JPS6236986B2 - - Google Patents
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- JPS6236986B2 JPS6236986B2 JP55026863A JP2686380A JPS6236986B2 JP S6236986 B2 JPS6236986 B2 JP S6236986B2 JP 55026863 A JP55026863 A JP 55026863A JP 2686380 A JP2686380 A JP 2686380A JP S6236986 B2 JPS6236986 B2 JP S6236986B2
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- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はCr2O3を10重量％以上含有するジルコ
ン−酸化クロム系耐火物の製造法に関する。
ン−酸化クロム系耐火物の製造法に関する。
現在、ジルコン質耐火物およびクロミア質耐火
物（Cr2O3を主成分とする耐火物）のそれぞれは
製造されている。しかしながら、ジルコンと酸化
クロムとからなる耐火物は、焼成することが困難
であるため、殆んど製造されていない。ただジル
コン質耐火物の耐侵食性を向上させるために、
Cr2O3を１〜５重量％程度含有させたものがある
に過ぎない。しかし、この場合にも緻密な焼結が
困難なため、いくぶん性能を向上し得られるが十
分なものとのとはいえない。
物（Cr2O3を主成分とする耐火物）のそれぞれは
製造されている。しかしながら、ジルコンと酸化
クロムとからなる耐火物は、焼成することが困難
であるため、殆んど製造されていない。ただジル
コン質耐火物の耐侵食性を向上させるために、
Cr2O3を１〜５重量％程度含有させたものがある
に過ぎない。しかし、この場合にも緻密な焼結が
困難なため、いくぶん性能を向上し得られるが十
分なものとのとはいえない。
本発明はジルコンに10重量％以上のCr2O3を含
む均一緻密に焼結され、優れた物性を有する耐火
物の製造法を提供せんとするものである。
む均一緻密に焼結され、優れた物性を有する耐火
物の製造法を提供せんとするものである。
本発明者はさきに、Cr2O3単味の成形体を炭素
粉未中で焼成することにより緻密に焼結し得られ
ることを開発した、（特開昭54−96508号公報）。
更に研究を進め、従来緻密化焼結が困難とされて
いたジルコン粉末とCr2O3粉末との混合成形体の
焼結に発展させた。そしてジルコン粉末に10重量
％以上のCr2O3粉末を混合し、これを成形して炭
素粉末中で焼結したところ、均一緻密に焼結し得
られ、且つ得られる焼結体は物性の優れた耐火物
となることを知見し得た。本発明はこの知見に基
づいて完成したものである。
粉未中で焼成することにより緻密に焼結し得られ
ることを開発した、（特開昭54−96508号公報）。
更に研究を進め、従来緻密化焼結が困難とされて
いたジルコン粉末とCr2O3粉末との混合成形体の
焼結に発展させた。そしてジルコン粉末に10重量
％以上のCr2O3粉末を混合し、これを成形して炭
素粉末中で焼結したところ、均一緻密に焼結し得
られ、且つ得られる焼結体は物性の優れた耐火物
となることを知見し得た。本発明はこの知見に基
づいて完成したものである。
この方法で製造された耐火物は、従来のジルコ
ン質耐火物とクロミア質耐火物のそれぞれの欠点
を相互に補強した特性を有する。
ン質耐火物とクロミア質耐火物のそれぞれの欠点
を相互に補強した特性を有する。
すなわち、ジルコン質耐火物は、熱膨張係数が
小さく熱衝撃抵抗性に優れ、さらに耐磨耗性に優
れる長所を有する。しかし、その反面ジルコン単
味の緻密化焼結が困難であるため、（約1500℃以
上ではジルコンはジルコニアとシリカに解離する
ため高温焼成による緻密化焼結ができない。）気
孔がかなり残存する。ためため、耐火物として使
用中、その気孔内にスラグ融液などの反応しやす
い物質が侵入して、ジルコンはジルコニアとシリ
カとに分解され、侵入成分と反応して低融点化合
物を作り、溶融して取り去られる。そのため、組
織の脆弱化が起こり侵食される欠点がある。
小さく熱衝撃抵抗性に優れ、さらに耐磨耗性に優
れる長所を有する。しかし、その反面ジルコン単
味の緻密化焼結が困難であるため、（約1500℃以
上ではジルコンはジルコニアとシリカに解離する
ため高温焼成による緻密化焼結ができない。）気
孔がかなり残存する。ためため、耐火物として使
用中、その気孔内にスラグ融液などの反応しやす
い物質が侵入して、ジルコンはジルコニアとシリ
カとに分解され、侵入成分と反応して低融点化合
物を作り、溶融して取り去られる。そのため、組
織の脆弱化が起こり侵食される欠点がある。
一方クロミア質耐火物は、スラグなどの融液に
ぬれ難い上に溶解しにくく耐侵食性に優れている
長所を有するが、熱膨張率が大きく、熱衝撃抵抗
性に劣る欠点がある。
