JP3006729B2 - ジルコニア質耐火物セッタ−とその製造方法 - Google Patents

ジルコニア質耐火物セッタ−とその製造方法

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JP3006729B2
JP3006729B2 JP3170479A JP17047991A JP3006729B2 JP 3006729 B2 JP3006729 B2 JP 3006729B2 JP 3170479 A JP3170479 A JP 3170479A JP 17047991 A JP17047991 A JP 17047991A JP 3006729 B2 JP3006729 B2 JP 3006729B2
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河▲さき▼清宣
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NGK Adrec Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はジルコニア質の微粉原料
と粗粒原料との混合物からなる坏土を成形し、焼成して
なる耐火物セッターに係り、特に微粉原料の配合比を粗
粒原料のそれよりも多い粒度分布を有する耐火物セッタ
ーとその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】炉例えばローラハースキルン内を被焼成
物を通過させながらこれを焼成処理する場合、その被焼
成物は耐火物のセッターに載置され、このセッターがキ
ルン内を通過するように移動される。一般に、このよう
な使用目的のセッターにはジルコニア質の焼成耐火物が
あり、70〜95重量%のジルコニア粗粒原料、30〜
5重量%のジルコニア微粉原料、少量のバインダーおよ
び水からなる混合物をフレット混練と称される方法で混
練して坏土を得、この坏土を金型でプレス成形して後、
乾燥させ、1600℃前後の雰囲気中で焼成してなるも
のである。ここでフレット混練とは、原料を収容した容
器内の平らな底面上でホイールと称する重いローラを転
がすことによって原料をローラと容器の底面との間で圧
迫し混練効果を得る方法である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この様な方法で得られ
たセッターの特性は、辺寸法90〜130ミリメート
ル、厚さ3〜6ミリメートルの大きさの四角形セッター
を例にすると、曲げ強度が1センチ平方当たり約200
キログラム、見掛気孔率が20〜28%、嵩比重が3.
9〜4.35であり、使用上支障を生じない特性とされ
ている。しかしながら、この程度の曲げ強度では辺寸法
が150ミリメートル以上に及ぶ大形セッターになると
取り扱い中に変形し、破損されたりするおそれがあり、
セッターの大形化の障害となっていた。
【0004】そこで本発明の目的は、高い曲げ強度が得
られ、しかもその製造が容易なジルコニア質耐火物セッ
ターとその製造方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によるジルコニア
質耐火物セッターは、ジルコニア質の微粉原料と粗粒原
料との混合物スラリーをスプレードライヤー処理により
造粒してなる原料を坏土とすることを特徴とする。
【0006】本発明の別の態様によるジルコニア質耐火
物セッターは、微粉原料だけをスプレードライヤー処理
により造粒してなる原料と未造粒の粗粒原料との混合物
を坏土とすることを特徴とする。
【0007】本発明のジルコニア質耐火物セッターの第
1の製造方法は、95〜60重量%の微粉原料、5〜4
0重量%の粗粒原料、少量のバインダーおよび水の混合
物スラリーをスプレードライヤー処理によって造粒して
坏土を得、この坏土を成形し、焼成することを特徴とす
る。
【0008】また第2の製造方法は、微粉原料、少量の
バインダーおよび水の混合物スラリーのみをスプレード
ライヤー処理によって造粒し、その造粒された95〜6
0重量%の造粒微粉原料と5〜40重量%の未造粒の粗
粒原料とを混合させて坏土を得、その坏土を成形し、焼
成することを特徴とする。ここで、粗粒原料の粒度とは
30〜325メッシュのものをいい少なくともメッシュ
325以上であることが好ましい。また、微粒原料とは
325メッシュ以下のものをいう。
【0009】本発明によるジルコニア質耐火物セッター
の、粗粒,微粒のジルコニア質原料としては、ジルコニ
ア単味のもの、Y2 O3 ,CaO,Mg O等で部分安定化
したもの、等を用いることができるが、通常は安定化率
75〜95%のものを用いることが好ましい。
【0010】また、スプレードライヤー造粒後の造粒物
の粒度は、特に限定されないが、セッター等を金型成形
するためには、粗粒と微粒の同時造粒ではD50が70〜
90μm,微粒だけの造粒物ではD50が65μm前後で
あることが好ましい。
【0011】
【作用】本発明の製造方法により製造されたセッターの
特性は、上述の従来例としたものと同一大きさのものを
例にすると、曲げ強度が1センチ平方当たり350キロ
グラム以上、見掛気孔率が22〜31%、嵩比重が3.
