(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐火原料とアルミナセメントとを主成分として含み、
グルコン酸ナトリウム及び塩基性乳酸アルミニウムから選ばれる１種又は２種を副成分として含み、
前記グルコン酸ナトリウムを副成分として含む場合、前記グルコン酸ナトリウムの含有量は、前記耐火原料と前記アルミナセメントの合計含有量１００質量部に対し、０．０１〜０．５質量部であり、
前記塩基性乳酸アルミニウムを副成分として含む場合、前記塩基性乳酸アルミニウムの含有量は、前記耐火原料と前記アルミナセメントの合計含有量１００質量部に対し、０．００５〜０．２質量部であり、
ほう素化合物を不可避不純物以外に含まないことを特徴とするこて塗り用不定形耐火物。
【請求項２】
請求項１に記載のこて塗り用不定形耐火物において、
リグニンスルホン酸塩、酒石酸及びでん粉加水分解物から選ばれる１種又は２種以上を副成分としてさらに含み、
前記リグニンスルホン酸塩を副成分としてさらに含む場合、前記リグニンスルホン酸塩の含有量は、前記耐火原料と前記アルミナセメントの合計含有量１００質量部に対し、０．０１〜０．２質量部であり、
前記酒石酸を副成分としてさらに含む場合、前記酒石酸の含有量は、前記耐火原料と前記アルミナセメントの合計含有量１００質量部に対し、０．０１〜０．５質量部であり、
前記でん粉加水分解物を副成分としてさらに含む場合、前記でん粉加水分解物の含有量は、前記耐火原料と前記アルミナセメントの合計含有量１００質量部に対し、０．０５〜１．０質量部であることを特徴とするこて塗り用不定形耐火物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、窯炉の補修等に使用されるこて塗り用不定形耐火物に関する。
【背景技術】
【０００２】
高炉溶銑樋、製鋼取鍋、タンディッシュ等の窯炉の補修等にこて塗り用不定形耐火物が使用される（例えば、特許文献１）。この場合、水等を加えて混練した練土状のこて塗り用不定形耐火物（補修材）を被補修部に塗り付けて施工を行う。ここで、補修の実施は窯炉の状況に応じて随時であるため、予め混練した補修材を長時間練置き保管した後に使用することがある。そこで、補修材は、長時間練置き保管しても凝集せず、柔らかい状態を維持する必要がある。また、単に柔らかいだけでは塗り付けた後にだれ落ちてしまうため、適度な保形性を維持する必要がある。これらの必要性を満たすため、例えば、特許文献２はこて塗り用不定形耐火物にほう素化合物を添加することを開示している。このように、ほう素化合物は不定形耐火物の凝集を抑制することができ、かつ、適度な保形性を長時間維持することができるため、広く使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１７２６４７号公報
【特許文献２】特開２０１３−１１２６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、ほう素化合物は水質汚濁防止法等で有害物質に指定されているため、ほう素化合物を含む不定形耐火物を廃棄する場合、特別な取扱いを必要とする。
【０００５】
