"耐火性組成物であって、以下の成分、複数の凝結セラミック粒子、及び前記複数の凝結セラミック粒子に焼結された結合剤であって、メタリン酸アルミニウムとアルミナとの反応の結果として前記結合剤中に分散された結晶性オルトリン酸アルミニウムを含む結合剤、を含むことを特徴とする耐火性組成物。前記複数の凝結セラミック粒子が、ボーキサイト粒子を含む、請求項1に記載の組成物。前記複数の凝結セラミック粒子が、炭化ケイ素、ヒュームドシリカ、又はムライトの少なくとも一つを含む、請求項1に記載の組成物。前記結晶性オルトリン酸アルミニウムが、ベルリナイトの結晶構造を有する、請求項1~3のいずれか1項に記載の組成物。前記結晶性オルトリン酸アルミニウムが、非晶質ガラス相を欠いている、請求項1~3のいずれか1項に記載の組成物。鋼繊維充填剤を更に含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の組成物。アルミン酸カルシウムセメント、ケイ酸ナトリウム、ポリホスフェート又は有機塩の非ファーシル添加剤を更に含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の組成物。理論上90以上の密度及び100N/mm2超の冷間圧縮強さを有する、請求項1~3のいずれか1項に記載の組成物。耐火性物品を形成する方法であって、10スラリー質量パーセント未満の水又は有機溶媒の存在下で、メタリン酸アルミニウム粒子をAl2xMO3と混合して混合物を形成する工程、前記混合物を以下の反応、AlPO33Al2xMO3→AlAl2xMPO4II但し、式中、MはSb、Bi、B、CrIII、Er、GdIII、InIII、NiIII、RhIII、SmIII、ScIII、TbIII、TiIII、WIII、VIII、YbIII、又はYIII;及びxは0~2の数である。を引き起すのに十分な温度及び時間で加熱する工程、を含むことを特徴とする方法。前記温度が、800°C超である、請求項9に記載の方法。複数の凝結粒子を前記メタリン酸アルミニウム粒子及びAl2xMO3と混合する工程を更に含む、請求項9又は10に記載の方法。前記加熱の前に、アルミン酸カルシウムセメント、ケイ酸ナトリウム、又はポリホスフェートの少なくとも一つの添加剤を前記混合物に添加する工程を更に含む、請求項9又は10に記載の方法。前記混合物を物品と相補的な形を有する型に注ぐ工程、前記混合物を乾燥させて未処理製品を形成する工程、及び前記未処理製品を加熱して前記反応を引き起こす工程、を更に含む、請求項9に記載の方法。前記型が石膏型である、請求項13に記載の方法。前記混合物中に鋼繊維を埋め込む工程を更に含む、請求項9、10又は13に記載の方法。メタリン酸アルミニウム及び非ファーシル添加剤を説明書と共に含み、注型のためにメタリン酸アルミニウムをアルミナ及び10スラリーパーセント未満の水又は有機溶媒と混合し、次に800°C超の温度で燃焼して、連続結合剤マトリックス相としてオルトリン酸アルミニウムを形成する、耐火性結合財を生産するためのキット。ファーシル添加剤を更に含む、請求項16に記載のキット。前記非ファーシル添加剤が、アルミン酸カルシウムセメントを含む、請求項16又は17に記載のキット。前記非ファーシル添加剤が、ケイ酸ナトリウムを含む、請求項16又は17に記載のキット。前記非ファーシル添加剤が、ポリリン酸ナトリウムを含む、請求項16又は17に記載のキット。鋼繊維充填剤を更に含む、請求項16又は17に記載のキット。従来技術の耐火性物質の欠点を克服し、取扱特性及び物品強度を改善する、耐火性組成物、キット及び発明の耐火性組成物を形成する方法を提供する。耐火性組成物は複数の凝結セラミック粒子及び前記複数の凝結セラミック粒子に焼結された結合剤を含み、前記結合剤は、メタリン酸アルミニウムとアルミナとの反応の結果として結合剤中に分散された結晶性オルトリン酸アルミニウムを含む。前記複数の凝結セラミック粒子は任意にボーキサイト粒子を含む。いくつかの態様において、前記複数の凝結セラミック粒子は炭化ケイ素、ヒュームドシリカ、又はムライトの少なくとも一つを含む。