JPH11343174A - アルミナ・ジルコニア・シリカ質溶融耐火物およびそれを使用したガラス溶融窯 - Google Patents
アルミナ・ジルコニア・シリカ質溶融耐火物およびそれを使用したガラス溶融窯Info
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- JPH11343174A JPH11343174A JP11051453A JP5145399A JPH11343174A JP H11343174 A JPH11343174 A JP H11343174A JP 11051453 A JP11051453 A JP 11051453A JP 5145399 A JP5145399 A JP 5145399A JP H11343174 A JPH11343174 A JP H11343174A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
- Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】高温でマトリックスガラスの滲出特性に優れ、
ガラス溶融窯に適したアルミナジルコニアシリカ質溶融
耐火物の提供。 【解決手段】コランダム結晶とバッデレアイト結晶とマ
トリックスガラス相からなり、化学成分がＡｌ2Ｏ3：３
０〜７０、ＺｒＯ2：２０〜５９、ＳｉＯ2：５〜１２、
Ｎａ2Ｏ：０．１５〜０．６０、Ｋ2Ｏ：０〜０．５０、
Ｌｉ2Ｏ：０〜０．４０、Ｂ2Ｏ3：０．０５〜０．８
０、Ｐ2Ｏ5：０．０５〜０．８０、ＳｎＯ2、ＺｎＯ、
ＣｕＯおよびＭｎＯ2からなる群から選ばれる１種以上
の合量：０．０５〜０．５０（重量％）の耐火物。
ガラス溶融窯に適したアルミナジルコニアシリカ質溶融
耐火物の提供。 【解決手段】コランダム結晶とバッデレアイト結晶とマ
トリックスガラス相からなり、化学成分がＡｌ2Ｏ3：３
０〜７０、ＺｒＯ2：２０〜５９、ＳｉＯ2：５〜１２、
Ｎａ2Ｏ：０．１５〜０．６０、Ｋ2Ｏ：０〜０．５０、
Ｌｉ2Ｏ：０〜０．４０、Ｂ2Ｏ3：０．０５〜０．８
０、Ｐ2Ｏ5：０．０５〜０．８０、ＳｎＯ2、ＺｎＯ、
ＣｕＯおよびＭｎＯ2からなる群から選ばれる１種以上
の合量：０．０５〜０．５０（重量％）の耐火物。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主としてガラス溶
融窯の溶融ガラスとの接触部位や上部構造部位に使用さ
れるアルミナ・ジルコニア・シリカ質溶融耐火物であっ
て、高温におけるマトリックスガラスの滲出量が少ない
溶融耐火物、およびそれを使用したガラス溶融窯に関す
る。
融窯の溶融ガラスとの接触部位や上部構造部位に使用さ
れるアルミナ・ジルコニア・シリカ質溶融耐火物であっ
て、高温におけるマトリックスガラスの滲出量が少ない
溶融耐火物、およびそれを使用したガラス溶融窯に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】溶融鋳造耐火物は、所定の化学組成とな
るように調合された耐火物の混合原料を例えば黒鉛から
なる電極を有するアーク電気炉中に投入して溶融し、得
られた溶湯を、あらかじめ保温材に埋め込まれた、所定
の内寸法を有する鋳型中に流し込み、常温まで冷却固化
することによって製造される。このようにして得られる
鋳塊からなる耐火物は、緻密な結晶構造を有するので、
通常の結合耐火物に比較し、溶融ガラスに対する耐素地
汚染性に優れる。
るように調合された耐火物の混合原料を例えば黒鉛から
なる電極を有するアーク電気炉中に投入して溶融し、得
られた溶湯を、あらかじめ保温材に埋め込まれた、所定
の内寸法を有する鋳型中に流し込み、常温まで冷却固化
することによって製造される。このようにして得られる
鋳塊からなる耐火物は、緻密な結晶構造を有するので、
通常の結合耐火物に比較し、溶融ガラスに対する耐素地
汚染性に優れる。
【０００３】本発明により得られる溶融鋳造耐火物は、
上記のように一般的には電気炉で溶融した耐火原料を所
望形状に鋳込んで造られるものであるため、以下溶融耐
火物として説明するが、溶融後炉内でそのまま固化した
もの、または粉砕して結合耐火物の骨材としたものも有
用である。
上記のように一般的には電気炉で溶融した耐火原料を所
望形状に鋳込んで造られるものであるため、以下溶融耐
火物として説明するが、溶融後炉内でそのまま固化した
もの、または粉砕して結合耐火物の骨材としたものも有
用である。
【０００４】溶融耐火物のなかでも、ガラス溶融窯に
は、特に耐食性が優れていることから、ＺｒＯ2を相対
的に多く含有する耐火物が好んで使用される。ＺｒＯ2
は、９００℃〜１２００℃程度の温度域で、単斜晶系と
正方晶系との相転移による不可逆的膨張・収縮を起こ
す。しかし、ＺｒＯ2の粒子周辺をマトリックスガラス
が取り囲む構造にし、上記温度域で、ＺｒＯ2の膨張、
収縮を緩和させる組織にできることが知られている。そ
の典型的な耐火物は、ＺｒＯ2を３３〜４１重量％含有
するアルミナ・ジルコニア・シリカ質溶融耐火物および
ＺｒＯ2を８０〜９５重量％含有する高ジルコニア質溶
融耐火物である。
は、特に耐食性が優れていることから、ＺｒＯ2を相対
的に多く含有する耐火物が好んで使用される。ＺｒＯ2
は、９００℃〜１２００℃程度の温度域で、単斜晶系と
正方晶系との相転移による不可逆的膨張・収縮を起こ
す。しかし、ＺｒＯ2の粒子周辺をマトリックスガラス
が取り囲む構造にし、上記温度域で、ＺｒＯ2の膨張、
収縮を緩和させる組織にできることが知られている。そ
の典型的な耐火物は、ＺｒＯ2を３３〜４１重量％含有
するアルミナ・ジルコニア・シリカ質溶融耐火物および
ＺｒＯ2を８０〜９５重量％含有する高ジルコニア質溶
融耐火物である。
【０００５】アルミナ・ジルコニア・シリカ質溶融耐火
物は、最も広汎に使用されているが、コランダムおよび
バッデレアイトの結晶相を取り囲むマトリックスガラス
相が、高温条件下で滲出する問題がある。このマトリッ
クスガラスの滲出は、溶融ガラスに対して、直接的には
