JPH0653626B2 - ジルコニア質複合耐火断熱材 - Google Patents
ジルコニア質複合耐火断熱材Info
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- JPH0653626B2 JPH0653626B2 JP2242244A JP24224490A JPH0653626B2 JP H0653626 B2 JPH0653626 B2 JP H0653626B2 JP 2242244 A JP2242244 A JP 2242244A JP 24224490 A JP24224490 A JP 24224490A JP H0653626 B2 JPH0653626 B2 JP H0653626B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、セラミックス耐火物に関し、より詳細に
は、主に高温炉の断熱材として使用されるジルコニア中
空体で補強されたジルコニア質複合耐火物に関する。
は、主に高温炉の断熱材として使用されるジルコニア中
空体で補強されたジルコニア質複合耐火物に関する。
ジルコニアＺｒＯ２は、約２７１５℃という高融点をも
ち、熱伝導性が非常に低く、高温において低い電気抵抗
度を、低温において高い電気抵抗度を有し、化学的安定
性に優れて塩基性および酸性鉱滓に濡れず、揮発性が低
く、更にモース硬度が７以上であることなど他のセラミ
ックスにない優れた特性を有している。
ち、熱伝導性が非常に低く、高温において低い電気抵抗
度を、低温において高い電気抵抗度を有し、化学的安定
性に優れて塩基性および酸性鉱滓に濡れず、揮発性が低
く、更にモース硬度が７以上であることなど他のセラミ
ックスにない優れた特性を有している。
これらの特性を活かしてジルコニアが、研磨・研削材、
電子材料、陶磁器用顔料、ガラス添加剤、センサー用材
料などの用途の他、耐火成形物に使用されており、又、
高温用の耐火断熱材として有用である。
電子材料、陶磁器用顔料、ガラス添加剤、センサー用材
料などの用途の他、耐火成形物に使用されており、又、
高温用の耐火断熱材として有用である。
しかしながら、ジルコニアのみからなる成形体は、熱伝
導度が低くかつ膨脹係数が大きいために熱衝撃に弱く、
低熱伝導性を活かした断熱材としてのジルコニア質断熱
耐火物もはやり熱衝撃に弱い。
導度が低くかつ膨脹係数が大きいために熱衝撃に弱く、
低熱伝導性を活かした断熱材としてのジルコニア質断熱
耐火物もはやり熱衝撃に弱い。
熱衝撃抵抗性を向上させたジルコニア質耐火物として、
本出願人がさきに提案した特開昭６３−２９７２６７号
公報に記載されているジルコニア粉末に対しジルコニア
繊維を５〜２０重量部添加配合されたジルコニア質複合
耐火物が知られている。
本出願人がさきに提案した特開昭６３−２９７２６７号
公報に記載されているジルコニア粉末に対しジルコニア
繊維を５〜２０重量部添加配合されたジルコニア質複合
耐火物が知られている。
しかし、該耐火物は該クリープ性が低く、これを２００
０℃以上の高温炉天井に内張りして使用すると自重によ
るクリープ変形を起して落下、破損する危険性を有し、
構造体として好ましくない欠点がある。
０℃以上の高温炉天井に内張りして使用すると自重によ
るクリープ変形を起して落下、破損する危険性を有し、
構造体として好ましくない欠点がある。
この発明は上述の背景に基づきなされたものであり、そ
の目的とするところは、ジルコニアの優れた耐熱特性を
損なうことなく、熱的衝撃に対する抵抗性を有し、か
つ、耐クリープ性を有するジルコニア質複合耐火断熱材
を提供することである。
の目的とするところは、ジルコニアの優れた耐熱特性を
損なうことなく、熱的衝撃に対する抵抗性を有し、か
つ、耐クリープ性を有するジルコニア質複合耐火断熱材
を提供することである。
本発明者らは、ジルコニア繊維に種々の補強材を添加し
てジルコニア耐火断熱材の特性改良を試み、詳細に研究
を進めた結果、ジルコニア中空球を添加すれば、発明の
目的達成に有効であることを見出し、この発明を完成す
るに至った。
てジルコニア耐火断熱材の特性改良を試み、詳細に研究
を進めた結果、ジルコニア中空球を添加すれば、発明の
目的達成に有効であることを見出し、この発明を完成す
るに至った。
かくてこの発明は、ジルコニア繊維と必要に応じてジル
