JP2015009992A - 酸化スズ質不定形耐火物用紛体組成物、酸化スズ質不定形耐火物の製造方法、ガラス溶解炉および廃棄物溶融炉 - Google Patents

Abstract

【課題】スラグに対する高耐侵食性を保有する酸化スズ質不定形耐火物用紛体組成物を提供する。【解決手段】耐火性配合物としてＳｎＯ２を必須成分とする含有する酸化スズ質不定形耐火物用紛体組成物であって、耐火性配合物中におけるＳｎＯ２の含有量が７０質量％以上であり、ＳｎＯ２の含有量に対して、１５〜７５μｍの酸化スズ粒子の含有量が２５質量％以下である酸化スズ質不定形耐火物用紛体組成物。これによりＳｎＯ２の揮散を抑制し、スラグに対する耐侵食性に優れた酸化スズ質不定形耐火物が得られる。【選択図】なし

Description

本発明は、酸化スズ質不定形耐火物用紛体組成物、酸化スズ質不定形耐火物の製造方法、ガラス溶解炉および廃棄物溶融炉に係り、特に、必須成分である酸化スズの粒度配合を所定の範囲に調整することで、ＳｎＯ_２の揮散を抑制し、耐食性を向上させた新規の酸化スズ質不定形耐火物が得られる紛体組成物ならびにそれを利用した不定形耐火物の製造方法、ガラス溶解炉および廃棄物溶融炉に関する。

ガラス溶解炉や廃棄物溶融炉に使用される耐火物は、定形耐火物と不定形耐火物に大別される。定形耐火物の施工はれんが積み作業であり、重労働でしかも高度な技術を要するため、近年は不定形耐火物による内張りが汎用されつつある。

溶融炉用の不定形耐火物として従来使用されている材質は、ガラス製造用においてはジルコニア質やクロミア質の不定形耐火物、廃棄物溶融炉ではアルミナ−酸化クロム質不定形耐火物である。しかし、これらの材質は、ジルコニア質不定形耐火物では耐食性が低く、クロムを含有する不定形耐火物では耐食性は高いが六価クロムを生成し、スラグおよび使用後耐火物の廃棄物が環境汚染を招く問題があった。

こうした背景の中、ＳｎＯ_２を主成分とする耐火組成物を焼結してなる酸化スズ質耐火物は、一般に使用される耐火物と比較し、スラグに対する耐食性が非常に高く、ガラス溶解炉や廃棄物溶融炉用の耐火物としての使用が検討されている。

たとえば、特許文献１にはＳｎＯ_２を８５〜９９重量％含有する緻密質なガラス溶融炉用酸化スズ耐火物が提案されている。しかし、このような耐火物は、ガラス製造装置におけるガラス接触部の耐火物として実際に再利用されている例は知られていない。

その理由としては、基本的な特性として、ＳｎＯ_２は高温場、特に１２００℃以上の高温場においてはＳｎＯとして揮散する性質がある。この揮散により、耐火物の組織が多孔質化して脆化し、耐火物が剥離したり、あるいはガラスの製造においては、揮散したＳｎＯ成分がガラス製造装置中の低温部において濃縮・凝固したりして、ＳｎＯ_２成分がガラス中に異物として落下、混入し、ガラス成形体の製造における歩留まりを低下させるという問題が考えられる。また、ＳｎＯ_２を不定形耐火物の耐火材料として使用した場合には、スラグが浸潤する前から酸化スズ粒子が揮散により脆化し、スラグに対する耐食性が大幅に低下する。

このようなＳｎＯ_２を不定形耐火物の耐火材料として使用した例としては、特許文献１には、ＳｎＯ_２を０．５〜４０重量％含有する廃棄物溶融炉用の不定形耐火物が提案されている。

特開２００４−１９６６３７号公報

しかしながら、特許文献１においては、ＳｎＯ_２含有量が４０重量％を超えると酸化スズが耐火性原料あるいは結合剤成分と反応し、低融点物質を多量に生成して耐食性が低下すると報告されており、４０重量％を超えるＳｎＯ_２を含有する不定形耐火物はこれまでに提案されていない。この原因として、発明者らは、特許文献１では酸化スズは主に７５μｍ以下の粒子が使用されており、粒径が小さく酸化スズ粒子の表面積が大きいためにＳｎＯ_２の揮散速度が大きいことや、スラグとの反応性が高いことが要因と考えた。

