(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の乾燥成分及び複数の湿潤成分からなるキャスタブル耐火性組成物であって、前記キャスタブル耐火性組成物が、キャスタブル耐火性組成物の全質量に対し、
前記乾燥成分として、
(a)50質量%と99質量%の間のマグネシア凝集体材料;
(b)0.1質量%と10質量%の間の炭素質材料;及び
(c)0.1質量%と5質量%の間の酸化防止剤;
を含み；
前記湿潤成分として、
(d)4.68質量％と5.73質量％の間の非水性結合剤；及び
(e)2質量％以下の水
を含み;
IS: 1350, パート1, 1984に準じて定量した組成物中の固定炭素が約10質量%以下であり;
前記非水性結合剤が、1つ以上のエポキシ化合物若しくは1つ以上のエポキシ化合物と１つ以上のフェノール樹脂の組み合わせ；又は 1つ以上のエステル化脂肪酸、又はこれらの組み合わせ; 又はイソシアネート、反応速度調整剤、架橋剤、ポリエステル樹脂、希釈剤 、界面活性剤又はこれらの組み合わせより選ばれ、ただし、前記非水性結合剤が、前記希釈剤及び前記1つ以上のエステル化脂肪酸を必須成分として含み、
前記酸化防止剤が1つ以上の炭化物材料、又は1つ以上の窒化物材料、又は1つ以上のホウ化物材料、又は1つ以上の金属又は金属合金、又はこれらの組み合わせより選ばれる、前記キャスタブル耐火性組成物。
【請求項２】
前記炭素質材料が、前記マグネシア凝集体材料の表面上のコーティングに少なくとも部分的に存在する、請求項1に記載のキャスタブル耐火性組成物。
【請求項３】
前記コーティングが、更に、1つ以上の非水性結合剤、又は1つ以上の固体炭化水素、又は1つ以上の酸化防止剤、又はこれらの組み合わせを含んでいる、請求項2に記載のキャスタブル耐火性組成物。
【請求項４】
前記炭素質材料が、天然黒鉛、合成黒鉛、石油コークス、カーボンブラック、可溶性カーボン、ピッチ、及びこれらの組み合わせより選ばれる、請求項1〜3のいずれか1項に記載のキャスタブル耐火性組成物。
【請求項５】
前記酸化防止剤が、炭化ホウ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ホウ化カルシウム、ホウ化ジルコニウム、アルミニウム金属、亜鉛金属、シリコン金属、バリウム金属、チタン金属、1つ以上のアルミニウム・マグネシウム合金、1つ以上の亜鉛・マグネシウム合金、1つ以上の亜鉛・アルミニウム・マグネシウム合金、又はこれらの組み合わせより選ばれる、請求項1〜4のいずれか1項に記載のキャスタブル耐火性組成物。
【請求項６】
前記酸化防止剤が、アルミニウム又は炭化ホウ素、又はこれらの混合物である、請求項1〜5のいずれか1項に記載のキャスタブル耐火性組成物。
【請求項７】
前記1つ以上のエステル化脂肪酸が、エステル化植物油又はバイオディーゼル、又はこれらの組み合わせである、請求項1〜6のいずれか1項に記載のキャスタブル耐火性組成物。
【請求項８】
前記エステル化脂肪酸が、1,000〜10,000の範囲内にある分子量及び/又は20〜150cpsの範囲内の粘度を有する、請求項1〜7のいずれか１項に記載のキャスタブル耐火性組成物。
【請求項９】
前記湿潤成分として、(a)分散剤、(b)粘度調整剤、(c)硬化剤及び/又は(d)促進剤の1つ以上を更に含んでいる、請求項1〜8のいずれか1項に記載のキャスタブル耐火性組成物。
【請求項１０】
前記マグネシア凝集体材料が、二峰性粒子径分布を有すると、第1のピークが2と5mm粒子径の間の粗領域にあり、第2のピークが超微細粒子径領域にある、請求項1〜9のいずれか1項に記載のキャスタブル耐火性組成物。
【請求項１１】
鋳造、噴霧鋳造、吹き付け、セルフフローイング、ラミング、又はショットクリートによってモノリシック耐火性組成物の形成に用いるための請求項1〜10のいずれか1項に記載のキャスタブル耐火性組成物。
【請求項１２】
鋳造プロセス、振動鋳造プロセス、噴霧鋳造プロセス、吹き付けプロセス、セルフフローイングプロセス、ラミングプロセス、ショットクリートプロセス、又はパッチングプロセスにおける請求項1〜11のいずれか1項に記載のキャスタブル耐火性組成物の使用。
【請求項１３】
モノリシック耐火性ライニングを形成するための又はマグネシア・カーボンれんがライニングを補修するための請求項12に記載の使用。
【請求項１４】
請求項1〜10のいずれか１項に記載のキャスタブル耐火性組成物を用いたモノリシック耐火性ライニングを製造する方法であって、
(a)前記キャスタブル耐火性組成物の前記複数の乾燥成分の混合物を準備して、ドライミックスを得る工程;
(b)前記1つ以上の硬化剤を除く、前記キャスタブル耐火性組成物の湿潤成分の1つ以上の混合物を準備して、液体混合物を得る工程;
(c)前記ドライミックスと前記液体混合物とを混合して、更に1つ以上の非水性結合剤を添加してもよく、均質化したキャスタブル耐火性組成物を得る工程;
(d)前記均質化したキャスタブル耐火性組成物に1つ以上の硬化剤を添加してもよい工程;
(e)工程(c)又は(d)の終わりに得られた前記均質化したキャスタブル耐火性組成物を、鋳造プロセス、振動鋳造プロセス、噴霧鋳造プロセス、セルフフローイングプロセス、ラミングプロセス、又はショットクリートプロセスを用いて取り付ける工程; 及び
(f)工程(e)の終わりに得られた、取り付けられた前記均質化したキャスタブル耐火性組成物を硬化して、モノリシック耐火性ライニングを得る工程
を含む、前記方法。
【請求項１５】
請求項1〜10のいずれか１項に記載のキャスタブル耐火性組成物を用いたモノリシック耐火性ライニングを製造する方法であって、
(a)前記キャスタブル耐火性組成物の前記複数の乾燥成分の混合物を準備して、ドライミックスを得る工程;
(b')前記キャスタブル耐火性組成物の湿潤成分の1つ以上の混合物を準備して、液体混合物を得る工程;
(c)前記ドライミックスと前記液体混合物とを混合して、更に1つ以上の非水性結合剤を添加してもよく、均質化したキャスタブル耐火性組成物を得る工程;
(e')工程(c)の終わりに得られた前記均質化したキャスタブル耐火性組成物を吹き付けプロセスを用いて取り付ける工程;
(f)工程(e')の終わりに得られた、取り付けられた前記均質化したキャスタブル耐火性組成物を硬化して、モノリシック耐火性ライニングを得る工程
を含む、前記方法。
【請求項１６】
工程(b)又は(b')において、場合によっては、前記炭素質材料の少なくとも一部が湿潤成分の1つ以上の混合物中に含まれている、請求項14又は15に記載の方法。
【請求項１７】
