專利名稱：絕熱澆注料用粉末組合物和使用其的絕熱澆注料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適合作為加熱爐等工業(yè)爐的爐襯絕熱層的低導(dǎo)熱性的絕熱澆注料用粉末組合物和使用其的絕熱澆注料。
背景技術(shù)：
通常加熱爐等工業(yè)爐在最外側(cè)的爐殼(casing)(也稱為鐵皮)的內(nèi)側(cè)襯砌不定形耐火材料。該不定形耐火材料的襯砌通常從與爐殼接近一側(cè)起，按順序制成絕熱板、絕熱澆注料、耐火澆注料的3層結(jié)構(gòu)。其中，絕熱澆注料在近年來被指出由地球變暖導(dǎo)致的環(huán)境惡化，從降低(X)2的排放量的必要性出發(fā)，為了節(jié)能化而期望提高其性能，尤其是在作業(yè)溫度高的鐵領(lǐng)域中，需要高耐熱且高絕熱性能的絕熱澆注料。作為高耐熱且高絕熱性能的絕熱澆注料，存在以陶瓷纖維作為主原料的纖維澆注料，近年來，纖維系的耐熱性骨料被指出有致癌性，此外，被認(rèn)為對環(huán)境的負(fù)荷大，從健康方面和環(huán)境方面出發(fā)其使用量在法律上受到制約。這被認(rèn)為在今后也有被強(qiáng)化的趨勢。在這樣的狀況下，作為纖維系的耐火性骨料的替代物，已知有使用了以 CaO ·6Α1203作為主要成分的絕熱性骨料的絕熱澆注料(參照專利文獻(xiàn)1)；進(jìn)而根據(jù) CaO · BAl2O3的粒度使其配合量、施工水量為特定的范圍，從而制成在高強(qiáng)度的同時可維持高絕熱的絕熱澆注料(參照專利文獻(xiàn)2)。此外，作為不含纖維的高耐熱絕熱澆注料還有含空心氧化鋁的耐火材料(參照專利文獻(xiàn)3)，但熱導(dǎo)率高，并不滿足高絕熱的需求。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開2009-203090號公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2002-179471號公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本特公平3-39031號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題然而，專利文獻(xiàn)1、2中記載的使用了以CaO ·6Α1203作為主要成分的絕熱性骨料得到的絕熱澆注料，其在輕質(zhì)性方面未必充分。專利文獻(xiàn)3中記載的含空心氧化鋁的耐火材料在絕熱性能的方面是不充分的。從以上可知，需求不使用陶瓷纖維、在1400°C以上具有耐熱性的低導(dǎo)熱性的絕熱澆注料。于是，本發(fā)明的目的在于，提供不含有陶瓷纖維、在具有與以往同等程度的絕熱性的同時大幅提高了耐熱性的、輕質(zhì)且低導(dǎo)熱性的絕熱澆注料用粉末組合物。用于解決問題的方案
本發(fā)明的絕熱澆注料用粉末組合物，其特征在于，其為包含氧化鋁-氧化鋯質(zhì)空心顆粒和高鋁水泥(alumina cement)的絕熱澆注料用粉末組合物，其中，前述氧化鋁-氧化鋯質(zhì)空心顆粒含有67 99質(zhì)量％的Al2O3、1 33質(zhì)量％的&02，且它們的總量為96質(zhì)
