JPH09110515A - ガラス窯蓄熱室用耐火物 - Google Patents

ガラス窯蓄熱室用耐火物

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JPH09110515A
JPH09110515A JP7297412A JP29741295A JPH09110515A JP H09110515 A JPH09110515 A JP H09110515A JP 7297412 A JP7297412 A JP 7297412A JP 29741295 A JP29741295 A JP 29741295A JP H09110515 A JPH09110515 A JP H09110515A
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JP
Japan
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refractory
storage chamber
heat storage
glass kiln
resistance
Prior art date
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Pending
Application number
JP7297412A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuhiro Iwakawa
和弘 岩川
Isao Imai
功 今井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Coorstek KK
Original Assignee
Toshiba Ceramics Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH09110515A publication Critical patent/JPH09110515A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/235Heating the glass
    • C03B5/237Regenerators or recuperators specially adapted for glass-melting furnaces
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Melting And Manufacturing (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特に、ガラス窯の蓄熱室を構成する天井部や
上部側壁部に使用される耐火物であり、耐アルカリ性、
耐クリープ性及び耐熱的スポーリング性に優れた特性を
保持すると共に、環境汚染物を発生することのないガラ
ス窯蓄熱室用耐火物の提供。 【解決手段】 MgO/Al2 O3 重量比が20/80
〜60/40であるスピネルクリンカーを20〜50重
量%及びジルコンを0.5〜2.5重量%有し、残部と
してマグネシアクリンカーを有して配合された配合混合
物を、混練、成形、乾燥、焼成してなり、嵩比重が2.
90〜3.10であり、1450℃、0.2MPaの条
件下で50時間経過後のクリープ変形率が2.0%以下
であることを特徴とするガラス窯蓄熱室用耐火物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はガラス窯蓄熱室用耐
火物に関し、詳しくはガラス窯の蓄熱室を構成する天井
部や上部側壁部に使用される耐火物であり、ガラス窯蓄
熱室用耐火物としての優れた特性を保持すると共に、環
境汚染物を発生することのないガラス窯蓄熱室用耐火物
に関する。
【0002】
【従来の技術】ガラス窯の蓄熱室の天井や上部側壁に使
用される耐火物に要求される主な特性は、耐アルカリ
性、耐クリープ性及び耐熱的スポーリング性に優れるこ
とであるが、特に近年、ガラス窯の保温性が改善された
ことにより、耐クリープ性の重要性が増している。この
ような状況の下、ガラス窯蓄熱室用の耐火物としては、
マグネシアクリンカーとクロム鉱を主原料とするマグク
ロ質耐火物、マグネシアクリンカーを主原料とするマグ
ネシア耐火物、ケイ石を主原料とするケイ石質耐火物等
が知られており、マグクロ質耐火物は、耐クリープ性、