得られたモノリシック耐火性ライニングが、50kg/cm2以上の範囲内のMOR、及び/又は50kg/cm2以上の範囲内のCCS、及び/又は5〜12%の範囲内の気孔率を有する、請求項14〜16のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１８】
請求項1〜10のいずれか1項に記載のキャスタブル耐火性組成物を用いたモノリシック耐火性ライニングを補修する方法であって、
(a)前記キャスタブル耐火性組成物の前記複数の乾燥成分の混合物を準備して、ドライミックスを得る工程;
(b)前記1つ以上の硬化剤を除く、前記キャスタブル耐火性組成物の湿潤成分の1つ以上の混合物を準備して、液体混合物を得る工程;
(c)前記ドライミックスと前記液体混合物とを混合して、更に1つ以上の非水性結合剤を添加してもよく、均質化したキャスタブル耐火性組成物を得る工程;
(d)前記均質化したキャスタブル耐火性組成物に1つ以上の硬化剤を添加してもよい工程;
(e)工程(c)又は(d)の終わりに得られた前記均質化したキャスタブル耐火性組成物を、補修すべきモノリシック耐火性ライニングにパッチングプロセスを用いて適用する工程; 及び
(f)工程(e)の終わりに得られた、適用された前記均質化したキャスタブル耐火性組成物を硬化して、補修されたモノリシック耐火性ライニングを得る工程
を含む、前記方法。
【請求項１９】
請求項1〜10のいずれか1項に記載のキャスタブル耐火性組成物を用いたモノリシック耐火性ライニングを補修する方法であって、
(a)前記キャスタブル耐火性組成物の前記複数の乾燥成分の少なくとも一部の混合物を準備して、ドライミックスを得る工程;
(b')前記キャスタブル耐火性組成物の湿潤成分の1つ以上の混合物を準備して、液体混合物を得る工程;
(c)前記ドライミックスと前記液体混合物とを混合して、更に1つ以上の非水性結合剤を添加してもよく、均質化したキャスタブル耐火性組成物を得る工程;
(e')工程(c)の終わりに得られた前記均質化したキャスタブル耐火性組成物を、補修すべきモノリシック耐火性ライニングにパッチングプロセスを用いて適用する工程; 及び
(f)工程(e')の終わりに得られた、適用された前記均質化したキャスタブル耐火性組成物を硬化して、補修されたモノリシック耐火性ライニングを得る工程
を含む、前記方法。
【請求項２０】
請求項１に記載のキャスタブル耐火性組成物を用いたモノリシック耐火性ライニングを製造する方法であって、
(a)前記キャスタブル耐火性組成物の前記複数の乾燥成分の混合物を準備して、ドライミックスを得る工程;
(b)前記１つ以上の硬化剤を除く、前記キャスタブル耐火性組成物の湿潤成分の1つ以上の混合物を準備して、液体混合物を得る工程;
(c)前記ドライミックスと前記液体混合物とを混合して、更に1つ以上の非水性結合剤を添加してもよく、均質化したキャスタブル耐火性組成物を得る工程;
(d)前記均質化したキャスタブル耐火性組成物に1つ以上の硬化剤を添加してもよい工程;
(e)工程(c)又は(d)の終わりに得られた前記均質化したキャスタブル耐火性組成物を、鋳造プロセス、振動鋳造プロセス、噴霧鋳造プロセス、セルフフローイングプロセス、ラミングプロセス、又はショットクリートプロセスを用いて取り付ける工程; 及び
(f)工程(e)の終わりに得られた、取り付けられた前記均質化したキャスタブル耐火性組成物を硬化して、モノリシック耐火性ライニングを得る工程
を含む、前記方法。
【請求項２１】
請求項1に記載のキャスタブル耐火性組成物を用いたモノリシック耐火性ライニングを製造する方法であって、
(a)前記キャスタブル耐火性組成物の前記複数の乾燥成分の混合物を準備して、ドライミックスを得る工程;
(b')前記キャスタブル耐火性組成物の湿潤成分の1つ以上の混合物を準備して、液体混合物を得る工程;
(c)前記ドライミックスと前記液体混合物とを混合して、更に1つ以上の非水性結合剤を添加してもよく、均質化したキャスタブル耐火性組成物を得る工程;
(e')工程(c)の終わりに得られた前記均質化したキャスタブル耐火性組成物を吹き付けプロセスを用いて取り付ける工程;
(f)工程(e')の終わりに得られた、取り付けられた前記均質化したキャスタブル耐火性組成物を硬化して、モノリシック耐火性ライニングを得る工程
を含む、前記方法。
【請求項２２】
請求項1に記載のキャスタブル耐火性組成物を用いたモノリシック耐火性ライニングを補修する方法であって、
(a)前記キャスタブル耐火性組成物の前記複数の乾燥成分の混合物を準備して、ドライミックスを得る工程;
(b)前記１つ以上の硬化剤を除く、前記キャスタブル耐火性組成物の湿潤成分の1つ以上の混合物を準備して、液体混合物を得る工程;
(c)前記ドライミックスと前記液体混合物とを混合して、更に1つ以上の非水性結合剤を添加してもよく、均質化したキャスタブル耐火性組成物を得る工程;
(d)前記均質化したキャスタブル耐火性組成物に1つ以上の硬化剤を添加してもよい工程;
(e)工程(c)又は(d)の終わりに得られた前記均質化したキャスタブル耐火性組成物を、補修すべきモノリシック耐火性ライニングにパッチングプロセスを用いて適用する工程; 及び
(f)工程(e)の終わりに得られた、適用された前記均質化したキャスタブル耐火性組成物を硬化して、補修されたモノリシック耐火性ライニングを得る工程
を含む、前記方法。
【請求項２３】
請求項1に記載のキャスタブル耐火性組成物を用いたモノリシック耐火性ライニングを補修する方法であって、
(a)前記キャスタブル耐火性組成物の前記複数の乾燥成分の混合物を準備して、ドライミックスを得る工程;
(b')前記キャスタブル耐火性組成物の湿潤成分の1つ以上の混合物を準備して、液体混合物を得る工程;
(c)前記ドライミックスと前記液体混合物とを混合して、更に1つ以上の非水性結合剤を添加してもよく、均質化したキャスタブル耐火性組成物を得る工程;
(e')工程(c)の終わりに得られた前記均質化したキャスタブル耐火性組成物を、補修すべきモノリシック耐火性ライニングにパッチングプロセスを用いて適用する工程; 及び
(f)工程(e')の終わりに得られた、適用された前記均質化したキャスタブル耐火性組成物を硬化して、補修されたモノリシック耐火性ライニングを得る工程
を含む、前記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、マグネシアベースのキャスタブル耐火性組成物に関する。本発明は、更に、マグネシアベースのキャスタブル耐火性組成物の使用、及び前記マグネシアベースのキャスタブル耐火性組成物を用いてモノリシック耐火性ライニングを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
