JP4205926B2 - Unshaped refractory for waste melting furnace and waste melting furnace lined with it - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物を減容処理するガス化溶融炉、灰溶融炉等の廃棄物溶融炉に内張りに使用する流し込み施工用の不定形耐火物と、その不定形耐火物を内張りした廃棄物溶融炉に関する。
【0002】
【従来の技術】
廃棄物溶融炉は、ダイオキシン発生の抑制と、廃棄物のさらなる減容化のために、その操業条件は過酷化の一途をたどっている。例えば、都市ごみ焼却炉の操業温度はダイオキシン発生の抑制を目的として、従来の800〜1000℃からさらに高温の1000〜1200℃で行なわれるようになった。また、近年は1400〜1500℃あるいは1600℃以上といった超高温で廃棄物を溶融減容するガス化溶融炉の使用が拡大している。
【0003】
例えば製鉄産業における高炉、溶融金属容器等で発生するスラグの成分は、質量比でCaO/SiO2:1〜4、アルカリ含有量は0.1質量%以下である。また、溶融内容物において、スラグは溶融金属上に浮遊する一部である。
【0004】
これに対し廃棄物溶融炉のスラグの成分は、廃棄物成分に由来するナトリウム等のアルカリおよび塩素等の酸を含有し、質量比でCaO/SiO2:0.3〜1.5、アルカリ含有量1〜10質量%である。また、溶融内容物は殆どがスラグである。
【0005】
廃棄物溶融炉の操業は、アルカリ含有量の多いスラグ成分と、溶融内容物が実質的にスラグのみであることで、その内張りの損耗作用は高炉、溶融金属容器等と大きく異なる。特に1400℃以上の温度で操業されるガス化溶融炉の場合、スラグによる損耗作用は一段と激しい。
【0006】
廃棄物溶融炉の内張り耐火物は、定形耐火物と不定形耐火物とに大別される。定形耐火物の施工はレンガ積み作業であり、重労働でしかも高度な技術を要する。そこで近年は、不定形耐火物による内張りが汎用されている。
【0007】
この廃棄物溶融炉内張り用の不定形耐火物として、アルミナ−クロミヤ質あるいはアルミナ−クロミヤ−ジルコニア質の不定形耐火物が提案されている(例えば特許文献1、特許文献2)。
【0008】
この不定形耐火物材質において、アルミナは耐食性と容積安定性、クロミヤは耐スラグ浸透性の効果をもつ。廃棄物溶融炉特有のアルカリ含有量の多いスラグに対し、耐スラグ浸透防止の面からクロミヤ成分は不可欠である。
【0009】
【特許文献1】
特開平8-48574号公報(1−3頁)
【0010】
【特許文献2】
特開平10−324562号公報(1−5頁)
【0011】
【特許文献3】
特開2000−335978号公報(1−4頁)
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
廃棄物溶融炉用の不定形耐火物は、他の不定形耐火物と同様に施工時の流動性付与として、分散剤が添加されている。一方、クロミヤ成分は主として酸化クロム超微粉が使用され、主骨材のアルミナ成分との反応によってアルミナ−クロミヤ系の固溶体が形成される。そして、このアルミナ−クロミヤ系の固溶体は廃棄物溶融炉で発生するスラグに対し、耐スラグ浸透防止の効果を発揮する。
【0013】
しかし、この酸化クロム超微粉の使用は、酸化クロムが超微粒子であることに加え、その表面性状のために不定形耐火物の施工時の粘性が高くなり、緻密な施工体が得られず、アルミナ−クロミヤ質がもつ耐スラグ浸透性の効果が十分に発揮されない。その結果、従来のこの種の廃棄物溶融炉用不定形耐火物はその耐用性において、決して満足されるものではない。
【0014】