そこで本発明は、上記した従来技術が抱える課題を解決して、高温場におけるＳｎＯ_２の揮散を抑制し、かつ、ガラスに対する高耐侵食性を併せて有し、ガラス溶解炉や廃棄物溶融炉用の耐火物として好適な酸化スズ質不定形耐火物が得られる紛体組成物の提供を目的とする。

［１］骨材および結合剤からなり、ＳｎＯ_２を必須成分とする耐火性配合剤を含有する酸化スズ質不定形耐火物用紛体組成物であって、前記耐火性配合物中におけるＳｎＯ_２の含有量が７０質量％以上であり、前記ＳｎＯ_２の含有量に対して、１５〜７５μｍの酸化スズ粒子の含有量が２５質量％以下であることを特徴とする酸化スズ質不定形耐火物用紛体組成物。
［２］前記ＳｎＯ_２の含有量に対して、１５〜７５μｍの酸化スズ粒子の含有量が１５質量％以下である［１］に記載の酸化スズ質不定形耐火物用紛体組成物。
［３］前記耐火性配合物中に、１０μｍ以下の酸化スズ粒子を１〜１０質量％含有する［１］または［２］に記載の酸化スズ質不定形耐火物用紛体組成物。
［４］前記耐火性配合物中に、３μｍ以下の酸化スズ粒子を１〜１０質量％含有する［３］に記載の酸化スズ質不定形耐火物用紛体組成物。
［５］前記耐火性配合物中におけるＳｎＯ_２の含有量が９０質量％以上である［１］乃至［４］のいずれかに記載の酸化スズ質不定形耐火物用紛体組成物。
［６］前記耐火性配合物中に、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＭｎＯ、ＣｏＯおよびＬｉ_２Ｏの酸化物群から選ばれた少なくとも１つ以上の成分を含む［１］乃至［５］のいずれかに記載の酸化スズ質不定形耐火物用紛体組成物。
［７］前記耐火性配合物に対し、分散剤を外掛けで０．０１〜２質量％含有する［１］乃至［６］のいずれかに記載の酸化スズ質不定形耐火物用紛体組成物。
［８］前記結合剤としてアルミナセメントおよびコロイダルアルミナから選ばれる１種以上を含有し、前記耐火性配合物中における前記結合剤の含有量が５質量％以下である［１］乃至［７］のいずれかに記載の酸化スズ質不定形耐火物用紛体組成物。
［９］［１］乃至［８］のいずれかに記載の酸化スズ質不定形耐火物用紛体組成物を、水と混合し、施工してなることを特徴とする酸化スズ質不定形耐火物の製造方法。
［１０］前記施工後に、１２００℃以上で熱処理することを特徴とする［９］に記載の酸化スズ質不定形耐火物の製造方法。
［１１］［１］乃至［８］のいずれかに記載の酸化スズ質不定形耐火物用紛体組成物を施工して得られる不定形耐火物を具備してなるガラス溶解炉。
［１２］［１］乃至［８］のいずれかに記載の酸化スズ質不定形耐火物用紛体組成物を施工して得られる不定形耐火物を具備してなる廃棄物溶融炉。

本発明の酸化スズ質不定形耐火物用紛体組成物および酸化スズ質不定形耐火物の製造方法によれば、スラグに対する耐侵食性の高いＳｎＯ_２を７０質量％以上含有し、ＳｎＯ_２中における１５〜７５μｍの酸化スズ粒子の含有量を２５質量％以下にすることで、ＳｎＯ_２の揮散を抑制し、スラグに対する耐侵食性に優れた酸化スズ質不定形耐火物が得られる。

また、本発明のガラス溶解炉および廃棄物溶融炉によれば、上記酸化スズ質不定形耐火物用紛体組成物を施工して得られる不定形耐火物を具備するため、炉壁等に隙間なく形成でき、優れた耐火性を発揮すると共に、ＳｎＯ_２の揮散抑制効果を発揮させ、スラグに対する耐侵食性に優れ、炉の製品寿命を長くすることができる。