耐火物は、それを高温用途における耐熱バリアとしての使用に適したものにする特性を有する材料である。マグネシア(酸化マグネシウム、MgO)耐火材料は、液化された金属及び/又はスラグによって生じる化学的及び機械的歪みから保護するために、冶金容器、レードル、炉、るつぼ及び他の装置のためのライニングとして鉄及び非鉄金属工業において広範囲に用いられてきた。マグネシア耐火物は、しばしば、性能を改善するために実質的な量の元素炭素又は炭素質化合物を含有する。従来、マグネシアライニングは、保護すべき容器又は設備の内壁に対してマグネシア又はマグネシア・カーボンれんがを組立てることによって製造されてきた。
不連続の予め形成したれんがから組立てられるライニングとは異なり、不定形耐火材料は継ぎ目のないライニングを形成する能力を有し、しばしばモノリシックと呼ばれる。モノリシックは、特に、液体金属やスラグ、又は他の任意の高温液体、固体又は気体を含有するか、それのフローを送るか、又はそれの工業用処理を容易にするのに適しているキューポラ炉床、キューポラサイフォン、溶鉱炉、主樋、副樋及び傾注樋、より一般的には、容器又は容器噴出部、レードル、タンデッシュ、反応チャンバ及びトラフのためのライニングとして有用である。酸化マグネシウム(モノリシック)耐火物は、好ましくは、アルカリ性材料に安定であるので、スラグ及び雰囲気が塩基性である領域において用いられる。
【０００３】
マグネシアは、液体又は気体の形態で、水に強い親和性を有し、水と反応して、水滑石を形成する。耐火性組成物中の水和したマグネシアの形成又は存在は、モノリシック耐火性ライニングの最終性能に対して強く有害な影響を及ぼす。例えば、マグネシア粒子の周辺で形成される水滑石結晶の薄片状構造は粒状耐火性組成物の塊を形成することになり、キャスタブル(湿潤)混合物の形成後の鋳造プロセスを阻害する。マグネシアの水和がライニングの取り付け後に生じる場合には、マグネシアの水滑石への形質転換が高い体積膨張によって起こるので、結果としてライニングに亀裂が入ることになる。過去において、MgO水和を阻害することを意図する添加剤、例えば酒石酸、クエン酸、ホウ酸、フッ化マグネシウム、マイクロシリカが用いられた。しかしながら、このような添加剤の存在は、特に、流動性、機械抵抗、耐火性(高温での安定性)、コストに対して有害な影響を有する。
現在、マグネシア・カーボンモノリシック配合物は、一般的には用いられていない。キャスタブルマグネシア組成物は、マグネシア・カーボンれんがライニングを補修するための吹き付け材料として用いる場合がある。キャスタブルマグネシア・カーボン組成物の提供は、一方では、モノリシックマグネシア・カーボンライニングの取り付けが可能になり、もう一方では、れんがライニングとの適合性が改善されたマグネシア・カーボンれんがライニングを補修するための吹き付け材料としてのこれらの組成物の使用が可能になる。
耐火物の重要な特性は、その機械抵抗、化学抵抗及び熱抵抗である。機械抵抗は、一般に、破壊係数(MOR; 曲げ強さとしても知られる)及び冷間圧縮強さ(CCS)を用いて評価される。当該技術において、50kg/cm2以上のMOR値、100kg/cm2以上のCCS値が、モノリシック耐火物としての使用に許容され得ると考えられる。
従って、本発明の目的は、マグネシア及びカーボンをベースとし、且つ特性が改善されたキャスタブル耐火性組成物を提供することである。
【発明の概要】
【０００４】
発明の簡単な説明
本発明は、添付の特許請求の範囲において定義される。
特に、本発明は、乾燥画分及び湿潤画分(液体成分)からなるキャスタブル耐火性組成物によって具体化され、場合によっては、各画分は複数の乾燥成分又は複数の湿潤成分を含んでいる。本発明のキャスタブル耐火性組成物は、キャスタブル耐火性組成物の全質量に対して、50質量%と99質量%の間のマグネシア凝集体材料、及び0.1質量%と10質量%の間の炭素質材料、及び0.1質量%と5質量%の間の酸化防止剤、及び非水性結合剤を含んでいる。本発明によれば、キャスタブル耐火性組成物の含水率は2質量%以下であり、組成物中の固定炭素は約10質量%以下である。本発明によれば、酸化防止剤は、1つ以上の炭化物材料、又は1つ以上の窒化物材料、又は1つ以上のホウ化物材料、又は1つ以上の金属又は金属合金、又はこれらの組み合わせより選ばれてもよい。
本発明の一実施態様によれば、組成物の炭素質材料は、組成物のマグネシア凝集体材料の表面上のコーティングに少なくとも部分的に存在する。本発明の一実施態様によれば、マグネシア凝集体材料の表面上のコーティングは、更に、1つ以上の非水性結合剤、又は1つ以上の固体炭化水素、又は1つ以上の酸化防止剤、又はこれらの組み合わせを含んでいる。
本発明の一実施態様によれば、キャスタブル耐火性組成物に存在する炭素質材料は、天然黒鉛、合成黒鉛、石油コークス、カーボンブラック、可溶性カーボン、ピッチ、及びこれらの組み合わせより選ばれる。
【０００５】
本発明の一実施態様によれば、キャスタブル耐火性組成物に存在する酸化防止剤は、炭化ホウ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ホウ化カルシウム、ホウ化ジルコニウム、アルミニウム金属、亜鉛金属、シリコン金属、1つ以上のアルミニウム・マグネシウム合金、1つ以上の亜鉛・マグネシウム合金、1つ以上の亜鉛・アルミニウム・マグネシウム合金又はこれらの組み合わせ、例えばアルミニウム金属及び/又は炭化ホウ素より選ばれる。
本発明の一実施態様によれば、キャスタブル耐火性組成物に存在する非水性結合剤は、1つ以上のフェノール樹脂又は1つ以上のエポキシ化合物、又はこれらの組み合わせを含んでいる。或いは、キャスタブル耐火性組成物に存在する非水性結合剤は、1つ以上のエステル化脂肪酸、例えばエステル化植物油又はバイオディーゼル、又はこれらの組み合わせを含んでいる。エステル化脂肪酸は、1,000〜10,000の範囲内にある分子量及び/又は20〜150cpsの範囲内の粘度を有し得る。
本発明の更なる実施態様によれば、キャスタブル耐火性組成物は、更に、1つ以上の添加剤、例えば、分散剤、粘度調整剤、硬化剤、促進剤、界面活性剤、及び/又は架橋触媒を含んでもよい。
鋳造プロセス、噴霧鋳造プロセス、吹き付けプロセス、セルフフローイングプロセス、ラミングプロセス、ショットクリートプロセス又はパッチングプロセスによるモノリシック耐火性組成物の形成又は補修、例えばモノリシック耐火性ライニングの形成におけるキャスタブル耐火性組成物の使用もまた本発明の一部である。
【０００６】
