JP2000327435A

JP2000327435A - 不定形耐火物およびそれを使用した廃棄物溶融炉

Info

Publication number: JP2000327435A
Application number: JP11133291A
Authority: JP
Inventors: Otojiro Kida; 音次郎木田
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1999-05-13
Filing date: 1999-05-13
Publication date: 2000-11-28

Abstract

(57)【要約】【課題】クロム公害に対応した廃棄物溶融炉用に最適な
耐食性、耐熱衝撃性に優れた不定形耐火物を提供する。【解決手段】ガラス相を３〜２５重量％含む溶融ジルコ
ニア粒子と、ドロマイト粒子と、スピネル粒子とを主体
とする耐火性粒子９３〜９９重量％と、アルミナセメン
トを５０〜１００重量％含有する結合材１〜７重量％か
らなる不定形耐火物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄鋼、非鉄、セメ
ントキルン、ガラス等の各種窯炉、廃棄物溶融処理炉、
焼却炉用に適し、環境問題に対応したクロムを含まない
不定形耐火物に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、廃棄物の発生量は増加の一途をた
どり、その処理は大きな社会問題となっている。例え
ば、膨大な量の廃棄物を処理するためには、埋立処分地
を確保する必要がある。また、廃棄物の焼却により発生
する焼却灰や飛灰、および下水汚泥等は処理方法や投棄
場所によっては、二次的公害汚染の誘因ともなる。

【０００３】この対策として、廃棄物の減容化、無害化
または再資源化が望まれており、一つの方策として溶融
法が注目されている。溶融法は、廃棄物中の無機物を溶
融スラグとして取り出し、廃棄物を大幅に減容化する方
法である。廃棄物の溶融法としては、固形廃棄物（生ご
み等）を直接熱分解し溶融処理する方法と、焼却炉で廃
棄物を一次焼却し、生じた焼却灰、飛灰、下水汚泥を二
次溶融する方法とがある。

【０００４】焼却灰、飛灰および下水汚泥等の化学組成
は、一般にＳｉＯ₂：１５〜４５重量％、Ａｌ₂Ｏ₃：１
０〜２０重量％、ＣａＯ：５〜４５重量％、Ｎａ₂Ｏ：
１〜１５重量％である。この他、焼却灰や飛灰には、Ｃ
ｄ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ａｓ、Ｃｒ、Ｈｇ等の有害な金
属も多く含まれている。下水汚泥中には、金属は少ない
がＰ₂Ｏ₅が５〜１５重量％含まれている。さらに揮発成
分としてＳやＣｌを含む化合物等が多く含まれている。

【０００５】溶融炉に使用される耐火物の侵食の程度
は、主として炉内に投入される焼却灰、飛灰および下水
汚泥等の溶融スラグの成分、および溶融温度に大きく左
右される。溶融スラグの成分は廃棄物の種類などにより
変動するが、一般にはＣａＯとＳｉＯ₂の重量比が、Ｃ
ａＯ／ＳｉＯ₂＝０．１〜１．５程度である。一方、溶
融処理炉の炉内温度は、１４００〜１６５０℃の高温に
する必要がある。

【０００６】このような処理条件に耐える耐火物とし
て、アルミナ質、マグネシア質、シリカ−アルミナ質な
どの耐火材が知られているが、これらは溶融スラグ成分
と反応しやすく、侵食が進行しやすい傾向がある。ま
た、カーボンを含有する耐火物は、溶融スラグ成分との
反応性は低いが、高温域で使用した場合、酸化されて消
耗しやすい。

【０００７】このため高耐食性を示す耐火物として、現
在は酸化クロムを含む耐火物が多く用いられており、例
えば、特開昭６３−３０３６３、特開平６−３２１６２
８、特開平８−４８５７４、特開平１０−８１５７２等
に提案されている。酸化クロム含有耐火物は、酸化クロ
ムの含有量が多いほど耐食性がよいが、高温、かつ、ア
ルカリ等の雰囲気条件下で使用されると、耐火物中の酸
化クロムが有害な六価クロムに変化するため、環境汚染
問題が生ずるおそれがある。