本開示の態様は上記実状を鑑みてなされたものであり、長時間練置き保管しても凝集することなく柔らかい状態を維持することができ、かつ、被補修部に塗り付けてもだれ落ちすることなく適度な保形性を維持することができ、さらに、廃棄する場合に特別な取扱いを必要としないこて塗り用不定形耐火物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本開示の一の態様は、耐火原料とアルミナセメントとを主成分として含み、グルコン酸ナトリウム及び塩基性乳酸アルミニウムから選ばれる１種又は２種を副成分として含み、グルコン酸ナトリウムを副成分として含む場合、グルコン酸ナトリウムの含有量は、耐火原料とアルミナセメントの合計含有量１００質量部に対し、０．０１〜０．５質量部であり、塩基性乳酸アルミニウムを副成分として含む場合、塩基性乳酸アルミニウムの含有量は、耐火原料とアルミナセメントの合計含有量１００質量部に対し、０．００５〜０．２質量部であり、ほう素化合物を不可避不純物以外に含まないことを特徴とするこて塗り用不定形耐火物に関する。
【０００７】
本開示の一の態様のこて塗り用不定形耐火物は、これに水を加えて混練すると、長時間練置き保管しても凝集することなく柔らかい状態を維持することができ、かつ、被補修部に塗り付けてもだれ落ちすることなく適度な保形性を維持することができる。さらに、ほう素化合物を不可避不純物以外に含まないため、廃棄する場合に特別な取扱いを必要としない。
【０００８】
（２）本開示の一の態様では、リグニンスルホン酸塩、酒石酸及びでん粉加水分解物から選ばれる１種又は２種以上を副成分としてさらに含み、リグニンスルホン酸塩を副成分としてさらに含む場合、リグニンスルホン酸塩の含有量は、耐火原料とアルミナセメントの合計含有量１００質量部に対し、０．０１〜０．２質量部であり、酒石酸を副成分としてさらに含む場合、酒石酸の含有量は、耐火原料とアルミナセメントの合計含有量１００質量部に対し、０．０１〜０．５質量部であり、でん粉加水分解物を副成分としてさらに含む場合、でん粉加水分解物の含有量は、耐火原料とアルミナセメントの合計含有量１００質量部に対し、０．０５〜１．０質量部であることが好ましい。これにより、柔らかい状態と保形性をより好適に維持することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本開示の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成のすべてが本開示の解決手段として必須であるとは限らない。
【００１０】
本実施形態のこて塗り用不定形耐火物は、耐火原料とアルミナセメントとを主成分として含み、グルコン酸ナトリウム及び塩基性乳酸アルミニウムから選ばれる１種又は２種を副成分として含み、グルコン酸ナトリウムを副成分として含む場合、グルコン酸ナトリウムの含有量は、耐火原料とアルミナセメントの合計含有量１００質量部に対し、０．０１〜０．５質量部であり、塩基性乳酸アルミニウムを副成分として含む場合、塩基性乳酸アルミニウムの含有量は、耐火原料とアルミナセメントの合計含有量１００質量部に対し、０．００５〜０．２質量部であり、ほう素化合物を不可避不純物以外に含まない。本実施形態のこて塗り用不定形耐火物は、リグニンスルホン酸塩、酒石酸及びでん粉加水分解物から選ばれる１種又は２種以上を副成分としてさらに含み、リグニンスルホン酸塩を副成分としてさらに含む場合、リグニンスルホン酸塩の含有量は、耐火原料とアルミナセメントの合計含有量１００質量部に対し、０．０１〜０．２質量部であり、酒石酸を副成分としてさらに含む場合、酒石酸の含有量は、耐火原料とアルミナセメントの合計含有量１００質量部に対し、０．０１〜０．５質量部であり、でん粉加水分解物を副成分としてさらに含む場合、でん粉加水分解物の含有量は、耐火原料とアルミナセメントの合計含有量１００質量部に対し、０．０５〜１．０質量部であることが好ましい。
【００１１】
＜耐火原料＞