廃棄物溶融炉の操業条件は過酷化の一途であり、本発明はこれに応えるため、酸化クロム超微粉の多量の使用が余儀なくされる廃棄物溶融炉用不定形耐火物において、従来材質よりさらに耐用性に優れた材質を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明の廃棄物溶融炉用不定形耐火物は、酸化クロム超微粉5〜35質量%、残部がアルミナ骨材および/またはアルミナ含有骨材を主材とした耐火原料組成100質量%に対し、外掛けで消石灰、石灰、炭酸カルシウム、塩化カルシウムまたは乳酸カルシウムから選ばれる一種または二種以上のCa化合物0.01〜1質量%と、カルボキシル基含有ポリエーテル系分散剤および結合剤を添加したことを特徴とする。
【0016】
本発明の不定形耐火物は、廃棄物溶融炉の内張りとしての使用時において、従来材質に比べて緻密なアルミナ−クロミヤ質焼結体が形成され、その耐用性が格段に向上する。その理由は以下の通りと考えられる。
【0017】
不定形耐火物に使用される分散剤は従来から種々のものが知られている。例えば、一般的なポリアクリル酸ソーダ等の有機系分散剤は、不定形耐火物施工時には耐火性微粉の表面に吸着し、微粉粒子同士を反発させる吸着層を耐火性微粉の表面に形成することで分散効果を発揮するが、前記したとおり酸化クロム超微粉を使用した不定形耐火物においては、十分な流動性付与の効果が得られない。
【0018】
これに対し本発明は、分散剤としてカルボキシル基含有ポリエーテル系化合物を使用する。カルボキシル基含有ポリエーテル系分散剤は長大なエチレンオキサイド鎖を有し、その長大なエチレンオキサイド鎖の立体反発の効果が大きいことで分散作用を持つ。しかし、酸化クロム超微粉を含む不定形耐火物の場合、酸化クロム粒子に対する吸着速度が遅いことから、単にカルボキシル基含有ポリエーテル系分散剤を使用するだけでは、エチレンオキサイド鎖の立体反発が十分に活かされず、ポリアクリル酸ソーダ等の他の分散剤と同様に流動性付与の効果に劣る。
【0019】
本発明はカルボキシル基含有ポリエーテル系分散剤と共に、さらにCa化合物を添加する。Ca化合物は溶液中においてCa2+イオンを溶出し、酸化クロム粒子への吸着速度を早めることで、カルボキシル基含有ポリエーテル系分散剤のエチレンオキサイド鎖の立体反発が促進され、不定形耐火物の流動性が格段に向上する。
【0020】
このカルボキシル基含有ポリエーテル系分散剤は、既に不定形耐火物の分散剤として公知であるが、本発明においてはCa化合物との併用により、酸化クロム超微粉を多量に含む不定形耐火物において低水分での施工が可能となり、緻密な施工体が得られる。その結果、本発明による不定形耐火物は使用時の高温下において緻密かつ強固なアルミナ−クロミヤ質焼結体が形成され、廃棄物溶融炉特有のナトリウム等のアルカリおよび塩素等を含むスラグに対して優れた耐食性を発揮する。
【0021】
【発明の実施の形態】
本発明の不定形耐火物において、酸化クロム超微粉は従来の廃棄物溶融炉用不定形耐火物に使用されるものと特に変わらない。純度はCr2O3を95質量%以上とすることが好ましい。平均粒径は、例えばレーザー回折粒度測定装置による測定で0.1〜10μm程度のものとする。さらに好ましくは平均粒径0.5〜5μmである。
【0022】
酸化クロム超微粉の割合は、耐火原料組成全体に占める割合で5〜35質量%とする。さらに好ましくは10〜30質量%である。これより少ないと、耐スラグ浸透性に劣り、しいては本発明の耐食性の効果が得られない。
【0023】
骨材には、アルミナ骨材および/またはアルミナ含有骨材を主体とする。アルミナ骨材の具体例は、電融アルミナ、焼結アルミナ、ボーキサイト等である。アルミナ含有骨材の具体例は、電融または焼結のアルミナ−クロミヤ質および/またはアルミナ−クロミヤ−ジルコニア質である。これらの骨材は成分的に同一であれば、耐火物廃材を粉砕して使用してもよい。
【0024】
アルミナ−クロミヤ質、アルミナ−クロミヤ−ジルコニア質は、骨材自身に含まれるクロミヤ成分によっても耐食性向上の効果がある。また、クロミヤ成分の供給源として、前記の耐火骨材の一部に電融クロミヤを組み合わせてもよい。
【0025】
