JPH05105507A - 高耐食性炭化珪素・アルミナ質れんが - Google Patents
高耐食性炭化珪素・アルミナ質れんがInfo
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、近年の燃焼炉等の使用条件
の苛酷化例えばごみ燃焼炉では、ごみ質の高カロリー化
のための高温燃焼による炭化珪素質れんがの耐用性の低
下を防止でき、また、焼却灰溶融炉では、１４００℃以
上の高温域においても、耐食性、耐スポーリング性、ク
リンカー難着性などの必要特性を付与できる高耐食性炭
化珪素・アルミナ質れんがを提供することにある。 【構成】 本発明に係る高耐食性炭化珪素・アルミナ質
れんがは、粒径５〜０.０４４ｍｍのＡｌ2Ｏ3含量９９.
０％以上の高純度電融アルミナまたは焼結アルミナ２０
〜６０重量％、粒径０.０３ｍｍ以下のＡｌ2Ｏ3含量９
９.０％以上の高純度仮焼アルミナ５〜２５重量％及び
粒径０.０１ｍｍ以上の炭化珪素１５〜６０重量％を含
有してなる配合物を成形し、焼成して得られることを特
徴とする。
の苛酷化例えばごみ燃焼炉では、ごみ質の高カロリー化
のための高温燃焼による炭化珪素質れんがの耐用性の低
下を防止でき、また、焼却灰溶融炉では、１４００℃以
上の高温域においても、耐食性、耐スポーリング性、ク
リンカー難着性などの必要特性を付与できる高耐食性炭
化珪素・アルミナ質れんがを提供することにある。 【構成】 本発明に係る高耐食性炭化珪素・アルミナ質
れんがは、粒径５〜０.０４４ｍｍのＡｌ2Ｏ3含量９９.
０％以上の高純度電融アルミナまたは焼結アルミナ２０
〜６０重量％、粒径０.０３ｍｍ以下のＡｌ2Ｏ3含量９
９.０％以上の高純度仮焼アルミナ５〜２５重量％及び
粒径０.０１ｍｍ以上の炭化珪素１５〜６０重量％を含
有してなる配合物を成形し、焼成して得られることを特
徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高耐食性炭化珪素・ア
ルミナ質れんがに関するものである。
ルミナ質れんがに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、炭化珪素を含む耐火れんがは、一
般にＳｉＣの含量が９０％前後の高純度のものが使用さ
れている。この高純度炭化珪素れんがは、溶融金属ある
いは溶融焼却灰の付着防止、熱的スポーリングなどによ
る損傷防止に極めて有効である。
般にＳｉＣの含量が９０％前後の高純度のものが使用さ
れている。この高純度炭化珪素れんがは、溶融金属ある
いは溶融焼却灰の付着防止、熱的スポーリングなどによ
る損傷防止に極めて有効である。
【０００３】しかし、このような高純度炭化珪素れんが
は使用中の加熱により残存線膨張収縮の体積変化が起こ
り易い。これはＳｉＣの酸化膨大及び焼失によるものと
考えられており、特に、１１００℃以上の高温状態で生
じ易い。また、高純度炭化珪素れんがは熱伝導率が金属
なみに高いため、また、れんが炉外側の面も炉内温度と
ほとんど変わらないため、放散熱量が大きく、熱エネル
ギーのロスという欠点もある。更に、ＳｉＣ原料は非常
に高価であるため、高純度炭化珪素れんがは一般に用い
られる耐火れんがに比して非常に高価なものとなる。
は使用中の加熱により残存線膨張収縮の体積変化が起こ
り易い。これはＳｉＣの酸化膨大及び焼失によるものと
考えられており、特に、１１００℃以上の高温状態で生
じ易い。また、高純度炭化珪素れんがは熱伝導率が金属
なみに高いため、また、れんが炉外側の面も炉内温度と
ほとんど変わらないため、放散熱量が大きく、熱エネル
ギーのロスという欠点もある。更に、ＳｉＣ原料は非常
に高価であるため、高純度炭化珪素れんがは一般に用い
られる耐火れんがに比して非常に高価なものとなる。
【０００４】このような高純度炭化珪素れんがの欠点を
解決するものとして、例えば特開昭62−283869号公報に
は、ＳｉＣを１５〜７０重量％、実質的に残部のＳｉＯ
2／Ａｌ2Ｏ3の重量成分比を１.５以上にしたことを特徴
とするＳｉＣ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3を主成分とする燃焼
