(57)【要約】【課題】  耐熱スポーリング性と耐侵食性とを兼ね備えた耐火物を実現する。【解決手段】  （ａ）耐火性粉体の各粒子表面に有機物よりなる被覆層を形成する工程と、（ｂ）各粒子に形成された被覆層に、粒子表面を露出させた部分又は厚さが相対的に薄くなった部分が局所的に複数形成されるように該被覆層の一部を除去する工程とを有する被覆化耐火性粉体の製造方法を提供する。【選択図】  図２
2008150230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）耐火性粉体の各粒子表面に有機物よりなる被覆層を形成する工程と、
（ｂ）各粒子に形成された被覆層に、粒子表面を露出させた部分又は厚さが相対的に薄くなった部分が局所的に複数形成されるように該被覆層の一部を除去する工程と
を有する被覆化耐火性粉体の製造方法。
【請求項２】
前記工程（ｂ）では、厚さが他の部分の厚さの１／５以下となった部分が局所的に複数形成されるように、前記被覆層の一部を除去する請求項１に記載の被覆化耐火性粉体の製造方法。
【請求項３】
前記工程（ｂ）では、前記工程（ａ）で形成された被覆層の５〜５０質量％を除去する請求項１又は２に記載の被覆化耐火性粉体の製造方法。
【請求項４】
前記工程（ｂ）では、ボールミルを用いて被覆層の一部を除去する請求項１〜３のいずれかに記載の被覆化耐火性粉体の製造方法。
【請求項５】
前記工程（ｂ）で得られる被覆化耐火性粉体の、前記被覆層による被覆率が、前記耐火性粉体１００質量％に対して、０．５〜３質量％である請求項１〜４のいずれかに記載の被覆化耐火性粉体の製造方法。
【請求項６】
前記工程（ａ）が、（ａ１）前記耐火性粉体を粉末状の前記有機物と共に混合し、該耐火性粉体の各粒子の表面に該有機物をまぶし付ける工程と、（ａ２）該耐火性粉体の各粒子にまぶし付いた有機物を溶融させる工程とを含む請求項１〜５のいずれかに記載の被覆化耐火性粉体の製造方法。
【請求項７】
耐火性粉体の各粒子表面に有機物よりなる被覆層が形成され、かつ各粒子に形成された被覆層に、粒子表面を露出させた部分又は厚さが相対的に薄くなった部分が局所的に複数形成されてなる被覆化耐火性粉体。
【請求項８】
請求項７に記載の被覆化耐火性粉体を５〜５０質量％含んでなる不定形耐火物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐火性粉体の各粒子表面にピッチやフェノール樹脂等の有機物よりなる被覆層が形成されてなる被覆化耐火性粉体及びその製造方法並びに不定形耐火物に関する。
【０００２】
本明細書において、数値範囲を表す「〜」の記号は、両端点を含む意味で用いるものとする。但し、粒子の粒径については、目開きｄ２のふるいを通過し、目開きｄ１のふるい上に残るものの粒径（粒度）をｄ１〜ｄ２と表記する。平均粒径とは、市販のレーザ回折／散乱式粒度分布測定装置を用いて求められる体積平均粒径のことをいうものとする。
【背景技術】
【０００３】
特許文献１に、粒径１０ｍｍ〜５０ｍｍの耐火性粗骨材の各粒子表面に、フェノール樹脂等の高分子化合物又はピッチよりなる被覆層を形成した被覆化耐火性粗骨材が開示されている。この被覆化耐火性粗骨材を含む耐火物では、それを加熱する際に被覆層が分解し又は消失する等して容積減少を生じ、耐火性粗骨材とマトリクス部との間に空隙が形成される。このため、被覆層を形成しない場合に比べると、施工体の気孔率が高まり、その分、施工体の弾性率が低下する。この結果、施工体の耐熱スポーリング性が向上する。
【０００４】
特許文献２には、マグネシア粒子の表面に、空隙及びピッチからなる厚さ５〜１００μｍの被覆層を形成した被覆化マグネシア粒子を含むＭｇＯ−Ｃ質不焼成れんがが開示されている。このれんがも、その耐熱スポーリング性を向上させることを目的として、被覆層を形成したものである。