量％以上。此外，本發(fā)明的絕熱澆注料是通過在上述本發(fā)明的絕熱澆注料用粉末組合物中添加水分并混煉施工而得到的。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明的絕熱澆注料用粉末組合物，通過使用氧化鋁-氧化鋯質(zhì)空心顆粒這樣的輕質(zhì)且具有低熱導(dǎo)率的新骨料、并將其他組成選擇成高耐熱性，從而可得到具有用以往填料系的骨料所無法得到的高耐熱性、絕熱性也優(yōu)異、且輕質(zhì)的絕熱澆注料。此外，基于本發(fā)明的絕熱澆注料用粉末組合物的絕熱澆注料，由于不含有陶瓷纖維，因而為對人體健康方面的影響、環(huán)境負(fù)荷小的絕熱澆注料。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的絕熱澆注料用粉末組合物，其為耐熱性和絕熱性優(yōu)異的澆注料用粉末組合物，其含有規(guī)定的骨料和粘合劑作為必要成分，不含有陶瓷纖維。另外，本說明書中，對于粉末組合物中所含成分量所使用的“內(nèi)含物”是指設(shè)全部粉末組合物(不含以外加物表示的成分)為100質(zhì)量％時，100質(zhì)量％當(dāng)中的各成分比例。例如，以內(nèi)含物計(jì)含有90質(zhì)量％ 耐火輕質(zhì)骨料是指設(shè)包括該耐火輕質(zhì)骨料的含量在內(nèi)的全部粉末組合物(不含以外加物表示的成分)為100質(zhì)量％，該100質(zhì)量％中含有90質(zhì)量％耐火輕質(zhì)骨料。另一方面，“外加物”是指設(shè)全部粉末組合物(不含以外加物表示的成分)為100質(zhì)量％時，不含于該100 質(zhì)量％的成分的以全部耐火材料(不含以外加物表示的成分)為基準(zhǔn)的比例。例如，以外加物計(jì)含有0. 02質(zhì)量％起泡劑是指設(shè)不含該起泡劑的含量的全部粉末組合物(不含以外加物表示的成分)為100質(zhì)量％，附加地含有0. 02質(zhì)量％起泡劑。作為本發(fā)明的絕熱澆注料用粉末組合物的骨料，使用由氧化鋁-氧化鋯質(zhì)空心顆粒形成的輕質(zhì)耐火骨料。另外，本說明書中，骨料是指平均粒徑大于20 μ m的顆粒，但高鋁水泥顆粒和起泡劑除外。本發(fā)明中使用的輕質(zhì)耐火骨料為如下的氧化鋁-氧化鋯質(zhì)空心顆粒作為其化學(xué)成分，以Al2O3成分和^O2成分為必要成分，該Al2O3成分的含量為67 99質(zhì)量％、ZiO2成分的含量為1 33質(zhì)量％，且它們的總量(Α1203+&02)為96質(zhì)量％以上。作為輕質(zhì)耐火骨料，優(yōu)選為如下的氧化鋁-氧化鋯質(zhì)空心顆粒=Al2O3成分的含量為68 99質(zhì)量％、Ζι 2 成分的含量為1 32質(zhì)量％，且它們的總量(Α1203+&02)為98質(zhì)量％以上。Al2O3成分的含量低于67質(zhì)量％ JrO2成分的含量超過33質(zhì)量％時，由于氧化鋯比例變高，因此無法徹底吸收伴隨氧化鋯的相變而產(chǎn)生的體積變化，顆粒中容易產(chǎn)生龜裂，顆粒強(qiáng)度有可能降低。此外，由于與氧化鋁相比比重大的氧化鋯的比率變高，因此質(zhì)量變重， 在作為目的之一的輕質(zhì)化方面存在問題。進(jìn)而，氧化鋯原料單價(jià)較高，因此在制造成本價(jià)格方面可能存在問題。另一方面，Al2O3成分的含量超過99質(zhì)量％、Ζι 2成分的含量低于1質(zhì)量％時，無法充分確保強(qiáng)度。此外，Al2O3成分的含量為68 99質(zhì)量％、ZrO2成分的含量為 1 32質(zhì)量％時以同樣的理由優(yōu)選。
