JP3278760B2 - 焼却灰等の溶融炉用ZrO2系溶融鋳造耐火物及びその製造方法 - Google Patents
焼却灰等の溶融炉用ZrO2系溶融鋳造耐火物及びその製造方法Info
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Description
市ごみ焼却灰や特別廃棄物としての飛灰(集塵灰)、感
染性廃棄物の焼却灰のような灰あるいは下水汚泥ケーキ
や産業廃棄物である鉄鋼業等から大量に排出される石炭
灰やスラグ(以下、焼却灰等という)を溶融する溶融炉
に用いられる溶融炉用ZrO2 系溶融鋳造耐火物及びそ
の製造方法に関するものである。
4〜6重量%,CaO 0.2重量%以下,Al2 O
3 2重量%以下程度の従来の一般的なZrO2 質溶融
鋳造耐火物は、電気ガラスや光学ガラスのような通常の
ガラスを溶融する場合には耐蝕性のある耐火物として、
従来から広く使用されている。しかるに、このような一
般的なZrO2 質溶融鋳造耐火物をCaO分の多い焼却
灰等、例えば最近注目を集めているごみ焼却場から出る
焼却灰や飛灰(集塵灰)を溶融する炉の内張材に使用す
ると、ZrO2 質溶融鋳造耐火物はそこに含まれている
CaOにより激しく浸蝕されて3ヶ月〜半年程度しか使
用できない。ごみ焼却場から出る焼却灰や飛灰は、その
ままでは融点が高すぎて溶融しにくいので、石灰石等の
CaO分を添加してその融点を下げているのが実情であ
り、特に飛灰に関しては含有するHCl分を中和するた
めに消石灰を噴霧しており、この融点を下げるため及び
中和のためのCaOの添加が同時に溶融化を容易にする
ための融剤ともなっているが、これが炉壁を痛める最大
の原因となっていた。又、特に鉄鋼業から大量に排出さ
れる石炭灰やスラグにはCaO分が多量に含まれてお
り、同様にその溶融処理において、内張材に使用される
ZrO2 質溶融鋳造耐火物が浸蝕されるという問題があ
った。
は、CaO分に対する耐蝕性を向上し得る溶融炉用Zr
O2 系溶融鋳造耐火物及びその製造方法を提供しようと
するものである。
め、本発明の溶融炉用ZrO2 系溶融鋳造耐火物は、焼
却灰や飛灰、下水汚泥ケーキ、石炭灰、スラグを溶融す
る溶融炉に用いられる溶融炉用ZrO2 系溶融鋳造耐火
物であって、ZrO2 85〜94重量%,SiO2
2〜10重量%,CaO 0.5〜7重量%及びAl2
O3 0.2〜4重量%を含有してなることを特徴とす
る。又、溶融炉用ZrO2 系溶融鋳造耐火物の製造方法
は、焼却灰や飛灰、下水汚泥ケーキ、石炭灰、スラグを
溶融する溶融炉に用いられる溶融炉用ZrO2 系溶融鋳
造耐火物の製造方法であって、耐火物の組成がZrO2
85〜94重量%,SiO2 2〜10重量%,CaO
0.5〜7重量%及びAl2 O3 0.2〜4重量%
となるようにZrO2 を主成分とする原料にCaOを添
加して溶融鋳造することを特徴とする。
aOによって浸蝕される状況を詳細に観察検討すること
によって、以下に述べるような改善策を見出したもので
ある。すなわち、浸蝕を受けたZrO2 質溶融鋳造耐火
物の表面層は、ジルコニア結晶粒部もマトリックス部も
比較的一様に浸蝕されているように見える。しかしなが
らこれをさらに詳細に観察すると、溶融状態の焼却灰等
(以下、溶融物という)に含まれるCaOが、耐火物中
のジルコニア結晶に拡散して安定化ジルコニア様の変質
層が耐火物の溶融物接触面に形成され、しかもこの安定
化ジルコニア様の変質層が形成された部分は、それが形
成されなかった部分より比較的浸蝕を受けていないこと
が観察された。
物成分が最も容易に侵入できるマトリックス部が非常に
減少しているため、溶融物に対する一種の保護層にな
る。この保護層はわずかづつ浸蝕されていくが、その場
合でもより内部に新たな保護層が形成されるため、永続
的に形成され続けていくことになる。本発明者らは、こ
の現象を考察して、ZrO2 系溶融鋳造耐火物を鋳造す
る際に予めCaOを2重量%前後配合しておくことによ
って耐火物が溶融物と接して熱影響を受けた時に、その
内部成分のみの働きにより安定化ジルコニア様の変質層
が形成されるようにしたものである。従って、溶融物中
の変動するCaO含有量に左右されず、安定化ジルコニ
ア様の変質層を界面に常に形成することができる。
は、主としてマトリックス部に存在し、CaOが溶融物
から供給されないようなCaO含有量の比較的少ない下
水汚泥ケーキや焼却灰の溶融物と接している場合には安
定化ジルコニア様の変質層を形成するためのCaOの供
給源となる。耐スポーリング性は幾分劣るようになって
も、キャスタブルの裏張りで補強する等の対策を講ずれ
ば、通常のCaO量のZrO2 質溶融鋳造耐火物と比較
して使用不可能な程のものではない。しかも、耐蝕性に
ついては熱影響を受けて界面部分が安定化ジルコニア様
の変質層に変質するので、溶融物中のCaOによっても