上記のとおり、本発明は、酸化スズ質不定形耐火物中の酸化スズ粒子の粒度を配合した点に特徴を有するものであり、以下、本発明について詳細に説明する。

本発明の酸化スズ質不定形耐火物用紛体組成物は、骨材および結合剤からなり、ＳｎＯ_２を必須成分として含有する耐火性配合物を含有するものである。なお、上記化学成分は主に骨材として使用される。

本発明に用いられるＳｎＯ_２は、溶融スラグの侵食に対する抵抗力が強く、耐熱性が高いため耐火物の主要成分として含有される。

本発明に用いられる結合剤は、不定形耐火物の施工性向上のために用いられる結合剤成分である。この成分を含有していると施工後の成形体強度が向上するため、施工性が向上する。一方で、スラグに対する耐食性は低く、また、酸化スズ粒子同士のネックの形成を阻害する。本発明に用いられる結合剤としては、種類、添加量は従来の不定形耐火物に用いられるものと特に変わらない。例えば、アルミナセメント、コロイダルアルミナ、コロイダルシリカ、マグネシアセメント、リン酸塩、ケイ酸塩などが使用できる。これらの中でもアルミナセメント、コロイダルアルミナ、コロイダルシリカが好ましく、アルミナセメントがより好ましい。結合剤の使用量は耐火性配合物中に０〜１０質量％が好ましく、０〜５質量％がより好ましい。ここで、コロイダルアルミナ、コロイダルシリカ等は水溶液であるが、本発明において使用量は固形物換算で表記した。

また、上記酸化スズ質耐火物用紛体組成物には、耐火性配合物に加え分散剤を含有することが好ましい。分散剤は不定形耐火物の施工時の流動性を付与する。具体例な種類は何ら限定されるものではなく、例えばトリポリリン酸ソーダ、ヘキサメタリン酸ソーダ、ウルトラポリリン酸ソーダ、酸性ヘキサメタリン酸ソーダ、ホウ酸ソーダ、炭酸ソーダ、ポリメタリン酸塩などの無機塩、クエン酸ソーダ、酒石酸ソーダ、ポリアクリル酸ソーダ、スルホン酸ソーダ、ポリカルボン酸塩、β−ナフタレンスルホン酸塩類、ナフタリンスルフォン酸、カルボキシル基含有ポリエーテル系分散剤等である。添加量は耐火性配合物１００質量％に対し、外掛けで好ましくは０．０１〜２質量％、さらに好ましくは０．０３〜１質量％である。

本発明においては、耐火物中に含有されるＳｎＯ_２の含有量を７０質量％以上とする。これは、耐火物中に他の成分があまりに多量に含まれてしまうと、ＳｎＯ_２の含有量が低下し、ＳｎＯ_２が有しているスラグに対する優れた耐侵食性が損なわれてしまうためである。耐侵食性を良好なものとするには、ＳｎＯ_２の含有量の合量は、８５質量％以上が好ましく、９５質量％以上がより好ましい。

耐火性配合物として用いる骨材の粒子径は、例えば最大粒子径を１〜３ｍｍとし、粗粒、中粒、細粒、微粒に適宜調整する。また、不定形耐火物の耐スポーリング性の付与を目的として、前記の粗粒、中粒、細粒、微粒に加え、例えば粒径３〜５０ｍｍの粗大粒径の耐火骨材を組み合わせてもよい。ここで、例えば、粗粒は１７００μｍ未満８４０μｍ以上、中粒は８４０μｍ未満２５０μｍ以上、細粒は２５０μｍ未満７５μｍ以上、微粒は７５μｍ未満１５μｍ以上、とした場合、これら４種の骨材をそれぞれ調整して配合する。なお、本明細書において、粒度は、ＪＩＳ Ｒ２５５２に準じて測定された値をいう。この耐火性原料は、耐火物使用後品、耐火物廃材等を粉砕し、粒径を調整したものを使用してもよい。

