JPS6236985B2 - - Google Patents
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- JPS6236985B2 JPS6236985B2 JP55062090A JP6209080A JPS6236985B2 JP S6236985 B2 JPS6236985 B2 JP S6236985B2 JP 55062090 A JP55062090 A JP 55062090A JP 6209080 A JP6209080 A JP 6209080A JP S6236985 B2 JPS6236985 B2 JP S6236985B2
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- Japan
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- sio
- sintered body
- refractories
- cristobalite
- silica
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
- C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
- C03B5/42—Details of construction of furnace walls, e.g. to prevent corrosion; Use of materials for furnace walls
- C03B5/43—Use of materials for furnace walls, e.g. fire-bricks
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は緻密に焼結されたシリカ（SiO2）−酸
化クロム（Cr2O3）系耐火物の製造法に関するも
のである。
化クロム（Cr2O3）系耐火物の製造法に関するも
のである。
珪石耐火物は、約600℃以上からの熱膨張係数
が極めて小さく、耐熱衝撃抵抗性に優れまた高温
強度も大きい。しかし酸性スラグ以外の各種スラ
グ融液に対する耐侵食性は比較的小さい。
が極めて小さく、耐熱衝撃抵抗性に優れまた高温
強度も大きい。しかし酸性スラグ以外の各種スラ
グ融液に対する耐侵食性は比較的小さい。
一方Cr2O3を主成分とするクロミア質耐火物は
他の多くの耐火物に比較して各種スラグ融液に対
する耐侵食性では最つとも優れたものの一つであ
る。しかし熱膨張率が大きいことなどのために耐
熱衝撃抵抗性に劣る。
他の多くの耐火物に比較して各種スラグ融液に対
する耐侵食性では最つとも優れたものの一つであ
る。しかし熱膨張率が大きいことなどのために耐
熱衝撃抵抗性に劣る。
上述の珪石耐火物の欠点はCr2O3の添加によつ
て解決されることが、特に酸化鉄を主体とするス
ラグに対する耐食性には効果のあることが相平衡
に関する研究から明らかにされている。一方クロ
ミア質耐火物の耐熱衝撃抵抗性に劣る欠点は高温
における低熱膨張性のシリカを混合することによ
つて解決されることが考えられる。したがつて両
者の混合物の緻密な構造体を作ることができれ
ば、すぐれた耐火物になりうることが推察でき
る。
て解決されることが、特に酸化鉄を主体とするス
ラグに対する耐食性には効果のあることが相平衡
に関する研究から明らかにされている。一方クロ
ミア質耐火物の耐熱衝撃抵抗性に劣る欠点は高温
における低熱膨張性のシリカを混合することによ
つて解決されることが考えられる。したがつて両
者の混合物の緻密な構造体を作ることができれ
ば、すぐれた耐火物になりうることが推察でき
る。
しかしながら、SiO2とCr2O3とは化合物を作ら
ず、共融点はSiO2の融点（1723℃）よりわずか
に低い1720℃であり、また高温での焼結では
Cr2O3の蒸発などによつて、従来SiO2とCr2O3の
２成分のみからなる成形体を緻密に焼結すること
は困難であり、製造されていない。
ず、共融点はSiO2の融点（1723℃）よりわずか
に低い1720℃であり、また高温での焼結では
Cr2O3の蒸発などによつて、従来SiO2とCr2O3の
２成分のみからなる成形体を緻密に焼結すること
は困難であり、製造されていない。
本発明者はさきに、Cr2O3単味の成形体を炭素
粉末中で焼成することにより、緻密に焼結し得る
ことを開発した（特開昭54−96508号公報）。更に
これに間する研究を進め、SiO2とCr2O3との混合
粉末成形体の焼結に発展させた。すなわち、熱力
学的平衡関係からみて、SiO2は炭素粉末中では
約1550℃以下の温度で安定であり、またCr2O3と
全く反応しない。そのため、Cr2O3単味の場合の
1400〜1500℃における炭素粉末中での焼成で
Cr2O3粒子表面における不安定相の形成による焼
結機構を利用してSiO2とCr2O3との混合粉末成形
体の緻密化焼結が可能となるかもしれないことを
考察した。この考察に基づいて実験を進めたとこ
ろ、これが実証され、クリストバライト粒と
Cr2O3粒とからなる緻密な焼結体を得ることがで
きた。そしてこの焼結体の耐火物は、従来珪石耐
火物およびクロミア耐火物のそれぞれの欠点を補
強したような耐火物となることを知見した。
