JPH0530793B2

JPH0530793B2 -

Info

Publication number: JPH0530793B2
Application number: JP61206789A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Endo; Kimio Hirata; Noryuki Igarashi
Original assignee: Toshiba Monofrax Co Ltd
Current assignee: Saint Gobain TM KK
Priority date: 1986-09-04
Filing date: 1986-09-04
Publication date: 1993-05-10
Also published as: JPS6364976A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は電鋳耐火物の製造方法の改良に関す
る。〔従来の技術〕電鋳耐火物としては、例えばアルミナ系、アル
ミナ−ジルコニア−シリカ系、ジルコニア系、ク
ロミア系等のものが知られている。これらの電鋳
耐火物は、従来、以下のような方法により製造さ
れている。まず、アルミナやジルコニア等の酸化物の比較
的粗く均一な原料粒子を炭素電極を有する電気炉
内に装入し、電極に通電することにより原料粒子
を溶融する。この際、原料は中心のアーク近傍で
溶融し、この溶融物の周囲を原料粒子が取り巻い
て堆積した状態となつており、原料粒子が外周か
ら中心のアーク近傍に少しづつ流れ込む。そし
て、アーク近傍では溶融浴の表面は一部露出して
いる。その後、溶融物を鋳型に注入し、更に例え
ばアルミナ粉中で徐冷した後、鋳型を除去するこ
とにより電鋳耐火物を製造している。上記のように原料として比較的粗い粒子を用い
るのは以下のような理由による。すなわち、比較
的粗い原料粒子は電気炉内に堆積された際の流動
性がよく、溶融浴内へ自然に流れこむため供給が
容易となり、また原料粒子が溶融面を均等に覆つ
て熱放散を妨げて溶融効率を高めることができる
ためである。〔発明が解決しようとする問題点〕ところで、上記のような酸化物の原料粒子が電
気炉内で溶融される際、炭素電極によつて還元作
用を受けるため、製品中では必ずしも化学量論組
成の酸化物を形成していない。このように還元作
用を受けた電鋳耐火物を例えばガラス溶融炉の炉
壁として用いた場合、以下のような問題が生じ
る。すなわち、還元作用を受けた電鋳耐火物はガ
ラスを還元するため、ガラス中に泡を発生させ
る。また、電鋳耐火物中のマトリツクスガラスが
高温で流れ出し（いわゆる汗かき現象）、溶融ガ
ラス中に混ざつてストーン、コードを発生させ
る。上記のように還元作用を受けた電鋳耐火物は、
その着色状態、金属粒子を含んでいるか否か等の
性状を調べるだけで容易に判別できる。例えば、
α−アルミナ電鋳耐火物は灰色に、ジルコニア電
鋳耐火は灰黒色に、それぞれ着色しやすい。そし
て、これらの着色した電鋳耐火物を酸化雰囲気中
で熱処理すると白色又は明るい黄色に変色する。
また、クロミア電鋳耐火物では少量の金属粒子が
生成する。そこで、上述した炭素電極による還元作用を防
止するために多くの方法が提案されているが、未
だ完全にこの問題を解決するには至つていない。本発明は上記問題点を解決するためになされた
ものであり、炭素電極による還元作用を防止し、
高い酸化度を有する電鋳耐火物を製造し得る方法
を提供することを目的とする。〔問題点を解決するための手段〕本発明の電鋳耐火物の製造方法は、酸化物原料
粒子の比表面積の荷重平均値を１m²／ｇ以上と
し、前記原料粒子に対して0.27重量％以上の酸素
を発生する量の酸化剤を添加することを特徴とす
るものである。本発明方法において用いられる酸化剤として
は、例えば硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸
バリウム，過酸化ナトリウム、過塩素酸ナトリウ
ム等の固体のもの、あるいは過酸化水素等の液体
のもの等を挙げることができる。〔作用〕上記のような電鋳耐火物の製造方法によれば、
原料粒子がアーク近傍に近づき、溶融浴に流れ込
むに先立つて、酸化剤が加熱を受けて分解し、酸
素ガスを放出する。この酸素ガスの一部は酸化性
雰囲気を形成し、一部は原料粒子の表面に吸着さ
れる。更に、酸素ガスを吸着した原料粒子は溶融
浴に流れ込んで溶融する際に吸着した酸素ガスを
放出して酸化性雰囲気を形成する。このように、
