耐火材料の原料の多くは非可塑性ビスマス系材料に属し、単独では半製品への加工が困難です。そのため、外部に有機バインダー、無機バインダー、あるいは混合バインダーを使用する必要があります。各種特殊耐火原料は、厳密かつ正確なバッチングを経て、均一な粒子分布、均一な水分分布、一定の可塑性、成形しやすい泥状材料と半製品に仕上げられます。高効率、良好な混合効果、適切な混合を備えた製造プロセスを採用する必要があります。
（1）粒子マッチング
ビレット（泥）は、適切な粒子組成を選択することにより、最も高い嵩密度を有する製品にすることができます。理論的には、異なるインチ数および異なる材質の単一サイズの球体を試験したところ、嵩密度は実質的に同じでした。いずれの場合も、気孔率は38％±1％でした。したがって、単一サイズの球体の場合、その嵩密度と気孔率は球体のサイズや材質特性に依存せず、常に配位数8の六角形に積み重なっています。
同一サイズの単一粒子の理論的な積層方法は、立方体、単斜柱、複合斜柱、ピラミッド型、四面体などがある。同一サイズの球体の様々な積層方法は図24に示す。単一粒子の堆積方法と空隙率の関係は表2-26に示す。
材料の嵩密度を高め、多孔度を低下させるために、不均一な粒子サイズの球体、すなわち、大きな球体に一定数の小さな球体を追加して球体の構成を増やし、球体が占める体積と多孔度の関係を表2-27に示します。
クリンカー原料は粗粒子が4.5mm、中粒子が0.7mm、細粒子が0.09mmであり、クリンカーのクリンカー多孔度の変化は図2-5に示す通りである。
図2-5から、粗粒は55%～65%、中粒は10%～30%、微粉は15%～30%であることがわかります。見かけ気孔率は15.5%まで低減できます。もちろん、特殊耐火物の成分は、材料の物理的性質や粒子形状に応じて適切に調整できます。
（２）特殊耐火物用接着剤
特殊耐火物の種類と成形方法に応じて、使用できるバインダーは次のとおりです。
（１）グラウト工法：アラビアゴム、ポリビニルブチラール、ヒドラジンメチルセルロース、アクリル酸ナトリウム、アルギン酸ナトリウム等。
（２）潤滑剤、グリコール類を含む圧搾法
ポリビニルアルコール、メチルセルロース、デンプン、デキストリン、マルトース、グリセリン。
（３）ホットワックス注入法、結合剤はパラフィンワックス、蜜蝋、潤滑剤はオレイン酸、グリセリン、ステアリン酸など。
（４）注型法、結合剤：メチルセルロース、エチルセルロース、酢酸セルロース、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコール、アクリル；可塑剤：ポリエチレングリコール、ジオクタンリン酸、ジブチルパーオキサイドなど；分散剤：グリセリン、オレイン酸；溶剤：エタノール、アセトン、トルエンなど。
（５）射出成形法、熱可塑性樹脂：ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、アセチルセルロース、プロピレン樹脂等、加熱硬化型フェノール樹脂も使用可能；潤滑剤：ステアリン酸。
（６）等方圧プレス法、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、亜硫酸パルプ廃液、リン酸塩等の無機塩を用いてペレットを形成する。
（７）プレス法、メチルセルロース、デキストリン、ポリビニルアルコール、亜硫酸パルプ廃液、シロップまたは各種無機塩；亜硫酸パルプ廃液、メチルセルロース、アラビアガム、デキストリンまたは無機および無機酸塩、例えばリン酸またはリン酸塩。
（３）特殊耐火物用混和剤
