JPH0483755A - アルミナ―クロミア―ジルコニア系耐火れんが - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は耐火れんかに関し、特にアルミナ−クロミア−
ジルコニア系耐火れんかに関するものである。

〔従来の技術〕

高炉、混銑車、取鍋等の溶融金属用窯炉、容器の内張り
に使用する耐火れんがは、優れた耐食性を有する高アル
ミナ質耐火れんが、またはアルミナ−カーボン系耐火れ
んがが多用されていたが、近年操業条件の苛酷化ととも
に、上記内張りに使用する耐火れんがの損耗速度が増大
し、より一層耐用性の向上した耐火れんがが求められて
いる。

そこで、例えば、特開昭５６−４５８６５号公報におい
て、高アルミナ質原料５５〜８０重量％にクロム鉱２５
〜３５重量％を加え、混練・成形後に１３５０〜１４０
０℃の温度で焼成することにより、れんが組織内に高融
点のＡｌｚＯｚＣｒ２Ｏ３系固溶体を生成して耐食性の
向上を図ったアルミナ−クロミア質耐火物が開示されて
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記Ａ　ｌ　２０３　　Ｃｒ　ｚ　Ｏ３
系固溶体を形成したアルミナ−クロミア質耐火物は、優
れた耐食性を呈する一方で、れんが組織内で強固な結合
を形成するため、弾性率が高く、耐熱衝撃性には劣る欠
点がある。

そこで本発明は上記従来の事情に鑑み、優れた耐食性を
有するとともに、耐熱衝撃性にも優れる耐火れんがを提
供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために本発明は以下の手段を採用
する。すなわち、Ａ　１　ｚ　０３を８０重量％以上含
有する高アルミナ質原料８０〜９０重量％と、Ｃｒ　ｚ
　Ｏ：ｌを９０重量％以上含有するクロミア原料５〜１
５重量％と、Ｚ　ｒ　Ｏ２を１５〜４０重量％含有する
アルミナ−ジルコニア系原料３〜１０重量％で構成した
アルミナ−クロミア−ジルコニア系耐火れんがである。

〔作　用〕

上記の構成において、高アルミナ質原料としては、焼結
アルミナ、電融アルミナなど、はとんどＡｌｔ０３単味
からなる合成原料の他、焼成ボーキサイトやハン土負岩
なと若干のＳｉｎｇ、その他の不純物を含む天然原料を
用いることができる。

この場合、高アルミナ質原料でのＡＮ２０３含有量は８
０重量％以上が望ましく、Ａ　１　ｚ　Ｏ３含有量が８
０重量％未満と低い原料を使用した場合には、れんがの
耐食性が低下することとなる。

上記高アルミナ質原料は、後述するクロミア原料との反
応によって、高融点であるとともに、れんが組織の緻密
化を促進させて圧縮強度、曲げ強度を向上させる作用を
有するＡｊ！２０ｉ　　Ｃｒ２Ｃ）３系固溶体を生成す
る。

上記高アルミナ質原料の配合量は、８０〜９０重量％と
する。８０重量％未満の配合量では、クロミア原料が相
対的に多くなり、ＡｌｔＯ３Ｃｒ　ｚ　Ｏ３系固溶体の
生成量が不足することとなり、得られる耐火れんがの強
度が低下する。また９０重量％を超える配合量では、ク
ロミア原料の配合量が相対的に不足してＡ　１２０３−
　Ｃｒ　ｚｏｓ系固溶固溶体成量が不足することとなり
、耐食性の向上を図る上で充分な効果を奏しない。

一方、クロミア原料もなるべく不純物の少ないことが望
ましく、Ｃｒ２Ｏ３含有量が９０重量％以上であること
が望ましく、９０重量％未満の低いＣｒｚ０３含有量で
あると、耐食性の低下の他にＡｌ□０３−Ｃｒ２Ｏ，系
固溶体の生成を阻害する不純物の存在により、所期の効
果が得られないこととなる。

クロミア原料は５〜１５重量％の配合量が望ましく、５
重量％未満の配合量では上記高アルミナ質原料の配合量
不足の場合と同様の理由で耐食性向上の効果が十分でな
く、１５重量％を超える配合量ではＡｌ２Ｏ２ｃｒ２ｏ
、系固溶体の生成反応が十分進行せず、クロミアは難焼
結性の原料であるため過剰のクロミア原料が粒子間の結
合を阻害して好ましくない。

更に、本発明において配合するアルミナ−ジルコニア系
原料に含有されるＺｒ０ｚは、熱間での膨張率がＡｌｚ
Ｏｘ　　ＣｒｚＣ）、系固溶体の膨張を吸収し、応力を
緩和することによって、れんかに耐熱衝撃性を付与する
。また弾性率を低下させ、繰り返し受ける熱衝撃に起因
するれんが表面からの組織の剥落（熱スポーリング）を
防止する。