コニア粉末を含有するジルコニア質複合耐火断熱材にお
いて直径が０．２〜５mmのジルコニア中空球５０〜１０
０重量部で残部がジルコニア粉末であるジルコニア原料
１００重量部に対し、ジルコニア繊維が５〜１００重量
部含有されていることを特徴とするジルコニア質複合耐
火断熱材に関するものである。
コニア粉末を含有するジルコニア質複合耐火断熱材にお
いて直径が０．２〜５mmのジルコニア中空球５０〜１０
０重量部で残部がジルコニア粉末であるジルコニア原料
１００重量部に対し、ジルコニア繊維が５〜１００重量
部含有されていることを特徴とするジルコニア質複合耐
火断熱材に関するものである。
この発明の好ましい態様において、この発明で用いるジ
ルコニア中空球として、純ジルコニア中空球、ライム安
定化ジルコニア中空球、マグネシア添加ジルコニア中空
球、およびイットリア安定化ジルコニア中空球から選ば
れた少なくとも１種の耐火中空球とすることができる。
ルコニア中空球として、純ジルコニア中空球、ライム安
定化ジルコニア中空球、マグネシア添加ジルコニア中空
球、およびイットリア安定化ジルコニア中空球から選ば
れた少なくとも１種の耐火中空球とすることができる。
この発明の一態様として、耐火断熱材を焼成処理された
ものとすることができる。
ものとすることができる。
この発明の好ましい態様において、この耐火断熱材に、
添加されていた有機物の焼失により形成された多数の空
孔を設けることができる。
添加されていた有機物の焼失により形成された多数の空
孔を設けることができる。
上記の態様において、その有機物の添加量は、ジルコニ
ア原料とジルコニア繊維との合計量１００重量部に対
し、２０重量部未満とすることができる。
ア原料とジルコニア繊維との合計量１００重量部に対
し、２０重量部未満とすることができる。
この発明の好ましい態様において、該耐火断熱材に、バ
インダーとしてジルコニアゾルまたは／およびジルコニ
ア塩溶液をジルコニア原料とジルコニア繊維との合計１
００重量部に対し２〜３０重量部含めることができる。
インダーとしてジルコニアゾルまたは／およびジルコニ
ア塩溶液をジルコニア原料とジルコニア繊維との合計１
００重量部に対し２〜３０重量部含めることができる。
以下、この発明をより詳細に説明する。
ジルコニア中空球 この発明において用いられるジルコニア中空球は、ジル
コニア（ＺｒＯ２）から実質的になる中空球であり、こ
のジルコニア中空球を形成するための耐火性原料粉末と
してはジルコニア、又はジルコニアにマグネシア（Ｍｇ
Ｏ）、ライム（ＣａＯ）、イットリア（Ｙ２Ｏ３）など
の結晶安定化剤を合計量の１〜１０％の量添加したも
の、或いはジルコニアにアルミナセメント、シャモッ
ト、粘土類、カルシア、炭酸マグネシウム、炭酸カルシ
ウム、シリカおよびアルミナの１種または２種以上を合
計量の１〜１０％の量添加したものなどをあげることが
できる。
コニア（ＺｒＯ２）から実質的になる中空球であり、こ
のジルコニア中空球を形成するための耐火性原料粉末と
してはジルコニア、又はジルコニアにマグネシア（Ｍｇ
Ｏ）、ライム（ＣａＯ）、イットリア（Ｙ２Ｏ３）など
の結晶安定化剤を合計量の１〜１０％の量添加したも
の、或いはジルコニアにアルミナセメント、シャモッ
ト、粘土類、カルシア、炭酸マグネシウム、炭酸カルシ
ウム、シリカおよびアルミナの１種または２種以上を合
計量の１〜１０％の量添加したものなどをあげることが
できる。
このジルコニア中空球の大きさは直径が０．２〜５mmの
範囲である。０．２mm未満では断熱性が不良であり、一
方５mmを超える場合は気孔径が過大となり対流による伝
熱が起こり断熱性が不良となる。中空球の厚さは０．０
５〜０．３mm、比重は０．５〜１．５の範囲である。
範囲である。０．２mm未満では断熱性が不良であり、一
方５mmを超える場合は気孔径が過大となり対流による伝
熱が起こり断熱性が不良となる。中空球の厚さは０．０
５〜０．３mm、比重は０．５〜１．５の範囲である。
このジルコニア中空球の含有量は、ジルコニア中空球と
後記のジルコニア粉末とからなるジルコニア原料１００
重量部に対し、５０〜１００重量部である。含有量が５
０重量部未満では得られる耐火断熱材の耐クリープ性が
得られず、高温炉の実使用の時の荷重あるいは自重によ
るクリープ変形が発生し易くなる。また、断熱性が不良