炉用耐火れんがが開示されている。
解決するものとして、例えば特開昭62−283869号公報に
は、ＳｉＣを１５〜７０重量％、実質的に残部のＳｉＯ
2／Ａｌ2Ｏ3の重量成分比を１.５以上にしたことを特徴
とするＳｉＣ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3を主成分とする燃焼
炉用耐火れんがが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のような
ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3系の珪酸塩結合を有する炭化珪素質
れんがは一般的に８００〜１１００℃までは水蒸気また
は酸素によるＳｉＣ酸化に伴う体積及び重量増加があ
り、早期損傷に至る。また、１１００℃付近からＳｉＣ
酸化反応が顕著になり、ＳｉＣの焼失に伴う体積及び重
量減少が認められ、ＳｉＣれんがの特性を失うため炉の
実使用温度例えば１３００℃では使用に耐え難くな
る。、また、溶融金属やアルカリを含む溶融焼却灰との
反応による損傷も大きくなる。これらの理由から炭化珪
素質れんが以外の材質例えば高アルミナ質れんがなどの
使用も試みられているが、ダスト、クリンカーの付着な
どにより操業に支障を招くことがある。
ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3系の珪酸塩結合を有する炭化珪素質
れんがは一般的に８００〜１１００℃までは水蒸気また
は酸素によるＳｉＣ酸化に伴う体積及び重量増加があ
り、早期損傷に至る。また、１１００℃付近からＳｉＣ
酸化反応が顕著になり、ＳｉＣの焼失に伴う体積及び重
量減少が認められ、ＳｉＣれんがの特性を失うため炉の
実使用温度例えば１３００℃では使用に耐え難くな
る。、また、溶融金属やアルカリを含む溶融焼却灰との
反応による損傷も大きくなる。これらの理由から炭化珪
素質れんが以外の材質例えば高アルミナ質れんがなどの
使用も試みられているが、ダスト、クリンカーの付着な
どにより操業に支障を招くことがある。
【０００６】従って、本発明の目的は、近年の燃焼炉等
の使用条件の苛酷化例えばごみ燃焼炉ではごみ質の高カ
ロリー化のための高温燃焼による炭化珪素質れんがの耐
用性の低下を防止でき、また、焼却灰溶融炉では、１４
００℃以上の高温域においても、耐食性、耐スポーリン
グ性、クリンカー難着性などの必要特性に優れ、これら
諸特性に優れ、耐用性を向上できる高耐食性炭化珪素・
アルミナ質れんがを提供することにある。
の使用条件の苛酷化例えばごみ燃焼炉ではごみ質の高カ
ロリー化のための高温燃焼による炭化珪素質れんがの耐
用性の低下を防止でき、また、焼却灰溶融炉では、１４
００℃以上の高温域においても、耐食性、耐スポーリン
グ性、クリンカー難着性などの必要特性に優れ、これら
諸特性に優れ、耐用性を向上できる高耐食性炭化珪素・
アルミナ質れんがを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明に係る高耐
食性炭化珪素・アルミナ質れんがは、粒径５〜０.０４
４ｍｍのＡｌ2Ｏ3含量９９.０％以上の高純度電融アル
ミナまたは焼結アルミナ２０〜６０重量％、粒径０.０
３ｍｍ以下のＡｌ2Ｏ3含量９９.０％以上の高純度仮焼
アルミナ５〜２５重量％及び粒径０.０１ｍｍ以上の炭
化珪素１５〜６０重量％を含有してなる配合物を成形
し、焼成して得られることを特徴とする。
食性炭化珪素・アルミナ質れんがは、粒径５〜０.０４
４ｍｍのＡｌ2Ｏ3含量９９.０％以上の高純度電融アル
ミナまたは焼結アルミナ２０〜６０重量％、粒径０.０
３ｍｍ以下のＡｌ2Ｏ3含量９９.０％以上の高純度仮焼
アルミナ５〜２５重量％及び粒径０.０１ｍｍ以上の炭
化珪素１５〜６０重量％を含有してなる配合物を成形
し、焼成して得られることを特徴とする。
【０００８】
【作用】本発明の高耐食性炭化珪素・アルミナ質れんが
には高純度電融アルミナまたは焼結アルミナを２０〜６
０重量％配合する。これらの原料のＡｌ2Ｏ3含量は９
９.０重量％以上であることが望ましく、また、粒径は