并且，它們的總量(Al203+Zr02)低于96質(zhì)量％時，其他成分成為雜質(zhì)而存在，因此無法取得上述效果的平衡，無法得到具有本發(fā)明的目標(biāo)特性的耐火骨料。前述總量為98質(zhì)量％以上時，上述效果的平衡良好、適宜地具有作為本發(fā)明的目標(biāo)特性，從而優(yōu)選。此外，通過電熔法制造輕質(zhì)耐火材料顆粒時，前述總量低于96質(zhì)量％時，熔解溫度過于降低、還可能無法制造空心的輕質(zhì)耐火骨料顆粒。通過電熔法制造輕質(zhì)耐火材料顆粒時，前述總量為 98質(zhì)量％以上是更優(yōu)選的。通常，ZrO2在常溫下穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu)為單斜晶相，在1100°C左右發(fā)生相變而顯現(xiàn)出較大的體積變化，因此其直接是難以制造燒結(jié)體的。通常，在以成分為主要成分的耐火材料原料中添加CaO等而穩(wěn)定為立方晶來使用。對于此，如上述那樣通過按規(guī)定比例配合Al2O3成分和^O2成分、并制成剛玉礦物和斜鋯石礦物復(fù)雜地緊密結(jié)合而成的結(jié)構(gòu)，從而即便含有高溫下未穩(wěn)定化的由單斜晶相形成的&02，也可制成熱穩(wěn)定的耐火骨料。具體地說，即便跨越^O2成分的轉(zhuǎn)變溫度來賦予熱循環(huán)，也可有效抑制在顆粒中產(chǎn)生龜裂、可作為耐火材料原料使用。另外，從具有顆粒不易破碎的充分的強(qiáng)度、并降低熱導(dǎo)率的觀點(diǎn)出發(fā)，ZrO2成分的含量優(yōu)選為含有3質(zhì)量％以上，此外，從即便賦予跨越氧化鋯的轉(zhuǎn)變溫度的850°C 1250°C 的熱歷程也可有效抑制在顆粒中產(chǎn)生龜裂的方面出發(fā)，優(yōu)選為31. 5質(zhì)量％以下。進(jìn)而優(yōu)選 ZrO2成分的含量為31質(zhì)量％以下。對該輕質(zhì)耐火骨料而言，優(yōu)選的是，以其最大粒徑為6. Omm以下的作為輕質(zhì)耐火骨料，更優(yōu)選的是，在該氧化鋁-氧化鋯質(zhì)空心顆粒中含有90質(zhì)量％以上3. Omm以下的顆粒。其中，其最大粒徑超過6. Omm時，絕熱澆注料的熱導(dǎo)率可能變高，因此在本發(fā)明的絕熱澆注料用粉末組合物中，輕質(zhì)耐火骨料的最大粒徑優(yōu)選為6. Omm以下。進(jìn)而，該輕質(zhì)耐火骨料的粒徑為3. Omm以下時，由于在含有其的粉末組合物中添加水并混煉而制成胚土?xí)r可得到適當(dāng)?shù)牧鲃有?，因而進(jìn)一步優(yōu)選；粒徑為1. Omm以下是特別優(yōu)選的。本說明書中，粒徑是指JIS篩的篩孔直徑。輕質(zhì)耐火骨料的粒徑為100 425μπι 時，在含有其的粉末組合物中添加水并混煉而制成胚土?xí)r可得到適當(dāng)?shù)牧鲃有裕蕛?yōu)選。該輕質(zhì)耐火骨料其松裝密度為0. 5 1. 8時，可對使用其作為骨料而得到的施工體賦予絕熱性并同時實(shí)現(xiàn)耐火材料的輕質(zhì)化，從該方面出發(fā)是優(yōu)選的。該松裝密度進(jìn)一步優(yōu)選為1. 5以下，特別優(yōu)選為1. 2以下。另一方面，輕質(zhì)耐火骨料的松裝密度低于0. 5時， 顆粒的強(qiáng)度降低，故不優(yōu)選，優(yōu)選為0.6以上，更優(yōu)選為0.7以上。輕質(zhì)耐火骨料的熱導(dǎo)率是對耐火材料的絕熱性產(chǎn)生影響的作為耐火骨料重要的特性，優(yōu)選1000°c下的熱導(dǎo)率為0. 3 0. 6ff/m ·Κ的范圍。通過為該范圍，可以使使用了本發(fā)明的輕質(zhì)耐火骨料的耐火材料與以往相比為低熱導(dǎo)、并提高了絕熱性。