となる。ジルコニア原料がジルコニア粉末を含まずジル
コニア中空球だけとすることができる。
後記のジルコニア粉末とからなるジルコニア原料１００
重量部に対し、５０〜１００重量部である。含有量が５
０重量部未満では得られる耐火断熱材の耐クリープ性が
得られず、高温炉の実使用の時の荷重あるいは自重によ
るクリープ変形が発生し易くなる。また、断熱性が不良
となる。ジルコニア原料がジルコニア粉末を含まずジル
コニア中空球だけとすることができる。
このようなジルコニア中空球は、たとえば、ジルコニア
とその結晶安定化剤であるマグネシア、ライム、イット
リアなどの１種または２種以上を添加したものをアーク
炉などで溶解させ、融液を吹き飛ばして製造することが
できる（溶融吹付法）。このようにしてつくられたもの
として、たとえば福島製鋼社製の商品名「ジルボン」が
ある。溶融吹付法で得られたジルコニア中空球は断熱性
があり、かつ殻が緻密で高強度であり、高温においても
骨格を保持するものである。或いは、たとえば数mmの直
径を有する発泡スチロール球の如き球状の可燃性物質を
芯材とし、これにポリビニルアルコール水溶液などのバ
インダーを介してジルコニア質耐火性原料粉末を付着さ
せて上記芯材表面にジルコニア質耐火性原料粉末を被覆
し、次にこれを高温に加熱焼成して、上記芯材を熱分解
して中空化する芯材分解法によってジルコニア中空球を
製造することができる。
とその結晶安定化剤であるマグネシア、ライム、イット
リアなどの１種または２種以上を添加したものをアーク
炉などで溶解させ、融液を吹き飛ばして製造することが
できる（溶融吹付法）。このようにしてつくられたもの
として、たとえば福島製鋼社製の商品名「ジルボン」が
ある。溶融吹付法で得られたジルコニア中空球は断熱性
があり、かつ殻が緻密で高強度であり、高温においても
骨格を保持するものである。或いは、たとえば数mmの直
径を有する発泡スチロール球の如き球状の可燃性物質を
芯材とし、これにポリビニルアルコール水溶液などのバ
インダーを介してジルコニア質耐火性原料粉末を付着さ
せて上記芯材表面にジルコニア質耐火性原料粉末を被覆
し、次にこれを高温に加熱焼成して、上記芯材を熱分解
して中空化する芯材分解法によってジルコニア中空球を
製造することができる。
ジルコニア粉末 この発明において用いられるジルコニア粉末は、化学式
ＺｒＯ２で表される酸化ジルコニウムから実質的になる
ものであり、その他、目的に応じて炭酸ジルコニウム、
水酸化ジルコニウムなどのジルコニウム化合物やそれら
にマグネシア、ライム、イットリアなどの安定化剤を添
加したものであり、これらの少なくも１種からなる。こ
の粉末は、例えば、噴霧乾燥による微細粉体の製造法に
より得ることができる。
ＺｒＯ２で表される酸化ジルコニウムから実質的になる
ものであり、その他、目的に応じて炭酸ジルコニウム、
水酸化ジルコニウムなどのジルコニウム化合物やそれら
にマグネシア、ライム、イットリアなどの安定化剤を添
加したものであり、これらの少なくも１種からなる。こ
の粉末は、例えば、噴霧乾燥による微細粉体の製造法に
より得ることができる。
このジルコニア粉末は、ジルコニア中空球とジルコニア
ファイバーとの焼結を補助するため、及び練土の可塑性
を補うために添加されるものである。
ファイバーとの焼結を補助するため、及び練土の可塑性
を補うために添加されるものである。
ジルコニア粉末の粒度は、上記目的を果すためには０．
５〜１００μｍであることが必要である。粒度が１００
μｍを超えると、焼結補助効果が小さく、一方０．５μ
ｍ未満では、バインダーが多量に必要となり断熱材の強
度が低下する。
５〜１００μｍであることが必要である。粒度が１００
μｍを超えると、焼結補助効果が小さく、一方０．５μ
ｍ未満では、バインダーが多量に必要となり断熱材の強
度が低下する。
このジルコニア粉末の含有量は、ジルコニア中空球とジ
ルコニア粉末とからなるジルコニア原料１００重量部に
対し、ジルコニア中空球５０〜１００重量部の残部、す
なわち５０〜０重量部である。含有量が５０重量部を超
えると、相対的にジルコニア中空球の含有量が小さくな
って断熱性が不十分となる。また、前記したようにジル
コニア粉末を含有しない場合もある。
ルコニア粉末とからなるジルコニア原料１００重量部に
対し、ジルコニア中空球５０〜１００重量部の残部、す