５〜０.０４４ｍｍの範囲内のものが好ましい。なお、
上記配合量が２０重量％未満では、耐食性が大幅に劣る
傾向にあり、炭化珪素の含量が増加すると、ＳｉＣの酸
化によりれんがの残存線膨張が大きくなるために好まし
くない。更に、上記配合量が６０重量％を超えると弾性
率が高くなることから耐スポーリング性に劣ると同時に
炭化珪素の含量が減少するためクリンカー剥離性が劣る
傾向が認められるために好ましくない。また、粒径が上
記範囲外の場合には、れんがの組織が不良となり、成形
時のラミネーション(亀裂)や粗粒偏在及び焼成収縮の変
化が大きくれんが品質が劣るために好ましくない。
には高純度電融アルミナまたは焼結アルミナを２０〜６
０重量％配合する。これらの原料のＡｌ2Ｏ3含量は９
９.０重量％以上であることが望ましく、また、粒径は
５〜０.０４４ｍｍの範囲内のものが好ましい。なお、
上記配合量が２０重量％未満では、耐食性が大幅に劣る
傾向にあり、炭化珪素の含量が増加すると、ＳｉＣの酸
化によりれんがの残存線膨張が大きくなるために好まし
くない。更に、上記配合量が６０重量％を超えると弾性
率が高くなることから耐スポーリング性に劣ると同時に
炭化珪素の含量が減少するためクリンカー剥離性が劣る
傾向が認められるために好ましくない。また、粒径が上
記範囲外の場合には、れんがの組織が不良となり、成形
時のラミネーション(亀裂)や粗粒偏在及び焼成収縮の変
化が大きくれんが品質が劣るために好ましくない。
【０００９】次に、本発明のれんがには、高純度仮焼ア
ルミナを５〜２５重量％配合する。この仮焼アルミナを
配合することにより成形性が良好になり、また、焼成に
よって焼結が促進され、アルミナと炭化珪素を緻密に結
合させることができ、得られるれんがの気孔率及び通気
性を著しく低下させることができる。
ルミナを５〜２５重量％配合する。この仮焼アルミナを
配合することにより成形性が良好になり、また、焼成に
よって焼結が促進され、アルミナと炭化珪素を緻密に結
合させることができ、得られるれんがの気孔率及び通気
性を著しく低下させることができる。
【００１０】この仮焼アルミナのＡｌ2Ｏ3含量も９９.
０重量％以上のものが望ましい。また、高純度仮焼アル
ミナの粒径は０.０３ｍｍ以下のものが望ましく、より
好ましくは０.００４ｍｍ以下を主体とすることが、れ
んがの成形性と焼結性において好ましい。配合量が５重
量％未満では、成形性を付与することができず、また、
焼成によって緻密なれんが組織が得られない。また、２
５重量％を超えると成形時にラミネーションが発生し易
く、また、焼成収縮が大きく、緻密な組織が得られな
い。
０重量％以上のものが望ましい。また、高純度仮焼アル
ミナの粒径は０.０３ｍｍ以下のものが望ましく、より
好ましくは０.００４ｍｍ以下を主体とすることが、れ
んがの成形性と焼結性において好ましい。配合量が５重
量％未満では、成形性を付与することができず、また、
焼成によって緻密なれんが組織が得られない。また、２
５重量％を超えると成形時にラミネーションが発生し易
く、また、焼成収縮が大きく、緻密な組織が得られな
い。
【００１１】更に、本発明のれんがには、粒径０.０１
ｍｍ以上の炭化珪素１５〜６０重量％配合する。配合量
が１５重量％未満では、クリンカーの付着が多く、ま
た、耐スポーリング性に劣るなど炭化珪素の添加効果が
薄れるため好ましくない。また、６０重量％を超えると
アルミナ含量が低くなり、耐食性に劣るために好ましく
ない。
ｍｍ以上の炭化珪素１５〜６０重量％配合する。配合量
が１５重量％未満では、クリンカーの付着が多く、ま
た、耐スポーリング性に劣るなど炭化珪素の添加効果が
薄れるため好ましくない。また、６０重量％を超えると
アルミナ含量が低くなり、耐食性に劣るために好ましく
ない。
【００１２】炭化珪素は粒径が細かいほど表面積が大き
くなり、酸化反応を起こし易くなる。従って、粒径０.
０１ｍｍ未満の炭化珪素を多く含むと耐酸化性に劣り、
れんが使用時に、れんが中のＳｉＯ2含量が増加し、耐
食性が低下する。また、れんが使用中の酸化による残存
線膨張が起こり易く好ましくない。
くなり、酸化反応を起こし易くなる。従って、粒径０.