上記アルミナ−ジルコニア系原料は、ＺｒＯ２含有量が
１５〜４０重量％の範囲とすることが望ましく、ＺｒＯ
２含有量が１５重量％未満では、熱間膨張特性（率）が
Ａｌ１ｔＯ３とほぼ同じとなり、耐火れんがの耐熱衝撃
性の向上が期待できず、−方、ＺｒＯ２含有量が４０重
量％を超えるアルミナ−ジルコニア系原料ではＺｒＯ２
の熱間（１０００℃付近）の結晶転移による収縮が大き
くなり、れんがの焼成時に大亀裂を生じる事態に到り、
好ましくない。

アルミナ−ジルコニア系原料の配合量は３〜１０重量％
の範囲が望ましく、３重量％未満の配合量では耐熱衝撃
性向上の効果が十分でなく、１０重量％を超える配合量
では焼成時のれんががＺｒＯ２の熱間の結晶転移による
収縮で大亀裂が生じて好ましくない。

上記構成のアルミナ−クロミア−ジルコニア系耐火れん
がは１３００〜１８００℃程度の温度で焼成することが
望ましく、また特に本発明では限定しないが、バインダ
ーは従来公知の物質を使用でき、例えば、パルプ廃液や
デキストリン等が使用可能である。

〔実施例〕

次に本発明を実施例により具体的に説明する。

第１表に示すように、本発明品１．２として、高アルミ
ナ原料として焼結アルミナ（Ａ／２０３含有量９８重量
％）、クロミア原料（ＣｒｚＯｓ含有量９９重量％）　
、Ａ４２ｚ　Ｏ＋−ＺｒＯｚ系原料（Ｚ　ｒ　Ｏ，含有
量３０重量％）を粒度調整を行って第１表土左横に示す
配合耐火材原料を調製した。

このとき、バインダーとして各々外掛け５重量％のパル
プ廃液を加えて混練成形し、トンネル窯にて１７００℃
で５時間焼成した。

また、従来品１．２として、それぞれ第１表土左横に示
す配合で高アルミナ質れんがとアルミナ−クロミア系れ
んがを作成した。

上記本発明品１．２及び従来品１．２の物性値を第１表
下欄に示す。

尚、該物性値のうち、溶損指数と耐熱衝撃性は以下に示
す要領で測定を行った。

ｌ）溶損指数：１８００℃にて、銑鉄とスラグ（ＣａＯ
／Ｓ　ｉｏｚ　＝１．２．ＦｅｚＯ１＝３０％）を侵食
剤として用い、各試料を組み合わせた中に上記侵食剤を
投入して回転させるロータリー法で試験を行い、４時間
の試験後に試料の切断面の断面積を測定して試験前の断
面積と比較して溶損量を測定し、従来品２の溶損量を１
００とする相対的な指数で表示した。

２）耐熱衝撃性テス）：　１２００℃で１５分間の急加
熱後、冷却する操作を１サイクルとし、剥落するまでの
サイクル（回）数で表示した。

本発明品１．２の溶損指数はともに、従来品２の高アル
ミナ質れんがの約１／２で、従来品ｌのアルミナ−クロ
ミア系れんがと遜色はない。

また、耐熱衝撃性を示す急加熱による剥落までに要した
テストの回数は、従来品１が３回、従来品２が８回に対
し、本発明品１．２ではそれぞれ１５回、１３回であり
、耐熱衝撃性に優れていることを示している。

更に、本発明品１を混銑車及び取鍋の内張りれんがとし
て実機に供したところ、従来の高アルミナ質れんかに比
べ損耗量や亀裂の発生量はともに少なく、約２倍の耐用
期間であった。

以上のように、本発明品はいずれもアルミナクロミア系
耐火れんが（従来品１）の耐食性とほぼ同等でありなが
ら、これに優る耐熱衝撃性を示すことから、内張れんか
に使用した際の耐用期間の延長が期待できる。

尚、本発明は上記実施例に限られるものではなく、種々
の応用が可能であることはいうまでもない。

〈以下余白〉 本発明品と従来品との配合と物性値の比較第　　１　　
表 〔発明の効果〕 以上のように、高アルミナ質原料に対し、クロミア原料
およびアルミナ−ジルコニア系原料を配合して製造した
本発明によるアルミナ−クロミア−ジルコニア系耐火れ
んがは、耐食性および耐熱衝撃性に優れ、高炉、混銑車
、取鍋等の内張りれんがとして使用した場合、その耐用
期間を著しく向上させることができる効果がある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ａｌ＿２Ｏ＿３を８０重量％以上含有する高アル
   ミナ質原料８０〜９０重量％と、Ｃｒ＿２Ｏ＿３を９０
   重量％以上含有するクロミア原料５〜１５重量％と、Ｚ
   ｒＯ＿２を１５〜４０重量％含有するアルミナ−ジルコ
   ニア系原料３〜１０重量％とで構成されることを特徴と
   するアルミナ−クロミア−ジルコニア系耐火れんが。