无机纤维质耐火成形体、无机纤维质耐火成形体的制造方法以及无机纤维质不定形耐火组合物

摘要

本发明提供一种即使不含高价的陶瓷纤维、氧化铝粉末、二氧化硅粉末也可以表现所希望的耐热性，并且降低制造成本和产品价格，生物可溶性高的无机纤维质耐火成形体。本发明的无机纤维质耐火成形体，其特征在于，由含有岩棉2~95质量%、具有针状结晶结构的无机粉末2~95质量%和粘结剂3~32质量%的材料构成。优选上述具有针状结晶结构的无机粉末的平均长度为1~3000μm，并且长宽比为1~1000的无机纤维质耐火成形体。更加优选上述具有针状结晶结构的无机粉末为硅灰石粉末或者海泡石粉末的无机纤维质耐火成形体。

说明书

技术领域

本发明涉及无机纤维质耐火成形体、无机纤维质耐火成形体的制造方法以及无机纤维质不定形耐火组合物。

背景技术

以前例如在工业炉、烧成炉或者热处理装置等中，作为加热室内部的天井或者壁等的内衬材料或者隔热材料，使用砖等比较重质的耐火物，近些年来则开始使用以无机纤维为主要成分的无机纤维质耐火成形体（例如，参照专利文献1（特开2001-192278号公报））。

无机纤维质成形体含有无机纤维、和使无机纤维之间结合的粘结剂、以及根据必要添加的无机填料，作为上述无机纤维，使用以提高成形体的耐热性并降低密度为目的的硅酸铝纤维等的陶瓷纤维，作为上述无机填料，使用以提高耐热性为目的的氧化铝粉末或者二氧化硅粉末。

然而，由于上述硅酸铝纤维等的陶瓷纤维或氧化铝粉末或二氧化硅粉末等无机填料价格高，因此存在增大无机纤维质成形体的制造成本和产品价格的技术问题。

进一步，在铝或镁等的铸造装置中，将多个上述无机纤维质耐火成形体连结，在作为排水管、熔融材料保持炉、铁水包等与金属熔融材料接触的部件的内衬材料而使用的情况下，会在接缝处使用糊状的无机纤维质不定形耐火组合物，该糊状的无机纤维质不定形耐火组合物也是在与无机纤维质耐火成形体同样的材料中加入液体溶剂而形成的物质，因此，也和无机纤维质耐火成形体同样地存在制造成本以及产品价格增大的技术问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2001-192278号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在这种情况下，本发明的目的在于提供即使不使用陶瓷纤维作为无机纤维，不使用氧化铝粉末或二氧化硅粉末作为无机填料，也可以表现高的耐热性，降低制造成本和产品价格的无机纤维质耐火成形体，并且提供能够简单制造该无机纤维质耐火成形体的方法。进一步，本发明的目的在于提供即使不使用陶瓷纤维作为无机纤维，不使用氧化铝粉末或二氧化硅粉末作为无机填料，也可以表现高的耐热性，降低制造成本和产品价格的无机纤维质不定形耐火组合物。

解决课题的方法

为了达到上述目的，本发明者们进行专门探讨，结果发现通过使用含有岩棉2~95质量%、具有针状结晶结构的无机粉末2~95质量%和粘结剂3~32质量%的材料来制作无机纤维质耐火成形体或者无机纤维质不定形耐火组合物，可以达成上述目的，从而基于本发现而完成本发明。

即，本发明提供：

（1）一种无机纤维质耐火成形体，其特征在于，由含有岩棉2~95质量%、具有针状结晶结构的无机粉末2~95质量%和粘结剂3~32质量%的材料构成；

（2）如上述（1）所述的无机纤维质耐火成形体，其中，上述具有针状结晶结构的无机粉末的平均长度为1~3000μm，并且长宽比为1~1000；

（3）如上述（1）或（2）所述的无机纤维质耐火成形体，其中，上述具有针状结晶结构的无机粉末为硅灰石粉末或者海泡石粉末；

（4）一种无机纤维质耐火成形体的制造方法，其特征在于，将浆料进行脱水成形，所述浆料由按固形物换算时含有岩棉2~95质量%、具有针状结晶结构的无机粉末2~95质量%和粘结剂3~32质量%的材料构成。

（5）一种无机纤维质不定形耐火组合物，其特征在于，由按固形物换算时含有岩棉2~95质量%、具有针状结晶结构的无机粉末2~95质量%和粘结剂3~32质量%的材料构成。

