JP2016199449A - Monolithic refractory composition and monolithic refractory - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、不定形耐火組成物、及び不定形耐火物に関する。 The present invention relates to an amorphous refractory composition and an amorphous refractory.
従来、ロータリーキルン炉等の廃棄物焼却炉の内壁には、容易に流し込み施工を行うことが可能であり、耐火物コストを節減できる等の理由から、不定形耐火物の内張りが行われている。 Conventionally, the inner wall of a waste incinerator such as a rotary kiln furnace can be easily poured, and the refractory lining is provided for reasons such as reducing refractory costs.
前記ロータリーキルン炉内で多量の廃プラスチックや塗料滓等の焼却物を焼却すると、炉内温度が一時的に１，５００℃〜１，６００℃に達することがあり、前記焼却物は溶融して、高温の溶融物となる。この状態で、前記ロータリーキルン炉内に施工されている不定形耐火物と前記溶融物が接触すると、前記不定形耐火物が大きく浸透及び溶損してしまい、不定形耐火物の寿命が短くなるという問題がある。
そこで、前記不定形耐火物の寿命を延ばす方法として、例えば、不定形耐火物中のクロミアの含有率を上げる（特許文献１参照）、不定形耐火物中のアルミナの割合を増やしシリカの割合を下げる（特許文献２参照）等により前記不定形耐火物全体の化学組成成分の共融点を上げる方法などが提案されている。
しかしながら、これらの提案の技術では、いずれも、不定形耐火物中のアルミナ、シリカ、クロミア、及びジルコニアの化学組成が適正化されておらず、耐浸透性を有し、かつ耐溶損性に優れるものではなかった。
When incineration of a large amount of waste plastic or paint waste in the rotary kiln furnace, the furnace temperature may temporarily reach 1,500 ° C. to 1,600 ° C., and the incinerator melts, It becomes a hot melt. In this state, when the amorphous refractory applied in the rotary kiln furnace and the melt come into contact with each other, the amorphous refractory is largely penetrated and melted, and the life of the amorphous refractory is shortened. There is.
Therefore, as a method for extending the life of the amorphous refractory, for example, increasing the content of chromia in the amorphous refractory (see Patent Document 1), increasing the proportion of alumina in the amorphous refractory, and increasing the proportion of silica. There has been proposed a method of increasing the eutectic point of the chemical composition components of the whole amorphous refractory by lowering (see Patent Document 2) or the like.
However, in these proposed technologies, the chemical composition of alumina, silica, chromia, and zirconia in the amorphous refractory is not optimized, has penetration resistance, and is excellent in resistance to melting. It was not a thing.
本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、耐浸透性及び耐溶損性を両立することができ、特にロータリーキルン炉等の廃棄物焼却炉に好適に用いられる、不定形耐火組成物、及び不定形耐火物を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-described problems and achieve the following objects. That is, the present invention provides an indeterminate refractory composition and an indeterminate refractory, which can achieve both penetration resistance and erosion resistance, and is particularly suitable for use in a waste incinerator such as a rotary kiln furnace. With the goal.
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞ 化学組成で、アルミナ７８質量％以上８３質量％以下、シリカ３質量％以上７質量％以下、クロミア８質量％以上１２質量％以下、及びジルコニア２質量％以上４質量％以下を含有する不定形耐火組成物であって、前記アルミナとしては、アルミナ含有量が９９質量％以上のアルミナ粒子を含むことを特徴とする不定形耐火組成物である。
＜２＞ 前記ジルコニアの原料が、ジルコンである前記＜１＞に記載の不定形耐火組成物である。
＜３＞ 前記アルミナ及び前記シリカの原料が、電融ムライトである前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の不定形耐火組成物。
＜４＞ 前記電融ムライトの添加量が、１質量％以上２９質量％以下である前記＜３＞に記載の不定形耐火組成物である。
＜５＞ 前記クロミアが、粉末の状態で添加される前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の不定形耐火組成物である。
＜６＞ 前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の不定形耐火組成物を、混練し、成形後、焼成してなることを特徴とする不定形耐火物である。
＜７＞ 廃棄物焼却炉用である前記＜６＞に記載の不定形耐火物である。
Means for solving the problems are as follows. That is,
<1> Chemical composition containing 78% by mass to 83% by mass of alumina, 3% by mass to 7% by mass of silica, 8% by mass to 12% by mass of chromia, and 2% by mass to 4% by mass of zirconia. An amorphous refractory composition, wherein the alumina contains alumina particles having an alumina content of 99% by mass or more.
<2> The amorphous refractory composition according to <1>, wherein the zirconia raw material is zircon.
<3> The amorphous refractory composition according to any one of <1> to <2>, wherein a raw material of the alumina and the silica is electrofused mullite.
<4> The amorphous refractory composition according to <3>, wherein an addition amount of the electrofused mullite is 1% by mass or more and 29% by mass or less.
<5> The amorphous refractory composition according to any one of <1> to <4>, wherein the chromia is added in a powder state.
<6> An amorphous refractory material obtained by kneading, molding and firing the amorphous refractory composition according to any one of <1> to <5>.
<7> The amorphous refractory according to <6>, which is for a waste incinerator.
