JPH0331665B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0331665B2 JPH0331665B2 JP60246876A JP24687685A JPH0331665B2 JP H0331665 B2 JPH0331665 B2 JP H0331665B2 JP 60246876 A JP60246876 A JP 60246876A JP 24687685 A JP24687685 A JP 24687685A JP H0331665 B2 JPH0331665 B2 JP H0331665B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mineral
- mullite
- weight
- particles
- alumina
- 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 - Lifetime
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
［産業上の利用分野］
本発明は耐熱衝撃性及び耐熱変形性を改良した
ムライト質耐火物に関する。 ［従来技術］ ムライト質耐火物は一般にフエライト焼成用の
棚板、台板、厘鉢等に利用されている。。従来の
ムライト質耐火物は、アルミナ粒子（Al2O3）、
ムライト粒子（3Al2O3・2SiO2）及び粘土鉱物例
えばモンモリロナイト（2SiO2・AI2O3）を混
練・成形・焼成して製造されていた。これは、粘
土鉱物とアルミナとからムライトを生成させてム
ライト粒子を相互に結合させた組織から成る。 ［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、従来のムライト質耐火物では、
粒子間の結合力が弱いため熱間での曲り等の耐熱
変形特性が悪く、しかも単一組成物であつて組成
的に熱収縮ができないため、耐熱衝撃性にも劣る
という問題があつた。 そこで、本発明の目的は、優れた耐熱変形性及
び耐熱衝撃性を併せ持つムライト質耐火物を提供
するにある。 ［問題点を解決するための手段とその作用］ 本発明は、焼結後の耐火物としてアルミナ65〜
80重量％、シリカ35〜20重量％の成分組成を有
し、アンダリユサイト粒子の表層にムライトが生
成すると共にアンダリユサイト粒子、ムライト粒
子及びアルミナ粒子が互いに焼結した状態にあつ
て、それらの鉱物割合はアンダリユサイト鉱物が
25〜50重量％、アルミナ鉱物が10〜25重量％及び
ムライト鉱物が25〜65重量％である組織構造とと
したところに特徴を有するものである。 斯かる組成物は、例えば所定粒度のアンダリユ
サイト鉱物、アルミナ鉱物、ムライト鉱物及び粘
土鉱物を混練・成形した、例えば1300℃以上にて
焼成することにより得られる。これにより、アン
ダリユサイト粒子（Al2O3・SiO2）とアルミナ粒
子（Al2O3）との反応によりムライト（3Al2O3・
SiO2）が生成して各粒子相互が結合し、従来に
比し十分強固な結合強度が得られ、耐熱変形性が
大きく向上する。この場合、上記組織構造を得る
ためには、アンダリユサイト粒子の全体をムライ
ト化させず、アンダリユサイト鉱物及びアルミナ
鉱物が残存するようにすることが必要である。ア
ンダリユサイト鉱物及びアルミナ鉱物の存在は、
例えばＸ線回折による定性分析により確認するこ
とができる。 ところで、アンダリユサイト鉱物及びアルミナ
鉱物の熱膨脹率は、夫々0.4〜0.6及び0.7〜0.8％
であり、両者には比較的大きな差がある。このた
め、上記組織内には、その熱膨脹率差に起因する
極めて微細な無数のマイクロクラツクが発生す
る。 周知の通り、スポーリングは、例えば耐火物が
加熱・冷却されることによる熱膨脹・熱収縮に起
因して耐火物内部に応力が発生し、これが組織の
弾性限界を越えることによつて発生する。従つ
て、組織内に無数のマイクロクラツクを生成した
本発明のムライト質耐火物によれば、熱膨脹・熱
収縮に起因する耐火物内部の応力はそのマイクロ
クラツクにより緩和されるようになるから、耐熱
衝撃性が著しく向上し、大きな熱衝撃を受けても
組織全体の破壊に至ることを未然に防止すること
ができる。加えて、アンダリユサイト鉱物は、特
徴的な多孔性を有しているため、耐火物内部の応
力緩和特性に優れ、一層耐熱衝撃性が改善され
る。 また、本発明者らは多くの実験・研究の結果、
上述の組織構造を得るためにより好ましい原料鉱
物の粒度分布を見出だすことができた。即ち、各
原料鉱物の粒度分布は、アンダリユサイト鉱物に
ついては、1000μ以上が10〜35重量％、1000〜
88μが５〜20重量％、88μ以下が５〜８重量％、
ムライト鉱物については1000〜88μが15〜50重量
％、88μ以下が15〜25重量％、アルミナ鉱物につ
