绝热浇注料用粉末组合物和使用其的绝热浇注料制造技术

本发明专利技术提供一种具有高于以往的耐热性、具有优异的绝热性、且轻质的低导热性的绝热浇注料用粉末组合物和使用其的绝热浇注料。一种绝热浇注料用粉末组合物，其为包含氧化铝-氧化锆质空心颗粒和高铝水泥的绝热浇注料用粉末组合物，其中，氧化铝-氧化锆质空心颗粒含有67～99质量％的范围的Al2O3、1～33质量％的范围的ZrO2，且它们的总量为96质量％以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及适合作为加热炉等工业炉的炉衬绝热层的低导热性的绝热浇注料用粉末组合物和使用其的绝热浇注料。
技术介绍
通常加热炉等工业炉在最外侧的炉壳(casing)(也称为铁皮)的内侧衬砌不定形耐火材料。该不定形耐火材料的衬砌通常从与炉壳接近一侧起，按顺序制成绝热板、绝热浇注料、耐火浇注料的3层结构。其中，绝热浇注料在近年来被指出由地球变暖导致的环境恶化，从降低(X)2的排放量的必要性出发，为了节能化而期望提高其性能，尤其是在作业温度高的铁领域中，需要高耐热且高绝热性能的绝热浇注料。作为高耐热且高绝热性能的绝热浇注料，存在以陶瓷纤维作为主原料的纤维浇注料，近年来，纤维系的耐热性骨料被指出有致癌性，此外，被认为对环境的负荷大，从健康方面和环境方面出发其使用量在法律上受到制约。这被认为在今后也有被强化的趋势。在这样的状况下，作为纤维系的耐火性骨料的替代物，已知有使用了以 CaO ·6Α1203作为主要成分的绝热性骨料的绝热浇注料(参照专利文献1)；进而根据 CaO · BAl2O3的粒度使其配合量、施工水量为特定的范围，从而制成在高强度的同时可维持高绝热的绝热浇注料(参照专利文献2)。此外，作为不含纤维的高耐热绝热浇注料还有含空心氧化铝的耐火材料(参照专利文献3)，但热导率高，并不满足高绝热的需求。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开2009-203090号公报专利文献2 日本特开2002-179471号公报专利文献3 日本特公平3-39031号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，专利文献1、2中记载的使用了以CaO ·6Α1203作为主要成分的绝热性骨料得到的绝热浇注料，其在轻质性方面未必充分。专利文献3中记载的含空心氧化铝的耐火材料在绝热性能的方面是不充分的。从以上可知，需求不使用陶瓷纤维、在1400°C以上具有耐热性的低导热性的绝热浇注料。于是，本专利技术的目的在于，提供不含有陶瓷纤维、在具有与以往同等程度的绝热性的同时大幅提高了耐热性的、轻质且低导热性的绝热浇注料用粉末组合物。用于解决问题的方案本专利技术的绝热浇注料用粉末组合物，其特征在于，其为包含氧化铝-氧化锆质空心颗粒和高铝水泥(alumina cement)的绝热浇注料用粉末组合物，其中，前述氧化铝-氧化锆质空心颗粒含有67 99质量％的Al2O3、1 33质量％的&02，且它们的总量为96质量％以上。此外，本专利技术的绝热浇注料是通过在上述本专利技术的绝热浇注料用粉末组合物中添加水分并混炼施工而得到的。专利技术的效果根据本专利技术的绝热浇注料用粉末组合物，通过使用氧化铝-氧化锆质空心颗粒这样的轻质且具有低热导率的新骨料、并将其他组成选择成高耐热性，从而可得到具有用以往填料系的骨料所无法得到的高耐热性、绝热性也优异、且轻质的绝热浇注料。此外，基于本专利技术的绝热浇注料用粉末组合物的绝热浇注料，由于不含有陶瓷纤维，因而为对人体健康方面的影响、环境负荷小的绝热浇注料。具体实施例方式本专利技术的绝热浇注料用粉末组合物，其为耐热性和绝热性优异的浇注料用粉末组合物，其含有规定的骨料和粘合剂作为必要成分，不含有陶瓷纤维。另外，本说明书中，对于粉末组合物中所含成分量所使用的“内含物”是指设全部粉末组合物(不含以外加物表示的成分)为100质量％时，100质量％当中的各成分比例。例如，以内含物计含有90质量％ 耐火轻质骨料是指设包括该耐火轻质骨料的含量在内的全部粉末组合物(不含以外加物表示的成分)为100质量％，该100质量％中含有90质量％耐火轻质骨料。