本発明によると、従来における問題を解決することができ、耐浸透性及び耐溶損性を両立することができ、特にロータリーキルン炉等の廃棄物焼却炉に好適に用いられる、不定形耐火組成物、及び不定形耐火物を提供することができる。 According to the present invention, the conventional problems can be solved, both penetration resistance and erosion resistance can be achieved, and in particular, an irregular refractory composition suitably used for a waste incinerator such as a rotary kiln furnace, And an amorphous refractory can be provided.
（不定形耐火組成物）
本発明の不定形耐火組成物は、化学組成として、アルミナ、シリカ、クロミア、及びジルコニアを含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
ここで、不定形耐火組成物とは、前記成分の混合物であって、粒子の平均粒径が１ｍｍ以下の形態を有する。
(Amorphous refractory composition)
The amorphous refractory composition of the present invention contains alumina, silica, chromia, and zirconia as the chemical composition, and further contains other components as necessary.
Here, the amorphous refractory composition is a mixture of the above components, and has an average particle diameter of 1 mm or less.
＜アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）＞
前記アルミナは、化学組成として、前記不定形耐火組成物に７８質量％以上８３質量％以下含有されており、７８質量％以上８１質量％以下含有されていることが好ましい。前記含有量が７８質量％未満であると、耐溶損性が劣る可能性があり、８３質量％を超えると、他の成分の含有量を少なくせざるを得なくなる結果、耐浸透性及び耐溶損性が劣る可能性がある。
前記アルミナの化学組成としての含有量は、例えば、前記不定形耐火物を粉砕後、均一なペレット状に成型し、蛍光Ｘ線分析装置により測定することができる。
前記アルミナの原料としては、平均粒径５ｍｍ以下のアルミナ粒子を用いることができ、例えば、アルミナ９９質量％以上のアルミナ骨材を前記平均粒径の範囲に粉砕したアルミナ粒子が使用できる。この場合の前記アルミナ粒子は、組成中のアルミナ含有量に対して前記アルミナ粒子による比率が５０％以上であることが好ましい。その他のアルミナ原料としては、電融ムライトを使用することが好ましい。
<Alumina (Al 2 O 3 )>
As the chemical composition, the alumina is contained in the amorphous refractory composition in an amount of 78% by mass to 83% by mass, and preferably 78% by mass to 81% by mass. If the content is less than 78% by mass, the melt resistance may be inferior. If the content exceeds 83% by mass, the content of other components must be reduced. May be inferior.
The content of the alumina as a chemical composition can be measured, for example, by pulverizing the amorphous refractory material, forming it into a uniform pellet, and measuring with a fluorescent X-ray analyzer.
As the alumina raw material, alumina particles having an average particle size of 5 mm or less can be used. For example, alumina particles obtained by pulverizing alumina aggregate of 99% by mass or more of alumina within the range of the average particle size can be used. In this case, it is preferable that the alumina particles have a ratio of 50% or more based on the alumina content in the composition. As other alumina raw materials, electrofused mullite is preferably used.
＜＜アルミナ骨材＞＞
前記アルミナ骨材とは、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を９９質量％以上含む骨材をいう。前記アルミナ骨材を材料に用いる利点としては、骨材による化学反応時の発熱の抑制、及び収縮の抑制をすることができ、ひび割れなどを制御することができる利点がある。
前記アルミナ骨材としては、破砕して製造されたものを含まない表面が比較的滑らかな粒子状の骨材であって、例えば、Ａｌ２Ｏ３；９９質量％以上とその他工業的に含まれる不可避的な不純物からなる高純度のアルミナ骨材などが挙げられる。
<< Alumina aggregate >>
The alumina aggregate is an aggregate containing 99% by mass or more of alumina (Al 2 O 3 ). As an advantage of using the alumina aggregate as a material, there is an advantage that heat generation during chemical reaction by the aggregate and suppression of shrinkage can be suppressed, and cracks and the like can be controlled.
The alumina aggregate is a particulate aggregate having a relatively smooth surface that does not include those produced by crushing. For example, Al 2 O 3 ; 99 mass% or more and other industrially included Examples include high-purity alumina aggregate composed of inevitable impurities.
前記アルミナ骨材の製造方法としては、特に制限されないが、前記含有量となるように調合された原料をアーク電気炉などで溶解し出湯時に高速のエアー等で細粒化する方法（以下、「溶融法」と称することがある）や調整された原料を噴霧粒子化し、焼結する方法、などが具体的な製造方法として挙げられる。これらの中でも、前記溶融法は、製造コストの面で有利であるため好ましい。また、前記溶融法で得られたアルミナ骨材は、焼結クリンカーまたは電融クリンカーの塊から破砕により得られたアルミナ骨材より、耐熱性に優れるため好ましい。これは、前記溶融法で得られたアルミナ骨材粒子が、粒子表面に凹凸がほとんどなく、球形に近い滑らかな表面を有するのに対して、上記の破砕により得られたアルミナ骨材は、表面に破砕により生成した凹凸が多くあるため、反応性が高くなっているために耐熱性が低下するためと考えられる。 The method for producing the alumina aggregate is not particularly limited, but is a method in which the raw material prepared to have the content is melted in an arc electric furnace or the like and is finely granulated with high-speed air or the like at the time of hot water (hereinafter, “ As a specific production method, there may be mentioned a “melting method”) or a method in which the adjusted raw material is atomized and sintered. Among these, the melting method is preferable because it is advantageous in terms of manufacturing cost. In addition, the alumina aggregate obtained by the melting method is preferable because it has better heat resistance than the alumina aggregate obtained by crushing from a sintered clinker or electromelted clinker lump. This is because the alumina aggregate particles obtained by the melting method have a smooth surface close to a spherical shape with almost no irregularities on the particle surface, whereas the alumina aggregate obtained by crushing has the surface It is considered that the heat resistance is lowered because the reactivity is high because there are many irregularities generated by crushing.