グラスノットやコード、間接的にはストーンやブリスタ
等のガラス欠点を生じさせる。
物は、最も広汎に使用されているが、コランダムおよび
バッデレアイトの結晶相を取り囲むマトリックスガラス
相が、高温条件下で滲出する問題がある。このマトリッ
クスガラスの滲出は、溶融ガラスに対して、直接的には
グラスノットやコード、間接的にはストーンやブリスタ
等のガラス欠点を生じさせる。
【０００６】一方、高ジルコニア質溶融耐火物は、バッ
デレアイト結晶相を取り囲むマトリックスガラス相の量
が少ないことなどの理由から、上記ガラス欠点を引き起
こす確率が低く、近年、特に高品位ガラス溶融のために
用いられるようになった。しかし、ＺｒＯ2含量が極め
て高いため高価である。
デレアイト結晶相を取り囲むマトリックスガラス相の量
が少ないことなどの理由から、上記ガラス欠点を引き起
こす確率が低く、近年、特に高品位ガラス溶融のために
用いられるようになった。しかし、ＺｒＯ2含量が極め
て高いため高価である。
【０００７】アルミナ・ジルコニア・シリカ質溶融耐火
物におけるマトリックスガラスが滲出する原因は複雑で
あるが、マトリックスガラスの粘性低下や耐火物から発
生する気体によるマトリックスガラスの押し出し等が挙
げられる。マトリックスガラス中には、Ｎａ2Ｏ等のガ
ラス骨格修飾（ネットワークモディファイア）成分が多
く含まれるため、マトリックスガラスの粘性が低く、マ
トリックスガラスまたはその反応生成物が、気体発生等
にともなって、耐火物の容積外に移動する。
物におけるマトリックスガラスが滲出する原因は複雑で
あるが、マトリックスガラスの粘性低下や耐火物から発
生する気体によるマトリックスガラスの押し出し等が挙
げられる。マトリックスガラス中には、Ｎａ2Ｏ等のガ
ラス骨格修飾（ネットワークモディファイア）成分が多
く含まれるため、マトリックスガラスの粘性が低く、マ
トリックスガラスまたはその反応生成物が、気体発生等
にともなって、耐火物の容積外に移動する。
【０００８】例えば、耐火物原料の溶融中に黒鉛電極か
ら溶湯に混入する炭素は、高温で酸化して二酸化炭素ま
たは一酸化炭素の気体となって発生し、この気体がマト
リックスガラスを押し出す。したがって、マトリックス
ガラスの滲出量を低減させるには、マトリックスガラス
の粘性低下を抑制すること、気体発生源となる物質の混
入を極力低減させること、鋳塊をできるだけ酸化状態に
することなどが必要である。
ら溶湯に混入する炭素は、高温で酸化して二酸化炭素ま
たは一酸化炭素の気体となって発生し、この気体がマト
リックスガラスを押し出す。したがって、マトリックス
ガラスの滲出量を低減させるには、マトリックスガラス
の粘性低下を抑制すること、気体発生源となる物質の混
入を極力低減させること、鋳塊をできるだけ酸化状態に
することなどが必要である。
【０００９】マトリックスガラスの粘性を上昇させるに
は、マトリックスガラス中のＮａ2Ｏ等のガラス骨格修
飾成分の量を減らすこと、極端な場合はシリカガラス組
成に近づけることが考えられる。しかし、このようにす
ると溶湯を冷却、固化させるときにムライトが生成して
鋳塊に亀裂が発生するため、使用に耐えうる大きさ、形
状の鋳塊は得られない。
は、マトリックスガラス中のＮａ2Ｏ等のガラス骨格修
飾成分の量を減らすこと、極端な場合はシリカガラス組
成に近づけることが考えられる。しかし、このようにす
ると溶湯を冷却、固化させるときにムライトが生成して
鋳塊に亀裂が発生するため、使用に耐えうる大きさ、形
状の鋳塊は得られない。
【００１０】また、亀裂のない鋳塊を得ることができ、
さらに、高温においてマトリックスガラスを高い粘性に
保つ方法が、特公昭４２−１５６０３に提案されてい
る。この方法においては、マトリックスガラス成分とし
て、ＳｉＯ2以外にＰ2Ｏ5および／またはＶ2Ｏ5を含
み、さらに、これらに加えてＢ2Ｏ3またはＲ2Ｏ（Ｒ；
Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）を含有するものを用いる。
さらに、高温においてマトリックスガラスを高い粘性に
保つ方法が、特公昭４２−１５６０３に提案されてい
る。この方法においては、マトリックスガラス成分とし
て、ＳｉＯ2以外にＰ2Ｏ5および／またはＶ2Ｏ5を含
み、さらに、これらに加えてＢ2Ｏ3またはＲ2Ｏ（Ｒ；
Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）を含有するものを用いる。
【００１１】しかし、Ｒ2Ｏ含量が０．６重量％以下の
場合、Ｐ2Ｏ5およびＢ2Ｏ3の少なくとも一方が多く含有
され、これらの合量は２．１重量％以上とされる。この
ようなマトリックスガラスの組成では、高温でマトリッ
クスガラスの粘性を高く維持できない。一方、Ｐ2Ｏ5含
量およびＢ2Ｏ3含量が低い場合には、Ｒ2Ｏ含量が高
く、上記同様、マトリックスガラスの粘性を高く保てな
い。さらに、Ｖ2Ｏ5は溶融ガラスに混入すると、これを
着色させる原因となるので好ましくない。また、鋳塊を
より酸化状態にするために、従来より、出湯直前に溶湯
に酸素を吹き込むことがなされているが、この処理のみ
では充分にマトリックスガラスの滲出量を低減できな
い。
場合、Ｐ2Ｏ5およびＢ2Ｏ3の少なくとも一方が多く含有
され、これらの合量は２．１重量％以上とされる。この
ようなマトリックスガラスの組成では、高温でマトリッ
クスガラスの粘性を高く維持できない。一方、Ｐ2Ｏ5含
量およびＢ2Ｏ3含量が低い場合には、Ｒ2Ｏ含量が高
く、上記同様、マトリックスガラスの粘性を高く保てな
い。さらに、Ｖ2Ｏ5は溶融ガラスに混入すると、これを
着色させる原因となるので好ましくない。また、鋳塊を
より酸化状態にするために、従来より、出湯直前に溶湯
に酸素を吹き込むことがなされているが、この処理のみ
では充分にマトリックスガラスの滲出量を低減できな
い。
【００１２】さらに、以下の耐火物の製造方法が提案さ
れている。原料を微粒子にし、比表面積を大きくして酸
化度を高くし、かつ、これに酸化性ガスを吸着させる方