发明的效果

根据本发明，通过含有特定量的岩棉并且含有特定量的具有针状结晶结构的无机粉末，从而能够提供即使不含陶瓷纤维或氧化铝粉末、二氧化硅粉末也可以表现所希望的耐热性能，并且降低制造成本和产品价格的无机纤维质耐火成形体。另外，根据本发明，能够提供简单制造上述无机纤维质耐火成形体的方法。进一步，根据本发明，能够提供降低制造成本和产品价格的无机纤维质不定形耐火组合物。

具体实施方式

（无机纤维质耐火成形体）

首先，针对本发明的无机纤维质耐火成形体进行说明。

本发明的无机纤维质耐火成形体，其特征在于，由含有岩棉2~95质量%、具有针状结晶结构的无机粉末2~95质量%和粘结剂3~32质量%的材料构成。

在本发明的无机纤维质耐火成形体中，岩棉可以来自天然矿物，也可以来自高炉矿渣。

岩棉可以通过将玄武岩或者高炉矿渣等原料在化铁炉或者电炉中在1500℃~1600℃下熔融的熔融物，或者从高炉中取出的处于高温状态的熔融矿渣，通过离心力等吹气纤维化而制造得到，其根据原料不同而有不同，通常为含有SiO₂ 35~45质量%、Al₂O₃ 10~20质量%、MgO 4~8质量%、CaO 20~40质量%、Fe₂O₃ 0~3质量%、MnO 0~1质量%的纤维状物。作为这样的岩棉，例如，可以举在空气气氛下在800℃下加热处理24小时时的长度方向的收缩率（[（加热前的长度－加热后的长度）／加热前的长度]）×100）为10%以上，并且在1100℃下加热处理24小时时的长度方向的收缩率为12%以上的岩棉。

岩棉的平均纤维直径优选为1~50μm，更加优选为1.5~10μm，更进一步优选为2~6μm。如果平均纤维直径小于1μm，岩棉容易破裂，因此得到的耐火成形体的强度容易变低，另外，如果超过50μm，耐火成形体的密度变低，得到的耐火成形体的强度容易变低。另外，岩棉的平均纤维长度优选为1~200mm，进一步优选为2~50mm，更进一步优选为10~50mm。通过将平均纤维长度设置在上述范围内，容易形成具有适当密度的耐火成形体。

另外，在本申请文件中，平均纤维直径、平均纤维长度是指用光学显微镜测定成为测定样品的300~500根岩棉的纤维直径和纤维长度时各自的平均值。

构成本发明的无机纤维质耐火成形体的材料含有岩棉2~95质量%，优选含有9~81质量%，更优选含有18~72质量%。

通过岩棉的含有比例为2~95质量%，可以提供具有必要的最低限度的强度和耐腐蚀性，并且保温性（绝热性）以及轻质性优异的耐火成形体。

在本发明的无机纤维质耐火成形体中，岩棉发挥作为骨料的功能。

岩棉的热收缩温度为650℃左右，与氧化铝（α-氧化铝熔点为2053℃）或者二氧化硅（熔点为1650℃）相比，耐热性低，因此，一直以来认为其与氧化铝纤维或二氧化硅纤维等的陶瓷纤维相比，不适合作为耐火成形体的骨料。

然而，本发明者们通过专门探讨结果发现，耐火成形时通过使用含有规定量的耐热性低的岩棉并且含有规定量的具有针状结晶结构的无机粉末的构成材料，可以发挥岩棉和无机粉末的相互作用而显示优异的耐热性，至此完成本发明。

本发明的无机纤维质耐火成形体的构成材料含有具有针状结晶结构的无机粉末。

作为具有针状结晶结构的无机粉末，存在着天然矿物以及合成物，具体来说可以列举硅灰石粉末、海泡石粉末、凹凸（attapulgite）棒石粉末等。

硅灰石（Wollastonite）是用CaSiO₃（CaO·SiO₂）表示，具有用钙离子连结的无限的硅-氧链（SiO₃）结构，且结晶结构为针状的无机物质。作为天然矿物产出的硅灰石，是作为硅灰石而从石灰岩地带产出的，可以含有微量（例如，小于0.5重量%）的Al₂O₃或Fe₂O₃作为杂质。

另外，海泡石（sepiolite）是粘土状的含水镁硅酸盐矿物，并且是具有以Mg₄Si₆O₁₅(OH)₂·6H₂O为代表的组成式，且结晶结构为针状的无机物质，凹凸棒石粉末（attapulgite）是粘土状的含水硅酸铝·镁化合物，并且是具有以Si₈O₂₀Mg₅(OH)₂·Al(OH₂)₄·4H₂O为代表的组成式，且结晶结构为针状的无机物质。