また、前記溶融法と同等の利点をもつものとして造粒法で作られたアルミナ骨材もある。前記造粒法とは、前記含有量となるように調整された粉末原料を混合して、顆粒を成形し、焼成して骨材を作る方法をいう。ただし、前記造粒法が原料の調整後に骨材となるのに顆粒の成形と焼成の二段階の工程を要するのに対し、前記溶融法は原料の調整後に一つの工程で骨材となるため、コストの面では前記溶融法が望ましい。
前記製造方法として前記溶融法を採用する場合、調整済みの原料を溶解する溶融炉の形式としては、特に制限されないが、バーナー、電気抵抗、アーク、コークス等の加熱形式によるものが挙げられる。特に、アーク形式では、比較的容易に高温が得られ、溶融物の均質性も高く、しかも炉の設備が簡単で操作性に優れるなどの利点があるため好ましい。
Further, there is an alumina aggregate made by a granulation method as having the same advantage as the melting method. The granulation method refers to a method in which powder raw materials adjusted to have the content are mixed, granules are formed, and fired to produce an aggregate. However, since the granulation method requires two steps of forming and firing the granules to become an aggregate after adjusting the raw materials, the melting method becomes an aggregate in one step after adjusting the raw materials. In terms of cost, the melting method is desirable.
When the melting method is adopted as the production method, the type of the melting furnace for melting the adjusted raw material is not particularly limited, and examples thereof include a heating method such as burner, electric resistance, arc, coke and the like. In particular, the arc type is preferable because it is relatively easy to obtain a high temperature, the homogeneity of the melt is high, the furnace equipment is simple, and the operability is excellent.
前記アルミナ骨材の平均粒径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下が好ましい。前記平均粒径の測定方法は、例えば、サンプルをスケール等を用いて目視にて測定する方法などが挙げられる。
前記アルミナ骨材は、原料として、前記不定形耐火組成物全体に対して６０質量％以上７０質量％以下で添加することが好ましい。
There is no restriction | limiting in particular as an average particle diameter of the said alumina aggregate, Although it can select suitably according to the objective, 0.1 mm or more and 1.0 mm or less are preferable. Examples of the method for measuring the average particle diameter include a method of measuring a sample visually using a scale or the like.
The alumina aggregate is preferably added as a raw material in an amount of 60% by mass to 70% by mass with respect to the entire amorphous refractory composition.
＜＜電融ムライト＞＞
前記電融ムライトとは、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）と、シリカ（ＳｉＯ２）とを含有する材料である。前記アルミナと前記シリカとの含有割合は、アルミナ７２質量％と、シリカ２８質量％とからなるものである。
前記電融ムライトに含まれる前記シリカは、共融点を低くしてしまうが、外来成分の混入を防ぐことができる。
前記電融ムライトは、原料として、前記不定形耐火組成物に、１質量％以上２９質量％以下添加することが好ましい。
<< Electrofused Mullite >>
The electrofused mullite is a material containing alumina (Al 2 O 3 ) and silica (SiO 2 ). The content ratio of the alumina and the silica is composed of 72% by mass of alumina and 28% by mass of silica.
The silica contained in the electromelting mullite lowers the eutectic point, but can prevent contamination with foreign components.
The electromelting mullite is preferably added as a raw material to the amorphous refractory composition in an amount of 1% by mass to 29% by mass.
＜シリカ（ＳｉＯ２）＞
前記シリカは、化学組成として、前記不定形耐火組成物に３質量％以上７質量％以下含有されており、５質量％以上７質量％以下含有されていることが好ましい。前記含有量が３質量％未満であると、耐浸透性が劣る可能性があり、７質量％を超えると、他の成分の含有量を少なくせざるを得なくなる結果、耐溶損性が劣る可能性がある。
前記シリカの化学組成としての含有量は、前記アルミナの化学組成としての含有量と同様の方法により測定することができる。
前記シリカの原料としては、シリカを単体で用いてもよいが、前記電融ムライト、及び後述するジルコンを用いることが好ましい。前記電融ムライトを用いた場合は、耐浸透性と耐溶損性を両立させることができる。また、前記ジルコンを用いた場合は、高温時に前記ジルコンに含有されるシリカが溶け出した際に、アルミナと共にムライトを形成するので、前記電融ムライトを用いなくても、前記電融ムライトを用いた場合に近い耐浸透性及び耐溶損性を得ることができる。
<Silica (SiO 2 )>
As the chemical composition, the silica is contained in the amorphous refractory composition in an amount of 3% by mass to 7% by mass, and preferably 5% by mass to 7% by mass. If the content is less than 3% by mass, the permeation resistance may be inferior. If the content exceeds 7% by mass, the content of other components must be reduced, resulting in poor resistance to erosion. There is sex.