粉末中で焼成することにより、緻密に焼結し得る
ことを開発した（特開昭54−96508号公報）。更に
これに間する研究を進め、SiO2とCr2O3との混合
粉末成形体の焼結に発展させた。すなわち、熱力
学的平衡関係からみて、SiO2は炭素粉末中では
約1550℃以下の温度で安定であり、またCr2O3と
全く反応しない。そのため、Cr2O3単味の場合の
1400〜1500℃における炭素粉末中での焼成で
Cr2O3粒子表面における不安定相の形成による焼
結機構を利用してSiO2とCr2O3との混合粉末成形
体の緻密化焼結が可能となるかもしれないことを
考察した。この考察に基づいて実験を進めたとこ
ろ、これが実証され、クリストバライト粒と
Cr2O3粒とからなる緻密な焼結体を得ることがで
きた。そしてこの焼結体の耐火物は、従来珪石耐
火物およびクロミア耐火物のそれぞれの欠点を補
強したような耐火物となることを知見した。
すなわち、SiO2とCr2O3との任意の比率の混合
粉末成形体から得られた焼結体は、５％以下の気
孔率であり（図−１）、また耐化学的侵食性に優
れそしてスラグなどの融液にぬれにくいCr2O3が
SiO2粒周囲に存在するため（図−２）、従来の珪
石耐火物と比較して耐化学的侵食性を著しく向上
させるものであつた。しかもこの耐火物は他成分
の添加もなく、SiO2とCr2O3のみを緻密に焼結し
たものであるために1720℃まで液相を生成するこ
とがなく、そのため熱間強度も高くこの温度まで
安全に使用できる。一方クロミア質耐火物からみ
れば、約300℃以上からの熱膨張率はSiO2の混合
量の増加と共に低くなり（図−４、図−５）、膨
張率の大きさから生ずる耐熱衝撃抵抗性に劣る欠
点は大きく改良された。
粉末成形体から得られた焼結体は、５％以下の気
孔率であり（図−１）、また耐化学的侵食性に優
れそしてスラグなどの融液にぬれにくいCr2O3が
SiO2粒周囲に存在するため（図−２）、従来の珪
石耐火物と比較して耐化学的侵食性を著しく向上
させるものであつた。しかもこの耐火物は他成分
の添加もなく、SiO2とCr2O3のみを緻密に焼結し
たものであるために1720℃まで液相を生成するこ
とがなく、そのため熱間強度も高くこの温度まで
安全に使用できる。一方クロミア質耐火物からみ
れば、約300℃以上からの熱膨張率はSiO2の混合
量の増加と共に低くなり（図−４、図−５）、膨
張率の大きさから生ずる耐熱衝撃抵抗性に劣る欠
点は大きく改良された。
さらにこの耐火物の製造は、1400〜1500℃程度
の温度でよく、また炭素中で焼成するため、適当
な容器中に入れることによつて一般に使用されて
いる窯炉を用いて焼成でき特殊な炉を必要としな
いため低コストで製造できる。
の温度でよく、また炭素中で焼成するため、適当
な容器中に入れることによつて一般に使用されて
いる窯炉を用いて焼成でき特殊な炉を必要としな
いため低コストで製造できる。
このように本発明は、物性の優れた高品質の耐
火物を低コストで製造することを可能にしたもの
であり、長繊維ガラス製造用炉材として、製鋼炉
用炉材としてなど多大の利益を与えるものであ
る。
火物を低コストで製造することを可能にしたもの
であり、長繊維ガラス製造用炉材として、製鋼炉
用炉材としてなど多大の利益を与えるものであ
る。
さらにこの焼結体は、緻密に焼結されており、
耐化学的侵食性に極めて優れまた耐熱衝撃抵抗性
に比較的優れたものであるため、坩堝や保護管な
どの特殊磁器への用途も考えられる。
耐化学的侵食性に極めて優れまた耐熱衝撃抵抗性
に比較的優れたものであるため、坩堝や保護管な
どの特殊磁器への用途も考えられる。
以下この焼結体の製造法を実施例をもつて更に
詳細に説明する。
詳細に説明する。
実施例
無水ケイ酸（沈降製）試薬とCr2O3試薬とを
種々の割合に混合し、、この混合粉末を広さ45×
27mmの金型で厚さ15〜10mmの板状に800Kg／cm2の
圧力でプレス成形した。これをアルミナ容器に入
れ、成形体周囲に炭素粉末を十分充填し蓋をし
た。そしてこのアルミナ容器を電気炉に入れ、
1500℃で２時間焼成した。焼成された試料周囲に
は0.1〜1.5mmの炭素との反応層が形成され、やや
気孔の多い層となり、クリストバライトに富んだ
層となつていた。この反応層を除去した後に嵩密
度を測定し、それより気孔率を求めると、図−１
に示されるように、ほぼ全組成範囲で５％以下の
気孔率であつた。そしてこの焼結体のＸ線分析で
は、クリストバライト、Cr2O3および微量のCr2
（Ｃ、Ｎ）から構成されていた。その微構造の１
例をSiO2が40重量％、Cr2O3が60重量％の試料の
ものについて示すと、図−２の反射顕微鏡写真の
ように、クリストバライト粒とCr2O3粒とが均一
に、しかもそれは図−３の破断面の走査電顕写真
で示されるように緻密に焼結されていた。そして
焼結体の膨張曲線は図−４で示されるように、
220〜280℃でα−クリストバライトからβ−クリ
ストバライトへの転移による異常膨張があるもの
の、しかしそれ以上の温度ではほぼ直線的に膨張
し、膨張率は図−５のようにSiO2の混合割合の
多いものほど低くなつていた。
種々の割合に混合し、、この混合粉末を広さ45×
27mmの金型で厚さ15〜10mmの板状に800Kg／cm2の
圧力でプレス成形した。これをアルミナ容器に入
れ、成形体周囲に炭素粉末を十分充填し蓋をし