在构成本发明的无机纤维质耐火成形体的材料中，作为具有针状结晶结构的无机粉末，优选平均长度为1~3000μm，更优选为2~2000μm，进一步优选为3~1000μm。另外，具有针状结晶结构的无机粉末的平均直径优选为1~100μm，更优选为1~90μm，进一步优选为1~80μm。另外，作为具有针状结晶结构的无机粉末，长宽比优选为1~1000，进一步优选为2~100，更加优选为3~50。

具有针状结晶结构的无机粉末的平均长度和平均直径是指用光学显微镜测定成为测试样品的300~500个无机粉末的长度和直径时的各自的平均值。

于是，具有针状结晶结构的无机粉末的长宽比可以通过上述无机粉末的平均长度／无机粉末的平均直径求得。

构成本发明的无机纤维质耐火成形体的材料含有具有针状结晶结构的无机粉末2~95质量%，优选含有9~81质量%，更加优选含有18~72质量%。

本发明的无机纤维质耐火成形体因为由含有2~95质量%的具有针状结晶结构的无机粉末的材料构成，因此，可以发挥与岩棉的相互作用而表现所希望的耐热性，并且可以降低制造成本和产品成本。

在构成本发明的无机纤维质耐火成形体的材料中，作为具有针状结晶结构的无机粉末，例如可以采用熔点为1500℃的硅灰石或熔点为1550℃的海泡石等，这些等的无机粉末与氧化铝（α氧化铝熔点为2053℃）或二氧化硅（熔点为1650℃）相比熔点低，因此一直以来认为其不适合作为耐火成形体的构成材料。

然而，本发明者们经过专门探讨结果发现，通过使用含有规定量的熔点低原本不期待其具有耐热性提高效果的硅灰石或海泡石等无机粉末，并且含有规定量的耐热性低的岩棉的构成材料，可以得到具有针状结晶结构的无机粉末和岩棉发挥相互作用而得到表现优异的耐热性的无机纤维质耐火成形体，至此完成本发明。

硅灰石等具有针状结晶结构的无机粉末与氧化铝粉末等相比价格便宜，容易获得，因此，可以降低无机纤维质耐火成形体的制造成本和产品成本。

构成本发明的无机纤维质耐火成形体的材料含有粘结剂3~32质量%，进一步优选含有5.5~22质量%，更加优选含有7~18质量%。

在本发明的无机纤维质耐火成形体中，作为粘结剂，可以列举选自无机粘结剂以及有机粘结剂中的一种以上的粘结剂，在使用多种粘结剂的情况下，上述粘结剂的含量是指使用的粘结剂的总量。

作为无机粘结剂，可以列举选自阴离子性的胶体二氧化硅、阳离子性的胶体二氧化硅等的胶体二氧化硅、锻制二氧化硅、氧化铝溶胶、氧化锆溶胶、二氧化钛溶胶等中的一种以上的粘结剂。

如后面所述，通过在耐火成形体制造时或者使用时在高温下烧成处理，上述无机粘结剂采用二氧化硅或氧化铝等氧化物形态，在本申请处理中，上述烧成处理前后的任意形态均称为无机粘结剂。另外，在本申请文件中，无机粘结剂的含有比例是指按氧化物换算的值。

构成本发明的无机纤维质耐火成形体的材料，按氧化物换算优选含有无机粘结剂3~20质量%，进一步优选含有3.5~15质量%，更加优选含有4~12质量%。

在构成本发明的无机纤维质耐火成形体的材料中，如果无机粘结剂的含有比例小于3质量%，难以得到在高温的使用环境下提高强度的效果，如果无机粘结剂的含有比例超过20质量%，在后述的耐火成形体的制造时在脱水成形工序中滤水性降低而制造效率降低。

如后面所述，由于胶体二氧化硅等的无机粘结剂在岩棉的共存下，通过在600~1100℃左右的温度下烧成，可以使岩棉之间牢固地结合，因此将原料脱水成形得到的预成形物干燥处理之后，通过烧成处理在工业炉内等处和被处理物一起烧成，作为粘结剂可以发挥高能力。

作为有机粘结剂，可以列举淀粉、丙烯酸树酯、聚丙烯酰胺等。

构成本发明的无机纤维质耐火成形体的材料优选含有有机粘结剂0.1~12质量%，进一步优选含有2~7质量%，更加优选含有3~6质量%。

在本发明的无机纤维质耐火成形体中，如果有机粘结剂的含有比例小于0.1质量%，在后述的耐火成形体的制造时干燥处理预成形体的时候，难以赋予干燥处理物以足够的强度，如果超过12质量%，会有烧成干燥处理物的时候增加燃烧气体的排出量，或者保存时吸收水分，从而降低无机纤维质耐火成形体的性能的情况。