耐火原料は一般に耐火物に使用されるものであればよく、例えば、焼結アルミナ、電融アルミナ、ばん土頁岩、ムライト、シャモット、ロウ石、珪砂、シリカヒューム、海水マグネシア、電融マグネシア、天然マグネシア、スピネル等が挙げられる。耐火原料の種類や粒度は不定形耐火物の用途に応じて適宜選択又は調整される。例えば、シリカヒュームは減水効果を有し、混練後の不定形耐火物を柔らかい状態で維持するのに好適である。また、不定形耐火物により良好な保形性を付与するため、耐火原料は膨潤性耐火原料を含んでもよい。膨潤性耐火原料としては、例えば、耐火粘土、ベントナイト、人造雲母等が挙げられる。膨潤性耐火原料の含有量は、耐火原料とアルミナセメントの合計含有量１００質量部に対し、０．５〜６質量部が好ましく、１〜５質量部がより好ましい。また、不定形耐火物により良好な保形性（こてのり）を付与するため、耐火原料は繊維原料を含んでもよい。繊維原料としては、例えば、無機繊維であるスラグウール、ガラス繊維、セラミック繊維等や、有機繊維である木材パルプ繊維、麻糸、綿くず、合成繊維等が挙げられ、これらを併用してもよい。繊維原料の含有量は、耐火原料とアルミナセメントの合計含有量１００質量部に対し、０．２〜５質量部が好ましく、０．５〜３質量部がより好ましい。繊維原料の長さは混練時の分散性の観点から１０ｍｍ以下が好ましい。なお、有機繊維は材質の観点からすると後述の少量添加物に分類すべきところ、機能の観点から無機繊維の次に記載した。
【００１２】
＜結合剤＞
結合剤には、一般に不定形耐火物に使用されるアルミナセメントを使用することができる。アルミナセメントの含有量は、一般に不定形耐火物に使用される量であればよく、耐火原料とアルミナセメントの合計含有量１００質量部に対し、１〜２０質量部が好ましく、２〜１５質量部がより好ましく、３〜１０質量部がさらに好ましい。１質量部未満では結合強度の観点で好ましくなく、２０質量部を超えると耐熱性の観点で好ましくない。
【００１３】
＜グルコン酸ナトリウム、塩基性乳酸アルミニウム＞
グルコン酸ナトリウム及び塩基性乳酸アルミニウムは凝集を抑制する効果を有するため、本実施形態のこて塗り用不定形耐火物は、混練後長時間練置き保管しても柔らかい状態を維持することができる。また、適度な保形性を維持することができる。本実施形態のこて塗り用不定形耐火物は、グルコン酸ナトリウム及び塩基性乳酸アルミニウムから選ばれる１種又は２種を含む。グルコン酸ナトリウムを含む場合、グルコン酸ナトリウムの含有量は、耐火原料とアルミナセメントの合計含有量１００質量部に対し、０．０１〜０．５質量部が好ましく、０．０５〜０．３質量部がより好ましく、０．０７〜０．２質量部がさらに好ましい。０．０１質量部未満では硬化遅延の観点で好ましくなく、０．５質量部を超えると練置き後の保形性の観点で好ましくない。塩基性乳酸アルミニウムを含む場合、塩基性乳酸アルミニウムの含有量は、耐火原料とアルミナセメントの合計含有量１００質量部に対し、０．００５〜０．２質量部が好ましく、０．０１〜０．１２質量部がより好ましく、０．０２〜０．１質量部がさらに好ましい。０．００５質量部未満では硬化遅延の観点で好ましくなく、０．２質量部を超えると練置き後の保形性の観点で好ましくない。
【００１４】
＜リグニンスルホン酸塩、酒石酸、でん粉加水分解物＞
リグニンスルホン酸塩、酒石酸及びでん粉加水分解物は、適度な硬化遅延効果を有する。さらに、それらは、長時間練置き保管した後のこて塗り不定形耐火物により適度な保形性を付与するため、施工時のだれ落ちを抑制することができる。本実施形態のこて塗り用不定形耐火物は、リグニンスルホン酸塩、酒石酸及びでん粉加水分解物から選ばれる１種又は２種以上を含む。リグニンスルホン酸塩を含む場合、リグニンスルホン酸塩の含有量は、耐火原料とアルミナセメントの合計含有量１００質量部に対し、０．０１〜０．２質量部が好ましく、０．０１〜０．１質量部がより好ましく、０．０２〜０．０７質量部がさらに好ましい。酒石酸を含む場合、酒石酸の含有量は、耐火原料とアルミナセメントの合計含有量１００質量部に対し、０．０１〜０．５質量部が好ましく、０．０５〜０．３質量部がより好ましく、０．０５〜０．２質量部がさらに好ましい。でん粉加水分解物を含む場合、でん粉加水分解物の含有量は、耐火原料とアルミナセメントの合計含有量１００質量部に対し、０．０５〜１．０質量部が好ましく、０．１〜０．６質量部がより好ましく、０．２〜０．４質量部がさらに好ましい。
