化することを特徴とするりん酸ア
ルミニウムの製造方法より得るものである。
この物質はＸ線回析において２θ＝１１．２°の所に特
徴的なピークを有し、酸強度はＰＫａ＝１．５のいわゆ
る弱酸型の固体酸で、従来の固体酸に比べ酸性度が極め
て高いことと、水に不溶もしくは難溶性であることを特
徴としている。
本発明に使用される例えば前記Ｋ一物質が水に不溶もし
くは難溶性であることは極めて重要な性質で、前述のシ
リカゾル、アルミナゾルあるいはこれらの混合物などの
ｐＨを変化させないために必要な条件である。
更に水に可溶性の塩類、例えば珪酸ソーダや第１りん酸
アルミニウムなどを水とともに不定形耐火材の結合材と
して添加すると、不定形耐火材を施工した後の乾燥の段
階において塩類が水とともに表面に拡散して来るなどの
理由により、施工体表面に緻密な皮膜が形成され、それ
以後の耐火物内部の水分の拡散蒸発が甚しく阻害されて
乾燥に長い時間と厳密な温度の管理を必要とする。
これに対して前記Ｋ一物質は水に不溶もしくは難溶性の
固体であるから、前記シリカゾル、アルミナゾルあるい
はこれらの混合物を共用してもその特性を失わせること
がなく、更に水とともに不定形耐火材の結合材として添
加しても、施工後の乾燥時にあっては、水のみが表面に
拡散し蒸発するから、施工表面に皮膜を形成することが
ない。
従って通常の不定形耐火材と同様の速度で加熱乾燥する
ことができて極めて有利である。
水にもしくは難溶性のりん酸塩は前記シリカゾル、アル
ミナゾルあるいはこれらの混合物に対しては固体酸とし
て作用するものと見られるが、本発明の目的のためには
常温では前記ゾルと反応せず、しかも酸性度が大きく、
いわゆる活性点が多く、加熱過程において反応性に富む
りん酸塩が耐火性の結合材として有効であり、これらり
ん酸塩の金属の種類としては周期率表第２族のマグネシ
ウム、カルシウム、第３族のアルミニウム、第４族のシ
リコン、チタニウム、ジルコニウム、第６族のクロム、
モリブデン、タングステン、第７族のマンガン、第８族
の鉄、コバルト、ニッケルなどがある。
例えば特開昭４９−３４４９９に記載のりん酸チタニウ
ムは同じ目的に使用することができる。
また、これら金属から選ばれた２種以上の金属のりん酸
塩の混合体あるいは複合体も使用することができる。
本発明の態様を実施例について説明するに、耐火性粉粒
物は施工する容器、樋などの大きさ、内張りの厚さ、目
的とする溶融金属の種類、温度、時間などの処理方法な
どによって適宜選択し、粒度を調整して使用する。
結合材に使用するシリカゾル、アルミナゾルには含有す
る固形分の量によって種類があるが、耐火性粉粒物に振
動成形を可能ならしめるチクントロピー性を与え、かつ
必要な強度を与えるためには固形分５％以上を含有する
ゾルを用いることが望ましい。
耐火性粉粒物に対するこれらゾルの添加量は耐火性粉粒
物の質と粒度によって多少異るが、耐火性粉粒物１００
重量部に対して５重量部以下では振動を与えてもチクソ
トロピー性を生ぜず、充分な成形が不能であり、２０重
量部以上では混合物が軟弱に過ぎて振動成形後の保形性
が悪く、また乾燥に甚だ長時間を要するので好ましくな
い。
水に不溶もしくは難溶性のりん酸塩は２００Ｍｅｓｈ（
７４μ）を通過するものが８０％以上になるように微粉
砕して使用することが好ましく、訟加量は耐火性粉粒物
の１００重量部に対して０．３重量部未満ではその効果
は少ない。
別紙表１に実施例の配合を重量部比率で示す。
比較のためにそれぞれの本発明品に対する比較例を記載
した。
耐火性粉粒物を良く混合した後、ゾル及び水に不溶もし
くは難溶性のりん酸塩を加え、更に混合して混合物を内
径５０ｍｍの円筒形の型に入れ、混合物の上面に円筒型
に容易に挿入できる上型をのせ、型全体を振動台に載置
して振幅１ｍｍ、加速度７．４Ｇ，振動数３．６０Ｏｒ
−ｐ−ｍの振動を１０分間与えて成形した。
成形体を型よりはずし、室温中で一昼夜養生した後、１
１０±５℃の乾燥器で乾燥し、さらに５００℃、８００
℃、１２００℃，１４５０℃に焼成してそれぞれの物理
的性質を測定した。
焼成温度を前記の如く設定したのは５００℃及び８００
℃は不定形耐火材を実際に溶融金属の処理用容器などに
施工した際、予熱等の操作で容易に到達し得る温度であ
り、１２００℃及び１４５０℃はゾルの焼結温度以上で
あり、また溶融金属を受けた時に耐火材が到達すると見
られる温度である。
測定した結果を別紙表２に示す。
表２に見られる如く、水に不溶もしくは難溶性のりん酸
塩を添加したものは、シリカゾル、アルミナゾルあるい
はそれらの混合物のみを結合材に使用したものに比べ５
００℃、８００℃の焼成において格段の強度が発生して
おり、１２００℃、１４５０℃焼成においても強度が増
大している。
その理由は未だ明らかではないが、５００℃及び８００
℃の焼成で強度が犬になるのは、添加物である水に不溶
もしくは難溶性のりん酸塩、即ちＫ一物質であるりん酸
アルミニウムあるいはりん酸チタニウムなどが、いずれ
も５００℃未満の温度で合成された物質であるため、そ
れ以上の加熱において反応を生じたものと見られ、また
１２００℃、１４５０℃の焼成において更に強度が増大
しているのは、ゾルとりん酸塩の反応により相乗効果に
よるものと思われる。
また、耐火性粉粒物に前記ゾル及びりん酸塩を加えて混
合したものを、蒸発を防止するよう密封して室温中で保
管し、１０日後、２０日後及び３０日後に前記成形法に
よって成形し、嵩密度を測定した。
その結果を表３に示す。
上記表３に見られるように、本発明品は比較例に比べて
３０日間を経過しても成形後の嵩密度には変化がなく、
これは振動成形性能即ちチクソトロピー性による成形能
は全く減少していないことを示している。
尚、本発明品は粉粒体と水性ゾルを別個に保管し、施工
現場において両者を混合するようにしてもよい。
上述の如く、本発明品はシリカゾル、アルミナゾル、あ
るいはこれらの混合物を結合材にした不定形耐火材の、
これらゾルによる振動成形能に変化を与えることなく、
その欠点であるこれ等ゾルの焼結温度までの強度を犬に
して施工後の予熱及び第１回目の溶融金属を受けるとき
の機械的損耗を防ぎ、さらに溶融金属処理温度域におけ
る強度が増大するから、耐火物としての耐用時間が長く
なり、特に振動成形用不定形耐火材として優れた特性を
有している。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ シリカゾル、アルミナゾル、あるいはその双方を結
    合材として含む耐火性組成物に水に不溶もしくは難溶性
    のりん酸塩を添加したことを特徴とする不定形耐火材。
JP50019327A 1975-02-15 1975-02-15 フテイケイタイカザイ Expired JPS583998B2 (ja)

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IT48091/76A IT1053852B (it) 1975-02-15 1976-02-13 Materiali refrattari monolitici
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