ほとんど浸蝕を受けず、従来のZrO2 質溶融鋳造耐火
物と比較して著しく優れている。この現象は、形成され
た安定化ジルコニア様の変質層が溶融物中のCaOによ
る侵蝕に対して保護作用をしているものと推察される。
融鋳造耐火物にあらかじめCaOを含有させて溶融物と
接したときにそこに含まれるCaO含有量に左右されず
に耐火物中の内部成分の働きにより安定化ジルコニア様
の変質層を作らせ、耐火物の耐蝕性を改善したものであ
る。
定したのは、これより少ないと安定化ジルコニア様の変
質層が形成されないか極く僅かであるため効果が薄く、
これより多いと製造工程上クラックのない鋳塊が得られ
ないためである。
1に示した溶融炉用ZrO2 系溶融鋳造耐火物の浸蝕テ
ストを実施した。
化学組成を表2に示した。侵食テスト試料は約20φ×
80mmの円柱試料で、内容積180×180×80m
mの坩堝内に満たした試験灰の溶融物にこれらのテスト
試料を浸漬した。試験条件は1450℃で72hrであ
る。
ラスライン浸蝕量(mm)を示した。なお、表2および
表3中の下水汚泥灰は、下水汚泥ケーキを焼いたもので
ある。
と、試験灰の種類を問わず同じZrO2 の含有量では実
施例が比較例よりもガラスライン浸蝕量が小さいといえ
る。従って、CaOの添加効果によってZrO2 系溶融
鋳造耐火物の耐蝕性は向上していると考えられる。実施
例と比較例を同じZrO2 の含有量でその浸蝕量を比較
すると、平均で約1.5倍耐蝕性が向上している。
火物及びその製造方法によれば、あらかじめ含有されて
いるCaOが溶融状態の焼却灰等と接したときに、Zr
O2 と反応して安定化ジルコニア様の変質層が形成され
てCaOによる浸蝕が低減するので、耐火物の寿命を従
来のZrO2 質溶融鋳造耐火物よりも約1.5倍伸ばす
ことができる。
Claims (2)
- 【請求項1】 焼却灰や飛灰、下水汚泥ケーキ、石炭
灰、スラグを溶融する溶融炉に用いられる溶融炉用Zr
O2 系溶融鋳造耐火物であって、ZrO2 85〜94
重量%,SiO2 2〜10重量%,CaO 0.5〜
7重量%及びAl2 O3 0.2〜4重量%を含有して
なることを特徴とする溶融炉用ZrO2系溶融鋳造耐火
物。 - 【請求項2】 焼却灰や飛灰、下水汚泥ケーキ、石炭
灰、スラグを溶融する溶融炉に用いられる溶融炉用Zr
O2 系溶融鋳造耐火物の製造方法であって、耐火物の組
成がZrO2 85〜94重量%,SiO2 2〜10
重量%,CaO0.5〜7重量%及びAl2 O3 0.
2〜4重量%となるようにZrO2 を主成分とする原料
にCaOを添加して溶融鋳造することを特徴とする溶融
炉用ZrO2 系溶融鋳造耐火物の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23415994A JP3278760B2 (ja) | 1994-09-02 | 1994-09-02 | 焼却灰等の溶融炉用ZrO2系溶融鋳造耐火物及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP23415994A JP3278760B2 (ja) | 1994-09-02 | 1994-09-02 | 焼却灰等の溶融炉用ZrO2系溶融鋳造耐火物及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08119731A JPH08119731A (ja) | 1996-05-14 |
JP3278760B2 true JP3278760B2 (ja) | 2002-04-30 |
Family
ID=16966586
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23415994A Expired - Lifetime JP3278760B2 (ja) | 1994-09-02 | 1994-09-02 | 焼却灰等の溶融炉用ZrO2系溶融鋳造耐火物及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3278760B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2984878B1 (fr) | 2011-12-21 | 2014-02-28 | Saint Gobain Ct Recherches | Produit refractaire a forte teneur en zircone. |
-
1994
- 1994-09-02 JP JP23415994A patent/JP3278760B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08119731A (ja) | 1996-05-14 |
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