いては1000〜88μが10重量％以下、88μ以下が５
〜15重量％であることが最も好ましい。斯かる粒
度分布の原料鉱物を使用することにより、アンダ
リユサイト粒子の表層にムライトを生成して成り
且つアンダリユサイト鉱物及びアルミナ鉱物を所
定量含有する本発明の組織構造を最も効果的に実
現することができるからである。 なお、アンダリユサイト鉱物の表層にムライト
鉱物が生成している状態は、偏光顕微鏡による観
察によつて確認でき、また各鉱物の量的割合はＸ
線回析法によつて確認することができる。 ［実施例］ 以下本発明をいくつかの実施例により例証す
る。実施例１乃至10は第１表に示す通りの化学組
成及び鉱物組成であり、全て本発明の化学組成及
び鉱物組成の範囲内にある。一方、比較例１乃至
11は第２表に示す通りで、化学組成及び鉱物組成
が本発明の範囲外にあり、特に比較例６乃至９で
はアンダリユサイト鉱物に変えてシリマナイト鉱
物及びカイアナイト鉱物を含有させ、比較例10及
び11ではムライト鉱物及びアルミナ鉱物のみから
構成している。尚、上記各表中、気孔率及び嵩比
重はJIS Ｒ 2205に準じて測定し、曲げ強度は試
料寸法25×15×130mm、支点間寸法100mmにてJIS
Ｒ 2213に準じて測定した。また、曲り量は、試
料寸法が30×15×300mm、支点間距離250mm、温度
1400℃、保持時間３時間の条件で、熱処理後の曲
り量から熱処理前の曲り量を減じた値とした。更
に、耐熱衝撃性は、300mm角×15mmの試料の上に
200mm角×10mmの断熱材を載せてトンネル式電気
炉内を30分で通過させ、500、600、700℃に昇温
せさてから室温にまで冷却した後のクラツク発生
を観察した。500℃に加熱して冷却後クラツクが
発生したものを×、600℃に加熱して冷却後クラ
ツクが発生したものを△、700℃に加熱して冷却
後クラツクが発生又はクラツク発生がないものを
〇にて表わしている。 また、各実施例及び各比較例の耐火物の製造方
法は次の通りである。各原料鉱物の粒子を所定量
の粘土、有機バインダー及び水と混合して混練機
にて混練し、その混練物を300×300×15mmの形状
に成形し、十分に乾燥した後、1350℃にて焼成し
た。
ムライト質耐火物に関する。 ［従来技術］ ムライト質耐火物は一般にフエライト焼成用の
棚板、台板、厘鉢等に利用されている。。従来の
ムライト質耐火物は、アルミナ粒子（Al2O3）、
ムライト粒子（3Al2O3・2SiO2）及び粘土鉱物例
えばモンモリロナイト（2SiO2・AI2O3）を混
練・成形・焼成して製造されていた。これは、粘
土鉱物とアルミナとからムライトを生成させてム
ライト粒子を相互に結合させた組織から成る。 ［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、従来のムライト質耐火物では、
粒子間の結合力が弱いため熱間での曲り等の耐熱
変形特性が悪く、しかも単一組成物であつて組成
的に熱収縮ができないため、耐熱衝撃性にも劣る
という問題があつた。 そこで、本発明の目的は、優れた耐熱変形性及
び耐熱衝撃性を併せ持つムライト質耐火物を提供
するにある。 ［問題点を解決するための手段とその作用］ 本発明は、焼結後の耐火物としてアルミナ65〜
80重量％、シリカ35〜20重量％の成分組成を有
し、アンダリユサイト粒子の表層にムライトが生
成すると共にアンダリユサイト粒子、ムライト粒
子及びアルミナ粒子が互いに焼結した状態にあつ
て、それらの鉱物割合はアンダリユサイト鉱物が
25〜50重量％、アルミナ鉱物が10〜25重量％及び
ムライト鉱物が25〜65重量％である組織構造とと
したところに特徴を有するものである。 斯かる組成物は、例えば所定粒度のアンダリユ
サイト鉱物、アルミナ鉱物、ムライト鉱物及び粘
土鉱物を混練・成形した、例えば1300℃以上にて
焼成することにより得られる。これにより、アン
ダリユサイト粒子（Al2O3・SiO2）とアルミナ粒
子（Al2O3）との反応によりムライト（3Al2O3・
SiO2）が生成して各粒子相互が結合し、従来に
比し十分強固な結合強度が得られ、耐熱変形性が
大きく向上する。この場合、上記組織構造を得る
ためには、アンダリユサイト粒子の全体をムライ
ト化させず、アンダリユサイト鉱物及びアルミナ
鉱物が残存するようにすることが必要である。ア
ンダリユサイト鉱物及びアルミナ鉱物の存在は、
例えばＸ線回折による定性分析により確認するこ
とができる。 ところで、アンダリユサイト鉱物及びアルミナ
鉱物の熱膨脹率は、夫々0.4〜0.6及び0.7〜0.8％
であり、両者には比較的大きな差がある。このた
め、上記組織内には、その熱膨脹率差に起因する
極めて微細な無数のマイクロクラツクが発生す
る。 周知の通り、スポーリングは、例えば耐火物が
加熱・冷却されることによる熱膨脹・熱収縮に起
因して耐火物内部に応力が発生し、これが組織の
弾性限界を越えることによつて発生する。従つ