【０００５】
特許文献３には、耐火性骨材の表面及び開気孔をピッチよりなる被覆層で覆った被覆化耐火性骨材と、必要量の耐火性超微粉と、結合材とよりなるキャスタブル耐火物が開示されている。このキャスタブル耐火物も、その耐熱スポーリング性を向上させることを目的として、被覆層を形成したものである。
【０００６】
特許文献４には、炭化硼素質粉体の各粒子の表面に、タール、ピッチ、及びフェノール樹脂等の有機物よりなる被覆層を形成した被覆化炭化硼素質粉体を含む高炉樋用不定形耐火物が開示されている。この被覆化炭化硼素質粉体は、炭化硼素質粉体中のＢ２Ｏ３の溶出を被覆層によって防止し、不定形耐火物の硬化の遅延を防止することを目的としたものであるが、加熱の際には被覆層の容積が減少するため、空隙が形成されることによる耐熱スポーリング性の向上も自ずと期待されうると考えられる。
【０００７】
なお、耐火性粉体の各粒子表面に被覆層を形成する方法としては、（イ）耐火性粉体を粉末状の有機物と共に混和して、耐火性粉体の各粒子に粉末状の有機物をまぶし付け、その粉末状の有機物がまぶし付いた耐火性粉体を、その有機物の軟化点以上に加熱する方法（特許文献５及び６参照）、（ロ）有機物が充分溶融する温度に予熱された耐火性粉体に、粉末状有機物をまぶし付ける方法（特許文献２参照）、及び（ハ）有機物を溶媒で溶いた溶液又は有機物を軟化点以上に加熱した融液を、耐火性粉体の各粒子に塗布する方法（特許文献１参照）が知られている。
【特許文献１】特開２００２−３１６８７８号公報
【特許文献２】特開平６−３２１６２５号公報
【特許文献３】特開平２−１８０７６６号公報
【特許文献４】特開平５−５１２６５号公報
【特許文献５】特表２００２−５４４３６５号公報
【特許文献６】特開平３−８８８７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
被覆層の容積減少に伴う空隙の形成によって耐火物の性能を制御する場合、耐熱スポーリング性の向上と耐侵食性の向上とはトレードオフの関係にある。特許文献１〜６の技術によると、耐火性粉体の各粒子表面を被覆層でむらなく覆うことができ、耐火物の耐熱スポーリング性を向上させることはできるが、耐火物の組織内に空隙が形成されるため、溶滓、溶銑、又は溶鋼等の溶融物が耐火物に浸透しやすくなり、その分、耐侵食性が犠牲となる。以下、具体的に説明する。
【０００９】
図３(ａ)は、従来の被覆化耐火性粉体を含む耐火物の組織を模式的に示す。骨材粒子３１の表面に、その骨材粒子３１を覆うように有機物よりなる被覆層３２が形成されている。上記製法（イ）〜（ハ）によると、骨材粒子３１の表面全域が被覆層３２でむらなく覆われることとなる。被覆化耐火性粉体の周囲は、耐火性超微粉よりなるマトリクス部３３で覆われている。
【００１０】
図３(ｂ)は、図３(ａ)の組織を加熱した後の状態を模式的に示す。骨材粒子３１の表面全域が被覆層３２でむらなく覆われることの弊害は、各々の被覆層３２が消失して形成される空隙３４どうしが相互に連通し合って、組織外部に連通する侵入路３５が形成され、図３(ｂ)中、破線で示すように、侵入路３５を通して耐火物の組織外部から組織内部に溶融物が浸透しやすくなることである。このため、耐火物の耐侵食性が低下する。
【００１１】
本発明の目的は、耐熱スポーリング性と耐侵食性とを兼ね備えた耐火物を実現することができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一観点によれば、（ａ）耐火性粉体の各粒子表面に有機物よりなる被覆層を形成する工程と、（ｂ）各粒子に形成された被覆層に、粒子表面を露出させた部分又は厚さが相対的に薄くなった部分が局所的に複数形成されるように該被覆層の一部を除去する工程とを有する被覆化耐火性粉体の製造方法が提供される。
