JPH0364467B2 - - Google Patents
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- JPH0364467B2 JPH0364467B2 JP61170925A JP17092586A JPH0364467B2 JP H0364467 B2 JPH0364467 B2 JP H0364467B2 JP 61170925 A JP61170925 A JP 61170925A JP 17092586 A JP17092586 A JP 17092586A JP H0364467 B2 JPH0364467 B2 JP H0364467B2
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
発明の目的
産業上の利用分野
本発明は、鉄鋼、ガラスス溶融、セメント焼成
または産業廃棄物の溶融等の高温領域で使用され
る耐火物に関するものである。 従来の技術 Cr2O3を含有する耐火物は高温における耐侵食
性に優れている為、鉄鋼用、ガラス溶融用、ある
いはセメント焼成用の耐火材としては広範囲に使
用されている。 しかしながら使用条件の苛酷化に伴ない、従来
のAl2O3−Cr2O3系耐火煉瓦ではその耐侵食性が
十分に対応出来ないようになつて来た。 例えば産業廃棄物の溶融炉用耐火物では、廃棄
物ものものが特定出来ないため、酸性及び塩基性
のいずれの処理物に対しても対応できる耐侵食性
の優れた耐火物が要求されている。また、省エネ
ルギー対策として、炉の昇温あるいは降温速度を
早めることに伴なう耐スポーリング性を向上する
必要性も高まつている。 特開昭54−43909号には高純度のAl2O3および
Cr2O3を主成分とし、Al2O3とCr2O3の重量％組成
比が67〜77：20〜30で、その合計が97％以上であ
り、0.5〜３重量％の鉱化剤を含有し、見掛気孔
率が３％以下の焼結耐火煉瓦が開示されている。
この煉瓦は従来の緻密な電鋳煉瓦より高純度かつ
緻密であり、均一な組織を有し、また電鋳法のよ
うに大電力を必要とせず安価に製造できる。しか
しこの耐火煉瓦では溶融炉等のスラグに対して強
い耐スラグ性を与えるCr2O3含有率が30重量％以
下と比較的少ないので、緻密化することで組織を
強化し耐食性を向上させているが、見掛気孔率が
３％以下と低いため耐スポーリング性が悪く、こ
の煉瓦をプラントに使用した場合、昇温・降温時
に亀裂、滑落などの大きな問題を生じる。 また特開昭61−10055号には、主として石炭の
ガス化装置で発生するるシリカ質のスラグによる
腐食を防止する目的で、45乃至85重量％のCr2O3
と15至55重量％のAl2O3を含有し、−４メツシユ
の粗粒部分と接合マトリツクスを形成する−325
メツシユの微粒部分を有し、微粒部分が40乃至
100重量％のCr2O3を含有する耐火組成物が開示
されている。しかしこの耐火組成物は、粗粒部分
と微粒部分を有するため組織が不均一になりがち
であり、また粗粒部分を有するため、昇温あるい
は降温速度を早める場合には耐スポーリング性に
問題がある。 発明が解決しようとする問題点 本発明は、十分な耐スポーリング性と耐侵食性
とを有する焼結耐火煉瓦を提供することを目的と
する。 発明の構成 問題点を解決するための手段 本発明の焼結耐火煉瓦は、粒径200μｍ以下の
Al2O3およびCr2O3を素材とし、焼結物の組成が
Al2O320〜60重量％、Cr2O335〜70重量％で且つ
これらの合計を90重量％以上と鉱化剤５〜10重量
％とを合有し、見掛気孔率が10〜20％であること
を特徴とする。 耐スポーリング性と耐侵食性の両者の向上を目
的とする場合には、特にCr2O3の含有率と見掛気
孔率が重要な因子であり、しかもこれら２つの条
件は相互に関連性を有していることに着目し研究
を重ねた結果、Cr2O3は前記のように35重量％以
上とし、上限を70重量％とするのが良いことがわ
かつた。Cr2O3含有率が35重量％以下では十分な
耐侵食性が得られず、一方70重量％以上では気孔