結晶性オルトリン酸アルミニウムは任意にベルリナイトの結晶構造を有する。いくつかの態様において、前記結晶性オルトリン酸アルミニウムは非晶質ガラス相を欠いている。本発明による組成物は任意にファーシルfacile又は非ファーシルnonfacile添加剤を含み、非ファーシル添加剤は任意にアルミン酸カルシウムセメント、ケイ酸ナトリウム、ポリリン酸塩、又は有機塩である。任意に、組成物は鋼繊維充填剤を含む。本発明の独自の組成物は従来技術の耐火性組成物と比較して増大した強度を提供し、本発明のいくつかの態様は理論上90以上の密度及び任意に100N/mm2超の冷間圧縮強さcoldcrushstrengthを有する。耐火性物品を形成する方法もまた提供され、前記方法は10スラリー質量パーセント未満の水又は有機溶媒の存在下で、メタリン酸アルミニウム微粒子をAl2xMO3と混合して混合物を形成する工程、前記混合物を以下の反応、AlPO33Al2xMO3→AlAl2xMPO4II但し、式中、MはSb,Bi,B,CrIII、Er、GdIII、InIII、NiIII、RhIII、SmIII、ScIII、TbIII、TiIII、WIII、VIII、YbIII、又はYIII;及びxは0~2の数である。を引き起こすのに十分な温度及び時間で加熱する工程、を含む方法である。いくつかの態様において、反応を引き起こすのに用いられる温度は800°C超である。前記方法は任意に複数の凝結体粒子を前記メタリン酸アルミニウム微粒子及びAl2xMO3と混合する工程を更に含む。任意に、アルミン酸カルシウムセメント、ケイ酸ナトリウム、又はポリリン酸塩の少なくとも一つの添加剤を前記混合物に加えて加熱する。方法は任意に鋼繊維を前記混合物中に埋め込む工程を含む。方法は任意に前記混合物を物品と相補的な形状を有する鋳型に注ぐ工程、混合物を乾燥させて未処理製品greenwareを形成する工程、及び未処理製品を加熱して前記反応を引き起こす工程、を含む。鋳型は任意に石膏型である。任意に発明の組成物の形成に使用するためのキットが提供され、前記キットはメタリン酸アルミニウム及び非ファーシル添加剤を含む。説明書が前記キットと共に任意に提供され、前記説明書は注型のためにメタリン酸アルミニウムをアルミナ及び10スラリーパーセント未満の水又は有機溶媒と混合し、次に800°C超の温度で焼成して、連続結合剤マトリックス相としてオルトリン酸アルミニウムを形成する、としている。非ファーシル添加剤は任意にアルミン酸カルシウムセメント、ケイ酸ナトリウム、ポリリン酸ナトリウム、又はその組み合わせを含む。キットは任意にファーシル添加剤を更に含む。いくつかの態様において、キットは鋼繊維充填剤を含む。本発明は、様々な凝結体粒子、繊維、及び結晶性オルトリン酸アルミニウム、AlPO4を含むその場形成された結合剤によって加えられた充填剤を含む耐火性組成物として有用性を有する。オルトリン酸アルミニウムの一般的な結晶性形状はベルリナイトである。本発明によれば、耐火性結合剤を製造するためにキットが提供される。前記キットは説明書と共にメタリン酸アルミニウム、AlPO33、アルミン酸カルシウムを含み、内容物をある量の水及び耐火性凝結体源と混合し、その後焼成して耐火性物質を形成する。メタリン酸アルミニウムはアルミナ、Al2O3を含む耐火性凝結体と反応して結晶性オルトリン酸アルミニウム、AlPO4を形成する。オルトリン酸アルミニウムは、約580°C超の温度へ加熱した時に、約1650°Cの分解温度を有する熱力学的製品である。結果として生じる耐火性組成物は鋼繊維のような補強材の練り込みの影響を受けやすく、炭化ケイ素、ムライト、アルミナ、チタニア、及びその組み合わせを含む凝結体微粒子と作用する。そのような耐火性組成物は90より大きい理論上の密度、及び88N/mm2超の冷間圧縮強さを有して容易に形成される。含水量及び従来の添加物の制御を通して、発明の組成物からの物品の注型形態は、従来の物質と比較して、取り扱い並びに焼成して優れた強度及びアルカリ抵抗性を有する耐火性物品を提供するのに先立って任意に機械加工されるのに十分な未処理強度greenstrengthを有する。