JPH0694392B2 - 熱硬化性不定形耐火物及びその施工方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高炉樋、取鍋、タンディ
シュ等の溶融金属容器の内張り材として、高耐食性を有
し、かつ施工性、保存性のよい熱硬化性不定形耐火物及
びその施工方法に関するものである。

【０００２】近年、高炉樋、取鍋、タンディシュ等の溶
融金属容器の内張り施工は、流し込み施工が主体となっ
ている。この種の材料としては、硬化剤にアルミナセメ
ントを使用した低セメント系流し込み材が主体に使用さ
れ、一部でバインダーとして珪酸塩、リン酸塩等を使用
したものもある。

【０００３】これらはいずれもバインダーに起因するマ
トリックスの耐熱性が低下し、耐食性等についても一定
の限界がある。一方、施工面では、予め水分を混練した
ものを施工現場に搬入すると常温硬化性があり、粉末材
料を施工現場に搬入して混練、施工するのが一般的であ
る。このため、混練のためのミキサー等の大型設備が必
要であり、施工が煩雑になり時間的にも長くなり、所
謂、施工の省力化面では充分とは言えない。また、混練
時の粉塵等の発生も大であり、作業環境面でも好ましく
ない。

【０００４】これらの問題の解決策として、特開昭63−
162579号公報がある。この公報に記載された熱硬化性不
定形耐火物は特別なバインダーによるマトリックスの耐
熱性の低下はないが、施工面で、その硬化は加熱、脱水
により硬化するものであり、硬化に長時間を要する問題
点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は予め
混練した不定形耐火物を施工現場に搬入しても常温での
硬化性はなく、流し込み施工方法等の施工方法に合った
施工性を有し、施工後、加熱により短時間で硬化し、か
つ使用時はバインダーに起因するマトリックスの耐熱性
低下がなく、高耐食性を有する熱硬化性不定形耐火物を
提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、粒度調整した
耐火性骨材１００重量部に対し、感熱性結合剤として合
成樹脂エマルジョンを固形分として０.１〜５.０重量部
とアルキルフエノール−ホルマリン縮合物のアルキレン
オキサイド付加物及び／またはポリシロキサン系のアル
キレンオキサイド付加物よりなる感熱ゲル化剤を合成樹
脂エマルジョンの固形分１００重量部に対し１.０〜５
０.０重量部添加してなることを特徴とする熱硬化性不
定形耐火物に係る。

【０００７】

【作用】本発明の特徴は、感熱性結合剤として合成樹脂
エマルジョンと感熱ゲル化剤を使用することにより、常
温では流し込み施工も可能な流動性を有し、経時変化の
少ない安定な混練物であり、加熱により短時間で硬化
し、かつ使用時のバインダーに起因する耐熱性の低下が
なく、高耐食性を有する不定形耐火物を開発したもので
ある。

【０００８】以下に本発明の詳細について説明する。本
発明に使用する合成樹脂エマルジョンとしては、スチレ
ン、ブタジエン、イソブレン、アクリロニトリル、エチ
レン、酢酸ビニル、メタクリル酸エステル、アクリル酸
エステル等より得られる種々の共重合体や不飽和カルボ
ン酸及び／またはジカルボン酸等との多元共重合体が使
用でき、具体例としてはアクリル酸エステル及び／また
はメタクリル酸エステルと不飽和カルボン酸及び／また
はジカルボン酸の多元共重合体、アクリル酸エステル及
び／またはメタクリル酸エステル共重合体、多元共重合
体、アクリロニトリルとアクリル酸エステル及び／また
はメタクリル酸エステルの多元共重合体、アクリロニト
リルとアクリル酸エステル及び／またはメタクリル酸エ
ステルと不飽和カルボン酸及び／またはジカルボン酸の
多元重合体、スチレンとアクリル酸エステル及び／また
はメタクリル酸エステルの多元共重合体、スチレンとア
クリル酸エステル及び／またはメタクリル酸エステルと
不飽和カルボン酸及び／またはジカルボン酸の多元共重
合体、塩化ビニリデンとアクリル酸エステル及び／また
はメタクリル酸エステルの多元共重合体、塩化ビニリデ
ンとアクリル酸エステル及び／またはメタクリル酸エス
テルと不飽和カルボン酸及び／またはジカルボン酸の多
元共重合体、塩化ビニルとアクリル酸エステル及び／ま
たはメタクリル酸エステルの多元共重合体、塩化ビニル
とアクリル酸エステル及び／またはメタクリル酸エステ
ルと不飽和カルボン酸及び／またはジカルボン酸の多元
共重合体、エチレンと酢酸ビニルとアクリル酸エステル
及び／またはメタクリル酸エステルの多元共重合体、エ
チレンと酢酸ビニル共重合体、エチレンと酢酸ビニルと
アクリル酸エステル及び／またはメタクリル酸エステル
と不飽和カルボン酸及び／またはジカルボン酸の多元共
重合体、エチレンと酢酸ビニルと不飽和カルボン酸及び
／またはジカルボン酸の多元重合体、ポリ酢酸ビニル等
の合成樹脂エマルジョンが代表的である。

