JPH057350B2 - - Google Patents
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- JPH057350B2 JPH057350B2 JP61039656A JP3965686A JPH057350B2 JP H057350 B2 JPH057350 B2 JP H057350B2 JP 61039656 A JP61039656 A JP 61039656A JP 3965686 A JP3965686 A JP 3965686A JP H057350 B2 JPH057350 B2 JP H057350B2
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明はアルミナ、ジルコニア、シリカ質鋳造
耐火物で、特に高温で汗かき現象の少ない鋳造耐
火物に関する。 ［従来の技術］ 従来よりアルミナ、ジルコニア、シリカ質鋳造
耐火物はコランダム結晶、バデライト結晶及びマ
トリツクスガラスを基本組成として含んでおり、
AZS耐火物という名称で呼ばれ、ガラス用耐火
物として広く使用されている。このAZS耐火物
は特に溶融ガラスに対する耐触性が優れているた
め、ガラス窯の中で溶融ガラスに直接接触する場
所で賞用されている。さらに溶融ガラスに直接接
触しない場所、すなわちガラス窯の上部構造にも
広く使用されている。 市場ではこのAZS耐火物は耐触性に関係する
ジルコニア含有量の違いによつて三種類に分けら
れて流通している。そしてこれ等は使用場所によ
つて最も経済的な使い分けがなされている。これ
等の耐火物の鉱物組織に共通していることは、大
きく分けて二種類の組織に分けられることであ
る。その一つは約80〜85％を占める結晶と、他の
一つは15〜20％を占め、結晶の間隙を充填してい
るマトリツクスガラスである。 このマトリツクスガラスは結晶間のクツシヨン
のような役割をしており、AZS耐火物を製造す
る時、高温の溶融状態から常温まで冷却されるた
めに発生する熱応力を吸収し、亀裂のない製品の
製造を可能にしている。 しかし一方において、1400℃以上の使用温度で
軟化を起こし、耐火物の表面へ浸み出す現象を示
す場合がある。（以下この現象を汗かき現象と言
う）この汗かき現象によつて耐火物の表面に浸み
出したガラス（以下浸出ガラスと言う）はアルミ
ナ、ジルコニアといつた成分を多く含み、ガラス
窯の溶融ガラス（以下溶融母ガラスと言う）に入
り込んだ場合は、溶融母ガラスに均質に溶け難い
傾向を持つ。 その結果、溶融母ガラスの中で、ストーンやコ
ードといつた異物の起源となり、ガラスの品質を
著しく損なう結果となつている。また、溶融母ガ
ラスと直接接触する場所ではないが、畜熱室を構
成する天井、側壁煉瓦や格子積煉瓦として使用し
た場合、AZS耐火物の表面から流れ出た浸出ガ
ラスは畜熱室底部に溜り、底部に設けた空気の出
入口を閉塞して、換熱効率を著しく低下させる原
因にもなつている。このように浸出ガラスは溶融
母ガラスに対して悪い影響を与えるのみならず、
他の面においても好ましくない存在であつた。そ
のため従来より汗かき現象の無いAZS耐火物が
研究され、幾つかの方法が提案されている。 前述のように浸出ガラスの源はAZS煉瓦中の
マトリツクスガラスであるから、第１の方法とし
てマトリツクスガラスの量を減らす努力がなされ
ている。すなわち、マトリツクスガラスをつくる
原料となつているアルカリ酸化物の添加量を減ら
すことである。しかしながらマトリツクスガラス
は前述のようにAZS耐火物の製造上、欠くべか
らず組織であるから減らすことには限界があり、
この方法を適用しても、浸出ガラスが明らかに少
ないと認められる製品にはクラツク（亀裂）が発
生したり、コーナースポール（角が欠けること）
が発生する等、他の特性で満足な結果は得られな
かつた。第２の方法として原料を溶解する時に、
溶融物を酸化状態に維持する方法がある。この方
法はクラツク、コーナースポール等の問題点は第
１の方法より少ないが、溶解操作の条件が狭く、
再現性が困難であることと、浸出ガラスの量その
ものも満足な水準まで減少したAZS煉瓦となら
なかつた。 ［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は従来のものが持つ、以上のような問題
点を解消させ、クラツク、コーナースポールを起
すことなく、さらに溶解条件に余り影響されない
で製造され、純白であり従来よりさらに汗かき現
象の少ないAZS耐火物を提供することを目的と