耐火性物質のための発明のバインダリbinderyは、凝結セラミック粒子を混ぜられ、結晶の結合剤としてオルトリン酸アルミニウムができる条件下において処理されるメタリン酸アルミニウムを含む。前記結合剤オルトリン酸アルミニウムは支配的な相としてベルリナイトを有する。メタリン酸アルミニウムはリン酸と比較してはるかに吸湿性に乏しく、より中性pHであり約pH5、様々な粒子メッシュサイズで市販されているため、結合剤前駆物質としてのメタリン酸アルミニウムはキットへの包含を受け入れられる。オルトリン酸アルミニウム本明細書においてベルリナイトと同義に言及されるの結晶の結合剤相を形成する、メタリン酸アルミニウムとアルミナ本明細書においてボーキサイトと同義に称されるとの反応は、以下の式に関して詳述される。AlPO33Al2O3→3AlPO4Iオルトリン酸アルミニウムは、試薬を約580°C超の温度に加熱すると形成される、熱力学的に安定な相であることは明らかである。オルトリン酸アルミニウムは大気圧で約1650°Cの分解温度を有することが認められる。大気圧以外の圧力で反応が進行するとき、オルトリン酸アルミニウムの形成温度は予測可能な熱力学的関係に従って変化することが理解される。本発明による耐火性組成物の形成は、熱間等静圧圧縮成形HIPによる物品の生形態の焼成によって容易に起こることが理解される。混合金属オルトリン酸塩は以下の反応、AlPO33Al2xMO3→AlAl2xMPO4II但し、式中、MはSb,Bi,B,CrIII、Er、GdIII、InIII、NiIII、RhIII、SmIII、ScIII、TbIII、TiIII、WIII、VIII、YbIII、又はYIII;及びxは0~2の数である。に従って容易に形成されることが理解される。式IIに従って生産される、結果として生じる混合金属オルトリン酸塩は、耐火性組成物の結合剤として作用するのに加えて、触媒及びリンの適用において作用することもまた理解される。耐火性セラミック粒子の周りにマトリックスを形成するために存在するメタリン酸アルミニウムの量は、セラミック粒子の大きさ、望ましい粒子間の分離、形態学、第一の結晶の大きさ及び酸化物状態を含む要素に依存する。典型的に、メタリン酸アルミニウムは、完全に形成された耐火性組成物注型スラリーの2~20総質量パーセント存在する。好ましくは、アルミナはアルミナメタリン酸塩aluminametaphosphateのモル化学量論を超過して存在する。アルミナは凝結セラミック粒子として存在し、又はアルミナメタリン酸塩との反応のために少量のセラミック粒子として代わりに加えられることが理解される。セラミック粒子凝結体と結合剤前駆物質としてのアルミナメタリン酸塩との混合を容易にするために、ある量の水又は有機溶媒が加えられ、所望の粘度のスラリーを生じる。そのような有機溶媒は、アルコール、ケトン、エステル、エーテル、アミド、アミン、グリコール、アルカン等を例として含む。好ましくは、そのような有機溶媒は200°C未満の液体であり、好ましくは20°Cの液体である。水又は溶媒の典型的な添加量は、完全に形成された耐火性組成物スラリーの2~20総質量パーセントの範囲にわたる。任意に、ベルリナイト形成の間に消費される添加剤が含まれ、これらの添加剤は取扱易さを増進するために提供される。そのような添加剤は、界面活性剤、重合可能な有機モノマー又はオリゴマー、解膠剤、ポリマー、並びにクエン酸及びシュウ酸のような有機酸を例として含む。当業者はそのような添加剤の包含によってスラリー粘度及び未処理強度を容易に調整できるが、典型的にそのような添加剤のそれぞれは、完全に形成された耐火性組成物スラリーの0.01~5総質量パーセント存在する。硬化における有機モノマーの又はオリゴマーの重合可能物質の包含は、焼成又は式I若しくはIIによる反応に先立って、組成物の未処理強度を向上し得る。結果として生じるポリマーは分解され、そのため、結果として生じる耐火性組成物中に存在しない。そのような有機ポリマーの例は、アクリル酸、アクリル酸塩、ポリエチレングリコール、及びポリカルボン酸塩エーテルであり、これらは重合体の前駆物質又はスラリー溶解性の前もって形成されたポリマーとして加えられる。