JP3610523B2 - 耐溶融スラグ耐火材原料組成物及び耐溶融スラグ耐火材 - Google Patents

耐溶融スラグ耐火材原料組成物及び耐溶融スラグ耐火材 Download PDF

Info

Publication number
JP3610523B2
JP3610523B2 JP07125794A JP7125794A JP3610523B2 JP 3610523 B2 JP3610523 B2 JP 3610523B2 JP 07125794 A JP07125794 A JP 07125794A JP 7125794 A JP7125794 A JP 7125794A JP 3610523 B2 JP3610523 B2 JP 3610523B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
particles
aggregate
particle size
refractory material
molten slag
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP07125794A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH07257979A (ja
Inventor
孝雄 日下部
哲郎 加藤
三郎 森井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JGC Corp
Original Assignee
JGC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JGC Corp filed Critical JGC Corp
Priority to JP07125794A priority Critical patent/JP3610523B2/ja
Publication of JPH07257979A publication Critical patent/JPH07257979A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3610523B2 publication Critical patent/JP3610523B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、各種金属精練、ガラス溶融、或は産業廃棄物や生活汚泥の焼却溶融等、高温の溶融スラグと接する炉壁及び炉床を有する炉体の構築に使用する耐溶融スラグ耐火材原料組成物及び耐溶融スラグ耐火材に関する。
【0002】
【従来の技術】
Al 及びCr を含有する耐火材は高温における溶融スラグに対する耐蝕性に優れているため、ガラス工業や金属精練業における炉材として広く使用されている。しかしながら、産業廃棄物や生活汚泥の焼却溶融処理に使用する炉体材料としては、処理対象物の構成成分や物理的状態が定常的でないという特殊条件に対応する必要上特に高い性能が要求される。ことに、産業廃棄物や生活汚泥の処理においては、出来る限りの省エネルギー運転が求められるため、炉の昇温や降温を頻繁にまた短時間に行なうことがあり、そのため、炉材として高い耐スポーリング性を求められていた。
【0003】
このため本発明者等は先に特開平5−170523「焼結耐火材」において、従来の電鋳耐火材に対し焼結法で、緻密かつ均一な組成を有する耐スポーリング性耐火材を提案した。この焼結耐火材は粒径1〜10mmの実質的にAl よりなる骨材粒子20〜80重量%、粒径0.1mm以下の鉱化剤1〜10重量%、並びに残りの成分として粒径1mm以下でCr :ZrO の比率が重量で40〜90:60〜10のCr 及びZrO よりなる粒子を均一に混和して成型.焼結し、見掛気孔率を9〜35%としたものであることを特徴とするもので、骨材としてのAl 粒子の間隙を粒径1mm以下のCr 及びZrO 粒子を混入することにより粒子間を緻密な組織とし、さらに、適宜の鉱化剤(焼結剤)を用いることにより焼結したもので、これにより、炉の昇温及び降温時における耐スポーリング性を飛躍的に向上したものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の炉材を都市汚泥の焼却溶融に使用した実プラント運転の経験では、耐スポーリング性の問題は事実上解決されたが、一方それに伴って、より一層改善された耐食性を有する炉材が求められるに到った。すなわち、前記の炉材においては、都市汚泥の焼却溶融の際、溶融スラグに接する部分に侵食が見られ、炉の耐久性に問題を生じる所のあることが判明した。侵食部を詳細に検討したところ、Al 骨材に侵食が見られ、骨材の耐食性を向上する必要があるものと認められた。