8〜4.4であった。これは明らかに曲げ強度が大幅に
向上され、しかも微粉原料の比率が多い粒度分布にもか
かわらず見掛気孔率および嵩比重が従来のそれと同等の
良好なレベルに維持されている。この程度の強度になる
と、厚さが最小1ミリメートルでも辺寸法150ミリメ
ートルの大形セッターを得ることが可能になる。特にこ
の強度特性は焼成工程での焼成温度が1450℃前後で
得られており、焼成温度を上げると強度がさらに向上す
ることが認められた。これは低い焼成温度で高い強度が
得られることを意味し、焼成コストの低減を期待でき
る。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。初
めにこの発明の造粒工程で使用スプレードライヤー処理
法の一例について第1図を用いて原理的に説明する。こ
のスプレードライヤー造粒機は乾燥室1の上部にモータ
2によって高速回転(7000〜25000rpm)さ
れるロータリーアトマイザーと称される噴射体3と熱風
供給装置4とが配置されてなる。ポンプ5は原料槽6内
のスラリーを吸い上げ噴射体3に供給させるためのもの
で、これと同時に熱風供給装置4が約200℃の熱風を
乾燥室1内に送り込むようになっている。
【0013】そして原料槽6内の例えば30〜50%の
水分を含むスラリー7がポンプ5によって高速回転中の
噴射体3に供給されると、スラリー7が遠心力の作用で
高速噴出され粒状になると共に、熱風によって乾燥され
ながら水分1%以下の粒子となって下方の貯溜容器8に
貯えられる。噴射体としては上記のような遠心力噴射方
式ではなく加圧ノズル方式のものもある。この加圧ノズ
ル方式でない上記の方式をロータリーアトマイザー方式
と称される。
【0014】次に実施例のジルコニア質耐火物の製法の
基本について述べると、95〜60重量%の微粉原料と
5〜40重量%の粗粒原料(メッシュ325以上の粒
度)と水分量30〜50%にするための水とを所定時間
混合し、その後、原料槽6内に少量のバインダ−を加え
てさらに攪拌混合を続け、このようにして調製されたス
ラリー7をポンプ5および熱風供給装置4を駆動してス
ラリー7を高速回転中の噴射体3から噴射させて造粒す
る。こうして造粒されてなる原料すなわち坏土9は貯溜
容器8に回収される。この坏土9を従来のセッターの場
合と同様に金型によってプレス成形し、その後焼成処理
される。なお、造粒した微粒と未造粒の粗粒原料の場合
には、市販のV型ミキーサー等で混合した後、プレス成
形し、その後焼成処理をすればよい。
【0015】以上の基本製法における原料の組成、成形
および焼成温度に関する具体的な実施データを表1に示
す。
【0016】
【表1】
【0017】
【表2】 (1)A1〜A3は下記混合比のスラリーである。 A1 A2 A3 粗粒原料(重量%) 5 15 40 微粉原料(重量%) 95 85 60 (2)C、Dは坏土の種類 Cは粗粒原料と微粉原料との混合物スラリーをスプレー
ドライヤー処理で造粒して得た坏土。Dは微粉原料スラ
リーをスプレードライヤー処理により造粒原料を得、こ
の得られた造粒原料と未造粒の粗粒原料との混合物から
なる坏土。
【0018】(3)B1,B2は焼成温度を示し、B1
は1450℃、B2は1650℃表3および表4は、フ
レット混練(略称FT混練)工程を経た場合とスプレー
ドライヤー(略称SD造粒)処理工程を経た場合とを各
事項について対比して示す。
【0019】
【表3】 注;表3中、曲げ強度は100×30×4のサンプルを
切り出しオートグラフにより3点曲げの常温強度を測定
したものでその単位は平方センチ当たりキログラム、見
掛気孔率、嵩比重は1650℃焼成の値を示す。また、
×は不良、○は良、△は×と○との間、☆は難点ありの
評価を示す(表4についても同様)。
【0020】
【表4】 表4中、FT混練はフレット混練、SD造粒はスプレー
ドライヤー造粒、E1〜E4は下記の組成物混合割合を
表す。 E1 E2 E3 E4 粗粒原料(重量%) 55〜95 5〜40 55〜95 5〜40 微粉原料(重量%) 45〜5 95〜60 45〜5 95〜60 以上のデータから、微粉と粗粒との混合比を同一である
とした場合、スプレードライヤー処理工程を経て坏土を
調製する本発明の方が、フレット混練工程を経る従来法
に比し強度が増すことが分かる。また、本発明の方法の
方が坏土の粒度分布が均一になり、成形工程では金型へ
の均一充槇が容易になり、焼成収縮は部分的でなく均一
に起こるといる優れた特徴が得られることが分かる。
【0021】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、見掛
気孔率、嵩比重が従来と同等の好ましい特性を維持しな
がら強度を大幅に向上でき、薄くて大きい形状のセッタ
ーを容易に形成できると共に、製造工程では焼成コスト
の低減を期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】スプレードライヤー造粒装置の原理構成を説明
するための線図
【符号の説明】
1は乾燥室、3は噴射体、4は熱風供給装置、5はポン
プである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−97424(JP,A) 特開 平2−21857(JP,A) 特開 昭60−96530(JP,A) 特開 昭60−86025(JP,A) 特開 昭59−169969(JP,A) 特開 昭62−202862(JP,A) 特開 昭51−6692(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C04B 35/628 C04B 35/42 - 35/49 CA(STN) JICSTファイル(JOIS) REGISTRY(STN) WPI(DIALOG)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 微粉原料と粗粒原料との混合物スラリー
    をスプレードライヤー処理により造粒してなる原料を坏
    土とすることを特徴とするジルコニア質耐火物セッタ
    ー。
  2. 【請求項2】 微粉原料スラリーをスプレードライヤー
    処理により造粒してなる原料と粗粒原料との混合物を坏
    土とすることを特徴とするジルコニア質耐火物セッタ
    ー。
  3. 【請求項3】 95〜60重量%の微粉原料、少なくと
    もメッシュ325の粒度をもつ5〜40重量%の粗粒原
    料、バインダーおよび水の混合物スラリーをスプレード
    ライヤー処理によって造粒して坏土を得、この坏土を成
    形し、焼成することを特徴とするジルコニア質耐火物セ
    ッターの製造方法。
  4. 【請求項4】 微粉原料、バインダーおよび水の混合物
    スラリーをスプレードライヤー処理によって造粒し、そ
    の造粒された95〜60重量%の原料と、少なくともメ
    ッシュ325の粒度をもつ5〜40重量%の粗粒原料と
    を混合して坏土を得、その坏土を成形し、焼成すること
    を特徴とするジルコニア質耐火物セッターの製造方法。
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