発明の耐火性組成物スラリーの取扱特性及び乾燥後の発明の組成物形態の未処理強度はまた、非ファーシル添加剤の包含によって変更され得る。そのような非ファーシル添加剤の量は所望の未処理強度、耐火性組成物、作業環境、温度及び腐食性、所望の冷間圧縮強さ、並びに設定時間、作業時間及び硬化時間を含む要素によって制御されるが、そのような非ファーシル添加剤の典型的な添加量は、完全に形成された耐火性組成物スラリーの0.1~10総質量パーセントの範囲にわたる。本発明において作用する代表的な非ファーシル添加剤はアルミン酸カルシウムセメント、ケイ酸ナトリウム、ヒュームドシリカ、アルカリ金属又はアルカリ土類ポリリン酸塩、並びにクエン酸、シュウ酸又は硝酸、ケイ酸カルシウムセメント、ケイ酸カリウム、ケイ酸リチウムのような有機塩を含む。好ましくは、非ファーシル添加剤はオルトリン酸アルミニウムが連続マトリックス相を形成するような量で存在する。本発明によるオルトリン酸アルミニウム結合剤内に組み込まれるセラミック粒子凝結体は、結果として生じる耐火性組成物の特性及びオルトリン酸アルミニウム結合剤との互換性のみによって制限される。例となる本発明における作用するセラミック粒子の凝結体は、ボーキサイト、平板状のアルミナ、ムライト、炭化ケイ素、石英ガラス、ルチル、紅柱石、シリマナイト、マグネサイト、フォルステライト、カイヤナイト、Mgスピネルspinell、及び酸化クロムを含む。凝結セラミック粒子の典型的な添加量は、完全に形成された耐火性組成物スラリーの50~95質量パーセントの範囲にわたる。典型的な凝結体粒子サイズは0.1~1000ミクロンの範囲にわたる。凝結体粒子は、球形、多面体、不規則、又はその組み合わせを含む様々な形態であり得ることが理解される。発明の形成は、米国特許第4366255号明細書に記載されているように、任意に鋼繊維のような強化繊維を含む。繊維の典型的な添加量は、耐火性組成物スラリーの0~50総質量パーセントである。本発明において作用する他の強化繊維充填剤は、炭素繊維を含み、還元性雰囲気において焼成が起こると認識される。本発明は、以下の非制限的な例について更に詳述される。これらの例は、添付の特許請求の範囲を狭める又は別な方法で限定することを意図してはいない。実施例15のメタリン酸アルミニウムを4.5総質量パーセントの水及び0.1の300g/mol超の分子量を有するポリエチレングリコールと共にボーキサイト凝結体に混合した。乾燥して800°Cで5時間焼成し、X線粉体回折によって決定される結晶性オルトリン酸アルミニウム連続結合剤マトリックス相を有するセラミックを得た。実施例2スラリー質量で5のアルミン酸カルシウムセメントを含むように実施例1のスラリーを修飾して、同等の結果を得た。実施例3実施例2のスラリーに乾燥ケイ酸ナトリウムを0.015総パーセントまで加えた。未処理強度の増加が認められ、脱型の容易性を高める速い設定時間により、結晶性オルトリン酸アルミニウムマトリックス相も形成する。実施例4実施例1のスラリーに0.015総質量パーセントの乾燥ケイ酸ナトリウムを加え、実施例3の通りにアルミン酸カルシウムセメントに頼ることなく未処理強度の増加を達成した。配合物は、88総スラリー質量パーセントのボーキサイト、0.015の乾燥ケイ酸ナトリウム、5のメタリン酸アルミニウム、0.1のポリエチレングリコール、及び残りの水を含む。800°Cでの焼成の後、200N/mm2の冷間圧縮強さを得た。残存線膨張収縮率及び結果として生じる耐火性物質を決定するため、スラリーを1100°C、1370°C、及び1600°Cの温度で焼成した。1100°Cでの残存線膨張収縮率は0.0、1370°Cで-0.2の収縮、及び1600°Cで-0.2の収縮であった。この結果は、オルトリン酸アルミニウム系は有意な溶融相を生み出さないことを支持する。破壊試験の熱係数hotmodulusを800°Cで焼成された物質において導いた。破壊の熱係数は記された試験温度の後にある。815°C38N/mm2、1100°C35N/mm2、及び1200°C22N/mm2。