【００１３】
本発明の他の観点によれば、耐火性粉体の各粒子表面に有機物よりなる被覆層が形成され、かつ各粒子に形成された被覆層に、粒子表面を露出させた部分又は厚さが相対的に薄くなった部分が局所的に複数形成されてなる被覆化耐火性粉体が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
被覆層に粒子表面を局所的に露出させた部分又は厚さが相対的に薄くなった部分を局所的に複数形成するため、それらの部分の各々において空隙が実質的に閉じられ、空隙どうしが連通し合って外部に連通することを防止でき、溶融物の侵入を防止できる。この結果、耐侵食性を向上できる。粒子表面を局所的に露出させた部分又は厚さが相対的に薄くなった部分は、局所的に形成されるため、耐火性粉体の粒子の熱膨張を受け入れる膨張しろとしての空隙は充分に確保され、耐熱スポーリング性は維持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１に、本発明の一実施形態による被覆化耐火性粉体の粒子を模式的に示す。耐火性粉体の粒子１１表面が、有機物よりなる被覆層１２で覆われている。被覆層１２には、粒子１１表面を露出させた部分、又は厚さが相対的に薄くなった部分（以下、薄層化部分１３と総称する。）が、局所的に複数形成されている。なお、既述の従来製法（イ）〜（ハ）では、個々の粒子に対して、このような薄層化部分１３を形成することはできない。
【００１６】
薄層化部分１３の厚さは、被覆層１２における薄層化部分１３以外の部分（以下、被覆層１２の健全部分という。）の厚さの１／５以下である。薄層化部分１３の厚さは、例えば５０μｍ以下（０μｍを含む）である。
【００１７】
耐火性粉体の粒子１１は、例えば、アルミナ質原料、ムライト質原料、シリマナイト質原料、アンダリューサイト質原料、カイヤナイト質原料、バン土頁岩、シャモット、蝋石、珪石、チタニア質原料、マグネシア質原料、スピネル質原料、ジルコニア質原料、ジルコン質原料、クロム鉱、マグネシア−ライム質原料、ジルコニア−ムライト質原料、アルミナ−ジルコニア質原料、炭化珪素質原料、炭化硼素質原料、窒化珪素質原料等によって構成される。中でも、熱膨張の大きなアルミナ質原料、マグネシア質原料、又はスピネル質原料を被覆化する意義が大きい。
【００１８】
耐火性粉体の粒子１１の粒度は特に限定されないが、粒径の大きなもの程、熱膨張も大きいため、被覆化する意義が大きい。この理由から、被覆化耐火性粉体の粒子の粒度は、例えば１ｍｍ〜５０ｍｍであることが好ましい。
【００１９】
被覆層１２を構成する有機物としては、例えば、ピッチ、タール、アスファルト等のピッチ類や、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル、塩化ビニル、シリコーン、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン等の樹脂が挙げられる。ピッチ類と樹脂を併用してもよい。
【００２０】
以下、図１の被覆化耐火性粉体の製造方法について説明する。
【００２１】
まず、加熱により軟化する性質を有する有機物を、被覆対象とする耐火性粉体の粒子よりも小さい粒度の粉状物に調整したものを準備する。そのような有機物の粉状物としては、例えば粉砕ピッチが好ましい。
【００２２】
次に、その有機物の粉状物を耐火性粉体と共に混合する。これにより、耐火性粉体の各粒子の表面に有機物の粉状物がまぶし付く。なお、この混合に用いるミキサーとしては、攪拌羽を有しないタイプのもの、例えばオムニミキサーが好ましい。回転羽がないため、耐火性粉体の粒子が割れることを防止でき、また一度付着した有機物の粉状物が剥がれにくいからである。
【００２３】