【０００８】また、耐食性の向上を目的とした酸化クロ
ムを含まない耐火物として、特開平７−２９３８５１に
電融ジルコニアを主成分とし炭化ケイ素を配合した耐火
物が、特開平７−２５６２２９にスピネル質不定形耐火
物が、特許第２８０８２９３号にＳｉＣが９０重量％以
上で残部がＡｌ、ＳｉおよびＦｅの酸化物である耐火材
が、それぞれ提案されている。しかし、これら提案され
ている耐火物では、耐食性が充分でない、コストが高
い、施工しにくい、などの問題がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、廃棄物焼却
炉や溶融炉において使用できる耐食性、耐熱衝撃性に優
れる耐火物であり、かつ、低コストで施工しやすい不定
形耐火物を提供するとともに、有害な六価クロムによる
環境汚染問題を排除することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、ガラス相を３
〜２５重量％含む溶融ジルコニア粒子と、ドロマイト粒
子と、スピネル粒子とを主体とする耐火性粒子９３〜９
９重量％と、アルミナセメントを含有する結合材１〜７
重量％とを含む不定形耐火物であって、耐火性粒子の合
量中、前記溶融ジルコニア粒子を５〜３０重量％、ドロ
マイト粒子を３５〜８５重量％、粒径が１．１９ｍｍ未
満のスピネル粒子を１０〜３５重量％含有し、耐火性結
合材中のアルミナセメントの含有量が５０〜１００重量
％であることを特徴とする不定形耐火物を提供する。さ
らに、本発明は、これらの不定形耐火物から形成された
不定形耐火物施工体を炉壁の一部に使用した廃棄物溶融
炉を提供する。

【００１１】

【発明の実施の形態】本明細書で、不定形耐火物とは水
を添加する前の粉体全体をいい、その不定形耐火物から
形成される施工体を不定形耐火物施工体という。本発明
の不定形耐火物（以下、本不定形耐火物という）は、ガ
ラス相を３〜２５重量％含む溶融ジルコニア粒子と、ド
ロマイト粒子と、スピネル粒子とを主体とする耐火性粒
子を９３〜９９重量％含有する。

【００１２】ここで、溶融ジルコニア粒子とは、ジルコ
ニア原料を電気溶融（以下、電融という）などの方法で
溶融し、再固化して得られたものである、溶融ジルコニ
ア粒子としては、単斜晶のＺｒＯ₂結晶相を含むものが
好ましく、具体的には以下のものが挙げられる。例え
ば、ジルコンを脱珪して得られた脱珪ジルコニア、ガラ
ス相を含む単斜晶ジルコニア、さらには、ガラス相を含
んだ、溶融ジルコニア−溶融アルミナ系等である。

【００１３】脱珪ジルコニアは、ＺｒＯ₂含有量が約９
５重量％であり、単斜晶等のＺｒＯ₂結晶相と、Ｓｉ
Ｏ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、およびＡｌ₂Ｏ₃等からなるガ
ラス相とを含む。またガラス相を含む単斜晶ジルコニア
は、ＺｒＯ₂含有量が約９４重量％であり、主に単斜晶
からなるＺｒＯ₂結晶相と、Ｐ₂Ｏ₅、Ｎａ₂Ｏ、Ａｌ₂Ｏ₃
およびＳｉＯ₂等からなるガラス相とを含む。このガラ
ス相がＺｒＯ₂結晶相の周りを被覆している。

【００１４】また、ガラス相を含んだ、溶融ジルコニア
−溶融アルミナは、約４０重量％の主に単斜晶からなる
ＺｒＯ₂結晶相と、約４０重量％のコランダム結晶相
と、約２０重量％のＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、およびＮａ₂Ｏ
等からなるガラス相とを含む。

【００１５】ここで、溶融ジルコニア粒子としては、ガ
ラス相を３〜２５重量％含むことが必要であり、好まし
くは５〜２０重量％含むものがよい。ガラス相の含有量
が３重量％未満では、ジルコニアの転移温度における体
積変化が充分吸収されず、残留応力の発生により脆弱化
し、また、２５重量％を超える場合は、溶融スラグ、金
属、ガラスに対する耐食性や高温強度が低下する。この
ように、単斜晶からなるＺｒＯ₂結晶の周りに存在して
いるガラス相は、ジルコニアの転移温度における体積変
化を吸収し、耐火性粒子の崩壊を防止する。

