JPH07110780B2 - 燒結耐火材 - Google Patents
燒結耐火材Info
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- JPH07110780B2 JPH07110780B2 JP3356574A JP35657491A JPH07110780B2 JP H07110780 B2 JPH07110780 B2 JP H07110780B2 JP 3356574 A JP3356574 A JP 3356574A JP 35657491 A JP35657491 A JP 35657491A JP H07110780 B2 JPH07110780 B2 JP H07110780B2
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鉄鋼、ガラス溶融、セ
メント焼成または産業廃棄物の溶融等の高温領域で使用
される耐火材に関するものである。
メント焼成または産業廃棄物の溶融等の高温領域で使用
される耐火材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】Ａｌ2 Ｏ3 及びＣｒ2 Ｏ3 を含有する耐
火材は高温における耐侵食性に優れている為、鉄鋼用、
ガラス溶融用、あるいはセメント焼成用の耐火材として
広範囲に使用されている。しかしながら使用条件の苛酷
化に伴ない、従来のＡｌ2 Ｏ3−Ｃｒ2 Ｏ3 系耐火煉瓦
ではその耐侵食性が十分に対応出来ないようになって来
た。例えば産業廃棄物の溶融炉用耐火材では、廃棄物そ
のものが特定出来ないため、酸性及び塩基性のいずれの
処理物に対しても対応できる耐侵食性の優れた耐火材が
要求されている。また省エネルギー対策として、炉の昇
温あるいは降温速度を早めることに伴なう耐スポーリン
グ性を向上する必要性も高まっている。
火材は高温における耐侵食性に優れている為、鉄鋼用、
ガラス溶融用、あるいはセメント焼成用の耐火材として
広範囲に使用されている。しかしながら使用条件の苛酷
化に伴ない、従来のＡｌ2 Ｏ3−Ｃｒ2 Ｏ3 系耐火煉瓦
ではその耐侵食性が十分に対応出来ないようになって来
た。例えば産業廃棄物の溶融炉用耐火材では、廃棄物そ
のものが特定出来ないため、酸性及び塩基性のいずれの
処理物に対しても対応できる耐侵食性の優れた耐火材が
要求されている。また省エネルギー対策として、炉の昇
温あるいは降温速度を早めることに伴なう耐スポーリン
グ性を向上する必要性も高まっている。
【０００３】特開昭５４−４３９０９号には高純度のＡ
ｌ2 Ｏ3 及びＣｒ2 Ｏ3 を主成分とし、Ａｌ2 Ｏ3 とＣ
ｒ2 Ｏ3 の重量％組成比が６７〜７７：２０〜３０で、
その合計が９７％以上であり、０．５〜３重量％の鉱化
剤を含有し、見掛気孔率が３％以下の焼結耐火煉瓦が開
示されている。この煉瓦は従来の緻密な電鋳煉瓦より高
純度かつ緻密であり、均一な組織を有し、また電鋳法の
ように大電力を必要とせず安価に製造できる。しかしこ
の耐火煉瓦では溶融炉等のスラグに対して強い耐スラグ
性を与えるＣｒ2 Ｏ3 含有率が３０重量％以下と比較的
少ないので、緻密化することで組織を強化し耐侵食性を
向上させているが、見掛気孔率が３％以下と低いため耐
スポーリング性が悪く、この煉瓦をプラントに使用した
場合、昇温・降温時に亀裂、滑落などの大きな問題を生
じる。
ｌ2 Ｏ3 及びＣｒ2 Ｏ3 を主成分とし、Ａｌ2 Ｏ3 とＣ
ｒ2 Ｏ3 の重量％組成比が６７〜７７：２０〜３０で、
その合計が９７％以上であり、０．５〜３重量％の鉱化
剤を含有し、見掛気孔率が３％以下の焼結耐火煉瓦が開
示されている。この煉瓦は従来の緻密な電鋳煉瓦より高
純度かつ緻密であり、均一な組織を有し、また電鋳法の
ように大電力を必要とせず安価に製造できる。しかしこ