率の制御が困難で見掛気孔率が20％以上になつて
しまい、また焼結が困難になる。経済性を考慮す
れば、Cr2O3含有率を35〜55重量％とするのが好
ましい。 Al2O3の含有率は20〜60重量％とし、Al2O3と
Cr2O3の合計を90重量％以上とする。 鉱化剤としては一般的に用いられている焼結助
剤であるTiO2、SiO2、Fe2O3、MgO等の１種ま
たは２種以上を使用すればよく、５〜10重量％の
範囲で添加する。 見掛気孔率は10〜20％の範囲が良く、10％以上
であればCr2O3の含有率に無関係に、炉内の急激
なる温度上昇および温度降下によつてもスポーリ
ングによるクラツク等の損傷は生じない。しかし
見掛気孔率が高くなり過ぎるとスラグ融液等の浸
透、侵食を受けやすくなるので、見掛気孔率の上
限は20％以下にする。 本発明の焼結耐火煉瓦の原料として用いられる
Al2O3及びCr2O3は、粒径が200μｍ以下の微粒子
が適する。200μｍ以上のものは焼結が困難とな
り好ましくない。 ここで本発明による焼結耐火煉瓦の製造方法の
概要について述べる。原料であるAl2O3及び
Cr2O3はともに高純度の200μｍ以下の微粒子を使
用し、これらと鉱化剤を前記比率で配合し、乾式
または湿式で十分に混練した後、アイソスタテイ
ツク法、モールドプレス法又はスリツプキヤスス
ト法などによる成形法で成形し、空気雰囲気下で
1700〜1900℃で２〜５時間焼成する。またN2、
Ar、CO等の非酸化雰囲気下でも焼成することが
可能である。成形時のプレス圧は500〜1000Kg/cm2
で行われるが、通常800Kg/cm2前後で、結合剤（バ
インダー）としてPVAなどを用いて成形する。 以下、Cr2O3及びAl2O3の含有率ならびに見掛
気孔率を変えたサンプルを作成し、耐スポーリン
グ性及び耐侵食性に与える影響を調べた結果を説
明する。 〔サンプル１〜９〕（見掛気孔率の影響） 粒径50μｍ以下のα−アルミナ（純度99.9％）、
粒径50μｍ以下の酸化クロム（純度99.3％）及び
粒径50μｍ以下、純度99％以上の数種の鉱化剤を
第１表のように成分調整し、バインダーを添加し
た後、アイソスタテイツクプレス成形によつて、
成形圧800Kg/cm2で50mm×50mm×10mmの大きまに成
形したものを空気雰囲気下で1800℃で２時間焼成
してサンプルとし、見掛気孔率とスポーリングと
の関係を確認するためテストした。 スポーリングテストは、各サンプルを1000℃に
保たれた炉内に入れ、定常化した後室温内に取り
出してスポーリングの状況を見た。結果に第１表
に示す。 なお第１表において、アンダーラインを付した
数値は本発明の要件に該当しない数値を示すもの
である。
または産業廃棄物の溶融等の高温領域で使用され
る耐火物に関するものである。 従来の技術 Cr2O3を含有する耐火物は高温における耐侵食
性に優れている為、鉄鋼用、ガラス溶融用、ある
いはセメント焼成用の耐火材としては広範囲に使
用されている。 しかしながら使用条件の苛酷化に伴ない、従来
のAl2O3−Cr2O3系耐火煉瓦ではその耐侵食性が
十分に対応出来ないようになつて来た。 例えば産業廃棄物の溶融炉用耐火物では、廃棄
物ものものが特定出来ないため、酸性及び塩基性
のいずれの処理物に対しても対応できる耐侵食性
の優れた耐火物が要求されている。また、省エネ
ルギー対策として、炉の昇温あるいは降温速度を
早めることに伴なう耐スポーリング性を向上する
必要性も高まつている。 特開昭54−43909号には高純度のAl2O3および
Cr2O3を主成分とし、Al2O3とCr2O3の重量％組成
比が67〜77：20〜30で、その合計が97％以上であ
り、0.5〜３重量％の鉱化剤を含有し、見掛気孔
率が３％以下の焼結耐火煉瓦が開示されている。
この煉瓦は従来の緻密な電鋳煉瓦より高純度かつ
緻密であり、均一な組織を有し、また電鋳法のよ
うに大電力を必要とせず安価に製造できる。しか
しこの耐火煉瓦では溶融炉等のスラグに対して強
い耐スラグ性を与えるCr2O3含有率が30重量％以
下と比較的少ないので、緻密化することで組織を