【００１６】一方、ＭｇＯやＣａＯ、Ｙ₂Ｏ₃等で安定化
した溶融ジルコニアを耐火性粒子として使用すると、安
定化剤であるＭｇＯやＣａＯ、Ｙ₂Ｏ₃が溶融金属、溶融
スラグ、またはガラスと反応し脱安定化を起こす。その
ため、安定化した溶融ジルコニアからなる耐火性粒子
は、転移温度において崩壊し形状を維持できなくなるた
め、不定形耐火物の骨材としては好ましくない。したが
って、安定化した溶融ジルコニアの含有量は少量にとど
めることが好ましい。

【００１７】本発明における溶融ジルコニア粒子は、例
えば次のようにして得られる。脱珪ジルコニアと、所望
のガラス相を形成しうる成分と、必要によりアルミナ
と、を所定量混合した原料を電融により溶融し、得られ
た溶融物を吹き飛ばして粒状化したり、カーボンの鋳型
に流し込む等した後、冷却する。これを粉砕し、耐火性
粒子として調製する。

【００１８】本発明において、ドロマイト粒子として
は、水酸化マグネシウムと水酸化鉄とを共沈させて、鉄
含有水酸化マグネシウムとし、これに石灰乳を加え、さ
らに消化防止として酸化チタンを添加した後、ロータリ
ーキルンにて焼成した合成ドロマイトクリンカーなどが
使用できる。合成ドロマイトクリンカーのＣａＯ含有量
としては、５〜２０重量％のものを適宜使用できる。ド
ロマイトは水により消化しやすいので、耐消化性を向上
させるために合成したドロマイトクリンカーの表面をリ
ン酸溶液と接触させる等の処理をしてもよい。

【００１９】次にスピネル（ＭｇＯ・Ａｌ₂Ｏ₃）粒子で
あるが、通常海水マグネシアとアルミナをＭｇＯ：２
８．３重量％、Ａｌ₂Ｏ₃：７１．７重量％の理論組成に
混合し、ロータリーキルンで焼成したものや電融で合成
したものを冷却、粉砕し粒度調製して使用する。

【００２０】なお、ペリクレース結晶が析出しているよ
うな、理論組成よりＭｇＯの多いスピネル粒子も使用で
きる。逆に、コランダム結晶が析出しているような、理
論組成よりＡｌ₂Ｏ₃の多いスピネル粒子は、使用中にＭ
ｇＯと反応してスピネル化膨張を起こし、耐火物に亀裂
が発生することがあるが、添加量を配慮すれば耐火物の
収縮防止に有用である。

【００２１】本不定形耐火物において、ガラス相を３〜
２５重量％含む溶融ジルコニア粒子と、ドロマイト粒子
と、スピネル粒子とは、主として骨材部を構成し、耐火
物としての性質を特徴づけるため、できるだけ配合量が
多いことが好ましい。具体的には、耐火性粒子中のガラ
ス相を３〜２５重量％含む溶融ジルコニア粒子と、ドロ
マイト粒子と、スピネル粒子との合量を９０重量％以上
とするのが好ましい。

【００２２】また、耐火性粒子の合量中、ガラス相を３
〜２５重量％含む溶融ジルコニア粒子を５〜３０重量
％、ドロマイト粒子を３５〜８５重量％、粒径が１．１
９ｍｍ未満のスピネル粒子を１０〜３５重量％含有する
ことが必要である。ガラス相を３〜２５重量％含む溶融
ジルコニア粒子の含有量が５重量％未満になると、溶融
ジルコニアの特徴である耐食性が充分に発揮されず、逆
に３０重量％を超える場合は、耐熱衝撃性が悪くなる。
耐火性粒子中、ドロマイト粒子を３５〜８５重量％含む
ことが必要である。ドロマイト粒子が３５重量％未満で
あると耐食性が充分に発揮されず、逆に８５重量％を超
えると消火しやすくなる。本発明における耐火性粒子
は、その大部分が不定形耐火物としての骨材部を構成す
る。通常、種々の粒度のものが使用できるが、一般的に
は、１０μｍ〜２０ｍｍの範囲内で適切な粒度の配合を
選択するのが好ましい。

