JPS61295277A - 耐磨耗耐火組成物 - Google Patents

耐磨耗耐火組成物

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JPS61295277A
JPS61295277A JP61148029A JP14802986A JPS61295277A JP S61295277 A JPS61295277 A JP S61295277A JP 61148029 A JP61148029 A JP 61148029A JP 14802986 A JP14802986 A JP 14802986A JP S61295277 A JPS61295277 A JP S61295277A
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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】 本発明は、高度の耐磨耗性を特性とする耐火組成物、特
に耐火性キャスタプルとして使用しうるそのような組成
物に関する。
従来の技術 耐火性キャスタプルは水硬性組成物である。それらは粒
状の耐火性骨材および化学結合剤よりなる。耐火性キャ
スタプルは乾燥した形で輸送し、水と混合して必要な稠
度にしたち適所に、コンクリートのように注いだり、詰
めたりあるいは打込んだり、ここで塗ったりあるいはエ
アーガンで吹付けたりしうる。耐火性キャスタプルは室
温で水によって強力に硬化し、そして温度の1昇につれ
て必要なセラミック結合となるまで、すぐれた強さを維
持する。キャスタプルは不規則な形の炉のライニング、
れんがでできたものの修繕および緊急に必要とされる特
殊な造形物の流し込成形に特に適している。多数のキャ
スタプル組成物が知られており、様々な特性を持つ公知
の組成物の各々は、種々な用途に有用なものとなってい
る。
そのような用途の一つに、耐火性キャスタプルを1石油
化学プロセスで使用される流動接触分解装置に用いる移
送ラインのライニングに使用するものがある。このよう
な装置では、非常に磨耗性の触媒が高速で移動し、その
ため極度の浸蝕ボテyシャルb−接触分解装置中に生じ
る。このような装置では、初期には、耐磨耗性ライニン
グはホスフェート結合耐火物からつ(られていて、これ
らは取り付けるのに大規模な固定と手でつき固める必要
があった。フォスフェート結合耐火物の取り付けの経費
を減じるために、精製工業では、金属7エルへの固定が
それほど大げさでなく、そして比較的速く注入すること
のできる、ステンレス鋼7フイバーを現場添加するキャ
スタプルを使い始めた゛。
L記のことから、取り付は時間および経費については改
良されたが1耐磨耗性が強まることが望まれた。
b″−望まれた。
石油化学関係の容器の耐磨耗性ライニングは、一般に化
学結合したまたはセメント結合した耐火性組成物である
。耐磨耗性は普通、強くて密な耐火性粒子、たとえば焼
成耐火粘土、およびアルミニウムオルトホスフェートま
たはアルミン酸カルシウムセメントよりなる強力な結合
剤を使うことによって得られる。セメントの場合、耐磨
耗性結合は、多量のセメントを、またはヒユームドシリ
カ、10%より下の量のセメント、および少ない水分で
流動性にする表面活性剤の組合せを使用することによっ
て得られる。少ない水分でキャストすることによって密
度が−改良、その結果少ないセメント量で高度に耐磨耗
性の結合が生じる。
取り付は経費の節約をさらに進めようとするため、流動
接触分解装置のオペレーターは、キャストを移送ライン
のより大きい部分で開始し、多くのより小さい部分のア
センブリーは除いた。移送ラインで使用された耐火性キ
ャスタプルは比較的速硬性のセメントでできており、こ
のような用途に使用するのに対して十分な時間、流動性
を持続しなかった。耐火物製造業者らはそれらの耐磨耗
性キャスタプルを再配会し、キャスティンググレードセ
メントを混入して可使時間を長くした。これらの製品は
要求される流動性および可使時間となったが、強度およ
び耐磨耗性はしばしば、通例のアルミン酸カルシウムセ
メントを含有する類似混合物より低かった。
問題点な解決するための手段および作用従って、本発明
の目的は、密度1強度および耐磨耗性が改良された、す
ぐれた流動性および比較的長い可使時間を特性とする耐
火組成物を提供するものである、この目的は、0.5−
5重量%の揮発シリカ、6.0〜15oO重量%の一6
5メツシュアルミナ、10〜40iit%のアルミン酸
カル7ウムセメントそして残余が、シリカ、アルミナま
たは耐火粘土よりなる群から選択した耐火性骨材、より