本发明的无机纤维质耐火成形体通过含有有机粘结剂，从而如后面所述，可以在无机纤维质耐火成形体的制造时，对于将原料脱水成形、干燥处理而得到的耐火成形体赋予足够的保形性和强度。

构成本发明的无机纤维质耐火成形体的材料优选含有上述岩棉、具有针状结晶结构的无机粉末和粘结剂合计为50质量%以上，进一步优选含有70质量%以上，更加优选含有90质量%以上。

本发明的无机纤维质耐火成形体通过由含有岩棉、具有针状结晶结构的无机粉末和粘结剂合计为50质量%以上的材料构成，可以更有效地提高耐热性。

构成本发明的无机纤维质成形体的材料还可以根据必要含有粉末状的填料或骨料，由此可以提高无机纤维质耐火成形体的机械强度。

作为填料或骨料，可以列举熟耐火粘土（chamotte）、气球陶瓷（ceramic balloon）这样的轻质骨料；或氧化铝、二氧化硅、堇青石、硅藻土、锆石、氧化锆、氧化镁、氧化钙这样的无机粉末；或高岭石这样的粘土矿物等。

构成本发明的无机纤维质耐火成形体的材料可以根据必要含有适量的六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、超聚磷酸钠等分散剂；硫酸铝、聚丙烯酰胺等凝聚剂等。

构成本发明的无机纤维质耐火成形体的材料可以根据必要含有填料或骨料1~30质量%，含有分散剂0.5~10质量%，含有凝聚剂0.5~10质量%。

本发明的无机纤维质耐火成形体由于通过构成耐火成形体的材料含有特定量的岩棉，并且含有特定量的具有针状结晶结构的无机粉末，岩棉和无机粉末可以发挥相互作用，因此，即使不含硅酸铝纤维等陶瓷纤维或氧化铝粉末、二氧化硅粉末，也可以表现所希望的耐热性，并且降低制造成本和产品价格。

本发明的无机纤维质耐火成形体优选例如在空气气氛下，在1100℃下加热处理24小时时的长度方向的收缩率（[（加热前的长度－加热后的长度）／加热前的长度]）×100）为5%以下，进一步优选为3.0%以下，更加优选为1.0%以下。

本发明的无机纤维质耐火成形体由于是由含有特定量的岩棉和具有针状结晶结构的无机粉末的材料构成，因此两者可以发挥相互作用而表现优异的耐热性。

本发明的无机纤维质耐火成形体例如体密度为0.05~1.0g/cm³，优选为0.08~0.70g/cm³，进一步优选为0.1~0.5g/cm³。

另外，本发明的无机纤维质耐火成形体例如弯曲强度为0.1~2.0MPa，优选为0.2~1.5MPa。

作为本发明的无机纤维质耐火成形体的形状，例如可以列举圆筒状、有底筒状、平板形状或块状等。

本发明的无机纤维质耐火成形体可以在后述的无机纤维质耐火成形体的制造方法中，通过对原料脱水成形而制作，在本申请中，无机纤维质耐火成形体中除了将脱水成形得到的预成形物干燥处理之外，还包括进一步进行烧成处理。即使是在脱水成形之后不进行烧成处理的无机纤维质耐火成形体，也可以将其作为耐火材料配置于所希望的位置，在使用时与被处理物同时加热而形成烧成物。

本发明的无机纤维质耐火成形体在例如工业炉、烧成炉或者热处理装置等中，可以优选作为加热室内部的天井或者壁等的内衬材料或者隔热材料使用。

（无机纤维质耐火成形体的制造方法）

以下，对本发明的无机纤维质耐火成形体的制造方法进行说明。

本发明的无机纤维质耐火成形体的制造方法为制造本发明的无机纤维质耐火成形体的方法，其特征在于，将由按固形物换算含有岩棉2~95质量%、具有针状结晶结构的无机粉末2~95质量%和粘结剂3~32质量%的材料构成的浆料进行脱水成形。

在本发明的无机纤维质耐火成形体的制造方法中，岩棉发挥作为所得到的耐火成形体的骨料的功能，作为岩棉可以列举和上述物质同样的物质。

在本发明的无机纤维质耐火成形体的制造方法中，岩棉在浆料中按固形物换算含有2~95质量%，优选含有9~81质量%，更加优选含有18~72质量%。

在本发明的无机纤维质耐火成形体的制造方法中，具有针状结晶结构的无机粉末在所得到的无机纤维质耐火成形体中，为发挥和岩棉的相互作用而能够提高耐火性的物质，作为具有针状结晶结构的无机粉末，可以列举和上述物质同样的物质。

