JPH03174369A - 不定形耐火物 - 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】

イ０発明の目的

【産業上の利用分野１ 本発明は、鉄鋼、ガラス溶融、セメント焼成又は産業廃
棄物の溶融等の高温領域で使用される耐火物に関する。 【従来の技術】 Ｃｒｏｏｎを含有する耐火物は高温における耐食性に優
れているため、鉄鋼用、ガラス溶融用又はセメント焼成
用の゛耐火材として広範囲に使用されている。しかしな
がら使用条件の苛酷化に伴ない、従来のＣｒ＊０５−Ａ
１ｍＯｓ系耐火物ではその耐食性が十分に対応できない
ようになってきた。また、省エネルギ一対策として、炉
の昇温あるいは降温速度を早めることに伴なう耐スポー
リング性を向上する必要性も高まっている。 特開昭６３−３０３６３号公報にはＡ１＊Ｏｓ　２０〜
６０重量％、Ｃｒａｂｓ　３５〜７０重量％、その合計
が９０重量％以上で、５〜１０％の鉱化剤を含有し、見
香気孔率が１０〜２０％の焼結耐火煉瓦が開示されてい
る。しかし、この耐火煉瓦ではＡｌｔｏｓの含有量が多
く、溶融炉のスラグ等への長期間の使用に対して耐食性
が必ずしも十分でなかった。またこの煉瓦をプラントに
使用した場合、昇温、降温時に亀裂、滑落などの大きな
問題を起し、耐食性を多少犠牲にしても耐スポーリング
性を向上することが重要であることの方が多いことも明
らかになってきた。 ［発明が解決しようとする課題１ 本発明は、十分な耐スポーリング性と耐食性とを有する
不定形耐火物を提供することを目的とする。 口０発明の構成 ［課題を解決するための手段Ｊ 本発明に関わる不定形耐火物は、Ｃｒ＊Ｌ　５０〜９０
重量％、Ａｌ＊０＊　　５〜２０重量％、２１０３１〜
２０重量％及び鉱化剤１〜１０重量％を含む粒子径１〜
１０ｍｍの骨材粒子５５〜８５重量部並びにＣｒｘＯｓ
　５０〜９０重量％及びセメント成分を１０〜５０重量
％含む粒子径１ｍｍ以下で前記骨材粒子より細かい微細
粒子１５〜４５重量部に水を加えて混練固化することに
より得られ且つ見かけ気孔率１０〜４０％であることを
特徴とする。或はこれを更に焼成したものであっても良
い。 骨材粒子原料の組成としてはＣｒａｂｓ含有量が多いほ
ど耐食性は向上するが、９０重量％以上ではＣｒａｂｓ
が蒸発するなどして焼結が困難となる。 ＡｌｆＯ□は少ない方が耐食性が良く、２０重量％を越
えると耐食性は良くない。しかしＡｌｔｏｓは焼結助剤
として５重量％以上は必要である。 ＺｒＯｍは多い程耐食性が良い、しかし２０重量％以上
では効果が飽和する。　ＺｒＯ，は高価なので１０重量
％以下が好ましい、またＺｒＬは焼結助剤として１重量
％以上は必要である。 これらの原料の混合物にＴｊＯｔ−５ｉｆｔ、ＦｅｔＯ
ｍ、ＭｇＯ等を鉱化剤として１〜１０重量％加えて焼結
または電融後粉砕して粒子径１ｘ１０ｍｍの骨材粒子と
する。 骨材粒子の粒子径が１ｍｍ以下では低充填となり、その
結果気孔率が大となり耐蝕性が劣るようになる。骨材粒
子の粒子径が１０ｍ　ｍ以上では高充填となり、気孔率
が小さく耐蝕性に優れるという点では好ましいが、その
反面成形性及び作業性に難点がある。骨材粒子は焼結晶
でも電融品でもよいが、電融品の方が好ましい。 骨材粒子は煉瓦のように一度焼結または電融したものを
粉砕することにより得られるので、粒度分布を有してい
る。従って粒子径１０ｍ　ｍ以上、或は１ｍｍ以下の粒
子が骨材粒子中に若干混入することはあり得るが、大部
分、例えば９０％以上の粒子が粒子径１〜１０ｍｍの範
囲にあるならば、粒子径１０ｍ　ｍ以上或は１ｍｍ以下
の粒子を厳密に篩別する必要はない。 微細粒子原料の組成としてはＣｒｘＯｓが主成分である
が、キャスタブルな不定形耐火物とするためにセメント
成分が必要である。 微細粒子の主成分であるＣｒｘＯｓは５０重量％以上必
要である。５０重量％未満では耐食性が極めて劣ってし
まうからである。 セメント成分は１０重量％以上必要である。１０重量％