次に、有機物の粉状物がまぶし付いた耐火性粉体を、その有機物の軟化点以上の温度に加熱する。これにより、耐火性粉体の各粒子にまぶし付いた有機物が溶融し、粒子表面の全域にわたって均一に拡がり、その粒子を覆う被覆層が形成される。
【００２４】
以上の方法では、粉状物に調整した有機物を用いるため、耐火性粉体の粒子にまぶし付ける粉状物の量や、その粉状物の粒度によって被覆層の厚さを容易に制御できる。このため、耐火性粉体の熱膨張係数に応じて被覆層の厚さを容易に調整できる。また、液体状の有機物に耐火性粉体を浸漬させる方法等に比べると、揮発分の散逸を抑えることができるため環境に悪影響を与えにくい等の利点がある。
【００２５】
但し、耐火性粉体の各粒子の表面を有機物よりなる被覆層で覆う方法としては、特に以上説明した方法に限られず、例えば既述の方法（ロ）や（ハ）等であってもよい。
【００２６】
次に、耐火性粉体の各粒子表面の被覆層が充分に固化し定着した後に、その被覆層を有する耐火性粉体を、ボールミルで混合処理する。耐火性粉体の各粒子に形成された被覆層と粉砕媒体とがボールミル内で衝突し、被覆層の一部がはく離することで、図１の薄層化部分１３が形成され、被覆化耐火性粉体が得られる。本工程により、耐火性粉体の８０質量％以上、好ましくは９０質量％以上、より好ましくは９５質量％以上の各粒子に形成された被覆層が、薄層化部分１３を有することとなる。
【００２７】
ボールミルとしては、例えば、回転容器内にボールやロッド等の粉砕媒体を入れ、粉砕媒体の落下や転動により対象物に摩擦力及び衝撃力を与える回転ミル、円筒状又はトラフ状のミルに粉砕媒体を入れ、振動を加えて対象物に摩擦力や衝撃力を与える振動ミル、ポット状のミルに公転運動及び自転運動を与えて対象物に摩擦力や衝撃力を与える遊星粉砕機等が挙げられる。
【００２８】
本工程では、ボールミルを用いた混合処理により、前工程で形成した被覆層の５〜５０質量％が除去される。被覆層の除去量が５０質量％超であると、被覆層を形成することによる効果、即ち耐熱スポーリング性の向上が得られにくくなる。被覆層の除去量が５質量％未満であると、被覆層に薄層化部分を形成することによる効果、即ち耐侵食性の防止効果が得られにくくなる。
【００２９】
また、被覆層による被覆率は、採用する耐火性粉体の熱膨張量等に応じて決められ、例えば、耐火性粉体１００質量％に対して０．５〜３質量％である。なお、被覆率は、ボールミルによる混合時間又は粉砕媒体の大きさや量によって容易に制御することができる。
【００３０】
次に、得られた被覆化耐火性粉体を、他の耐火性骨材、耐火性超微粉、及び結合材等の粉体材料と共に混合して不定形耐火物を得る。不定形耐火物１００質量％に占める被覆化耐火性粉体の量は、５〜５０質量％であることが好ましい。
【００３１】
なお、従来でも、被覆化耐火性粉体を他の粉体材料と共に混合して不定形耐火物と成す工程を行うが、従来の被覆化耐火性粉体を他の粉体材料と共に混合しても、図１の薄層化部分１３を形成することはできない。粉体の均一さの度合いを向上させることを目的とした混合では、被覆層をはく離させる程のせん断力や衝撃力が被覆層に付与されないからである。これに対し、本実施形態では、耐火性粉体に被覆層を形成した後、他の粉体材料と混合する前に、積極的にボールミルによる混合処理を行うため、被覆層に薄層化部分１３を確実に形成することができる。
【００３２】
図２(ａ)は、骨材としての被覆化耐火性粉体を含んだ不定形耐火物の組織を模式的に示す。骨材粒子２１の表面に、薄層化部分２２を複数有する被覆層２３が形成されている。被覆化耐火性粉体の周囲は、耐火性超微粉よりなるマトリクス部２４で覆われている。
【００３３】