微粉部分には、微粉として入手しやすい仮焼アルミナを使用してもよい。仮焼アルミナはバイヤー法で得られた水酸化アルミニウムを低温域で焼成して得られる微粉である。仮焼アルミナの耐火原料に占める割合は25質量%以下が好ましく、さらに好ましくは1〜15質量%である。多過ぎると不定形耐火物全体の粒度構成のバランスから密充填組織が得られ難く、耐食性低下の原因となる。
【0026】
クロミヤ源は酸化クロム超微粉を本発明で限定した範囲であれば本発明の効果が得られるが、さらに好ましくは酸化クロム超微粉を含めた不定形耐火物組成全体の化学成分において、Cr2O3の割合は10質量%以上であり、さらに好ましくは20〜90質量%である。クロミヤ源が少ないと廃棄物溶融炉特有のスラグ成分に対する耐食性に劣る。
【0027】
以上の耐火骨材の粒径は、密充填組織の施工体が得られるように、最大粒径を例えば5〜10mm程度とし、その範囲内で粗粒、中粒、微粒に適宜調整する。
【0028】
酸化クロム超微粉を例えば顆粒状あるいは粗角化し、粒径の大きな酸化クロム粉を得て、本発明に必須の酸化クロム超微粉と共にクロミヤ源として使用してもよい。しかし、酸化クロム粉を顆粒状あるいは粗角化するための手間によってコスト高となり、経済面で好ましくない。
【0029】
本発明の効果を損なわない範囲であれば、耐火原料としてさらにジルコン、ジルコニア、マグネシア、ドロマイト、スピネル、炭素等を組み合わせてもよい。また、耐スポーリング性の向上のために、例えば粒径10〜50mmといった粗大粒子を組み合わせてもよい。
【0030】
Ca化合物は消石灰、石灰、炭酸カルシウム、塩化カルシウムまたは乳酸カルシウムとする。これらはいずれも微粉、あるいは超微粉で使用する。また、石灰乳の状態で添加してもよい。
【0031】
Ca化合物の添加量は、耐火原料組成100質量%に対する外掛けで0.01〜1質量%、さらに好ましくは0.05〜0.8質量%である。少ないと流動性付与において本発明の効果が得られない。Ca化合物とクロミヤとの反応生成物(CaCrO4)は低融点物質であり、Ca化合物の量が多いと前記低融物が過多となって耐食性の低下を招く。
【0032】
カルボキシル基含有ポリエーテル系分散剤は、粉状、液状のいずれで使用してもよい。液状は、例えば水等に分散または溶解したものである。添加量は従来材質における分散剤の場合と特に変わりなく、耐火原料組成100質量%に対し、外掛けで0.01〜0.8質量%が好ましく、さらに好ましくは0.05〜0.6質量%である。液状での使用では、この割合は固形分換算値である。
【0033】
このカルボキシル基含有ポリエーテル系分散剤の添加量が少ないと流動性付与の効果が不十分となり、多過ぎると硬化遅延によって施工性に劣る。
【0034】
このカルボキシル基含有ポリエーテル系分散剤は、例えば、花王株式会社製のタイトロック(登録商標)あるいはマイティ(登録商標)として市販品から入手できる。
【0035】
結合剤としてはアルミナセメント、リン酸塩、珪酸塩、マグネシアセメント等が挙げられる。施工体強度の面からアルミナセメントが好ましい。結合剤の添加量は、耐火原料組成100質量%に対し、外掛けで1〜10質量%が好ましい。
【0036】
本発明の不定形耐火物は必要により、さらにAl、Si等の金属粉、有機繊維、硬化調節剤、乳酸アルミニウム、ガラス、乾燥促進剤等を添加してもよい。
【0037】
施工には以上の不定形耐火物の配合組成物に水分を外掛け3.5〜6質量%程度添加して混練し、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。施工後は養生・乾燥させる。
【0038】
また、炉に直接流し込み施工する他、別の場所で型枠に流し込み施工し、乾燥したプレキャストブロックを炉に内張りしてもよい。
【0039】
【実施例】
以下に本発明実施例およびその比較例を説明する。同時に各例の試験結果を示す。表1は各例で使用したアルミナの蛍光X線分析法(JIS R2216)による化学成分値、表2は本発明実施例、表3はその比較例である。
【0040】
【表1】
【表2】