ぬれ難い上に溶解しにくく耐侵食性に優れている
長所を有するが、熱膨張率が大きく、熱衝撃抵抗
性に劣る欠点がある。
これに対し、本発明の方法によつて得られるジ
ルコン−酸化クロム系耐火物は、図１に示すよう
に、相対密度は高く、特にCr2O3の割合が20重量
％以上からなる耐火物の気孔率は５％以下であ
る。そしてその微構造は、その１例の等量焼結体
の反射顕微鏡写真（図２）と、走査電顕写真（図
３）によつて示されるように、均一で緻密な組織
となつている。この緻密さのため、使用中に気孔
を通しての外来成分の侵入は殆んどなく、更に
Cr2O3成分がスラグなどの融液に対してぬれ難
く、また溶溶解し解いため、ジルコン質耐火物と
比較してスラグ融液などに対する耐侵食性が優れ
ている。
ルコン−酸化クロム系耐火物は、図１に示すよう
に、相対密度は高く、特にCr2O3の割合が20重量
％以上からなる耐火物の気孔率は５％以下であ
る。そしてその微構造は、その１例の等量焼結体
の反射顕微鏡写真（図２）と、走査電顕写真（図
３）によつて示されるように、均一で緻密な組織
となつている。この緻密さのため、使用中に気孔
を通しての外来成分の侵入は殆んどなく、更に
Cr2O3成分がスラグなどの融液に対してぬれ難
く、また溶溶解し解いため、ジルコン質耐火物と
比較してスラグ融液などに対する耐侵食性が優れ
ている。
また図１に示されているように、含有されるジ
ルコンの割合の増大に伴い熱膨張率が下がり、そ
れと共に熱衝撃抵抗性が高まり、クロミア質耐火
物と比較してこれらの点が改善される。
ルコンの割合の増大に伴い熱膨張率が下がり、そ
れと共に熱衝撃抵抗性が高まり、クロミア質耐火
物と比較してこれらの点が改善される。
すなわち、本発明の方法で製造される耐火物
は、クロミア質耐火物に基づいて考えれば、耐侵
食性を殆んど低下させることなく、熱衝撃抵抗性
を向上させたものであり、一方ジルコン質耐火物
に基づいて考えれば、熱衝撃抵抗性をそれほど低
下させることなく、耐侵食性を向上させたもので
ある。
は、クロミア質耐火物に基づいて考えれば、耐侵
食性を殆んど低下させることなく、熱衝撃抵抗性
を向上させたものであり、一方ジルコン質耐火物
に基づいて考えれば、熱衝撃抵抗性をそれほど低
下させることなく、耐侵食性を向上させたもので
ある。
その上、容易な方法で、且つ1400〜1500℃と言
う低温で製造し得るため、低コストであり、現在
クロミア耐火物が主として利用されている長繊維
ガラス溶融用耐火物として利用した場合、熱衝撃
抵抗性を高めるなどによつて多大な利点をもたら
すものと思われる。さらに現在製鉄用耐火物とし
て造塊用、連続鋳造用などに使用されているジル
コン耐火物と比較して耐侵食性に優れるなどによ
つて多くの利益をもたらすものと思われる。
う低温で製造し得るため、低コストであり、現在
クロミア耐火物が主として利用されている長繊維
ガラス溶融用耐火物として利用した場合、熱衝撃
抵抗性を高めるなどによつて多大な利点をもたら
すものと思われる。さらに現在製鉄用耐火物とし
て造塊用、連続鋳造用などに使用されているジル
コン耐火物と比較して耐侵食性に優れるなどによ
つて多くの利益をもたらすものと思われる。
さらに、本発明の方法で作られたジルコン−酸
化クロム系焼結体は、きわめて緻密な微構造であ
り、硬度も高く、さらに高耐火性であるため、耐
火物以外にも特殊磁器としての活用も期待でき
る。
化クロム系焼結体は、きわめて緻密な微構造であ
り、硬度も高く、さらに高耐火性であるため、耐
火物以外にも特殊磁器としての活用も期待でき
る。
実施例
酸化第２クロム試薬粉末とジルコン試薬粉末と
を種々の割合に混合し、アセトントンによる湿式
混合を行ない、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、試料
周囲に炭素粉末を十分充填し蓋をして、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、0.1〜１mmの主と
して炭化クロムからなる反応層が形成されていた
ので、それを除去した後に嵩密度を求め、それよ
り相対密度｛（嵩密度／真密度）×100｝を算出し
た。
を種々の割合に混合し、アセトントンによる湿式
混合を行ない、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、試料
周囲に炭素粉末を十分充填し蓋をして、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、0.1〜１mmの主と
して炭化クロムからなる反応層が形成されていた
ので、それを除去した後に嵩密度を求め、それよ
り相対密度｛（嵩密度／真密度）×100｝を算出し
た。
また比較のため空気雰囲気中で焼成した試料に
ついても相対密度を求めた。
ついても相対密度を求めた。
その結果は、図１Ａのように、炭素粉末中での
焼成によつて、Cr2O3が20％以上の組成では95％
以上の相対密度に、さらに50％Cr2O3以上の組成