在本发明的无机纤维质耐火成形体的制造方法中，具有针状结晶结构的无机粉末在浆料中按固形物换算含有2~95质量%，优选含有9~81质量%，进一步优选含有18~72质量%。

在本发明的无机纤维质耐火成形体的制造方法中，粘结剂在浆料中按固形物换算含有3~32质量%，优选含有5.5~22质量%，更加优选含有7~18质量%。

在本发明的无机纤维质耐火材料成形体的制造方法中，作为粘结剂，可以列举上述无机粘结剂和有机粘结剂。

在本发明的无机纤维质耐火成形体的制造方法中，无机粘结剂在构成浆料的固形物中，按氧化物换算时优选含有3~20质量%，进一步优选含有3.5~15质量%，更加优选含有4~12质量%。

在构成浆料的固形物中无机粘结剂的含有比例按氧化物换算如果小于3质量%，难以在耐火成形体表面迅速形成氧化膜，另外，如果超过20质量%，水分量变多，从而脱水成形时的操作性降低。

另外，在本发明的无机纤维质耐火成形体的制造方法中，有机粘结剂在构成浆料的固形物中优选含有0.1~12质量%，更加优选含有2~7质量%，更加优选含有3~6质量%。

如果有机粘结剂的含有比例小于0.1质量%，难以对脱水成形之后干燥处理时得到的干燥处理物赋予足够的强度，如果超过12质量%，会出现烧成干燥处理物时燃烧气体的排出量增加，或者保存时吸收水分，从而降低所得到的耐火成形体的性能的情况。

在本发明的无机纤维质耐火材料成形体的制造方法中，在浆料中按固形物换算含有岩棉、具有针状结晶结构的无机粉末和粘结剂合计为50质量%以上，更加优选含有70质量%以上，更加优选含有90质量%以上。

在本发明的无机纤维质耐火材料成形体的制造方法中，通过在浆料中按固形物换算含有岩棉、具有针状结晶结构的无机粉末和粘结剂合计为50质量%以上，可以更有效提高所得到的耐火成形体的耐热性。

在本发明的无机纤维质耐火成形体的制造方法中，在浆料中可以根据必要含有粉末状的填料或骨料、分散剂、凝聚剂，由此可以提高所得到的无机纤维质耐火成形体的机械强度。

填料或骨料、分散剂、凝聚剂的具体例子与在本发明的无机纤维质耐火成形体的说明中所述的内容相同，这些成分的配合量按固形物换算量优选为和上述本发明的无机纤维质耐火成形体的说明中所述的内容相同的配合量。

在本发明的无机纤维质耐火成形体的制造方法中，作为形成浆料的液体介质，不特别限定，可以列举水和极性有机溶剂，作为极性有机溶剂，可以列举乙醇、丙醇等一元醇类；乙二醇等二元醇类。在这些等的液体介质中，如果考虑操作环境和环境负担，优选水。另外，作为水不特别限定，可以列举蒸馏水、离子交换水、自来水、地下水、工业用水等。

浆料中的固形物浓度优选为0.1~10质量%，进一步优选为0.3~8质量%，更加优选为0.5~3质量%。如果上述浆料浓度小于0.1质量%，在脱水成形工序中除去的水的量变得过多而导致没有效率，另外，如果超过10质量%，固形物难以均匀分散于浆料中。

在本发明的无机纤维质耐火成形体的制造方法中，在浆料形成时在液体介质中混合岩棉、具有针状结晶结构的无机粉末、粘结剂等的原料的顺序不特别限定，可以将这些等依次或者同时在液体介质中混合。

在本发明的无机纤维质耐火成形体的制造方法中，上述浆料经过脱水成形处理而除去液体介质。

在本发明的耐火成形体的制造方法中，也有浆料含有水以外的介质作为液体介质的情况，在本申请的文件中将除去水以外的液体介质的情况也称为脱水成形。

脱水成形例如可以通过向底部设有网的成形模具中注入该浆料，吸收上述水等液体介质的吸收脱水成形法、加压脱水成形法或者吸收加压脱水法进行。

在本发明的无机纤维质耐火成形体的制造方法中，在将浆料搬送至成形模具等中的时候，可以使用泵等，也可以通过在含有上述浆料的槽的下部配置成形模具等，利用浆料的自重来搬送。