モノリシック耐火性ライニングを製造する方法であって、前記複数の乾燥成分の少なくとも一部の混合物を準備して、ドライミックスを得る工程、硬化剤を除く1つ以上の液体成分の混合物を準備して、液体混合物を得る工程、準備したドライミックスと準備した液体混合物を混合して、更に1つ以上の非水性結合剤を添加しもよく、均質化したキャスタブル耐火性組成物を得る工程、得られた均質化したキャスタブル耐火性組成物を鋳造プロセス、振動鋳造プロセス、噴霧鋳造プロセス、吹き付けプロセス、セルフフローイングプロセス、ラミングプロセス、又はショットクリートプロセスを用いて取り付ける工程、及び取り付けられた均質化したキャスタブル耐火性組成物を硬化して、モノリシック耐火性ライニングを得る工程を含む、前記方法もまた本発明の一部である。取り付け工程の前の均質化したキャスタブル耐火性組成物に1つ以上の硬化剤が添加されてもよい。
本発明の一実施態様によれば、1つ以上の液体成分の混合物を準備する場合に液体成分の1つ以上の混合物に炭素質材料の少なくとも一部が含まれている。
本発明の一実施態様によれば、50kg/cm2以上、例えば50から200kg/cm2までの範囲内の破壊係数(MOR)、及び/又は100kg/cm2、例えば100から400kg/cm2までの範囲内の冷間圧縮強さ(CCS)、及び/又は5〜12%の範囲内の気孔率を有するモノリシック耐火性ライニングを与える方法が用いられる。方法の最終工程での硬化は、150℃〜250℃の温度で、例えば180℃〜220℃の温度で、例えば約200℃で、12〜36時間、例えば約24時間行われ得る。
【０００７】
モノリシック耐火性ライニングを補修する方法であって、前記複数の乾燥成分の少なくとも一部の混合物を準備して、ドライミックスを得る工程、硬化剤を除く1つ以上の液体成分の混合物を準備して、液体混合物を得る工程、準備されたドライミックスと準備された液体混合物を混合して、更に1つ以上の非水性結合剤を添加してもよく、均質化したキャスタブル耐火性組成物を得る工程、工程(c)の終わりに得られた前記均質化したキャスタブル耐火性組成物を補修すべきモノリシック耐火性ライニングにパッチングプロセスを用いて適用する工程; 及び工程(e)の終りに得られた、適用された前記均質化したキャスタブル耐火性組成物を硬化して、補修されたモノリシック耐火性ライニングを得る工程を含む、前記方法もまた本発明の一部である。取り付け工程の前の均質化したキャスタブル耐火性組成物に1つ以上の硬化剤が添加されてもよい。
下記の発明の詳細な説明及び実験結果の内容が本発明の例示的実施態様に関するものであり且つ特許請求の範囲の範囲を制限するものでないことが理解される。
【０００８】
発明の詳細な説明
添付の特許請求の範囲に記載の本発明は、キャスタブル耐火物材料として用いるための本質的に水分のないマグネシアベースの組成物を提供する。非水性結合剤、抗酸化剤及び炭素質材料とマグネシア凝集体材料との組み合わせがモノリシック耐火性ライニングの製造のためか、又は損傷した耐火性(れんが)構造を補修するための吹き付け組成物として用いることができるキャスタブル耐火性組成物を提供することがわかった。
【０００９】
酸化マグネシウム
本発明によれば、キャスタブル耐火性組成物は、50質量%〜99質量%のMgO、例えば凝集体MgOを含んでいる。キャスタブル耐火性組成物のマグネシア含有量は、約60質量%より多くてもよく、例えば約70質量%より多くてもよく、例えば約80質量%から98質量%まで、又は約85質量%から95質量%まででもよい。本発明のキャスタブル耐火性組成物に含まれるマグネシアは、市販の溶融マグネシアであってもよく、通常は約97%の純度を有する。
本発明のキャスタブル耐火性組成物に含まれるマグネシアは、5mmより小さい幅広い粒子径分布を有してもよく、実質量の、2〜5mmの粒径を有する粒子、及び1〜2mmの直径を有する粒子、及び0.5〜1mmの直径を有する粒子、及び0.5mmより小さい直径を有する粒子、及び170メッシュ(88μm)以下のサイズを有する粒子を含んでいる。
本発明の一実施態様において、本発明のキャスタブル耐火性組成物に用いられるマグネシアの粒子径分布は、多峰性分布、例えば二峰性分布である。本明細書に用いられる二峰性粒子径分布においては2つの異なったピークを示す曲線を表し、多峰性分布においては2つ以上の異なったピークを示す曲線を表している。例えば、本発明のキャスタブル耐火性組成物に含まれるマグネシアの粒子径分布を表している曲線は、2と5mmの間の粒子径に第1の最大ピーク、及び88μmより小さい粒子径に第2の最大ピークを有し得る。また、例えば、本発明のキャスタブル耐火性組成物に含まれるマグネシアの粒子径分布を表している曲線は、2と5mmの間の粒子径に第1の最大ピーク、及び約40μm、約18μm及び約4μmに3つの更なる最大ピークを有し得る。或いは、本発明の組成物に含まれるマグネシアは、(a) 1.5と4μm間の、又は結晶サイズに近いd50を有する粉末のマグネシア(溶融マグネシア又は海水死焼マグネシア又はアース死焼マグネシア); 又は(b) 1.5μmより小さいd50及び5〜500 m2.g-1の範囲内のBET比表面積を有する沈降(腐食性)マグネシア; 又は(c)ケイ酸マグネシウムの化学分解から得られ且つ1〜10m2.g-1の範囲内のBET比表面積を有するマグネシアからなる超微細成分を含んでもよい。
【００１０】
炭素質材料
本発明のキャスタブル耐火性組成物に含まれる炭素質材料は、天然黒鉛、合成黒鉛、石油コークス、カーボンブラック、可溶性カーボン、ピッチ及びこれらの組み合わせが含まれる、幅広い種類の炭素質化合物より選ばれ得る。炭素質材料は、本発明の全キャスタブル耐火性組成物が10質量%以下の固定炭素を含むように選ばれ得る。当業者は、本発明の組成物の液体成分によって固定炭素が組成物に与えられないことを理解するであろう。従って、生成物中の固定炭素は、固体炭素質材料に由来するだけである。一実施態様において、炭素質材料がタール、木材又は木炭より選ばれることは好ましくない。
一実施態様において、炭素質材料は、中粒熱分解カーボンブラックとして存在する。一実施態様において、炭素質材料は、少なくとも部分的に、72メッシュより小さい(200μmより小さい)平均粒度を有する片状黒鉛として存在する。
一実施態様において、炭素質材料は、少なくとも部分的に、マグネシア粒子の表面上のコーティングにおいて黒鉛として本発明のキャスタブル耐火性組成物中に存在する。コーティングされたマグネシア粒子は、黒鉛粒子と有機結合剤とを混合し、続いてマグネシア粒子を前記黒鉛/結合剤の組み合わせで処理することにより得られる。本発明のマグネシア粒子上のコーティングにおける黒鉛の使用は、黒鉛の一般に生じる界面化学問題、例えばキャスタブルにおいて混合特性が悪くなり且つその流動性が低下することになる低湿潤性と高形状係数が回避されるという利点を有する。
【００１１】
酸化防止剤