する。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明は、この目的を達成するために鋭意研究
を重ねた結果、従来の方法をもつてしても、溶融
条件によつて汗かき現象にバラツキが出るのは製
品の中に含まれているFe、Tiその他の金属の酸
化物の影響であるとの知見を得、本発明を完成し
た。 しかし、これ等の酸化物がいかなるメカニズム
でAZS耐火物の汗かき現象に影響を与えるのか
は不明である。本発明は次のような構成としてい
る。すなわち、本発明の耐火物は従来より公知の
AZS耐火物の基本組織の中に含まれる不純物と
してFe、Ti、Cr、Ｖ、Co、Cu、Sn、Mn、Ni、
Mo及びＷ等の酸化物の合計が400ppm以下であ
る条件に維持することにより達成できる。 上記酸化物の合計が400ppm以上の範囲では浸
出ガラスが多すぎることと、溶解条件の変動によ
つて汗かき現象が影響を受ける場合もあるから不
適当である。このようにその対象となる不純物の
量を、極く微量に維持するには、原料の中に含ま
れる不純物の含有量を規制しなければならないの
は勿論であるが、製造工程中に混入するものの排
除も心がける必要がある。 通常、このような鋳造耐火物の製造には原料を
上部開放式のアーク炉で溶解する工程。溶融物を
耐火砂で作つた鋳型に流し込む工程。鋳込んだも
のを徐冷砂の中に埋めて徐冷する工程がある。し
たがつて具体的には、アークを発生するための電
極、炉ケーシング、鋳型、徐冷砂等から不純物が
混入することを避けなければならない。ま１、従
来から溶解時の溶融物を酸化状態に維持するため
に、電極を溶融物表面からできるだけ離してアー
クによる通電がなされてきたが、本発明にもこの
方法は好ましい方法であるが、必ずしも必要な方
法ではない。さらに電極、炉ケーシングから不純
物が入るのを避けるために別の溶解方法を採用す
ることも好ましい方法である。 このようにして得られた汗かき現象の少ない
AZS耐火物は、高温で使用しても浸出ガラスを
ほとんど発生することがないから、浸出ガラスに
よる溶融母ガラスの欠陥を無くすることができ
る。さらにこのAZS耐火物は純白であり不純物、
例えばFe、Ti以外にCr、Ｖ、Co、Cu、Sn、
Mn、Ni、Mo、Ｗ等の酸化物の含有量が極端に
少ないために溶融母ガラスの中に溶け込む不純物
の量を微量に抑制することができる。この不純物
は溶融母ガラスに対しては着色剤であるから、着
色剤の存在に由来する溶融母ガラスの光化学的特
性、その他の物理的特性の正確な制御が可能にな
る等の利点も存在する。 ［作用］ アルミナ、ジルコニア、シリカ質鋳造耐火物に
おいて、不純物としてFe、Ti、Cr、Ｖ、Co、
Cu、Sn、Mn、Ni、Mo及びＷ等の酸化物のが
400ppm以下である条件を満たしている。 ［発明の効果］ アルミナ、ジルコニア、シリカ質鋳造耐火物
（AZS耐火物）において、不純物としてFeその他
の酸化物の合計が400ppm以下である条件を満た
すようにすると、純白であり従来よりはるかに汗
かき現象のないAZS耐火物を製造することがで
きる。そして、このAZS耐火物は製造するうえ
で溶解条件に影響を受けることもなく安定した品
質を保つことができる。また、コーナースポー
ル、クラツク等の発生等、製造上の問題点も持つ
ていない。さらに、このAZS耐火物を容器とし
て溶解した溶融母ガラスはAZS耐火物によつて
全く汚染することがない利点を有する。 ［実施例］ 本発明の実施例について説明する。 実施例 従来のAZS耐火物を作るための基本的な原料
の配合比率（A12O3＝50％、ZrO2＝33％、SiO2
＝15.6％、B2O3＝0.10％、Na20＝1.3％）を基に、
原料に含まれるFe、Ti、及びCr、Ｖ、Co、Cu、
Sn、Mn、Ni、Mo、Ｗの酸化物の全合計重量を
種々に変化させてAZS耐火物を作つた。溶解に
は上部開放式のアーク炉を用い、目的とする原料
以外の上記不純物が溶融物に入らないように注意
して溶解した。溶解条件は従来方法と同じように
長いアークを保つようにして、できるだけ溶解物
を酸化状態に保つようにした。 溶解後、溶融物を高純度の珪砂で作つた鋳型に
流し込み、鋳型ごと徐冷用のアルミナ粉に埋めて
徐冷した。本発明によつて得られた製品はいずれ
もクラツク、コーナースポール等、外観上の欠陥
はなく、色も純白であつたが、本発明の範囲外の
製品や従来製品は上記外観上の欠点はないが、何
れも黄褐色に着色していた。 次にこのようにして得られた製品の浸出ガラス
