JP7317071B2 - 高温耐摩耗セラミック釉薬、高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォーム及びその製造方法、使用 - Google Patents
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Description
本発明は、セラミック材料の技術分野に属し、具体的に、高温耐摩耗セラミック釉薬、高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォーム及びその製造方法、使用に関する。
コークス炉の炉型の大型化に伴い、コークス炉用炉ドア、煙道上昇管、石炭装入孔などの箇所は、使用環境が苛酷となり、室温から１０００℃までの激しい温度変化に頻繁に耐え、コークス押し出し、石炭装入を行う際のコークス又は微粉炭による摩耗が発生し、炉ドアの一体性及び密封性が悪く、寿命がわずか４年であり、頻繁にメンテナンスする必要があり、高排出と高汚染を招くので、省エネで且つ環境にやさしく作業でき且つ３０年間使用できる大型のコークス炉の発展のボトルネックとなった。従来利用されるムライト-
コーディエライト材料は、気孔率が高く、表面が粗く、飛灰や、タールの付着、浸透を招き、机械的性能及び耐熱衝撃性能などをさらに改善する必要があり、且つその塗布層が剥離しやすい問題もある。この問題に対して、材料の大型化、材料表面の緻密化を実現させることで熱衝撃抵抗性を向上させる解决案が提供された。また、負圧注湯成形を利用することで、炉ドア煉瓦の大型化、煙道上昇管と石炭装入孔との一体化が実現される。
これを鑑みて、本発明を提出する。
コーディエライト材料は、気孔率が高く、表面が粗く、飛灰や、タールの付着、浸透を招き、机械的性能及び耐熱衝撃性能などをさらに改善する必要があり、且つその塗布層が剥離しやすい問題もある。この問題に対して、材料の大型化、材料表面の緻密化を実現させることで熱衝撃抵抗性を向上させる解决案が提供された。また、負圧注湯成形を利用することで、炉ドア煉瓦の大型化、煙道上昇管と石炭装入孔との一体化が実現される。
これを鑑みて、本発明を提出する。
本発明は、高温耐摩耗セラミック釉薬、高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォーム及びその製造方法、使用を提供することを目的とする。そのうち、ブランクの表面と高温耐摩耗セラミック塗布層とを複合して、さらに同期に焼成して材料表面の緻密化を実現させる。高温耐摩耗セラミック塗布層がブランクとほぼ同じの熱膨張係数を有するので、塗布層とブランクとの一体化を実現させる。ジルコニウムを含有する物質を添加することで、溶融温度が上げられ、熱衝撃安定性が実現されるので、背景技術に記載された課題を解決することができる。
本発明は、下記のように実現される。
本発明は、下記のように実現される。
第１局面において、本発明は、重量部で、長石１５～４０部、粘土粉末２～８部、珪素粉末２０～３０部、タルク粉末１０～１７部、珪酸ジルコニウム３～３０部及び添加剤０.１５～１部を含む高温耐摩耗セラミック釉薬を提供する。
第２局面において、本発明は、セラミック本体とセラミック本体の表面に付着される微結晶セラミック耐火塗布層とを含む高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームをさらに提供する。ここで、セラミック本体の原料は、ムライトとコーディエライトとを含み、微結晶セラミック耐火塗布層は、セラミック本体に対応するブランクの表面に付着される上記高温耐摩耗セラミック釉薬を焼成してなるものである。
第３局面において、本発明は、表面に高温耐摩耗セラミック釉薬が付着されるブランクを焼成するステップを含む上記高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームの製造方法をさらに提供する。
第４局面において、本発明は、上記高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームの、コークス炉用炉ドア、煙道、石炭装入孔又は炉蓋の製造における使用をさらに提供する。
本発明の技術案は、下記の有益な効果を有する。具体的に、長石、粘土粉末、珪素粉末
、タルク粉末、珪酸ジルコニウム及び添加剤を上記割合で調製した高温耐摩耗セラミック釉薬を、セラミックブランクの表面に塗布し、焼結で高温耐摩耗塗布層が得られる。焼結において、釉薬における珪酸ジルコニウムに含まれる二酸化ケイ素により、塗布層の形成段階で、ジルコニウムがより均一に一酸化ケイ素及び酸化アルミニウムに分散され、アルミニウムジルコニウム共融体及び珪酸ジルコニウム結晶相成分を形成する。これによって、塗布層の材料強度を向上させ、熱伝導率を下げて、省エネ、環境保護の役割を果たすことができる。さらに、焼結により、表面が該塗布層を有する高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームが得られ、塗布層の膨張が、ムライト及びコーディエライトを主成分とするブランクの膨張が同期に発生し、且つ高温での膨張係数が小さく、塗布層の膨張係数がブランクの膨張係数よりわずかに小さいため、塗布層が剥離しにくく、ブランクの表面により緊密に付着することができる。また、塗布層が耐高温性を有し、特定の温度での液相量が低いため、塗布層がより安定になる。
、タルク粉末、珪酸ジルコニウム及び添加剤を上記割合で調製した高温耐摩耗セラミック釉薬を、セラミックブランクの表面に塗布し、焼結で高温耐摩耗塗布層が得られる。焼結において、釉薬における珪酸ジルコニウムに含まれる二酸化ケイ素により、塗布層の形成段階で、ジルコニウムがより均一に一酸化ケイ素及び酸化アルミニウムに分散され、アルミニウムジルコニウム共融体及び珪酸ジルコニウム結晶相成分を形成する。これによって、塗布層の材料強度を向上させ、熱伝導率を下げて、省エネ、環境保護の役割を果たすことができる。さらに、焼結により、表面が該塗布層を有する高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームが得られ、塗布層の膨張が、ムライト及びコーディエライトを主成分とするブランクの膨張が同期に発生し、且つ高温での膨張係数が小さく、塗布層の膨張係数がブランクの膨張係数よりわずかに小さいため、塗布層が剥離しにくく、ブランクの表面により緊密に付着することができる。また、塗布層が耐高温性を有し、特定の温度での液相量が低いため、塗布層がより安定になる。
本発明の実施例の目的、技術案及び利点をより明瞭にするため、以下、本発明の実施例における技術案を明瞭且つ完全に説明する。実施例において、具体的な条件を明記しないことについて、従来の条件又はメーカーの勧めの条件下で行うことが可能である。使用する試剤又は器械の、製造メーカーが明記されていないものが、市販の従来品を使用することが可能である。
以下、本発明に係る高温耐摩耗セラミック釉薬、高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォーム及びその製造方法、使用を詳細に説明する。
発明者は、従来の塗布層付きセラミック材料に対して大量の研究及び実践を行う過程において、下記のことを発見した。ブランクの膨張が釉薬の膨張と同期ではなく、且つ高温で膨張係数が大きくなるため、釉薬が剥離しやすくなる。さらに、釉薬は特定の温度で液相量が高くなるので、釉薬の形態及び位置の不安定も招く。塗布層の形成段階では、ジルコニウムの分布が不均一になると、材料の体積効果が不一致になったり、塗布層が剥離しやすくなったりして、セラミック材料の机械的性能、熱伝導性及び耐熱衝撃性能などにさらに影響を与える。発明者は、これを鑑みて、さらに大量の研究及び実践を通して、下記の技術案を提出する。
本発明の一部の実施形態は、重量部で、長石１５～４０部、粘土粉末２～８部、珪素粉末２０～３０部、タルク粉末１０～１７部、珪酸ジルコニウム３～３０部及び添加剤０.