電気炉内のアーク近傍、特に溶融浴表面で酸化性
雰囲気が維持されるので、炭素電極による還元作
用を防止することができ、酸化度の高い電鋳耐火
物を製造することができる。本発明方法において、原料粒子の比表面積の荷
重平均値を１m²／ｇ以上と規定したのは以下のよ
うな理由による。すなわち、１m²／ｇ未満では断
熱性が劣り、アークの輻射熱を受けると周囲の酸
化剤がアーク近傍に達する前にあまりにも急激に
分解されてしまい、発生した酸素の大部分が電気
炉の外へ流れ出してしまう。しかも、原料粒子表
面における酸素ガスの吸着量も少ないため、電気
炉内のアーク近傍、特に溶融浴表面で酸化性雰囲
気を維持することが困難となる。これを防止しよ
うとすると、酸化剤を多量に用いなければなら
ず、電鋳耐火物の組成が不適当なものとなる。本発明方法において、酸化剤の添加量を原料粒
子に対して0.27重量％以上の酸素を発生する量と
したのは、原料粒子に対する酸素の発生量が0.27
重量％未満になるような添加量では、電気炉内の
アーク近傍、特に溶融浴表面で持続的に酸化性雰
囲気を形成することが困難となるためである。また、原料粒子に対する酸素の発生量は多けれ
ば多いほど効果が確実となる。一方、酸化剤の添
加量が多くなると、酸化剤の成分として附随的に
導入されるナトリウム、カリウム、バリウム等の
増加を招く。これらの元素は、電鋳耐火物の成分
の一部としてある限られた範囲の量を要請されて
いるものもあれば、成分として要請されないが少
量であれば不都合の生じないものもある。しか
し、いずれの元素も多量に存在すると必要以上の
ガラス組織を形成し、耐食性を低下させたり、高
温でそのガラスが流れ出す（汗かき現象）といつ
た不都合が生じる。したがつて、酸化剤の添加量
の上限はこれらの不都合が生じない範囲まで許容
される。ただし、その上限は電鋳耐火物の種類と
対象となる元素の種類によつて一様ではない。なお、酸化剤として例えば過酸化水素を用いた
場合、過酸化水素は分解して酸素と水を生成す
る。この水の一部は溶融浴に溶解し、鋳造後、電
鋳耐火物の凝固時に放出されるため、多数の微細
な気孔を含んだ多孔質の組織を形成する作用を有
する。したがつて、この場合には断熱特性や耐ス
ポール性に優れた電鋳耐火物が得られるという利
点もある。〔実施例〕以下、本発明の実施例を説明する。主原料として、下記第１表に示すアルミナ（Ａ
及びＢ）、ジルコニア（Ｃ及びＤ）、ジルコン（Ｅ
及びＦ）、クロミア（Ｇ）を用いた。これらの比
表面積を第１表に併記する。また、上記の主原料
のほかに、第２表に示す副原料を用いた。これら
主原料及び少量の副原料を第２表に示す組成を目
標として、第４表に示すような割合（主原料のみ
表示）で配合した。配合主原料の荷重平均比表面
積を第４表に示す。なお、第２表から明らかなよ
うに、それぞれNo.１〜７はアルミナ系、No.８〜13
はアルミナ−ジルコニア−シリカ系、No.14〜17及
びNo.21〜25はジルコニア系、No.18〜20はクロミア
系の電鋳耐火物である。更に、酸化剤として第３表に示すものを用い
た。これら酸化剤の分解反応及び酸化剤１ｇが放
出する酸素量を第３表に示す。これらの酸化剤を
第４表に示すような割合（外割）で前記配合原料
粒子に添加した。原料粒子に対する酸化剤からの
発生酸素の割合を第４表に示す。これらをよく混合した後、炭素電極を有する電
気炉内に装入し、通電して溶融した。その後、内
寸法300×300×300mmのグラフアイト型に鋳造し、
アルミナ粉中で徐冷した。徐冷後、各電鋳耐火物を取り出し、表面の色を
観察した。また、1400℃で酸化熱処理した後の表
面の色も観察した。更に、クロミア系のもの（試
料No.18〜20）については、内部の金属の有無を調
べた。これらの結果及び電鋳耐火物の酸化度の評
価を第４表に併記する。

【表】

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明方法によれば、酸化
度の高い電鋳耐火物を得ることができ、例えばこ
の電鋳耐火物をガラス溶融炉に用いてもガラスに
対する悪影響を避けることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

１酸化物原料粒子を炭素電極を有する電気炉内
で溶融した後、鋳造し徐冷して電鋳耐火物を製造
するにあたり、前記原料粒子の比表面積の荷重平
均値を１m²／ｇ以上とし、前記原料粒子に対して
0.27重量％以上の酸素を発生する量の酸化剤を添
加することを特徴とする電鋳耐火物の製造方法。