強化し耐食性を向上させているが、見掛気孔率が
３％以下と低いため耐スポーリング性が悪く、こ
の煉瓦をプラントに使用した場合、昇温・降温時
に亀裂、滑落などの大きな問題を生じる。 また特開昭61−10055号には、主として石炭の
ガス化装置で発生するるシリカ質のスラグによる
腐食を防止する目的で、45乃至85重量％のCr2O3
と15至55重量％のAl2O3を含有し、−４メツシユ
の粗粒部分と接合マトリツクスを形成する−325
メツシユの微粒部分を有し、微粒部分が40乃至
100重量％のCr2O3を含有する耐火組成物が開示
されている。しかしこの耐火組成物は、粗粒部分
と微粒部分を有するため組織が不均一になりがち
であり、また粗粒部分を有するため、昇温あるい
は降温速度を早める場合には耐スポーリング性に
問題がある。 発明が解決しようとする問題点 本発明は、十分な耐スポーリング性と耐侵食性
とを有する焼結耐火煉瓦を提供することを目的と
する。 発明の構成 問題点を解決するための手段 本発明の焼結耐火煉瓦は、粒径200μｍ以下の
Al2O3およびCr2O3を素材とし、焼結物の組成が
Al2O320〜60重量％、Cr2O335〜70重量％で且つ
これらの合計を90重量％以上と鉱化剤５〜10重量
％とを合有し、見掛気孔率が10〜20％であること
を特徴とする。 耐スポーリング性と耐侵食性の両者の向上を目
的とする場合には、特にCr2O3の含有率と見掛気
孔率が重要な因子であり、しかもこれら２つの条
件は相互に関連性を有していることに着目し研究
を重ねた結果、Cr2O3は前記のように35重量％以
上とし、上限を70重量％とするのが良いことがわ
かつた。Cr2O3含有率が35重量％以下では十分な
耐侵食性が得られず、一方70重量％以上では気孔
率の制御が困難で見掛気孔率が20％以上になつて
しまい、また焼結が困難になる。経済性を考慮す
れば、Cr2O3含有率を35〜55重量％とするのが好
ましい。 Al2O3の含有率は20〜60重量％とし、Al2O3と
Cr2O3の合計を90重量％以上とする。 鉱化剤としては一般的に用いられている焼結助
剤であるTiO2、SiO2、Fe2O3、MgO等の１種ま
たは２種以上を使用すればよく、５〜10重量％の
範囲で添加する。 見掛気孔率は10〜20％の範囲が良く、10％以上
であればCr2O3の含有率に無関係に、炉内の急激
なる温度上昇および温度降下によつてもスポーリ
ングによるクラツク等の損傷は生じない。しかし
見掛気孔率が高くなり過ぎるとスラグ融液等の浸
透、侵食を受けやすくなるので、見掛気孔率の上
限は20％以下にする。 本発明の焼結耐火煉瓦の原料として用いられる
Al2O3及びCr2O3は、粒径が200μｍ以下の微粒子
が適する。200μｍ以上のものは焼結が困難とな
り好ましくない。 ここで本発明による焼結耐火煉瓦の製造方法の
概要について述べる。原料であるAl2O3及び
Cr2O3はともに高純度の200μｍ以下の微粒子を使
用し、これらと鉱化剤を前記比率で配合し、乾式
または湿式で十分に混練した後、アイソスタテイ
ツク法、モールドプレス法又はスリツプキヤスス
ト法などによる成形法で成形し、空気雰囲気下で
1700〜1900℃で２〜５時間焼成する。またN2、
Ar、CO等の非酸化雰囲気下でも焼成することが
可能である。成形時のプレス圧は500〜1000Kg/cm2
で行われるが、通常800Kg/cm2前後で、結合剤（バ
インダー）としてPVAなどを用いて成形する。 以下、Cr2O3及びAl2O3の含有率ならびに見掛
気孔率を変えたサンプルを作成し、耐スポーリン
グ性及び耐侵食性に与える影響を調べた結果を説
明する。 〔サンプル１〜９〕（見掛気孔率の影響） 粒径50μｍ以下のα−アルミナ（純度99.9％）、
粒径50μｍ以下の酸化クロム（純度99.3％）及び
粒径50μｍ以下、純度99％以上の数種の鉱化剤を
第１表のように成分調整し、バインダーを添加し
た後、アイソスタテイツクプレス成形によつて、
成形圧800Kg/cm2で50mm×50mm×10mmの大きまに成
形したものを空気雰囲気下で1800℃で２時間焼成