１５～１部を含む高温耐摩耗セラミック釉薬を提供する。
１５～１部を含む高温耐摩耗セラミック釉薬を提供する。
上記の原料配合比によって、釉薬を焼成して得られた塗布層が、よりよい性能を有する。また、珪酸ジルコニウムの添加及びその他の原料の配合により、珪酸ジルコニウムに含まれる二酸化ケイ素により塗布層を形成する段階で、ジルコニウムがより均一にケイ素酸化物及び酸化アルミニウムに分散され、アルミニウムジルコニウム共融体及び珪酸ジルコニウム結晶相成分を形成する。珪酸ジルコニウムが結晶核の形成を促進するためのものであり、結晶体の迅速な形成を促進することができるので、塗布層の材料強度を向上させ、熱伝導率を下げて、省エネ、環境保護の役割を果たすことができる。
さらに、高温耐摩耗セラミック釉薬の焼成後の性能をさらに向上させるために、上記配合比を、重量部で、長石３５～４５部、粘土粉末３～８部、珪素粉末２５～４０部、タルク粉末１２～１８部、珪酸ジルコニウム５～２０部及び添加剤０.３～０.８部を含むように最適化した。
高温耐摩耗セラミック釉薬は、通常にスラリー状態でブランクに付着して焼成されるた
め、一部の実施形態において、高温耐摩耗セラミック釉薬が水４０～１００部をさらに含む。
め、一部の実施形態において、高温耐摩耗セラミック釉薬が水４０～１００部をさらに含む。
一部の好ましい実施形態において、前記高温耐摩耗セラミック釉薬は、重量部で、長石１５～４０部、粘土粉末２～８部、珪素粉末２０～３０部、タルク粉末１０～１７部、珪酸ジルコニウム３～３０部、添加剤０.１５～１部及び水４０～１００部からなる。これ
によって、該高温耐摩耗セラミック釉薬は、他の成分を追加してもその性能を損なわないようになる。
によって、該高温耐摩耗セラミック釉薬は、他の成分を追加してもその性能を損なわないようになる。
具体的に、上記の高温耐摩耗セラミック釉薬の成分である添加剤は、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウム及びデキストリンのうちの少なくとも１種を含むが、これらに限定されない。例えば、添加剤は、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウム、又はデキストリンであってもよいし、カルボキシメチルセルロースナトリウムとポリアクリル酸ナトリウムとを任意の割合で混合した混合物、又はポリアクリル酸ナトリウムとデキストリンとを任意の割合で混合した混合物などであってもよい。
一部の実施形態において、添加剤は、重量比が１：１～２：２～３であるカルボキシメチルセルロースナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウム及びデキストリンを含む。例えば、重量比が１：１：２である。
上記添加剤の追加により、長石、粘土粉末、珪素粉末、タルク粉末及び珪酸ジルコニウムなどの原料の間がよりよい結合性能を有するので、焼成して得られた塗布層の付着性能及び机械的性能などがより良くなる。
一部の好ましい実施形態において、珪酸ジルコニウムの役割を十分果たせるために、珪酸ジルコニウムにおいて、ジルコニウムの含有量が６５ｗｔ％であり、二酸化ケイ素の含有量が３０～３５ｗｔ％である。
本発明の一部の実施形態は、セラミック本体とセラミック本体の表面に付着される微結晶セラミック耐火塗布層とを含む高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームをさらに提供する。セラミック本体の原料は、ムライトとコーディエライトとを含み、微結晶セラミック耐火塗布層は、セラミック本体に対応するブランクの表面に付着される上記高温耐摩耗セラミック釉薬を焼成してなるものである。
具体的に、セラミック本体の原料は、重量部で、ムライト５７～６５部、コーディエライト２０～２７部及び結合剤１２～１６部を含む。
上記の主成分を含むセラミック本体に対応するブランクの膨張と上記釉薬を焼成してなる塗布層との膨張を同期にすることができ、且つ高温での膨張係数が小さく、塗布層の膨張係数がブランクの膨張係数よりもわずかに小さいため、焼成過程において、塗布層が剥離しにくく、ブランクの表面に緊密に付着することができる。
さらに、セラミック本体を成形するために、水を加えて原料を十分混合、成形する必要ある。このため、一部の実施形態において、セラミック本体の原料は、重量部で、ムライト５７～６７部、コーディエライト２０～２７部、結合剤１２～１６部及び水５～１０部を含む。
さらに、一部の実施形態において、セラミック本体の原料は、重量部で、ムライト５７～６７部、コーディエライト２０～２７部、結合剤１２～１７部及び水５～１０部からな
る。
る。
焼成してなるセラミック材料が良い性能を有することができるように、一部の実施形態において、コーディエライトにおけるＡｌ２Ｏ３の含有量が２５-４０ｗｔ％であり、ム
ライトにおけるＡｌ２Ｏ３の含有量が４０－９０％である。
ライトにおけるＡｌ２Ｏ３の含有量が４０－９０％である。
そのうち、一部の実施形態において、結合剤は、純アルミン酸カルシウムセメント、シリカ微粉末及びα－Ａｌ２Ｏ３微粉末のうちの少なくとも１種を含むが、これに限定されない。例えば、結合剤が、純アルミン酸カルシウムセメント、シリカ微粉末又はα－Ａｌ２Ｏ３微粉末であってもよいし、そのうちのいずれか２種又は３種を混合した混合物であってもよい。
一部の好ましい実施形態において、結合剤は、重量比が１.５：１：１である純アルミ
ン酸カルシウムセメント、シリカ微粉末及びα－Ａｌ２Ｏ３微粉末を含む。
ン酸カルシウムセメント、シリカ微粉末及びα－Ａｌ２Ｏ３微粉末を含む。
セラミック材料がよりよい机械的性能及びより低い熱伝導性能を有することができるように、その表面に形成された微結晶セラミック耐火塗布層の厚さを制限し、具体的に０.