【表3】
カルボキシル基含有ポリエーテル系分散剤は、花王株式会社製のタイトロック(登録商標)P−100を使用した。
【0041】
各例は、表に示す不定形耐火物の配合組成物をミキサーにて混練した後、金属製の型枠に流し込んだ。流し込みの際には型枠に振動を付与し、施工体の充填を促進した。ついで、24時間養生し、脱型後、110℃×24時間乾燥して40×40×長さ160mmの試験片を得た。試験方法以下のとおりである。
【0042】
かさ比重:JIS R2205に準じて測定した。
【0043】
強度:試験片を更に1400℃×3時間焼成後、JIS R2553に準じた曲げ強さをもって測定した。
【0044】
耐食性:ガス化溶融炉から排出したスラグ(質量比でCaO/SiO2:0.74)を侵食剤とし、1650℃×20時間での回転侵食試験を行なった。侵食寸法を測定し、比較例1の侵食寸法を100とした指数で示した。数値が小さいほど耐食性に優れていることを示す。
【0045】
実機試験:一日あたりのごみ処理量が100tのガス化溶融炉に内張りし、12ヶ月間の使用後において、損耗速度(mm/月)を測定した。このガス化溶融炉の操業温度は1400℃、そのスラグ成分は質量%で、SiO2:42.8、CaO:31.7、Al2O3:12.4、Fe2O3:4.8、Na2O:3.7、(CaO/SiO2:0.74)であった。
【0046】
試験結果が示すとおり、本発明の実施例はいずれも施工時の添加水量が少なく、しかも、かさ比重の測定値のとおり緻密な施工体を形成することができた。その結果、廃棄物溶融炉における耐火物使用時を想定した1400℃での焼成後の強度および耐食性において、いずれも優れた効果を発揮している。
【0047】
これに対し、比較例1および比較例2は分散剤が本発明とは異なり、しかもCa化合物を添加しておらず、施工時の流動性確保のために添加水量が多いことで施工体の緻密性に劣り、その結果、強度および耐食性が劣る。
【0048】
比較例3はカルボキシル基含有ポリエーテル系分散剤を使用しているが、Ca化合物の添加がないために施工時の流動性に劣り、流動性確保のため添加水量を多くしたことで強度および耐食性に劣る。
【0049】
比較例4は、酸化クロム超微粉の使用量が少なく、添加水分量が少なくても緻密な施工体が形成できるが、クロミヤ不足で耐食性に劣る。比較例5は、酸化クロム超微粉の使用量が多すぎ、分散性に劣り、添加水量を多く必要とするために、強度および耐食性に劣る。
【0050】
比較例6は消石灰を添加しているが、分散剤がポリアクリル酸ソーダであり、流動性に劣るために添加水分量が多くなり、緻密な施工体が得られず、強度および耐食性に劣る。比較例7はCa化合物としての消石灰の添加量が多すぎ、耐食性に劣る。
【0051】
また、本発明の廃棄物溶融炉用不定形耐火物として、その優れた耐食性の効果はガス化溶融炉における実機試験結果において確認される。
【0052】
【発明の効果】
廃棄物成分からのアルカリ、酸に起因した廃棄物溶融炉特有のスラグ成分に対し、本発明の耐火物は以上の実施例の試験結果が示とおり、優れた耐用性を発揮する。近年、都市ゴミ焼却炉、ガス化溶融炉等の廃棄物溶融炉はその高温操業によって耐火物の使用条件が過酷化しており、本発明はこれに対応できる耐火物として、その産業的価値はきわめて高い。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an irregular refractory for casting construction used as a lining in a waste melting furnace such as a gasification melting furnace or an ash melting furnace for volume reduction of waste, and a waste lining the amorphous refractory. Related to melting furnace.