本発明は、かかる現象に注目し、一層耐蝕性に優れた、金属精練、ガラス溶融、或は産業廃棄物や生活汚泥の焼却溶融等、高温の溶融スラグと接する炉壁及び炉床を有する炉体の構築に使用する耐溶融スラグ耐火材原料組成物及び耐溶融スラグ耐火材を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明に関わる耐溶融スラグ耐火材原料組成物は、粒径1〜10mmの範囲内の実質的にAl 及びCr からなる骨材粒子を20〜40重量%、粒径1mm以下のZrO 及び粒径0.1mm以下のCr からなる骨材粒子間充填用粉末を50〜70重量%並びに粒径0.1mm以下の微粉からなる鉱化剤を1〜10重量%含む混合物であることを特徴とする。また本発明に関わる耐溶融スラグ耐火材は、前記の粒径1〜10mmの範囲内の実質的にAl 及びCr からなる骨材粒子を20〜40重量%、粒径1mm以下のZrO 及び粒径0.1mm以下のCr からなる骨材粒子間充填用粉末を50〜70重量%並びに粒径0.1mm以下の微粉からなる鉱化剤を1〜10重量%含む混合物である原料組成物の燒結物であることを特徴とする。
【0006】
Al 及びCr よりなる骨材粒子としては粒径が1〜10mmの範囲のものであることが必要である。粒径が1mmより小さい粒子を使用する場合は耐食性が劣り、一方粒径が10mmを超える場合は強度上の問題を生じる。
【0007】
骨材粒子のAl 及びCr の合計は耐火材成分の20〜40重量%を占めることが必要である。20重量%より少ない場合は耐食性が劣り、40重量%を越える場合は後記の骨材粒子間充填用粉末との関係から成型性が悪くなり好ましくない。
【0008】
骨材粒子は単味のAl 粒子及び単味のCr 粒子の混合物でも良いし、或はAl とCr の固溶体粒子だけでも良い。更にまた、単味のAl 粒子及びCr 粒子の混合物にAl とCr の固溶体粒子を混合しても良い。そのほか、Al とCr の固溶体粒子に単味のAl 粒子又は単味のCr 粒子を混合したものでも良い。
【0009】
骨材粒子(粒径1〜10mmの範囲内の実質的にAl 及びCr からなる粒子)におけるAl 及びCr の重量比率は、90〜25:10〜75とすることが望ましい。この範囲において、Al とCr のそれぞれの特性が生かされ、特に優れた耐蝕性が得られる。
【0010】
骨材粒子間充填用粉末としてのZrO は骨材粒子の間隙を充填し、耐火材を緻密な構造とすることにより耐火材の強度及び耐食性の向上に寄与するもので、粒径1mm以下のものを使用することが望ましい。粒径の下限値は特に制限されないが、骨材粒子間充填用粉末としてのCr の粒径より大であることが望ましい。なお本発明において、骨材粒子間充填用粉末と言う用語は、粒径1〜10mmの範囲内の骨材粒子の粒子間の間隙を充填する目的で使用される粉末という意味で用いており、粉末であること以外の特別の属性を有することを意味するものではない。
【0011】
骨材粒子間充填用粉末としてのCr は、同じく、骨材粒子の間隙及びさらに骨材粒子と前記ZrO 粒子との間隙を充填し、耐火材をより緻密な構造とすることにより強度及び耐食性を向上するものであり、充填をよくするためにはCr は粒径0.1mm以下とするのが望ましい。粒径の下限値は特に制限されず、サブミクロンオーダーのものも使用できる。Cr 粉末は高純度のCr 粒子、Cr 骨材粒子を0.1mm以下に粉砕した粒子のうち少なくとも1つを用いることができる。
【0012】
骨材粒子間充填用粉末のZrO とCr の合計は耐火材成分の50〜70重量%であることを必要とし、ZrO :Cr の比率は重量で30〜70:70〜30の範囲が好ましい。このような比率とすることにより、相対的に大きい粒子(粒径1〜10mmの骨材粒子)、中間の大きさの粒子(粒径1mm以下のZrO 粉末)及び最も細かい粒子(粒径0.1mm以下のCr 粉末)が組み合わされて粒子間の間隙を最小にし、耐火材をより緻密な構造とすることができる。
【0013】
鉱化剤(燒結剤)は一般に耐火材の製造において鉱化剤として使用されているもので良く、粒径0.1mm以下のものが望ましく、通常0.1mm〜0.01mm程度、あるいはそれ以下のものが使用される。鉱化剤は主としてSiO 、Al 、CaO及びMgOからなり、この粒子混合物を1〜10重量%使用し、耐火材組成物を燒結させる。
【0014】
燒結体の製造方法としては、本発明の原料組成物に水を加えて混練し、型枠内で加圧成型したものを乾燥後焼成する方法、あるいは本発明の原料組成物に水を加えて混練し、型に流し込み、固化させた後、乾燥、焼成する(鋳込み法)等適宜の方法が可能である。焼成温度は通常1300〜2000℃の範囲、好ましくは1500〜1900℃の範囲である。そのほか、本発明の原料組成物に水を加えただけの未焼成混練物を、炉の作成時に炉体構築物として使用したり、或は炉の補修用として充填することもできる。