て、組織内に無数のマイクロクラツクを生成した
本発明のムライト質耐火物によれば、熱膨脹・熱
収縮に起因する耐火物内部の応力はそのマイクロ
クラツクにより緩和されるようになるから、耐熱
衝撃性が著しく向上し、大きな熱衝撃を受けても
組織全体の破壊に至ることを未然に防止すること
ができる。加えて、アンダリユサイト鉱物は、特
徴的な多孔性を有しているため、耐火物内部の応
力緩和特性に優れ、一層耐熱衝撃性が改善され
る。 また、本発明者らは多くの実験・研究の結果、
上述の組織構造を得るためにより好ましい原料鉱
物の粒度分布を見出だすことができた。即ち、各
原料鉱物の粒度分布は、アンダリユサイト鉱物に
ついては、1000μ以上が10〜35重量％、1000〜
88μが５〜20重量％、88μ以下が５〜８重量％、
ムライト鉱物については1000〜88μが15〜50重量
％、88μ以下が15〜25重量％、アルミナ鉱物につ
いては1000〜88μが10重量％以下、88μ以下が５
〜15重量％であることが最も好ましい。斯かる粒
度分布の原料鉱物を使用することにより、アンダ
リユサイト粒子の表層にムライトを生成して成り
且つアンダリユサイト鉱物及びアルミナ鉱物を所
定量含有する本発明の組織構造を最も効果的に実
現することができるからである。 なお、アンダリユサイト鉱物の表層にムライト
鉱物が生成している状態は、偏光顕微鏡による観
察によつて確認でき、また各鉱物の量的割合はＸ
線回析法によつて確認することができる。 ［実施例］ 以下本発明をいくつかの実施例により例証す
る。実施例１乃至10は第１表に示す通りの化学組
成及び鉱物組成であり、全て本発明の化学組成及
び鉱物組成の範囲内にある。一方、比較例１乃至
11は第２表に示す通りで、化学組成及び鉱物組成
が本発明の範囲外にあり、特に比較例６乃至９で
はアンダリユサイト鉱物に変えてシリマナイト鉱
物及びカイアナイト鉱物を含有させ、比較例10及
び11ではムライト鉱物及びアルミナ鉱物のみから
構成している。尚、上記各表中、気孔率及び嵩比
重はJIS Ｒ 2205に準じて測定し、曲げ強度は試
料寸法25×15×130mm、支点間寸法100mmにてJIS
Ｒ 2213に準じて測定した。また、曲り量は、試
料寸法が30×15×300mm、支点間距離250mm、温度
1400℃、保持時間３時間の条件で、熱処理後の曲
り量から熱処理前の曲り量を減じた値とした。更
に、耐熱衝撃性は、300mm角×15mmの試料の上に
200mm角×10mmの断熱材を載せてトンネル式電気
炉内を30分で通過させ、500、600、700℃に昇温
せさてから室温にまで冷却した後のクラツク発生
を観察した。500℃に加熱して冷却後クラツクが
発生したものを×、600℃に加熱して冷却後クラ
ツクが発生したものを△、700℃に加熱して冷却
後クラツクが発生又はクラツク発生がないものを
〇にて表わしている。 また、各実施例及び各比較例の耐火物の製造方
法は次の通りである。各原料鉱物の粒子を所定量
の粘土、有機バインダー及び水と混合して混練機
にて混練し、その混練物を300×300×15mmの形状
に成形し、十分に乾燥した後、1350℃にて焼成し
た。
【表】
【表】
上表から明らかなように、本発明の組織構造と
した各実施例では、各比較例に比べて優れた耐熱
変形性及び耐熱衝撃性を有する。 また、次の第３表及び第４表は、原料としたア
ンダリユサイト鉱物、ムライト鉱物及びアルミナ
鉱物の粒度分布と耐熱衝撃性及び耐熱変形性との
関係を示す。ここには、各原料鉱物の粒度分布
を、アンダリユサイト鉱物については、1000μ以
上が10〜35重量％、1000〜88μが５〜20重量％、
88μ以下が５〜８重量％、ムライト鉱物について
は1000〜88μが15〜50重量％、88μ以下が15〜25
重量％、アルミナ鉱物については1000〜88μが10
重量％以下、88μ以下が５〜15重量％とすること
により、一層優れた耐熱衝撃性及び耐熱変形性を
有する耐火物を製造できることが明らかにされて
いる。これは次の理由によるものと考えられる。
即ち、アンダリユサイト鉱物は主としてその多孔
性を利用するものであり、粒径1000μ以下のもの
の含有率が10重量％未満ではその多孔性に起因す
る優れた耐熱衝撃性が十分に発揮されない。ま
た、これが35重量％以上では、組織のち密性が過
剰に失われて強度低下傾向を呈するため、耐熱変
形性が低下する。一方、アルミナ鉱物は粒径1000
〜88μのものが10重量％以下である場合に、マイ
クロクラツク発生のための最適な熱膨脹差が得ら
れ、粒径88μ以下のものはこの粒度分布内で最も
耐熱変形性の向上に寄与する。
した各実施例では、各比較例に比べて優れた耐熱
変形性及び耐熱衝撃性を有する。 また、次の第３表及び第４表は、原料としたア
ンダリユサイト鉱物、ムライト鉱物及びアルミナ
鉱物の粒度分布と耐熱衝撃性及び耐熱変形性との
関係を示す。ここには、各原料鉱物の粒度分布