量を試験した。 第１表は不純物含有量と浸出ガラス量の関係を
示す。 No.1、２、３、４、５、６、７は本発明の範
疇に入るAZS耐火物である。 No.8、９、10、11、12、13、14、15、16は本
発明の範疇に入るものでなく比較例である。 このうちNo.15、16は従来法による通常のAZS
耐火物である。 ガラス浸出量の試験は次のようにして行つた。 先づ鋳造物から直径×高さが20×80mmの試料を
ダイヤモンドコアドリルで切り出し、JISR2205
にしたがつて乾燥重量（W1）、水中重量（W2）
を測定する。この試料を1600℃に保持された電気
炉内で４時間加熱した後、炉外で自然放冷し、再
び1600℃に保持された電気炉内で４時間加熱した
後、炉外で自然放冷する。最後に自然放冷した試
料の水中重量（W4）を測定する。このようにし
て得られた測定値を使い、次式によりガラス浸出
量を算出する。 ガラス浸出量 ＝W4−W2／W1−W2×100（容積％） 【表】
耐火物で、特に高温で汗かき現象の少ない鋳造耐
火物に関する。 ［従来の技術］ 従来よりアルミナ、ジルコニア、シリカ質鋳造
耐火物はコランダム結晶、バデライト結晶及びマ
トリツクスガラスを基本組成として含んでおり、
AZS耐火物という名称で呼ばれ、ガラス用耐火
物として広く使用されている。このAZS耐火物
は特に溶融ガラスに対する耐触性が優れているた
め、ガラス窯の中で溶融ガラスに直接接触する場
所で賞用されている。さらに溶融ガラスに直接接
触しない場所、すなわちガラス窯の上部構造にも
広く使用されている。 市場ではこのAZS耐火物は耐触性に関係する
ジルコニア含有量の違いによつて三種類に分けら
れて流通している。そしてこれ等は使用場所によ
つて最も経済的な使い分けがなされている。これ
等の耐火物の鉱物組織に共通していることは、大
きく分けて二種類の組織に分けられることであ
る。その一つは約80〜85％を占める結晶と、他の
一つは15〜20％を占め、結晶の間隙を充填してい
るマトリツクスガラスである。 このマトリツクスガラスは結晶間のクツシヨン
のような役割をしており、AZS耐火物を製造す
る時、高温の溶融状態から常温まで冷却されるた
めに発生する熱応力を吸収し、亀裂のない製品の
製造を可能にしている。 しかし一方において、1400℃以上の使用温度で
軟化を起こし、耐火物の表面へ浸み出す現象を示
す場合がある。（以下この現象を汗かき現象と言
う）この汗かき現象によつて耐火物の表面に浸み
出したガラス（以下浸出ガラスと言う）はアルミ
ナ、ジルコニアといつた成分を多く含み、ガラス
窯の溶融ガラス（以下溶融母ガラスと言う）に入
り込んだ場合は、溶融母ガラスに均質に溶け難い
傾向を持つ。 その結果、溶融母ガラスの中で、ストーンやコ
ードといつた異物の起源となり、ガラスの品質を
著しく損なう結果となつている。また、溶融母ガ
ラスと直接接触する場所ではないが、畜熱室を構
成する天井、側壁煉瓦や格子積煉瓦として使用し
た場合、AZS耐火物の表面から流れ出た浸出ガ
ラスは畜熱室底部に溜り、底部に設けた空気の出
入口を閉塞して、換熱効率を著しく低下させる原
因にもなつている。このように浸出ガラスは溶融
母ガラスに対して悪い影響を与えるのみならず、
他の面においても好ましくない存在であつた。そ
のため従来より汗かき現象の無いAZS耐火物が
研究され、幾つかの方法が提案されている。 前述のように浸出ガラスの源はAZS煉瓦中の
マトリツクスガラスであるから、第１の方法とし
てマトリツクスガラスの量を減らす努力がなされ
ている。すなわち、マトリツクスガラスをつくる
原料となつているアルカリ酸化物の添加量を減ら
すことである。しかしながらマトリツクスガラス
は前述のようにAZS耐火物の製造上、欠くべか
らず組織であるから減らすことには限界があり、
この方法を適用しても、浸出ガラスが明らかに少
ないと認められる製品にはクラツク（亀裂）が発
生したり、コーナースポール（角が欠けること）
が発生する等、他の特性で満足な結果は得られな
かつた。第２の方法として原料を溶解する時に、
溶融物を酸化状態に維持する方法がある。この方
法はクラツク、コーナースポール等の問題点は第
１の方法より少ないが、溶解操作の条件が狭く、
再現性が困難であることと、浸出ガラスの量その
ものも満足な水準まで減少したAZS煉瓦となら
なかつた。 ［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は従来のものが持つ、以上のような問題
点を解消させ、クラツク、コーナースポールを起