法（特公平５−８１４３）、原料に低温で酸化作用を示
す酸化剤を添加する方法（特公平５−３０７９３）、原
料中のＦｅの酸化物およびＴｉの酸化物の不純物含量を
抑える方法（特公平４−２６９２８）、さらに、これら
のみならず他の不純物（例えばＣｒやＣｕの酸化物）の
含量を制限する方法（特公平５−７３５０）。
れている。原料を微粒子にし、比表面積を大きくして酸
化度を高くし、かつ、これに酸化性ガスを吸着させる方
法（特公平５−８１４３）、原料に低温で酸化作用を示
す酸化剤を添加する方法（特公平５−３０７９３）、原
料中のＦｅの酸化物およびＴｉの酸化物の不純物含量を
抑える方法（特公平４−２６９２８）、さらに、これら
のみならず他の不純物（例えばＣｒやＣｕの酸化物）の
含量を制限する方法（特公平５−７３５０）。
【００１３】前二者の酸化性ガスを吸着させる方法およ
び酸化剤を添加する方法は、用いられる酸化性ガスおよ
び酸化剤が、耐火物原料の溶融温度に対しかなり低い温
度で、脱離または分解するので、溶融原料中で連続して
平均的に酸化作用を示さない。後二者の不純物含量を抑
える方法は、炭素等の混入を低減できないのでマトリッ
クスガラスの滲出量を充分には低減できない。さらに、
原料の高純度化は価格の上昇に密接に結びつくので好ま
しくない。
び酸化剤を添加する方法は、用いられる酸化性ガスおよ
び酸化剤が、耐火物原料の溶融温度に対しかなり低い温
度で、脱離または分解するので、溶融原料中で連続して
平均的に酸化作用を示さない。後二者の不純物含量を抑
える方法は、炭素等の混入を低減できないのでマトリッ
クスガラスの滲出量を充分には低減できない。さらに、
原料の高純度化は価格の上昇に密接に結びつくので好ま
しくない。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】このように、マトリッ
クスガラスの滲出量の低減するという課題に関し多くの
提案があるが、この課題を完全に解決したアルミナ・ジ
ルコニア・シリカ質溶融耐火物は開発されていない。よ
って、溶融ガラスにおけるノット、コード、ブリスタ、
ストーン、さらには着色性等のガラス欠点を充分に低減
するにいたっていない。本発明は、マトリックスガラス
の滲出量が少なく、溶融ガラスにおけるガラス欠点の発
生を低減したアルミナ・ジルコニア・シリカ質溶融耐火
物の提供を主な目的とする。
クスガラスの滲出量の低減するという課題に関し多くの
提案があるが、この課題を完全に解決したアルミナ・ジ
ルコニア・シリカ質溶融耐火物は開発されていない。よ
って、溶融ガラスにおけるノット、コード、ブリスタ、
ストーン、さらには着色性等のガラス欠点を充分に低減
するにいたっていない。本発明は、マトリックスガラス
の滲出量が少なく、溶融ガラスにおけるガラス欠点の発
生を低減したアルミナ・ジルコニア・シリカ質溶融耐火
物の提供を主な目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、亀裂がない鋳
塊からなる耐火物であって、かつ、高温下でもマトリッ
クスガラスの粘性を比較的高く維持させることによっ
て、マトリックスガラスの滲出量を低減し、溶融ガラス
におけるガラス欠点の発生を低減させたことを主な特徴
とするアルミナ・ジルコニア・シリカ質溶融耐火物、お
よびそれを利用したガラス溶融窯である。
塊からなる耐火物であって、かつ、高温下でもマトリッ
クスガラスの粘性を比較的高く維持させることによっ
て、マトリックスガラスの滲出量を低減し、溶融ガラス
におけるガラス欠点の発生を低減させたことを主な特徴
とするアルミナ・ジルコニア・シリカ質溶融耐火物、お
よびそれを利用したガラス溶融窯である。
【００１６】本発明のアルミナ・ジルコニア・シリカ質
溶融耐火物は、本質的にコランダム結晶、バッデレアイ
ト結晶およびマトリックスガラス相からなるアルミナ・
ジルコニア・シリカ質溶融耐火物であって、化学組成が
重量％で、Ａｌ2Ｏ3：３０〜７０％、ＺｒＯ2：２０〜
５９％、ＳｉＯ2：５〜１２％、Ｎａ2Ｏ：０．１５〜
０．６０％、Ｋ2Ｏ：０〜０．５０％、Ｌｉ2Ｏ：０〜
０．４０％、Ｂ2Ｏ3：０．０５〜０．８０％、Ｐ2Ｏ5：
０．０５〜０．８０％、ＳｎＯ2、ＺｎＯ、ＣｕＯおよ
びＭｎＯ2からなる群から選ばれる１種以上の合量：
０．０５〜０．５０％であることを特徴とする。
溶融耐火物は、本質的にコランダム結晶、バッデレアイ
ト結晶およびマトリックスガラス相からなるアルミナ・
ジルコニア・シリカ質溶融耐火物であって、化学組成が
重量％で、Ａｌ2Ｏ3：３０〜７０％、ＺｒＯ2：２０〜
５９％、ＳｉＯ2：５〜１２％、Ｎａ2Ｏ：０．１５〜
０．６０％、Ｋ2Ｏ：０〜０．５０％、Ｌｉ2Ｏ：０〜
０．４０％、Ｂ2Ｏ3：０．０５〜０．８０％、Ｐ2Ｏ5：
０．０５〜０．８０％、ＳｎＯ2、ＺｎＯ、ＣｕＯおよ
びＭｎＯ2からなる群から選ばれる１種以上の合量：
０．０５〜０．５０％であることを特徴とする。
【００１７】また、本発明の耐火物の好ましい態様の一
つは、本質的にコランダム結晶、バッデレアイト結晶お
よびマトリックスガラス相からなるアルミナ・ジルコニ
ア・シリカ質溶融耐火物であって、化学組成が重量％
で、Ａｌ2Ｏ3：３０〜７０％、ＺｒＯ2：２０〜５９
％、ＳｉＯ2：５〜１２％、Ｎａ2Ｏ：０．１５〜０．６
０％、Ｋ2Ｏ：０〜０．５０％、Ｂ2Ｏ3：０．０５〜
０．８０％、Ｐ2Ｏ5：０．０５〜０．８０％、Ｓｎ
Ｏ2：０．０５〜０．５０％であることを特徴とする。
つは、本質的にコランダム結晶、バッデレアイト結晶お
よびマトリックスガラス相からなるアルミナ・ジルコニ
ア・シリカ質溶融耐火物であって、化学組成が重量％
で、Ａｌ2Ｏ3：３０〜７０％、ＺｒＯ2：２０〜５９
％、ＳｉＯ2：５〜１２％、Ｎａ2Ｏ：０．１５〜０．６
０％、Ｋ2Ｏ：０〜０．５０％、Ｂ2Ｏ3：０．０５〜
０．８０％、Ｐ2Ｏ5：０．０５〜０．８０％、Ｓｎ
Ｏ2：０．０５〜０．５０％であることを特徴とする。
【００１８】また、本発明の耐火物の好ましい態様の一
つは、本質的にコランダム結晶、バッデレアイト結晶お
よびマトリックスガラス相からなるアルミナ・ジルコニ