[0002]
[Prior art]
The operating conditions of waste melting furnaces are becoming increasingly severe in order to suppress dioxin generation and further reduce the volume of waste. For example, the operation temperature of municipal waste incinerators has been increased from 800 to 1000 ° C. to 1000 to 1200 ° C., which is a higher temperature, for the purpose of suppressing dioxin generation. In recent years, the use of gasification melting furnaces that melt and reduce waste at ultrahigh temperatures such as 1400 to 1500 ° C. or 1600 ° C. or more has been expanded.
[0003]
For example, the components of slag generated in blast furnaces, molten metal containers and the like in the iron manufacturing industry are CaO / SiO 2 : 1 to 4 by mass ratio, and the alkali content is 0.1 mass% or less. In the molten contents, the slag is a part that floats on the molten metal.
[0004]
On the other hand, the component of the slag of the waste melting furnace contains an alkali such as sodium and an acid such as chlorine derived from the waste component, and CaO / SiO 2 : 0.3 to 1.5 by mass ratio, containing an alkali. The amount is 1 to 10% by mass. Moreover, most of the molten content is slag.
[0005]
The operation of the waste melting furnace is largely different from blast furnaces, molten metal containers, and the like because the slag component having a high alkali content and the molten content are substantially only slag. In particular, in the case of a gasification melting furnace operated at a temperature of 1400 ° C. or higher, the slag wear action is even more severe.
[0006]
Lined refractories for waste melting furnaces are roughly classified into regular refractories and irregular refractories. The construction of the regular refractory is a brickwork, requiring heavy labor and high technology. In recent years, therefore, lining with an irregular refractory has been widely used.
[0007]
Alumina-chromia or alumina-chromia-zirconia amorphous refractories have been proposed as the amorphous refractories for the waste melting furnace lining (for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
[0008]
In this irregular refractory material, alumina has corrosion resistance and volume stability, and chromia has slag penetration resistance. The chromia component is indispensable for the slag with high alkali content specific to waste melting furnaces from the viewpoint of preventing slag penetration.
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-8-48574 (page 1-3)
[0010]
[Patent Document 2]
JP 10-324562 A (page 1-5)
[0011]
[Patent Document 3]
JP 2000-335978 A (page 1-4)
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
The irregular refractory for the waste melting furnace is added with a dispersing agent for imparting fluidity during construction in the same manner as other irregular refractories. On the other hand, chromium oxide ultrafine powder is mainly used as the chromia component, and an alumina-chromia solid solution is formed by reaction with the alumina component of the main aggregate. This alumina-chromia solid solution exhibits an effect of preventing slag penetration against slag generated in a waste melting furnace.
[0013]
However, the use of this ultrafine chromium oxide powder, in addition to the ultrafine particles of chromium oxide, increases the viscosity during construction of the amorphous refractory due to its surface properties, and a dense construction body cannot be obtained. The slag penetration resistance effect of the alumina-chromia is not sufficiently exhibited. As a result, this type of conventional amorphous refractory for a waste melting furnace is never satisfactory in its durability.
[0014]
The operating conditions of waste melting furnaces are becoming harsher, and the present invention responds to this, and in order to respond to this, in the amorphous refractories for waste melting furnaces that require the use of a large amount of ultrafine chromium oxide powder, the conventional materials are further The object is to provide a material with excellent durability.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The amorphous refractory for the waste melting furnace of the present invention is 5 to 35% by mass of ultrafine chromium oxide powder, with the balance being 100% by mass of the refractory raw material composition mainly composed of alumina aggregate and / or alumina-containing aggregate. One or two or more Ca compounds 0.01 to 1% by mass selected from slaked lime, lime, calcium carbonate, calcium chloride or calcium lactate, and a carboxyl group-containing polyether dispersant and binder are added on the outside It is characterized by.