【００２３】耐火性粒子の合量中、粒径が１．１９ｍｍ
未満のスピネル粒子を、１０〜３０重量％含有すること
が必要であるが、粒径が１．１９ｍｍ未満のスピネル粒
子の含有量が１０重量％未満になると、スピネルの特徴
である耐浸透性や耐熱衝撃性の効果が充分に発揮され
ず、一方、３０重量％を超えると浸透性が大きくなり結
果として耐熱衝撃性が低下するためである。

【００２４】結合材としては、アルミナセメントを５０
〜１００重量％含有するものを使用する。これにより、
不定形耐火物施工体が、充分な乾燥強度および高温強度
を維持できる。アルミナセメントとしては、一般にカル
シウムアルミネートを主成分とする種々のアルミナセメ
ントが使用できる。

【００２５】また、結合材としては、アルミナセメント
とともに乳酸アルミニウムを含むものが好ましい。ここ
で、乳酸アルミニウムは、乳酸アルミニウム正塩（Ａｌ
（ＯＣＯＣＨ（ＯＨ）ＣＨ₃）₃）、や塩基性乳酸アルミ
ニウム（Ａｌ（ＯＨ）（ＯＣＯＣＨ（ＯＨ）ＣＨ₃）₂、
Ａｌ（ＯＨ）₂（ＯＣＯＣＨ（ＯＨ）ＣＨ₃））およびこ
れらの水和物等である。アルミナセメントの一部を乳酸
アルミニウムで置き換えることにより、不定形耐火物施
工体を緻密化し熱間強度、耐食性をより向上できる。

【００２６】さらに結合材としては、乳酸アルミニウム
に加え、ＳｉＯ₂を含有するものを用いるのが好まし
い。例えば、化学組成がＡｌ₂Ｏ₃：２４重量％、ＳｉＯ
₂：１１．５重量％、乳酸：３１．０重量％であり、残
部が結晶水からなる白色粉末は高温下でα−Ａｌ₂Ｏ₃と
少量の３Ａｌ₂Ｏ₃・２ＳｉＯ₂を生成することから好ま
しく用いられる。

【００２７】本不定形耐火物において、耐火性粒子が９
３〜９９重量％含まれるのに対し、結合材は１〜７重量
％含まれる。特には、耐火性粒子を９４〜９８重量％、
結合材を２〜６重量％を含むものが好ましい。

【００２８】本不定形耐火物は、施工に際して所定量の
水を加えて使用するが、耐火性粒子の機能をより有効に
発揮させるためには、消化防止剤、分散剤または硬化調
節剤を含有することが好ましい。

【００２９】消化防止剤は、ＭｇＯ含有量の多い、ドロ
マイト粒子やスピネル粒子の耐消化性を向上させるため
に添加するものである。本発明において、消化防止剤と
しては水酸化アルミニウムと乳酸およびクエン酸との塩
が好ましく使用できる。このような塩としては、例えば
化学成分がＡｌ₂Ｏ₃：１７．５重量％、乳酸：４６．５
重量％、クエン酸：３３．０重量％の白色粉末を用いる
のが好ましい。

【００３０】水酸化アルミニウムと乳酸およびクエン酸
との塩は、不定形耐火物中に０．１〜２重量％含まれる
のが好ましい。前記塩が、０．１重量％未満ではドロマ
イト粒子やスピネル粒子に対する消化防止効果が小さ
く、逆に２重量％を超えると不定形耐火物施工体が多孔
質化するため好ましくない。

【００３１】分散剤や硬化調節剤は、不定形耐火物の作
業性を改善、安定させるために添加するものであり、任
意のものが使用できる。本発明においては、分散剤とし
て、トリポリリン酸ナトリウム、β−ナフタレンスルホ
ン酸塩等が好ましく使用できる。分散剤は、不定形耐火
物中に０．０２〜０．２重量％含まれるのが好ましい。