耐アルカリ性及び高温寸法安定性などに優れており広く
用いられており、また、マグネシア耐火物は、耐クリー
プ性及び耐アルカリ性に優れ欧米諸国の一部で用いられ
ている。更に、ケイ石質耐火物は、ガラスを汚染するこ
とがなく、高温寸法安定性や耐クリープ性に優れ主にガ
ラス窯蓄熱室の天井用に多用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来から用いられている耐火物において、各種の問題が
発生している。例えば、マグクロ質耐火物は、使用後の
レンガ屑に含まれる六価クロムによる公害発生のおそれ
があり、廃棄に要する処理コストが増大化する傾向があ
り、また、ガラスを汚染して着色原因となるおそれもあ
る。また、マグネシア耐火物は、熱膨張率が大きいため
熱的スポーリング性が劣り、ピーリング(層状剥離)を
生じ易いという問題がある。更に、ケイ石質耐火物は、
耐アルカリ性に劣り、場合によってはアルカリ蒸気が炉
外に抜け出す際に凝縮して液体となり、耐火物と反応し
てガラス化する現象(ラットホール現象)を引き起こす
という問題がある。本発明は、上記のような従来のガラ
ス窯蓄熱室用耐火物の現状に鑑みてなされたものであ
り、ガラス窯蓄熱室用耐火物として耐アルカリ性、耐ク
リープ性及び耐熱的スポーリング性に優れた特性を有す
ると共に、環境汚染源とならないガラス窯蓄熱室用耐火
物の提供を目的とする。発明者らは、上記目的を達成す
べく鋭意研究を重ねた結果、特定のスピネルクリンカ
ー、ジルコン及びマグネシアクリンカーを適切に配合し
て混練、成形、乾燥、焼成処理することにより得られる
耐火物が、ガラス窯蓄熱室用としての優れた特性を有す
ることを見出し本発明を完成するに至った。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、MgO
/Al23 重量比が20/80〜60/40であるス
ピネルクリンカーを20〜50重量%及びジルコンを
0.5〜2.5重量%有し、残部としてマグネシアクリ
ンカーを有して配合された配合混合物を、混練、成形、
乾燥、焼成してなり、嵩比重が2.90〜3.10であ
り、1450℃、0.2MPaの条件下で50時間経過
後のクリープ変形率が2.0%以下であることを特徴と
するガラス窯蓄熱室用耐火物が提供される。
【0005】本発明は上記のように構成され、所定のス
ピネルクリンカー及びマグネシアクリンカーを主成分に
配合するため耐アルカリ性に優れ、低熱膨張率となるこ
とから高温寸法安定性がよく熱的スポーリング性に優れ
る。また、高焼結性であり気孔率が小さく耐クリープ性
にも優れる。また、配合成分としてクロム成分を含有し
ないため、使用後の廃棄においても公害発生源である六
価クロム等の有害物質を発生することなく、廃棄処理コ
ストが嵩むこともなく環境を汚染することもない。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明のガラス窯蓄熱室用
耐火物につき詳細に説明する。本発明のガラス窯蓄熱室
用耐火物は、所定のスピネルクリンカー、ジルコン、及
びマグネシアクリンカーを含有配合されて所定に処理し
て構成され、特に、ガラス窯の操作温度の高温化によ
り、1250℃以上、更に1450℃以上の高温に曝さ
れるガラス窯蓄熱室における天井部や上部側壁部に好適
に用いることができる。本発明のガラス窯蓄熱室用耐火
物を構成する原料スピネルクリンカーは塩基性であり、
それ自体が優れた耐アルカリ性を示し、また、熱膨張率
も低く耐熱的スポーリング性も良好であり、他の配合成
分と共に優れたガラス窯蓄熱室用耐火物特性に寄与す
る。
【0007】本発明のスピネルクリンカーとしては、M
gO/Al23 の重量比が20/80〜60/40に
制御されているものを用いる。MgO/Al23 の重
量比が20/80未満の場合は耐アルカリ性が低下し易
く、一方、60/40を超えると熱膨張率が大きくなり
熱的スポーリング性が低下し易くなるため好ましくな
い。本発明のガラス窯蓄熱室用耐火物におけるスピネル
クリンカーの含有配合量は20〜50重量%である。含
有配合量が20重量%未満の場合には、残部のマグネシ
アクリンカーが多くなり熱膨張率が大きくなるため熱的
スポーリング性が低下するためである。一方、50重量
%を超えると逆にマグネシアクリンカーが少なくなるた
め、過焼結になり易く、この場合も熱的スポーリング性