脱水成形物优选具有和要得到的耐火成形体相似的形状，作为脱水成形物的形状，例如可以列举圆筒状、有底筒状、平板状、块状。

得到的脱水成形物优选使用干燥机等进行干燥。干燥温度优选为40~180℃，进一步优选为60~150℃，更加优选为80~120℃。另外，干燥时间优选为6~48小时，进一步优选为8~40小时，更进一步优选为10~36小时。另外，干燥时的气氛可以列举空气气氛、氧气氛、氮气氛等。

在本发明的耐火成形体的制造方法中，将上述脱水成形物进行干燥处理之后，可以进一步进行烧成处理。

烧成温度优选为600~1100℃，进一步优选为700~1000℃，更进一步优选为800~1000℃。另外，烧成时的气氛不特别限定，优选为空气气氛、氧气氛或者氮气氛。烧成时间优选为0.5~36小时，进一步优选为1~30小时，更加优选为3~24小时。

通过进行烧成处理，可以预先进行成形体的脱脂，这样可以在实际使用时抑制收缩。

得到的耐火成形体的详细内容如本发明的耐火成形体的说明中所述。

根据本发明的耐火成形体的制造方法，可以简单制造即使不含硅酸铝纤维等陶瓷纤维或氧化铝粉末、二氧化硅粉末也可以显示所希望的耐热性，降低制造成本和产品价格的无机纤维质耐火成形体。

（无机纤维质不定形耐火组合物）

以下，针对本发明的无机纤维质不定形耐火组合物进行说明。

本发明的无机纤维质不定形耐火组合物，其特征在于，由按固形物换算时含有岩棉2~95质量%、具有针状结晶结构的无机粉末2~95质量%、以及粘结剂3~32质量%的材料构成。

在本发明的无机纤维质不定形耐火组合物中，作为岩棉可以列举在本发明的无机纤维质耐火成形体的说明中所举的同样的物质，具有针状结晶结构的无机粉末或粘结剂也可以举本发明的无机纤维质耐火成形体的说明中所举的同样的物质。

构成本发明的无机纤维质不定形耐火物的材料在固形物中含有岩棉2~95质量%，优选含有10~90质量%，更加优选含有20~80质量%。

通过使岩棉的含有比例在固形物中为2~95质量%，可以提供能够赋予施工物（耐火物）必要的最低限度的强度和耐腐蚀性，并且能够赋予保温性（绝热性）和轻质性的无机纤维质不定形耐火组合物。

构成本发明的无机纤维质不定形耐火组合物的材料在固形物中含有具有针状结晶结构的无机粉末2~95质量%，优选含有10~90质量%，更加优选含有20~80质量%。

通过使具有针状结晶结构的无机粉末的含有比例为2~95质量%，可以在施工后发挥和具有针状结晶结构的无机粉末的相互作用，从而表现所希望的耐热性，并且降低制造成本和产品成本。

构成本发明的无机纤维质不定形耐火组合物的材料在固形物中含有粘结剂3~32质量%，进一步优选含有3.5~22质量%，更加优选含有4.0~18质量%。

在本发明的无机纤维质不定形耐火组合物中，作为粘结剂，可以列举选自无机粘结剂以及有机粘结剂中的一种以上，在使用多种粘结剂的情况下，上述粘结剂的含量是指所使用的粘结剂的总量。

构成本发明的无机纤维质不定形耐火组合物的材料优选在固形物中按氧化物换算含有无机粘结剂3~20质量%，进一步优选为3~15质量%，更加优选含有3~12质量%。另外，优选含有有机粘结剂0.1~12质量%，进一步优选含有0.5~7质量%，更进一步优选含有1.0~6质量%。

在本发明的无机纤维质不定形耐火组合物中，在固形物中优选含有岩棉、具有针状结晶结构的无机粉末以及粘结剂合计为50质量%以上，进一步优选含有70质量%以上，更加优选含有90质量%以上。

通过使构成本发明的无机纤维质不定形耐火组合物的材料在固形物中含有岩棉、具有针状结晶结构的无机粉末以及粘结剂的合计为50质量%以上，可以对所得到的施工物（耐火物）有效地赋予所希望的耐热性。

构成本发明的无机纤维质不定形耐火组合物的材料，作为任意成分可以根据必要含有粉末状的填料或骨料，这样可以提高无机纤维质耐火成形体的机械强度。

作为填料或骨料的具体例子，与本发明的耐火成形体的说明中所述的内容相同，填料或骨料的按固形物换算的配合量和本发明的耐火材料成形体的说明中所述的内容相同。

另外，本发明的不定形耐火组合物可以含有pH调节剂、增粘剂、分散剂、防腐剂等添加物。

作为pH调节剂，可以列举作为pH4标准溶液的邻苯二甲酸盐标准溶液（Sorensen缓冲液）、作为pH7标准溶液的中性磷酸盐标准溶液等的缓冲溶液，作为酸，可以举醋酸、苹果酸、柠檬酸等的果酸等。