の耐火煉瓦では溶融炉等のスラグに対して強い耐スラグ
性を与えるＣｒ2 Ｏ3 含有率が３０重量％以下と比較的
少ないので、緻密化することで組織を強化し耐侵食性を
向上させているが、見掛気孔率が３％以下と低いため耐
スポーリング性が悪く、この煉瓦をプラントに使用した
場合、昇温・降温時に亀裂、滑落などの大きな問題を生
じる。
【０００４】特開昭６１−１００５５号には、主として
石炭のガス化装置で発生するシリカ質のスラグによる腐
食を防止する目的で、４５乃至８５重量％のＣｒ2 Ｏ3
と１５乃至５５重量％のＡｌ2 Ｏ3 を含有し、−４メッ
シュの粗粒部分と接合マトリックスを形成する−３２５
メッシュの微粒部分を有し、微粒部分が４０乃至１００
重量％のＣｒ2 Ｏ3 を含有する耐火組成物が開示されて
いる。しかしこの耐火組成物は、粗粒部分と微粒部分の
バランスが悪いため組織が不均一になりがちであり、昇
温或は降温速度を早める場合には耐スポーリング性に問
題がある。
石炭のガス化装置で発生するシリカ質のスラグによる腐
食を防止する目的で、４５乃至８５重量％のＣｒ2 Ｏ3
と１５乃至５５重量％のＡｌ2 Ｏ3 を含有し、−４メッ
シュの粗粒部分と接合マトリックスを形成する−３２５
メッシュの微粒部分を有し、微粒部分が４０乃至１００
重量％のＣｒ2 Ｏ3 を含有する耐火組成物が開示されて
いる。しかしこの耐火組成物は、粗粒部分と微粒部分の
バランスが悪いため組織が不均一になりがちであり、昇
温或は降温速度を早める場合には耐スポーリング性に問
題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、十分な耐ス
ポーリング性と耐侵食性とを有する焼結耐火材を提供す
ることを目的とする。
ポーリング性と耐侵食性とを有する焼結耐火材を提供す
ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る焼結耐火材
は、粒径１〜１０ｍｍの実質的にＡｌ2 Ｏ3 よりなる骨
材粒子２０〜８０重量％、粒径０．１ｍｍ以下の鉱化剤
１〜１０重量％、並びに残りの成分として粒径１ｍｍ以
下でＣｒ2 Ｏ3 ：ＺｒＯ2 の比率が重量で４０〜９０：
６０〜１０のＣｒ2 Ｏ3 及びＺｒＯ2 よりなる粒子を均
一に混和して成型・燒結し、見掛気孔率を９〜３５％と
したものであることを特徴とする。
は、粒径１〜１０ｍｍの実質的にＡｌ2 Ｏ3 よりなる骨
材粒子２０〜８０重量％、粒径０．１ｍｍ以下の鉱化剤
１〜１０重量％、並びに残りの成分として粒径１ｍｍ以
下でＣｒ2 Ｏ3 ：ＺｒＯ2 の比率が重量で４０〜９０：
６０〜１０のＣｒ2 Ｏ3 及びＺｒＯ2 よりなる粒子を均
一に混和して成型・燒結し、見掛気孔率を９〜３５％と
したものであることを特徴とする。
【０００７】実質的にＡｌ2 Ｏ3 （アルミナ）よりなる
骨材粒子としては粒径が１〜１０ｍｍの範囲のものであ
ることが必要である。粒径が１ｍｍ以下のものを使用し
た場合（後述の比較例４，５）は侵食が大になる。一方
粒径が１０ｍｍ以上の場合は強度的問題を生じる。
骨材粒子としては粒径が１〜１０ｍｍの範囲のものであ
ることが必要である。粒径が１ｍｍ以下のものを使用し
た場合（後述の比較例４，５）は侵食が大になる。一方
粒径が１０ｍｍ以上の場合は強度的問題を生じる。
【０００８】また骨材粒子は耐火材中２０〜８０重量％
の範囲を占めることが必要である。２０重量％より少な
い場合（後述の比較例１）は侵食が大になる。また８０
重量％を越えた場合（後述の比較例１７，１８）は成型
不能になる。
の範囲を占めることが必要である。２０重量％より少な
い場合（後述の比較例１）は侵食が大になる。また８０
重量％を越えた場合（後述の比較例１７，１８）は成型
不能になる。
【０００９】Ｃｒ2 Ｏ3 （クロミア）及びＺｒＯ2 （ジ