なる耐火組成物で達成される。
耐火性キャスタプル組成物を高度に磨耗性の環境の下で
使用する場合、非常にすぐれた耐磨耗性を有するキャス
タプルb”−要求される。さらに、比較的大きな部材の
ライン、たとえば流動接触分解装置で使用される移送ラ
インのライニング、に使用するとき、キャスタプルが取
り付けられるように、キャスタプルはすぐれた流動性と
比較的長い可使時間を持たなければならない。
第一の一連の配合物を製造した(以下の表1診照)。種
々の配合物において、断りがなげれば全てのパーセント
は重量%に基づくものである。この一連の配合物は、耐
火粘土キャスタプル中の微細アルミナ含有量を0〜15
%で増加させた場合の効果を示す。明りかなように、密
度、強度および耐磨耗性は、アルミナ含有量b−増加す
るにつれて改良される。アルミナ含有量?J″−0%の
配合物における8、 4 CC損失から、アルミナ含有
量が15%の配合物における7、 O(n損失への耐磨
耗性の改良は、アルミナ添加前に比較的すぐれた耐磨耗
性を有する種類の耐火物に対しては有意である。微細な
合成アルミナは耐火物工業において、耐火物の結合部分
の耐火性を改良するため、および耐火物が適当な粒度分
布を有することを保証するための微細物質として、一般
に使用される。
第二の一連の配合物をつくり、0〜5%の揮発シリカを
同じ耐磨耗性耐火粘土キャスタプルへ添加した場合の効
果を測定した。065%および2%の揮発シリカの添加
で、密度、強度および耐磨耗性す一改良された。揮発シ
リカの量が6%および5%で配合物は粘稠となり、前の
ように流動しなかった。密度および強度は悪くなったb
−1改良された耐磨耗性は保持された。揮発シリカはフ
ェロシリコン製造の際の、サブミクロンの非晶質副生成
物であり、よく知られた耐火物原料である。これは主に
、超微粒子源として、反応性シリカ源としておよび流動
性を改良する添加物として使用される。表0に示すよう
に、はんの少量をセメント含有配合物に使用しうるだけ
であり、さもないと流動特性に悪い影響を及ばず。
第三の一連の配合物をつくり、揮発シリカを微細アルミ
ナを含む耐火粘土へ加える効果を側定した。アルミナを
2%までシリカに代えるにつれて、密度1強度および耐
磨耗性が改良される。ンリ力量5%では、配合物は粘性
となり、流動性が悪くなる。しかじなり’−ら、耐磨耗
性は改良され続ける。
配合物Pは著しい耐磨耗性を有するが、配合物Nの方b
−1組成物を比較的大規模な用途のための耐火キャスタ
プルとして用いる場合に必要な特性である流動性がすぐ
れているので好ましい。揮発シリカと微細アルミナを一
緒に使う相乗効果に注目すべきである。配合物Nおよび
Pの耐磨耗性は、各材料を別々に使用した表Iおよび表
1に示すいずれの配合物よりもすぐれている。
第四の一連の配合物をつくった。各配合物は本発明に従
って配合した。各配合物は2%の揮発シリカおよび8%
の三種類の微細アルミナを含有していた。四つの配合物
は全て高度の低温圧潰強度および著しい耐磨耗性を持っ
ていた。A−17およびA−15反応性アルミナはほぼ
全sが1微細す焼結コランダム(アルファーアルミナ)
結晶からなる。これらは表面積が大きく結晶b1小さい
ため熱反応性である。すなわち、これらは比較的低温で
さらに焼結したりあるいは他の化合物と反応する。T−
61板状アルミナも本質的には100%のコランダム結
晶であるが、この材料を高温にまで燻焼させたところ、
粗い板状の非反応性結晶が生じた。A−2焼成アルミナ
は約90%のコランダム結晶および10%のベーターア
ルミナ(Na2O” 11 At203 )結晶である
。A−2焼成アルミナの熱反応性は、版状アルミナと反
応性アルミナの間である。表■にこれらのアルミナの様
々な特性を示す。
1%の揮発クリ力および9%の微細アルミナでさらに主
つの配合物を本発明に従ってつくった。
配合物Tは焼成耐火粘土粒子を基礎材料とするものであ
る。この樵の配合物は、すぐれた耐磨耗性を必要とする
場合に使用されてきた。配合物Uは融解石英粒子を基礎
材料とするものである。この配合物は、すぐれた耐磨耗
性と低い熱伝導性との組合せを必要とする場合に使用さ
れてきた。配合物Vは粗い板状アルミナを基礎材料とし
、極限強度および耐磨耗性を示す。板状アルミナは焼成
耐火粘土の10倍を越えるほど高価であるので、中程度
の特性の改良では高いコストは正当化されない。三つの
配合物は、100%の7Il力から、おおよそ50%の
シリカおよび45%のアルミナの耐火粘土、100%の
アルミナに至るまで使用しうる、基礎材料粒子の種類を
説明しようとするものである。耐火粘土と板状アルミナ
の間のアルミナ含有量を有する種々の高アルミナ粒子、