缓冲溶液或酸的含量优选为使不定形耐火组合物的pH为3~11的量。

作为增粘材料，可以列举羟乙基纤维素、丙烯酸钠聚合物等，作为分散剂，可以列举羧酸类、多元醇、胺类等，作为防腐剂，可以列举具有氮原子或者硫原子的无机化合物或者有机化合物。

在本发明的无机纤维质不定形耐火组合物中，作为不定形状，可以列举在固形物中混合液体溶剂而成的糊状。

作为形成糊状物的液体溶剂，不特别限定，可以列举水以及极性有机溶剂，作为极性有机溶剂，可以列举乙醇、丙醇等一元醇类；乙二醇等二元醇类。在这些等液体介质中，如果考虑操作环境和环境负担，优选水。另外，作为水不特别限定，可以列举蒸馏水、离子交换水、自来水、地下水、工业用水等。

糊状物的粘度，即，溶剂中固形物浓度可以考虑使用目的或操作性等适当决定。例如，溶剂的含量相对于本发明的无机纤维质不定形耐火组合物的固形物100质量%，优选为20~800质量%，进一步优选为30~500质量%，更进一步优选为40~300质量%。如果上述溶剂含量小于20质量%，由于无机纤维质不定形耐火组合物的流动性降低而导致施工性变差，并且，施工物的机械强度特别是弯曲强度降低。另外，如果上述溶剂含量超过800质量%，由于无机纤维质不定形耐火组合物的稠度变高，因此施工时糊状的组合物滴落，另外，由于干燥造成接缝等的施工物的收缩变大。

本发明的无机纤维质不定形耐火组合物通过在例如非铁金属铸造装置中，作为排水管、熔融材料保持炉、铁水包等与熔融材料接触的部件的内衬材料中使用的耐火成形体的接缝来使用，通过干燥或者烧成处理可以制成具有任意形状的施工物。该施工物除了在不定形耐火组合物的施工时采用任意的形状施工这点之外，构成材料的组成或物性可以和本发明的耐火成形体视为相同，可以在接缝等的施工物表面上迅速形成金属氧化膜。

本发明的无机纤维质不定形耐火组合物优选在例如铝或镁等非铁金属的铸造装置中，作为构筑排水管、熔融材料保持炉、铁水包等与熔融材料接触的部件的内衬材料的接缝而优选使用。

接下来，对制造本发明的无机纤维质不定形耐火组合物的方法进行说明。

作为制造本发明的不定形耐火组合物的方法，可以列举通过将上述的岩棉、具有针状结晶结构的无机粉末、粘结剂等构成材料与液体溶剂混合来制造的方法。

无机纤维质不定形耐火组合物的构成材料或溶剂的配合量如上面所述。

作为本发明的无机纤维质不定形耐火组合物的优选制造方法，优选向液体溶剂中加入岩棉、具有针状结晶结构的无机粉末、粘结剂，进一步根据希望添加增粘材料、防腐剂等其它的配合成分的方法。

作为上述构成材料和溶剂的混合方法，可以列举用捏合机或加压捏合机等的混炼装置进行混炼的方法。混炼时间优选为0.1~1.0小时，混练温度优选为5~40℃。

本发明的无机纤维质不定形耐火组合物即使不含硅酸铝纤维等陶瓷纤维或氧化铝粉末、二氧化硅粉末，也可以在得到的施工物（耐火物）中表现所希望的耐热性，并且降低制造成本以及产品价格。

接下来，列举实施例，进一步具体说明本发明，这些只是示例，并不限定本发明。

（实施例1）

1．浆料形成工序

如表1所示，相对于由岩棉（Nichias Corporation制造“MG Bulk”，岩棉组成SiO₂：43.5质量%、Al₂O₃：13.3质量%、MgO：6.1质量%、CaO：33.9质量%、Fe₂O₃：0.1质量%、MnO：0.3质量%）90质量%、硅灰石（Kinsei Matec Co.,Ltd.制造的“SH-600”，平均长度为90μm，长宽比为4.5）10质量%、胶体二氧化硅（日产化学（株）制造的“ST-30”）按二氧化硅换算为5.5质量%、淀粉（日淀化学（株）制造的“PetrosizeJ”）5质量%、凝聚剂（荒川化学工业（株）制造的“Polystron 117”）0.5质量%所构成的原料100质量份，加入水5000质量份，通过搅拌形成浆料。