The content of the silica as a chemical composition can be measured by the same method as the content of the alumina as a chemical composition.
As a raw material of the silica, silica may be used alone, but it is preferable to use the electrofused mullite and zircon described later. When the electromelting mullite is used, both permeation resistance and melt resistance can be achieved. In addition, when the zircon is used, when silica contained in the zircon is melted at a high temperature, mullite is formed together with alumina. Therefore, the electrofused mullite is used without using the electromelted mullite. It is possible to obtain penetration resistance and resistance to erosion that are close to those of the case.
＜クロミア（Ｃｒ２Ｏ３）＞
前記クロミアは、化学組成として、前記不定形耐火組成物に８質量％以上１２質量％以下含有されている。前記クロミアの含有量が８質量％よりも少ないと、耐溶損性が低下する可能性があり、１３質量％を超えると、施工性が悪化する可能性がある。
前記クロミアの化学組成としての含有量は、前記アルミナの化学組成としての含有量と同様の方法により測定することができる。
前記クロミアの原料としては、クロミアを単体で添加することが好ましく、粉末の状態で添加することがより好ましい。前記クロミアを粉体の状態で添加することにより、不定形耐火物の施工性が向上するという利点がある。なお、前記クロミアを前記粉末以外の例えばクロミア含有骨材などを用いて含有させると、耐衝撃性及び耐浸透性に劣り、可動式の炉において使用に耐えない虞がある。
前記クロミアの平均粒径は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．１ｍｍ以下が好ましく、１．０μｍ以上０．１ｍｍ以下がより好ましい。前記平均粒径の測定方法は、例えば、粒度分析装置を用いて測定することができる。
<Chromia (Cr 2 O 3 )>
The chromia is contained in the amorphous refractory composition as a chemical composition in an amount of 8% by mass to 12% by mass. When the content of the chromia is less than 8% by mass, the melt resistance may be lowered, and when it exceeds 13% by mass, the workability may be deteriorated.
The content of the chromia as a chemical composition can be measured by the same method as the content of the alumina as a chemical composition.
As the chromia raw material, chromia is preferably added alone, and more preferably in the form of powder. By adding the chromia in a powder state, there is an advantage that the workability of the amorphous refractory is improved. If the chromia is contained using, for example, a chromia-containing aggregate other than the powder, the chromia is inferior in impact resistance and penetration resistance, and may not be used in a movable furnace.
The average particle size of the chromia is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 0.1 mm or less, more preferably 1.0 μm or more and 0.1 mm or less. The average particle size can be measured using, for example, a particle size analyzer.
＜ジルコニア（ＺｒＯ２）＞
前記ジルコニアは、化学組成として、前記不定形耐火組成物に２質量％以上４質量％以下含有されている。
前記ジルコニアの含有量が２質量％よりも少ないと、耐溶損性が劣る可能性があり、４質量％を超えると、前記ジルコニアの代わりに他の成分の含有量を少なくせざるを得なくなる結果、耐浸透性及び耐溶損性が劣る可能性がある。
前記ジルコニアの化学組成としての含有量は、前記アルミナの化学組成としての含有量と同様の方法により測定することができる。
<Zirconia (ZrO 2 )>
The zirconia is contained in the amorphous refractory composition as a chemical composition in an amount of 2% by mass to 4% by mass.
When the content of the zirconia is less than 2% by mass, the melt resistance may be inferior. When the content exceeds 4% by mass, the content of other components must be reduced instead of the zirconia. There is a possibility that the penetration resistance and the erosion resistance are inferior.
The content of the zirconia as a chemical composition can be measured by the same method as the content of the alumina as a chemical composition.
前記ジルコニアの原料としては、ジルコン、及びバデライトの少なくともいずれかを用いることが好ましく、耐溶損性の点から、ジルコンがより好ましい。
前記ジルコン（ＺｒＯ２・ＳｉＯ２）とは、火成岩（特に花崗岩）中に微小な結晶として広く産するジルコン鉱石を示している。
前記バデライトとは、前記ジルコニアの含有率が約９５質量％以上９６質量％以下程度含まれているバデライト鉱石のことを示している。
前記ジルコンとしては、前記不定形耐火組成物の原料として、３質量％以上５質量％以下含有されるのが好ましい。前記バデライトとしては、前記不定形耐火組成物の原料として、２質量％以上４質量％以下含有されるのが好ましい。
As the zirconia raw material, at least one of zircon and baderite is preferably used, and zircon is more preferable from the viewpoint of resistance to melting.
The zircon (ZrO 2 · SiO 2 ) is a zircon ore widely produced as fine crystals in igneous rocks (particularly granite).
The "badelite" refers to a badelite ore containing about 95% by mass to 96% by mass of the zirconia.
The zircon is preferably contained in an amount of 3% by mass or more and 5% by mass or less as a raw material for the amorphous refractory composition. The badelite is preferably contained in an amount of 2% by mass to 4% by mass as a raw material for the amorphous refractory composition.
＜＜その他の成分＞＞
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、結合剤、分散剤などが挙げられる。
<< Other ingredients >>
There is no restriction | limiting in particular as said other component, According to the objective, it can select suitably, For example, a binder, a dispersing agent, etc. are mentioned.