該熱導(dǎo)率由輕質(zhì)耐火骨料的化學(xué)成分和構(gòu)成耐火材料時的孔隙比率和孔隙的大小的分布來決定，本發(fā)明中，由于在Al2O3成分中混合熱導(dǎo)率比該Al2O3成分低的&02成分來制成空心顆粒，因此與Al2O3成分為主要成分的空心顆粒相比，可使熱導(dǎo)率降低，并提高了作為耐火骨料的絕熱性。本發(fā)明中使用的輕質(zhì)耐火骨料，作為耐火骨料，可提高適用其的耐火材料的耐火性，從使輕質(zhì)、良好的絕熱性、且良好的耐熱性均衡的方面出發(fā)，優(yōu)選其熔解溫度(熔點(diǎn))為1700°C以上。進(jìn)而優(yōu)選熔解溫度為1750°C以上，特別優(yōu)選熔解溫度為1800°C以上。另外，耐火材料的耐熱性有時也以耐火度(SK標(biāo)號)來體現(xiàn)，上述熔解溫度作為耐火度相當(dāng)于39 42。進(jìn)而，該輕質(zhì)耐火骨料從提高耐火材料的品質(zhì)等觀點(diǎn)出發(fā)優(yōu)選具有實(shí)用的強(qiáng)度。 本發(fā)明中使用的輕質(zhì)耐火骨料通過組合使用Al2O3成分和^O2成分，其強(qiáng)度與單獨(dú)以Al2O3 成分構(gòu)成的耐火骨料相比較高。因此，以該輕質(zhì)耐火骨料構(gòu)成耐火材料時，會抑制由骨料破碎等導(dǎo)致耐火材料的形狀、性能發(fā)生改變，并可制成穩(wěn)定的耐火材料。對于上述說明的本發(fā)明的輕質(zhì)耐火骨料而言，將作為其原料的Al2O3和^O2原料以規(guī)定的配合比率混合，使得以各自所得的Al2O3成分和^O2成分的比例含有Al2O3成分和 ZrO2成分，從而制成輕質(zhì)耐火骨料的起始原料。作為輕質(zhì)耐火骨料的制造方法，通常使用燒結(jié)法或電熔-風(fēng)碎法。在前者中，將有機(jī)物等的球狀顆粒作為芯材，在其周圍纏繞原料、燒成，從而使有機(jī)物等芯材揮發(fā)、制造空心耐火材料原料。此外，在后者中，如國際公開第2009/072627號公報(bào)中記載那樣，是將規(guī)定組成的原料在電弧式電爐等中熔解，并對該熔解原料噴射高壓的空氣等來使其成為空心顆粒的方法。為了得到本發(fā)明的輕質(zhì)耐火骨料，可使用任意一種方法，從制造成本方面出發(fā)，電熔法是有利的。此外，燒結(jié)法中可自由地選擇組成，電熔法中優(yōu)選Al2O3成分和^O2成分的總量為 96質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為98質(zhì)量％以上。前述總量為99. 3質(zhì)量％以上是特別優(yōu)選的。電熔法中，雜質(zhì)成分值變高時，通常會導(dǎo)致原料的熔融溫度降低，結(jié)果是有時無法制造空心顆粒，或無法得到松裝密度不降低、輕質(zhì)且實(shí)現(xiàn)低熱導(dǎo)率的空心的耐火骨料。此外，在利用該制造方法的制造過程中，雜質(zhì)成分會消失的情況下，作為原料即便含有這樣的成分也沒有問題。例如，可以使用如下的利用電熔法的耐火材料顆粒的制造方法，即，如國際公開第2009/072627號公報(bào)中記載那樣，將使用完畢的耐火材料再循環(huán)以使 Al2O3成分和^O2成分的含量高純度化，從而簡便且產(chǎn)率良好地制造高氧化性的耐火材料顆粒。本發(fā)明的絕熱澆注料用粉末組合物中的氧化鋁-氧化鋯質(zhì)空心顆粒的含量以內(nèi)含物計(jì)為50 97質(zhì)量％時，可均衡性良好地確保本發(fā)明的絕熱澆注料用粉末組合物的施工體的耐熱性和絕熱性，故優(yōu)選。