本発明のキャスタブル耐火性組成物に含まれる酸化防止剤は、1つ以上の炭化物材料、又は1つ以上の窒化物材料、又は1つ以上のホウ化物材料、又は1つ以上の金属又は金属合金、又はこれらの組み合わせより選ばれる。より詳しくは、炭化ホウ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ホウ化カルシウム、ホウ化ジルコニウム、アルミニウム金属、亜鉛金属、シリコン金属、バリウム金属、チタン金属、アルミニウム・マグネシウム合金、亜鉛・マグネシウム合金、亜鉛・アルミニウム・マグネシウム合金、及びこれらの組み合わせが含まれる種々の化学種より選ばれ得る。
一実施態様において、酸化防止剤は、アルミニウム金属及び/又は炭化ホウ素、例えばアルミニウム金属と炭化ホウ素の混合物である。一実施態様において、アルミニウム金属は、0.1質量%〜5質量%の量で、例えば1質量%〜3質量%、例えば約2質量%の量で本発明のキャスタブル耐火性組成物中に存在させることができる。一実施態様において、炭化ホウ素は、0.1質量%〜5質量%の量で、例えば0.5質量%〜2質量%、例えば約1質量%の量で本発明のキャスタブル耐火性組成物中に存在させることができる。
一実施態様において、酸化防止剤が窒化ケイ素鉄、SiAlON(酸窒化物)、又はアルカリ金属より選ばれることは好ましくない。
【００１２】
非水性結合剤
本発明のキャスタブル耐火性組成物に含まれる非水性結合剤は、(a)多価化合物、(b)エポキシ化合物、アミン硬化剤と組み合わせてもよい、(c)イソシアネート、(d)反応速度調整剤又は架橋剤、(e)ポリエステル樹脂、(g)希釈剤、(h)界面活性剤、及びこれらの組み合わせより選ばれ得る。
一実施態様において、本発明のキャスタブル耐火性組成物に含まれる非水性結合剤として用いるための多価化合物は、フェノールレゾール樹脂、ポリエーテルポリオール(ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールを含める); 脂肪族及び/又は芳香族性ポリカーボネート、ポリカプロラクトン、アジピン酸エステル、テレフタレートからのポリエステルポリオール及びこれらの混合物より選ばれ得る。ポリヒドロキシル化天然油及び/又はその誘導体、例えばアマニ油、ヒマシ油もまた本発明に適切である。一実施態様において、水酸化物をもった成分の固有の含水率は、2.0質量%を超えない。本発明に使われる多官能性水素化合物は、600以上の分子量及び2つ以上の官能性を有してもよい。個々の多価化合物の例としては、更に、Valires RO 100.02、Valires RO 100.42、Valires RD 300.25、Corrosol 433264、Smithers Information Limited(2005年1月)によって発行された「Chemistry and Technology of Polyols for Polyurethanes」ページ400〜407、424〜431及び439〜455に記載されているような化合物が挙げられるがこれらに限定されない。一実施態様において、多価成分又は成分の混合物は、組成物の全質量に対して、1.0から6.0質量%までの範囲内の量で本発明のキャスタブル耐火性組成物に含まれなければならない。
【００１３】
一実施態様において、本発明のキャスタブル耐火性組成物に含まれる非水性結合剤として用いるためのエポキシ化合物は、150〜250(g/当量)の範囲内のエポキシ当量を有する液体であってもよい。エポキシ樹脂の粘度は、500から20000mPa.sまでの範囲内、例えば500から15000mPa.sまでの範囲内であってもよい。エポキシ樹脂の官能性は、1分子当たり2個以上のグリシジル基があってもよい。適切なエポキシ出発材料は、エピクロロヒドリン官能基化ノボラック樹脂(DOW製の商品名D.E.N.*431 Epoxy Novolacとして入手できる)、及びSmithers Information Limited(2005年1月)によって発行されている「Chemistry and Technology of Polyols for Polyurethanes」ページ455〜456に記載されているものであってもよい。一実施態様において、エポキシ化合物又はその混合物は、組成物の全質量に対して、1.0から6.0質量%までの範囲内の量で本発明のキャスタブル耐火性組成物に含まれてもよい。エポキシ化合物は、アミン硬化剤と組み合わせて用いられてもよい。
【００１４】
一実施態様において、本発明のキャスタブル耐火性組成物に含まれる非水性結合剤として用いるためのイソシアネートは、芳香族イソシアネート、脂肪族イソシアネート又は芳香族イソシアネートと脂肪族イソシアネートの組み合わせより選ばれ得る。イソシアネートは、2つ以上のイソシアネート(-NCO)官能性を有してもよい。個々のイソシアネートは、ポリイソシアネート、例えば4,4'-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(H12MDI)、1,4-シクロヘキサンジイソシアネート(CHDI)、3-イソシアナトメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキシルイソシアネート、すなわちイソホロンジイソシアネート(IPDI)、2,4-及び2,6-トルエンジイソシアネート(TDI)又はこれらの混合物、トルイジンジイソシアネート、2,2'-、2,4'-及び/又は4,4'-ジフェニルメチレンジイソシアネート(MDI)又はこれらの混合物、1,2-ナフチルエンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、テトラメチルキシレンジイソシアネート(TMXDI)及びこれらの混合物であってもよい。本発明に用いるための更に適切なイソシアネートは、例えばBAYER(Lupranat)、BASF(Desmodur)、Huntsman(Suprasec)、又は他の供給元から市販されている。結合ポリイソシアネート、及びヘテロ原子を含有するものもまた、本発明に用いるのに適しており、尿素基、ウレタン基、ビウレット基、アロファネート(allophonate)基、ウレチジンジオン基、イソシアヌレート基、イミド基、カルボジイミド基、ウレトンイミン基等を含有するポリイソシアネートが挙げられる。本発明に用いるための1つの適切なイソシアネートは、100〜5000mPa.s、例えば100から2000mPa.sまでの範囲内の粘度を有するMDIの多量体型である。ポリイソシアネート、多価化合物、イソシアネートのプレポリマーから合成されるイソシアネートベースのプレポリマーもまた本発明に適切である。2以上の-NCO値を有するポリイソシアネートの合成のための出発材料として上記の多価化合物の全てが適している。イソシアネート含有量は、組成物中の全結合剤の10〜50質量%の範囲内にあってもよく、本発明のキャスタブル耐火性組成物の0.5から5.0質量%までを構成し得る。