＜＜＜結合剤＞＞＞
前記結合剤としては、例えば、アルミナセメント、マグネシアセメント、ポルトランドセメント、水硬性アルミナ、オキシカルボン酸アルミニウム、リン酸塩、ケイ酸塩、シリカゾル、フェノール樹脂などが挙げられる。これらは１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。前記結合剤の添加量は、不定形耐火組成物１００質量％に対して、１質量％〜１５質量％が好ましい。
<<< Binder >>>
Examples of the binder include alumina cement, magnesia cement, Portland cement, hydraulic alumina, aluminum oxycarboxylate, phosphate, silicate, silica sol, and phenol resin. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together. The addition amount of the binder is preferably 1% by mass to 15% by mass with respect to 100% by mass of the amorphous refractory composition.
＜＜＜分散剤＞＞＞
前記分散剤は、不定形耐火物を施工時の流動性を付与する効果を有している。前記分散剤としては、例えば、トリポリリン酸ソーダ、ヘキサメタリン酸ソーダ、酸性ヘキサメタリン酸ソーダ、ウルトラポリリン酸ソーダ、クエン酸ソーダ、ホウ酸ソーダ、酒石酸ソーダ、カルボキシル基含有ポリエーテル、ポリアクリル酸ソーダ、ポリカルボン酸ソーダ、スルホン酸ソーダ、リグニンスルホン酸ソーダなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
<<< Dispersant >>>
The said dispersing agent has the effect which provides the fluidity | liquidity at the time of construction of an amorphous refractory. Examples of the dispersant include sodium tripolyphosphate, sodium hexametaphosphate, sodium acid hexametaphosphate, sodium ultrapolyphosphate, sodium citrate, sodium borate, sodium tartrate, carboxyl group-containing polyether, sodium polyacrylate, and polycarboxylic acid. Examples include acid soda, sodium sulfonate, sodium lignin sulfonate, and the like. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
前記不定形耐火組成物には、更に必要に応じて、硬化調整剤、乳酸アルミニウム、有機繊維、金属、ガラス等を添加してもよい。 If necessary, the irregular refractory composition may further contain a curing modifier, aluminum lactate, organic fiber, metal, glass and the like.
（不定形耐火物）
本発明の不定形耐火物は、前記不定形耐火組成物を構成する原料を混練し、成形後、焼成して得られる。また、前記不定形耐火物を廃棄物焼却炉の内部に形成する際には、例えば、前記不定形耐火組成物を構成する各原料を混練し、前記廃棄物焼却炉内に流し込んで成形後、焼成することで形成される。なお、前記不定形耐火物を構成する各原料は、加水して混練してもよい。
具体的には、施工には前記不定形耐火組成物に、水を添加して混練して、型枠を用いて流し込み施工する。流し込みの際には振動を付与して充填を図ることが好ましい。施工後は養生・乾燥を行う。前記施工は炉に直接流し込み施工する他、別場所で型枠に流し込み施工して得たプレモールド品を用いたプレモールド法により内張りしてもよい。
なお、本発明の不定形耐火物は、前記廃棄物焼却炉の中でも、特に、ロータリーキルン炉に好適に用いることができる。
(Unshaped refractory)
The amorphous refractory material of the present invention is obtained by kneading the raw materials constituting the amorphous refractory composition, molding and firing. Further, when forming the amorphous refractory inside the waste incinerator, for example, kneading each raw material constituting the amorphous refractory composition, after pouring into the waste incinerator, after molding, It is formed by firing. In addition, you may add and knead | mix each raw material which comprises the said amorphous refractory.
Specifically, for the construction, water is added to the amorphous refractory composition, and the mixture is kneaded and cast using a mold. It is preferable that filling is performed by applying vibration during pouring. Curing and drying after construction. The construction may be performed by pouring directly into a furnace or by lining by a premold method using a premolded product obtained by pouring into a mold at another place.
In addition, the amorphous refractory of the present invention can be suitably used for a rotary kiln furnace, among the waste incinerators.
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.
（実施例１）
表１に示す化学組成の原料のうち、９９質量％アルミナ骨材、電融ムライト、ジルコン、シリカ、クロミア、及びその他の原料（結合剤、分散剤）を、ミキサー（株式会社ヨータイ製）を用いて混合し、表２に示す化学組成の不定形耐火組成物を得た。
Example 1
Of the raw materials having the chemical composition shown in Table 1, 99% by mass alumina aggregate, electrofused mullite, zircon, silica, chromia, and other raw materials (binding agent, dispersing agent) were used with a mixer (manufactured by Yotai Co., Ltd.). To obtain an amorphous refractory composition having the chemical composition shown in Table 2.
（実施例２）
表１に示す化学組成の原料のうち、９９質量％アルミナ骨材、電融ムライト、バデライト、シリカ、クロミア、及びその他の原料（結合剤、分散剤）を、ミキサー（株式会社ヨータイ製）を用いて混合し、表２に示す化学組成の不定形耐火組成物を得た。
(Example 2)
Among the raw materials having the chemical composition shown in Table 1, 99% by mass alumina aggregate, electrofused mullite, badelite, silica, chromia, and other raw materials (binder, dispersant) were used with a mixer (manufactured by YOTAI Co., Ltd.). To obtain an amorphous refractory composition having the chemical composition shown in Table 2.