[0016]
The amorphous refractory according to the present invention, when used as a lining of a waste melting furnace, forms a dense alumina-chromia sintered body as compared with a conventional material, and its durability is remarkably improved. The reason is considered as follows.
[0017]
Various dispersants are conventionally known for use in amorphous refractories. For example, organic dispersants such as general sodium polyacrylate are adsorbed on the surface of refractory fine powder during construction of irregular refractories, and an adsorption layer that repels fine particles is formed on the surface of refractory fine powder. However, in the amorphous refractory using chromium oxide ultrafine powder as described above, sufficient fluidity imparting effect cannot be obtained.
[0018]
On the other hand, the present invention uses a carboxyl group-containing polyether compound as a dispersant. The carboxyl group-containing polyether-based dispersant has a long ethylene oxide chain, and has a dispersing action due to a large steric repulsion effect of the long ethylene oxide chain. However, in the case of an amorphous refractory containing ultrafine chromium oxide powder, the adsorption rate to the chromium oxide particles is slow. Therefore, the steric repulsion of the ethylene oxide chain is sufficient by simply using a carboxyl group-containing polyether dispersant. It is not utilized and is inferior in the effect of imparting fluidity like other dispersants such as sodium polyacrylate.
[0019]
In the present invention, a Ca compound is further added together with the carboxyl group-containing polyether dispersant. The Ca compound elutes Ca 2+ ions in the solution and accelerates the adsorption rate to the chromium oxide particles, thereby promoting the steric repulsion of the ethylene oxide chain of the carboxyl group-containing polyether dispersant, and the flow of the amorphous refractory. Sexually improves.
[0020]
This carboxyl group-containing polyether-based dispersant is already known as an amorphous refractory dispersant, but in the present invention, it is low in an amorphous refractory containing a large amount of ultrafine chromium oxide powder in combination with a Ca compound. Construction with moisture becomes possible, and a dense construction body is obtained. As a result, the amorphous refractory according to the present invention forms a dense and strong alumina-chromia sintered body at a high temperature during use, and is used for slag containing alkali and chlorine such as sodium and chlorine peculiar to waste melting furnaces. Excellent corrosion resistance.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the amorphous refractory of the present invention, the chromium oxide ultrafine powder is not particularly different from that used in conventional amorphous refractories for waste melting furnaces. The purity is preferably 95% by mass or more of Cr 2 O 3 . The average particle diameter is, for example, about 0.1 to 10 μm as measured by a laser diffraction particle size measuring apparatus. More preferably, the average particle size is 0.5 to 5 μm.
[0022]
The ratio of the ultrafine chromium oxide powder is 5 to 35% by mass based on the total composition of the refractory raw material. More preferably, it is 10-30 mass%. If it is less than this, the slag penetration resistance is inferior, and the corrosion resistance effect of the present invention cannot be obtained.
[0023]
The aggregate is mainly composed of alumina aggregate and / or alumina-containing aggregate. Specific examples of the alumina aggregate are electrofused alumina, sintered alumina, bauxite and the like. Specific examples of alumina-containing aggregates are electrofused or sintered alumina-chromia and / or alumina-chromia-zirconia. If these aggregates are the same in terms of ingredients, the refractory waste material may be crushed and used.
[0024]
Alumina-chromia and alumina-chromia-zirconia have an effect of improving corrosion resistance depending on the chromia component contained in the aggregate itself. Further, as a supply source of the chromia component, an electrofused chromia may be combined with a part of the refractory aggregate.