なわち５０〜０重量部である。含有量が５０重量部を超
えると、相対的にジルコニア中空球の含有量が小さくな
って断熱性が不十分となる。また、前記したようにジル
コニア粉末を含有しない場合もある。
ジルコニア繊維 この発明において使用できるジルコニア繊維として、例
えば、純ジルコニアファイバー、マグネシア添加ジルコ
ニアファイバー、ライム添加ジルコニアファイバー、イ
ットリア添加ジルコニアファイバー、およびこれらの混
合物などがあり、好ましくは、イットリア添加ジルコニ
アファイバーがある。
えば、純ジルコニアファイバー、マグネシア添加ジルコ
ニアファイバー、ライム添加ジルコニアファイバー、イ
ットリア添加ジルコニアファイバー、およびこれらの混
合物などがあり、好ましくは、イットリア添加ジルコニ
アファイバーがある。
このジルコニア繊維は、種々の方法により製造すること
ができ、例えば、ジルコニウム塩の水溶液を出発原料
（紡糸液）としてこれを繊維化して、繊維前駆体（プリ
カーサー）を形成し、繊維前駆体を高温で焼成して製造
することができ、ジルコニア耐火物の用途、形状などに
応じて適宜選択することができる。
ができ、例えば、ジルコニウム塩の水溶液を出発原料
（紡糸液）としてこれを繊維化して、繊維前駆体（プリ
カーサー）を形成し、繊維前駆体を高温で焼成して製造
することができ、ジルコニア耐火物の用途、形状などに
応じて適宜選択することができる。
この発明で用いられるジルコニア繊維の繊維長および繊
維径は各々、例えば、０．１〜５０mm、および０．１〜
２０μｍである。
維径は各々、例えば、０．１〜５０mm、および０．１〜
２０μｍである。
ジルコニア繊維の添加量は、ジルコニア原料１００重量
部に対し５〜１００重量部、好ましくは５〜５０重量
部、より好ましくは１０〜３０重量部である。これは、
ジルコニア繊維の添加量についてこの５重量部未満では
繊維添加効果が小さく、他方１００重量部を超えると繊
維過多となって実使用の時の荷重あるいは自重によるク
リープ変形が発生し易くなるからである。
部に対し５〜１００重量部、好ましくは５〜５０重量
部、より好ましくは１０〜３０重量部である。これは、
ジルコニア繊維の添加量についてこの５重量部未満では
繊維添加効果が小さく、他方１００重量部を超えると繊
維過多となって実使用の時の荷重あるいは自重によるク
リープ変形が発生し易くなるからである。
添加剤 この発明において、成形体用原料に上記成分以外に目的
に応じて種々の添加物を含めることができる。そのよう
な添加物として、例えば、バインダー、多孔化剤、界面
活性剤、分散剤、凝集剤などがある。
に応じて種々の添加物を含めることができる。そのよう
な添加物として、例えば、バインダー、多孔化剤、界面
活性剤、分散剤、凝集剤などがある。
用いることのてぎるバインダーとしては、例えば、ポリ
エチレンオキシド、ポリビニルアルコール、ポリアクリ
ル酸などの合成高分子、メチルセルロース、カルボキシ
エチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒド
ロキシエチルセルロース、リン酸セルロースなどのセル
ロース誘導体、デンプンおよびデンプン誘導体、ペクチ
ン、アルギン酸ナトリウム、寒天などの動植物性粘質
物、並びにジルコニアゾルおよび／またはジルコニウム
塩水溶液などがある。
エチレンオキシド、ポリビニルアルコール、ポリアクリ
ル酸などの合成高分子、メチルセルロース、カルボキシ
エチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒド
ロキシエチルセルロース、リン酸セルロースなどのセル
ロース誘導体、デンプンおよびデンプン誘導体、ペクチ
ン、アルギン酸ナトリウム、寒天などの動植物性粘質
物、並びにジルコニアゾルおよび／またはジルコニウム
塩水溶液などがある。
この発明において用いることのできるジルコニアゾル
は、例えば粒子径７０ミリμｍ前後のジルコニアが水に
懸濁した乳白色コロイド状液である。ジルコニウム塩水
溶液は水を溶媒としたジルコニアの膠質液であり、この
発明では、たとえば酢酸ジルコニル、硝酸ジルコニル、
酸塩化ジルコニル、硫酸ジルコニル、炭酸ジルコニルア
ンモニウムなどを使用することができる。
は、例えば粒子径７０ミリμｍ前後のジルコニアが水に
懸濁した乳白色コロイド状液である。ジルコニウム塩水