ア・シリカ質溶融耐火物であって、化学組成が重量％
で、Ａｌ2Ｏ3：３０〜７０％、ＺｒＯ2：２０〜５９
％、ＳｉＯ2：５〜１２％、Ｎａ2Ｏ：０．１５〜０．６
０％、Ｋ2Ｏ：０〜０．５０％、Ｌｉ2Ｏ：０〜０．４０
％、Ｂ2Ｏ3：０．０５〜０．８０％、Ｐ2Ｏ5：０．０５
〜０．８０％、ＺｎＯ、ＣｕＯ、ＭｎＯ2のうちいずれ
か１種または２種以上の合量：０．０５〜０．５０％で
あることを特徴とする。
つは、本質的にコランダム結晶、バッデレアイト結晶お
よびマトリックスガラス相からなるアルミナ・ジルコニ
ア・シリカ質溶融耐火物であって、化学組成が重量％
で、Ａｌ2Ｏ3：３０〜７０％、ＺｒＯ2：２０〜５９
％、ＳｉＯ2：５〜１２％、Ｎａ2Ｏ：０．１５〜０．６
０％、Ｋ2Ｏ：０〜０．５０％、Ｌｉ2Ｏ：０〜０．４０
％、Ｂ2Ｏ3：０．０５〜０．８０％、Ｐ2Ｏ5：０．０５
〜０．８０％、ＺｎＯ、ＣｕＯ、ＭｎＯ2のうちいずれ
か１種または２種以上の合量：０．０５〜０．５０％で
あることを特徴とする。
【００１９】また、本発明の耐火物の好ましい態様の一
つでは、ＳｉＯ2含量が７〜１０重量％であり、かつＳ
ｉＯ2／（Ｎａ2Ｏ＋０．６６Ｋ2Ｏ）重量比が２０〜３
０である。また、本発明の耐火物の好ましい態様の他の
一つでは、ＳｉＯ2含量が７〜１０重量％であり、かつ
ＳｉＯ2／（Ｎａ2Ｏ＋０．６６Ｋ2Ｏ＋２．１Ｌｉ2Ｏ）
重量比が２０〜３０である。さらに、本発明の耐火物の
好ましい態様の他の一つでは、（Ｂ2Ｏ3含量＋Ｐ2Ｏ5含
量）が０．３０〜０．８０重量％であり、かつＰ2Ｏ5／
Ｂ2Ｏ3重量比が０．３〜１．０である。
つでは、ＳｉＯ2含量が７〜１０重量％であり、かつＳ
ｉＯ2／（Ｎａ2Ｏ＋０．６６Ｋ2Ｏ）重量比が２０〜３
０である。また、本発明の耐火物の好ましい態様の他の
一つでは、ＳｉＯ2含量が７〜１０重量％であり、かつ
ＳｉＯ2／（Ｎａ2Ｏ＋０．６６Ｋ2Ｏ＋２．１Ｌｉ2Ｏ）
重量比が２０〜３０である。さらに、本発明の耐火物の
好ましい態様の他の一つでは、（Ｂ2Ｏ3含量＋Ｐ2Ｏ5含
量）が０．３０〜０．８０重量％であり、かつＰ2Ｏ5／
Ｂ2Ｏ3重量比が０．３〜１．０である。
【００２０】以下に各成分を所定量含有させる理由を述
べる。Ａｌ2Ｏ3は、ＺｒＯ2と並び重要な成分である。
Ａｌ2Ｏ3はコランダム結晶を構成し、このコランダム結
晶は強い耐食性を示し、かつ温度変化に伴う異常な膨
張、収縮を示さない特性を有する。しかし、Ａｌ2Ｏ3の
含有量が７０重量％を超えるとムライトが生成しやすく
なり、亀裂のない鋳塊を得ることが難しくなる。逆にＡ
ｌ2Ｏ3の含有量が３０重量％より少ないと、相対的にＺ
ｒＯ2の含量が高くなりすぎ、この場合も亀裂のない鋳
塊を得ることが困難となる。
べる。Ａｌ2Ｏ3は、ＺｒＯ2と並び重要な成分である。
Ａｌ2Ｏ3はコランダム結晶を構成し、このコランダム結
晶は強い耐食性を示し、かつ温度変化に伴う異常な膨
張、収縮を示さない特性を有する。しかし、Ａｌ2Ｏ3の
含有量が７０重量％を超えるとムライトが生成しやすく
なり、亀裂のない鋳塊を得ることが難しくなる。逆にＡ
ｌ2Ｏ3の含有量が３０重量％より少ないと、相対的にＺ
ｒＯ2の含量が高くなりすぎ、この場合も亀裂のない鋳
塊を得ることが困難となる。
【００２１】ＺｒＯ2は、耐食性を向上させるという点
からは多く含まれるほうが好ましいが、その含量が５９
重量％を超えると、後述のマトリックスガラス量の範囲
においては、ＺｒＯ2の相転移による膨張および収縮が
緩和されず、亀裂のない鋳塊が得られない。逆に、Ｚｒ
Ｏ2の含量が２０重量％より少ないと耐食性が著しく低
下する。
からは多く含まれるほうが好ましいが、その含量が５９
重量％を超えると、後述のマトリックスガラス量の範囲
においては、ＺｒＯ2の相転移による膨張および収縮が
緩和されず、亀裂のない鋳塊が得られない。逆に、Ｚｒ
Ｏ2の含量が２０重量％より少ないと耐食性が著しく低
下する。
【００２２】ＳｉＯ2は、マトリックスガラスの骨格を
形成する主成分であり、その含量は５〜１２重量であ
る。５重量％に満たないと、マトリックスガラスの絶対
量が少なくなり、亀裂のない鋳塊が得にくく、得られた
としても良好な組織を呈さない。逆に１２重量％を超え
ると、ムライトが生成しやすくなるうえ、マトリックス
ガラスの滲出量の絶対量が増加する。
形成する主成分であり、その含量は５〜１２重量であ
る。５重量％に満たないと、マトリックスガラスの絶対
量が少なくなり、亀裂のない鋳塊が得にくく、得られた
としても良好な組織を呈さない。逆に１２重量％を超え
ると、ムライトが生成しやすくなるうえ、マトリックス
ガラスの滲出量の絶対量が増加する。
【００２３】Ｎａ2Ｏは、マトリックスガラスの骨格を
修飾する構造をなし、マトリックスガラスの粘性を制御
する作用、およびムライト生成を抑制する作用を示す。
Ｎａ 2Ｏの含有量は０．１５〜０．６０重量％である。
０．６重量％を超えると、従来のアルミナ・ジルコニア
・シリカ質溶融耐火物に対し、マトリックスガラスの滲
出特性が優位性を示せない。逆に０．１５重量％に満た
ないと、ムライト生成が促進され、亀裂のない鋳塊が得
られにくい。
修飾する構造をなし、マトリックスガラスの粘性を制御
する作用、およびムライト生成を抑制する作用を示す。
Ｎａ 2Ｏの含有量は０．１５〜０．６０重量％である。
０．６重量％を超えると、従来のアルミナ・ジルコニア
・シリカ質溶融耐火物に対し、マトリックスガラスの滲
出特性が優位性を示せない。逆に０．１５重量％に満た
ないと、ムライト生成が促進され、亀裂のない鋳塊が得
られにくい。
【００２４】Ｋ2Ｏは必須成分ではないが、Ｎａ2Ｏと同
じような作用を示すので、０〜０．５０重量％の範囲で
含有されるのが好ましい。Ｌｉ2Ｏは必須成分ではない
が、Ｎａ2Ｏと同じような作用を示し、さらにマトリッ
クスガラス相の熱膨張係数を小さくする作用があるの
で、０〜０．４０重量％の範囲で含有されるのが好まし
い。
じような作用を示すので、０〜０．５０重量％の範囲で
含有されるのが好ましい。Ｌｉ2Ｏは必須成分ではない