０１ｍｍ未満の炭化珪素を多く含むと耐酸化性に劣り、
れんが使用時に、れんが中のＳｉＯ2含量が増加し、耐
食性が低下する。また、れんが使用中の酸化による残存
線膨張が起こり易く好ましくない。
【００１３】本発明のれんがには、上述の耐火原料に加
えて更に酸化防止及び熱間での強度付着の目的で、Ｓ
ｉ、Ａｌ、Ｂ4Ｃ、ホウ砂、ホウ酸等を外掛で５重量％
未満の量で配合することができる。
えて更に酸化防止及び熱間での強度付着の目的で、Ｓ
ｉ、Ａｌ、Ｂ4Ｃ、ホウ砂、ホウ酸等を外掛で５重量％
未満の量で配合することができる。
【００１４】また、本発明のれんが成形用配合物の調製
に当たっては、可塑性原料が少ないので、界面活性剤と
して例えばナフタレンスルホン酸ソーダ、ヘキサメタリ
ン酸ソーダ等が使用できる。また、有機可塑剤として例
えばＣＭＣ、ＰＶＡ、糖蜜、パルプ廃液等を使用して成
形性を向上することもできる。
に当たっては、可塑性原料が少ないので、界面活性剤と
して例えばナフタレンスルホン酸ソーダ、ヘキサメタリ
ン酸ソーダ等が使用できる。また、有機可塑剤として例
えばＣＭＣ、ＰＶＡ、糖蜜、パルプ廃液等を使用して成
形性を向上することもできる。
【００１５】なお、成形に当たっては一軸加圧型プレス
で容易に成形することができるが、静水圧プレスを使用
することも可能である。
で容易に成形することができるが、静水圧プレスを使用
することも可能である。
【００１６】本発明のれんがは上述のような配合物を所
定の形状に成形し、常法に従って１４００〜１６００℃
の温度範囲で焼成することにより得られる。
定の形状に成形し、常法に従って１４００〜１６００℃
の温度範囲で焼成することにより得られる。
【００１７】また、得られたれんがは見掛気孔率が１５
％未満であることが好ましい。見掛気孔率が１５％を超
えると通気性が大きくなり、炉内ガス中の酸素がれんが
内部に侵透し易く、炭化珪素の一部は酸化し、れんが中
のＳｉＯ2含量が増加し、耐食性が低下するために好ま
しくない。なお、れんが中のＳｉＯ2含量は７重量％未
満とすることが好ましい。
％未満であることが好ましい。見掛気孔率が１５％を超
えると通気性が大きくなり、炉内ガス中の酸素がれんが
内部に侵透し易く、炭化珪素の一部は酸化し、れんが中
のＳｉＯ2含量が増加し、耐食性が低下するために好ま
しくない。なお、れんが中のＳｉＯ2含量は７重量％未
満とすることが好ましい。
【００１８】更に、本発明のれんがに、環境等の問題は
あるが、酸化クロム等のクロム原料を配合すれば耐食性
を大幅に向上することができる。
あるが、酸化クロム等のクロム原料を配合すれば耐食性
を大幅に向上することができる。
【００１９】
実施例１ 以下の表１に示す配合割合にて配合物を作製し、成形及
び乾燥後、１５３０℃で焼成して本発明品及び比較品の
れんがを得た。得られたれんがの諸特性を表１に併記す
る。
び乾燥後、１５３０℃で焼成して本発明品及び比較品の
れんがを得た。得られたれんがの諸特性を表１に併記す
る。
【００２０】
【表１】
【００２１】使用例１ 従来、焼却炉燃焼部には、比較品Ｅ及びＦのれんがが使
用されていたが、廃棄物の多様化、高カロリー化、使用
条件の苛酷化により溶融損傷、スポーリング、ＳｉＣ酸
化膨大等により従来より耐用性が低下していた。焼却炉
燃焼部に本発明品Ｂを使用した結果、耐食性、耐酸化性
の向上により従来２年程度の耐用であっかのが、約４年
にれんが寿命を延長させることができた。
用されていたが、廃棄物の多様化、高カロリー化、使用
条件の苛酷化により溶融損傷、スポーリング、ＳｉＣ酸
化膨大等により従来より耐用性が低下していた。焼却炉
燃焼部に本発明品Ｂを使用した結果、耐食性、耐酸化性
の向上により従来２年程度の耐用であっかのが、約４年
にれんが寿命を延長させることができた。
【００２２】使用例２ 実施例１の本発明品Ａ、Ｂ及びＣと、比較品のＤ、Ｅ、
Ｆ、Ｇ、ジルコニアれんが、ＭｇＯ−Ｃｒ2Ｏ3れんがな
どの各種炉材を、ごみ焼却灰溶融炉にてテストした。そ
の結果、本発明品以外の炉材は耐食性及び熱スポーリン
グなどの損傷が多く問題であった。本発明品はＳｉＣの
添加効果による熱スポーリング性とクリンカー難着性及
び耐浸潤性の効果があり、電融アルミナ添加による耐食
性の効果と相俟って極めて良好な結果が得られ、現在、
本発明品Ｂを実炉で継続して使用している。
Ｆ、Ｇ、ジルコニアれんが、ＭｇＯ−Ｃｒ2Ｏ3れんがな
どの各種炉材を、ごみ焼却灰溶融炉にてテストした。そ
の結果、本発明品以外の炉材は耐食性及び熱スポーリン
グなどの損傷が多く問題であった。本発明品はＳｉＣの
添加効果による熱スポーリング性とクリンカー難着性及
び耐浸潤性の効果があり、電融アルミナ添加による耐食
性の効果と相俟って極めて良好な結果が得られ、現在、
本発明品Ｂを実炉で継続して使用している。
【００２３】
【発明の効果】本発明の高耐食性炭化珪素・アルミナ質
れんがは、低気孔率、低通気性を有するものであり、高
温域における酸素あるいは水蒸気などに対する耐酸化性
に優れている。また、外来成分に対する浸潤抑制に効果