すことなく、さらに溶解条件に余り影響されない
で製造され、純白であり従来よりさらに汗かき現
象の少ないAZS耐火物を提供することを目的と
する。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明は、この目的を達成するために鋭意研究
を重ねた結果、従来の方法をもつてしても、溶融
条件によつて汗かき現象にバラツキが出るのは製
品の中に含まれているFe、Tiその他の金属の酸
化物の影響であるとの知見を得、本発明を完成し
た。 しかし、これ等の酸化物がいかなるメカニズム
でAZS耐火物の汗かき現象に影響を与えるのか
は不明である。本発明は次のような構成としてい
る。すなわち、本発明の耐火物は従来より公知の
AZS耐火物の基本組織の中に含まれる不純物と
してFe、Ti、Cr、Ｖ、Co、Cu、Sn、Mn、Ni、
Mo及びＷ等の酸化物の合計が400ppm以下であ
る条件に維持することにより達成できる。 上記酸化物の合計が400ppm以上の範囲では浸
出ガラスが多すぎることと、溶解条件の変動によ
つて汗かき現象が影響を受ける場合もあるから不
適当である。このようにその対象となる不純物の
量を、極く微量に維持するには、原料の中に含ま
れる不純物の含有量を規制しなければならないの
は勿論であるが、製造工程中に混入するものの排
除も心がける必要がある。 通常、このような鋳造耐火物の製造には原料を
上部開放式のアーク炉で溶解する工程。溶融物を
耐火砂で作つた鋳型に流し込む工程。鋳込んだも
のを徐冷砂の中に埋めて徐冷する工程がある。し
たがつて具体的には、アークを発生するための電
極、炉ケーシング、鋳型、徐冷砂等から不純物が
混入することを避けなければならない。ま１、従
来から溶解時の溶融物を酸化状態に維持するため
に、電極を溶融物表面からできるだけ離してアー
クによる通電がなされてきたが、本発明にもこの
方法は好ましい方法であるが、必ずしも必要な方
法ではない。さらに電極、炉ケーシングから不純
物が入るのを避けるために別の溶解方法を採用す
ることも好ましい方法である。 このようにして得られた汗かき現象の少ない
AZS耐火物は、高温で使用しても浸出ガラスを
ほとんど発生することがないから、浸出ガラスに
よる溶融母ガラスの欠陥を無くすることができ
る。さらにこのAZS耐火物は純白であり不純物、
例えばFe、Ti以外にCr、Ｖ、Co、Cu、Sn、
Mn、Ni、Mo、Ｗ等の酸化物の含有量が極端に
少ないために溶融母ガラスの中に溶け込む不純物
の量を微量に抑制することができる。この不純物
は溶融母ガラスに対しては着色剤であるから、着
色剤の存在に由来する溶融母ガラスの光化学的特
性、その他の物理的特性の正確な制御が可能にな
る等の利点も存在する。 ［作用］ アルミナ、ジルコニア、シリカ質鋳造耐火物に
おいて、不純物としてFe、Ti、Cr、Ｖ、Co、
Cu、Sn、Mn、Ni、Mo及びＷ等の酸化物のが
400ppm以下である条件を満たしている。 ［発明の効果］ アルミナ、ジルコニア、シリカ質鋳造耐火物
（AZS耐火物）において、不純物としてFeその他
の酸化物の合計が400ppm以下である条件を満た
すようにすると、純白であり従来よりはるかに汗
かき現象のないAZS耐火物を製造することがで
きる。そして、このAZS耐火物は製造するうえ
で溶解条件に影響を受けることもなく安定した品
質を保つことができる。また、コーナースポー
ル、クラツク等の発生等、製造上の問題点も持つ
ていない。さらに、このAZS耐火物を容器とし
て溶解した溶融母ガラスはAZS耐火物によつて
全く汚染することがない利点を有する。 ［実施例］ 本発明の実施例について説明する。 実施例 従来のAZS耐火物を作るための基本的な原料
の配合比率（A12O3＝50％、ZrO2＝33％、SiO2
＝15.6％、B2O3＝0.10％、Na20＝1.3％）を基に、
原料に含まれるFe、Ti、及びCr、Ｖ、Co、Cu、
Sn、Mn、Ni、Mo、Ｗの酸化物の全合計重量を
種々に変化させてAZS耐火物を作つた。溶解に
は上部開放式のアーク炉を用い、目的とする原料
以外の上記不純物が溶融物に入らないように注意
して溶解した。溶解条件は従来方法と同じように
長いアークを保つようにして、できるだけ溶解物
を酸化状態に保つようにした。 溶解後、溶融物を高純度の珪砂で作つた鋳型に
流し込み、鋳型ごと徐冷用のアルミナ粉に埋めて
徐冷した。本発明によつて得られた製品はいずれ
もクラツク、コーナースポール等、外観上の欠陥
はなく、色も純白であつたが、本発明の範囲外の