【０００９】これらの中で、特開平２−308844号公報に
示された如く、樹脂組成中にアクリルアミド及び／また
はメタクリルアミド誘導体を０.３〜１０重量％含む合
成樹脂エマルジョンが安定した施工体が得られる。

【００１０】合成樹脂エマルジョンの添加量としては、
耐火性骨材１００重量部に対し、固形分として０.１〜
５.０重量部が好ましい。該添加量が５.０重量部を超え
ると、エマルジョン濃度が高くなり、混練物の通気性が
低下し、加熱養生時の施工体の膨れ、亀裂等が発生し易
く好ましくない。また、０.１重量部未満では、養生時
の強度不足となり、良好な組織体が得られない。

【００１１】一方、感熱ゲル化剤としては、ポリシロキ
サン系のアルキレンオキサイド付加物及び／またはアル
キルフェノール−ホルマリン縮合物のアルキレンオキシ
ド付加物を合成樹脂エマルジョンの固形分１００重量部
に対し１.０〜５０.０重量部の範囲で添加して使用する
ものである。該添加量が１.０重量部未満ではゲル化が
不充分であり、硬化に時間を要する。また、５０.０重
量部を超えると硬化性は良好であるが、混練物の安定性
に欠け、また、経済性の面でも好ましくない。

【００１２】本発明に使用される感熱ゲル化剤は上記の
アルキルフェノール−ホルマリン縮合物のアルキレンオ
キシド付加物及び／またはポリシロキサン系のアルキレ
ンオキシド付加物と、同時に必要に応じて無機塩類を併
用することができる。無機塩類としては１価から２価の
金属塩がよく、例えばＮａ₂ＣＯ₃、Ｎａ₂ＳＯ₄、ＣａＳ
Ｏ₄、Ｋ₂ＣＯ₃等が好ましい。

【００１３】また、本発明においては、エマルジョンの
濃度によって、混練時に発泡現象が認められることがあ
る。この傾向は耐火性骨材に対する合成樹脂エマルジョ
ンの濃度が低い場合に顕著に認められる。このような場
合はシリコン樹脂等の消泡剤の使用が有効である。

【００１４】以上の如く、本発明は粒度調整された耐火
性骨材に感熱性結合剤として上記バインダーを配し、所
定の施工性を与えた混練物よりなるものである。

【００１５】本発明の熱硬化性不定形耐火物の硬化に
は、５０℃以上の温度が必要であり、その硬化温度は合
成樹脂エマルジョンの種類、濃度及び感熱ゲル化剤の添
加量等により影響を受けるものである。

【００１６】従って、本発明の熱硬化性不定形耐火物の
使用においては、高炉樋の熱間補修の如く、施工場所の
温度が高い場合は、特別の加熱は必要としないが、取
鍋、タンディシュ等の内張施工では冷間施工が主体であ
り、このような場合は材料内部温度が５０℃以上になる
ように加熱養生を行い硬化させるものである。

