专利名称：：耐火灰浆固化成形物的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种耐火灰浆固化成形物，其为在高温下使用的熔融炉或烧制炉等的炉村等上使用的耐火砖等陶瓷耐火材料的表面或砌缝部分形成的耐火灰浆固化成形物。
背景技术：
：在多孔陶瓷耐火材料表面或砌缝部分，形成耐火灰浆固化成形物，通过与使用的氛围气隔绝来提高耐腐蚀性和机械性强度或接着和补修等。这种情况下，在进行将耐火灰浆施加在基体材料表面或砌缝部分的施工时，由于水分被基体材料吸收，会在耐火灰浆固化成形物产生局部性的收缩差，发生微细的裂紋。另外，还有由于水分被基体材料吸收而使耐火灰浆的粘度上升、施工性降低的问题。为了解决这些问题，在专利文献l中公开了一种振实体积密度为1.3g/cm3以上的材料，其包含平均粒径为20~55|im的粉末和水。该专利文献1的技术是要抑制水分吸收，通过抑制收缩差来防止陶瓷的成形物的裂紋和剥离。但是，即〗更根据该专利文献1的技术，对陶瓷的成形物上初期产生的裂紋及因涂敷后的加热而产生的裂紋的抑制是不充分的，在耐热冲击性的问题上仍有不足之处。一般来i^，裂紋是由于陶瓷的成形物在干燥、加热工序中受到热应力而产生的，但如果组织中存在气孔，就能够防止裂紋的M。但是由于在专利文献l的陶瓷成形物上气孔的大小不一，局部性的偏聚大，所以，推测不能充分抑制裂紋。专利文献1:特开2004-231506号公报
发明内容本发明的目的是解决上述现有问题，提供一种耐火灰浆固化成形物，可抑制在陶瓷耐火材料的表面或砌缝部分形成了耐火灰浆固化成形物上初期产生的裂紋以及由于施工后的加热而产生的裂紋，使耐热沖击性提高。另外，本发明的其它的目的是提供一种耐火灰浆固化成形物，能够提高耐腐蚀性和陶瓷耐3火材料的保护性。为解决上述问题而进行的本发明是在陶瓷耐火材料的表面或砌缝部分使耐火灰浆固化而成形的成形物，其特征在于构成耐火灰浆的陶瓷粒子的平均粒径为10~50nm，90%粒径与10%粒径之差为10~60ium，且耐火灰浆固化成形物的平均气孔径为5-25jLim,气孔径分布的宽度为20-80ium。另夕卜，如技术方案2所述，耐火灰浆固化成形物的体积密度优选为0.9~1.5g/cm3。另外，如技术方案3所述，优选将陶瓷粒子与具有硅烷醇基的无机粘结剂和水混合了的灰浆配置在陶资基体材料的表面而形成的耐火灰浆固化成形物。进而，如技术方案4所述，陶瓷基体材料为多孔陶瓷，如技术方案5所述，能够将陶瓷基体材料及陶瓷粒子都为堇青石质。根据本发明，控制了陶瓷粒子的粒度分布，使得构成耐火灰浆固化成形物的陶瓷粒子的平均粒径为10~50jum,90°/。粒径和10%粒径之差为10jum以上60jum以下。另外，将由此形成的耐火灰浆固化成形物的平均气孔径控制为525jum，气孔径分布的宽度控制为20jum以上80jum以下。这样，由于缩小了耐火灰浆固化成形物的气孔径的偏差，所以，能够有效地抑制裂纹的进展，得到耐久性、可靠性优越的耐火灰浆固化成形物。另外，耐火灰浆固化成形物的气孔径及其分布能够通过使用了市场销售的分析软件的图像分析求出。图l是陶瓷粒子的粒度分布图。具体实施例方式以下说明本发明的优选实施方式。本发明的耐火灰浆固化成形物是通过在陶瓷耐火材料的表面或砌缝部分施加灰浆而形成的。对陶资耐火材料虽然没有特别限定，但陶瓷耐火材料一般是多孔的，在本实施方式中，或是作为使用耐火砖等的耐火炉材料的一部分使用，或是力图保护炉材料砖的表面和强度提高等而使用的。陶瓷耐火材料也可作为结构用耐火材料以外的材料来使用。另外，这里所说的多孔是表示气孔率为20~70%。本发明的耐火灰浆固化成形物是以陶瓷粒子为主要成分，用水及作为具有硅烷醇基的无机粘结剂的硅溶胶等进行混合，并调整成适宜施工的粘性。