JPH0155214B2 - - Google Patents
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- JPH0155214B2 JPH0155214B2 JP14501183A JP14501183A JPH0155214B2 JP H0155214 B2 JPH0155214 B2 JP H0155214B2 JP 14501183 A JP14501183 A JP 14501183A JP 14501183 A JP14501183 A JP 14501183A JP H0155214 B2 JPH0155214 B2 JP H0155214B2
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- atmosphere
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Landscapes
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- Glass Compositions (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Description
本発明は、非酸化物系物質、または非酸化物系
物質を組成の一部に含む耐火物質の焼成方法に関
する。 本発明で言う非酸化物系耐火物質とは具体的に
例えば炭素、炭化珪素等の非酸化物系耐火物質を
含む物質であり、900℃以上の温度で焼成される。 一般に、前記非酸化物系耐火物質は高温下例え
ば900℃以上では酸化反応が進行するため、その
焼成にあたつては、電気加熱を用いる場合、窒
素、水素、アルゴンなどから選ばれた１種あるい
は２種以上の還元ガス雰囲気下で行なわれるか、
バーナー加熱を用いる場合は、密閉された鞘中に
炭素粉末とともに焼成する耐火物質を充填して酸
化を防止する配慮がなされている。 しかしながら、前述した焼成方法は品質上およ
び製造コスト上の点から必ずしも工業製品を得る
方法として満足の行くものではなかつた。即ち、
前者の電気加熱であると焼成エネルギーコストが
高くなること不活性ガスまたは水素等の雰囲気を
保つための設備コストが高くなるという問題があ
る。一方、後者のバーナー加熱による鞘詰め焼成
の場合は非焼成品以外の鞘、炭素粉末も同時に加
熱されるため熱効率が悪くなる。さらに複雑な形
状品では、焼成ムラが生じ品質面での問題が生じ
るため非常に遅い昇温速度で焼成せざるを得ず、
熱効率が下がるとともに生産能率が極めて低いと
いう欠点がある。 本発明は非酸化物系耐火物質の焼成するにあた
つて上記問題点の解決を目的とするもので、本発
明者等は炉内雰囲気中の酸素濃度をバーナーの燃
焼状況を制御して一定値以下に保つことにより、
実質的に前記した酸化反応を抑制できることを見
出し、本発明に到つたものである。すなわち、非
酸化物系物質、または非酸化物系物質を組成の一
部に含む耐火物質を900℃以上で焼成する方法に
おいて、燃焼排ガス中の酸素ガス濃度を100ppm
以下として、前記排ガスを炉内雰囲気として直火
焼成する方法を提供するものである。 燃焼排ガス中の酸化作用を有するガスは酸素、
二酸化炭素、窒素酸化物等であるが、含有量およ
び反応性の点で特に酸素が最も問題となる。一般
に、直火焼成、即ち鞘詰めをせず被焼成品を裸で
焼成することを実施できない理由は上記酸素によ
る酸化が大きいためである。 しかしながら、本発明者等が極めて燃焼性の良
好な、完全燃焼に近い空気比1.0未満の低空気比
燃焼において、低酸素濃度を得ることができるバ
ーナーを用いて調査研究した結果、一定値以下の
酸素濃度では実質的に前記した酸化反応を抑制で
きることを見出した。即ち100ppm以下の酸素濃
度雰囲気中では、酸化反応は非常に遅く、かつ、
被焼成品の物性に及ぼす酸化の影響は表面付近の
みにとどまり軽微であることが判明した。 バーナーの選定に当つては燃焼が完全に行なえ
る構造のものが好ましく、具体的に例えば、プレ
ミツクス型のガスバーナーあるいは本発明者等に
よる特開昭57−37617に示す面内混合燃焼バーナ
ー等が使用できる。この場合燃焼条件のと１つで
ある、空気比は0.95〜0.7の範囲が燃焼ガス中の
酸素濃度低減および熱効率の点から好ましい。燃
焼時の空気比を0.95以上にすると酸素濃度
100ppm以下の雰囲気を得ることが燃焼における
各ガスの平衡例えば、一酸化炭素、二酸化炭素、
水素、水蒸気等の平衡から、困難となる。また空
気比0.7未満になると未燃ガスが増加して熱効率
の観点から好ましくない燃焼が完全に行なわれる
バーナー構造であれば燃料の種類は問わないが、
一般にガス燃料としては例えば、コークス炉ガ
ス、天然ガス、液化石油ガスが好ましい。 次に本発明法を従来法による焼成方法と品質、
エネルギーコストの観点から、実施例によつて比
較して具体的に説明する。 実施例 １ アルミナを主成分とし、25％の炭素を含む製鉄
用連続鋳造ノズル（高さ1400mm、径150mm、単重
25Kg）の焼成を従来法である鞘詰め焼成法と本発
明法を比較した。第１図に従来法による焼成曲線
および本発明法による焼成曲線を示す。また、第
１表はエネルギー消費量および焼成後の物性を示
す。本発明では特開昭57−37617に示す構造の面
燃焼バーナーにより空気比0.8〜0.9の条件で燃焼
した。又雰囲気の酸素濃度は10〜20ppmであつ
た。
物質を組成の一部に含む耐火物質の焼成方法に関
する。 本発明で言う非酸化物系耐火物質とは具体的に
例えば炭素、炭化珪素等の非酸化物系耐火物質を
含む物質であり、900℃以上の温度で焼成される。 一般に、前記非酸化物系耐火物質は高温下例え
ば900℃以上では酸化反応が進行するため、その
焼成にあたつては、電気加熱を用いる場合、窒
素、水素、アルゴンなどから選ばれた１種あるい
は２種以上の還元ガス雰囲気下で行なわれるか、
バーナー加熱を用いる場合は、密閉された鞘中に
炭素粉末とともに焼成する耐火物質を充填して酸
化を防止する配慮がなされている。 しかしながら、前述した焼成方法は品質上およ
び製造コスト上の点から必ずしも工業製品を得る
方法として満足の行くものではなかつた。即ち、
前者の電気加熱であると焼成エネルギーコストが
高くなること不活性ガスまたは水素等の雰囲気を
保つための設備コストが高くなるという問題があ
る。一方、後者のバーナー加熱による鞘詰め焼成
の場合は非焼成品以外の鞘、炭素粉末も同時に加
熱されるため熱効率が悪くなる。さらに複雑な形
状品では、焼成ムラが生じ品質面での問題が生じ
るため非常に遅い昇温速度で焼成せざるを得ず、
熱効率が下がるとともに生産能率が極めて低いと
いう欠点がある。 本発明は非酸化物系耐火物質の焼成するにあた
つて上記問題点の解決を目的とするもので、本発
明者等は炉内雰囲気中の酸素濃度をバーナーの燃
焼状況を制御して一定値以下に保つことにより、
実質的に前記した酸化反応を抑制できることを見
出し、本発明に到つたものである。すなわち、非
酸化物系物質、または非酸化物系物質を組成の一
部に含む耐火物質を900℃以上で焼成する方法に
おいて、燃焼排ガス中の酸素ガス濃度を100ppm
以下として、前記排ガスを炉内雰囲気として直火
焼成する方法を提供するものである。 燃焼排ガス中の酸化作用を有するガスは酸素、
二酸化炭素、窒素酸化物等であるが、含有量およ
び反応性の点で特に酸素が最も問題となる。一般
に、直火焼成、即ち鞘詰めをせず被焼成品を裸で
焼成することを実施できない理由は上記酸素によ
る酸化が大きいためである。 しかしながら、本発明者等が極めて燃焼性の良
好な、完全燃焼に近い空気比1.0未満の低空気比
燃焼において、低酸素濃度を得ることができるバ
ーナーを用いて調査研究した結果、一定値以下の
酸素濃度では実質的に前記した酸化反応を抑制で
きることを見出した。即ち100ppm以下の酸素濃
度雰囲気中では、酸化反応は非常に遅く、かつ、
被焼成品の物性に及ぼす酸化の影響は表面付近の
みにとどまり軽微であることが判明した。 バーナーの選定に当つては燃焼が完全に行なえ
る構造のものが好ましく、具体的に例えば、プレ
ミツクス型のガスバーナーあるいは本発明者等に
よる特開昭57−37617に示す面内混合燃焼バーナ
ー等が使用できる。この場合燃焼条件のと１つで
ある、空気比は0.95〜0.7の範囲が燃焼ガス中の
酸素濃度低減および熱効率の点から好ましい。燃
焼時の空気比を0.95以上にすると酸素濃度
100ppm以下の雰囲気を得ることが燃焼における
各ガスの平衡例えば、一酸化炭素、二酸化炭素、
水素、水蒸気等の平衡から、困難となる。また空
気比0.7未満になると未燃ガスが増加して熱効率
の観点から好ましくない燃焼が完全に行なわれる
バーナー構造であれば燃料の種類は問わないが、
一般にガス燃料としては例えば、コークス炉ガ
ス、天然ガス、液化石油ガスが好ましい。 次に本発明法を従来法による焼成方法と品質、
エネルギーコストの観点から、実施例によつて比
較して具体的に説明する。 実施例 １ アルミナを主成分とし、25％の炭素を含む製鉄
用連続鋳造ノズル（高さ1400mm、径150mm、単重
25Kg）の焼成を従来法である鞘詰め焼成法と本発
明法を比較した。第１図に従来法による焼成曲線
および本発明法による焼成曲線を示す。また、第
１表はエネルギー消費量および焼成後の物性を示
す。本発明では特開昭57−37617に示す構造の面
燃焼バーナーにより空気比0.8〜0.9の条件で燃焼
した。又雰囲気の酸素濃度は10〜20ppmであつ
た。
【表】
【表】
実施例１において、本発明法では、鞘が不要で
あるから、焼成時間が短かく、かつ単位炉床面積
当りの焼成本数を多くすることができる。したが
つて、焼成に要するエネルギー原単位が低く、生
産能率も高くなり、又、焼成後の物性値では曲げ
強度は高く弾性率は低く、連鋳用ノズルとしては
好ましい物性であることが判明した。さらに重要
な因子である均質性について弾性率で比較すると
そのバラツキが小さく焼成ムラもなく均質である
ことも判明した。 実施例 ２ 次に、実施例１と同一条件で空気比のみを変化
させた場合の焼成後の物性を第２表に示す。
あるから、焼成時間が短かく、かつ単位炉床面積
当りの焼成本数を多くすることができる。したが
つて、焼成に要するエネルギー原単位が低く、生
産能率も高くなり、又、焼成後の物性値では曲げ
強度は高く弾性率は低く、連鋳用ノズルとしては
好ましい物性であることが判明した。さらに重要
な因子である均質性について弾性率で比較すると
そのバラツキが小さく焼成ムラもなく均質である
ことも判明した。 実施例 ２ 次に、実施例１と同一条件で空気比のみを変化
させた場合の焼成後の物性を第２表に示す。
【表】
第２表中において空気比0.95（酸素濃度
100ppm）までは物性値に大きな変化なく、また
外観上も酸化が認められないが、空気比0.97（酸
素濃度250ppm）においては、物性値の低下およ
び外観上の変化（色調およびコーナー部が脆くな
る）が著しくなり、実用に適さなくなることが判
明した。なお、弾性率の低下は本来望ましいが、
空気比0.97の例では酸化による組織の脆弱化が原
因であり好ましいものではない。 本発明法を適用するに当つては、雰囲気中の酸
素濃度を極めて低い値に保持する必要があるの
で、前述したような燃焼性が良好なバーナーを選
定するとともに、炉の構造、操炉方法も考慮する
必要がある。一例として、実施例で使用した炉に
関して以下に述べる。炉体は900℃以上の炉温に
おいて炉圧を５mm水柱以上に保持できる密閉構造
で、被焼成品の搬出入扉は下部が水封構造となつ
ている。また、焼成完了の時点では不活性ガスと
して窒素またはアルゴンガスを炉内に供給できる
ように各々の配管設備が設けられている。なお、
実施例に示した連鋳用ノズルは400℃以下では大
気下でも実質上酸化が進行しないので400℃以下
からは空気冷却により急速に冷却している。 上記したように本発明法を採用することによ
り、従来の高価な雰囲気ガスの使用や高いエネル
ギーコスト、低い生産性を甘受していた非酸化物
系耐火物質の焼成方法を抜本的に改善させること
ができる。 なお、本発明の適用に当つては被焼成品の組
成、形状および焼成温度条件によつて、燃焼排ガ
ス中の酸素ガス濃度を100ppm以下の範囲であれ
ば酸素ガス濃度を最適の値に自在に設定できるこ
とは言うまでもない。
100ppm）までは物性値に大きな変化なく、また