ルコニア）は粒径１ｍｍ以下のものを使用する。Ｃｒ2
Ｏ及びＺｒＯ2 はＡｌ2 Ｏ3 骨材粒子の間隙を充填して
緻密な組織とし、強度及び耐侵食性を向上させるので、
骨材粒子の粒径よりも小さいものであることが必要であ
る。骨材粒子の粒径が小で、Ｃｒ2 Ｏ及びＺｒＯ2 の粒
径が大の場合（後述の比較例４）は耐侵食性が悪くな
る。
ルコニア）は粒径１ｍｍ以下のものを使用する。Ｃｒ2
Ｏ及びＺｒＯ2 はＡｌ2 Ｏ3 骨材粒子の間隙を充填して
緻密な組織とし、強度及び耐侵食性を向上させるので、
骨材粒子の粒径よりも小さいものであることが必要であ
る。骨材粒子の粒径が小で、Ｃｒ2 Ｏ及びＺｒＯ2 の粒
径が大の場合（後述の比較例４）は耐侵食性が悪くな
る。
【００１０】Ｃｒ2 Ｏ3 とＺｒＯ2 の比率は重量で４０
〜９０：６０〜１０であることが必要である。Ｃｒ2 Ｏ
3 が４０％より少ない場合（後述の比較例３，１０，１
１，１２）は侵食が大になる。またＣｒ2 Ｏ3 が９０％
より多い場合（後述の比較例２，６，７，１６）は耐侵
食性が悪くなる。
〜９０：６０〜１０であることが必要である。Ｃｒ2 Ｏ
3 が４０％より少ない場合（後述の比較例３，１０，１
１，１２）は侵食が大になる。またＣｒ2 Ｏ3 が９０％
より多い場合（後述の比較例２，６，７，１６）は耐侵
食性が悪くなる。
【００１１】鉱化剤（焼結剤）としては一般に耐火材の
製造に使用されているもので、粒径０．１ｍｍ以下のも
のを使用できる。組成は主としてＳｉＯ2 よりなり、そ
の他ＭｇＯ、ＴｉＯ2 、Ｃａ０とか、あるいはＡｌ2 Ｏ
3 、Ｃｒ2 Ｏ3 、ＺｒＯ2 のうち少なくとも一つを若干
量含むものである。
製造に使用されているもので、粒径０．１ｍｍ以下のも
のを使用できる。組成は主としてＳｉＯ2 よりなり、そ
の他ＭｇＯ、ＴｉＯ2 、Ｃａ０とか、あるいはＡｌ2 Ｏ
3 、Ｃｒ2 Ｏ3 、ＺｒＯ2 のうち少なくとも一つを若干
量含むものである。
【００１２】 鉱化剤は耐火材中１〜１０重量％の範囲
であることが必要である。１重量％未満の場合（後述の
比較例１５）は燒結せず、１０重量％を越えた場合（後
述の比較例１３）は侵食性が大になる。ＺｒＯ ２ 原料中
にＳｉＯ ２ などが含まれている場合（実施例１参照）、
そのＳｉＯ ２ は焼成条件下で分離して実質上鉱化剤の一
部となるので、ＳｉＯ ２ を含有する低品位ＺｒＯ ２ 又は
ＳｉＯ ２ 含有ＺｒＯ ２ 組成物を原料として使用すること
ができる。
であることが必要である。１重量％未満の場合（後述の
比較例１５）は燒結せず、１０重量％を越えた場合（後
述の比較例１３）は侵食性が大になる。ＺｒＯ ２ 原料中
にＳｉＯ ２ などが含まれている場合（実施例１参照）、
そのＳｉＯ ２ は焼成条件下で分離して実質上鉱化剤の一
部となるので、ＳｉＯ ２ を含有する低品位ＺｒＯ ２ 又は
ＳｉＯ ２ 含有ＺｒＯ ２ 組成物を原料として使用すること
ができる。
【００１３】燒結体の見掛気孔率は９〜３５％であるこ
とが必要である。見掛気孔率が９％以下の場合（後述の
比較例１４参照）は耐スポーリング性が悪くなる。また
見掛気孔率が３５％を越えた場合（後述の比較例１，
６，８，９）は耐侵食性が悪くなる。
とが必要である。見掛気孔率が９％以下の場合（後述の
比較例１４参照）は耐スポーリング性が悪くなる。また
見掛気孔率が３５％を越えた場合（後述の比較例１，
６，８，９）は耐侵食性が悪くなる。
【００１４】燒結体の見掛気孔率は原料の粒径、配合
比、成型条件（圧力その他）等を調整することにより制
御できる。
比、成型条件（圧力その他）等を調整することにより制
御できる。
【００１５】 燒結体の製造方法としては、原料を所定
の割合で混合したものに水を加えて混合混練し型内で加
圧成型したものを乾燥後焼成する方法（後述の実施例１
の定形耐火材参照）あるいは原料を所定の割合で混合し