如后述的实施例所示，能够添加不超过10%的少量的陶乾纤维、0.1~0.2%左右的有机粘结剂、0.5~1.5%左右的粘土矿物等。这时的有机粘结剂可以例举羧曱基纤维素、曱基纤维素、聚乙烯氧化物、聚乙烯醇、氨基曱酸乙酯、淀粉等。陶瓷纤维能够使耐火灰浆固化成形物的弹性率^是高，由纤维的拉伸效果抑制裂紋、提高强度等。添加有机粘结剂和粘土是为了通过付与适度的粘性、并通过提高均匀混合性及施工性以及将结合力提高到合适的范围来提高耐火灰浆固化成形物的强度并提高施工性。作为陶瓷粒子能够使用莫来石、堇青石、氧化铝、炭化硅等的各种陶瓷粒子，但耐火灰浆固化成形物的主要成分与陶资耐火材料同质，这在抑制热膨胀上是有利的，莫来石质的陶瓷耐火材料的表面或砌缝部分形成的耐火灰浆固化成形物的场合，作为陶瓷粒子优选使用莫来石粒子，堇青石质的耐火材料的场合，优选使用堇青石粒子。陶瓷粒子的粒度分布一般会成为正规分布或接近正规分布，但如果根据通常的粉碎法制造，就会分布成0.1jum至数百jum的广范围的粒径。但是，如固化成形物中的粒径大的粗大粒子的近旁会形成很大的气孔，在微粒子聚集的部分形成纟鼓小的气孔，气孔径的偏差变大。其结果，会局部性地产生抑制裂紋进展效果小的部分，耐火灰浆固化成形物的耐热冲击性等降低。因此，在本发明中，使构成耐火灰浆固化成形物的陶乾粒子的平均粒径为10~50pm，且90%粒径与10%粒径之差为10lim以上60iam以下。在此，平均粒径意味着中位径，如图l所示，在将陶瓷粒子的粒度分布用图显示的场合，意味着累积值为50%的粒径。如果该平均粒径不到10um，则耐火灰浆固化成形物的收缩变大，会导致裂紋发生，如果超过50iam,则耐火灰浆固化成形物的气孔径也会变大，抑制裂紋进展的效果降低。另外，即便50%粒径在1050iLim的范围，在为广泛的粒度分布的场合，如前所述，耐火灰浆固化成形物的气孔径的偏差会变大。因此，在本发明中，是使90%粒径与10%粒径之差为10jum以上60jim以下。90。/。粒径是指累积值为90%的粒径，10%粒径是指累积值为10%的粒径，在图1中进行了显示。这意味着该限定是锐状的粒度分布，如果90%粒径与10。/。粒径之差超过60ja5m，则气孔径的偏差变大。相反，如果小于10iam，则需要特别的整粒处理，由此，不仅不经济，而且粒子的充填变得不好，体积比重降低。如上所述，在本发明中，通过使用的灰浆的陶瓷粒子的平均粒径为10~50jiim、90%粒径与10%粒径之差为lOjnm以上60jum以下，/人而构成耐火灰浆固化成形物，使耐火灰浆固化成形物的平均气孔径为5~25|am、气孔径分布的宽度为20jim以上80ium以下。最大气孔径优选不超过110jam，最小气孔径优选小于0.5pm。耐火灰浆固化成形物的气孔径能够通过使用了市场销售的分析软件(例如媒体控制论社(mediacybernetics)的图像7。口7°，7)的图像分析，高精度地进行测定。在该图像分析中，对一个气孔分别测定长径和短径，计算其平均值，作为该气孔的直径。而且，对图像整体的各气孔进行该测定，求出平均气孔径、最小气孔径、最大气孔径，将最大气孔径-最小气孔径作为气孔径分布的宽度。如上述说明，本发明的耐火灰浆固化成形物为了能够最有效地抑制裂紋进展，通过缩小气孔径的不均、严密控制气孔径和粒径的分布，有效地抑制了裂紋的进展，但如技术方案2所述，通过使耐火灰浆固化成形物的体积密度为0.9~1.5g/cm3,能够进一步提高该效果。体积密度能够依据JISR2665进行测定。如果体积密度低于该范围，则成为低强度，易产生裂紋，如果大于该范围，则热膨胀系数变大，易产生裂紋。