が、Ｎａ2Ｏと同じような作用を示し、さらにマトリッ
クスガラス相の熱膨張係数を小さくする作用があるの
で、０〜０．４０重量％の範囲で含有されるのが好まし
い。
【００２５】Ｎａ2Ｏ、Ｋ2ＯおよびＬｉ2Ｏは、いずれ
も同様の作用を示すが、Ｎａ2Ｏを単独で含有させるよ
りも、Ｎａ2ＯとＫ2Ｏ、Ｎａ2ＯとＬｉ2Ｏ、またはＮａ
2ＯとＫ2ＯとＬｉ2Ｏのように併用で含有させる方が、
マトリックスガラスのガラス化範囲を広げ、かつ、ムラ
イト生成を抑制するという観点から好ましい。しかし、
Ｎａ2Ｏ、Ｋ2ＯおよびＬｉ2Ｏの合量が多すぎるとマト
リックスガラスの粘性が低下するので、これらの合量は
０．６重量％未満とするのが好ましい。
も同様の作用を示すが、Ｎａ2Ｏを単独で含有させるよ
りも、Ｎａ2ＯとＫ2Ｏ、Ｎａ2ＯとＬｉ2Ｏ、またはＮａ
2ＯとＫ2ＯとＬｉ2Ｏのように併用で含有させる方が、
マトリックスガラスのガラス化範囲を広げ、かつ、ムラ
イト生成を抑制するという観点から好ましい。しかし、
Ｎａ2Ｏ、Ｋ2ＯおよびＬｉ2Ｏの合量が多すぎるとマト
リックスガラスの粘性が低下するので、これらの合量は
０．６重量％未満とするのが好ましい。
【００２６】通常のマトリックスガラスはナトリウムア
ルミノシリケートからなるが、Ｂ2Ｏ3およびＰ2Ｏ5は、
いずれも単一で、または共働してマトリックスガラスの
ガラス化範囲を広げる。すなわち、Ｂ2Ｏ3およびＰ2Ｏ5
は、より低いＮａ2Ｏ含量の組成域でもガラス化させる
役割を果たし、さらに、高温で適正な粘性を維持させる
作用を示す。Ｂ2Ｏ3およびＰ2Ｏ5は、それぞれ、０．０
５重量％に満たないと、上記作用を示し難い。逆に０．
６重量％を超えるとマトリックスガラスの粘性が低下
し、マトリックスガラスの滲出量が増加する。
ルミノシリケートからなるが、Ｂ2Ｏ3およびＰ2Ｏ5は、
いずれも単一で、または共働してマトリックスガラスの
ガラス化範囲を広げる。すなわち、Ｂ2Ｏ3およびＰ2Ｏ5
は、より低いＮａ2Ｏ含量の組成域でもガラス化させる
役割を果たし、さらに、高温で適正な粘性を維持させる
作用を示す。Ｂ2Ｏ3およびＰ2Ｏ5は、それぞれ、０．０
５重量％に満たないと、上記作用を示し難い。逆に０．
６重量％を超えるとマトリックスガラスの粘性が低下
し、マトリックスガラスの滲出量が増加する。
【００２７】ＳｎＯ2、ＺｎＯ、ＣｕＯ、およびＭｎＯ2
は、鋳塊からなる耐火物の亀裂発生防止および組織の緻
密化に有効な成分である。本発明において、ＳｎＯ2、
ＺｎＯ、ＣｕＯおよびＭｎＯ2からなる群から選ばれる
１種以上の合量は０．０５〜０．５０重量％であり、好
ましくは０．１５〜０．４０重量％である。特には、Ｓ
ｎＯ2単独の含量が０．０５〜０．５０重量％であるも
のが好ましいが、実質的にＳｎＯ2を含まず、ＺｎＯ、
ＣｕＯ、ＭｎＯ2のうちいずれか１種または２種以上の
合量が０．０５〜０．５０重量％であるものも使用でき
る。
は、鋳塊からなる耐火物の亀裂発生防止および組織の緻
密化に有効な成分である。本発明において、ＳｎＯ2、
ＺｎＯ、ＣｕＯおよびＭｎＯ2からなる群から選ばれる
１種以上の合量は０．０５〜０．５０重量％であり、好
ましくは０．１５〜０．４０重量％である。特には、Ｓ
ｎＯ2単独の含量が０．０５〜０．５０重量％であるも
のが好ましいが、実質的にＳｎＯ2を含まず、ＺｎＯ、
ＣｕＯ、ＭｎＯ2のうちいずれか１種または２種以上の
合量が０．０５〜０．５０重量％であるものも使用でき
る。
【００２８】本発明の耐火物中のマトリックスガラス
は、通常よりＮａ2Ｏの含量が少ない状態で、Ｂ2Ｏ3お
よびＰ2Ｏ5を含有しているので、ガラス骨格形成イオン
であるＳｉ+4に対するチャージが必ずしもバランスよく
整っているとはいえない。
は、通常よりＮａ2Ｏの含量が少ない状態で、Ｂ2Ｏ3お
よびＰ2Ｏ5を含有しているので、ガラス骨格形成イオン
であるＳｉ+4に対するチャージが必ずしもバランスよく
整っているとはいえない。
【００２９】ここで、ＳｎＯ2、ＺｎＯ、ＣｕＯ、およ
びＭｎＯ2は、ガラス骨格形成イオンのチャージをバラ
ンスよく整える役目を果たすのに有効であり、Ｎａ2Ｏ
等に比較して、マトリックスガラスの粘性を低下させる
作用が小さい。ＳｎＯ2、ＺｎＯ、ＣｕＯ、およびＭｎ
Ｏ2からなる群から選ばれる１種以上の合量が０．０５
重量％に満たないと、上記作用を示しにくく、逆に０．
５０重量％を超えると、マトリックスガラスの粘性が低
下し、マトリックスガラスの滲出量が増加し、さらに、
着色の原因ともなりうる。
びＭｎＯ2は、ガラス骨格形成イオンのチャージをバラ
ンスよく整える役目を果たすのに有効であり、Ｎａ2Ｏ
等に比較して、マトリックスガラスの粘性を低下させる
作用が小さい。ＳｎＯ2、ＺｎＯ、ＣｕＯ、およびＭｎ
Ｏ2からなる群から選ばれる１種以上の合量が０．０５
重量％に満たないと、上記作用を示しにくく、逆に０．
５０重量％を超えると、マトリックスガラスの粘性が低
下し、マトリックスガラスの滲出量が増加し、さらに、
着色の原因ともなりうる。
【００３０】ＳｎＯ2、ＣｕＯおよびＭｎＯ2は、高温で
酸化作用を示し、原料混合物の溶融物をより酸化状態に
保つことができるので好ましく、なかでもＳｎＯ2は特
に好ましい。
酸化作用を示し、原料混合物の溶融物をより酸化状態に
保つことができるので好ましく、なかでもＳｎＯ2は特
に好ましい。
【００３１】さらに、ＳｉＯ2含量が７〜１０重量％で
あり、かつＳｉＯ2／（Ｎａ2Ｏ＋０．６６Ｋ2Ｏ＋２．
１Ｌｉ2Ｏ）重量比が２０〜３０であることが好まし
い。この比は、Ｋ2Ｏおよび／またはＬｉ2Ｏが含まれな
い場合は、ＳｉＯ2／Ｎａ2Ｏ重量比でよいが、これらが
含まれる場合は、ＳｉＯ2／（Ｎａ2Ｏ＋０．６６Ｋ2Ｏ
＋２．１Ｌｉ2Ｏ）重量比を用いる。後者において、Ｎ
ａ2Ｏの１分子あたりの作用が厳密ではないが、Ｋ2Ｏの
１分子またはＬｉ2Ｏの１分子のそれにほぼ相当すると
考えられる。そこで、分子量からの重量換算で、Ｎａ2
Ｏ＝０．６６（＝６１．９８／９４．２０）Ｋ2Ｏであ
り、Ｎａ2Ｏ＝２．１（６１．９８／２９．８８）Ｌｉ2
Ｏであるので、分母は（Ｎａ2Ｏ重量％＋０．６６Ｋ2Ｏ