【0015】
また、本耐火材は、溶融炉に使用できるばかりでなく、溶融以外の一般の高温炉の構築に使用することもなんら差し支えない。
【0016】
以下実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
【0017】
【実施例1〜7及び比較例1〜8】
骨材として粒径1〜10mmの範囲のAl 粒子とCr 粒子、骨材粒子間充填用粉末として粒径1mm以下のZrO 粒子と粒径0.1mm以下のCr 粒子、および粒径0.1mm以下の主としてSiO 、Al 、CaO、及びMgOからなる鉱化剤を所定量加えて合計20Kgとした。これに水1.6Kgと成型助剤としてのアクリル系界面活性剤0.2Kgを同時に添加して混合し混練した。次に上記混練物を並形の型枠(60mm×120mm×220mm)に流し込み、1昼夜養生して固化した成型体を十分乾燥した後、ガス炉中で1700〜1900℃で焼成した。この燒結体をテストプラント規模の産業廃棄物焼却炉で試用し、下水汚泥の種類を1日〜1週間ごとに変え、1400℃で通算約2000時間溶融処理を行った。用いた各種汚泥の灰分の組成を表1に示す。
【0018】
【表1】
Figure 0003610523
【0019】
その結果得られた耐蝕性等の評価を表2に示す。骨材合計量については、試験番号5〜11(実施例1〜7)によれば、Al とCr の合計量が20〜40重量%の範囲にあれば減肉量は少ない。しかし、骨材合計量が20重量%以下となっている試験番号1〜3(比較例1〜3)では減肉量は増大し、また骨材合計量が40重量%以上となっている試験番号13、14(比較例6〜7)では成型性が悪化している。このことより骨材合計量は20〜40重量%が最適範囲であることは明らかである。試験番号4(比較例4)は骨材合計量が20重量%ではあるが、骨材粒子間充填用粉末が75重量%と、本発明で規定する70重量%を越えているために減肉量は大であった。また試験番号5(比較例5)は骨材合計量が40重量%、骨材粒子間充填用粉末が59.5重量%と、いずれも本発明で規定する値の範囲内であるが、鉱化剤が0.5重量%と少ないために燒結不能であった。なお試験番号15(比較例8)は、前記特開平5−170523に開示された焼結耐火材に相当するものであるが、骨材としてCr 粒子を含まないために減肉量は大であった。
【0020】
【表2】
Figure 0003610523
【0021】
【実施例8〜13及び比較例9〜15】
耐火材の組成は一定(骨材合計量35重量%,Al :Cr =50:50;粉末合計量60重量%,ZrO :Cr =70:30;鉱化剤5重量%)とし各原料の粒径を各種選んで実施例1〜7と同様の方法で耐火材を作成した。この燒結体をテストプラント規模の産業廃棄物用高温焼却炉で試用し、実施例1〜7と同様の下水汚泥の溶融を行った。その結果得られた耐蝕性等の評価を表3に示す。
【0022】
【表3】
Figure 0003610523
【0023】
Al 及びCr 骨材の粒径が1〜10mmの範囲、骨材粒子間充填用粉末としてのZrO の粒径が1mm以下でCr の粒径が0.1mm以下の試験番号18〜23(実施例8〜13)の燒結体はいずれも減肉量が2mm/1000時間で優れた耐蝕性を示した。しかしAl 骨材の粒径が1mm未満、0.1mm以上で且つ骨材粒子間充填用粉末としてのCr の粒径が0.1mmより大きい(但し骨材粒子の平均粒径より小さい)試験番号16(比較例9)、Al 骨材及びCr 骨材の両方の粒径が1mm未満、0.1mm以上で且つ骨材粒子間充填用粉末としてのCr の粒径が0.1mmより大きい(但し骨材粒子の平均粒径より小さい)試験番号17(比較例10)(いずれの場合も骨材粒子間充填用粉末としてのZrO 粉末の粒径も骨材粒子の平均粒径より小さい)、或はAl 骨材の粒径が10mmを越える試験番号24、25(比較例11、12)は、いずれも減肉量が5〜10mm/1000時間と大であった。またCr 骨材の粒径が15mmであるばかりでなくZrO の粒径が2mm以上である試験番号26〜28(比較例13〜15)は減肉量が5〜10mm/1000時間と大であるばかりでなく、亀裂或は貫通孔が発生した。表3の結果より、Al 及びCr 骨材の粒径は1〜10mmの範囲が適当で、骨材粒子間充填用粉末としてのZrO の粒径は1mm以下、骨材粒子間充填用粉末としてのCr の粒径は0.1mm以下が優れていることが明らかである。
【0024】
【発明の効果】
耐蝕性に優れた、金属精練、ガラス溶融、或は産業廃棄物や生活汚泥の焼却溶融等、高温の溶融スラグと接する炉壁及び炉床を有する炉体の構築に使用する耐溶融スラグ耐火材原料組成物又は耐溶融スラグ耐火材を得ることができる。

Claims (12)

  1. 粒径1〜10mmの範囲内の実質的にAl 及びCr からなる骨材粒子を20〜40重量%、粒径1mm以下のZrO 及び粒径0.1mm以下のCr からなる骨材粒子間充填用粉末を50〜70重量%並びに粒径0.1mm以下の微粉からなる鉱化剤を1〜10重量%含む混合物であることを特徴とする耐溶融スラグ耐火材原料組成物。
  2. 骨材粒子が単味のAl 粒子及び単味のCr 粒子の混合物及び/又はAl とCr の固溶体粒子からなる請求項1に記載の耐溶融スラグ耐火材原料組成物。
  3. 骨材粒子がAl 及びCr の固溶体である粒子とAl 粒子又はCr 粒子との混合物からなる請求項1に記載の耐溶融スラグ耐火材原料組成物。
  4. 骨材粒子におけるAl 及びCr の重量比率が90〜25:10〜75である請求項1、請求項2又は請求項3に記載の耐溶融スラグ耐火材原料組成物。
  5. 骨材粒子間充填用粉末におけるZrO 及びCr の重量比率が30〜70:70〜30である請求項1、請求項2、請求項3又は請求項4に記載の耐溶融スラグ耐火材原料組成物。
  6. 鉱化剤が主としてSiO 、Al 、CaO及びMgOからなる請求項1、請求項2、請求項3、請求項4又は請求項5に記載の耐溶融スラグ耐火材原料組成物。
  7. 粒径1〜10mmの範囲内の実質的にAl 及びCr からなる骨材粒子を20〜40重量%、粒径1mm以下のZrO 及び粒径0.1mm以下のCr からなる骨材粒子間充填用粉末を50〜70重量%並びに粒径0.1mm以下の微粉からなる鉱化剤を1〜10重量%含む混合物の燒結物であることを特徴とする耐溶融スラグ耐火材。
  8. 骨材粒子が単味のAl 粒子及び単味のCr 粒子の混合物及び/又はAl とCr の固溶体粒子からなる請求項7に記載の耐溶融スラグ耐火材。
  9. 骨材粒子がAl 及びCr の固溶体である粒子とAl 粒子又はCr 粒子との混合物からなる請求項7に記載の耐溶融スラグ耐火材。
  10. 骨材粒子におけるAl 及びCr の重量比率が90〜25:10〜75である請求項7、請求項8又は請求項9に記載の耐溶融スラグ耐火材。
  11. 骨材粒子間充填用粉末におけるZrO 及びCr の重量比率が30〜70:70〜30である請求項7、請求項8、請求項9又は請求項10に記載の耐溶融スラグ耐火材。
  12. 鉱化剤が主としてSiO 、Al 、CaO及びMgOからなる請求項7、請求項8、請求項9、請求項10又は請求項11に記載の耐溶融スラグ耐火材。
JP07125794A 1994-03-17 1994-03-17 耐溶融スラグ耐火材原料組成物及び耐溶融スラグ耐火材 Expired - Fee Related JP3610523B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP07125794A JP3610523B2 (ja) 1994-03-17 1994-03-17 耐溶融スラグ耐火材原料組成物及び耐溶融スラグ耐火材