耐火性配合物に含有されるＳｎＯ_２としては、上記のように様々な骨材の粒子径を調整して配合するが、そのＳｎＯ_２中に１５〜７５μｍの酸化スズ粒子（微粒）の含有量を２５質量％以下とすることが好ましく、１５質量％以下が特に好ましい。これは、粒径が小さい酸化スズ粒子は表面積が大きいため、前記粒径の酸化スズ粒子が多量に含まれてしまうと、ＳｎＯ_２の揮散速度が大きく、スラグが浸潤する前から耐火物が脆化し、また、スラグとの反応性が高くなることにより、優れた耐侵食性が損なわれてしまうためである。また、耐火性配合物に含有されるＳｎＯ_２を１００質量％としたとき、粗粒を２１〜３３質量％、中粒を１５〜２８質量％、細粒を３０〜４５質量％、微粒を５〜１８質量％、の範囲となる含有割合が坏土の充填の点で好ましい。

さらに、骨材として、粒子径が１５μｍ未満の酸化スズからなる粉末状の粒子を配合することが好ましい。ここで使用する粉末状粒子の粒子径としては、好ましくは１０μｍ以下の微粉、より好ましくは３μｍ以下の微細粉である。このような粉末状の酸化スズ粒子を耐火性配合物中に１〜１０質量％含有するように配合させることが好ましい。このように粉末状の酸化スズ粒子を所定の範囲で含有することにより、それよりも大きい酸化スズ粒子同士にネックが形成され、スラグに対する耐食性が向上させることができる。

上記のようにＳｎＯ_２の含有量を７０質量％以上とし、このような粒度配合を行うことで、ＳｎＯ_２の揮散を抑制し、スラグが浸潤する前から酸化スズ粒子が揮散により脆化することを抑制し、スラグに対する耐食性を向上させた酸化スズ質不定形耐火物が得られる。

本発明の酸化スズ質不定形耐火物用紛体組成物は、このような所定量の成分を含有させる構成とすることで、施工して得られる不定形耐火物に対して、例えば、１３００℃、５時間の熱処理をすることで、使用前の段階から酸化スズ粒子同士にネックを形成させることができ、スラグに対する耐食性を向上させることが可能となる。

なお、不定形耐火物に対して、その使用前に行う場合の熱処理の条件は上記条件によらず、一般に、１２００〜１６００℃で、３〜５時間の加熱処理で行われるため、実際に処理する熱処理条件によって、酸化スズの粒度および配合量を調整すればよい。

なお、上記の耐火性配合物には、本発明の耐火物としての特性を損なわない範囲で他の成分を含有させることができ、他の成分としては酸化スズ質不定形耐火物に使用される公知の成分が挙げられる。
この他の成分としては、例えば、ＣｕＯ、ＺｎＯ、Ｍｎ_２Ｏ_３、ＣｏＯ、Ｌｉ_２Ｏ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、ＣｅＯ_２、ＣａＯ、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｂｉ_２Ｏ_３、ＵＯ_２、ＨｆＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＺｒＯ_２、ＳｉＯ_２などの酸化物が挙げられる。ただし、ＳｎＯ_２に固溶する酸化物、例えばＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２などを含有せしめる場合には、ＳｎＯ_２への固溶により粒子が縮小または消滅し耐火物を脆化させる可能性もあるため、耐火物としての特性を確認しながら粒子径および含有量を決めることが好ましい。

これら酸化物のなかでも、ＣｕＯ、ＺｎＯ、Ｍｎ_２Ｏ_３、ＣｏＯ、およびＬｉ_２Ｏからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の酸化物を含有することが好ましい。また、ＣｕＯ、ＺｎＯ、Ｍｎ_２Ｏ_３、ＣｏＯ、Ｌｉ_２Ｏなどは、焼結助剤として有効に作用する。これら焼結助剤を含有させると、例えば１４００℃、５時間の焼成で酸化スズ粒子同士にネックが形成され、耐火物の耐食性をより向上できる。したがって、ＣｕＯ、ＺｎＯ、Ｍｎ_２Ｏ_３、ＣｏＯ、およびＬｉ_２Ｏからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の酸化物を含有することがより好ましく、ＣｕＯを含有することが特に好ましい。