重量％＋２．１Ｌｉ2Ｏ重量％）を用いる。
あり、かつＳｉＯ2／（Ｎａ2Ｏ＋０．６６Ｋ2Ｏ＋２．
１Ｌｉ2Ｏ）重量比が２０〜３０であることが好まし
い。この比は、Ｋ2Ｏおよび／またはＬｉ2Ｏが含まれな
い場合は、ＳｉＯ2／Ｎａ2Ｏ重量比でよいが、これらが
含まれる場合は、ＳｉＯ2／（Ｎａ2Ｏ＋０．６６Ｋ2Ｏ
＋２．１Ｌｉ2Ｏ）重量比を用いる。後者において、Ｎ
ａ2Ｏの１分子あたりの作用が厳密ではないが、Ｋ2Ｏの
１分子またはＬｉ2Ｏの１分子のそれにほぼ相当すると
考えられる。そこで、分子量からの重量換算で、Ｎａ2
Ｏ＝０．６６（＝６１．９８／９４．２０）Ｋ2Ｏであ
り、Ｎａ2Ｏ＝２．１（６１．９８／２９．８８）Ｌｉ2
Ｏであるので、分母は（Ｎａ2Ｏ重量％＋０．６６Ｋ2Ｏ
重量％＋２．１Ｌｉ2Ｏ重量％）を用いる。
【００３２】このような組成域では、マトリックスガラ
スの滲出特性が非常に優れ、１５００℃では、マトリッ
クスガラスの滲出がないに等しくなる。同様に、Ｂ2Ｏ3
含量とＰ2Ｏ5含量との合量が０．３０〜０．７０重量％
であり、かつＰ2Ｏ5／Ｂ2Ｏ3重量比が０．３〜１．０で
あることが好ましい。この組成域では、安定して亀裂の
ない鋳塊が得られ、かつ優れたマトリックスガラスの滲
出特性を示す。
スの滲出特性が非常に優れ、１５００℃では、マトリッ
クスガラスの滲出がないに等しくなる。同様に、Ｂ2Ｏ3
含量とＰ2Ｏ5含量との合量が０．３０〜０．７０重量％
であり、かつＰ2Ｏ5／Ｂ2Ｏ3重量比が０．３〜１．０で
あることが好ましい。この組成域では、安定して亀裂の
ない鋳塊が得られ、かつ優れたマトリックスガラスの滲
出特性を示す。
【００３３】また、このような化学組成を有するアルミ
ナ・ジルコニア・シリカ質溶融耐火物は、その結晶組織
は本質的にコランダム結晶、バッデレアイト結晶および
マトリックスガラス相からなる。なお、組成によっては
若干他の結晶を含有することはあるが、実際の使用にお
いて支障はない。上記以外の成分については、本発明の
目的、効果を損なわない程度において少量含むことは支
障ないが、なるべく少量、望ましくは１重量％未満、に
するのがよい。
ナ・ジルコニア・シリカ質溶融耐火物は、その結晶組織
は本質的にコランダム結晶、バッデレアイト結晶および
マトリックスガラス相からなる。なお、組成によっては
若干他の結晶を含有することはあるが、実際の使用にお
いて支障はない。上記以外の成分については、本発明の
目的、効果を損なわない程度において少量含むことは支
障ないが、なるべく少量、望ましくは１重量％未満、に
するのがよい。
【００３４】上記のアルミナ・ジルコニア・シリカ質溶
融耐火物をガラス溶融窯用の耐火物として使用すれば、
マトリックスガラスの滲出量が少ないので、ノット、ス
トーン、ブリスタ等のガラス欠点発生のポテンシャルを
確実に低減させうる。
融耐火物をガラス溶融窯用の耐火物として使用すれば、
マトリックスガラスの滲出量が少ないので、ノット、ス
トーン、ブリスタ等のガラス欠点発生のポテンシャルを
確実に低減させうる。
【００３５】アルミナ・ジルコニア・シリカ質溶融耐火
物をガラス溶融窯用の耐火物と使用する場合、使用部位
によって、大別して、溶融ガラス非接触部位用と溶融ガ
ラス接触部位用とがある。
物をガラス溶融窯用の耐火物と使用する場合、使用部位
によって、大別して、溶融ガラス非接触部位用と溶融ガ
ラス接触部位用とがある。
【００３６】溶融ガラス非接触部位用の耐火物とは、例
えば上部構造や大迫等に使用される耐火物である。近年
酸素付加燃焼方式が導入されたことにより、ガラス溶融
は従来より温度条件の厳しい環境で行われている。この
ような条件下ではＺｒＯ2含量が低く、相対的にＡｌ2Ｏ
3含量が高い耐火物を使用するのが好ましい。これは、
温度変化に対してコランダムが構造的に強く維持される
こと、コランダムに由来する高温生成物が溶融ガラス中
に冷却時残存しにくいこと、得られる耐火物の体積残存
膨張率が小さくなること、によると考えられる。
えば上部構造や大迫等に使用される耐火物である。近年
酸素付加燃焼方式が導入されたことにより、ガラス溶融
は従来より温度条件の厳しい環境で行われている。この
ような条件下ではＺｒＯ2含量が低く、相対的にＡｌ2Ｏ
3含量が高い耐火物を使用するのが好ましい。これは、
温度変化に対してコランダムが構造的に強く維持される
こと、コランダムに由来する高温生成物が溶融ガラス中
に冷却時残存しにくいこと、得られる耐火物の体積残存
膨張率が小さくなること、によると考えられる。
【００３７】そこで、このように使用される耐火物とし
ては、Ａｌ2Ｏ3含量が５０〜７０重量％であり、かつＺ
ｒＯ2含量が２０〜３８重量％であるものが好ましい。
このような耐火物を、上部構造、大迫り等の溶融ガラス
との非接触部に使用すれば、溶融ガラスにおけるノッ
ト、ストーン等のガラス欠点発生のポテンシャルを確実
に低減させうる。
ては、Ａｌ2Ｏ3含量が５０〜７０重量％であり、かつＺ
ｒＯ2含量が２０〜３８重量％であるものが好ましい。
このような耐火物を、上部構造、大迫り等の溶融ガラス
との非接触部に使用すれば、溶融ガラスにおけるノッ
ト、ストーン等のガラス欠点発生のポテンシャルを確実
に低減させうる。
【００３８】一方、溶融ガラス接触部位用耐火物とは、
例えば種瓦や敷瓦等と称されるものであり、特に耐食性
が必要とされる。溶融ガラスとの接触部位で高い耐食性
を示すためには、ＺｒＯ2は含量が高いことが好まし
い。そこで、このように使用される耐火物としては、Ａ
ｌ2Ｏ3含量が３０〜５３重量％であり、かつＺｒＯ2含
量３５〜５９重量％であることが好ましい。このような
耐火物を、種瓦、敷瓦等の溶融ガラスとの接触部位用の
耐火物として使用すれば、ノット、ブリスタ等のガラス
欠点発生のポテンシャルを確実に低減させうる。
例えば種瓦や敷瓦等と称されるものであり、特に耐食性
が必要とされる。溶融ガラスとの接触部位で高い耐食性
を示すためには、ＺｒＯ2は含量が高いことが好まし
い。そこで、このように使用される耐火物としては、Ａ