してサンプルとし、見掛気孔率とスポーリングと
の関係を確認するためテストした。 スポーリングテストは、各サンプルを1000℃に
保たれた炉内に入れ、定常化した後室温内に取り
出してスポーリングの状況を見た。結果に第１表
に示す。 なお第１表において、アンダーラインを付した
数値は本発明の要件に該当しない数値を示すもの
である。
【表】
見掛気孔率が本発明の範囲に該当するサンプル
２，５，７及び９の場合は耐スポーリング性が良
好であつたが、見掛気孔率が10％未満の他のサン
プルでは耐スポーリング性が劣つていた。 即ち耐スポーリング性は組成比（Cr2O3、
Al2O3及び鉱化剤の比率）には関係なく、見掛気
孔率のみに関係しており、十分な耐スポーリング
性を有するには見掛気孔率が少なくとも10％必要
である。 〔サンプル10〜22〕（Cr2O3含有率の影響） 粒径50μｍ以下のα−アルミナ（純度99.9％）、
粒径50μｍ以下の酸化クロム（純度99.3％）及び
粒径50μｍ以下、純度99％以上の数種の鉱化剤を
第２表のように成分調整し、バインダーを添加し
た後、アイソスタテイツクプレス成形によつて、
成形圧800Kg/cm2で50mm×50mm×10mmの大きさに成
形したものを空気雰囲気下で1800℃で２時間焼成
してサンプルとした。各サンプルについてスポー
リングテスト及び侵食テストを別個に実施した。
テスト結果を第３表に示す。 スポーリングテストは、各サンプルを1000℃に
保たれた炉内に入れ、定常化した後室温に取り出
してスポーリングの状況を見た。 侵食テストは、産業廃棄物の焼却灰をペレツト
状に圧縮成形し、それを各サンプル上に置き、
1400℃で８時間加熱処理した。この操作を５回繰
り返した後、各サンプルの侵食の度合を観察し
た。 なお第２表において、アンダーラインを付した
数値は本発明の要件に該当しない数値を示すもの
である。
２，５，７及び９の場合は耐スポーリング性が良
好であつたが、見掛気孔率が10％未満の他のサン
プルでは耐スポーリング性が劣つていた。 即ち耐スポーリング性は組成比（Cr2O3、
Al2O3及び鉱化剤の比率）には関係なく、見掛気
孔率のみに関係しており、十分な耐スポーリング
性を有するには見掛気孔率が少なくとも10％必要
である。 〔サンプル10〜22〕（Cr2O3含有率の影響） 粒径50μｍ以下のα−アルミナ（純度99.9％）、
粒径50μｍ以下の酸化クロム（純度99.3％）及び
粒径50μｍ以下、純度99％以上の数種の鉱化剤を
第２表のように成分調整し、バインダーを添加し
た後、アイソスタテイツクプレス成形によつて、
成形圧800Kg/cm2で50mm×50mm×10mmの大きさに成
形したものを空気雰囲気下で1800℃で２時間焼成
してサンプルとした。各サンプルについてスポー
リングテスト及び侵食テストを別個に実施した。
テスト結果を第３表に示す。 スポーリングテストは、各サンプルを1000℃に
保たれた炉内に入れ、定常化した後室温に取り出
してスポーリングの状況を見た。 侵食テストは、産業廃棄物の焼却灰をペレツト
状に圧縮成形し、それを各サンプル上に置き、
1400℃で８時間加熱処理した。この操作を５回繰
り返した後、各サンプルの侵食の度合を観察し
た。 なお第２表において、アンダーラインを付した
数値は本発明の要件に該当しない数値を示すもの
である。
【表】
【表】
【表】
比較試験のため、特開昭54−43909号記載の、
本発明とは全く異なる性状の耐火煉瓦、即ち粒径
74μｍ以下の仮焼アルミナ（純度99.4％）73重量
％と粒径74μｍ以下の酸化クロム（純度99.2％）
25重量％に対して、粒径74μｍ以下、純度99％以
上の数種の鉱化剤を２重量％加え、バインダーを
添加した後、アイソスタテイツクプレス成形によ
つて成形圧1000Kg/cm2で成形したものを空気雰囲
気下で1700℃で５時間焼成し、スポーリングおよ
び侵食テストを実施した。組成及びテスト結果を
第２表及び第３表に示す。スポーリングテストで
は挿入時に破断した。 なお、この煉瓦で前記使用例１と同様に産業廃