５～１.５ｍｍであり、例えば、１ｍｍである。
５～１.５ｍｍであり、例えば、１ｍｍである。
本発明の一部の実施形態は、表面に高温耐摩耗セラミック釉薬が付着されるブランクを焼成するステップを含む上記高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームの製造方法をさらに提供する。
具体的に、上記焼成が焼結であってもよい。一部の実施形態において、焼結温度が１２４０℃よりも高く、焼成時間が５０時間以上である。例えば、焼結温度が１３００℃であり、焼成時間が６５時間などである。
一部の好ましい実施形態において、焼結温度が１２４０～１３５０℃であり、焼成時間が５０～８０時間である。
一部の実施形態において、焼成が高温炉内で行われる。
一部の実施形態において、焼成が高温炉内で行われる。
さらに、一部の実施形態において、スプレー塗装で、高温耐摩耗セラミック釉薬をブランクの表面に付着する。具体的に、高圧噴射ガンで、高温耐摩耗セラミック釉薬の高圧風スプレー塗装を行うことができる。スプレー塗装の厚さが０．５～２．５ｍｍであることができ、例えば、スプレー塗装の厚さが、０．５ｍｍ、０．６ｍｍ、０．８ｍｍ、０．９ｍｍ、１．０ｍｍ、１．２ｍｍ、１．４ｍｍ、１．６ｍｍ、１．８ｍｍ、２．０ｍｍ、２．２ｍｍ、又は２．５ｍｍなどである。上記技術的手段により、高温耐摩耗セラミック釉薬をブランクの表面に均一に付着させることができ、焼結後、よりよい性能を得られる。
さらに、高温耐摩耗セラミック釉薬を付着するためのブランクの作製ステップは、セラミック本体の原料で鋳込みスラリーを調製して、振動減圧成形で金型内で成形して、養成を行うステップを含む。具体的に、振動減圧成形とは、鋳込みスラリーを金型内に注入して、高周波振動及び真空処理を行う作業である。一部の実施形態において、高周波振動の周波数が９０～１２０Ｈｚであり、例えば、１００Ｈｚである。
一部の実施形態において、養成が、成形したブランクに対して金型内で第１回の湿式養成を行って、脱型して、脱型したブランクに対して第２回の湿式養成を行うステップを含む。第１回の湿式養成及び第２回の湿式養成は、いずれも温度が５℃以上であり、湿度が９３～９７％である。
具体的に、第１回の湿式養成及び第２回の湿式養成は、いずれも温度が５～２０℃であり、湿度が９５％である。２回の養成により、ブランクの強度及び成形度をさらに向上させて、焼結性能を向上させることができる。
好ましくは、養成したあと、ブランクに対して乾燥を行う。ここで、乾燥温度が２５～５００℃であり、乾燥時間が６０時間よりも長い。乾燥により、ブランクにおける水分を除去することができるため、高温焼結に生じる応力による亀裂などの現象の発生を避けることができるとともに、釉薬をブランクによく付着することもできる。
一部の実施形態において、鋳込みスラリーの調製ステップは、ムライト、コーディエライト及び結合剤を強制撹拌機に入れて１０-１５分間の予混合を行って、混合した材料に
水を加えて、５-１０分間撹拌するステップを含む。
水を加えて、５-１０分間撹拌するステップを含む。
上記方法で製造されたブランクは、荒素材であり、粒子によって形成され，気孔があるため、浸透性が強いとともに、十分な湿潤度を有する。釉薬が気孔を介してブランクに浸透して進入し、中間体（緊密結合体）として形成されるので、付着性が強くなり、形成された塗布層がブランクと緊密に結合することができ、剥離しにくくなる。
本発明の一部の実施形態による上記高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームを製造する方法は、具体的に下記のステップを含む。
ステップ１は、５７-６５％のムライト、２０-２７％のコーディエライト、１２-１６
％の結合剤を取って強制撹拌機に入れて、１０-１５分間の予混合を行い、そして、混合
した材料に５-１０％の水を加え、５-１０分間攪拌し、鋳込みスラリーを調製する。
％の結合剤を取って強制撹拌機に入れて、１０-１５分間の予混合を行い、そして、混合
した材料に５-１０％の水を加え、５-１０分間攪拌し、鋳込みスラリーを調製する。
ステップ２は、振動減圧成形（調製された鋳込みスラリーを事前に組合せた金型内に注入して、高周波振動及び真空処理を行う）で、成形するとともに気泡を除去する。
ステップ３は、温度が５℃以上の湿式法保温による養成を行って、凝固成形したあと、脱型する。
ステップ４は、脱型した荒素材に対して温度が５℃以上の的環境で湿式養成を行う。
ステップ５は、養成したあと、乾燥機に入れて乾燥する。乾燥温度が常温～５００℃であり、時間が６０時間よりも長い。
ステップ６は、高圧噴射ガンで、乾燥された荒素材の表面に、高温耐摩耗セラミック釉薬を高圧風スプレー塗装する。スプレー塗装の厚さが０．５－２．５ｍｍである。
ステップ７は、常温で乾燥を行う。
ステップ８は、乾燥された荒素材を高温炉内に入れ、炉ドアを閉じ、加熱焼結を行って、焼結したあと、出炉する。ここで、焼結温度が１２４０℃よりも高く、高温維持時間が５時間以上である。
なお、高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームが煉瓦であってもよい。
さらに、本発明の一部の実施形態は、上記高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームの、コークス炉用炉ドア、煙道上昇管、石炭装入孔又は炉蓋の製造における使用をさらに提供する。
以下は、実施例を参照しながら、本発明の特徴及び性能に対してより詳細に説明する。
実施例１
本実施例は、セラミック本体とセラミック本体の表面に付着される微結晶セラミック耐火塗布層とを含む高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームを提供する。セラミック本体の原料は、ムライトとコーディエライトとを含み、微結晶セラミック耐火塗布層は、セラミック本体に対応するブランクの表面に付着される上記高温耐摩耗セラミック釉薬を焼成してなるものである。
本実施例は、セラミック本体とセラミック本体の表面に付着される微結晶セラミック耐火塗布層とを含む高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームを提供する。セラミック本体の原料は、ムライトとコーディエライトとを含み、微結晶セラミック耐火塗布層は、セラミック本体に対応するブランクの表面に付着される上記高温耐摩耗セラミック釉薬を焼成してなるものである。
セラミック本体の原料は、重量部で、ムライト６２部、コーディエライト２４部、純アルミン酸カルシウムセメント６部、α－Ａｌ２Ｏ３微粉末８部及び水８部を含む。そのうち、ムライトにおけるＡｌ２Ｏ３の含有量が７３ｗｔ％であり、コーディエライトにおけるＡｌ２Ｏ３の含有量が３５ｗｔ％である。
高温耐摩耗セラミック釉薬は、重量部で、長石３８部、粘土粉末５部、珪素粉末２５部、タルク粉末１４部、珪酸ジルコニウム１８部、添加剤０.３５部及び水７０部の成分を
含む。そのうち、珪酸ジルコニウムは、ジルコニウムの含有量が６５％、且つ二酸化ケイ素の含有量が３５％であるものである。添加剤は、重量比が１：１であるカルボキシメチルセルロースナトリウム及びポリアクリル酸ナトリウムを含む。
該高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームの製造方法は、具体的に下記のステップを含む。
含む。そのうち、珪酸ジルコニウムは、ジルコニウムの含有量が６５％、且つ二酸化ケイ素の含有量が３５％であるものである。添加剤は、重量比が１：１であるカルボキシメチルセルロースナトリウム及びポリアクリル酸ナトリウムを含む。
該高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームの製造方法は、具体的に下記のステップを含む。
ステップ１は、上記技術案に記載のムライト、コーディエライト及び結合剤を取って強制撹拌機に入れて、１５分間の予混合を行い、そして、混合した材料に８％の水を加え、１０分間撹拌し、鋳込みスラリーを調製する。
ステップ２は、振動減圧成形で、即ち、調製された鋳込みスラリーを事前に組合せた金型内に注入して、高周波振動及び真空処理を行い、気泡を除去する。ここで、高周波振動の周波数が１００Ｈｚである。
ステップ３は、温度が１５℃であり且つ湿度が９５％である湿式法保温による養成を行って、凝固成形したあと、脱型する。
ステップ４は、脱型した荒素材に対して温度が１５℃である環境で２４時間湿式養成を行う。
ステップ５は、養成したあと、乾燥機に入れて乾燥する。乾燥温度が５００℃であり、時間が５０時間である。
ステップ６は、高圧噴射ガンで、乾燥された荒素材の表面に、高温耐摩耗セラミック釉薬を高圧風スプレー塗装する。スプレー塗装の厚さが０.５ｍｍである。
ステップ７は、１２０℃で１０時間の乾燥を行う。
ステップ３は、温度が１５℃であり且つ湿度が９５％である湿式法保温による養成を行って、凝固成形したあと、脱型する。
ステップ４は、脱型した荒素材に対して温度が１５℃である環境で２４時間湿式養成を行う。
ステップ５は、養成したあと、乾燥機に入れて乾燥する。乾燥温度が５００℃であり、時間が５０時間である。
ステップ６は、高圧噴射ガンで、乾燥された荒素材の表面に、高温耐摩耗セラミック釉薬を高圧風スプレー塗装する。スプレー塗装の厚さが０.５ｍｍである。
ステップ７は、１２０℃で１０時間の乾燥を行う。
ステップ８は、乾燥された荒素材を高温炉内に入れて、炉ドアを閉じ、加熱焼結を行って、焼結したあと、出炉し、高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームを得る。ここで、焼結温度が１３５０℃よりも高く、高温維持時間が２時間である。焼成曲線が表１に表される。下記の実施例２～６がいずれも表１の焼成曲線に基づいて行われる。
実施例２
本実施例は、セラミック本体とセラミック本体の表面に付着される微結晶セラミック耐火塗布層とを含む高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームを提供する。セラミック本体の原料は、ムライトとコーディエライトとを含み、微結晶セラミック耐火塗布層は、セラミック本体に対応するブランクの表面に付着される上記高温耐摩耗セラミック釉薬を焼成してなるものである。
本実施例は、セラミック本体とセラミック本体の表面に付着される微結晶セラミック耐火塗布層とを含む高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームを提供する。セラミック本体の原料は、ムライトとコーディエライトとを含み、微結晶セラミック耐火塗布層は、セラミック本体に対応するブランクの表面に付着される上記高温耐摩耗セラミック釉薬を焼成してなるものである。
セラミック本体の原料は、重量部で、ムライト６５部、コーディエライト２３部、純アルミン酸カルシウムセメント７部、シリカ微粉末８部及び水８部を含む。そのうち、ムライトにおけるＡｌ２Ｏ３の含有量が７３ｗｔ％であり、コーディエライトにおけるＡｌ２Ｏ３の含有量が３５ｗｔ％である。
高温耐摩耗セラミック釉薬は、重量部で、長石３５部、粘土粉末８部、珪素粉末３０部、タルク粉末１４部、珪酸ジルコニウム１３部、添加剤０.５部及び水７０部の成分を含
む。そのうち、珪酸ジルコニウムは、ジルコニウムの含有量が６５％、且つ二酸化ケイ素の含有量が３５％であるものである。添加剤は、重量比が０.５：１であるポリアクリル
酸ナトリウム及びデキストリンを含む。
む。そのうち、珪酸ジルコニウムは、ジルコニウムの含有量が６５％、且つ二酸化ケイ素の含有量が３５％であるものである。添加剤は、重量比が０.５：１であるポリアクリル
酸ナトリウム及びデキストリンを含む。
該高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームの製造方法は、具体的に下記のステップを含む。
ステップ１は、上記技術案に記載のムライト、コーディエライト及び結合剤を取って強制撹拌機に入れて、１５分間の予混合を行い、そして、混合した材料に８％の水を加え、１０分間撹拌し、鋳込みスラリーを調製する。
ステップ２は、振動減圧成形で、即ち、調製された鋳込みスラリーを事前に組合せた金型内に注入して、高周波振動及び真空処理を行い、気泡を除去する。ここで、高周波振動の周波数が１００Ｈｚである。
ステップ３は、温度が１５℃であり且つ湿度が９５％である湿式法保温による養成を行って、凝固成形したあと、脱型する。
ステップ４は、脱型した荒素材に対して温度が１５℃である環境で２４時間湿式養成を
行う。
ステップ５は、養成したあと、乾燥機に入れて乾燥する。乾燥温度が４２０℃であり、時間が５０時間である。
ステップ６は、高圧噴射ガンで、乾燥された荒素材の表面に、高温耐摩耗セラミック釉薬を高圧風スプレー塗装する。スプレー塗装の厚さが０.８ｍｍである。
ステップ７は、１２０℃で１０時間の乾燥を行う。
ステップ８は、乾燥された荒素材を高温炉内に入れて、炉ドアを閉じ、加熱焼結を行って、焼結したあと、出炉し、高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームを得る。ここで、焼結温度が１３５０℃であり、高温維持時間が２時間である。
ステップ２は、振動減圧成形で、即ち、調製された鋳込みスラリーを事前に組合せた金型内に注入して、高周波振動及び真空処理を行い、気泡を除去する。ここで、高周波振動の周波数が１００Ｈｚである。
ステップ３は、温度が１５℃であり且つ湿度が９５％である湿式法保温による養成を行って、凝固成形したあと、脱型する。
ステップ４は、脱型した荒素材に対して温度が１５℃である環境で２４時間湿式養成を
行う。
ステップ５は、養成したあと、乾燥機に入れて乾燥する。乾燥温度が４２０℃であり、時間が５０時間である。
ステップ６は、高圧噴射ガンで、乾燥された荒素材の表面に、高温耐摩耗セラミック釉薬を高圧風スプレー塗装する。スプレー塗装の厚さが０.８ｍｍである。
ステップ７は、１２０℃で１０時間の乾燥を行う。
ステップ８は、乾燥された荒素材を高温炉内に入れて、炉ドアを閉じ、加熱焼結を行って、焼結したあと、出炉し、高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームを得る。ここで、焼結温度が１３５０℃であり、高温維持時間が２時間である。
実施例３
本実施例は、セラミック本体とセラミック本体の表面に付着される微結晶セラミック耐火塗布層とを含む高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームを提供する。セラミック本体の原料は、ムライトとコーディエライトとを含み、微結晶セラミック耐火塗布層は、セラミック本体に対応するブランクの表面に付着される上記高温耐摩耗セラミック釉薬を焼成してなるものである。
本実施例は、セラミック本体とセラミック本体の表面に付着される微結晶セラミック耐火塗布層とを含む高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームを提供する。セラミック本体の原料は、ムライトとコーディエライトとを含み、微結晶セラミック耐火塗布層は、セラミック本体に対応するブランクの表面に付着される上記高温耐摩耗セラミック釉薬を焼成してなるものである。
セラミック本体の原料は、重量部で、ムライト６５部、コーディエライト２０部、純アルミン酸カルシウムセメント７部、α－Ａｌ２Ｏ３微粉末５部、シリカ微粉末５部及び水７部を含む。そのうち、ムライトにおけるＡｌ２Ｏ３の含有量が７３ｗｔ％であり、コーディエライトにおけるＡｌ２Ｏ３の含有量が３５ｗｔ％である。
高温耐摩耗セラミック釉薬は、重量部で、長石４０部、粘土粉末５部、珪素粉末２６部、タルク粉末１０部、珪酸ジルコニウム１８部、添加剤１部及び水４０～１００部の成分を含む。そのうち、珪酸ジルコニウムは、ジルコニウムの含有量が６５％、且つ二酸化ケイ素の含有量が３５％であるものである。添加剤は、重量比が１：１：１．５であるカルボキシメチルセルロースナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウム及びデキストリンを含む。
該高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームの製造方法は、具体的に下記のステップを含む。
ステップ１は、上記技術案に記載のムライト、コーディエライト及び結合剤を取って強制撹拌機に入れて、１５分間の予混合を行い、そして、混合した材料に６％の水を加え、１０分間撹拌し、鋳込みスラリーを調製する。
ステップ２は、振動減圧成形で、即ち、調製された鋳込みスラリーを事前に組合せた金型内に注入して、高周波振動及び真空処理を行い、気泡を除去する。ここで、高周波振動の周波数が１００Ｈｚである。
ステップ３は、温度が１５℃であり且つ湿度が９５％である湿式法保温による養成を行って、凝固成形したあと、脱型する。
ステップ４は、脱型した荒素材に対して温度が１５℃である環境で２４時間湿式養成を行う。
ステップ５は、養成したあと、乾燥機に入れて乾燥する。乾燥温度が５００℃であり、時間が５０時間である。
ステップ６は、高圧噴射ガンで、乾燥された荒素材の表面に、高温耐摩耗セラミック釉薬を高圧風スプレー塗装する。スプレー塗装の厚さが１ｍｍである。
ステップ７は、１２０℃で１０時間の乾燥を行う。
ステップ８は、乾燥された荒素材を高温炉内に入れて、炉ドアを閉じ、加熱焼結を行って、焼結したあと、出炉し、高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームを得る。ここで、焼結温度が１３５０℃であり、高温維持時間が２時間である。
ステップ２は、振動減圧成形で、即ち、調製された鋳込みスラリーを事前に組合せた金型内に注入して、高周波振動及び真空処理を行い、気泡を除去する。ここで、高周波振動の周波数が１００Ｈｚである。
ステップ３は、温度が１５℃であり且つ湿度が９５％である湿式法保温による養成を行って、凝固成形したあと、脱型する。
ステップ４は、脱型した荒素材に対して温度が１５℃である環境で２４時間湿式養成を行う。
ステップ５は、養成したあと、乾燥機に入れて乾燥する。乾燥温度が５００℃であり、時間が５０時間である。
ステップ６は、高圧噴射ガンで、乾燥された荒素材の表面に、高温耐摩耗セラミック釉薬を高圧風スプレー塗装する。スプレー塗装の厚さが１ｍｍである。
ステップ７は、１２０℃で１０時間の乾燥を行う。
ステップ８は、乾燥された荒素材を高温炉内に入れて、炉ドアを閉じ、加熱焼結を行って、焼結したあと、出炉し、高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームを得る。ここで、焼結温度が１３５０℃であり、高温維持時間が２時間である。
実施例４
本実施例は、セラミック本体とセラミック本体の表面に付着される微結晶セラミック耐火塗布層とを含む高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームを提供する。セラミック本体の原料は、ムライトとコーディエライトとを含み、微結晶セラミック耐火塗布層は、セラミック本体に対応するブランクの表面に付着される上記高温耐摩耗セラミック釉薬を焼成してなるものである。
本実施例は、セラミック本体とセラミック本体の表面に付着される微結晶セラミック耐火塗布層とを含む高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームを提供する。セラミック本体の原料は、ムライトとコーディエライトとを含み、微結晶セラミック耐火塗布層は、セラミック本体に対応するブランクの表面に付着される上記高温耐摩耗セラミック釉薬を焼成してなるものである。
セラミックブランクの原料は、重量部で、ムライト６２部、コーディエライト２４部、純アルミン酸カルシウムセメント８部、α－Ａｌ２Ｏ３微粉末３部、シリカ微粉末３部及び水８部を含む。そのうち、ムライトにおけるＡｌ２Ｏ３の含有量が７３ｗｔ％であり、コーディエライトにおけるＡｌ２Ｏ３の含有量が３５ｗｔ％である。
高温耐摩耗セラミック釉薬は、重量部で、長石３８部、粘土粉末５部、珪素粉末２５部、タルク粉末１４部、珪酸ジルコニウム１８部、添加剤０．３５部及び水７０部の成分を含む。そのうち、珪酸ジルコニウムは、ジルコニウムの含有量が６５％、且つ二酸化ケイ素の含有量が３５％であるものである。添加剤は、重量比が１：１であるカルボキシメチルセルロースナトリウム及びポリアクリル酸ナトリウムを含む。
該高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームの製造方法は、具体的に下記のステップを含む。
ステップ１は、上記技術案に記載のムライト、コーディエライト及び結合剤を取って強制撹拌機に入れて、１５分間の予混合を行い、そして、混合した材料に８％の水を加え、１０分間撹拌し、鋳込みスラリーを調製する。
ステップ２は、振動減圧成形で、即ち、調製された鋳込みスラリーを事前に組合せた金型内に注入して、高周波振動を行う。ここで、高周波振動の周波数が１００ＨＺである。
ステップ３は、常温で自然養成を行って、凝固成形したあと、脱型する。
ステップ４は、脱型した荒素材に対して自然環境で２４時間湿式養成を行う。
ステップ５は、養成したあと、乾燥機に入れて乾燥する。乾燥温度が４２０℃であり、時間が５０時間である。
ステップ６は、高圧噴射ガンで、乾燥された荒素材の表面に、高温耐摩耗セラミック釉薬を高圧風スプレー塗装する。スプレー塗装の厚さが０.５ｍｍである。
ステップ７は、１２０℃である常温で１０時間の乾燥を行う。
ステップ８は、乾燥された荒素材を高温炉内に入れて、炉ドアを閉じ、加熱焼結を行って、焼結したあと、出炉し、高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームを得る。ここで、焼結温度が１３５０℃であり、高温維持時間が２時間である。
ステップ２は、振動減圧成形で、即ち、調製された鋳込みスラリーを事前に組合せた金型内に注入して、高周波振動を行う。ここで、高周波振動の周波数が１００ＨＺである。
ステップ３は、常温で自然養成を行って、凝固成形したあと、脱型する。
ステップ４は、脱型した荒素材に対して自然環境で２４時間湿式養成を行う。
ステップ５は、養成したあと、乾燥機に入れて乾燥する。乾燥温度が４２０℃であり、時間が５０時間である。
ステップ６は、高圧噴射ガンで、乾燥された荒素材の表面に、高温耐摩耗セラミック釉薬を高圧風スプレー塗装する。スプレー塗装の厚さが０.５ｍｍである。
ステップ７は、１２０℃である常温で１０時間の乾燥を行う。
ステップ８は、乾燥された荒素材を高温炉内に入れて、炉ドアを閉じ、加熱焼結を行って、焼結したあと、出炉し、高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームを得る。ここで、焼結温度が１３５０℃であり、高温維持時間が２時間である。
実施例５
本実施例は、セラミック本体とセラミック本体の表面に付着される微結晶セラミック耐火塗布層とを含む高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームを提供する。セラミック本体の原料は、ムライトとコーディエライトとを含み、微結晶セラミック耐火塗布層は、セラミック本体に対応するブランクの表面に付着される上記高温耐摩耗セラミック釉薬を焼成してなるものである。
本実施例は、セラミック本体とセラミック本体の表面に付着される微結晶セラミック耐火塗布層とを含む高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームを提供する。セラミック本体の原料は、ムライトとコーディエライトとを含み、微結晶セラミック耐火塗布層は、セラミック本体に対応するブランクの表面に付着される上記高温耐摩耗セラミック釉薬を焼成してなるものである。
セラミックブランクの原料は、重量部で、ムライト６２部、コーディエライト２４部、純アルミン酸カルシウムセメント８部、α－Ａｌ２Ｏ３微粉末４部、シリカ微粉末４部及び水８部を含む。そのうち、ムライトにおけるＡｌ２Ｏ３の含有量が７０ｗｔ％であり、コーディエライトにおけるＡｌ２Ｏ３の含有量が３２ｗｔ％である。
高温耐摩耗セラミック釉薬は、重量部で、長石３８部、粘土粉末５部、珪素粉末２５部、タルク粉末１４部、珪酸ジルコニウム１８部、添加剤０．３５部及び水７０部の成分を含む。そのうち、珪酸ジルコニウムは、ジルコニウムの含有量が５１％、且つ二酸化ケイ素の含有量が４３％であるものである。添加剤は、重量比が１：１であるカルボキシメチルセルロースナトリウム及びポリアクリル酸ナトリウムを含む。
該高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームの製造方法は、具体的に下記のステップを含む。
ステップ１は、上記技術案に記載のムライト、コーディエライト及び結合剤を取って強制撹拌機に入れて、１５分間の予混合を行い、そして、混合した材料に８％の水を加え、１０分間撹拌し、鋳込みスラリーを調製する。
ステップ２は、振動減圧成形で、即ち、調製された鋳込みスラリーを事前に組合せた金型内に注入して、高周波振動及び真空処理を行って、気泡を除去する。ここで、高周波振動の周波数が１００Ｈｚである。
ステップ３は、温度が１５℃であり且つ湿度が９５％である湿式法保温による養成を行って、凝固成形したあと、脱型する。
ステップ４は、脱型した荒素材に対して温度が１５℃である環境で２４時間湿式養成を行う。
ステップ５は、養成したあと、乾燥機に入れて乾燥する。乾燥温度が４２０℃であり、時間が５０時間である。
ステップ６は、高圧噴射ガンで、乾燥された荒素材の表面に、高温耐摩耗セラミック釉薬を高圧風スプレー塗装する。スプレー塗装の厚さが０.５ｍｍである。
ステップ７は、１２０℃である常温で１０時間の乾燥を行う。
ステップ８は、乾燥された荒素材を高温炉内に入れて、炉ドアを閉じ、加熱焼結を行って、焼結したあと、出炉し、高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームを得る。ここで、焼結温度が１３５０℃であり、高温維持時間が２時間である。
ステップ２は、振動減圧成形で、即ち、調製された鋳込みスラリーを事前に組合せた金型内に注入して、高周波振動及び真空処理を行って、気泡を除去する。ここで、高周波振動の周波数が１００Ｈｚである。
ステップ３は、温度が１５℃であり且つ湿度が９５％である湿式法保温による養成を行って、凝固成形したあと、脱型する。
ステップ４は、脱型した荒素材に対して温度が１５℃である環境で２４時間湿式養成を行う。
ステップ５は、養成したあと、乾燥機に入れて乾燥する。乾燥温度が４２０℃であり、時間が５０時間である。
ステップ６は、高圧噴射ガンで、乾燥された荒素材の表面に、高温耐摩耗セラミック釉薬を高圧風スプレー塗装する。スプレー塗装の厚さが０.５ｍｍである。
ステップ７は、１２０℃である常温で１０時間の乾燥を行う。
ステップ８は、乾燥された荒素材を高温炉内に入れて、炉ドアを閉じ、加熱焼結を行って、焼結したあと、出炉し、高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームを得る。ここで、焼結温度が１３５０℃であり、高温維持時間が２時間である。
実施例６
本実施例と実施例１の相違点は、下記のことのみにある。セラミック本体の原料は、重量部で、ムライト廃煉瓦３２部、特級高純度アルミニウム材料３０部、コーディエライト２４部、アルミナセメントとα－Ａｌ２Ｏ３微粉末とを含む結合剤１４部及び水８部を含む。そのうち、ムライトにおけるＡｌ２Ｏ３の含有量が７３ｗｔ％であり、コーディエライトにおけるＡｌ２Ｏ３の含有量が３４ｗｔ％である。
本実施例と実施例１の相違点は、下記のことのみにある。セラミック本体の原料は、重量部で、ムライト廃煉瓦３２部、特級高純度アルミニウム材料３０部、コーディエライト２４部、アルミナセメントとα－Ａｌ２Ｏ３微粉末とを含む結合剤１４部及び水８部を含む。そのうち、ムライトにおけるＡｌ２Ｏ３の含有量が７３ｗｔ％であり、コーディエライトにおけるＡｌ２Ｏ３の含有量が３４ｗｔ％である。
比較例１
本比較例と実施例１の相違点は、下記のことのみにある。高温耐摩耗セラミック釉薬の成分配合比は、重量部で、長石５７部、粘土粉末１６部、珪素粉末１８部、タルク粉末５部、珪酸ジルコニウム２部、添加剤２部及び水７０部である。そのうち、珪酸ジルコニウムにおいて、ジルコニウムの含有量が６５％であり且つ二酸化ケイ素の含有量が３４％である。添加剤は、重量比が０.５：１であるカルボキシメチルセルロースナトリウム及び
ポリアクリル酸ナトリウムを含む。