たものに水を加えて混合混練したものを型に流し込み、
固化させた後乾燥し、焼成する方法（鋳込み法：実施例
１５の不定形耐火材参照）等が挙げられるが、いずれの
方法であっても良い。
の割合で混合したものに水を加えて混合混練し型内で加
圧成型したものを乾燥後焼成する方法（後述の実施例１
の定形耐火材参照）あるいは原料を所定の割合で混合し
たものに水を加えて混合混練したものを型に流し込み、
固化させた後乾燥し、焼成する方法（鋳込み法：実施例
１５の不定形耐火材参照）等が挙げられるが、いずれの
方法であっても良い。
【００１６】以下実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明は下記の実施例に限定されるものではな
い。
るが、本発明は下記の実施例に限定されるものではな
い。
【００１７】
【実施例１】 粒子径１〜５ｍｍの範囲のＡｌ２Ｏ
３（純度９９％）骨材粒子４Ｋｇ、粒子径１．０ｍｍ以
下のＣｒ２Ｏ３（純度９９％）とＺｒＯ２（純度９４
％、その他はＳｉＯ２など）を７０：３０の比率で混合
した粒子１５Ｋｇ及び粒子径０．１ｍｍ以下の主として
ＳｉＯ２よりなる鉱化剤１Ｋｇに水６００ｇを加えて混
合し混練した。この時成型助剤としてアクリル系有機バ
インダー０．２Ｋｇを同時に添加した。上記混練物を金
型プレスで８００Ｋｇ／ｃｍ２でプレス成型した並型サ
イズ（６０ｃｍ×１２０ｃｍ×２２０ｃｍ）の成型体を
十分乾燥した後、ガス炉中、温度１７００〜１９００℃
で焼成し、見かけ気孔率１５％の燒結体（定形耐火材）
を得た。この燒結体をテストプラント規模の産業廃棄物
用高温焼却炉で試用し、その耐蝕性、寿命等を評価した
結果を表１に示す。なお気孔率の測定は水の吸収量から
算出した。
３（純度９９％）骨材粒子４Ｋｇ、粒子径１．０ｍｍ以
下のＣｒ２Ｏ３（純度９９％）とＺｒＯ２（純度９４
％、その他はＳｉＯ２など）を７０：３０の比率で混合
した粒子１５Ｋｇ及び粒子径０．１ｍｍ以下の主として
ＳｉＯ２よりなる鉱化剤１Ｋｇに水６００ｇを加えて混
合し混練した。この時成型助剤としてアクリル系有機バ
インダー０．２Ｋｇを同時に添加した。上記混練物を金
型プレスで８００Ｋｇ／ｃｍ２でプレス成型した並型サ
イズ（６０ｃｍ×１２０ｃｍ×２２０ｃｍ）の成型体を
十分乾燥した後、ガス炉中、温度１７００〜１９００℃
で焼成し、見かけ気孔率１５％の燒結体（定形耐火材）
を得た。この燒結体をテストプラント規模の産業廃棄物
用高温焼却炉で試用し、その耐蝕性、寿命等を評価した
結果を表１に示す。なお気孔率の測定は水の吸収量から
算出した。
【００１８】
【実施例２〜１１】粒子径３〜５ｍｍの範囲のＡｌ2 Ｏ
3 （純度９９％）骨材粒子を使用し、原料配合比率と成
型圧を変えた以外は実施例１に準じて燒結体を製造し、
実施例１と同様な試験を行った。組成及び試験結果を表
１に示す。
3 （純度９９％）骨材粒子を使用し、原料配合比率と成
型圧を変えた以外は実施例１に準じて燒結体を製造し、
実施例１と同様な試験を行った。組成及び試験結果を表
１に示す。
【００１９】
【実施例１５】 粒子径４〜１０ｍｍの範囲のＡｌ２Ｏ
３（純度９９％）骨材粒子１２Ｋｇ、粒子径１．０ｍｍ
以下のＣｒ２Ｏ３（純度９９％）とＺｒＯ２（純度９４
％、その他はＳｉＯ２など）を６７：３３の比率で混合
した粒子７．２Ｋｇ、及び粒子径０．１ｍｍ以下の鉱化
剤０．８Ｋｇに水１．８Ｋｇを加えて、混合し混練し
た。この時アクリル系界面活性剤０．２Ｋｇを同時に添
加した。スラリー化した混練物を型枠に流し込み、１昼
夜養生し固化させた後乾燥し、ガス炉中、温度１７００
〜１９００℃で焼成し、見かけ気孔率２５％の燒結体
（不定形耐火材）を得た。この燒結体について実施例１
と同様な試験を行った。組成及び試験結果を表１に示
す。
３（純度９９％）骨材粒子１２Ｋｇ、粒子径１．０ｍｍ