たとえば焼成ボーキサイト系カオリン、焼成ボーキサイ
ト、カイアナイトおよびアンダルサイト、があり、これ
らも本発明において満足に使用しうる。さらに、非アル
ミノンリケード、たとえば炭化珪素、窒化珪素またはど
のような酸性骨材も満足なものである。
次の一連の配合物は、セメント含有tの変化の効果を示
すものである。明らかなように、セメントが10%から
40%に増加するにつれて、低温圧潰強さおよび耐暦耗
性が一般に改良された。
表■ セメント含有量の評価 配合物名:         wxy 配合: 焼成スーパーデユーティフリ 70% 50% 50%
ントクレー、−6メツ7ユ A−17反応性アルミナ   8  8  8揮発シリ
カ         2  2  2CA−25Cキヤ
ステイング10  1  40グレードセメント 必要なキャスティング水、%:   8.0  8.0
  9.0高密度、pCf 250″Fで乾燥後:      138 151  
1511500″Fで5時間加熱後  156 14)
  14)磨耗試験(A S TM C−704)実施
例 最後σ)一連の配合物は、揮発シリカおよび微細アルミ
ナ含有量の上限および下限を定め、並びに流動特性およ
び物理特性の組合せのすぐれたものケ選択した好ましい
配合物を説明するものである。
表■ 配合物名:          Z   X   AA
配合: 揮発シリカ         0.525必要なキャス
ティング水、%:   8.4  8.0  7.6キ
ヤステイング特性二〇。5%の揮発クリ力を含有する配
合物はキャスティングの間満足な流動特性を有するが1
2%の揮発シリカを含有する配合物はどすぐれていない
。5%の揮発シリカな含有する配合物は流動性に乏しく
、その粘性のために取り扱いb′−難しく、キャスティ
ングの間に急速に乾燥してしまった。
嵩密度、pcf 250″F′で乾燥後      154 151  
1491500″F′で5時間加熱後  145 14
)  14)磨耗試験(ASTMC−70−4) 発明の効果 本発明の組成物は、高度の耐磨耗性、jぐれた流動性お
よび長い可使時間を必要とする用途に使用する耐火性キ
ャスタプルを提供するものである。
このような特性は流動接触分解装置の移送ラインのライ
ニングに要求される。
本明細書では、全てのパーセントは重−t%によるもの
であり、そして全てのメツクユサイズはタイラー標準シ
リーズに従って測定した。
各配合物の耐火性骨材の製造に焼成りレーのみを使用し
たが、他の耐火性骨材、たとえばシリカおよびアルミナ
並びに他の酸性骨材も使用することI!l′−できる。
本発明の好ましい具体例を説明してきたが、本発明はこ
れに限定すべきではなく、特許請求の範囲内で別なよう
に具体化してもよい。
(外5名)

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)0.5〜5重量%の揮発シリカ、3.0〜15重
    量%の−65メッシュアルミナ、10〜40重量%のア
    ルミン酸カルシウムセメントそして残余の耐火性骨材、
    よりなる耐火組成物。
  2. (2)上記組成物を、比較的高度の耐磨耗性を特性とす
    る耐火性キャスタプルとして使用するための、調合水の
    添加を含む、特許請求の範囲第(1)項記載の組成物。
  3. (3)耐火性骨材がシリカ、アルミナおよび耐火粘土よ
    りなる群から選択したものである、特許請求の範囲第(
    1)項記載の組成物。
  4. (4)耐火性骨材が4.5〜12重量%の−65メッシ
    ュ焼成粘土を含んでいる、特許請求の範囲第(3)項記
    載の組成物。
  5. (5)−65メッシュアルミナが実質的に8重量%であ
    る、特許請求の範囲第(4)項記載の組成物。
  6. (6)揮発シリカが実質的に2重量%である、特許請求
    の範囲第(5)項記載の組成物。
  7. (7)−65メッシュアルミナが実質的に8重量%であ
    る、特許請求の範囲第(1)項記載の組成物。
  8. (8)揮発シリカが実質的に2重量%である、特許請求
    の範囲第(1)項記載の組成物。
JP61148029A 1985-06-24 1986-06-24 耐磨耗耐火組成物 Granted JPS61295277A (ja)

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US74826085A 1985-06-24 1985-06-24
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