【００１５】
＜少量添加物＞
本実施形態のこて塗り用不定形耐火物には、一般に不定形耐火物に使用される他の少量添加物を添加してもよく、例えば、酸化防止剤、増粘剤、カーボンブラック等が挙げられる。酸化防止剤としては、例えば、Ａｌ、Ｓｉ、Ｂ４Ｃ、ＳｉＣ、Ａｌ−Ｍｇ合金等が挙げられる。ＳｉＣは耐火原料として使用されることもある。
【００１６】
以上の本実施形態のこて塗り用不定形耐火物は、水を加えて混練することにより、ほう素化合物を含まなくとも長時間練置き保管しても凝集することなく柔らかい状態を維持することができ、かつ、だれ落ちすることなく適度な保形性を維持することができ、さらに、特別な取扱いをすることなく廃棄することができる。
【実施例】
【００１７】
以下、本開示の実施例について説明する。
【００１８】
［実験方法］
表１に示す配合割合のこて塗り用不定形耐火物を調製した。
【表１】
0006974759.tif 000002
【００１９】
耐火原料としてシャモット原料、ロウ石原料、耐火粘土及びシリカヒュームを使用し、結合剤としてアルミナセメントを使用した。
【００２０】
耐火原料とアルミナセメントの合計含有量１００質量部に対し、各種副成分を外掛けで添加した。実施例１〜３及び実施例４〜６は、それぞれグルコン酸ナトリウム及び塩基性乳酸アルミニウムの含有量を０．０３〜０．４質量部及び０．００７〜０．１５質量部の間で変化させた。これに対し、比較例１はグルコン酸ナトリウム及び塩基性乳酸アルミニウムを添加せず、比較例２、３はそれぞれグルコン酸ナトリウム及び塩基性乳酸アルミニウムを過剰に添加した。実施例７〜１２、実施例１３〜１８及び実施例１９〜２４は、それぞれリグニンスルホン酸塩、酒石酸及びでん粉加水分解物の含有量を０．０１〜０．２質量部、０．０１〜０．５質量部及び０．０５〜１．０質量部の間で変化させた。
【００２１】
得られたこて塗り用不定形耐火物について、以下の評価を行った。
【００２２】
＜可使時間＞
こて塗り用不定形耐火物に、混練直後のタップフロー値が１７０ｍｍ±１０ｍｍとなるように水を加えて混練した。タップフロー値はＪＩＳ  Ｒ  ２５２１中のフロー試験方法を流用したものであり、円錐台形のフローコーン（下底１００ｍｍ、上面７０ｍｍ、高さ６０ｍｍ）に測定対象物を詰めた後、フローコーンを取り去ってから落下運動を与え、広がった最大径と、これに直角方向の径との平均値である。混練後９時間経過時のタップフロー値でこて塗り用不定形耐火物の可使時間を評価した。混練後９時間経過時のタップフロー値が大きいほど長時間練置き保管しても凝集することなく柔らかい状態を維持することを意味し、優：１５０ｍｍ以上、良：１４０〜１４９ｍｍ、可：１３０〜１３９ｍｍ、不可：１２９ｍｍ以下と評価した。
【００２３】
＜保形性＞
こて塗り用不定形耐火物に、混練直後のタップフロー値が１７０ｍｍ±１０ｍｍとなるように水を加えて混練した。混練後９時間経過時のフリーフロー値でこて塗り用不定形耐火物の保形性を評価した。フリーフロー値は、タップフロー値と同様にフローコーンを取り去った後、落下運動を与えず、自然状態で広がった最大径と、これに直角方向の径との平均値である。混練後９時間経過時のフリーフロー値が小さいほどだれ落ちすることなく適度な保形性を維持することを意味し、優：１０４ｍｍ以下、良：１０５〜１１０ｍｍ、可：１１１〜１１５ｍｍ、不可：１１６ｍｍ以上と評価した。