2．成形工序

向在底部设置有网的成形模具中注入上述浆料，通过吸收浆料中的水进行脱水成形，得到块状的脱水成形物。

接下来，在大气气氛下，在105℃下干燥24小时，得到长为900cm、宽为600cm、高为5cm的块状干燥处理物（无机纤维质耐火成形体）。

制作多个上述无机纤维质耐火成形体，在空气气氛下，分别求得分别在800℃下烧成24小时、在1100℃下烧成24小时时的长度方向的收缩率。将上述长度方向的收缩率与所得到的耐火成形体的组成一起示于表1。

（实施例2~实施例3、比较例1）

除了将要得到的耐火成形体的组成按照表1所示进行变换之外，其它均和实施例1同样制作无机纤维质耐火成形体，和实施例1同样求得所得到的耐火成形体的长度方向的收缩率。

将上述长度方向的收缩率测定结果和得到的无机纤维质耐火成形体的组成一起示于表1中。

[表1]

（实施例4~实施例6、比较例2）

除了作为岩棉，用Nippon Rockwool Corporation制造的“S fiber”（岩棉组成SiO₂：40.6质量%、Al₂O₃：13.7质量%、MgO：4.3质量%、CaO：38.6质量%、Fe₂O₃：0.3质量%、MnO：0.3质量%）来代替NichiasCorporation制造的“MG Bulk”，按照表2所示变换得到的耐火成形体的组成之外，其它均和实施例1同样制作无机纤维质耐火成形体，和实施例1同样求得耐火成形体的长度方向的收缩率。

将上述长度方向的收缩率测定结果和得到的无机纤维质耐火成形体的组成一起表示于表2中。

[表2]

（实施例7~实施例9、比较例3）

除了作为岩棉，用Lapinus Corporation制造的“Lapinus Fiber”（岩棉组成SiO₂：43.3质量%、Al₂O₃：16.8质量%、MgO：6.1质量%、CaO：20.1质量%、Fe₂O₃：7.6质量%、MnO：0.5质量%）来代替NichiasCorporation制造“MG Bulk”，按照表3所示变换得到的耐火成形体的组成之外，其它都和实施例1同样制作无机纤维质耐火成形体，和实施例1同样求得耐火成形体的长度方向的收缩率。

将上述长度方向的收缩率测定结果和得到的无机纤维质耐火成形体的组成一起表示于表3中。

[表3]

（实施例10~实施例12）

除了用海泡石（Showa KDE Co.,Ltd.制造的“Milcon MS-2”，平均长度为5μm，长宽比为40）来代替硅灰石（Kinsei Matec Co.,Ltd.制造的“SH-600”），按照表4所示变换要得到的耐火成形体的组成之外，其它均和实施例1同样制作无机纤维质耐火成形体，和实施例1同样求得耐火成形体的长度方向的收缩率。

将上述长度方向的收缩率测定结果和得到的无机纤维质耐火成形体的组成一起表示于表4中。

[表4]

从表1~表4可知，实施例1~实施例12中得到的无机纤维质耐火成形体在800℃下烧成24小时时的长度方向的收缩率为0.11~4.15%，并且在1100℃下烧成24小时时的长度方向的收缩率为0.11~8.25%。

相对于此，在比较例1~比较例3中得到的无机纤维质耐火成形体在800℃下烧成24小时时的长度方向的收缩率为12.9~21.9%，并且在1100℃下烧成24小时的长度方向的收缩率为14.9~35.4%。

从此结果可知，在实施例1~实施例12中得到的无机纤维质耐火成形体因为含有规定量的岩棉和硅灰石，因此，可以得到能表现优异耐热性的无机纤维质耐火成形体。

另外还可知，在实施例1~实施例12中得到的无机纤维质耐火成形体即使不使用高价的陶瓷纤维或氧化铝粉末、二氧化硅粉末也可以表现优异的耐热性，因此，可以降低制造成本和产品价格。

进一步，通过实施例1~实施例12，可知，能够简单地制造表现上述优异性能的无机纤维质耐火成形体。

产业上的利用可能性

根据本发明，可以提供即使不含高价的陶瓷纤维、或氧化铝粉末、二氧化硅粉末也可以表现所希望的耐热性，并且降低制造成本和产品价格，生物可溶性高的无机纤维质耐火成形体。另外，根据本发明，可以提供能够简单制造上述无机纤维质耐火成形体的方法。进一步，根据本发明，还可以提供降低制造成本和产品价格的无机纤维质不定形耐火组合物。