溶液は水を溶媒としたジルコニアの膠質液であり、この
発明では、たとえば酢酸ジルコニル、硝酸ジルコニル、
酸塩化ジルコニル、硫酸ジルコニル、炭酸ジルコニルア
ンモニウムなどを使用することができる。
この発明のジルコニア複合断熱性を軽量化するために、
また、ろ過材や触媒担体などの用途に用いるために、焼
成処理により焼失・気化して成形体中に多数の気孔を残
す物質、すなわち多孔化剤を添加してもよい。そのよう
な多孔化剤として、例えば、発泡スチロールビーズ、発
泡ウレタンフォームビーズ、ポリエチレンビーズなどの
有機球および合成繊維や麻糸、木綿などの天然繊維など
の有機繊維がある。この多孔化剤である球状または繊維
状有機物の添加量は、用途、気孔率、気孔径によって異
なる。例えば、ジルコニア原料およびジルコニア繊維の
合計量１００重量部に対して、その球状または繊維状有
機物の添加量は２０重量部未満、好ましくは２〜２０重
量部、より好ましくは、２〜１０重量部である。
また、ろ過材や触媒担体などの用途に用いるために、焼
成処理により焼失・気化して成形体中に多数の気孔を残
す物質、すなわち多孔化剤を添加してもよい。そのよう
な多孔化剤として、例えば、発泡スチロールビーズ、発
泡ウレタンフォームビーズ、ポリエチレンビーズなどの
有機球および合成繊維や麻糸、木綿などの天然繊維など
の有機繊維がある。この多孔化剤である球状または繊維
状有機物の添加量は、用途、気孔率、気孔径によって異
なる。例えば、ジルコニア原料およびジルコニア繊維の
合計量１００重量部に対して、その球状または繊維状有
機物の添加量は２０重量部未満、好ましくは２〜２０重
量部、より好ましくは、２〜１０重量部である。
２０重量部を超えると得られたシルコニア複合断熱材の
強度が低下して充分な取扱強度が得られないからであ
る。
強度が低下して充分な取扱強度が得られないからであ
る。
製造法 この発明のジルコニア耐火断熱材は、種々の方法により
調整・成形することができる。具体的には、ここで用い
ることのできる成形法としては、アイソスタチックプレ
ス法やホットプレス法などの方法以外に、一軸プレス、
流し込み成形、射出成形などがある。
調整・成形することができる。具体的には、ここで用い
ることのできる成形法としては、アイソスタチックプレ
ス法やホットプレス法などの方法以外に、一軸プレス、
流し込み成形、射出成形などがある。
この発明においては、成形後、耐火物を乾燥し、更に焼
成処理に付しても、またその処理に付さなくてもよく、
ジルコニア耐火物の成分種類、用途などに応じて適宜選
択することができる。例えば、ジルコニア複合体を成形
後に乾燥処理し、いわゆる不焼成耐火物としてそのまま
使用してもよい。また、加えたバインダーから発生する
ガス成分や焼成収縮が問題となるときなど、焼成処理を
施す。焼成する場合その焼成温度は例えば１０００〜２
０００℃であり、好ましくは１５００〜１９００℃であ
る。この１０００℃未満では焼結強度が弱く、２０００
℃を超えると過焼結となって変形を生じるからである。
成処理に付しても、またその処理に付さなくてもよく、
ジルコニア耐火物の成分種類、用途などに応じて適宜選
択することができる。例えば、ジルコニア複合体を成形
後に乾燥処理し、いわゆる不焼成耐火物としてそのまま
使用してもよい。また、加えたバインダーから発生する
ガス成分や焼成収縮が問題となるときなど、焼成処理を
施す。焼成する場合その焼成温度は例えば１０００〜２
０００℃であり、好ましくは１５００〜１９００℃であ
る。この１０００℃未満では焼結強度が弱く、２０００
℃を超えると過焼結となって変形を生じるからである。
得られたジルコニア複合耐火物は、所望の形状に切断・
分割して用いることができる。
分割して用いることができる。
この発明のジルコニア複合耐火断熱材で用いるジルコニ
ア中空球は断熱性と緻密な高強度の殻により骨格を保持
し、該断熱材の高温における焼結収縮及び粒界のスベリ
を抑制し耐クリープ性を高めることができる。ジルコニ
ア繊維は、機械的強度に優れているので、耐火物の主成
分であるジルコニアに対して補強材の働きをなし、熱衝
撃に対する抵抗性を有する。更に、ジルコニア繊維は約
２６００℃以上の高融点を有しているので、ジルコニア
繊維以外の耐火繊維でよく起こる分解や溶融などの現象
が生じない。この耐火物には、補強材としての働きをす
