JP2011500493A - ガラス製造に適した多孔質耐火性材料およびその製造方法並びにその使用 - Google Patents
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Abstract
Description
さらに、耐火性材料の細孔内に溶融ガラスが侵入する場合、該細孔内の気体は少なくとも一部が該溶融ガラスの中に吸着され、それにより、例えば気泡が該溶融ガラスの中に包含される結果、ガラス製造に製造妨害をもたらす(「ガラス工業における製造上の欠陥」、イェプセン−マルヴェーデルおよびR.ビェックナー著:スプリング−フェアラーク社、1980年, 263頁)。
a)耐火性材料の耐食性の向上方法であって、該耐火性材料の細孔が酸素滞留部として調整されることを特徴とする該方法。
b)還元作用を示す物質が該耐火性材料の細孔内に導入されることを特徴とする態様a)の方法。
c)有機物質が該耐火性材料の細孔内に導入されることを特徴とする態様a)およびb)の方法。
d)油、アルコールおよび/またはワックスが該耐火性材料の細孔内に導入されることを特徴とする態様a)からc)の方法。
e)還元作用を示す物質が該耐火性材料の細孔内に導入され、該耐火性材料がその後に必要に応じてワックスで被覆されることを特徴とする態様a)およびb)の方法。
f)H2および/またはCO2が細孔内に導入されることを特徴とする態様a)、b)およびc)の方法。
g)還元作用を示すガス状物質または液状物質が、使用時の該耐火性材料に適切な手段を用いて外部からさらに供給されることを特徴とする態様a)およびb)の方法。
h)アルミニウムの融点より高い温度で、可融性アルミニウムが該耐火性材料の細孔内に導入されることを特徴とする態様a)およびb)の方法。
開放多孔率が高く、Al2O3を多く含む軽量煉瓦を、還元物質としての成形ガス(5体積%のH2)で満たした(該ガスは該煉瓦に作用する)。成形ガスを保存するために、軽量煉瓦をワックスで被覆した。本発明に基づき、このように前処理された煉瓦を、緑色のコンテナ用ガラスを含有する溶融ガラスの中に1300℃の温度で10分間浸漬し、その後煉瓦と一緒に溶融ガラスをオーブン内で自然冷却させた。比較例として、未処理の煉瓦を同じ試験条件下での処理に付した。結果として、前処理した煉瓦(図1)は、三領域の境界(three-zone limit)では濡れていなかった(境界角(boundary angle)>90°)。比較試料(図2)は、三領域の境界で濡れており、毛管現象により溶融ガラスで充満された。
耐火粘土煉瓦をクラウセ社から入手し、中空のドリル刳り貫き機を用いて該耐火粘土煉瓦から直径18mmおよび長さ125mmの筒体を刳り抜いた。ここで、メーカーのデータシートによる組成の説明によれば該耐火粘土煉瓦の組成は、54.1質量%のSiO2、42.4質量%のAl2O3、1.9質量%のFe2O3、および1.6質量%のNa2O/K2Oである。筒状の試料体をアルミホイルの層で包み(試料面積約71cm2に対し約1g)、成形ガス雰囲気中、710℃で3時間加熱した。本発明による処理の後、試料体の表面からすべての残留物を除去し、静的指先試験(finger test)により耐食性を検討した。指先試験のため、組成が、73.12質量%のSiO2、1.23質量%のAl2O3、12.75質量%のNa2O、2.47質量%のMgO、9.76質量%のCaO、0.06質量%のFe2O3、0.04質量%のTiO2、および0.21質量%のSO3である無色ガラスを温度1360℃で溶融した。その温度で4時間保持した後、筒状の試料体を溶融材料の中に置き(浸漬深さ55mm)、酸化雰囲気で1360℃の温度を20時間維持した。その後、溶融材料から試料体を取り出し、制御された方法で冷却した。
ケイ酸ジルコニウム煉瓦をクラウセ社から入手し、中空のドリル刳り貫き機を用いて該耐火粘土煉瓦から直径18mmおよび長さ125mmの筒体を刳り抜いた。ここで、データシートによるメーカーの組成の説明によれば該ケイ酸ジルコニウム煉瓦の組成は、32.0質量%のSiO2、65質量%のZrO2である。筒状の試料体をアルミホイルの層で包み(試料面積約71cm2に対し約1g)、成形ガス雰囲気中、710℃で3時間加熱した。本発明による処理の後、試料体の表面からすべての残留物を除去し、静的指先試験により耐食性を検討した。指先試験のため、組成が、71.46質量%のSiO2、2.11質量%のAl2O3、12.30質量%のNa2O、1.06質量%のMgO、10.39質量%のCaO、0.41質量%のFe2O3、0.07質量%のTiO2、および0.04質量%のSO3である褐色ガラスを温度1360℃で溶融した。この温度で4時間保持した後、筒状の試料体を溶融材料の中に置き(浸漬深さ55mm)、酸化雰囲気で1360℃の温度を20時間維持した。その後、溶融材料から試料体を取り出し、制御された方法で冷却した。