図２(ｂ)は、図２(ａ)の組織を加熱した後の状態を示す。薄層化部分２２ａに、マトリクス部が充填されるため、被覆層２３が加熱により消失したときに、空隙２５どうしが連通し合うことが防止される。また、別の薄層化部分２２ｂにおいては、隣り合う骨材粒子２１どうしが直接接しているため、その接触部分において空隙が閉じられ、空隙どうしが連通し合って外部に連通することを防止できる。このため、図２(ｂ)中、破線で示すように、溶融物の侵入を防止でき、耐侵食性を向上できる。
【００３４】
なお、薄層化部分２２ａ及び２２ｂの厚さはゼロでなくてもよい。薄層化部分２２ａ及び２２ｂの厚さが被覆層２３の健全部分よりも薄ければ、薄層化部分２２аや２２ｂが消失した部分において空隙が実質的に閉じられ、その部分において溶融物が通過しにくくなるため、施工体内部への溶融物の侵入を防止でき、耐侵食性を向上できる。溶融物の通過をより確実に防止するためには、薄層化部分の厚さは、２５μｍ以下であることが好ましく、１５μｍ以下であることがより好ましい。
【００３５】
また、薄層化部分２２ａや２２ｂは、局所的に形成されるため、骨材粒子２１の熱膨張を受け入れる膨張しろとしての空隙２５は充分に確保され、耐熱スポーリング性は維持できる。
【００３６】
以下、不定形耐火物の一例として高炉樋用不定形耐火物（以下、樋材という。）について説明する。
【００３７】
本発明の一実施形態による樋材は、上記被覆化耐火性粉体を１５〜３５質量％と、炭化珪素質原料を１５〜６０質量％、好ましくは３０〜４５質量％と、他の耐火性原料粉と、結合材及び分散剤とを含んでなる。
【００３８】
被覆化耐火性粉体は、耐火性粉体に例えば粒径３ｍｍ〜８ｍｍのアルミナ質原料又はスピネル質原料を用い、被覆層を構成する有機物に例えばピッチを用いる。粒径が大きなものほど熱膨張量も大きくなるため、この程度の粒度の耐火性粉体に被覆層を形成する意義が大きい。また、アルミナ質原料やスピネル質原料は熱膨張率が大きいため、そのような材料に被覆層を形成する意義が大きい。
【００３９】
炭化珪素質原料は、溶銑及び溶滓に濡れにくいため樋材の耐侵食性を向上させ、また熱伝導率が高いため樋材の耐熱スポーリング性を向上させる効果がある。しかし、発明者の研究によると、炭化珪素質原料の添加には次の弊害がある。即ち、炭化珪素質原料は熱伝導率が高いため、その添加量が多すぎると、溶銑及び溶滓の熱が樋材を通して鉄皮に伝わり易くなり、鉄皮の温度が上昇し易くなる。すると、鉄皮が変形することで、樋材に亀裂が発生し、却って樋材の寿命が短くなる。このため、炭化珪素質原料の添加量は、６０質量％以下、好ましくは４５質量％以下に抑える。
【００４０】
他の耐火性原料粉としては、上記耐火性粉体以外の骨材や超微粉が挙げられる。超微粉としては、粘土、天然又は人造の黒鉛、石油コークス、無煙炭、カーボンブラック等の無定形炭素、仮焼アルミナ、溶融シリカ、シリカフラワー等から選択される１種以上を使用することができる。
【００４１】
結合材としては、例えば、アルミナセメント、マグネシアセメント、コロイダルシリカ、コロイダルアルミナ等が挙げられる。中でも施工体の組織強度が得られやすいアルミナセメントが好ましい。
【００４２】
分散剤としては、例えば、ヘキサメタリン酸ソーダ、トリポリリン酸ソーダ、ウルトラポリリン酸ソーダ、ホウ酸ソーダ、炭酸ソーダ、ポリメタリン酸塩等の無機塩、クエン酸ソーダ、ポリアクリル酸ソーダ、スルホン酸ソーダ、ポリカルボン酸塩、βナフタレンスルホン酸塩類等が挙げられる。
【００４３】
なお、以上の他、Ａｌ粉等の金属粉、Ｓｉ粉、金属ファイバー、有機ファイバー、セラミックファイバー、塩基性乳酸アルミニウム、酸化防止剤、増粘剤、硬化促進剤、硬化遅延剤、粒径８ｍｍ超の耐火粗大粒子等を添加してもよい。
【００４４】