るジルコニア繊維が添加されているので、制限のない成
形法を可能にするとともに、得られた成形体の機械的強
度を著しく高める。
ア中空球は断熱性と緻密な高強度の殻により骨格を保持
し、該断熱材の高温における焼結収縮及び粒界のスベリ
を抑制し耐クリープ性を高めることができる。ジルコニ
ア繊維は、機械的強度に優れているので、耐火物の主成
分であるジルコニアに対して補強材の働きをなし、熱衝
撃に対する抵抗性を有する。更に、ジルコニア繊維は約
２６００℃以上の高融点を有しているので、ジルコニア
繊維以外の耐火繊維でよく起こる分解や溶融などの現象
が生じない。この耐火物には、補強材としての働きをす
るジルコニア繊維が添加されているので、制限のない成
形法を可能にするとともに、得られた成形体の機械的強
度を著しく高める。
バインダーとしてジルコニアゾルおよび／またはジルコ
ニウム塩水溶液を添加するこの発明の好ましい態様にお
いては、ジルコニア粉末若しくはジルコニア繊維間の結
合を強固にし、しかもそれ自身が強靱な被膜を形成しジ
ルコニア繊維と同等な耐熱性を有するので、得られる複
合体に高い機械的強度と優れた化学的安定性を付与す
る。
ニウム塩水溶液を添加するこの発明の好ましい態様にお
いては、ジルコニア粉末若しくはジルコニア繊維間の結
合を強固にし、しかもそれ自身が強靱な被膜を形成しジ
ルコニア繊維と同等な耐熱性を有するので、得られる複
合体に高い機械的強度と優れた化学的安定性を付与す
る。
上記の構成および作用を有するこの発明は、以下の効果
を有する。
を有する。
（イ）このジルコニア耐火断熱材を高温炉の内張り天井
に使用しても荷重あるいは自重によるクリープ変形を抑
制でき、落下、破損を来す危険性がない。
に使用しても荷重あるいは自重によるクリープ変形を抑
制でき、落下、破損を来す危険性がない。
（ロ）ジルコニア耐火断熱材に微少な傷があっても、そ
の傷に対する抵抗性が高く、亀裂の進行を抑制できる。
の傷に対する抵抗性が高く、亀裂の進行を抑制できる。
（ハ）機械的熱的に優れた特性を有するジルコニア繊維
を含有するので、ジルコニア複合耐火断熱材に熱的衝撃
に対する良好な抵抗性を付与し、従来のジルコニア耐火
物で耐用できなかった用途、例えば高速昇温炉のライニ
ング材などに用いることができる。
を含有するので、ジルコニア複合耐火断熱材に熱的衝撃
に対する良好な抵抗性を付与し、従来のジルコニア耐火
物で耐用できなかった用途、例えば高速昇温炉のライニ
ング材などに用いることができる。
（ニ）通常のミクロンオーダーの微細粉末ジルコニアを
用いても、ジルコニア繊維を添加しない場合と比較して
容易に種々の方法で成形できる。
用いても、ジルコニア繊維を添加しない場合と比較して
容易に種々の方法で成形できる。
（ホ）この発明による断熱耐火物は熱衝撃性に優れてい
るので、ジルコニアの持つ低熱伝導性を十分に生かして
断熱特性を十分に発揮することができる。
るので、ジルコニアの持つ低熱伝導性を十分に生かして
断熱特性を十分に発揮することができる。
（ヘ）この耐火物は機械的特性に優れたジルコニア繊維
を含むので、撓み性を発揮して機械的応力に対して折れ
難く、亀裂発生を抑制する。
を含むので、撓み性を発揮して機械的応力に対して折れ
難く、亀裂発生を抑制する。
以下にこの発明を実施例および比較例により更に具体的
に説明するが、この発明はその要旨を越えない限り以下
の実施例に限定されるものではない。
に説明するが、この発明はその要旨を越えない限り以下
の実施例に限定されるものではない。
実施例１ 平均径１mmのライム安定化ジルコニア中空球（ＣａＯ５
％、ＺｒＯ２９５％）８０重量部、−０．３mmのマグネ
シア安定化ジルコニア粉末（ＭｇＯ５％、ＺｒＯ２９５
％）２０重量部、平均径５μｍ、平均長２０〜３０mmの
イットリア添加ジルコニアファイバー（品川白煉瓦製）
１００重量部、メチルセルロース１重量部、酢酸ジルコ
ニウム水溶液（ＺｒＯ２＝１５％）５重量部を添加配合
し、混練後に５０kg／cm2の圧力で一軸加圧成形し、乾
燥してジルコニア質耐火物を得た。
％、ＺｒＯ２９５％）８０重量部、−０．３mmのマグネ
シア安定化ジルコニア粉末（ＭｇＯ５％、ＺｒＯ２９５
％）２０重量部、平均径５μｍ、平均長２０〜３０mmの
イットリア添加ジルコニアファイバー（品川白煉瓦製）
１００重量部、メチルセルロース１重量部、酢酸ジルコ