[0025]
For the fine powder portion, calcined alumina that is easily available as fine powder may be used. Calcinated alumina is a fine powder obtained by firing aluminum hydroxide obtained by the Bayer method in a low temperature range. The proportion of the calcined alumina in the refractory raw material is preferably 25% by mass or less, more preferably 1 to 15% by mass. When the amount is too large, it is difficult to obtain a tightly packed structure from the balance of the particle size configuration of the entire amorphous refractory, which causes a decrease in corrosion resistance.
[0026]
The effect of the present invention can be obtained as long as the chromium oxide source is within a range in which ultrafine chromium oxide powder is limited in the present invention. More preferably, in the chemical component of the entire amorphous refractory composition including ultrafine chromium oxide powder, Cr 2 O The ratio of 3 is 10 mass% or more, More preferably, it is 20-90 mass%. When there are few chromia sources, it is inferior in the corrosion resistance with respect to the slag component peculiar to a waste melting furnace.
[0027]
The particle size of the above refractory aggregate is adjusted to a coarse particle, a medium particle, and a fine particle within the range so that the maximum particle size is, for example, about 5 to 10 mm so that a densely packed structure is obtained.
[0028]
For example, the chromium oxide ultrafine powder may be granulated or roughened to obtain a chromium oxide powder having a large particle size, and may be used as a chromia source together with the chromium oxide ultrafine powder essential for the present invention. However, it is not preferable in terms of economy because the cost is increased due to the trouble of granulating or roughening the chromium oxide powder.
[0029]
As long as the effects of the present invention are not impaired, zircon, zirconia, magnesia, dolomite, spinel, carbon and the like may be further combined as a refractory raw material. In order to improve the spalling resistance, for example, coarse particles having a particle size of 10 to 50 mm may be combined.
[0030]
The Ca compound is slaked lime, lime, calcium carbonate, calcium chloride or calcium lactate. These are all used as fine powder or ultra fine powder. Moreover, you may add in the state of lime milk.
[0031]
The addition amount of the Ca compound is 0.01 to 1% by mass, and more preferably 0.05 to 0.8% by mass, based on 100% by mass of the refractory raw material composition. If it is less, the effect of the present invention cannot be obtained in providing fluidity. A reaction product of Ca compound and chromia (CaCrO 4 ) is a low-melting substance, and if the amount of Ca compound is large, the amount of the low-melting substance becomes excessive and the corrosion resistance is lowered.
[0032]
The carboxyl group-containing polyether dispersant may be used in either powder or liquid form. The liquid state is, for example, dispersed or dissolved in water or the like. The addition amount is not particularly different from the case of the dispersant in the conventional material, and is preferably 0.01 to 0.8% by mass, more preferably 0.05 to 0.6% by mass with respect to 100% by mass of the refractory raw material composition. %. When used in liquid form, this ratio is a solid content conversion value.
[0033]
When the amount of the carboxyl group-containing polyether dispersant is small, the effect of imparting fluidity is insufficient, and when too large, the workability is inferior due to the delay in curing.
[0034]
This carboxyl group-containing polyether dispersant can be obtained from commercially available products, for example, as Tight Rock (registered trademark) or Mighty (registered trademark) manufactured by Kao Corporation.
[0035]
Examples of the binder include alumina cement, phosphate, silicate, magnesia cement and the like. Alumina cement is preferable from the viewpoint of the strength of the construction body. The addition amount of the binder is preferably 1 to 10% by mass on the basis of 100% by mass of the refractory raw material composition.
[0036]
If necessary, the amorphous refractory of the present invention may further contain metal powders such as Al and Si, organic fibers, curing regulators, aluminum lactate, glass, and drying accelerators.
[0037]
For the construction, water is added to the above composition of the irregular refractory composition and added in an amount of about 3.5 to 6% by mass, followed by pouring using a mold. When pouring, filling is performed by applying vibration. Curing and drying after construction.
[0038]
Further, in addition to pouring directly into the furnace, the precast block that has been dried and poured into a mold at another place may be lined in the furnace.