在本發(fā)明的絕熱澆注料用粉末組合物中，氧化鋁-氧化鋯質(zhì)空心顆粒的含量更優(yōu)選以內(nèi)含物計(jì)為53 91質(zhì)量％，氧化鋁-氧化鋯質(zhì)空心顆粒的含量特別優(yōu)選以內(nèi)含物計(jì)為55 85質(zhì)量％。本發(fā)明的絕熱澆注料用粉末組合物中，可含有氧化鋁-氧化鋯質(zhì)空心顆粒以外的輕質(zhì)骨料?？闪信e氧化鋁空心粒、氧化鋯空心粒、CA6質(zhì)輕質(zhì)骨料等作為優(yōu)選的物質(zhì)。接著，本發(fā)明中使用的高鋁水泥作為上述骨料的粘合劑發(fā)揮作用，主礦物包括鋁酸鈣。從耐熱性的問題出發(fā)，優(yōu)選使用基于1995年的JIS標(biāo)準(zhǔn)(R-2511)的1種或2種的高鋁水泥。本發(fā)明的絕熱澆注料用粉末組合物中的高鋁水泥的含量優(yōu)選以內(nèi)含物計(jì)為3 50質(zhì)量％，更優(yōu)選以內(nèi)含物計(jì)為4 47質(zhì)量％，特別優(yōu)選以內(nèi)含物計(jì)為5 45質(zhì)量％。這是因?yàn)?，高鋁水泥的含量低于3質(zhì)量％時，有時作為施工體的強(qiáng)度不充分，超過50質(zhì)量％ 時，有熱導(dǎo)率、松裝密度上升的傾向。
本發(fā)明的絕熱澆注料用粉末組合物中還可配合硅石超細(xì)粉末和氧化鋁超細(xì)粉末。 硅石超細(xì)粉末和氧化鋁超細(xì)粉末均作為耐火性細(xì)粉末配合，可單獨(dú)或組合使用來添加。組合使用硅石超細(xì)粉末和氧化鋁超細(xì)粉末時可提高耐火性，故優(yōu)選。這里的耐火性細(xì)粉末是指硅石顆粒和氧化鋁顆粒，不包括高鋁水泥顆粒和后述的起泡劑。這里使用的硅石超細(xì)粉末只要是以往不定形耐火材料用粉末組合物中使用的硅石細(xì)粉末即可，為平均粒徑為20 μ m以下的硅石粉末，作為優(yōu)選的物質(zhì)可列舉出S^2含量為90%以上的硅石微粒。該硅石超細(xì)粉末的平均粒徑優(yōu)選低于10 μ m，更優(yōu)選低于1 μ m。 作為硅石微粒，具體作為適合的物質(zhì)可列舉硅灰(silica fume)等。硅石超細(xì)粉末的配合量優(yōu)選以內(nèi)含物計(jì)為1 13質(zhì)量％，更優(yōu)選以內(nèi)含物計(jì)為 1. 5 10質(zhì)量％。這里使用的氧化鋁超細(xì)粉末只要是以往不定形耐火材料用粉末組合物中使用的氧化鋁細(xì)粉末即可，其自身的凝聚力強(qiáng)，將耐火材料用粉末組合物制成耐火材料時具有促進(jìn)固化的作用。該氧化鋁細(xì)粉末為平均粒徑為20 μ m以下的氧化鋁粉末，作為優(yōu)選的物質(zhì)可列舉出預(yù)燒氧化鋁。此時，從通過其凝聚而促進(jìn)耐火材料的固化的觀點(diǎn)出發(fā)，可使用平均粒徑低于10 μ m的氧化鋁細(xì)粉末，優(yōu)選平均粒徑低于5 μ m。氧化鋁超細(xì)粉末的配合量優(yōu)選以內(nèi)含物計(jì)為0. 5 6質(zhì)量％，更優(yōu)選以內(nèi)含物計(jì)為1 6質(zhì)量％。本發(fā)明中，通過組合使用上述的硅石超細(xì)粉末和氧化鋁超細(xì)粉末，可進(jìn)一步促進(jìn)粉末組合物的固化，可提高耐熱溫度。作為此時優(yōu)選的配方，可列舉如下的絕熱澆注料用粉末組合物以內(nèi)含物計(jì)含有75 90質(zhì)量％的范圍的氧化鋁-氧化鋯質(zhì)空心顆粒、以內(nèi)含物計(jì)含有3 12質(zhì)量％的范圍的高鋁水泥、以內(nèi)含物計(jì)含有1 13質(zhì)量％的范圍的硅石超細(xì)粉末、以內(nèi)含物計(jì)含有0. 