ニウム水溶液（ＺｒＯ２＝１５％）５重量部を添加配合
し、混練後に５０kg／cm2の圧力で一軸加圧成形し、乾
燥してジルコニア質耐火物を得た。
この成形体を１８００℃で焼成した焼成物の特性を第１
表に示す。
表に示す。
実施例２ 平均径１mmのライム安定化ジルコニア中空球（ＣａＯ７
％、ＺｒＯ２９３％）１００重量部に対し、平均径５μ
ｍ、平均長２０〜３０mmのイットリア安定化ジルコニア
ファイバー（品川白煉瓦社製）５０重量部、塩化ジルコ
ニウム粉末５重量部、平均径１mmの発泡スチロールビー
ズ２重量部、水３０重量部を添加配合し、混練後に型枠
に流し込み、乾燥してジルコニア質断熱耐火物を得た。
この耐火物を１８００℃で焼成した焼成物の特性を第１
表に示す。
％、ＺｒＯ２９３％）１００重量部に対し、平均径５μ
ｍ、平均長２０〜３０mmのイットリア安定化ジルコニア
ファイバー（品川白煉瓦社製）５０重量部、塩化ジルコ
ニウム粉末５重量部、平均径１mmの発泡スチロールビー
ズ２重量部、水３０重量部を添加配合し、混練後に型枠
に流し込み、乾燥してジルコニア質断熱耐火物を得た。
この耐火物を１８００℃で焼成した焼成物の特性を第１
表に示す。
比較例１ 実施例１で用いたジルコニア繊維のみを配合しなかった
こと以外、実施例１と同様にジルコニア耐火物を得、焼
成した。その特性を第１表に示す。製造の過程での乾燥
後に亀裂を生じなかった。
こと以外、実施例１と同様にジルコニア耐火物を得、焼
成した。その特性を第１表に示す。製造の過程での乾燥
後に亀裂を生じなかった。
比較例２ 実施例２で用いたジルコニア繊維のみを配合しなかった
こと以外、実施例２と同様にジルコニア耐火物を得た。
こと以外、実施例２と同様にジルコニア耐火物を得た。
製造の過程で、乾燥後に、数本の亀裂を生じたが、亀裂
の無い部分を焼成した。その特性を第１表に示す。
の無い部分を焼成した。その特性を第１表に示す。
比較例３ 実施例１で用いたジルコニア中空球のみを配合しなかっ
たこと以外、実施例１と同様にジルコニア耐火物を得、
焼成した。その特性を第１表に示す。
たこと以外、実施例１と同様にジルコニア耐火物を得、
焼成した。その特性を第１表に示す。
製造の過程での乾燥後の亀裂を生じなかった。しかし、
耐クリープ性を調査した結果、スパン１００mmに対し４
０mmの変形が生じた。
耐クリープ性を調査した結果、スパン１００mmに対し４
０mmの変形が生じた。
比較例４ 実施例２で用いたジルコニア中空球のみを配合しなかっ
たこと以外、実施例２と同様にジルコニア耐火物を得、
焼成した。その特性を第１表に示す。
たこと以外、実施例２と同様にジルコニア耐火物を得、
焼成した。その特性を第１表に示す。
製造の過程での乾燥後の亀裂を生じなかった。しかし、
クリープ性を調査した結果スパン１００mmに対し５０mm
を越える変形が見られ、落下破損してしまった。
クリープ性を調査した結果スパン１００mmに対し５０mm
を越える変形が見られ、落下破損してしまった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−134008（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−17368（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−156954（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−63568（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−252383（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−297267（ＪＰ，Ａ)
Claims (6)
- 【請求項１】ジルコニア繊維と必要に応じてジルコニア
粉末を含有するジルコニア質複合耐火断熱材において直
径が０．２〜５mmのジルコニア中空球５０〜１００重量
部で残部がジルコニア粉末であるジルコニア原料１００
重量部に対し、ジルコニア繊維が５〜１００重量部含有
されていることを特徴とするジルコニア質複合耐火断熱
材。 - 【請求項２】ジルコニア中空球が、純ジルコニア中空
球、ライム安定化ジルコニア中空球、マグネシア添加ジ
ルコニア中空球、およびイットリア安定化ジルコニア中