を、アンダリユサイト鉱物については、1000μ以
上が10〜35重量％、1000〜88μが５〜20重量％、
88μ以下が５〜８重量％、ムライト鉱物について
は1000〜88μが15〜50重量％、88μ以下が15〜25
重量％、アルミナ鉱物については1000〜88μが10
重量％以下、88μ以下が５〜15重量％とすること
により、一層優れた耐熱衝撃性及び耐熱変形性を
有する耐火物を製造できることが明らかにされて
いる。これは次の理由によるものと考えられる。
即ち、アンダリユサイト鉱物は主としてその多孔
性を利用するものであり、粒径1000μ以下のもの
の含有率が10重量％未満ではその多孔性に起因す
る優れた耐熱衝撃性が十分に発揮されない。ま
た、これが35重量％以上では、組織のち密性が過
剰に失われて強度低下傾向を呈するため、耐熱変
形性が低下する。一方、アルミナ鉱物は粒径1000
〜88μのものが10重量％以下である場合に、マイ
クロクラツク発生のための最適な熱膨脹差が得ら
れ、粒径88μ以下のものはこの粒度分布内で最も
耐熱変形性の向上に寄与する。
【表】
【表】
【表】
［発明の効果］
以上述べたように、本発明にかかるムライト質
耐火物は、所定量のアンダリユサイト鉱物、アル
ミナ鉱物及びムライト鉱物から成ることを特徴と
し、これにてアンダリユサイト粒子表層に生成さ
れたムライト鉱物により極めて強固な結合強度を
得ることができて耐熱変形性を大幅に向上させる
ことができ、しかもアンダリユサイト鉱物とアル
ミナ鉱物との熱膨脹率差に起因するマイクロクラ
ツク及びアンダリユサイト鉱物の多孔性により耐
熱衝撃性も併せて改善することができるという優
れた効果を奏するものである。
耐火物は、所定量のアンダリユサイト鉱物、アル
ミナ鉱物及びムライト鉱物から成ることを特徴と
し、これにてアンダリユサイト粒子表層に生成さ
れたムライト鉱物により極めて強固な結合強度を
得ることができて耐熱変形性を大幅に向上させる
ことができ、しかもアンダリユサイト鉱物とアル
ミナ鉱物との熱膨脹率差に起因するマイクロクラ
ツク及びアンダリユサイト鉱物の多孔性により耐
熱衝撃性も併せて改善することができるという優
れた効果を奏するものである。
Claims (1)
- １ アルミナ65〜80重量％、シリカ35〜20重量％
の成分組成を有し、アンダリユサイト粒子の表層
にムライトが生成すると共にアンダリユサイト粒
子、ムライト粒子及びアルミナ粒子が互いに焼結
した状態にあつて、それらの鉱物割合はアンダリ
ユサイト鉱物が25〜50重量％、アルミナ鉱物が10
〜25重量％及びムライト鉱物が25〜65重量％であ
ることを特徴とするムライト質耐火物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60246876A JPS62105952A (ja) | 1985-11-01 | 1985-11-01 | ムライト質耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60246876A JPS62105952A (ja) | 1985-11-01 | 1985-11-01 | ムライト質耐火物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62105952A JPS62105952A (ja) | 1987-05-16 |
| JPH0331665B2 true JPH0331665B2 (ja) | 1991-05-08 |
Family
ID=17155049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60246876A Granted JPS62105952A (ja) | 1985-11-01 | 1985-11-01 | ムライト質耐火物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62105952A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008044814A (ja) * | 2006-08-15 | 2008-02-28 | Ngk Insulators Ltd | セラミックス複合材料及び焼成用敷板 |
| JP6541535B2 (ja) * | 2015-09-29 | 2019-07-10 | 黒崎播磨株式会社 | アルミナ−シリカ系れんが |
-
1985
- 1985-11-01 JP JP60246876A patent/JPS62105952A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62105952A (ja) | 1987-05-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |