KR810001023B1 - 알루미나 내화물 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

알루미나 내화물

본 발명은 휘발시킨 실리카 결합제를 가지는 알루미나 내화성 물질 특히 알루미나 함량이 높은 내화성 물질에 관한 것이다.

이것은 보통 약 50 내지 99%의 Al₂O₃를 함유하는 내화성 물질을 포함한다. 본 발명이 알루미나 함량이 높은 내화성 물질에 관한 것을 기술한 것이지만 본 발명은 상기 알루미나 내화성물질만을 제한하는 것은 아니며 결합제로서 휘발시킨 실리카를 사용할 수 있는 모든 내화성 물질을 포함한다. 휘발시킨 실리카를 사용할 수 있는 모든 내화성물질을 포함한다. 휘발시킨 실리카 결합제가 알루미나 내화성 혼합물내에서 사용될때 우수한 특성을 나타낸다는 것은 공지된 사실이다. 휘발시킨 실리카를 적절한 비율로 함유하여 증가되는 성질에는 파괴계수, 명백한 다공율, 선상변화, 용량변화 및 광물의 대할(大割) 등이 있다.

연무 실리카로도 불리는 휘발시킨 실리카는 증기상으로 부터 침적된 무정형 실리카이다. 이러한 형태의 전형적인 실리카는, 규소철과 같은 실리콘 합금을 형성하는 실리콘을 환원시켜 수득한다. 유사한 연무실리카는, 또한 석영을 탄소 또는 다른 적절한 환원제로 환원한후 상기의 환원 증발생성물을 산소발생기체로 처리하고 또한 실리카를 미분된 형태로 응축하여서도 제조한다. 상기 실리카의 분석은 2 내지 3%의 FeO, MgO 및 Al₂O₃를 갖인 적어도 90%, 보통 95%의 SiO₂이다.

이와 같은 형의 내화성물질은 목적하는 알루미나 물질을 마쇄하고 선별하고 혼합하여 제조하여 이 내화성물질이 사용된 알루미나 원광의 다른 천연성분으로 구성되는 잔여물질과 함께 목적하는 알루미나 조성을 갖도록 한다. 체에 의한 정확한 크기결정은 사용되는 원료 및 내화성물질이 쓰이는 목적에 의해 좌우되지만 그 지식 및 기술은 내화성분야에서 잘 알려진 문제이다. 배치무게를 기준하여 적어도 1 내지 10%까지의 양으로 휘발시킨 실리카를 배치내에 혼합하는 것은 통상적인 방법이며 상기의 휘발시킨 실리카는 건조형태로 가한다. 내화성 물질의 제조에 사용되는 기지의 여러가지 일시적인 결합제를 배치에 가한 후 상기배치를 물로 조정하여 원하는 견고성을 수득한다. 알루미나 내화성물질에서 휘발시킨 실리카를 사용하는 것에 관한 참고는 미합중국 특허 제3,067,050호 및 3,652,307호로 인용했다. 이러한 내화성물질은 벽들을 만드는데 사용하거나 물질을 다져 넣거나 사격용으로 사용된다. 휘발시킨 실리카의 입자모두는 0.3마이크론보다 실질적으로 더욱 미세하고 0.3 내지 0.003 마이크론사이의 크기를 갖는 전형적인 입자이다.

휘발시킨 실리카는 내화성입자 및 다른 성분들과 혼합되기에 앞서 산성화슬러리 형태로 제조된다. 휘발시킨 실리카를 물 산 및 분산매와 혼합하여 슬러리를 제조한다. 다음의 표는 슬러리에 대한 바람직한 조성물 및 허용되는 조성물의 범위를 나타낸다.

이 슬러리는 실리카 입자가 약 10배정도 큰 콜로이드성의 실리카 현탁액과는 다르다. 콜로이드성의 현탁액은 규산나트륨 용액으로부터 시작하고 이온교환과정을 사용하기 때문에 생성하기 때문에 훨씬 비용이 많이 든다. 휘발시킨 실리카는 값싼 실리카는 값싼 실리카원이다. 실리카와 내화성 물질의 건조혼합물 대신 산성 및 수성슬러리를 사용하면 물중의 실리카를 적어도 1부 이상 증가시켜 따라서 결합성질을 높여 준다. 또한 수성슬러리는 건조혼합물을 사용하여 수득한 것보다 내화성 입자내에서 더 균일한 실리카 분산액을 얻는다. 상기 슬러리 형태는 또한 혼합하는 동안 연무의 손실을 감소시킨다. 슬러리가 산성화되는 사실은 산성화되지 않은 슬러리를 사용하여 수득한 것보다 훨씬 우수한 성질을 나타낸다. 산은 결합제로서 더욱 잘 수행되도록 휘발시킨 실리카와 반응시켜 부착성 규산을 형성하는 효과를 가진다. 염산이 바람직하지만 연산에 의해 형성된 규산 결합과 동일하거나 해당하는 실리카와 결합을 형성하므로 인산도 또한 사용된다. 상기의 표에 언급된 농염산은 20°Be'(32%염산) 이지만 이에 상당하는 량의 다른 농도로 사용된다.