5 6質(zhì)量％的范圍的氧化鋁超細(xì)粉末。另外，此時，硅石超細(xì)粉末和氧化鋁超細(xì)粉末的總量優(yōu)選以內(nèi)含物計(jì)為3 15質(zhì)量％，通過在該范圍，可充分確保將絕熱澆注料制成胚土?xí)r施工時的流動性，且施工后的施工體強(qiáng)度也充分。耐火性細(xì)粉末的含量以內(nèi)含物計(jì)低于3質(zhì)量％時，施工體的強(qiáng)度可能變得不充分。另一方面，耐火性細(xì)粉末的含量以內(nèi)含物計(jì)超過15質(zhì)量％時，耐熱性可能會降低。更優(yōu)選耐火性細(xì)粉末的含量以內(nèi)含物計(jì)為3. 5 10質(zhì)量％。本發(fā)明的絕熱澆注料用粉末組合物除了含有上述必要成分以外，還可含有不阻礙絕熱澆注料的特性的添加劑，例如粘土、起泡劑、增粘劑等。作為這里所使用的粘土，具有增強(qiáng)在1000°C以上燒成施工體時的強(qiáng)度的效果。作為具體例，可列舉木節(jié)粘土(knar clay)、水洗粘土(elutriation clay)等。在本發(fā)明的絕熱澆注料用粉末組合物中，粘土的配合量以外加物計(jì)為0. 1 3. 0質(zhì)量％時，可得到在1000°C以上燒成后的強(qiáng)度增強(qiáng)效果，故優(yōu)選。進(jìn)一步優(yōu)選粘土的含有量以外加物計(jì)為 0. 5 2. 5質(zhì)量％。作為這里所使用的起泡劑，只要是在施工后的施工體中能夠形成氣孔的起泡劑， 則可使用公知的起泡劑，并沒有特別限定。具體地說，可列舉非離子系等有機(jī)系表面活性劑寸。通過在絕熱澆注料用粉末組合物中配合起泡劑從而在施工后的施工體中形成氣孔，從而可實(shí)現(xiàn)絕熱澆注料的輕質(zhì)化，進(jìn)而可提高絕熱性。
在本發(fā)明的絕熱澆注料用粉末組合物中，起泡劑的配合量以外加物計(jì)為0.01 0. 1質(zhì)量％時，可得到適當(dāng)?shù)钠鹋?，故?yōu)選。進(jìn)而優(yōu)選起泡劑的含量以外加物計(jì)為0. 02
0. 5質(zhì)量％。此外，作為這里所使用的增粘劑，其輔助由上述起泡劑帶來的起泡、并使其良好地形成氣孔。作為該增粘劑，只要是公知的增粘劑則可無特別限制地使用，可列舉例如甲基纖
維素等。通過配合增粘劑，由起泡劑產(chǎn)生的泡的強(qiáng)度變高、穩(wěn)定，此外，使較細(xì)的泡增加，因此可提高絕熱澆注料的絕熱性。本發(fā)明的絕熱澆注料用粉末組合物中增粘劑的配合量以外加物計(jì)為0. 01 0. 5 質(zhì)量％時，可得到適當(dāng)?shù)钠鹋?，故?yōu)選。進(jìn)一步優(yōu)選增粘劑的含量以外加物計(jì)為0. 02 0. 3
質(zhì)量％。本發(fā)明的絕熱澆注料用粉末組合物在添加所需要的水分后，使用混合機(jī)進(jìn)行混煉制成胚土，將其流入到規(guī)定的型箱之中，然后使其干燥而制成絕熱澆注料(施工體)。使用了本發(fā)明的絕熱澆注料用粉末組合物的流入施工方法中，作為上述所需要的水分量，相對于本發(fā)明的絕熱澆注料用粉末組合物100質(zhì)量份，使用15 35質(zhì)量份。換言之，優(yōu)選以外加物計(jì)添加15 35%的水分。水分量以外加物計(jì)低于15%時，可能胚土的起泡不充分且得不到目標(biāo)的熱導(dǎo)率，另一方面，水分量以外加物計(jì)超過35%時，骨料與添加水分可能會分離。另外，該水分量中所謂的外加物與上述粉末組合物的外加物如上述說明那樣其基準(zhǔn)是不同的。作為本施工方法的混煉用混合機(jī)，并沒有特別限制，可使用通用的混合機(jī)。本發(fā)明的絕熱澆注料可通過將上述配合成分用公知施工方法施工而得到，其耐熱性具有用以往的絕熱澆注料無法實(shí)現(xiàn)的1500°C以上的耐熱性，可耐受高溫環(huán)境下的使用。 因此，以往無法適用的地方也可使用，可對1400°C以上的高溫環(huán)境下、進(jìn)而1500°C以上的高溫環(huán)境下使用的各種產(chǎn)品容易地賦予絕熱性。本發(fā)明的絕熱澆注料，其干燥后的松裝密度優(yōu)選為0. 6 1. 5，進(jìn)一步優(yōu)選為 0. 7 1. 4。與以往的絕熱澆注料相比，由于在具有高耐熱性同時松裝密度小，因此可容易實(shí)現(xiàn)施工后的絕熱澆注料的輕質(zhì)化、甚至是施工后的裝置的輕型化。因此，對本發(fā)明的絕熱澆注料進(jìn)行施工得到的耐熱性裝置等其處理也變得比以往容易。此外，絕熱澆注料的熱導(dǎo)率優(yōu)選在測定溫度1000°C下為0. 6ff/m ·Κ以下，進(jìn)一步優(yōu)選為0. 5ff/m · K以下，更優(yōu)選為0. 4ff/m · K以下。實(shí)施例以下，對本發(fā)明的實(shí)施例(例1 例8)和比較例(例9)進(jìn)行說明。另外，本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。[耐火輕質(zhì)骨料的配制]將爐內(nèi)徑直徑800mm、高度600mm、爐內(nèi)容積0. 6m3的電弧式熔融爐作為試驗(yàn)爐使用，作為變壓器使用500kVA。另外，熔融爐的爐襯耐火材料使用Al2O3含量為97%以上的電鑄耐火材料。作為Al2O3原料使用純度99. 3%以上的拜耳氧化鋁(Bayer alumina)，作為^O2 原料使用純度99. 5%以上的電熔氧化鋯碎玻璃，將這些原料混合成規(guī)定的組成，以最終的Al2O3成分和^O2成分成為表1的比例(質(zhì)量％ )的狀態(tài)制成熔融原料。將這些熔融原料在電爐中熔融。熔融條件為電壓100 300V、功率100 400kW， 熔融用混合原料的全部投入時間為20 30分鐘。熔解所必要的功率每噸為約2000kWh。接著，在壓力4MPa的壓縮空氣中加入0. 4L/秒的水，將壓縮空氣與水一起從熔融物的下方朝前方向熔出的熔融物噴射，將熔融物顆?；?。顆粒通過用耐火材料保護(hù)的金屬制收集容器回收，制成耐火材料顆粒。此時的壓縮空氣的流速為IOOm/秒。通過該熔融法得到的顆粒的粒度的95%以上在0. 1 4mm的范圍，粒度的98%以上在0. 05 15mm的范圍。此時粒度的峰值為1. 2mm。這里得到的氧化鋁·氧化鋯空心顆粒1(表中，簡記為AZ顆粒1)的化學(xué)成分為 Al2O3量93. 1質(zhì)量％、ZrO2量6. 4質(zhì)量％、其他0. 5質(zhì)量％ ；氧化鋁·氧化鋯空心顆粒 2 (表中，簡記為AZ顆?；玫幕瘜W(xué)成分為=Al2O3量68. 2質(zhì)量％、量31. 4質(zhì)量％、其他:0. 4質(zhì)量％。另外，將本實(shí)施例中使用的空心顆粒的化學(xué)成分通過熒光X射線衍射裝置 (Rigaku公司制)分析的結(jié)果和研究其他特性的結(jié)果示于表1。此外，作為氧化鋁空心顆粒， 使用市售品(Pacific Rundum Co.，Ltd.制、商品名BL、粒度0. 1 0. 5mm)。此外，作為硅石超細(xì)粉末，使用平均粒徑0.8 μ m、化學(xué)成分=SiO2* 97質(zhì)量％、其他為3質(zhì)量％的硅灰。 作為氧化鋁超細(xì)粉末，使用平均粒徑5 μ m、化學(xué)成分=Al2O3為99質(zhì)量％、其他為1質(zhì)量％的預(yù)燒氧化鋁。另外，硅灰和預(yù)燒氧化鋁的平均粒徑是通過激光衍射式粒度分布測定裝置測得的值。[表 1]