コランダムジルコニウム煉瓦をクラウセ社から入手し、中空のドリル刳り貫き機を用いて該耐火粘土煉瓦から直径18mmおよび長さ125mmの筒体を刳り抜いた。ここで、メーカーのデータシートによる組成の説明によれば該コランダムジルコニウム煉瓦の組成は、13.0質量%のSiO2、58.0質量%のAl2O3、28質量%のZrO2、0.1質量%のFe2O3である。筒状の試料体をアルミホイルの層で包み(試料面積約71cm2に対し約1g)、成形ガス雰囲気中、910℃で3時間加熱した。本発明による処理の後、試料体の表面からすべての残留物を除去し、動的指先試験により耐食性を検討した。その際、試料はコランダム製の保持器(holder)の中に掴まれ、実施例2で用いたガラスとともに加熱された。その際、炉を7.44K/minで1475℃まで加熱した。15分間保持した後、試料を溶融材料の中に入れた。その後、モーターにより回転速度を65rpmとした。次に還元雰囲気中での動的腐食処理(dynamic corrosion attack)(約65リットル N2/h)を24時間行った。処理された試料が加熱操作中に完全に酸化されないように、還元雰囲気を調整した。24時間後、試料を掴むことにより試料を初期の状態においた。炉の温度を自動制御により降下させ、これにより試料を制御された方法で冷却させる前に、試料を15分間溶融材料の上に落とした。
Claims (14)
- ガラス製造に適した多孔質耐火性材料の製造方法であって、該耐火性材料の細孔の内部が酸素滞留部として調整されることを特徴とする該製造方法。
- 上記酸素滞留部が、ガラス製造温度において酸素と反応して上記耐火性材料の細孔内へ導入される酸化物を形成する一種または複数種の物質により調整されることを特徴とする請求項1記載の製造方法。
- 還元作用を示す上記の一種または複数種の物質が、無機物質および/または有機物質であることを特徴とする請求項1または2に記載の製造方法。
- 還元作用を示す上記の一種または複数種の有機物質が、油、アルコール、金属アルコラートおよび/またはワックスからなる群から選択されることを特徴とする請求項3記載の製造方法。
- 還元作用を示す上記の一種または複数種の物質が、室温においてガスまたはガス混合物であることを特徴とする請求項3記載の製造方法。
- 上記のガスまたはガス混合物が、H2および/またはCO2を含むか、あるいはH2および/またはCO2から成ることを特徴とする請求項5記載の製造方法。
- 還元作用を示す上記のガスまたはガス混合物を上記耐火性材料の細孔内へ導入した後、上記耐火性材料の細孔の少なくとも一部を、追加的に完全にあるいは部分的に一種または複数種の適切な閉鎖材料を用いて閉鎖することを特徴とする請求項5または6に記載の製造方法。
- 上記適切な閉鎖材料が、還元作用を示すワックスを含むことを特徴とする請求項7記載の製造方法。
- 融点が1000℃またはそれより低い温度である一種または複数種の金属または金属合金を、還元作用を示す無機物質として導入することを特徴とする請求項1から3のいずれか一つに記載の製造方法。
- 還元作用を有する上記の一種または複数種の物質が、適切な手段により外部から使用中の上記耐火性材料に添加されることを特徴とする請求項1から9のいずれか一つに記載の製造方法。
- 請求項1から10のいずれか一つに記載の製造方法を用いて得られるガラス製造に適した多孔質耐火性材料。
- ガラス製造における製造上の問題点を減らすための、請求項11に記載された多孔質耐火性材料の使用。
- ガラス製造のための、請求項11に記載された多孔質耐火性材料の使用。
- ガラス製造に適した耐火性材料の細孔内の酸素滞留部を調整するための、還元作用を示す一種または複数種の物質の使用であって、還元作用を示す該物質が、ガラス製造温度において酸素と反応して酸化物を形成するのに適していることを特徴とする該使用。
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