的であり、溶損、反応が少ない。また、耐摩耗性に優
れ、低ＳｉＣ含量にもかかわらずダストの難着性、クリ
ンカー剥離性に優れ、更に、低膨張性で高強度を有して
いるため、熱衝撃抵抗性も大きい。
れんがは、低気孔率、低通気性を有するものであり、高
温域における酸素あるいは水蒸気などに対する耐酸化性
に優れている。また、外来成分に対する浸潤抑制に効果
的であり、溶損、反応が少ない。また、耐摩耗性に優
れ、低ＳｉＣ含量にもかかわらずダストの難着性、クリ
ンカー剥離性に優れ、更に、低膨張性で高強度を有して
いるため、熱衝撃抵抗性も大きい。
Claims (1)
- 【請求項１】 粒径５〜０.０４４ｍｍのＡｌ2Ｏ3含量
９９.０％以上の高純度電融アルミナまたは焼結アルミ
ナ２０〜６０重量％、粒径０.０３ｍｍ以下のＡｌ2Ｏ3
含量９９.０％以上の高純度仮焼アルミナ５〜２５重量
％及び粒径０.０１ｍｍ以上の炭化珪素１５〜６０重量
％を含有してなる配合物を成形し、焼成して得られるこ
とを特徴とする高耐食性炭化珪素・アルミナ質れんが。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3271180A JPH0777981B2 (ja) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | 高耐食性炭化珪素・アルミナ質れんが |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3271180A JPH0777981B2 (ja) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | 高耐食性炭化珪素・アルミナ質れんが |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05105507A true JPH05105507A (ja) | 1993-04-27 |
| JPH0777981B2 JPH0777981B2 (ja) | 1995-08-23 |
Family
ID=17496464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3271180A Expired - Fee Related JPH0777981B2 (ja) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | 高耐食性炭化珪素・アルミナ質れんが |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0777981B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007153644A (ja) * | 2005-12-01 | 2007-06-21 | Ngk Insulators Ltd | 耐火物の製造方法及びこれにより得られた耐火物 |
| JP2016175093A (ja) * | 2015-03-19 | 2016-10-06 | 東京窯業株式会社 | 溶湯保持装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49129703A (ja) * | 1973-03-28 | 1974-12-12 | ||
| JPS5425910A (en) * | 1977-07-29 | 1979-02-27 | Isolite Insulating Prod | Antiispalling refractory |
-
1991
- 1991-10-18 JP JP3271180A patent/JPH0777981B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49129703A (ja) * | 1973-03-28 | 1974-12-12 | ||
| JPS5425910A (en) * | 1977-07-29 | 1979-02-27 | Isolite Insulating Prod | Antiispalling refractory |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007153644A (ja) * | 2005-12-01 | 2007-06-21 | Ngk Insulators Ltd | 耐火物の製造方法及びこれにより得られた耐火物 |
| JP2016175093A (ja) * | 2015-03-19 | 2016-10-06 | 東京窯業株式会社 | 溶湯保持装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0777981B2 (ja) | 1995-08-23 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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