權(quán)利要求
1.一種絕熱澆注料用粉末組合物，其特征在于，其為含有由氧化鋁-氧化鋯質(zhì)空心顆粒形成的骨料和高鋁水泥作為必要成分的絕熱澆注料用粉末組合物，其中，所述氧化鋁-氧化鋯質(zhì)空心顆粒含有67 99質(zhì)量％的Al2O3U 33質(zhì)量％的 ZrO2,且Al2O3與ZrO2的總量為96質(zhì)量％以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕熱澆注料用粉末組合物，以內(nèi)含物計(jì)含有50 97質(zhì)量％ 的范圍的所述氧化鋁-氧化鋯質(zhì)空心顆粒，以內(nèi)含物計(jì)含有3 50質(zhì)量％的范圍的所述高鋁水泥。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的絕熱澆注料用粉末組合物，其特征在于，所述絕熱澆注料用粉末組合物進(jìn)而含有硅石超細(xì)粉末和氧化鋁超細(xì)粉末。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的絕熱澆注料用粉末組合物，其中，以內(nèi)含物計(jì)含有75 90質(zhì)量％的范圍的所述氧化鋁-氧化鋯質(zhì)空心顆粒，以內(nèi)含物計(jì)含有3 12質(zhì)量％的范圍的所述高鋁水泥，以內(nèi)含物計(jì)含有1 13質(zhì)量％的范圍的所述硅石超細(xì)粉末，以內(nèi)含物計(jì)含有 0. 5 6質(zhì)量％的范圍的所述氧化鋁超細(xì)粉末。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中的任一項(xiàng)所述的絕熱澆注料用粉末組合物，其中，其含有起泡劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的絕熱澆注料用粉末組合物，其中，其含有增粘劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的絕熱澆注料用粉末組合物，其中，以外加物計(jì)含有0.01 0. 1質(zhì)量％的范圍的所述起泡劑，以外加物計(jì)含有0. 01 0. 5質(zhì)量％的范圍的增粘劑。
8.一種絕熱澆注料，其特征在于，其通過在權(quán)利要求1 7中的任一項(xiàng)所述的絕熱澆注料用粉末組合物中添加水分并混煉施工而得到。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有高于以往的耐熱性、具有優(yōu)異的絕熱性、且輕質(zhì)的低導(dǎo)熱性的絕熱澆注料用粉末組合物和使用其的絕熱澆注料。一種絕熱澆注料用粉末組合物，其為包含氧化鋁-氧化鋯質(zhì)空心顆粒和高鋁水泥的絕熱澆注料用粉末組合物，其中，氧化鋁-氧化鋯質(zhì)空心顆粒含有67～99質(zhì)量％的范圍的Al2O3、1～33質(zhì)量％的范圍的ZrO2，且它們的總量為96質(zhì)量％以上。
文檔編號C04B35/66GK102336575SQ20111016843
公開日2012年2月1日 申請日期2011年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月17日
發(fā)明者加藤田一平 申請人:旭硝子陶瓷株式會社