本実施形態の樋材によると、炭化珪素質原料の添加量を６０質量％以下、好ましくは４５質量％以下に抑えたことにより、樋材の熱伝導率が高くなりすぎることによる鉄皮の変形を防止できる。単に炭化珪素質原料の添加量を抑えるだけでは、炭化珪素質原料によって担われる耐侵食性と耐熱スポーリング性とが得られにくくなるが、本実施形態では、その分、薄層化部分を有する被覆化耐火性粉体を配合するため、炭化珪素質原料の添加量を抑えることによる耐侵食性と耐熱スポーリング性との低下を防止することができる。
【００４５】
なお、ここでは樋材について説明したが、炭化珪素質原料の添加による上記弊害を抑制できるという意味では、樋材に限らず、炭化珪素質原料を含んでなり、鉄皮の内側に施工される不定形耐火物（例えば、溶融金属容器の内張り材等）に対して、本実施形態の被覆化耐火性粉体を配合する意義が特に大きい。
【００４６】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、上記実施形態では、被覆層に薄層化部分を形成する手段として、ボールミルによる混合処理を挙げたが、薄層化部分を形成する手段としては、（ア）耐火性粉体の各粒子表面に有機物よりなる被覆層を形成する工程と、（イ）被覆層が形成された耐火性粉体を、耐火物を構成する粉体以外の粉砕媒体と共に混合する工程と、（ウ）工程（イ）で得られた混合物から粉体媒体を除去する工程とを有する耐火物の製造方法も提供される。
【００４７】
また、上記実施形態では、炭化珪素質原料を含んだ不定形耐火物に被覆化耐火性粉体を配合した例を示したが、本発明の被覆化耐火性粉体は、炭化珪素質原料を含まない不定形耐火物に配合してもその効果を奏することができるのは勿論である。この他、種々の設計変更、改良、及び組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう
【実施例】
【００４８】
表１に、本発明の一実施例による樋材の配合と試験結果を示す。
【表１】
2008150230.tif 000003
【００４９】
表２に、比較例による樋材の配合と試験結果を示す。
【表２】
2008150230.tif 000004
【００５０】
以下、表１及び２の各項目について説明する。
【００５１】
例１〜８の被覆化耐火性粉体は、次のようにして得た。（ｉ）まず、粒径５ｍｍ〜８ｍｍの電融アルミナと、軟化点約１１０℃の粉砕ピッチとをオムニミキサーで混合する。（ｉｉ）次に、電融アルミナに付着しなかった粉砕ピッチを除去した後、粉砕ピッチが付着した電融アルミナを１１０℃に加熱し、粉砕ピッチを溶融させることで各電融アルミナの粒子に厚さ約９５μｍの被覆層を形成する。（ｉｉｉ）次に、被覆層を常温（約２０℃）に徐冷したのち、被覆層が形成された電融アルミナをボールミルで混合処理し、薄層化部分を形成する。この場合において、ボールミルによる混合処理の時間だけを変更し、例１〜８の被覆化耐火性粉体を得た。
【００５２】
ピッチによる被覆率とは、被覆の対象とした粒径５ｍｍ〜８ｍｍの電融アルミナ１００質量％に対する、被覆層を構成するピッチの付着量（質量％）のことである。
【００５３】
例２‘、３‘、６‘、及び７‘の被覆化耐火性粉体は、それぞれピッチによる被覆率が例２、３、６、及び７と等しくなるように、ボールミルによる混合処理を行わずに得た。使用したピッチの種類等の他の製造条件は例１〜８の被覆化耐火性粉体と同じである。
【００５４】
ピッチの除去率とは、表１については上記工程（ii）で形成した被覆層１００質量％のうち、上記工程（iii）で除去した割合（質量％）のことである。表２については、例２’、３’、６’、及び７’の被覆化耐火性粉体は、ボールミルによる混合処理を行っていないので、ピッチの除去率は０質量％である。
【００５５】
侵食速度は、次のようにして求めた。樋材を４０ｍｍ×４０ｍｍ×８０ｍｍの形状に鋳込んだ後、１１０℃で乾燥させて得た試料を、回転侵食試験機において１５００℃で１０時間溶損させる。侵食剤には、銑鉄と高炉スラグを質量比１対１の割合で混合したものを用いる。侵食試験後、試料の最大溶損深さを測定し、その測定値から１時間あたりの侵食深さを算出し、侵食速度（ｍｍ／ｈ）とする。侵食速度は、その値が小さい程、耐侵食性が良好であることを示す。
【００５６】
耐熱スポーリング性指数は、次のようにして求めた。樋材を４０ｍｍ×４０ｍｍ×８０ｍｍの形状に鋳込んで乾燥させたものを、毎分５℃の昇温速度で１４５０℃まで昇温し、３時間保持して焼成体を得、得られた焼成体の常温における弾性率（以下、Ｘとする。）を測定する。次に、その焼成体を１４５０℃の炉内に６０分間放置した後、炉から取り出して強制空冷する熱衝撃付与処理を５サイクル繰り返した後、再びその焼成体の常温における弾性率（以下、Ｙとする。）を測定する。ここに、Ｙ／Ｘ×１００が、耐熱スポーリング性指数である。耐熱スポーリング性指数は、その値が１００に近い程、熱衝撃付与処理において焼成体の内部組織に亀裂が生じにくいことを示すため、耐熱スポーリング性が良好であることを示す。
【００５７】
以下、表１及び２の結果について考察する。
【００５８】
例９は、被覆化耐火性粉体に代えて、被覆層が形成されていない電融アルミナ（粒径５ｍｍ〜８ｍｍ）を用いたもので、耐侵食性は良好であるが、被覆層の消失による空隙形成の効果が得られないために、耐熱スポーリング性が悪い。即ち、樋材の組織中に電融アルミナ骨材を取り囲む空隙が形成されないために、電融アルミナ骨材の熱膨張によりマトリクス部が押圧され、組織内部に亀裂が生じやすくなる。
【００５９】
例２’、３’、６’、及び７’は、それぞれ例２、３、６、及び７に対応する比較例である。対応する両者の耐熱スポーリング性指数はほぼ等しいにもかかわらず、例２、３、６、及び７の方が、それぞれ例２’、３’、６’、及び７’よりも耐侵食性に優れている。このことから、ピッチによる被覆率が同じであっても、薄層化部分が形成された被覆層によると、耐熱スポーリング性は殆ど犠牲にすることなく、耐侵食性の向上が図られることが示された。
【００６０】
例１〜８は、いずれも本発明の実施例であり、耐侵食性と耐熱スポーリング性とが許容範囲にある。耐侵食性と耐熱スポーリング性との兼ね合いを考慮すると、例２〜７が優れており、例３〜６が特に優れている。このことから、ピッチの除去量は５〜５０質量％であることが好ましく、１０〜３５質量％であることがより好ましいと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明の被覆化耐火性粉体は、不定形耐火物に限らず、定形耐火物にも配合することができ、耐熱スポーリング性を犠牲とせずに、耐侵食性の向上を図ることができる。また、本発明の不定形耐火物は、キャスタブル耐火物（流し込み材）に限らず、乾式又は湿式の吹付け材等にも広く利用されうる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の一実施形態による被覆化耐火性粉体の粒子を模式的に示した断面図である。
【図２】本発明の一実施形態による被覆化耐火性粉体を含む耐火物の組織を模式的に示した断面図である。
【図３】従来技術による被覆化耐火性粉体を含む耐火物の組織を模式的に示した断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１１…耐火性粉体の粒子、１２…被覆層、１３…薄層化部分、２１…骨材粒子、２２,２２ａ,２２ｂ…薄層化部分、２３…被覆層、２４…マトリクス部、２５…空隙、３１…骨材粒子、３２…被覆層、３３…マトリクス部、３４…空隙、３５…侵入路。
【図１】
2008150230.tif 000005
【図２】
2008150230.tif 000006
【図３】
2008150230.tif 000007