以下のＣｒ２Ｏ３（純度９９％）とＺｒＯ２（純度９４
％、その他はＳｉＯ２など）を６７：３３の比率で混合
した粒子７．２Ｋｇ、及び粒子径０．１ｍｍ以下の鉱化
剤０．８Ｋｇに水１．８Ｋｇを加えて、混合し混練し
た。この時アクリル系界面活性剤０．２Ｋｇを同時に添
加した。スラリー化した混練物を型枠に流し込み、１昼
夜養生し固化させた後乾燥し、ガス炉中、温度１７００
〜１９００℃で焼成し、見かけ気孔率２５％の燒結体
（不定形耐火材）を得た。この燒結体について実施例１
と同様な試験を行った。組成及び試験結果を表１に示
す。
【００２０】
【実施例１６〜２１】原料配合比率を変えた以外は実施
例１５に準じて燒結体を製造し、実施例１と同様な試験
を行った。組成及び試験結果を表１に示す。
例１５に準じて燒結体を製造し、実施例１と同様な試験
を行った。組成及び試験結果を表１に示す。
【表１】
【００２１】
【比較例１〜１４】粒子径、原料配合比率、気孔率のう
ちの少なくとも一つが本発明の範囲外にあるように調整
した以外は実施例１に準じて燒結体を製造し、実施例１
と同様な試験を行った。組成及び試験結果を表２に示
す。
ちの少なくとも一つが本発明の範囲外にあるように調整
した以外は実施例１に準じて燒結体を製造し、実施例１
と同様な試験を行った。組成及び試験結果を表２に示
す。
【００２２】
【比較例１５〜１８】原料配合比率が本発明の範囲外に
あるように調整した以外は実施例１５に準じて燒結体を
製造し、実施例１と同様な試験を行った。組成及び試験
結果を表２に示す。
あるように調整した以外は実施例１５に準じて燒結体を
製造し、実施例１と同様な試験を行った。組成及び試験
結果を表２に示す。
【表２】
【００２３】表１と表２の対比から明らかなように、本
発明の要件を備えている場合に限り耐スポーリング性と
耐侵食性に優れた燒結耐火材が得られる。
発明の要件を備えている場合に限り耐スポーリング性と
耐侵食性に優れた燒結耐火材が得られる。
【００２４】
【発明の効果】十分な耐スポーリング性と耐侵食性とを
有する焼結耐火材が得られる。
有する焼結耐火材が得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０４Ｂ 35/48 Ａ
Claims (1)
- 【請求項１】粒径１〜１０ｍｍの実質的にＡｌ2 Ｏ3 よ
りなる骨材粒子２０〜８０重量％、粒径０．１ｍｍ以下
の鉱化剤１〜１０重量％、並びに残りの成分として粒径
１ｍｍ以下でＣｒ2 Ｏ3 ：ＺｒＯ2 の比率が重量で４０
〜９０：６０〜１０のＣｒ2Ｏ3 及びＺｒＯ2 よりなる
粒子を均一に混和して成型・燒結し、見掛気孔率を９〜
３５％としたものであることを特徴とする焼結耐火材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3356574A JPH07110780B2 (ja) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | 燒結耐火材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3356574A JPH07110780B2 (ja) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | 燒結耐火材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05170523A JPH05170523A (ja) | 1993-07-09 |
| JPH07110780B2 true JPH07110780B2 (ja) | 1995-11-29 |
Family
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