た。そしてこのアルミナ容器を電気炉に入れ、
1500℃で２時間焼成した。焼成された試料周囲に
は0.1〜1.5mmの炭素との反応層が形成され、やや
気孔の多い層となり、クリストバライトに富んだ
層となつていた。この反応層を除去した後に嵩密
度を測定し、それより気孔率を求めると、図−１
に示されるように、ほぼ全組成範囲で５％以下の
気孔率であつた。そしてこの焼結体のＸ線分析で
は、クリストバライト、Cr2O3および微量のCr2
（Ｃ、Ｎ）から構成されていた。その微構造の１
例をSiO2が40重量％、Cr2O3が60重量％の試料の
ものについて示すと、図−２の反射顕微鏡写真の
ように、クリストバライト粒とCr2O3粒とが均一
に、しかもそれは図−３の破断面の走査電顕写真
で示されるように緻密に焼結されていた。そして
焼結体の膨張曲線は図−４で示されるように、
220〜280℃でα−クリストバライトからβ−クリ
ストバライトへの転移による異常膨張があるもの
の、しかしそれ以上の温度ではほぼ直線的に膨張
し、膨張率は図−５のようにSiO2の混合割合の
多いものほど低くなつていた。
図−１はSiO2とCr2O3との混合粉末成形体を
1500℃で２時間炭素粉末中で焼成して得られた焼
結体の嵩密度(A)、真空度(B)、および気孔率(C)を
SiO2とCr2O3との混合比に対して示したものであ
る。図−２はSiO2（40重量％）とCr2O3（60重量
％）との混合粉末成形体から作られた焼結体の研
摩面の反射顕微鏡写真であり、Ｓはクリストバラ
イト、ＥはCr2O3、ＮはCr2（Ｃ、Ｎ）を示す。
図−３は図−２と同じ焼結体の破断面の走査電顕
写真を示す。図−４は焼結体の熱膨張曲線であ
り、図−５は500〜1000℃における平均熱膨張係
数を組成比に対して示したものである。
1500℃で２時間炭素粉末中で焼成して得られた焼
結体の嵩密度(A)、真空度(B)、および気孔率(C)を
SiO2とCr2O3との混合比に対して示したものであ
る。図−２はSiO2（40重量％）とCr2O3（60重量
％）との混合粉末成形体から作られた焼結体の研
摩面の反射顕微鏡写真であり、Ｓはクリストバラ
イト、ＥはCr2O3、ＮはCr2（Ｃ、Ｎ）を示す。
図−３は図−２と同じ焼結体の破断面の走査電顕
写真を示す。図−４は焼結体の熱膨張曲線であ
り、図−５は500〜1000℃における平均熱膨張係
数を組成比に対して示したものである。
Claims (1)
- １ シリカと酸化クロムとの混合物からなる粉末
成形体を炭素粉末中で焼成することを特徴とする
緻密質シリカ−酸化クロム系耐火物の製造法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6209080A JPS56160375A (en) | 1980-05-10 | 1980-05-10 | Manufacture of silica-chromium oxide refractories |
| US06/240,436 US4374897A (en) | 1980-03-04 | 1981-03-04 | Chromium oxide-based sintered bodies and process for production thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6209080A JPS56160375A (en) | 1980-05-10 | 1980-05-10 | Manufacture of silica-chromium oxide refractories |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56160375A JPS56160375A (en) | 1981-12-10 |
| JPS6236985B2 true JPS6236985B2 (ja) | 1987-08-10 |
Family
ID=13190002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6209080A Granted JPS56160375A (en) | 1980-03-04 | 1980-05-10 | Manufacture of silica-chromium oxide refractories |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56160375A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63319251A (ja) * | 1987-06-22 | 1988-12-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 酸化クロム基緻密質焼結体の製造方法 |
-
1980
- 1980-05-10 JP JP6209080A patent/JPS56160375A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56160375A (en) | 1981-12-10 |
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