特殊耐火物の特定の特性を向上させるために、製品の結晶形態の転換を制御し、製品の焼成温度を低下させ、少量の混和剤を供給物に添加します。これらの混和剤は主に金属酸化物、非金属酸化物、希土類金属酸化物、フッ化物、ホウ化物、リン酸塩です。例えば、γ-Al2O3に1％～3％のホウ酸（H2BO3）を添加すると、転化を促進できます。Al2O3に1％～2％のTiO2を添加すると、焼成温度（約1600℃）を大幅に低下させることができます。MgOにTiO2、Al2O3、ZiO2、V2O5を添加すると、クリストバライト粒子の成長が促進され、製品の焼成温度が低下します。 ZrO2原料にCaO、MgO、Y2O3などの添加剤を加えると、高温処理後に室温から2000℃まで安定した立方晶ジルコニア固溶体を作ることができます。
（４）混合方法および装置
乾式混合法
山東コニレ社が製造する傾斜型強力向流ミキサーは、容積が0.05～30m3で、各種の粉末、顆粒、薄片、低粘度材料の混合に適しており、液体添加・噴霧装置が装備されています。
2. 湿式混合法
従来の湿式混合法では、各種原料を保護ライナーを備えたプラネタリーミキサーに投入し、微粉砕を行います。スラリーを調製した後、可塑剤などの混和剤を添加して泥土の密度を調整し、垂直軸プラネタリーミキサーで十分に混合した後、噴霧造粒乾燥機で造粒・乾燥させます。
プラネタリーミキサー
3. プラスチックコンパウンド法
塑性成形やスラッジ成形に適した特殊耐火物ブランクを製造するための、汎用性の高い配合方法を開発しました。この方法では、各種原料、混和剤、可塑剤、潤滑剤、水をプラネタリーミキサーで徹底的に混合し、その後、高効率の強力ミキサーで混練・混合することで、泥土中の気泡を除去します。泥土の可塑性を向上させるため、泥土を古材と混合し、成形前に粘土機で二次混合を行います。Koneileは、以下に示すような高効率で強力なミキサーを製造しています。
効率的で強力なミキサー
向流ミキサー
4. セミドライミキシング法
水分含有量の少ない混合方法に適しています。粒状原料（粗粒、中粒、細粒の3段階原料）を機械成形する特殊耐火物には、セミドライ混合法を採用する必要があります。原料は、サンドミキサー、湿式ミル、プラネタリーミキサー、または強制混合機で混合されます。
混合手順は、まず各グレードの顆粒を乾式混合し、バインダー（無機または有機）を含む水溶液を加え、混合した微粉末（燃焼助剤、膨張剤、その他の添加剤を含む）を加えてよく混合します。一般的な混合時間は20～30分です。混合した泥土は、粒度の偏析を防ぎ、水分が均一に分散している必要があります。必要に応じて、成形中に泥土を適切に捕捉する必要があります。
プレス成形品泥の水分含有量は２．５％〜４％に制御され、泥状成形品の水分含有量は４．５％〜６．５％に制御され、振動成形品の水分含有量は６％〜８％に制御される。
（１）コネ社が製造するエネルギー効率の高いプラネタリーミキサーCMPシリーズの技術的性能。
（２）湿式砂ミキサーの技術的性能
5. 泥混合法
泥土混合法は、特殊な耐火セラミック製品、特に石膏射出成形、鋳物成形、射出成形用の泥土スラリーの製造に用いられます。操作方法は、各種原料、補強剤、懸濁剤、混和剤、および30～40％の清水を耐摩耗ライニング付きボールミル（ミキシングミル）に混合し、一定時間後に混合・粉砕することで、成形用泥土スラリーを生成します。泥土製造工程では、材料特性や泥土鋳造自体の要求に応じて、泥土の密度とpHを制御する必要があります。
向流式強力ミキサー
泥水混合工法で使用される主な設備としては、ボールミル、空気圧縮機、湿式除鉄装置、泥水ポンプ、真空脱泡装置などがある。
6.加熱混合法
パラフィン系や樹脂系のバインダーは常温では固体（または粘性がある）物質であり、室温で混合することはできず、加熱して混合する必要があります。
熱間ダイカスト工程では、パラフィンがバインダーとして使用されます。パラフィンワックスの融点は60～80℃であるため、混合時に100℃以上に加熱することで良好な流動性が得られます。次に、流動パラフィンに微粉末原料を加え、十分に混合・混練することで材料を調製します。熱間ダイカストによってワックスケーキが形成されます。
混合物を加熱するための主な混合装置は加熱撹拌機です。
投稿日時: 2018年10月20日