（実施例３）
表１に示す化学組成の原料のうち、９９質量％アルミナ骨材、バデライト、シリカ、クロミア、及びその他の原料（結合剤、分散剤）を、ミキサー（株式会社ヨータイ製）を用いて混合し、表２に示す化学組成の不定形耐火組成物を得た。
Example 3
Among the raw materials of the chemical composition shown in Table 1, 99% by mass alumina aggregate, badelite, silica, chromia, and other raw materials (binder, dispersant) are mixed using a mixer (manufactured by YOTAI Co., Ltd.) The amorphous refractory composition having the chemical composition shown in Table 2 was obtained.
（実施例４）
表１に示す化学組成の原料のうち、９９質量％アルミナ骨材、ジルコン、シリカ、クロミア、及びその他の原料（結合剤、分散剤）を、ミキサー（株式会社ヨータイ製）を用いて混合し、表２に示す化学組成の不定形耐火組成物を得た。
Example 4
Among the raw materials of the chemical composition shown in Table 1, 99% by mass alumina aggregate, zircon, silica, chromia, and other raw materials (binder, dispersant) are mixed using a mixer (manufactured by Yotai Co., Ltd.) The amorphous refractory composition having the chemical composition shown in Table 2 was obtained.
（比較例１）
表１に示す化学組成の原料のうち、９９質量％アルミナ骨材、焼結ムライト、シリカ、クロミア、及びその他の原料（結合剤、分散剤）を、ミキサー（株式会社ヨータイ製）を用いて混合し、表２に示す化学組成の不定形耐火組成物を得た。
(Comparative Example 1)
Of the raw materials having the chemical composition shown in Table 1, 99% by mass alumina aggregate, sintered mullite, silica, chromia, and other raw materials (binder, dispersant) are mixed using a mixer (manufactured by Yotai Co., Ltd.). Thus, an amorphous refractory composition having the chemical composition shown in Table 2 was obtained.
（比較例２）
表１に示す化学組成の原料のうち、８０質量％アルミナ骨材、焼結ムライト、シリカ、クロミア、及びその他の原料（結合剤、分散剤）を、ミキサー（株式会社ヨータイ製）を用いて混合し、表２に示す化学組成の不定形耐火組成物を得た。
(Comparative Example 2)
Among the raw materials having the chemical composition shown in Table 1, 80% by mass alumina aggregate, sintered mullite, silica, chromia, and other raw materials (binder, dispersant) are mixed using a mixer (manufactured by Yotai Co., Ltd.). Thus, an amorphous refractory composition having the chemical composition shown in Table 2 was obtained.
（比較例３）
表１に示す化学組成の原料のうち、９９質量％アルミナ骨材、焼結ムライト、シリカ、クロミア、及びその他の原料（結合剤、分散剤）を、ミキサー（株式会社ヨータイ製）を用いて混合し、表２に示す化学組成の不定形耐火組成物を得た。
(Comparative Example 3)
Of the raw materials having the chemical composition shown in Table 1, 99% by mass alumina aggregate, sintered mullite, silica, chromia, and other raw materials (binder, dispersant) are mixed using a mixer (manufactured by Yotai Co., Ltd.). Thus, an amorphous refractory composition having the chemical composition shown in Table 2 was obtained.
（比較例４）
表１に示す化学組成の原料のうち、９９質量％アルミナ骨材、焼結ムライト、シリカ、クロミア、及びその他の原料（結合剤、分散剤）を、ミキサー（株式会社ヨータイ製）を用いて混合し、表２に示す化学組成の不定形耐火組成物を得た。
(Comparative Example 4)
Of the raw materials having the chemical composition shown in Table 1, 99% by mass alumina aggregate, sintered mullite, silica, chromia, and other raw materials (binder, dispersant) are mixed using a mixer (manufactured by Yotai Co., Ltd.). Thus, an amorphous refractory composition having the chemical composition shown in Table 2 was obtained.
（比較例５）
表１に示す化学組成の原料のうち、９９質量％アルミナ骨材、焼結ムライト、シリカ、クロミア、及びその他の原料（結合剤、分散剤）を、ミキサー（株式会社ヨータイ製）を用いて混合し、表２に示す化学組成の不定形耐火組成物を得た。
(Comparative Example 5)
Of the raw materials having the chemical composition shown in Table 1, 99% by mass alumina aggregate, sintered mullite, silica, chromia, and other raw materials (binder, dispersant) are mixed using a mixer (manufactured by Yotai Co., Ltd.). Thus, an amorphous refractory composition having the chemical composition shown in Table 2 was obtained.
（比較例６）
表１に示す化学組成の原料のうち、９９質量％アルミナ骨材、シリカ、クロミア、及びその他の原料（結合剤、分散剤）を、ミキサー（株式会社ヨータイ製）を用いて混合し、表２に示す化学組成の不定形耐火組成物を得た。
(Comparative Example 6)
Among the raw materials having the chemical composition shown in Table 1, 99% by mass alumina aggregate, silica, chromia, and other raw materials (binder, dispersant) are mixed using a mixer (manufactured by Yotai Co., Ltd.). An amorphous refractory composition having the chemical composition shown in FIG.