【００１５】
一実施態様において、本発明のキャスタブル耐火性組成物に含まれる非水性結合剤として用いるための反応速度調整剤又は架橋剤は、二価金属触媒、例えば、コバルト、鉛、マンガン、セリウム、カルシウム、亜鉛、ジルコニウム、又はこれらの混合物を含有する化合物より選ばれる適切なレドックス対を形成することができる金属より選ばれ得る。一実施態様において、これらは、2-エチルヘキサン酸鉛(lead 2-ethylhexonate)、2-エチルヘキサン酸塩(2-ethylhexonate)及びエチルヘキサン酸セリウム(ceriumu 2-ethylhexonate)より選ばれ得る。これらの物質は、ポリウレタン触媒又はポリエステル樹脂におけるラジカル重合用開始剤として二重機能を有する。一実施態様において、反応速度調整剤又は架橋剤は、多価成分の全質量に対して0.1から5.0質量%までの範囲内の量で多価成分と組み合わせて本発明のキャスタブル耐火性組成物に含まれなければならない。エポキシ化合物は、DPA(N-(3-ジメチルアミノプロピル-)-N,N-ジイソプロパノール)及び/又はアミン促進剤と組み合わせて用いられてもよい。
一実施態様において、本発明のキャスタブル耐火性組成物に含まれる非水性結合剤として用いるためのポリエステル樹脂は、スチレンのないビニルポリエステル(例えば、メタクリレートに溶解した)であってもよく、これはペルオキシドとレドックス金属対(Alcotac Premium 100として商業的に知られている)で架橋可能である。これは、他の結合剤と組み合わせて用いてもよく、本発明の組成物においては反応性希釈剤として作用し得る。
【００１６】
一実施態様において、本発明のキャスタブル耐火性組成物に含まれる非水性結合剤として用いるための希釈剤は、有機及び無機のエステル、脂肪族及び芳香族の炭化水素より選ばれ得る。適切な有機酸エステルとしては、フタル酸、アジピン酸、セバシン酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸及びクエン酸が挙げられるがこれらに限定されない。適切な無機エステルとしては、トリエチルホスフェート及びトリス-(1-クロロ-2-プロピル)ホスフェートが挙げられるがこれらに限定されない。適切な芳香族炭化水素としては、キシレン、トルエン、ナフタレン、ソルベントナフサ高沸点芳香族、水素化処理重ナフテン蒸留物、及び灯油(90℃から152.5℃までの分別蒸留物)が挙げられる。好適なオレオケミカルとしては、重合したカシューナットオイル及びキャスターオイルが挙げられる。適切な市販の希釈剤は、商品名Sovermol 1058、Durez 37033、Nytex 4700、Nyprint 863及びNyflex 223として入手できる。一実施態様において、希釈剤又は希釈剤混合物は、組成物の全質量に対して、0.1から1.0質量%までの範囲内の量で本発明のキャスタブル耐火性組成物に含まれ得る。
【００１７】
一実施態様において、本発明のキャスタブル耐火性組成物に含まれる非水性結合剤として用いるための界面活性剤は、Solsperse(登録商標) 3000(Lubrizol社、Blackley、英国により供給されるポリマー分散剤; CAS番号86753 77 7)でもよく、本発明のキャスタブル耐火性組成物のインスタレーション特性を高めるために作用し得る。一実施態様において、界面活性剤は、組成物の全質量に対して、0.1から1.0質量%までの範囲内の量で本発明のキャスタブル耐火性組成物に含まれる。
一実施態様において、本発明のキャスタブル耐火性組成物に存在する結合剤は、1つ以上のエステル化脂肪酸(EFA)、例えばエステル化植物油及び/又はエステル化バイオディーゼルであり、凝集したマグネシア粒子上の黒鉛及びEFAのコーティングの一部として組成物中に存在する。一実施態様において、エステル化脂肪酸は、1,000〜10,000の範囲内にある分子量及び/又は20〜150cpsの範囲内の粘度を有する。
一実施態様において、結合剤が熱可塑性樹脂又は天然樹脂であることは好ましくない。
【００１８】
含水量
本発明のキャスタブル耐火性組成物は、2質量%以下の水、例えば1質量%以下の水、又は0.5質量%以下の水を含有するという点で特定のものである。本発明の組成物にはうまく行うために水が必要とされないので、組成物中に存在する水の量には技術的下限がない。本出願の導入部分に記載されているように、水は、マグネシアの水和から生じる、組成物中の水滑石の形成によりマグネシア含有耐火物の性能にしばしば有害である。組成物中の含水率の下限は、外部因子、例えば雰囲気中の水分、コスト及び部品や設備を乾燥する容易さ等によって決定される。組成物中に存在する水は、固有にそこにあるもので、別々の又は計画的な成分として含まれるものでない。本発明によれば、キャスタブル耐火性組成物は、固体及び(水を含まない)液体成分を有し、混合物をキャスタブル及び/又は吹き付け可能にする。水を含まない液体成分が、例えば冶金レードルで、取り付けるのに実際的であるようにそれが組成物に充分な流動性を与えて、硬化後にモノリシック耐火性ライニングを形成することがわかった。
【００１９】
固定炭素
本発明によれば、キャスタブル耐火性組成物は、10質量%以下の固定炭素を含んでいる。一実施態様において、キャスタブル耐火性組成物は、8質量%以下で3質量%以上の固定炭素、例えば6質量%以下の固定炭素、例えば3.5から5.5質量%までの固定炭素を含んでいる。固定炭素は、組成物中に存在する固体炭化水素に由来する。固体炭化水素の封入物は、最終生成物において熱伝導性、耐熱衝撃性、及び/又は耐食性を改善することを可能にする。
組成物中の固定炭素の量は、インド規格手順IS 1350(パート1、1984)に準じて定量される。この規格によれば、1gの材料を108℃で1時間乾燥する。質量減少が水分率(A)として報告される。次に、1gの材料を800℃で1時間処理し、残分が灰分(B)として報告される。次に、1gの材料を空気排除条件下に900℃で7分間処理する。質量減少、マイナス(A)が揮発分(C)として報告される。固定炭素は、100−A−B−Cパーセントとして求められる。
本発明に従って用いられる各種成分の固定炭素値を下記の表Aに示す:
【００２０】
表A
0006670748.tif 000002
【００２１】
組成物の使用