本比較例と実施例１の相違点は、下記のことのみにある。高温耐摩耗セラミック釉薬の成分配合比は、重量部で、長石５７部、粘土粉末１６部、珪素粉末１８部、タルク粉末５部、珪酸ジルコニウム２部、添加剤２部及び水７０部である。そのうち、珪酸ジルコニウムにおいて、ジルコニウムの含有量が６５％であり且つ二酸化ケイ素の含有量が３４％である。添加剤は、重量比が０.５：１であるカルボキシメチルセルロースナトリウム及び
ポリアクリル酸ナトリウムを含む。
比較例２
本比較例と実施例１の相違点は、下記のことのみにある。高温耐摩耗セラミック釉薬の組成における珪酸ジルコニウムの代わりに、酸化ジルコニウムを使用するとともに、炭酸バリウムを添加する。具体的に、長石４２部、粘土粉末５部、珪素粉末２５部、タルク粉末１４部、酸化ジルコニウム８部、炭酸バリウム６部、添加剤０．３５部及び水７０部を含む。そのうち、珪酸ジルコニウムは、ジルコニウムの含有量が６５％であり、且つ二酸化ケイ素の含有量が３４％であるものである。添加剤は、重量比が１：１であるカルボキ
シメチルセルロースナトリウム及びポリアクリル酸ナトリウムを含む。
本比較例と実施例１の相違点は、下記のことのみにある。高温耐摩耗セラミック釉薬の組成における珪酸ジルコニウムの代わりに、酸化ジルコニウムを使用するとともに、炭酸バリウムを添加する。具体的に、長石４２部、粘土粉末５部、珪素粉末２５部、タルク粉末１４部、酸化ジルコニウム８部、炭酸バリウム６部、添加剤０．３５部及び水７０部を含む。そのうち、珪酸ジルコニウムは、ジルコニウムの含有量が６５％であり、且つ二酸化ケイ素の含有量が３４％であるものである。添加剤は、重量比が１：１であるカルボキ
シメチルセルロースナトリウム及びポリアクリル酸ナトリウムを含む。
比較例３
本比較例におけるブランクは、組成比率で、ムライト６１％、合成コーディエライト２６％及び純アルミン酸カルシウムセメント１３％を含む。
本比較例におけるブランクは、組成比率で、ムライト６１％、合成コーディエライト２６％及び純アルミン酸カルシウムセメント１３％を含む。
高温耐摩耗セラミック塗布層の組成配合比は、比率で、長石４０％、粘土粉末１０％、珪素粉末３５％、タルク粉末１５％、及び０.１５-１％の、カルボキシメチルセルロースナトリウムとポリアクリル酸ナトリウムとデキストリンとの混合物を含む。
[作製]
ブランクの各成分原料を強制撹拌機に入れて、１５分間の予混合を行い、混合した材料に材料重量が５．５％の水（飲用基準を満たす）を加えて、８分間撹拌し、鋳込みスラリーを調製する。調製された鋳込みスラリーを事前に組合せた金型内に注入して、高周波振動及び圧力鋳込み処理を行い（時間が７分間である）、気泡を除去する。温度１５℃で、湿式法保温による養成を２４時間行って、凝固成形したあと、脱型する。脱型した荒素材に対して温度が１５℃である環境で３６時間湿式養成を行う。養成したあと、乾燥機に入れて乾燥する。乾燥温度が常温～５００℃であり、時間が６５時間である。乾燥された荒素材の表面に微結晶セラミック耐火釉薬をスプレー塗装し、スプレー塗装の厚さが１．５ｍｍである。温度１５℃で、１０時間乾燥する。乾燥された荒素材を高温炉内に入れて、炉ドアを閉じ、焼結温度１２５０℃で７時間加熱焼結を行う。焼結したあと、出炉し、コークス炉用の、高温焼結で表面に高性能の微結晶セラミック耐火釉薬が付着されるムライトコーディエライトの煉瓦を製造する。
ブランクの各成分原料を強制撹拌機に入れて、１５分間の予混合を行い、混合した材料に材料重量が５．５％の水（飲用基準を満たす）を加えて、８分間撹拌し、鋳込みスラリーを調製する。調製された鋳込みスラリーを事前に組合せた金型内に注入して、高周波振動及び圧力鋳込み処理を行い（時間が７分間である）、気泡を除去する。温度１５℃で、湿式法保温による養成を２４時間行って、凝固成形したあと、脱型する。脱型した荒素材に対して温度が１５℃である環境で３６時間湿式養成を行う。養成したあと、乾燥機に入れて乾燥する。乾燥温度が常温～５００℃であり、時間が６５時間である。乾燥された荒素材の表面に微結晶セラミック耐火釉薬をスプレー塗装し、スプレー塗装の厚さが１．５ｍｍである。温度１５℃で、１０時間乾燥する。乾燥された荒素材を高温炉内に入れて、炉ドアを閉じ、焼結温度１２５０℃で７時間加熱焼結を行う。焼結したあと、出炉し、コークス炉用の、高温焼結で表面に高性能の微結晶セラミック耐火釉薬が付着されるムライトコーディエライトの煉瓦を製造する。
比較例４
本比較例と実施例１の相違点が、下記のことのみにある。製造方法におけるステップ８が、乾燥した荒素材を高温炉内に入れて、炉ドアを閉じ、加熱焼結を行って、焼結したあと、炉を出て、高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームが得られる。ここで、焼結温度が１３８０℃であり、高温維持時間が２時間である。
本比較例と実施例１の相違点が、下記のことのみにある。製造方法におけるステップ８が、乾燥した荒素材を高温炉内に入れて、炉ドアを閉じ、加熱焼結を行って、焼結したあと、炉を出て、高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームが得られる。ここで、焼結温度が１３８０℃であり、高温維持時間が２時間である。
比較例５
本比較例が実施例１との相違点は、下記のことのみにある。製造方法におけるステップ８は、乾燥された荒素材を高温炉内に入れて、炉ドアを閉じ、加熱焼結を行って、焼結したあと、出炉し、高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームを得る。ここで、焼結温度が１２２０℃であり、高温維持時間が１０時間である。
本比較例が実施例１との相違点は、下記のことのみにある。製造方法におけるステップ８は、乾燥された荒素材を高温炉内に入れて、炉ドアを閉じ、加熱焼結を行って、焼結したあと、出炉し、高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームを得る。ここで、焼結温度が１２２０℃であり、高温維持時間が１０時間である。
下記の国家標準試験方法によって、実施例１－実施例６、及び比較例１～３における高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームの性能パラメータを測定する。具体的に、気孔、嵩密度がＧＢ／Ｔ２９９７－２０１５に基づいて、常温抗折強度がＧＢ／Ｔ３００１－２０１７に基づいて、常温耐圧強度がＧＢ／Ｔ５０７２－２００８に基づいて、熱線法による熱伝導係数がＧＢ／Ｔ５９９０－２００６基づいて、熱衝撃がＧＢ／Ｔ３０８７３－２０１４に基づいて測定される。
その結果が表２に示される。