（比較例７）
表１に示す化学組成の原料のうち、９９質量％アルミナ骨材、電融ムライト、シリカ、クロミア、及びその他の原料（結合剤、分散剤）を、ミキサー（株式会社ヨータイ製）を用いて混合し、表２に示す化学組成の不定形耐火組成物を得た。
(Comparative Example 7)
Of the raw materials having the chemical composition shown in Table 1, 99% by mass alumina aggregate, electrofused mullite, silica, chromia, and other raw materials (binder, dispersant) are mixed using a mixer (manufactured by YOTAI Co., Ltd.). Thus, an amorphous refractory composition having the chemical composition shown in Table 2 was obtained.
（比較例８）
表１に示す化学組成の原料のうち、電融アルミナ、合成ジルコニア、及びクロミアを、ミキサー（株式会社ヨータイ製）を用いて混合し、表２に示す化学組成の不定形耐火組成物を得た。
(Comparative Example 8)
Among the raw materials having the chemical composition shown in Table 1, fused alumina, synthetic zirconia, and chromia were mixed using a mixer (manufactured by Yotai Co., Ltd.) to obtain an amorphous refractory composition having the chemical composition shown in Table 2. .
（比較例９）
表１に示す化学組成の原料のうち、電融アルミナ、合成ジルコニア、及びクロミアを、ミキサー（株式会社ヨータイ製）を用いて混合し、表２に示す化学組成の不定形耐火組成物を得た。
(Comparative Example 9)
Among the raw materials having the chemical composition shown in Table 1, fused alumina, synthetic zirconia, and chromia were mixed using a mixer (manufactured by Yotai Co., Ltd.) to obtain an amorphous refractory composition having the chemical composition shown in Table 2. .
＜不定形耐火組成物の化学組成の測定方法＞
実施例１〜４、及び比較例１〜９の不定形耐火組成物の化学組成の測定方法としては、蛍光Ｘ線分析装置Ｓｕｐｅｒｍｉｎｉ２００（株式会社リガク製）により行った。
<Method for measuring chemical composition of amorphous refractory composition>
As a method for measuring the chemical composition of the amorphous refractory compositions of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 9, the measurement was performed using a fluorescent X-ray analyzer Supermini 200 (manufactured by Rigaku Corporation).
（回転侵食試験）
実施例１〜４、及び比較例１〜９の各不定形耐火組成物と、水を混練し、２８ｍｍ×２３０ｍｍ、厚み５０ｍｍの成形体として成形後、２４時間養生し、１１０℃の乾燥機で２４時間乾燥して不定形耐火物を作製した。作製した前記不定形耐火物を張り合わせ、ミニロータリーキルン炉を作製した。前記ミニロータリーキルン炉内に下記の表３に示す組成の、廃棄物の燃え殻を１時間おきにスコップ１杯（およそ１００ｇ〜２００ｇ）入れ、１，６００℃で２０時間、実際に回転させて試験を行った。以下のようにして、前記不定形耐火物の溶損した厚みと浸透した厚みを評価した。結果を表４に示した。
(Rotational erosion test)
Each of the irregular refractory compositions of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 9 was kneaded with water, molded as a molded body of 28 mm × 230 mm, thickness 50 mm, cured for 24 hours, and dried at 110 ° C. It was dried for 24 hours to produce an amorphous refractory. The produced amorphous refractories were pasted together to produce a mini rotary kiln furnace. In the mini-rotary kiln furnace, a scoop of waste (with a composition shown in Table 3 below) was placed in a scoop every hour (approximately 100 g to 200 g), and rotated at 1,600 ° C. for 20 hours for testing. went. In the following manner, the melted and permeated thickness of the amorphous refractory was evaluated. The results are shown in Table 4.
＜溶損及び浸透の測定方法＞
実施例１〜４、及び比較例１〜９の不定形耐火組成物からなる不定形耐火物の溶損の測定方法は、前記不定形耐火物を３箇所で切断し、それぞれの切断面の厚みが５０ｍｍからどれだけ減っているかをスケールにより目視で計り、平均値を求めた。
実施例１〜４、及び比較例１〜９の不定形耐火組成物からなる不定形耐火物の浸透の測定方法は、前記不定形耐火物の切断面に水をかけ、溶融面から水が弾かれず、染み込むようになる部分までの距離をスケールで測定して求めた。
<Measuring method of melting loss and penetration>
In Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 9, the method for measuring the melting loss of the amorphous refractory composition comprising the amorphous refractory composition was obtained by cutting the amorphous refractory at three locations, and the thickness of each cut surface. Was visually measured with a scale to determine the average value.
In Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 9, the method for measuring the penetration of the amorphous refractory composition is to pour water on the cut surface of the irregular refractory, and to splash water from the molten surface. Instead, the distance to the part that permeates was determined by measuring with a scale.