这样，根据本发明，在使用了堇青石粒子的场合，能够得到具有热膨胀系数为1.5xl(T6l/K以下(800。C以下，依据JISR2207)、4点弯曲强度为1MPa7Mpa(依据JISR1601)、热传导率为0.5W/m.k以上(依据JISR1611)的特性的耐火灰浆固化成形物，由于能够抑制局部性的热应力，有效地抑制裂紋的进展，所以，能够使耐火灰浆固化成形物的耐久性、可靠性比以往大幅度提高。以下显示本发明的实施例。作成表1所示的各种耐火灰浆，施加在堇青石质的陶瓷耐火材料的表面，形成耐火灰浆固化成形物，通过图像分析测定气孔率。还测定了各个耐火灰浆固化成形物的特性，记载在表中。另外，裂紋产生温度的评价是将60x50xlmm的耐火灰浆固化成形物片在40110。C下干燥了8小时以上的样品，从加热到6各种温度的状态取出到室温下，目视确认有无裂紋产生，将加热后才产生了裂紋的温度作为裂紋产生温度。所有的实施例都显示了良好的结果，裂紋发生温度也超过了50(TC。与此不同，比较例1、2的陶资粒子的卯％粒径与10%粒径之差超过60iam,气孔径分布的宽度也超过了80pm,由此，裂紋产生温度低至450°C以下。由于比较例3的陶瓷粒子的平均粒径小至不到lOjam，所以施工性不好，且裂紋产生温度非常低，为350°C。比较例4的陶瓷粒子的平均粒径超过50jum，90%粒径与10。/。粒径之差超过60jLim。而且平均气孔径也大。因此施工性不好，且裂紋产生温度也低至4CKTC。比较例5的陶瓷粒子的90%粒径与10%粒径之差不到10jum,最大气孔径与最小气孔径之差也不到20jLim。而且体积比重小。因此裂紋产生温度低至400。C。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>涂敷壁裂纹产生数的评价是将60X50X1mm的涂敷壁片在幼110。C下干燥了8小时以上的试剂，从加热到各种温度的状态取出到室温下'目视确认有无裂纹产生，将加热后才产生了裂纹的温度作为裂纹产生温度。70(TC以上……〇500700。C……△不到500。C……X权利要求1.一种耐火灰浆固化成形物，其为在陶瓷耐火材料的表面或砌缝部分使耐火灰浆固化而成形的成形物，其特征在于构成耐火灰浆的陶瓷粒子的平均粒子径为10～50μm，90％粒子径与10％粒子径之差为10～60μm，且耐火灰浆固化成形物的平均气孔径为5～25μm，气孔径分布的宽度为20～80μm。2.根据权利要求1所述的耐火灰浆固化成形物，其特征在于体积密度为0.9~1.5g/cm3。3.根据权利要求1所述的耐火灰浆固化成形物，其特征在于其是将通过使陶瓷粒子与具有硅烷醇基的无机粘结剂和水混合了的灰浆配合在陶瓷基体材料的表面而形成的。4.根据权利要求1所述的耐火灰浆固化成形物，其特征在于陶瓷耐火材料是多孔质陶瓷。5.根据权利要求1所述的耐火灰浆固化成形物，其特征在于陶瓷耐火材料及陶瓷粒子都是堇青石质。全文摘要本发明提供一种抑制裂纹、耐热冲击性优越的耐火灰浆固化成形物。在陶瓷基体材料的表面施加将陶瓷粒子与具有硅烷醇基的无机粘结剂和水进行混合了的耐火灰浆，形成耐火灰浆固化成形物。通过使耐火灰浆中的陶瓷粒子的平均粒径为10～50μm，90％粒径与10％粒径之差为10μm以上60μm以下，且耐火灰浆固化成形物的平均气孔径为5～25μm，气孔径分布宽度为20μm以上80μm以下，由此抑制裂纹。另外，体积密度优选为0.9～1.5g/cm<sup>3</sup>。文档编号C04B35/66GK101468919SQ200810082830公开日2009年7月1日申请日期2008年2月28日优先权日2007年12月27日发明者古宫山常夫,山川治,本庄哲博,樋口阳人申请人:日本碍子株式会社;Ngk阿德列克株式会社