棄物溶融炉での試験を行なつたが、スポーリング
と思われる損傷が甚だしく、テストプラントにお
ける使用は困難であつた。 発明の効果 本願発明による焼結耐火煉瓦は従来の焼結耐火
煉瓦に比して下記のような特色を有している。 耐侵食性が向上している。 耐火煉瓦として重要な耐スポーリング性が改
善されている。 耐侵食性と耐スポーリング性の改善により産
業廃棄物溶融炉等の特殊な条件下でも十分に使
用すること出来る。
本発明とは全く異なる性状の耐火煉瓦、即ち粒径
74μｍ以下の仮焼アルミナ（純度99.4％）73重量
％と粒径74μｍ以下の酸化クロム（純度99.2％）
25重量％に対して、粒径74μｍ以下、純度99％以
上の数種の鉱化剤を２重量％加え、バインダーを
添加した後、アイソスタテイツクプレス成形によ
つて成形圧1000Kg/cm2で成形したものを空気雰囲
気下で1700℃で５時間焼成し、スポーリングおよ
び侵食テストを実施した。組成及びテスト結果を
第２表及び第３表に示す。スポーリングテストで
は挿入時に破断した。 なお、この煉瓦で前記使用例１と同様に産業廃
棄物溶融炉での試験を行なつたが、スポーリング
と思われる損傷が甚だしく、テストプラントにお
ける使用は困難であつた。 発明の効果 本願発明による焼結耐火煉瓦は従来の焼結耐火
煉瓦に比して下記のような特色を有している。 耐侵食性が向上している。 耐火煉瓦として重要な耐スポーリング性が改
善されている。 耐侵食性と耐スポーリング性の改善により産
業廃棄物溶融炉等の特殊な条件下でも十分に使
用すること出来る。
Claims (1)
- １ 粒径200μｍ以下のAl2O3およびCr2O3を素材
とし、焼結物の組成がAl2O320〜60重量％、
Cr2O335〜70重量％で且つこれらの合計を90重量
％以上と鉱化剤５〜10重量％とを含有し、見掛気
孔率が10〜20％であることを特徴とするAl2O3−
Cr2O3系焼結耐火煉瓦。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61170925A JPS6330363A (ja) | 1986-07-22 | 1986-07-22 | 焼結耐火煉瓦 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61170925A JPS6330363A (ja) | 1986-07-22 | 1986-07-22 | 焼結耐火煉瓦 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6330363A JPS6330363A (ja) | 1988-02-09 |
| JPH0364467B2 true JPH0364467B2 (ja) | 1991-10-07 |
Family
ID=15913900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61170925A Granted JPS6330363A (ja) | 1986-07-22 | 1986-07-22 | 焼結耐火煉瓦 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6330363A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8173564B2 (en) * | 2005-03-15 | 2012-05-08 | Saint-Gobain Centre De Recherches Et D'etudes Europeen | Gasifier reactor internal coating |
-
1986
- 1986-07-22 JP JP61170925A patent/JPS6330363A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6330363A (ja) | 1988-02-09 |
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