ｌ2Ｏ3含量が３０〜５３重量％であり、かつＺｒＯ2含
量３５〜５９重量％であることが好ましい。このような
耐火物を、種瓦、敷瓦等の溶融ガラスとの接触部位用の
耐火物として使用すれば、ノット、ブリスタ等のガラス
欠点発生のポテンシャルを確実に低減させうる。
【００３９】
【実施例】Ａｌ2Ｏ3源としてバイヤー法アルミナ、低ア
ルカリアルミナ等、ＺｒＯ2源として脱ケイ酸ジルコニ
ア、バッデレアイト鉱、ジルコン等、ＳｉＯ2源として
ケイ砂等、Ｎａ2Ｏ源として炭酸ナトリウム等、Ｋ2Ｏ源
として炭酸カリウム等、Ｌｉ2Ｏ源として炭酸リチウム
等、Ｂ2Ｏ3源およびＰ2Ｏ5源としてリン酸ホウ素、酸化
ホウ素、リン酸ナトリウム等、およびＳｎＯ2源として
酸化スズ、ＺｎＯ源として酸化亜鉛、ＣｕＯ源として酸
化銅、およびＭｎＯ2源として二酸化マンガンを所定量
秤取し、混合した。
ルカリアルミナ等、ＺｒＯ2源として脱ケイ酸ジルコニ
ア、バッデレアイト鉱、ジルコン等、ＳｉＯ2源として
ケイ砂等、Ｎａ2Ｏ源として炭酸ナトリウム等、Ｋ2Ｏ源
として炭酸カリウム等、Ｌｉ2Ｏ源として炭酸リチウム
等、Ｂ2Ｏ3源およびＰ2Ｏ5源としてリン酸ホウ素、酸化
ホウ素、リン酸ナトリウム等、およびＳｎＯ2源として
酸化スズ、ＺｎＯ源として酸化亜鉛、ＣｕＯ源として酸
化銅、およびＭｎＯ2源として二酸化マンガンを所定量
秤取し、混合した。
【００４０】これを、黒鉛電極を有する５００ｋＶＡの
単相アーク電気炉にて、約１９００℃で完全に溶融して
溶湯とした。この溶湯をシリカ・アルミナボールに埋め
てある、内寸が縦１６０ｍｍ×横１３０ｍｍ×高さ３５
０ｍｍの砂型に出湯し、室温まで冷却して鋳塊を得た。
単相アーク電気炉にて、約１９００℃で完全に溶融して
溶湯とした。この溶湯をシリカ・アルミナボールに埋め
てある、内寸が縦１６０ｍｍ×横１３０ｍｍ×高さ３５
０ｍｍの砂型に出湯し、室温まで冷却して鋳塊を得た。
【００４１】まず、得られた鋳塊を１６０ｍｍの二辺の
中央付近に沿って鋳塊を２等分するように切断し、亀裂
の有無を調べ、組織を観察した。結果（１〜４０）を表
１〜表４に示す。
中央付近に沿って鋳塊を２等分するように切断し、亀裂
の有無を調べ、組織を観察した。結果（１〜４０）を表
１〜表４に示す。
【００４２】なお、光学顕微鏡にて得られた鋳塊の組織
を観察したところ、すべての鋳塊が本質的にコランダム
結晶、バッデレアイト結晶およびマトリックスガラス相
からなるものであった。次いで、鋳塊の底部の表皮を含
まない部分から、化学組成を定量する試料を採取した。
各成分の化学組成は以下の装置を用いて測定した。
を観察したところ、すべての鋳塊が本質的にコランダム
結晶、バッデレアイト結晶およびマトリックスガラス相
からなるものであった。次いで、鋳塊の底部の表皮を含
まない部分から、化学組成を定量する試料を採取した。
各成分の化学組成は以下の装置を用いて測定した。
【００４３】ＺｒＯ2含量、ＳｉＯ2含量、Ｐ2Ｏ5含量、
ＳｎＯ2含量、ＺｎＯ含量、ＣｕＯ含量、およびＭｎＯ2
含量は蛍光Ｘ線分析装置を用いて測定した。Ｎａ2Ｏ含
量、Ｋ2Ｏ含量およびＬｉ2Ｏ含量は試料をフッ化水素酸
−硫酸で分解後、原子吸光分析計を用いて測定した。Ｂ
2Ｏ3含量は試料をアルカリ溶融後、ＩＣＰ発光分析装置
を用いて測定した。なお、鋳塊中には上記測定成分以外
に微量のＦｅ2Ｏ3、ＴｉＯ2等が含まれるが、Ａｌ2Ｏ3
含量は、全体から上記測定成分を差し引いて算出した。
化学組成の測定結果を表１〜表４に示す。
ＳｎＯ2含量、ＺｎＯ含量、ＣｕＯ含量、およびＭｎＯ2
含量は蛍光Ｘ線分析装置を用いて測定した。Ｎａ2Ｏ含
量、Ｋ2Ｏ含量およびＬｉ2Ｏ含量は試料をフッ化水素酸
−硫酸で分解後、原子吸光分析計を用いて測定した。Ｂ
2Ｏ3含量は試料をアルカリ溶融後、ＩＣＰ発光分析装置
を用いて測定した。なお、鋳塊中には上記測定成分以外
に微量のＦｅ2Ｏ3、ＴｉＯ2等が含まれるが、Ａｌ2Ｏ3
含量は、全体から上記測定成分を差し引いて算出した。
化学組成の測定結果を表１〜表４に示す。
【００４４】表中、「−−−」は当該成分を含まないこ
とを示し、「Ｓ／Ｎ」はＳｉＯ2／（Ｎａ2Ｏ＋０．６６
Ｋ2Ｏ＋２．１Ｌｉ2Ｏ）重量比を示し、「Ｐ＋Ｂ」はＰ
2Ｏ 5含量とＢ2Ｏ3含量との合量を示し、「Ｐ／Ｂ」はＰ
2Ｏ5／Ｂ2Ｏ3重量比を示し、「ＮＤ」は組織が不良のた
め、測定用の試料が採取できなかったことを示す。
とを示し、「Ｓ／Ｎ」はＳｉＯ2／（Ｎａ2Ｏ＋０．６６
Ｋ2Ｏ＋２．１Ｌｉ2Ｏ）重量比を示し、「Ｐ＋Ｂ」はＰ
2Ｏ 5含量とＢ2Ｏ3含量との合量を示し、「Ｐ／Ｂ」はＰ
2Ｏ5／Ｂ2Ｏ3重量比を示し、「ＮＤ」は組織が不良のた
め、測定用の試料が採取できなかったことを示す。
【００４５】また、得られた鋳塊についてマトリックス
ガラスの滲出量を測定した。結果を表１に示す。マトリ
ックスガラスの滲出量は、底面から３０〜１００ｍｍの
高さの横断面において、表皮部分を含まない（側面より
２０ｍｍ以上離れた部分）部位から一辺が３０ｍｍの立
方体の試料を切り出し、この試料を１５００℃および１
６００℃にて、４８時間加熱することによって行った。
評価は、加熱による質量減少の加熱前質量に百分率比で
算出する方法によった。
ガラスの滲出量を測定した。結果を表１に示す。マトリ
ックスガラスの滲出量は、底面から３０〜１００ｍｍの
高さの横断面において、表皮部分を含まない（側面より
２０ｍｍ以上離れた部分）部位から一辺が３０ｍｍの立
方体の試料を切り出し、この試料を１５００℃および１
６００℃にて、４８時間加熱することによって行った。
評価は、加熱による質量減少の加熱前質量に百分率比で
算出する方法によった。
【００４６】なお、比較例として、ＳｎＯ2、ＺｎＯ、
ＣｕＯおよびＭｎＯ2と、Ｂ2Ｏ3およびＰ2Ｏ5とを含ま
ない場合（４１、４２）、ＳｎＯ2、ＺｎＯ、ＣｕＯま
たはＭｎＯ2を含むが、Ｂ2Ｏ3およびＰ2Ｏ5の組成が本
発明の組成範囲外である場合（４３〜４８）を、実施例
と同様に作成および分析した。それらの結果を表５（４
１〜４８）に示す。
ＣｕＯおよびＭｎＯ2と、Ｂ2Ｏ3およびＰ2Ｏ5とを含ま