に劣るため好ましくない。
【0008】本発明のガラス窯蓄熱室用耐火物におい
て、含有配合されるジルコンは、焼結助剤作用を有し、
耐火物の焼結性を向上させ気孔率を低減させて耐クリー
プ性を向上させる機能を有する。本発明のジルコンは、
通常の純度のものでよい。本発明のガラス窯蓄熱室用耐
火物におけるジルコンの含有配合量は0.5〜2.5重
量%である。0.5重量%未満では焼結が進行し難くな
り、得られるガラス窯蓄熱室用耐火物の気孔率が高くな
って耐クリープ性が劣化し、2.5重量%を超えると、
過焼結で緻密になり過ぎて熱的スポーリングが低下し、
更に耐アルカリ性も低下するので好ましくない。
【0009】本発明のガラス窯蓄熱室用耐火物は、上記
のスピネルクリンカー及びジルコンの所定量に、その残
部としてマグネシアクリンカーを含有配合させるもので
ある。マグネシアクリンカーの配合量は、上記したよう
にスピネルクリンカーの含有配合量による。マグネシア
クリンカーが多くても少なくてもと熱的スポーリング性
が低下するため、スピネルクリンカーの配合量を上記の
範囲とし、焼結助剤作用を有するジルコンを上記のよう
に添加した残部としてマグネシアクリンカーが配合され
る。本発明のマグネシアクリンカーとしては、通常、よ
く用いられるものでよく、特に制限されるものでない。
マグネシアクリンカーは、上記スピネルクリンカーと同
様にそれ自体が優れた耐アルカリ性を示す原料であり、
本発明の耐火物により優れた耐アルカリ性を付与するこ
とができる。
【0010】本発明の耐火物は、上記の原料のスピネル
クリンカー、ジルコン及びマグネシアクリンカーの混合
粉末を、充分に混練、成形、乾燥し、その後、焼成し
て、嵩比重2.90〜3.10であり、1450℃及び
0.2MPaの条件下で50時間保持した後のクリープ
変形率が2.0%以下となるようにする。混練、成形、
乾燥及び焼成の各工程は、従来公知の耐火物の製造方法
と同様に行うことができる。この場合、嵩比重及び所定
条件下でのクリープ変形率を所定となるように、適宜、
焼成温度、焼成時間、焼成雰囲気等を調整することがで
きる。通常、成形体密度は2.85〜3.05とされる
と共に、焼成温度1550〜1750℃、焼成時間1〜
10時間、空気雰囲気中で焼成を行うことができる。嵩
比重が2.90未満では、耐アルカリ性、耐クリープ性
が低下し易く、3.10を超えると、耐熱的スポーリン
グが低下し易くピーリング現象などを生じ易くなるので
好ましくない。また、1450℃及び0.2MPaの条
件下で50時間経過後のクリープ変形率が2.0%を超
える場合、そのような耐火物をガラス窯の蓄熱室の天井
や上部側壁に使用した場合、長期間の使用、通常、5〜
10年経過するうちに、特に、ガラス窯蓄熱室の天井や
ターゲットウォール(高温排ガスの突当壁)、また、エ
ンドポート窯の中仕切り壁等に用いた場合、へたりや垂
下が生じ易く好ましくない。
【0011】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明す
る。但し、本発明は下記実施例により制限されるもので
ない。 実施例1〜8 表1にそれぞれ示した組成のスピネルクリンカー1〜
4、ジルコン及びマグネシアクリンカーを粒度調製し、
次いで、それらを表2及び3にそれぞれ示した配合割合
で混合して各原料粉末の含有配合混合物を得た。この原
料含有配合混合物を、従来の耐火レンガの製造法に従っ
て、混練、成形、乾燥及び焼成し、各耐火物を得た。得
られた耐火物の見掛気孔率、嵩比重、圧縮強さ及び10
00℃における熱膨張率を測定し、その結果を表2及び
3に示した。
【0012】上記のようにして得られた各耐火物につい
て、それぞれ下記のアルカリ耐蝕性試験、クリープ変形
率測定及び熱的スポーリング性測定を行った。得られた
結果を表2及び3に示した。 (アルカリ耐蝕性試験)侵食剤としてNa2 CO3 を用
い、1450℃で50時間加熱する条件の下、るつぼ法
に従って耐蝕性を測定した。 (クリープ変形率測定)耐火物に0.2MPaの荷重を
かけ、1450℃で50時間保持した後、耐火物の変形
率を測定した。 (熱的スポーリング性測定)AE法に従い、耐火物を1
200℃で5分間加熱した後、急冷し室温で5分間保持
する条件で試験を行い、イベント数を測定した。
【0013】
【表1】
【0014】
【表2】
【0015】
【表3】
【0016】比較例1〜9 各原料粉末を表4及び5に示した配合比率で混合した以