【００１７】本発明の熱硬化性不定形耐火物に使用する
耐火性骨材としては電融マグネシア、焼結マグネシア、
電融アルミナ、焼結アルミナ、仮焼アルミナ、ボーキサ
イト、カイヤナイト、ムライト、ロー石、珪石、アルミ
ナ−マグネシアスピネル、ジルコン、炭化珪素、窒化珪
素、窒化珪素鉄、珪素、フェロシリコン、黒鉛、無定形
炭素、ピッチ粉、粘土、ベントナイト、含水無定形シリ
カ、無水無定形シリカ等からなる群より選択し、必要に
応じて１種または２種以上を併用することができる。

【００１８】また、本発明の熱硬化性不定形耐火物に
は、通常の流し込み材に使用する分散剤が使用できる。
分散剤としては、例えばアルカリ金属リン酸塩、アルカ
リ金属カルボン酸塩、アルカリ金属フミン酸塩、ポリカ
ルボン酸ナトリウム、アルキルスルホン酸ナトリウム、
芳香族スルホン酸ナトリウム等、及びこれらと同様な効
果が得られる物質から１種または２種以上を選択して使
用できる。

【００１９】更に、必要に応じて、焼結剤の添加も可能
であり、焼結剤としては中性ないしアルカリ性の珪酸
塩、リン酸塩の使用が有効である。

【００２０】

【実施例】

実施例 表１に示す配合割合の混練物を、本発明品１〜５につい
ては適量の水を添加混練した混練物として保存し、１４
日後に４０×４０×１６０ｍｍの形状枠に流し込み、６
０℃で３時間養生後脱枠した。比較品については、適量
の水を添加し、混練後、ただちに４０×４０×１６０ｍ
ｍの形状枠に流し込み、２０℃で２４時間養生後、脱枠
した。

【００２１】それぞれの試料を１０５℃で２４時間乾燥
後、所定の温度で焼成し、強度及び見掛気孔率を測定し
た。耐食性の評価は、回転ドラム侵食試験装置に前記の
方法で作成した試料をセットし、１５００℃で１時間、
スラグによる侵食を行った後、スラグを排出し、１５分
間強制冷却する操作を５回行った。使用スラグは高炉ス
ラグで１時間当たり１.２ｋｇ使用した。

【００２２】その結果、本発明品は比較品に比較して耐
食性が良好であり、強度、見掛気孔率においても同等以
上のものである。

【００２３】また、混練物の性状として、混練後から１
４日経過後のフロー値(JIS R2521：耐火物用アルミナセ
メントのフロー試験に準じる)を測定した。従来品は１
日後には完全に硬化したが、本発明品はフロー値の低下
が少なく、１４日後でも充分施工可能な状態である。

【００２４】

【表１】

【００２５】表中、ポリゾールＯＬＸ−１９９２はポリ
アクリル酸エステル系エマルジョンであり、ラテムルＮ
Ｐ−５１５０はアルキルフェノール・ホルマリン縮合物
のアルキレンオキシド付加物である。

【００２６】

【発明の効果】本発明の熱硬化性不定形耐火物は、感熱
性結合剤として合成樹脂エマルジョンと感熱ゲル化剤を
使用することにより、常温では流し込み施工が可能な流
動性を有し、経時変化の少ない安定な混練物であり、加
熱により短時間で硬化し、かつ使用時のバインダーに起
因する耐熱性の低下がなく、高耐食性を有する施工体を
提供することができるものである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粒度調整した耐火性骨材１００重量部に
   対し、感熱性結合剤として合成樹脂エマルジョンを固形
   分として０.１〜５.０重量部と、感熱ゲル化剤としてア
   ルキルフエノール−ホルマリン縮合物のアルキレンオキ
   サイド付加物及び／またはポリシロキサン系のアルキレ
   ンオキサイド付加物を前記合成樹脂エマルジョンの固形
   分１００重量部に対し１.０〜５０.０重量部添加してな
   ることを特徴とする熱硬化性不定形耐火物。
2. 【請求項２】 粒度調整された耐火性骨材に感熱結合剤
   として合成樹脂エマルジョンと感熱ゲル化剤を添加した
   不定形耐火物を５０℃以上に加熱して硬化させることを
   特徴とする熱硬化性不定形耐火物の施工方法。