キャスタブル耐火性組成物が、一方で、鋳造、振動鋳造、噴霧鋳造、吹き付け、セルフフローイング、ラミング、又はショットクリートによって、冶金容器のためのモノリシック耐火性ライニングを形成する際の使用に適していることがわかった。キャスタブル耐火性組成物は、マグネシア・カーボンれんがライニングを補修するための吹き付け又はパッチングの溶液としても適している。モノリシック耐火性ライニングを形成する方法及びマグネシア・カーボンれんがライニングを補修する方法は、当該技術において既知である。
これらの使用は、本出願よる本発明の一部をなしている。
【００２２】
形成方法
本発明によれば、キャスタブル耐火性組成物は、(a)本発明のキャスタブル耐火性組成物の前記複数の乾燥成分の少なくとも一部の混合物を準備して、ドライミックスを得る工程; (b)用いられる硬化剤を除いて、本発明のキャスタブル耐火性組成物のいずれか1つの液体成分の1つ以上の混合物を準備して、液体混合物を得る工程; (c)ドライミックスと液体混合物とを混合して、更に1つ以上の非水性結合剤を添加してもよく、均質化したキャスタブル耐火性組成物を得る工程; (d)前記均質化したキャスタブル耐火性組成物に1つ以上の硬化剤を添加してもよい工程; (e)工程(c)又は(d)の終わりに得られた前記均質化したキャスタブル耐火性組成物を鋳造プロセス、振動鋳造プロセス、噴霧鋳造プロセス、吹き付けプロセス、セルフフローイングプロセス、ラミングプロセス、又はショットクリートプロセスを用いて取り付ける工程; 及び(f)工程(e)の終わりに得られた取り付けられた前記均質化したキャスタブル耐火性組成物を硬化して、モノリシック耐火性ライニングを得る工程によって得ることができる。工程(e)の終わりに、組成物を凝結させて、工程(f)での硬化のためにセラミック素地を準備する。凝結工程の間、組成物を簡単に室温にしておく。硬化工程(f)の間、凝結させたモノリシックライニングの強度及び安定性の発生ために結合形成が生じ、硬化工程(f)の間、150℃〜250℃の温度に、又は約200℃の温度に、12時間〜36時間、例えば約24時間、組成物を加熱してもよい。
【００２３】
別の一実施態様によれば、工程(b)及び(d)は、工程(b')において同時に行われる。この場合には、配合物中に用いられる任意の硬化剤を、先ず、1つ以上の更なる液体成分と混合し(工程(b)及び(d))、次に、ドライミックス及び液体混合物(任意の硬化剤を含める)を混合して、1つ以上の非水性結合剤を添加してもよく、均質化したキャスタブル耐火性組成物を得る。前記均質化したキャスタブル耐火性組成物を、次に、吹き付けプロセスにおいて更なる工程(e')、続いて(f')硬化で用いられて、モノリシック耐火性ライニングを得ることができる。
別の一実施態様によれば、キャスタブル耐火性組成物における炭素質材料の少なくとも一部は、準備された固体混合物に含まれてなく、工程(b)の液体混合物に含まれているか又はそれに溶解されている。
【実施例】
【００２４】
実施例
以下において、破壊係数(MOR)及び冷間圧縮強さ(CCS)をインド規格IS10570に準じて測定した。フロー試験は欧州規格EN 1402に準じて行われた。
【００２５】
実施例1
最初の実験によれば、本発明の非水性結合剤を含むマグネシアベースのキャスタブル耐火性組成物を水性系を含む組成物と比較した。組成物を90%相対湿度で80℃の温度において24時間凝結させた後に亀裂の目視観察を用いて、組成物について(a)混合後のフロー値及び(b)耐水和性を比較した。全液体量が示された組成物を表1に挙げる:
【００２６】
表1
0006670748.tif 000003
【００２７】
実施例1に用いた希釈剤は、エステル化脂肪酸エステルである。
組成物のレオロジー特性を表2に示す:
【００２８】
表2
0006670748.tif 000004
【００２９】
双方の組成物は同様の流動性を有し、本発明の組成物の凝結時間はより長いが、許容され得る。耐水和性に関して、比較例では、亀裂形成が高いことが分かった。これは組成物中の水滑石の形成だけでなく、弱いマスボンディングに起因すると考えられる。その一方で、本発明の実施例1において亀裂発生は認められなかった。
追加実験は、比較例での水滑石形成が150℃の温度で最大に達することを示した。
非水性結合剤を用いる本発明の概念が水中より炭素(黒鉛)の分散液が良好且つ簡単であることを可能にし、これが一定の容積分率の液体において良好なフローによって示されると結論された。更にまた、非水性結合剤の存在により、水和試験において耐性が高くなるが、水性組成物は水和試験において耐性が非常に悪い。
【００３０】
実施例2〜5
本発明の4種のキャスタブル耐火性組成物を、マグネシアシリケート水和物結合剤(組成物中にヒュームドシリカ及び水が含まれる)を有する組成物とともに調製した。組成物を表3に示す:
【００３１】
表3
0006670748.tif 000005
【００３２】
実施例2の組成物は、実施例1と似ている。実施例3の組成物は、黒鉛コーティングマグネシアを含んでいる。実施例4の組成物は、エステル化脂肪酸でコーティングした黒鉛及びピッチ由来の可溶性カーボンを含んでいる。実施例5の組成物は、106〜250μmの範囲内の粒径を有する片状黒鉛及びピッチ由来の可溶性カーボンを含んでいる。
組成物のレオロジー特性及び未硬化組成物のCCSを表4に示す:
【００３３】
表4
0006670748.tif 000006
【００３４】
実施例2〜5の組成物が比較例2ほど良好でないレオロジーを有するが、値はなお許容され得る範囲内にあると結論される。
【００３５】
追加試験
実施例1〜5及び比較例2の組成物を種々の条件下で硬化/焼結させ、観測した破壊係数(MOR)、冷間圧縮強さ(CCS)、残存線膨張収縮率(PLC)、見掛け気孔率(AP)、かさ密度(BD)及び全孔隙率(TP)の物理データを表5〜7に示す:
【００３６】
表5
0006670748.tif 000007
実施例1〜5は200℃で24時間硬化させた; 比較例は150℃で24時間硬化させた
【００３７】
表6
0006670748.tif 000008
実施例1〜5は800℃で3時間焼成させた; 比較例は1000℃で3時間焼成させた
【００３８】
表7
0006670748.tif 000009
実施例1〜5及び比較例は1550℃で3時間焼成させた
【００３９】
本発明の組成物においてMOR及びCCSの値が比較例ほど高くない場合であったとしても、使用のために許容され得ると考えられることが結論される。更にまた、残存線膨張収縮率、気孔率及びかさ密度の実質的な低下が本発明のキャスタブル耐火性組成物において認められないことが示された。 