[0039]
【Example】
Examples of the present invention and comparative examples thereof will be described below. At the same time, the test results of each example are shown. Table 1 shows the chemical component values of the alumina used in each example by X-ray fluorescence analysis (JIS R2216), Table 2 shows examples of the present invention, and Table 3 shows comparative examples.
[0040]
[Table 1]
[Table 2]
[Table 3]
Tight Rock (registered trademark) P-100 manufactured by Kao Corporation was used as the carboxyl group-containing polyether dispersant.
[0041]
In each example, the blended composition of the irregular refractories shown in the table was kneaded with a mixer and then poured into a metal mold. When pouring, the formwork was vibrated to promote the filling of the construction body. Subsequently, it was cured for 24 hours, and after demolding, it was dried at 110 ° C. for 24 hours to obtain a test piece of 40 × 40 × 160 mm in length. The test method is as follows.
[0042]
Bulk specific gravity: Measured according to JIS R2205.
[0043]
Strength: The test piece was further calcined at 1400 ° C. for 3 hours, and then measured with bending strength according to JIS R2553.
[0044]
Corrosion resistance: A rotary erosion test was conducted at 1650 ° C. for 20 hours using slag discharged from the gasification melting furnace (CaO / SiO 2 : 0.74 in mass ratio) as an erodant. The erosion dimension was measured and indicated by an index with the erosion dimension of Comparative Example 1 being 100. It shows that it is excellent in corrosion resistance, so that a numerical value is small.
[0045]
Actual machine test: Lined in a gasification melting furnace with a daily waste treatment amount of 100 t, and measured the wear rate (mm / month) after 12 months of use. The operating temperature of this gasification melting furnace is 1400 ° C., and its slag component is mass%, SiO 2 : 42.8, CaO: 31.7, Al 2 O 3 : 12.4, Fe 2 O 3 : 4.8. , Na 2 O: 3.7, (CaO / SiO 2 : 0.74).
[0046]
As the test results show, all of the examples of the present invention have a small amount of added water at the time of construction, and can form a dense construction body according to the measured value of bulk specific gravity. As a result, both the strength and the corrosion resistance after firing at 1400 ° C. assuming the use of the refractory in the waste melting furnace exhibit excellent effects.
[0047]
On the other hand, in Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the dispersant is different from that of the present invention, and the Ca compound is not added, and the amount of added water is large in order to ensure the fluidity at the time of construction. Inferior in strength and as a result, inferior in strength and corrosion resistance.
[0048]
Comparative Example 3 uses a carboxyl group-containing polyether dispersant, but is inferior in fluidity at the time of construction because no Ca compound is added, and has increased strength and corrosion resistance by increasing the amount of water added to ensure fluidity. Inferior to
[0049]
In Comparative Example 4, although the amount of ultrafine chromium oxide powder used is small and a dense construction body can be formed even if the amount of added water is small, the corrosion resistance is poor due to insufficient chromia. In Comparative Example 5, the amount of ultrafine chromium oxide powder used is too large, the dispersibility is poor, and a large amount of added water is required, so that the strength and corrosion resistance are poor.
[0050]
In Comparative Example 6, slaked lime is added, but the dispersant is sodium polyacrylate, and since the fluidity is inferior, the amount of added water is increased, a dense construction body cannot be obtained, and the strength and corrosion resistance are inferior. In Comparative Example 7, the amount of slaked lime added as a Ca compound is too large, and the corrosion resistance is poor.
[0051]
In addition, as an amorphous refractory for a waste melting furnace of the present invention, the excellent effect of corrosion resistance is confirmed in the results of an actual machine test in a gasification melting furnace.
[0052]
【The invention's effect】
The refractory material of the present invention exhibits excellent durability as shown in the test results of the above examples against the slag component specific to the waste melting furnace caused by alkali and acid from the waste component. In recent years, waste melting furnaces such as municipal waste incinerators and gasification melting furnaces have become harsh due to their high-temperature operation, and the present invention has extremely high industrial value as a refractory that can cope with this. high.
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