未満では室温或は昇温時におけるキャスタブルの強度が
不十分となるからである。セメント成分としてはＣａｂ
−Ｓｉ０ｇ系のポルトランドセメント成分に限られるも
のではなく、Ｃａｂ−Ａｌｔｏｓ系、Ｃａｂ−５ｉｎｓ
−Ａｌａｒｍ系、ＣａＯ−Ｍｇ０−Ａｌｔｏｓ系、ＣＣ
ａＯ−Ｍｇ０−５ｉＯ系、ＣａＯ−５ｉＯｔ−ＺｒＯｔ
系またはリン酸系セメント等も用いられ、ＮａＪやに、
０あるいはＦｅｔＯｍを含んだものであっても良い。 微細粒子の粒子径は１ｍｍ以下で前記骨材粒子より細か
いものとする０粒子径が１ｍｍを越えると混練に際して
スラリー化が難しくなる。 微細粒子は粒子径１ｍｍ以下のＣｒｘＯｓ　５０〜９０
重置％と前記粒子径１ｍｍ以下のセメント成分１０〜５
０重量％とを混合することにより得られる。 微細粒子も骨材粒子と同様に粒度分布を有している０粒
子径１ｍｍ以上の粒子が微細粒子中に若干混入すること
はあり得るが、大部分、例えば９０％以上の粒子が径１
ｍｍ以下であれば良く、粒子径１ｍｍ以下の粒子を厳密
に篩別する必要はない。粒子径の下限は特に限定しない
が、例えば粒子径０．１μｍ以下というような超微粒子
では充填性が悪くなるので、あえて極限まで微粉砕した
ものを用いる必要はない。 以上のような骨材粒子５５〜８５重量部と微細粒子１５
〜４５重量部に水を加えて混練する。 骨材粒子と微細粒子との混合比について述べると、骨材
粒子は耐食性を向上させるために微細粒子よりも多いほ
うが望ましく、５５重量％以上必要であり、一方微細粒
子はキャスタブルとしての成形性を保つために少なくと
も１５重量％以上必要である。 水の添加量は骨材粒子と微細粒子の合計量に対し５〜２
０重量％程度が適当である。 この際有機バインダー（解コウ剤としても作用する）を
添加しても良い、有機バインダーとしてはアクリル系界
面活性剤等が挙げられる。 有機バインダーの添加量は骨材粒子と微細粒子の合計量
に対しＯ０１〜３重量％程度が適当である。 スラリー化した混練物は所望の型に流し込み、養生して
固化させる。振動プレスで加圧成形することも可能であ
る。水分量と有機バインダーの量を変えることにより養
生時間をコントロールすることが可能である。 離型することにより、そのまま製品となり得るが、更に
空気中１６００〜１８００℃の温度で加熱処理しても良
い。 混練固化物の見かけ気孔率は１０〜４０％、好ましくは
１５〜３５％、さらに好ましくは２０〜３０％とするの
が耐スポーリング性向上の点で重要である。見かけ気孔
率４０％以上では耐食性は良くない。 見かけ気孔率は原料として用いる骨材粒子の粒子径、微
細粒子の粒子径、それらの混合比率、水の添加率、有機
バインダーの種類及び添加率などにより定まる。必要に
応じて混練固化物をプレスして見かけ気孔率を調整する
こともできる。 気孔率１０％以下のものは水分量を調整し加圧成形する
ことにより製造可能であるが、耐スポーリング性が劣り
好ましくない。 以下実施例により本発明を具体的に説明する。 先ず第１表に示す組成及び粒子径の骨材粒子並びに第２
表に示す組成及び粒子径の微細粒子を用意した。 実施例１ 第１表に示すへ組成の骨材粒子（粒子径１〜５ｍｍ）１
６ｋｇ及び第２表に示すｄ組成の微細粒子（粒子径＜１
．０ｍｍ）４ｋｇに水２ｋｇを加えて混合し混練した。 この時、有機バインダーとしてアクリル系界面活性剤０
．２ｋｇを同時に添加した。 スラリー化した混練物を型に流し込み、１昼夜養生し固
化させて気孔率２０〜３０％の耐火物を調製した。 実施例２ 第１表に示すＡ組成の骨材粒子（粒子径１〜５ｍｍ）　
１４　ｋ　ｇ及び第２表に示すｂ組成の微細粒子（粒子
径＜１．０ｍｍ）６ｋｇを用いた以外は実施例１と同様
にして気孔率２５〜３０％の耐火物を調製した。 第 表 第 表 ＊：主成分はアルミナセメント 実施例３ 第１表に示すＢ組成の骨材粒子（粒子径１〜１０ｍｍ）
１２ｋｇ及び第２表に示すＣ組成の微細粒子（粒子径＜
０．５ｍｍ）８ｋｇを用いた以外は実施例１と同様にし
て気孔率３０〜３５％の耐火物を調製した。 実施例４ 第１表に示すＢ組成の骨材粒子（粒子径１〜１０ｍｍ）
１２ｋｇ及び第２表に示すＣ組成の微細粒子（粒子径＜
０．５ｍｍ）８ｋｇを用い、空気中１７００℃で加熱し
た以外は実施′例１と同様にして気孔率３０〜３５％の
耐火物を調製した。 実施例５ 第１表に示すＣ組成の骨材粒子（粒子径１〜１０ｍｍ）
１２ｋｇ及び第２表に示すａ組成の微細粒子（粒子径＜
０．５ｍｍ）８ｋｇを用いた以外は実施例１と同様にし
て気孔率３０〜３５％の耐火物を調製した。 実施例６ 第１表に示すＣ組成の骨材粒子（粒子径１〜１０ｍｍ）
１２ｋｇ及び第２表に示すａ組成の微細粒子（粒子径＜
０．５ｍｍ）８ｋｇを用いた以外は実施例１と同様にし
てスラリー化し、型に流し込んだ後加圧することにより
気孔率１０−１５％の耐火物を調製した。 比較例１ 第１表に示すＡ組成の骨材粒子（粒子径１〜５ｍｍ）１
８ｋｇ及び第２表に示すａ組成の微細粒子（粒子径＜０
．５ｍｍ）２ｋｇを用いた以外は実施例１と同様にして
耐火物を調製しようとしたが、成形不能であった。 比較例２ 第１表に示すＡ組成の骨材粒子（粒子径１〜５ｍｍ）１
６ｋｇ及び第２表に示すＣ組成の微細粒子（粒子径＜１
．Ｏｍｍ）４ｋｇを用いた以外は実施例１と同様にして
耐火物を調製した。 比較例３ 第１表に示すＡ組成の骨材粒子（粒子径１〜５ｍｍ）１
６ｋｇ及び第２表に示すｆ組成の微細粒子（粒子径＜１
．０ｍｍ）４ｋｇを用いた以外は実施例１と同様にして
耐火物を調製した。 比較例４ 第１表に示すＤ組成の骨材粒子（粒子径１〜５ｍｍ）１
４ｋｇ及び第２表に示すｄ組成の微細粒子（粒子径＜１
．Ｏｍｍ）６ｋｇを用いた以外は実施例１と同様にして
耐火物を調製した。 各実施例及び比較例の耐火物の試験結果を第３表に示す
。 実施例の各サンプルは耐食性が良好で、スポーリングサ
イクルテストでも良い結果を示した。 これに対し、比較例２のサンプルは使用した微細粒子が
Ｃｒ、０．のみでセメント成分を有しないためキャスタ
ブルの強度がなく昇温時に亀裂が多く発生した。一方、
Ｃｒｙ’ｓが５０重量％以下微細粒子を使用した比較例
３のサンプルは侵食が大であった。またＣｒｍ０＊が３
５重量％以下の骨材粒子を使用した比較例４のサンプル
も侵食が大であった。 （以下余白） 比較例５ 特開昭６３−３０３６３に開示された公知技術により、
第４表に示す組成の焼結耐火煉瓦を調製した。 １０００℃におけるスポーリングサイクルテストで１０
〜１５回クリアーしたが、テストプラントにおいてヒビ
割れ、脱落が発生した。 ハ１発明の効果 耐食性が向上し、耐スポーリングが改善され、産業廃棄
物溶融炉等の特殊な条件でも十分に使明可能な耐火物が
得られる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　Ｃｒ＿２Ｏ＿３５０〜９０重量％、Ａｌ＿２Ｏ＿３
   ５〜２０重量％、ＺｒＯ＿２１〜２０重量％及び鉱化剤
   １〜１０重量％を含む粒子径１〜１０ｍｍの骨材粒子５
   ５〜８５重量部並びにＣｒ＿２Ｏ＿３５０〜９０重量％
   及びセメント成分を１０〜５０重量％含む粒子径１ｍｍ
   以下で前記骨材粒子より細かい微細粒子１５〜４５重量
   部に水を加えて混練固化することにより得られ且つ見か
   け気孔率１０〜４０％である不定形耐火物。 ２　Ｃｒ＿２Ｏ＿３５０〜９０重量％、Ａｌ＿２Ｏ＿３
   ５〜２０重量％、ＺｒＯ＿２１〜２０重量％及び鉱化剤
   １〜１０重量％を含む粒子径１〜１０ｍｍの骨材粒子５
   ５〜８５重量部並びにＣｒ＿２Ｏ＿３５０〜９０重量％
   及びセメント成分を１０〜５０重量％含む粒子径１ｍｍ
   以下で前記骨材粒子より細かい微細粒子１５〜４５重量
   部に水を加えて混練固化することにより得られ且つ見か
   け気孔率１０〜４０％である成形物を更に焼成すること
   により得られる不定形耐火物。