実施例2〜5及び比較例2の組成物、並びに商業的に得られたMgO-Cれんがについて引き続きその耐食性を試験した。9060gのスチール(AFNOR XC 48)及び600gのスラグによる、それぞれ2時間の3溶融サイクルを用いる誘導炉を用いて耐食性を試験した。用いられるスラグは、次の組成を有した: Al2O3: 8.10質量%; CaO: 44.39質量%; Cr2O3: 0.14質量%; FeO: 15.44質量%; K2O: 0.18質量%; MgO: 5.58質量%; MnO: 1.82質量%; Na2O: 0.11質量%; P2O5: 0.97質量%; SO3: 0.70質量%; SiO2: 21.72質量%; TiO2: 0.66質量%; ZrO2: 0.05質量%; V2O5: 0.14質量%。各サイクル後、スラグを未反応スラグと置き換えた。高温計を用いて実際の温度は1654℃(平均)及び1743℃(最高)であった。商業的に入手したれんがは、Tata refractoriesから入手し、97.4%の純粋なMgO、及び3.7%の見掛け気孔率、2.98g/cm3のかさ密度、342kg/cm2のCCS、及び10.9質量%の元素分析による炭素含有量を含んでいる(製造業者によって示された)。腐食試験の結果を表8に示す。
【００４０】
表8
0006670748.tif 000010
【００４１】
実施例2〜5の組成物は比較例2より耐食性を非常に改善したが、最新のMgO-Cれんがほど高くないことが示されている。このため、実施例2〜5の組成物は、モノリシックライニングの形成のためのキャスタブル耐火性組成物として、及び耐火性れんがライニングにおける損傷れんがを補修及び/又は置き換えるための吹き付け組成物としていずれにも適している。
【００４２】
実施例7及び8 - 粒子径分布
マグネシア成分が多峰性粒子径分布を有する本発明のキャスタブル耐火性組成物を調製した。これを実施例1と比較し、組成物の成分を表9に示す:
【００４３】
表9
0006670748.tif 000011
【００４４】
組成物のレオロジー特性を表10に示す:
【００４５】
表10
0006670748.tif 000012
【００４６】
下記の試験法を用いて凝結時間を測定した: 組成物を3分間湿式混合し、次にモールドに入れ、2×30秒間振動させた。次に圧縮した組成物を20℃で貯蔵し、キャスタブルの上面で確実に押圧される金属釘を用いて15分毎に凝結を試験した。釘路が2mm以下の深さである場合に凝結時間に達する。キャスタブルミックスの湿潤試料調製の間、音の変化によってウェットアウト時間を評価した。データは試験した試料間の比較として使用する。混合物のやわらかさは、キャスタブル材料の湿式混合後に手で材料を感じることによって評価した。
従って、多峰性粒子径分布の使用により、本発明のキャスタブル耐火性組成物のレオロジー特性が更に改善されることが示された。
【００４７】
実施例9、10及び11 - 界面活性剤の添加
種々の界面活性剤を混合物に添加した本発明キャスタブル耐火性組成物を調製した。これらを実施例8と比較し、組成物の成分を表11に示す:
【００４８】
表11
0006670748.tif 000013
【００４９】
界面活性剤1は、Solsperse(登録商標) 3000、Lubrizol社、Blackley、英国により供給される高分子分散剤である; CAS番号86753 77 7。界面活性剤2は、BYK Asia Pacific Private Limited(BYK-Chemie GmbH、ヴェーゼル、ドイツ)により供給されるDISPERBYK 108、顔料親和性基を有するヒドロキシル官能性カルボン酸エステルである。界面活性剤3もBYK Asia Pacific Private Limitedにより供給される、DISPERBYK 103、充填剤親和性基を有するコポリマー溶液である。
組成物のレオロジー特性を表12に示す:
【００５０】
表12
0006670748.tif 000014
【００５１】
上に示したように凝結時間、ウェットアウト時間及びやわらかさを評価した。これらの実施例は、界面活性剤の添加により本発明のキャスタブル耐火性混合物に必要とされる液体量を更に減少させることができることを示している。実施例9及び11は5.48%の更に減少した全液体量を必要とし、混合物のやわらかさに対して極めて良好及び顕著な結果を示すとともに界面活性剤を含めていない組成物と比較してフローを改善し、このことにより配置挙動が改善されることになる。これは、本発明の組成物の更なる利点を示している。
【００５２】
実施例12及び13 - 異なるグレードの炭素質材料の使用
炭素質材料の種々のグレード及び量を用いる本発明のキャスタブル耐火性組成物を調製した。これらを実施例11と比較し、組成物の成分を表13に示す。
【００５３】
表13
0006670748.tif 000015
【００５４】
組成物のレオロジー特性を表14に示す:
【００５５】
表14
0006670748.tif 000016
【００５６】
上に示したように凝結時間、ウェットアウト時間及びやわらかさを評価した。これらの実施例は、界面活性剤の添加により本発明のキャスタブル耐火性混合物に必要とされる液体量を更に減少させることができる。実施例12は、炭素質材料の量及び種類を変えた場合に本発明の有益な作用が維持されることを示している。
【００５７】
実施例14 - 補修組成物
他のモノリシックライニングの様に、使用後のMgO-Cライニングには、性能を延長するために補修が必要である。補修は、パッチングの前に清浄し且つ湿潤させなければならない未加工MgO-Cライニングの上にこて塗り/鋳造によって行われ得る。この場合には、湿潤させるために表15及び16に示される非水性スラリー、組成物及び選択された特性を用いた後に、表17、18及び19に示されるMgO-Cパッチング材料(実施例15、16)が適用される。
【００５８】
表-15
0006670748.tif 000017
【００５９】
表-16
0006670748.tif 000018
【００６０】
表-17
0006670748.tif 000019
【００６１】
実施例15及び16で用いた液体1及び2の特性を下記表18に示す。
【００６２】
表-18
0006670748.tif 000020
【００６３】
実施例15及び16のレオロジー及び選択された他の特性を表19に示す。
【００６４】
表-19
0006670748.tif 000021
【００６５】
上に示したようにレオロジー、凝結時間、かさ密度、破壊係数及び冷間圧縮強さを評価した。これらの実施例は、材料がMgO-Cライニングを補修するためにパッチング材料として適用された場合に本発明の有益な作用が維持されることを示している。