なお、本発明の好ましい酸化スズ質不定形耐火物用紛体組成物は、例えば、施工して得られた不定形耐火物が、１３００℃、−７００ｍｍＨｇ、１００時間の熱処理後（使用開始後）において、ＳｎＯ_２含有量９９モル％以上の酸化スズ質不定形耐火物と比較したＳｎＯ_２の揮散速度が４／５以下となる耐火物が好ましい。なお、このとき、互いに開気孔率差を２％以下として比較する。ここで、開気孔率は、公知のアルキメデス法により算出する。

次に、本発明の酸化スズ質不定形耐火物の製造方法を説明する。まず、上記説明したように粒度配合された骨材および結合剤（粉末原料）を所要量秤取し均質に混合し、耐火性配合物を得る。次に、この耐火性配合物と分散剤とを混合し、さらに水分を添加混合して、再び均質に混合して坏土とする。次いで、得られた坏土を所望の形状に成形、塗布するなどし、これを乾燥させることで施工され、酸化スズ質不定形耐火物が得られる。所望の形状に成形するには、例えば、振動機を使用するなどして行えばよく、乾燥は４０℃で２４時間放置して行うことができる。また、酸化スズ粒子同士にネックを形成させ耐食性を高めるためには、１２００℃以上、好ましくは１３００〜１４５０℃となるような高温で熱処理すればよい。

原料は上記粉末の組み合わせに限定されるものではなく、ＣｕＯの原料としては、例えばＣｕの単体金属の粉末、Ｃｕを含んだ金属塩化合物、炭酸銅（ＣｕＣＯ_３）、または水酸化銅（Ｃｕ（ＯＨ）_２）などを使用できる。中でも、炭酸銅（ＣｕＣＯ_３）が好ましい。

本発明の不定形耐火物の製造方法は、上記の成形、塗布以外にも、流し込み、圧入、吹付け等によって施工することもできる吹付けでは、骨材、結合剤および分散剤の混合紛体組成物をノズルで気流搬送し、ノズル部で施工水を添加して壁面等に吹き付けて施工するのが一般的であるが、これは公知の施工法にアレンジできる。例えば、骨材、分散剤をノズルで気流搬送し、これらの搬送された粒子に対して、結合剤の一部または全部あるいは急結剤等をノズル部で添加して施工してもよい。施工水分は不定形耐火物全体に対して例えば２〜１１質量％、さらに好ましくは３〜７質量％とする。また、この施工は炉壁等の新規な施工に限らず、補修のための継ぎ足し施工がある。なお、ここで急結剤とは、粉体組成物の凝結を著しく速めるための混和剤である。具体的な種類は何ら限定されるものではなく、例えば、亜硝酸塩、硫酸塩、アルミン酸塩、炭酸塩などが使用できる。添加量は耐火性配合物１００質量％に対し、外掛けで好ましくは１〜１５質量％、さらに好ましくは２〜８質量％である。

流し込み施工では、耐火性配合物に分散剤、施工水を混合して坏土を得ておき、この坏土を型枠を使用して施工する。施工水分は不定形耐火物全体に対して例えば３〜７質量％が好ましい。施工時には振動を付与して充填化を促進させることが好ましい。施工後は養生および乾燥を行う。

施工はガラス溶融炉または廃棄物溶融炉に対し直接施工する他、予め施工して作製したプレキャスト品を使用してもよい。また、直接の施工とプレキャスト品の両者を組み合わせてもよい。このように、本発明により不定形耐火物を壁面または天井に施工して得られたガラス溶解炉または廃棄物溶融炉は、上記不定形耐火物の効果が得られる炉が得られ、好ましい。特に、溶融ガラスや溶融スラグと直接接触する炉の内壁に本発明の不定形耐火物を具備するものが好ましい。

ガラス溶融炉または廃棄物溶融炉において、内張りが不定形耐火物で施工される場合においても、部分的には耐火煉瓦が使用されることがある。また、不定形耐火物の種類もスラグと直接接触しない場所には断熱不定形耐火物等の異なる材質の不定形耐火物が使用されることもある。本発明により得られる不定形耐火物は、このようなゾーン毎に異なる材質の耐火物が使用される廃棄物溶融炉においては、最も使用条件の厳しい部位の内張りとしてその優れた耐食性の効果を発揮する。