外観上も酸化が認められないが、空気比0.97（酸
素濃度250ppm）においては、物性値の低下およ
び外観上の変化（色調およびコーナー部が脆くな
る）が著しくなり、実用に適さなくなることが判
明した。なお、弾性率の低下は本来望ましいが、
空気比0.97の例では酸化による組織の脆弱化が原
因であり好ましいものではない。 本発明法を適用するに当つては、雰囲気中の酸
素濃度を極めて低い値に保持する必要があるの
で、前述したような燃焼性が良好なバーナーを選
定するとともに、炉の構造、操炉方法も考慮する
必要がある。一例として、実施例で使用した炉に
関して以下に述べる。炉体は900℃以上の炉温に
おいて炉圧を５mm水柱以上に保持できる密閉構造
で、被焼成品の搬出入扉は下部が水封構造となつ
ている。また、焼成完了の時点では不活性ガスと
して窒素またはアルゴンガスを炉内に供給できる
ように各々の配管設備が設けられている。なお、
実施例に示した連鋳用ノズルは400℃以下では大
気下でも実質上酸化が進行しないので400℃以下
からは空気冷却により急速に冷却している。 上記したように本発明法を採用することによ
り、従来の高価な雰囲気ガスの使用や高いエネル
ギーコスト、低い生産性を甘受していた非酸化物
系耐火物質の焼成方法を抜本的に改善させること
ができる。 なお、本発明の適用に当つては被焼成品の組
成、形状および焼成温度条件によつて、燃焼排ガ
ス中の酸素ガス濃度を100ppm以下の範囲であれ
ば酸素ガス濃度を最適の値に自在に設定できるこ
とは言うまでもない。
第１図は実施例における焼成条件において本発
明法と従来法の焼成時間と焼成温度の関係を示し
た焼成曲線を示す。
明法と従来法の焼成時間と焼成温度の関係を示し
た焼成曲線を示す。
Claims (1)
- １ 非酸化物系物質、または非酸化物系物質を組
成の一部に含む耐火物質を900℃以上で焼成する
方法において、燃焼排ガス中の酸素ガス濃度を
100ppm以下として、前記排ガスを炉内雰囲気と
して、直火焼成することを特徴とする非酸化物系
耐火物質の焼成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14501183A JPS6036380A (ja) | 1983-08-10 | 1983-08-10 | 非酸化物系耐火物質の焼成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14501183A JPS6036380A (ja) | 1983-08-10 | 1983-08-10 | 非酸化物系耐火物質の焼成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6036380A JPS6036380A (ja) | 1985-02-25 |
| JPH0155214B2 true JPH0155214B2 (ja) | 1989-11-22 |
Family
ID=15375377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14501183A Granted JPS6036380A (ja) | 1983-08-10 | 1983-08-10 | 非酸化物系耐火物質の焼成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6036380A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03285875A (ja) * | 1990-04-02 | 1991-12-17 | Shinagawa Refract Co Ltd | 非酸化物系セラミツクスの焼成方法 |
-
1983
- 1983-08-10 JP JP14501183A patent/JPS6036380A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6036380A (ja) | 1985-02-25 |
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