以上により、本発明の上記実施形態において、ブランク及び釉薬の膨張が同期であり、且つ高温での膨張係数が小さく、釉薬の膨張係数がブランクの膨張係数よりわずかに小さいため、釉薬が剥離しにくく、ブランクの表面により緊密に付着することができる。釉薬が耐高温性を有し、特定の温度での液相量が低く、釉薬がより安定になる。焼結温度が高すぎると、材料内部のコーディエライト相が分解し、材料の耐剥離性が顕著に低下し、釉薬の線膨張とブランク材料の線膨張が同期に発生せず、結合性が悪い。また、塗布層の展着性が悪く、塗布層及びブランク材料の耐剥離性がいずれも良くない。焼結温度が低すぎると、ブランク材料に対する焼結が悪くなり、熱衝撃性が低下する。ブランクが荒素材であり、粒子によって形成され、気孔があるため、浸透性が強いとともに、十分な湿潤度を有する。釉薬が気孔を介してブランクに浸透して進入でき、中間体（緊密結合体）として形成されるので、付着性が強くなり、釉薬をブランクと緊密に結合させることができ、剥離しにくくなる。そして、珪酸ジルコニウムを加えると、珪酸ジルコニウムにおける二酸化ケイ素により、塗布層の形成段階で、ジルコニウムがより均一に一酸化ケイ素及び酸化アルミニウムに分散され、アルミニウムジルコニウム共融体及び珪酸ジルコニウム結晶相成分を形成する。珪酸ジルコニウムが結晶核の形成を促進するためのものであり、結晶体の迅速な形成を促進することができるので、材料強度を向上させ、熱伝導率を下げて、省エネ、環境保護の役割を果たすことができる。
上記記載は、本発明の好ましい実施例にすぎず、本発明を限定するものではない。当業者は、本出願に対して各種の変更や変化を加えてもよい。本出願の精神及び原理から逸脱しない限り、行った如何なる変更、均一置換、改良等も、本出願の保護範囲内に属する。
Claims (12)
- セラミック本体と前記セラミック本体の表面に付着される微結晶セラミック耐火塗布層とを含み、
前記セラミック本体の原料は、ムライトとコーディエライトとを含み、前記微結晶セラミック耐火塗布層は、前記セラミック本体に対応するブランクの表面に付着される高温耐摩耗セラミック釉薬を焼成してなるものであり、
前記高温耐摩耗セラミック釉薬が、重量部で、長石３５～４０部、粘土粉末５～８部、珪素粉末２５～３０部、タルク粉末１０～１４部、珪酸ジルコニウム１３～１８部、添加剤０.３５～１部及び水４０～１００部を含み、
前記セラミック本体の原料が、重量部で、ムライト６２～６５部、コーディエライト２０～２４部、結合剤１４～１７部及び水７～８部を含み、
前記結合剤が、純アルミン酸カルシウムセメント並びにシリカ微粉末及びα－Ａｌ ２ Ｏ ３ 微粉末のうちの少なくとも１種からなる
ことを特徴とする高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォーム。 - 前記添加剤は、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウム及びデキストリンのうちの少なくとも１つを含み、
好ましくは、前記添加剤が、重量比が１：１～２：２～３であるカルボキシメチルセルロースナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウム及びデキストリンを含み、さらに好ましくは、重量比が１：１：２であり、
好ましくは、前記珪酸ジルコニウムにおいて、ジルコニウムの含有量が６０～６５ｗｔ％であり、二酸化ケイ素の含有量が３０～３５ｗｔ％である
ことを特徴とする請求項１に記載の高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォーム。 - 前記コーディエライトにおけるＡｌ２Ｏ３の含有量が２５～４０ｗｔ％であり、
好ましくは、前記コーディエライトが合成コーディエライト材料であり、
好ましくは、前記結合剤が、重量比が１～２：０．８～１．２：０．８～１．２である純アルミン酸カルシウムセメント、シリカ微粉末及びα－Ａｌ２Ｏ３微粉末を含み、さらに好ましくは、重量比が１．５：１：１である
ことを特徴とする請求項１又は２記載の高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォーム。 - 前記ムライトにおけるＡｌ２Ｏ３の含有量が４０～９０ｗｔ％であることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォーム。
- 前記微結晶セラミック耐火塗布層の厚さが０.５～１.５ｍｍであることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォーム。
- 表面に前記高温耐摩耗セラミック釉薬が付着されるブランクを焼成するステップを含むことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームの製造方法。
- 前記焼成が焼結であり、
好ましくは、焼結温度が、１２４０℃よりも高く、焼成時間が５０時間以上であり、
好ましくは、焼結温度が、１２４０～１３００℃であり、焼成時間が５０～８０時間であり、
好ましくは、焼成が高温炉内で行われる
ことを特徴とする請求項６に記載の高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームの製造方法。 - スプレー塗装で、前記高温耐摩耗セラミック釉薬を前記ブランクの表面に付着するステップを含み、
好ましくは、高圧噴射ガンで、前記高温耐摩耗セラミック釉薬を、高圧風の圧力が０．５～０．８ＭＰａである高圧風スプレー塗装し、
好ましくは、スプレー塗装の厚さが０．５～２．５ｍｍである
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームの製造方法。 - 前記高温耐摩耗セラミック釉薬を付着するためのブランクの作製ステップは、前記セラミック本体の原料で調製された鋳込みスラリーを、振動減圧成形によって金型内で成形して、養成を行うステップを含む
ことを特徴とする請求項６～８のいずれか１項に記載の高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームの製造方法。 - 前記振動減圧成形は、前記鋳込みスラリーを金型内に注入して、高周波振動及び真空処理を行うものであり、
好ましくは、高周波振動の周波数が９０～１２０Ｈｚであり、
好ましくは、養成が、成形したブランクに対して金型内で第１回の湿式養成を行って、脱型して、脱型したブランクに対して第２回の湿式養成を行うステップを含み、ここで、第１回の湿式養成及び第２回の湿式養成は、いずれも温度が５℃以上であり、湿度が９３～９８％であり、
好ましくは、第１回の湿式養成及び第２回の湿式養成は、いずれも温度が５～２０℃であり、湿度が９５％であり、
好ましくは、養成したあと、ブランクに対して、乾燥温度が２５～５００℃であり、乾燥時間が６０時間よりも長い乾燥を行う
ことを特徴とする請求項９に記載の高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームの製造方法。 - 前記鋳込みスラリーの調製ステップが、前記ムライト、前記コーディエライト及び前記結合剤を強制撹拌機に入れて３～５分間の予混合を行って、混合した材料に水を加えて、３～５分間撹拌するステップを含む
ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームの製造方法。 - 請求項１～５のいずれか１項に記載の高温耐摩耗セラミック塗布層プリフォームの、コークス炉用炉ドア、煙道上昇管、石炭装入孔又は炉蓋の製造における使用。
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