ない場合（４１、４２）、ＳｎＯ2、ＺｎＯ、ＣｕＯま
たはＭｎＯ2を含むが、Ｂ2Ｏ3およびＰ2Ｏ5の組成が本
発明の組成範囲外である場合（４３〜４８）を、実施例
と同様に作成および分析した。それらの結果を表５（４
１〜４８）に示す。
【００４７】表１〜表４より本発明品は、明確に優れた
マトリックスガラスの滲出特性（マトリックスガラスの
滲出量が少ない、または１５００℃において滲出がな
い）を示すことがわかる。
マトリックスガラスの滲出特性（マトリックスガラスの
滲出量が少ない、または１５００℃において滲出がな
い）を示すことがわかる。
【００４８】本発明品は、主にマトリックスガラス中の
Ｎａ2Ｏ含量および／またはＫ2Ｏ含量を減らすことによ
って、高温でマトリックスガラスが高い粘性を示すと考
えられる。通常は、このようにすると冷却する際に鋳塊
に亀裂が発生するが、本発明では、Ｂ2Ｏ3、Ｐ2Ｏ5、Ｓ
ｎＯ2、ＺｎＯ、ＣｕＯおよびＭｎＯ2のうち１種以上を
適量添加することで、亀裂がなく、かつ組織が良好な鋳
塊が安定して得られる。さらに、ＳｉＯ2含量すなわち
マトリックスガラス含量をも減少させることができ、マ
トリックスガラスの滲出量の絶対量を減らせると期待さ
れる。
Ｎａ2Ｏ含量および／またはＫ2Ｏ含量を減らすことによ
って、高温でマトリックスガラスが高い粘性を示すと考
えられる。通常は、このようにすると冷却する際に鋳塊
に亀裂が発生するが、本発明では、Ｂ2Ｏ3、Ｐ2Ｏ5、Ｓ
ｎＯ2、ＺｎＯ、ＣｕＯおよびＭｎＯ2のうち１種以上を
適量添加することで、亀裂がなく、かつ組織が良好な鋳
塊が安定して得られる。さらに、ＳｉＯ2含量すなわち
マトリックスガラス含量をも減少させることができ、マ
トリックスガラスの滲出量の絶対量を減らせると期待さ
れる。
【００４９】以上より、本発明品をガラス溶融槽窯の炉
材、特に溶融ガラスとの接触部位または上部構造部位に
使用すれば、溶融ガラスに対して、泡、筋、砂利等のガ
ラス欠点を生じさせるおそれを低減できる。
材、特に溶融ガラスとの接触部位または上部構造部位に
使用すれば、溶融ガラスに対して、泡、筋、砂利等のガ
ラス欠点を生じさせるおそれを低減できる。
【００５０】
【表１】
【００５１】
【表２】
【００５２】
【表３】
【００５３】
【表４】
【００５４】
【表５】
【００５５】
【発明の効果】本発明のアルミナ・ジルコニア・シリカ
質溶融耐火物は、従来使用されているそれらに比較し
て、高温でのマトリックスガラスの滲出特性が極めて優
れている。したがって、上部構造用等の溶融ガラスとの
非接触部分のみならず、敷瓦等の溶融ガラスとの接触部
分に適切に使用でき、本発明品の使用によって、溶融ガ
ラスのガラス欠点が大いに低減すると考えられ、本発明
品の工業的価値は多大である。
質溶融耐火物は、従来使用されているそれらに比較し
て、高温でのマトリックスガラスの滲出特性が極めて優
れている。したがって、上部構造用等の溶融ガラスとの
非接触部分のみならず、敷瓦等の溶融ガラスとの接触部
分に適切に使用でき、本発明品の使用によって、溶融ガ
ラスのガラス欠点が大いに低減すると考えられ、本発明
品の工業的価値は多大である。
Claims (10)
- 【請求項１】本質的にコランダム結晶、バッデレアイト
結晶およびマトリックスガラス相からなるアルミナ・ジ
ルコニア・シリカ質溶融耐火物であって、化学組成が重
量％で、Ａｌ2Ｏ3：３０〜７０％、ＺｒＯ2：２０〜５
９％、ＳｉＯ2：５〜１２％、Ｎａ2Ｏ：０．１５〜０．
６０％、Ｋ2Ｏ：０〜０．５０％、Ｌｉ2Ｏ：０〜０．４
０％、Ｂ2Ｏ3：０．０５〜０．８０％、Ｐ2Ｏ5：０．０
５〜０．８０％、ＳｎＯ2、ＺｎＯ、ＣｕＯおよびＭｎ
Ｏ2からなる群から選ばれる１種以上の合量：０．０５
〜０．５０％であることを特徴とするアルミナ・ジルコ
ニア・シリカ質溶融耐火物。 - 【請求項２】本質的にコランダム結晶、バッデレアイト
結晶およびマトリックスガラス相からなるアルミナ・ジ
ルコニア・シリカ質溶融耐火物であって、化学組成が重
量％で、Ａｌ2Ｏ3：３０〜７０％、ＺｒＯ2：２０〜５
９％、ＳｉＯ2：５〜１２％、Ｎａ2Ｏ：０．１５〜０．
６０％、Ｋ2Ｏ：０〜０．５０％、Ｂ2Ｏ3：０．０５〜
０．８０％、Ｐ2Ｏ5：０．０５〜０．８０％、Ｓｎ
Ｏ2：０．０５〜０．５０％であることを特徴とするア
ルミナ・ジルコニア・シリカ質溶融耐火物。 - 【請求項３】本質的にコランダム結晶、バッデレアイト
結晶およびマトリックスガラス相からなるアルミナ・ジ
ルコニア・シリカ質溶融耐火物であって、化学組成が重
量％で、Ａｌ2Ｏ3：３０〜７０％、ＺｒＯ2：２０〜５
９％、ＳｉＯ2：５〜１２％、Ｎａ2Ｏ：０．１５〜０．
６０％、Ｋ2Ｏ：０〜０．５０％、Ｂ2Ｏ3：０．０５〜
０．８０％、Ｐ2Ｏ5：０．０５〜０．８０％、ＺｎＯ、
ＣｕＯ、ＭｎＯ2のうちいずれか１種または２種以上の
合量：０．０５〜０．５０％であることを特徴とするア
ルミナ・ジルコニア・シリカ質溶融耐火物。 - 【請求項４】ＳｉＯ2含量が７〜１０重量％であり、か
つＳｉＯ2／（Ｎａ2Ｏ＋０．６６Ｋ2Ｏ＋２．１Ｌｉ
2Ｏ）重量比が２０〜３０である請求項１、２または３
に記載の耐火物。 - 【請求項５】Ｂ2Ｏ3含量とＰ2Ｏ5含量との合量が０．３
０〜０．８０重量％であり、かつＰ 2Ｏ5／Ｂ2Ｏ3重量比
が０．３〜１．０である請求項１、２、３または４に記
載の耐火物。 - 【請求項６】Ａｌ2Ｏ3含量が５０〜７０重量％であり、
ＺｒＯ2含量が２０〜３８重量％である請求項１〜５の
いずれかに記載の耐火物。 - 【請求項７】Ａｌ2Ｏ3含量が３０〜５３重量％であり、
ＺｒＯ2含量が３５〜５９重量％である請求項１〜５の
いずれかに記載の耐火物。 - 【請求項８】請求項１〜７のいずれかに記載の耐火物を
使用したガラス溶融窯。 - 【請求項９】請求項６に記載の耐火物を、溶融ガラスと
の非接触部に使用したガラス溶融窯。 - 【請求項１０】請求項７に記載の耐火物を、溶融ガラス
との接触部に使用したガラス溶融窯。
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