以下、本発明を実施例および比較例によって具体的に説明するが、本発明はこれらの記載によって何ら限定して解釈されるものではない。

（例１〜１６）
まず、酸化スズ質不定形耐火物用紛体組成物を製造するための原料として、表１に示した平均粒径、化学成分および純度を有する粉末原料を準備した。

次に、酸化スズ、アルミナ、酸化銅、酸化亜鉛等の各粉末を、表２に示した割合で調合した。

表２に示すように、耐火性配合物として用いる原料は、粗粒（８４０〜１７００μｍ）、中粒（２５０〜８４０μｍ）、細粒（７５〜２５０μｍ）、微粒（１５〜７５μｍ）、微粉（３〜１０μｍ）、微細粉（０．１〜３μｍ）を組み合わせて用いた。

調合された各原料粉末を均質に混合した後、所定量の水分、分散剤を添加し、再び均質に混合し、振動機（シンフォニアテクノロジー株式会社製、商品名：バイブレートリパッカＶＰ−４０）を使用して成形体を作製した。得られた成形体を、大気雰囲気中４０℃で２４時間乾燥させた後、１４００℃で５時間保持して焼成後、３００℃／時間で降温して酸化スズ質不定形耐火物を得た。

得られた酸化スズ質不定形耐火物の一部からφ１５ｍｍ、高さ５ｍｍの試験片を切り取って、１３００℃、−７００ｍｍＨｇの環境下で、１００時間から１２０時間熱処理した後の質量減少量を、それぞれ測定し（エー・アンド・デイ社製、商品名：ＧＨ−２５２を使用）、揮散量（単位：ｍｇ）および揮散速度（単位：ｍｇ／ｈｒ）を算出した。

また、得られた酸化スズ質不定形耐火物から切り取った、１５ｍｍ×２５ｍｍ×５０ｍｍ（縦×横×長さ）の試験片を、ソーダライムガラス（旭硝子社製、商品名：サングリーンＶＦＬ）に、大気雰囲気中１３００℃で１００時間浸漬処理し、その後、侵食量を測定し、耐侵食性を調べた。

上記で得られた揮散速度および侵食量のデータを表３にまとめて示した。

表２、３において、例１２〜１６は本発明の比較例であり、例１〜１１は実施例である。
実施例および比較例のそれぞれのガラスに対する耐侵食性は、１３００℃の温度域において、ガラス製造装置に広く利用されているアルミナ質不定形耐火物の例１３と比較し、アルミナ質不定形耐火物の侵食試験後の侵食部の最大侵食深さを１００として、相対的な侵食量を示した。

また、例１２〜１６および例１〜１１のそれぞれの揮散速度は、例１５の試験片を１３００℃、−７００ｍｍＨｇの環境下で、１００時間熱処理した後の揮散速度を１００とし、相対的な揮散速度を示した。ここで１００時間熱処理した後のそれぞれの揮散速度は、熱処理時間１００時間から１２０時間までの質量減少量から算出される単位表面積当たりの平均的な揮散速度を相対的に示した。

なお、各サンプルの開気孔率はアルキメデス法により測定し、いずれも開気孔率差が２．０％以下であるサンプルを用いた。

例１２は、ジルコニア質不定形耐火物であり、揮散は起こらないがガラスに対する耐侵食性が例１〜１１よりも低い。

例１３は、アルミナ質不定形耐火物であり、揮散は起こらないがガラスに対する耐侵食性が例１〜１１よりも低い。

例１４は、Ａｌ_２Ｏ_３をその他の成分として含有せしめた組成の酸化スズ質不定形耐火物であり、揮散速度は例１〜１１とほぼ同等であるが、ＳｎＯ_２の含有量が少ないために、ガラスに対する耐侵食性が例１〜１１よりも低い。

例１５および例１６は、１５〜７５μｍのＳｎＯ_２を増量した組成の酸化スズ質不定形耐火物であり、揮散速度は例１〜１１よりも大きく、スラグが浸潤する前から酸化スズ粒子が揮散により脆化するため、ガラスに対する耐侵食性が例１〜１１よりも低い。