外は実施例1〜9と同様にして耐火物を得た。得られた
各耐火物の各特性を実施例1と同様にして測定した。そ
の結果を表4及び5示す。
【0017】
【表4】
【0018】
【表5】
【0019】上記実施例及び比較例より明らかなよう
に、MgO/Al23 重量比が所定値より外れたスピ
ネルクリンカー1(比較例1)または4(比較例2)を
用いた場合は、得られる耐火物は、嵩比重及びクリープ
変形率は良好であるが、耐アルカリ侵蝕性またはスポー
リング特性が低下するため好ましくないことが分かる。
また、スピネルクリンカーを所定量より多く(比較例
4、6)またはより少ない(比較例3、5)場合は、い
ずれも耐スポーリング特性の低下が明らかである。ま
た、ジルコン配合量が所定量未満(比較例7)では嵩比
重が所定以下でありクリープ変形率が大きくなり好まし
くなく、多過ぎた場合(比較例8)は、耐アルカリ侵蝕
性が低下し亀裂が生じ、耐スポーリング性も低下する。
原料粉末の配合を本発明と同等にしても嵩比重が所定値
より小さい場合(比較例9)は、耐アルカリ侵蝕性が低
く亀裂が生じ、クリープ変形率も大きく、逆に、嵩比重
が所定値より大きい場合(比較例10)は、スポーリン
グ特性が低下し好ましくないことが分かる。また、マグ
ネシアクリンカーのみで形成した耐火物(比較例11)
は、嵩比重及びクリープ変形率は本願発明の範囲内であ
るが、スポーリング特性が低下して好ましくないことが
分かる。一方、本発明の耐火物は、耐アルカリ性、耐ク
リープ性及び耐熱スポーリング性のいずれにも優れ、ガ
ラス窯蓄熱室の天井及び上部側壁に使用するのに好適で
あることが分かる。
【0020】
【発明の効果】本発明のガラス窯蓄熱室用耐火物は、特
定のスピネルクリンカー、ジルコン及びマグネシアクリ
ンカーを各所定量で含有配合させた混合物として用い
て、混練、成形、乾燥、焼成し、更に、嵩比重及びクリ
ープ変形率を所定となるようにすることにより、耐アル
カリ性、耐クリープ性及び耐熱的スポーリングに優れた
特性を有する、また、クロム含有原料を用いないため廃
棄処理においても環境汚染源となることがない。また、
本発明の耐火物は、上記の通り耐クリープ性などの諸特
性に優れているところから、特にガラス窯蓄熱室の天
井、ターゲットウォール、エンドポート窯の中仕切利壁
などの高荷重、高温に曝される部位において長期間の使
用が可能である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 MgO/Al23 重量比が20/80
    〜60/40であるスピネルクリンカーを20〜50重
    量%及びジルコンを0.5〜2.5重量%有し、残部と
    してマグネシアクリンカーを有して配合された配合混合
    物を、混練、成形、乾燥、焼成してなり、嵩比重が2.
    90〜3.10であり、1450℃、0.2MPaの条
    件下で50時間経過後のクリープ変形率が2.0%以下
    であることを特徴とするガラス窯蓄熱室用耐火物。
JP7297412A 1995-10-20 1995-10-20 ガラス窯蓄熱室用耐火物 Pending JPH09110515A (ja)

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JP7297412A JPH09110515A (ja) 1995-10-20 1995-10-20 ガラス窯蓄熱室用耐火物

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JP7297412A JPH09110515A (ja) 1995-10-20 1995-10-20 ガラス窯蓄熱室用耐火物

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ID=17846178

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JP (1) JPH09110515A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117125993A (zh) * 2023-08-31 2023-11-28 河南瓦勒希新材料有限公司 抗热震蓄热球

Cited By (1)

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