另一方面，“外加物”是指设全部粉末组合物(不含以外加物表示的成分)为100质量％时，不含于该100 质量％的成分的以全部耐火材料(不含以外加物表示的成分)为基准的比例。例如，以外加物计含有0. 02质量％起泡剂是指设不含该起泡剂的含量的全部粉末组合物(不含以外加物表示的成分)为100质量％，附加地含有0. 02质量％起泡剂。作为本专利技术的绝热浇注料用粉末组合物的骨料，使用由氧化铝-氧化锆质空心颗粒形成的轻质耐火骨料。另外，本说明书中，骨料是指平均粒径大于20 μ m的颗粒，但高铝水泥颗粒和起泡剂除外。本专利技术中使用的轻质耐火骨料为如下的氧化铝-氧化锆质空心颗粒作为其化学成分，以Al2O3成分和^O2成分为必要成分，该Al2O3成分的含量为67 99质量％、ZiO2成分的含量为1 33质量％，且它们的总量(Α1203+&02)为96质量％以上。作为轻质耐火骨料，优选为如下的氧化铝-氧化锆质空心颗粒=Al2O3成分的含量为68 99质量％、Ζι 2 成分的含量为1 32质量％，且它们的总量(Α1203+&02)为98质量％以上。Al2O3成分的含量低于67质量％ JrO2成分的含量超过33质量％时，由于氧化锆比例变高，因此无法彻底吸收伴随氧化锆的相变而产生的体积变化，颗粒中容易产生龟裂，颗粒强度有可能降低。此外，由于与氧化铝相比比重大的氧化锆的比率变高，因此质量变重， 在作为目的之一的轻质化方面存在问题。进而，氧化锆原料单价较高，因此在制造成本价格方面可能存在问题。另一方面，Al2O3成分的含量超过99质量％、Ζι 2成分的含量低于1质量％时，无法充分确保强度。此外，Al2O3成分的含量为68 99质量％、ZrO2成分的含量为 1 32质量％时以同样的理由优选。并且，它们的总量(Al203+Zr02)低于96质量％时，其他成分成为杂质而存在，因此无法取得上述效果的平衡，无法得到具有本专利技术的目标特性的耐火骨料。前述总量为98质量％以上时，上述效果的平衡良好、适宜地具有作为本专利技术的目标特性，从而优选。此外，通过电熔法制造轻质耐火材料颗粒时，前述总量低于96质量％时，熔解温度过于降低、还可能无法制造空心的轻质耐火骨料颗粒。通过电熔法制造轻质耐火材料颗粒时，前述总量为 98质量％以上是更优选的。通常，ZrO2在常温下稳定的晶体结构为单斜晶相，在1100°C左右发生相变而显现出较大的体积变化，因此其直接是难以制造烧结体的。通常，在以成分为主要成分的耐火材料原料中添加CaO等而稳定为立方晶来使用。对于此，如上述那样通过按规定比例配合Al2O3成分和^O2成分、并制成刚玉矿物和斜锆石矿物复杂地紧密结合而成的结构，从而即便含有高温下未稳定化的由单斜晶相形成的&02，也可制成热稳定的耐火骨料。具体地说，即便跨越^O2成分的转变温度来赋予热循环，也可有效抑制在颗粒中产生龟裂、可作为耐火材料原料使用。另外，从具有颗粒不易破碎的充分的强度、并降低热导率的观点出发，ZrO2成分的含量优选为含有3质量％以上，此外，从即便赋予跨越氧化锆的转变温度的850°C 1250°C 的热历程也可有效抑制在颗粒中产生龟裂的方面出发，优选为31. 5质量％以下。进而优选 ZrO2成分的含量为31质量％以下。对该轻质耐火骨料而言，优选的是，以其最大粒径为6. Omm以下的作为轻质耐火骨料，更优选的是，在该氧化铝-氧化锆质空心颗粒中含有90质量％以上3. Omm以下的颗粒。其中，其最大粒径超过6. Omm时，绝热浇注料的热导率可能变高，因此在本专利技术的绝热浇注料用粉末组合物中，轻质耐火骨料的最大粒径优选为6. Omm以下。进而，该轻质耐火骨料的粒本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种绝热浇注料用粉末组合物，其特征在于，其为含有由氧化铝－氧化锆质空心颗粒形成的骨料和高铝水泥作为必要成分的绝热浇注料用粉末组合物，其中，所述氧化铝－氧化锆质空心颗粒含有６７～９９质量％的Ａｌ２Ｏ３、１～３３质量％的ＺｒＯ２，且Ａｌ２Ｏ３与ＺｒＯ２的总量为９６质量％以上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：加藤田一平，
申请(专利权)人：旭硝子陶瓷株式会社，
类型：发明
国别省市：JP