一方、本発明の実施例である例１〜１１は、例１２〜１６と比較し、揮散速度およびガラスに対する耐侵食性が全て良好な結果となっている。

例３〜１１は、アルミナセメント及び／またはコロイダルアルミナの含有量を５重量％以下にした組成の酸化スズ質不定形耐火物であり、ガラスに対する耐侵食性が例１および例２よりも高い。

例７〜１０は、１０μｍ以下の酸化スズ粒子を使用した酸化スズ質不定形耐火物であり、酸化スズ粒子同士のネックが形成されやすいため、ガラスに対する耐侵食性が例１〜６よりも高い。

これらの評価結果から、本発明の実施例で得られる酸化スズ質不定形耐火物は、比較例の酸化スズ質不定形耐火物と比較し、いずれもＳｎＯ_２の揮散抑制効果およびガラスに対する耐侵食性が高く、両物性のバランスが取れた優れた酸化スズ質不定形耐火物であることが明らかとなった。

また、これらの結果から耐火性配合物の原料として、１０μｍ以下の酸化スズ粒子を耐火性配合物中に１〜１０質量％含有させることで、これらの微小粒子が酸化スズ粒子同士にネックが形成され、スラグに対する耐食性が向上できたことがわかった。さらに、酸化スズ粒子同士でのネックの形成は、不定形耐火物中の気体の流動性を低下させるため、揮散速度の抑制にも寄与すると考えられる。

本発明の酸化スズ質不定形耐火物は、スラグに対する耐侵食性に優れ、ＳｎＯ_２の揮散を有効に防止できるため、ガラス溶解炉用および廃棄物溶融炉用の耐火物として好適である。

Claims (12)

1. 骨材および結合剤からなり、ＳｎＯ_２を必須成分とする耐火性配合剤を含有する酸化スズ質不定形耐火物用紛体組成物であって、前記耐火性配合物中におけるＳｎＯ_２の含有量が７０質量％以上であり、前記ＳｎＯ_２の含有量に対して、１５〜７５μｍの酸化スズ粒子の含有量が２５質量％以下であることを特徴とする酸化スズ質不定形耐火物用紛体組成物。
2. 前記ＳｎＯ_２の含有量に対して、１５〜７５μｍの酸化スズ粒子の含有量が１５質量％以下である請求項１項記載の酸化スズ質不定形耐火物用紛体組成物。
3. 前記耐火性配合物中に、１０μｍ以下の酸化スズ粒子を１〜１０質量％含有する請求項１又は２に記載の酸化スズ質不定形耐火物用紛体組成物。
4. 前記耐火性配合物中に、３μｍ以下の酸化スズ粒子を１〜１０質量％含有する請求項３に記載の酸化スズ質不定形耐火物用紛体組成物。
5. 前記耐火性配合物中におけるＳｎＯ_２の含有量が９０質量％以上である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の酸化スズ質不定形耐火物用紛体組成物。
6. 前記耐火性配合物中に、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＭｎＯ、ＣｏＯおよびＬｉ_２Ｏの酸化物群から選ばれた少なくとも１つ以上の成分を含む請求項１乃至５のいずれか１項記載の酸化スズ質不定形耐火物用紛体組成物。
7. 前記耐火性配合物に対し、分散剤を外掛けで０．０１〜２質量％含有する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の酸化スズ質不定形耐火物用紛体組成物。
8. 前記結合剤としてアルミナセメントおよびコロイダルアルミナから選ばれる１種以上を含有し、前記耐火性配合物中における前記結合剤の含有量が５質量％以下である請求項１乃至７のいずれか１項に記載の酸化スズ質不定形耐火物用紛体組成物。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の酸化スズ質不定形耐火物用紛体組成物を、水と混合し、施工してなることを特徴とする酸化スズ質不定形耐火物の製造方法。
10. 前記施工後に、１２００℃以上で熱処理することを特徴とする請求項９に記載の酸化スズ質不定形耐火物の製造方法。
11. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の酸化スズ質不定形耐火物用紛体組成物を施工して得られる不定形耐火物を具備してなるガラス溶解炉。
12. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の酸化スズ質不定形耐火物用紛体組成物を施工して得られる不定形耐火物を具備してなる廃棄物溶融炉。