表４に示すとおり、施工後の実施例１〜４の不定形耐火組成物からなる不定形耐火物は、いずれも溶損が３．１ｍｍから３．２ｍｍ、浸透が９．６ｍｍから１３．１ｍｍの範囲内であった。電融ムライトを用いない実施例３が実施例１〜２、及び４よりも、やや浸透に弱いが、実用時に問題はなく電融ムライトを用いた場合に近い耐浸透効果を得ることができる結果であったと共に、いずれも十分溶損に強いという結果であった。即ち、実施例１〜４の不定形耐火組成物からなる不定形耐火物は、いずれも耐浸透性及び優れた耐溶損性を得られていることがわかった。 As shown in Table 4, each of the amorphous refractories composed of the irregular refractory compositions of Examples 1 to 4 after construction has a melting loss of 3.1 mm to 3.2 mm and an infiltration of 9.6 mm to 13.1 mm. It was in the range. Example 3 in which no electrofusion mullite is used is slightly weaker in penetration than Examples 1 and 2 and 4, but there is no problem in practical use, and a penetration resistance effect close to that in the case of using electrofusion mullite can be obtained. As a result, both were sufficiently resistant to melting damage. That is, it was found that all of the amorphous refractories made of the amorphous refractory compositions of Examples 1 to 4 were able to obtain permeation resistance and excellent erosion resistance.
一方、表４に示すとおり、施工後の比較例１〜９の不定形耐火組成物からなる不定形耐火物は、いずれも溶損が４．０ｍｍから３６．０ｍｍ、浸透が０．１ｍｍから１５．８ｍｍに分散しており、いずれも実施例１〜４に比べて溶損に弱いという結果であった。また、比較例６に示すように、共融点の高いアルミナを増やしても十分な耐溶損性を得ることができず、かえって浸透に弱くなってしまった。また、クロミアの含有量を変化させても、耐溶損性について問題はなかったが、施工性に問題があった。いずれの比較例も、耐溶損性及び耐浸透性の両方に優れたものではなかった。 On the other hand, as shown in Table 4, the amorphous refractories composed of the irregular refractory compositions of Comparative Examples 1 to 9 after construction all have a melting loss of 4.0 mm to 36.0 mm and an infiltration of 0.1 mm to 15 mm. It was dispersed to 8 mm, both of which were less susceptible to melting damage than Examples 1 to 4. Further, as shown in Comparative Example 6, even if alumina having a high eutectic point was increased, sufficient resistance to melting damage could not be obtained, and instead it was weak against penetration. Moreover, even if the chromia content was changed, there was no problem with respect to the resistance to melting, but there was a problem with the workability. None of the comparative examples were excellent in both resistance to erosion and penetration.
（実炉試験）
実施例１〜４、及び比較例２の不定形耐火組成物と、水を混練し、ロータリーキルン炉の出口８ｍの内壁に、厚み２８０ｍｍの成形体として分割して成形した後に焼成（１０時間かけて２００℃まで昇温し、１２時間保温したのち、１８時間かけて３００℃まで昇温し、これを１０時間保温後、更に１０時間かけて６００℃まで昇温して、８時間保温した）し、前記ロータリーキルン炉の内壁に不定形耐火物を形成した施工をした。前記ロータリーキルン炉内に下記の表５に示す組成の廃棄物を平均して毎時１６．４トンのペースで投入し、キルン出口付近の雰囲気温度を９００℃から１，２００℃程度で管理しながら、９８．６日間実際に操業させながら試験を行った。不定形耐火物の一部をボーリング採取後、上記と同様にして、ロータリーキルン炉の入口から１３ｍの距離の場所の溶損した厚みと浸透した厚みを評価した。結果を表７に示した。
(Real furnace test)
The amorphous refractory composition of Examples 1 to 4 and Comparative Example 2 and water were kneaded, and after being molded as a molded body having a thickness of 280 mm on the inner wall of the outlet 8 m of the rotary kiln furnace, firing (over 10 hours) The temperature was raised to 200 ° C., kept for 12 hours, then heated to 300 ° C. over 18 hours, and then kept for 10 hours, then raised to 600 ° C. over 10 hours and kept for 8 hours) The construction was carried out in which an irregular refractory was formed on the inner wall of the rotary kiln furnace. In the rotary kiln furnace, the waste having the composition shown in Table 5 below is averaged at a rate of 16.4 tons per hour, and the ambient temperature in the vicinity of the kiln outlet is controlled from about 900 ° C. to about 1,200 ° C. The test was conducted while actually operating for 98.6 days. After a part of the amorphous refractory was taken by boring, in the same manner as described above, the melted thickness and the infiltrated thickness at a distance of 13 m from the rotary kiln furnace inlet were evaluated. The results are shown in Table 7.
表６に示すように、施工後の比較例２の不定形耐火組成物からなる不定形耐火物に比べ、施工後の実施例１〜４の不定形耐火組成物からなる不定形耐火物のほうが、明らかに耐溶損性が高いことがわかる。 As shown in Table 6, the amorphous refractory made of the amorphous refractory composition of Examples 1 to 4 after the construction is better than the amorphous refractory made of the amorphous refractory composition of Comparative Example 2 after construction. This clearly shows that the resistance to erosion is high.
Claims (7)
前記アルミナとしては、アルミナ含有量が９９質量％以上のアルミナ粒子を含むことを特徴とする不定形耐火組成物。 Amorphous refractory having a chemical composition containing 78% by mass to 83% by mass of alumina, 3% by mass to 7% by mass of silica, 8% by mass to 12% by mass of chromia, and 2% by mass to 4% by mass of zirconia. A composition comprising:
An amorphous refractory composition comprising alumina particles having an alumina content of 99% by mass or more as the alumina.
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