では98％以上に緻密に焼成されていた。しかし
Cr2O3が20％以下だと緻密化が進みにくく、10％
Cr2O3以下の組成では80％以下の相対密度であつ
た。一方、空気雰囲気中での焼成では、いずれの
組成でも1500℃の焼成でほとんど収縮しなかつ
た。
焼成によつて、Cr2O3が20％以上の組成では95％
以上の相対密度に、さらに50％Cr2O3以上の組成
では98％以上に緻密に焼成されていた。しかし
Cr2O3が20％以下だと緻密化が進みにくく、10％
Cr2O3以下の組成では80％以下の相対密度であつ
た。一方、空気雰囲気中での焼成では、いずれの
組成でも1500℃の焼成でほとんど収縮しなかつ
た。
さらに炭素粉末中で焼成された試料の熱膨張曲
線は、いずれの組成のものもほぼ直線的であつ
た。膨張率と組成との関係は、図１Ｂに示される
ように、ジルコンの割合の増加と共に減少し、
Cr2O3単味のものが７×10-6cm／℃であるのに対
して、ジルコン含有量が50％になると５×10-6
cm／℃、70％になると4.7×10-6cm／℃へと減少
した。
線は、いずれの組成のものもほぼ直線的であつ
た。膨張率と組成との関係は、図１Ｂに示される
ように、ジルコンの割合の増加と共に減少し、
Cr2O3単味のものが７×10-6cm／℃であるのに対
して、ジルコン含有量が50％になると５×10-6
cm／℃、70％になると4.7×10-6cm／℃へと減少
した。
図１はジルコン（ZrSiO4）粉末とCr2O3粉末と
を種々の割合で混合し、その混合粉末成形体を炭
素粉末中および空気中で1500℃で２時間焼成した
試料の相対密度を組成に対して示す（図１Ａ）。
さらに炭素粉末中で焼成した試料の線膨張係数を
組成に対して示す（図１Ｂ）。１は炭素粉末中で
焼成した場合、２は空気中で焼成した場合を示
す。図２と図３はZrSiO4粉末とCr2O3粉末とを等
重量で混合し、この混合粉末成形体を炭素粉末中
で1500℃で２時間焼成した試料の微構造を示すも
のであり、図２は研磨面の反射顕微鏡写真であ
り、図３は破断面の走査電顕写真である。
を種々の割合で混合し、その混合粉末成形体を炭
素粉末中および空気中で1500℃で２時間焼成した
試料の相対密度を組成に対して示す（図１Ａ）。
さらに炭素粉末中で焼成した試料の線膨張係数を
組成に対して示す（図１Ｂ）。１は炭素粉末中で
焼成した場合、２は空気中で焼成した場合を示
す。図２と図３はZrSiO4粉末とCr2O3粉末とを等
重量で混合し、この混合粉末成形体を炭素粉末中
で1500℃で２時間焼成した試料の微構造を示すも
のであり、図２は研磨面の反射顕微鏡写真であ
り、図３は破断面の走査電顕写真である。
Claims (1)
- １ ジルコン粉末と10重量％以上のCr2O3粉末と
の混合物の成形体を炭素粉末中で焼成することを
特徴とするジルコン−酸化クロム系耐火物の製造
法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2686380A JPS56125275A (en) | 1980-03-04 | 1980-03-04 | Manufacture of zircon-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 |
|---|---|---|---|
| JP2686380A JPS56125275A (en) | 1980-03-04 | 1980-03-04 | Manufacture of zircon-chromium oxide refractories |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56125275A JPS56125275A (en) | 1981-10-01 |
| JPS6236986B2 true JPS6236986B2 (ja) | 1987-08-10 |
Family
ID=12205121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2686380A Granted JPS56125275A (en) | 1980-03-04 | 1980-03-04 | Manufacture of zircon-chromium oxide refractories |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56125275A (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
- 1980-03-04 JP JP2686380A patent/JPS56125275A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56125275A (en) | 1981-10-01 |
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