【００２４】
＜混練後９時間経過時の作業性＞
こて塗り用不定形耐火物に、混練直後のタップフロー値が１７０ｍｍ±１０ｍｍとなるように水を加えて混練し、９時間経過後にこて塗りを実施し、触感でこて塗り作業性を評価した。硬さや泡立ちの観点から、Ａ：硬くて作業性が劣るもの（Ａ’：泡立って作業性が劣るもの）、Ｂ：やや硬いが作業性には問題ないもの（Ｂ’：やや泡立つが作業性には問題ないもの）、Ｃ：良好なもの、Ｄ：やや柔らかいが作業性には問題ないもの、Ｅ：柔らかくてだれ落ちし、作業性が劣るものと評価した。
【００２５】
［評価結果］
評価結果を表２に示す。
【表２】
0006974759.tif 000003
【００２６】
＜グルコン酸ナトリウム、塩基性乳酸アルミニウム＞
実施例１〜２４はいずれも比較例１〜３に比べて柔らかい状態、適度な保形性及びこて塗り作業性を維持し、長時間練置き保管しても良好な施工が可能な状態であった。したがって、グルコン酸ナトリウム及び塩基性乳酸アルミニウムから選ばれる１種又は２種を含み、グルコン酸ナトリウムを含む場合、グルコン酸ナトリウムの含有量は、耐火原料とアルミナセメントの合計含有量１００質量部に対し、０．０１〜０．５質量部が好ましく、０．０５〜０．３質量部がより好ましく、０．０７〜０．２質量部がさらに好ましい。また、塩基性乳酸アルミニウムを含む場合、塩基性乳酸アルミニウムの含有量は、耐火原料とアルミナセメントの合計含有量１００質量部に対し、０．００５〜０．２質量部が好ましく、０．０１〜０．１２質量部がより好ましく、０．０２〜０．１質量部がさらに好ましい。
【００２７】
＜リグニンスルホン酸塩、酒石酸、でん粉加水分解物＞
実施例７〜２４は総じて実施例１〜６に比べて柔らかい状態、適度な保形性及びこて塗り作業性を維持し、長時間練置き保管しても良好な施工が可能な状態であった。特に、実施例８、１１、１４、１７、２０、２３の保形性とこて塗り作業性が優れていた。したがって、リグニンスルホン酸塩、酒石酸及びでん粉加水分解物から選ばれる１種又は２種以上を含み、リグニンスルホン酸塩を含む場合、リグニンスルホン酸塩の含有量は、耐火原料とアルミナセメントの合計含有量１００質量部に対し、０．０１〜０．２質量部が好ましく、０．０１〜０．１質量部がより好ましく、０．０２〜０．０７質量部がさらに好ましい。また、酒石酸を含む場合、酒石酸の含有量は、耐火原料とアルミナセメントの合計含有量１００質量部に対し、０．０１〜０．５質量部が好ましく、０．０５〜０．３質量部がより好ましく、０．０５〜０．２質量部がさらに好ましい。さらに、でん粉加水分解物を含む場合、でん粉加水分解物の含有量は、耐火原料とアルミナセメントの合計含有量１００質量部に対し、０．０５〜１．０質量部が好ましく、０．１〜０．６質量部がより好ましく、０．２〜０．４質量部がさらに好ましい。
【００２８】
なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本開示の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。したがって、このような変形例はすべて本開示の範囲に含まれる。例えば、明細書において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語とともに記載された用語は、明細書のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えられることができる。