製品や従来製品は上記外観上の欠点はないが、何
れも黄褐色に着色していた。 次にこのようにして得られた製品の浸出ガラス
量を試験した。 第１表は不純物含有量と浸出ガラス量の関係を
示す。 No.1、２、３、４、５、６、７は本発明の範
疇に入るAZS耐火物である。 No.8、９、10、11、12、13、14、15、16は本
発明の範疇に入るものでなく比較例である。 このうちNo.15、16は従来法による通常のAZS
耐火物である。 ガラス浸出量の試験は次のようにして行つた。 先づ鋳造物から直径×高さが20×80mmの試料を
ダイヤモンドコアドリルで切り出し、JISR2205
にしたがつて乾燥重量（W1）、水中重量（W2）
を測定する。この試料を1600℃に保持された電気
炉内で４時間加熱した後、炉外で自然放冷し、再
び1600℃に保持された電気炉内で４時間加熱した
後、炉外で自然放冷する。最後に自然放冷した試
料の水中重量（W4）を測定する。このようにし
て得られた測定値を使い、次式によりガラス浸出
量を算出する。 ガラス浸出量 ＝W4−W2／W1−W2×100（容積％） 【表】
Claims (1)
- １ コランダム結晶、バデライト結晶及びマトリ
ツクスガラスを基本組成として含むアルミナ、シ
リカジルコニア、質鋳造耐火物において、不純物
として含まれているFe、Ti、Cr、Ｖ、Co、Cu、
Sn、Mn、Ni、Mo及びＷの酸化物の合計が
400ppm以下であることを特徴とする純白でかつ
汗かき現象の少ないアルミナ、ジルコニア、シリ
カ質鋳造耐火物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61039656A JPS62197358A (ja) | 1986-02-25 | 1986-02-25 | 純白でかつ汗かき現象の少ないアルミナ、ジルコニア、シリカ質鋳造耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61039656A JPS62197358A (ja) | 1986-02-25 | 1986-02-25 | 純白でかつ汗かき現象の少ないアルミナ、ジルコニア、シリカ質鋳造耐火物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62197358A JPS62197358A (ja) | 1987-09-01 |
| JPH057350B2 true JPH057350B2 (ja) | 1993-01-28 |
Family
ID=12559128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61039656A Granted JPS62197358A (ja) | 1986-02-25 | 1986-02-25 | 純白でかつ汗かき現象の少ないアルミナ、ジルコニア、シリカ質鋳造耐火物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62197358A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4669632B2 (ja) * | 2001-06-25 | 2011-04-13 | Ａｇｃセラミックス株式会社 | 電鋳レンガ用鋳型およびそれを使用した電鋳レンガの製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56129675A (en) * | 1980-03-18 | 1981-10-09 | Asahi Glass Co Ltd | High zirconia heat molten refractories |
-
1986
- 1986-02-25 JP JP61039656A patent/JPS62197358A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56129675A (en) * | 1980-03-18 | 1981-10-09 | Asahi Glass Co Ltd | High zirconia heat molten refractories |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62197358A (ja) | 1987-09-01 |
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