【００３２】また、硬化調節剤としては、硬化促進剤と
硬化遅延剤とがあり、硬化促進剤としては生石灰、炭酸
リチウムが好ましく使用でき、硬化遅延剤としてはシュ
ウ酸、ホウ酸等が好ましく使用できる。なお、１５℃未
満の低温ではアルミナセメントの硬化が遅く、３０℃を
超えると硬化が早くなるため、硬化調節剤の添加量は施
工時の気温によって調整する必要がある。一般的には、
硬化調節剤は、不定形耐火物中に０．０５〜０．２重量
％の範囲で含まれるのが好ましい。

【００３３】なお、消化防止剤、分散剤または硬化調整
剤は、耐火性粒子と結合材の混合物にあらかじめ混ぜて
おくか、または混練時に加える水に溶解または懸濁させ
て添加すればよい。

【００３４】本不定形耐火物は、施工性に優れ、不定形
耐火物施工体も緻密である。しかも不定形耐火物施工体
は、耐食性の高い、ガラス相を含む溶融ジルコニア粒子
と、スラグ浸潤を抑制し耐熱衝撃性を向上させる、ドロ
マイト粒子およびスピネル粒子とを組み合わせたので、
緻密で耐食性や耐熱衝撃性に優れ、浸透性の少ない性質
を有する。

【００３５】本不定形耐火物から形成された不定形耐火
物施工体を廃棄物溶融炉壁の少なくとも一部、さらに好
ましくは焼却灰や飛灰の溶融スラッグと接触する部分に
用いた場合、焼却灰や飛灰の溶融スラグに含まれるＳｉ
Ｏ₂、ＣａＯ、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｎａ₂Ｏ等の成分と
反応するものの、その反応生成物は高融点で高粘性物質
となるため、耐食性が低下しにくく、溶融スラグが浸透
するのを抑制できる。したがって、本不定形耐火物は、
溶融スラグ等に対する耐浸透性に優れ、結果として優れ
た耐食性および耐熱衝撃性を発揮する。

【００３６】

【実施例】以下に本発明の実施例（例１〜例９）および
比較例（例１０〜例１９）を説明する。例１７は、ドロ
マイト粒子、スピネル粒子を含まず、しかも溶融ジルコ
ニア粒子として安定化ジルコニアを使用した例である。
また例１８は、アルミナ質（Ａｌ₂Ｏ₃：９６重量％、そ
の他：４重量％）キャスタブルの例であり、例１９は、
アルミナ−酸化クロム質（Ａｌ₂Ｏ₃：８４重量％、Ｃｒ
₂Ｏ₃：１０重量％、その他：６重量％）キャスタブルの
例である。

【００３７】表１〜表３に示した配合割合となるよう
に、各原料を秤量し万能ミキサで混合しながら水を添加
し混練物を得た。これを４０ｍｍ×４０ｍｍ×１６０ｍ
ｍの型にバイブレータで振動をかけながら鋳込み、所定
時間養生し脱型後、１１０℃にて２４時間乾燥して供試
体を得た。原料の配合割合、および得られた供試体の評
価結果を表１〜表３に示す。

【００３８】なお、表１〜表３において、溶融ジルコニ
ア粒子Ａは、ジルコンの脱珪により得られたもの（脱珪
ジルコニア）、溶融ジルコニア粒子Ｂは、脱珪ジルコニ
アと、ガラス相とを形成する成分を混合し、電融して得
られたもの、溶融ジルコニア粒子Ｃは、脱珪ジルコニ
ア、アルミナ、および所望のガラスを形成する成分を混
合し、電融して得られたものである。また、溶融ジルコ
ニアＤ（安定化品）は、脱珪ジルコニアにＭｇＯを４重
量％添加して安定化したものである。溶融ジルコニア粒
子Ａ〜Ｄの化学成分、結晶形態およびガラス相の割合
（重量％）は表４のとおりである。

【００３９】また、これらの各種溶融ジルコニア粒子
は、中粒：０．１０５ｍｍ以上１．１９ｍｍ未満、微
粒：０．１０５ｍｍ未満として整粒し使用した。添加量
が２５重量％未満の場合は微粒だけとし、添加量が２５
〜４０重量％の場合は、微粒２５重量部、中粒０〜１５
重量部とした。

【００４０】ドロマイト粒子は、水酸化マグネシウムに
水酸化鉄を共沈させた鉄含有水酸化マグネシウムに石灰
乳を加え消火防止剤として酸化チタンを１重量％加えて
成形し、ロータリーキルンで焼成後、リン酸処理された
合成ドロマイトクリンカーを使用した。得られた合成ド
ロマイトクリンカーの化学組成は、ＣａＯ：１６〜１７
重量％、Ａｌ₂Ｏ₃：１．２重量％、Ｆｅ₂Ｏ₃：０．４重
量％、Ｐ₂Ｏ₅：０．７重量％、残部：ＭｇＯである。ド
ロマイト粒子の粒度は、粗粒：１．１９ｍｍ以上５ｍｍ
未満、中粒：０．１０５ｍｍ以上１．１９ｍｍ未満に整
粒し、添加量が４５重量％までは粗粒を配合し、４５重
量％を超える場合は、４５重量％を超える分を中粒で追
加して配合した。

【００４１】スピネル粒子としては、電融法で製造され
たほぼ理論組成のものを使用した。スピネル粒子の粒度
は、中粒：０．１０５ｍｍ以上１．１９ｍｍ未満、微
粒：０．１０５ｍｍ未満として整粒し、添加量が２５重
量％までは中粒を配合し、２５重量％を超える場合は、
２５重量％を超える分を微粒で追加して配合した。

【００４２】耐火性粒子と結合材を合せた粒度の配合割
合が、粗粒４５％、中粒２５％、微粒３０％一定となる
ようにして使用した。結合材であるアルミナセメントと
しては、ＣａＯ、Ａｌ₂Ｏ₃を主成分としＡｌ ₂Ｏ₃含有量
が７５％、比表面積が６０００ｃｍ²／ｇのものを使用
した。また、同じく結合材として、乳酸アルミニウム
（多木化学社製、商品名：タキセラムＭ−２５００）の
白色粉末を使用した。また、例１７〜１９において、ア
ルミナセメントに加えて、結合材として粒径が５μｍ以
下であるアルミナ微粒子（Ａｌ₂Ｏ₃：９９重量％以上）
と、粒径が５μｍ以下であるシリカ微粒子（ＳｉＯ₂：
９５重量％、その他：５重量％）を用いた。

【００４３】消化防止剤としては、水酸化アルミニウム
とクエン酸および乳酸との塩（多木化学社製、商品名：
タキセラムＡＳ−３００）の白色粉末を使用し、分散剤
としては、トリポリリン酸ナトリウムを使用した。

【００４４】[評価結果]例１〜例１９で得られた供試体
を使用し、表１〜表３に示した物性および特性を評価し
た。表中の原料の添加量は、全て重量部表示である。ま
た試験項目、測定法は以下のとおりである。

【００４５】嵩比重は通常の耐火物試験法（ＪＩＳＲ
２２０５準拠）により測定した。曲げ強度Ａは、１１０
℃にて２４時間熱処理した後の３点曲げ強度であり、曲
げ強度Ｂは、１５００℃にて３時間、電気炉で焼成した
後の３点曲げ強度である。耐熱衝撃性は、１３００℃に
て３時間焼成した供試体の焼成品を、１３００℃の電気
炉中で１５分間保持した後、室温まで急冷するサイクル
を繰り返し行い、剥離にいたるまでの回数を測定した。
上記サイクルの回数は２５回を限度として行った。耐熱
衝撃性は剥離にいたるまでの回数が多い方が良好であ
る。なお、２５回反復した時点で剥離がないものは２５
＋と表した。

【００４６】耐食性の試験は以下の方法で行った。供試
体から複数の台形柱状のテストピースを切り出し、研磨
して所定の寸法にし、これを回転ドラム内に内張りし
た。次いで、ドラムを回転させながらドラムの軸線方向
に酸素プロパン炎を吹込み、１６００℃に加熱した。１
６００℃に保持した状態で、侵食材として、焼却灰およ
び飛灰の合成スラグ（ＣａＯ／ＳｉＯ₂（重量比）＝
１．０、化学組成は重量比で、Ａｌ₂Ｏ₃：１６％、Ｃａ
Ｏ：３２％、ＳｉＯ₂：３２％、Ｆｅ₂Ｏ₃：８％、Ｋ
₂Ｏ：２％、Ｎａ₂Ｏ：２％、ＭｇＯ：２％、Ｐ₂Ｏ₅：６
％）をドラム内に投入し、６時間回転させた。スラグ
は、３０分毎に新しく投入して試験を行った。

【００４７】ドラムを冷却後、テストピースを取り出し
て切断し、溶損量（ｍｍ）、スラグ浸透深さ（ｍｍ）を
テストピースの各部で測定し平均値を求めた。なお、例
１７の溶損量を１００とした場合の各実施例の溶損量の
比を耐食性指数として算出した。耐食性指数は、小さい
ものが耐食性が良好であることを示す。

【００４８】耐酸化性は、４０ｍｍ×４０ｍｍ×４０ｍ
ｍの供試体を１５００℃にて３時間、電気炉中で酸化さ
せた後、半分に切断し、表面からの酸化層の厚み（ｍ
ｍ）を測定した値である。

【００４９】耐消化性試験は、学振法７の「ドロマイト
クリンカーの消化性試験方法」によるもので、１３４℃
にて３気圧のオートクレーブ中で２時間保持した後の重
量増加率（％）を測定した。耐消化性は値が小さい方が
優れていることを示す。

【００５０】

【表１】

【００５１】

【表２】

【００５２】

【表３】

【００５３】

【表４】

【００５４】

【発明の効果】本不定形耐火物は、低コストで施工しや
すく、溶融金属、溶融スラグ、ガラス等に対して優れた
耐食性、耐浸透性、耐熱衝撃性を有する。さらに、酸化
クロムを含まないため、有害な六価クロムが発生するこ
とがない。

【００５５】よって、本不定形耐火物は、廃棄物の焼成
炉や溶融処理炉、鉄鋼、セメント、非鉄等の工業炉に現
在使用されているジルコニア−酸化クロム系、アルミナ
−酸化クロム系、スピネル−酸化クロム系耐火物と置き
換えることができ、工業的価値は多大である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラス相を３〜２５重量％含む溶融ジルコ
ニア粒子と、ドロマイト粒子と、スピネル粒子とを主体
とする耐火性粒子９３〜９９重量％と、アルミナセメン
トを含有する結合材１〜７重量％とを含む不定形耐火物
であって、耐火性粒子の合量中、前記溶融ジルコニア粒
子を５〜３０重量％、ドロマイト粒子を３５〜８５重量
％、粒径が１．１９ｍｍ未満のスピネル粒子を１０〜３
５重量％含有し、耐火性結合材中のアルミナセメントの
含有量が５０〜１００重量％であることを特徴とする不
定形耐火物。
【請求項２】耐火性粒子中、ガラス相を３〜２５重量％
含む溶融ジルコニア粒子と、ドロマイト粒子と、スピネ
ル粒子との合量が９０重量％以上である請求項１に記載
の不定形耐火物。
【請求項３】ガラス相を３〜２５重量％含む溶融ジルコ
ニア粒子が、単斜晶のＺｒＯ₂結晶相を含む請求項１ま
たは２に記載の不定形耐火物。
【請求項４】結合材が、乳酸アルミニウムを含む請求項
１、２または３に記載の不定形耐火物。
【請求項５】分散剤を不定形耐火物中に０．０２〜０．
３重量％含む請求項１〜４のいずれかに記載の不定形耐
火物。
【請求項６】分散剤がトリポリリン酸ナトリウムおよび
／またはβ−ナフタレンスルホン酸塩である請求項５に
記載の不定形耐火物。
【請求項７】水酸化アルミニウムと乳酸およびクエン酸
との塩を不定形耐火物中に０．１〜２重量％含む請求項
１〜６のいずれかに記載の不定形耐火物。
【請求項８】請求項１〜７のいずれかに記載の不定形耐
火物から形成された不定形耐火物施工体を炉壁の少なく
とも一部に使用した廃棄物溶融炉。