4つの個々の試験における物質の密度は2911~2933kgm3181.7~183.1lbsft3の範囲にわたった。実施例5~8表1に従って0.15乾燥ケイ酸ナトリウムと共にスラリーを形成した。結果として生じるスラリーは自己流動性selfflowingであり、815°Cでの焼成で表1に与えられる冷間圧縮強さを生じる。参照として実施例4の物質に関する結果を提供する。表1実施例5~8についてのスラリー及び冷間圧縮強さ800°Cで測定されたCCSNmm2。量はスラリーの質量パーセントで表されているが、例外として、質量アルミナはベース凝結体及び添加されたか焼アルミナの質量パーセントである。耐火物は、使用される凝結体及び化学組成物に基づいて分類される。上記表はボーキサイト又はムライトのような凝結ベース鉱物を示す。どちらの鉱物も、例えば、これらの鉱物の耐火性の基準である一定量のアルミナを含む。ボーキサイト又はムライトからの鉱物成分としてのアルミナのほかに、流量特性及び強度、特に引っ張り強さを得るために配合物におけるか焼アルミナの形態中に付加的なアルミナがあり、それとは別にメタリン酸アルミニウム及びアルミン酸カルシウムセメント中にアルミナがある。実施例4において、総アルミナ含有量は88アルミナまで加える。ヒュームシリカfumesilicaは、サブミクロンの間隙を埋め、流量特性を向上し、加えて水含有量を低くする添加剤である。ほぼ100純SiO2である。実施例8は65石英ガラスを含むが、ヒュームシリカ由来の5SiO2のため、総SiO2含有量は70である。実施例9実施例4のスラリーを石膏型に注型し、815°Cで焼成した。実施例4で使用されたような不透性のアクリル型と比較した、石膏型において実施された注型の破壊の熱係数、空隙率及び密度の結果が表2に与えられている。表2石膏型耐火物特性及びアクリル型におけるスラリーの特性これらの結果に基づき、実施例4の組成物を石膏型鋳込み成形に使用して、石炭燃焼バーナー又はボイラーチューブ、ラウンダーlaunderセグメント、タップアウトブロック、鋼鍛造用のレードルスライドゲート、レードル用耐磨耗性プレートにおいて、及びラウンダーにおいて、アルミニウム、銅、亜鉛、鉛、鋳鉄、又は他の物質のための金属含有容器における耐摩耗性セグメントにおいて使用される耐摩耗性プレートを形成した。未処理製品を石膏型から除去した後、未処理製品は焼成に先立って追加の機械加工を受け入れるのに十分な強度を有していた。更に、従来の石膏型鋳込み成形と比較して水含有量が少ないため、型形態と焼成物品との間の収縮が小さい。105°Cで乾燥して水をスラリーから揮発させ、焼成する。鋳造物を速く焼成して33N/mm2、104°Cで乾燥した後に63N/mm2、及び815°Cで焼成した後に162N/mm2の未処理強度を有することが認められた。結果として生じる物質はアルコアカップ試験Alcoacuptestを受け、優秀/良好と評価された。実施例1170SiC、高温結合剤として5AMP、大気温度用の結合剤として3アルミン酸カルシウムセメントを含むスラリー4.5の水含有量及び解膠剤添加物を有するこの混合物は自己流動性であった。以下の試験を実施した:密度、CCS及び破壊係数試験。以下の表は結果及び市場で確立しているSiC製品に結合された競合するセメントとの比較を示す。実施例11の場合、スラリー組成物は質量でメタリン酸アルミニウム5、ヒュームシリカ5、アルミン酸カルシウムセメント3、か焼アルミナ12であった。市販の炭化ケイ素ベースのセラミックの性質は比較例として与えられている。実施例12型において、より大きな試験形testshapeを6.8kg15lbsの鋼繊維で満たした。間隙を13kg29lbsのスラリーで満たした。スラリーは、61か焼アルミナ、13ヒュームシリカ、13アルミン酸カルシウムセメント、15AMPを含み、15の水と混合して、焼成形firedshapeにおいて37鋼繊維含有量を生じた。4時間の設定時間及び815°Cでの焼成の後、132N/mm2の冷間圧縮強さ及び13の破壊係数が認められた。スラリーは、焼成物品の強度に寄与する45ミクロン超の凝集を含まないことが認められた。"