휘발시킨 실리카 슬러리는 슬러리의 높은 고체하중을 견디게 하는 분산매를 또한 함유한다. 산성화된 슬러리내의 특별한 물질상에 같은 부담을 주는 물질은 입자들 상호간에 반발을 일으켜 유동상태로 유지시킨다. 이것은 고형물질이 점성의 덩어리로 응집되는 것을 막는다. 사용되는 분산매는 리그노 설폰산의 96% 칼슘염 및 1.2%의 글루코오즈로 구성되는 침엽수 목제에서 사탕을 제거한 추출물질인 상품명이 ＂토라닐B(ToranilB)＂인 수용성 분말이다. 사용되는 다른 분산매로는 고도로 중합시킨 나프탈렌 설포네이트 및 폴리아크릴레이트의 알칼리염이 있다. 다른 분산매들도 계와 조화되는 한 사용될 수 있다. 규산나트륨과 같은 강한 알칼리성 분산매는 산성 중간체내에서 침전을 야기시키며 조화되지도 않는다.

본 발명의 휘발시킨 실리카슬러리는 비교적 크기가 큰 입자의 내화성 취합물질, 하소시키거나 또는 비교적 미세한 입자의 알루미나, 흑연 및 습태강도 결합제와 혼합된다. 다른 선택성분을 하기에 기술한다.

용융알루미나, 관상알루미나 및 하소시킨 도로와 같이 알루미나를 함유한 물질 또는 알루미나로부터, 취합제물질을 선택한다. 취합제 물질은 3메쉬 내지 100매쉬의 범위내의 입자크기의 분포를 갖는다.

몇가지 예가 다음에 나타나 있다.

하소시킨 미세한 알루미나입자는 325메쉬 또는 그 이하의 크기를 가지며 단지 5% 이하만이 325메쉬의 체에 머물러 있다. 하소시킨 알루미나 입자는 실리카연무와 결합하여 강한 물라이트(규산 알루미늄)을 형성한다. 혼합물 내의 흑연은 생성된 내화성 물질의 부식을 지체시킨다. 자연에 그대로 존재하는 흑연은 75 내지 80%의 탄소를 함유하는 것이 적절하다. 저급 흑연은 매우 해로운 화분을 제공한다. 흑연은 일반적으로 마그너스 40메쉬로 나타나는 입자크기를 갖는다. 전현적인 40메쉬의 멕시칸 흑연은 다음과 같은 입자크기의 분포를 갖는다.

습태강도 결합제는 웨스턴벤토나이트와 여러가지 본드 및 블클레이와 같이 이러한 목적에 사용되는 통상적인 물질에서 선택한다. 이들 물질은 모두 비교적 미세한 크기의 입자이며 단 7% 정도만이 세척시 270메쉬 체에 남아있다. 전술된 ＂토라닐 B＂ 결합제 및 토역청광 결합제와 같은 다른 결합물질도 사용된다. 사용되는 토역청광 결합제는 ＂코레츠레진＂이라는 상품명이로 팔리며 복잡한 구조를 갖는 천연의 토역청광과 유기결합제의 부가제 및 비활성 충진제의 조성물로 이루어진다.

본 발명의 화합물의 선택성 성분은 키아나이트 및 탄화실리콘이다. 키아나이트는 물리티제이션으로 불리는 과정에 의해 가열하여 팽창시켜 점토 내화성물질의 정상적인 수축을 보완하고 수축으로 인한 균열을 막는다. 탄화실리콘은 높은 열은 열 전도도 및 우수한 내화성을 지니며 냉각지대로 열의 유출을 증가시켜 내화성의 가열면으로 부터 제외된 도기결합을 강하게 한다. 바람직한 입자크기 분포는 다음의 표에서와 같이 -30, +50메쉬이다.

본 발명에 따른 알루미나 내화성 물질의 몇가지 실시예가 다음에 나타나 있다.

[실시예 1]

[실시예 2]

[실시예 3]

[실시예 4]

본 발명을 위해 특수한 제형을 기술한 동안 이러한 것들은 본 발명이 하기에 기술된 특허청구의 범위에 의해서만 제한된다는 것을 알아야한다.

Claims (1)

1. 60.0 내지 90.0중량%의 물, 10.0 내지 40중량%의 휘발시킨 실리카, 0.1 내지 2.0중량%의 농산 및 0.05 내지 1.5중량%의 분산매로 구성된 휘발시킨 실리카 슬러리와 내화성 배치의 혼합물로써 이 화합물은 15 내지 60중량%의 혼합 알루미나를 함유하고 비교적 큰 입자크기의 내화성 물질, 비교적 적은 입자 크기의 6 내지 45중량%의 하소시킨 알루미나, 5 내지 20중량%의 흑연, 1 내지 35중량%의 습태강도(Green strength) 결합제물질, 2 내지 20중량%이하의 상기 휘발시킨 실리카 슬러지 및 5중량%의 물로 구성되는 것을 특징으로 하는 한통으로 된 내화성 건축물에 사용되는 무형이며 비연소성의 내화물.