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP07125794A JP3610523B2 (ja) 1994-03-17 1994-03-17 耐溶融スラグ耐火材原料組成物及び耐溶融スラグ耐火材

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07257979A JPH07257979A (ja) 1995-10-09
JP3610523B2 true JP3610523B2 (ja) 2005-01-12

Family

ID=13455491

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP07125794A Expired - Fee Related JP3610523B2 (ja) 1994-03-17 1994-03-17 耐溶融スラグ耐火材原料組成物及び耐溶融スラグ耐火材

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3610523B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102381879A (zh) * 2010-09-02 2012-03-21 山西太钢不锈钢股份有限公司 一种废弃耐火材料的利用方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6274524B1 (en) * 1997-04-25 2001-08-14 Kyocera Corporation Semiconductive zirconia sintering body and electrostatic removing member constructed by semiconductive zirconia sintering body
JP4843414B2 (ja) * 2006-08-30 2011-12-21 日揮株式会社 クロム系不定形耐火材用原料組成物及びこれを用いた耐火材
JP5342790B2 (ja) * 2008-02-28 2013-11-13 日立造船株式会社 耐熱性セラミックス
US7754633B2 (en) * 2008-07-22 2010-07-13 Harbison-Walker Reeractories Company Chromia-alumina refractory
JP4796170B2 (ja) * 2009-06-05 2011-10-19 品川リフラクトリーズ株式会社 クロミア質キャスタブル耐火物及びそれを用いたプレキャストブロック
CN117326864B (zh) * 2023-10-24 2024-04-12 河南省瑞泰科实业集团有限公司 高电阻率高锆砖及其制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102381879A (zh) * 2010-09-02 2012-03-21 山西太钢不锈钢股份有限公司 一种废弃耐火材料的利用方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH07257979A (ja) 1995-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3610523B2 (ja) 耐溶融スラグ耐火材原料組成物及び耐溶融スラグ耐火材
EP0020022B1 (en) Plastic refractories with fused alumina-chrome grog
JP3751068B2 (ja) 水中ブロック
JP2003012378A (ja) 不定形耐火材およびその製造方法
JP3327536B2 (ja) 廃棄物溶融炉流し込み施工用不定形耐火物およびそれを使用した廃棄物溶融炉
JPH026373A (ja) 流し込み不定形耐火物
JP2007001827A (ja) アルミナークロミア質不定形耐火物
JP4843414B2 (ja) クロム系不定形耐火材用原料組成物及びこれを用いた耐火材
JPH03174369A (ja) 不定形耐火物
JP2000281455A (ja) アルミナ−ジルコニア質不定形耐火物
JP3604301B2 (ja) 不定形耐火物原料、原料混練物及び不定形耐火物
JPH07110780B2 (ja) 燒結耐火材
JP2598971B2 (ja) 不焼成アルミナカーボン質鋳造用ノズル
JPH09165270A (ja) アルミナ質流し込み不定形耐火物およびその成形体の製造方法
JP2766624B2 (ja) アルミナ・スピネル質不定形耐火物
JP3157310B2 (ja) 耐火物
JP2004210600A (ja) 焼結耐火材
JP3617012B2 (ja) 廃棄物溶融炉
JP3088095B2 (ja) アルミナ−クロム系耐火物
JP2008056510A (ja) アルミナ系不定形耐火材用原料組成物及びこれを用いた耐火材
KR100317307B1 (ko) 고내용성 염기성 부정형 내화물
JP3875054B2 (ja) 灰溶融炉用耐火組成物
JP2000263014A (ja) アルミドロス残灰の利用方法及びアルミナマグネシア質キャスタブル耐火物
JPH0680477A (ja) 取鍋敷用不定形耐火物
JP2672605B2 (ja) 溶銑予備処理用耐火構造体の不定形耐火物

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040401

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20041005

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20041008

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071029

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081029

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091029

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees