耐火材料の原料のほとんどは非可塑性ビスマス系材料であり、それ自体で半製品に加工することは困難です。そのため、外部の有機バインダー、無機バインダー、または混合バインダーを使用する必要があります。各種特殊耐火材料は、厳密かつ正確な配合を経て、均一な粒度分布、均一な水分分布、一定の可塑性、成形性、そして容易な成形性を備えた泥状材料および半製品となります。そのためには、高効率で良好な混合効果と適切な混合を実現し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
適切な粒子組成を選択することで、ビレット（泥）を最も高い嵩密度を持つ製品にすることができる。理論的には、異なるインチと異なる材料の単一サイズの球体をテストしたところ、嵩密度はほぼ同じであった。いずれの場合も、多孔度は38%±1%であった。したがって、単一サイズの球体の場合、嵩密度と多孔度は球体のサイズと材料特性に依存せず、常に配位数8の六角形に積み重なる。
同一サイズの単一粒子の理論的な積層方法には、立方体、単一斜柱、複合斜柱、ピラミッド形状、および正四面体がある。同一サイズの球体の様々な積層方法を図24に示す。単一粒子の堆積方法と多孔度との関係を表2-26に示す。
材料の嵩密度を高め、多孔度を低減するために、粒径の異なる球体を使用する。すなわち、大きな球体に一定数の小さな球体を加えて球体の組成を増加させ、球体が占める体積と多孔度との関係を表2-27に示す。
クリンカーの成分では、粗粒子は4.5mm、中間粒子は0.7mm、微粒子は0.09mmであり、クリンカーの多孔性の変化を図2-5に示す。
図2-5から、粗粒分は55%～65%、中粒分は10%～30%、微粉末は15%～30%であることがわかる。見かけの気孔率は15.5%まで低減できる。もちろん、特殊耐火材料の成分は、材料の物理的特性や粒度に応じて適切に調整することができる。
（２）特殊耐火製品用接着剤
特殊耐火材料の種類と成形方法に応じて、使用できる結合剤は以下のとおりです。
（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、
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）熱ワックス注入法、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、ステアリン酸などである。
（４）鋳造方法、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、ジブチルペルオキシドなど；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、プロピレン樹脂など、加熱硬化フェノール樹脂も使用可能。潤滑剤：ステアリン酸。
（６）静水圧プレス法、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、リン酸塩など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、アラビアゴム、デキストリンまたはリン酸やリン酸塩などの無機酸塩および無機酸塩。
（３）特殊耐火製品用混和剤
特殊耐火製品の特定の特性を改善するために、製品の結晶形態変化を制御し、製品の焼成温度を下げ、原料に少量の添加剤を加える。これらの添加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、リン酸塩である。例えば、γ-Al2O3に1%～3%のホウ酸（H2BO3）を添加すると、結晶形態変化を促進できる。Al2O3に1%～2%のTiO2を添加すると、焼成温度（約1600℃）を大幅に下げることができる。MgOにTiO2、Al2O3、ZiO2、V2O5を添加すると、クリストバライト粒の成長が促進され、製品の焼成温度が低下する。 ZrO2原料にCaO、MgO、Y2O3などの添加剤を加えることで、高温処理後、室温から2000℃まで安定な立方晶ジルコニア固溶体を得ることができる。
（４）混合方法及び混合装置
乾式混合法
山東コニレ社製の傾斜型強力向流ミキサーは、容量が0.05～30m3で、各種粉末、顆粒、フレーク、低粘度材料の混合に適しており、液体添加・噴霧装置を備えています。
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遊星ミキサーに入れ、微粉砕する。スラリーが作製された後、可塑剤などの添加剤を加えて泥の密度を調整し、垂直軸遊星泥ミキサーで十分に混合した後、噴霧造粒乾燥機で造粒・乾燥させる。
遊星ミキサー
3. プラスチック配合方法
塑性成形またはスラッジ成形に適した特殊耐火製品ブランク用の汎用性の高い配合方法を開発するため、本手法では、各種原料、混和剤、可塑剤、潤滑剤、および水を遊星ミキサーで十分に混合した後、高効率集中ミキサーで混合して泥中の気泡を除去します。泥の可塑性を向上させるため、泥に古くなった材料を混合し、成形前に粘土成形機で2回目の混合を行います。Koneile社は、以下に示すような高効率かつ強力なミキサーを製造しています。
効率的でパワフルなミキサー
向流ミキサー
4. 半乾式混合法
低水分混合法に適しています。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製品には、半乾式混合法が必要です。原料は、砂ミキサー、湿式ミル、遊星ミキサー、または強制ミキサーで混合されます。
混合手順は、まず各種粒度の顆粒を乾式混合し、結合剤（無機または有機）を含む水溶液を加え、混合微粉末（燃焼助剤、膨張剤、その他の添加剤を含む）を加えて十分に混合する。一般的な混合時間は20～30分である。混合泥は粒度分離を防ぎ、水が均一に分散している必要がある。必要に応じて、成形中に泥材料を適切にトラップする必要がある。
プレス成形された製品の泥状物の水分含有量は2.5%～4%に制御され、泥状物から成形された製品の水分含有量は4.5%～6.5%に制御され、振動成形された製品の水分含有量は6%～8%に制御される。
（１）コネ社製エネルギー効率型遊星ミキサーCMPシリーズの技術性能
（２）湿式砂混合機の技術的性能
5. 泥混合方法
泥混合法は、特殊耐火セラミック製品、特に石膏射出成形、鋳造成形、射出成形用の泥スラリーの製造に用いられる。その操作方法は、各種原料、強化剤、懸濁剤、混和剤、および30～40%の清浄水を耐摩耗性ライニングを備えたボールミル（混合ミル）に入れ、一定時間混合粉砕して、成形用の泥スラリーを作製する。泥の製造工程では、材料特性および泥鋳造自体の要件に応じて、泥の密度とpHを制御する必要がある。
対向流式強力ミキサー
泥水混合法で使用される主な設備は、ボールミル、空気圧縮機、湿式鉄除去装置、泥水ポンプ、真空脱気装置などである。
6. 加熱混合法
パラフィンや樹脂系の結合剤は、常温では固体（または粘性のある物質）であり、室温では混合できないため、加熱して混合する必要がある。
熱間ダイカスト法では、パラフィンをバインダーとして使用します。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を得ます。次に、微粉末状の原料を液状パラフィンに加え、十分に混合した後、材料を準備します。このワックスケーキを熱間ダイカスト法で成形します。
混合物を加熱するための主な混合装置は、加熱式攪拌機である。
投稿日時：2018年10月20日