空球から選ばれた少なくとも１種のジルコニア中空球で
ある請求項１に記載のジルコニア質複合耐火断熱材。 - 【請求項３】該耐火断熱材が焼成処理されたものである
請求項１または２に記載のジルコニア質複合耐火断熱
材。 - 【請求項４】該耐火断熱材が添加されていた有機物の焼
失により形成された多数の空孔を有する請求項３に記載
のジルコニア質複合耐火断熱材。 - 【請求項５】該有機物の添加量が、ジルコニア原料とジ
ルコニア繊維との合計量１００重量部に対し、２０重量
部未満である請求項４に記載のジルコニア質複合耐火断
熱材。 - 【請求項６】該断熱材が、バインダーとしてジルコニア
ゾルまたは／およびジルコニア塩溶液をジルコニア中空
球を含むジルコニア原料とジルコニア繊維との合計１０
０重量部に対し２〜３０重量部含有されたものである請
求項１〜５のいずれか１項に記載のジルコニア質複合耐
火断熱材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2242244A JPH0653626B2 (ja) | 1990-09-12 | 1990-09-12 | ジルコニア質複合耐火断熱材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2242244A JPH0653626B2 (ja) | 1990-09-12 | 1990-09-12 | ジルコニア質複合耐火断熱材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04124073A JPH04124073A (ja) | 1992-04-24 |
| JPH0653626B2 true JPH0653626B2 (ja) | 1994-07-20 |
Family
ID=17086391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2242244A Expired - Fee Related JPH0653626B2 (ja) | 1990-09-12 | 1990-09-12 | ジルコニア質複合耐火断熱材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0653626B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110981474A (zh) * | 2019-12-13 | 2020-04-10 | 中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司 | 一种氧化锆轻质保温耐火制品 |
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|---|---|---|---|---|
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| JP6261316B2 (ja) * | 2013-12-13 | 2018-01-17 | 三井金属鉱業株式会社 | 多孔質セラミックスの製造方法、多孔質セラミックス、セッターおよび焼成治具 |
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| JP2019052067A (ja) * | 2017-09-15 | 2019-04-04 | 住友金属鉱山株式会社 | 単結晶育成装置 |
| CN107805065A (zh) * | 2017-09-26 | 2018-03-16 | 安徽华光光电材料科技集团有限公司 | 一种采用氧化锆空心球制备多孔隔热陶瓷的方法 |
| JP7187369B2 (ja) * | 2019-03-25 | 2022-12-12 | 三菱重工航空エンジン株式会社 | セラミックス基複合材料の製造方法 |
| CN112645729B (zh) * | 2020-12-18 | 2022-11-29 | 山东省科学院新材料研究所 | 具有介孔结构的耐高温氧化锆复合隔热材料及其制备方法 |
| CN113979770B (zh) * | 2021-12-01 | 2022-08-19 | 安徽凯盛应用材料有限公司 | 一种增强型钇稳定纳米复合氧化锆陶瓷粉体的制备方法 |
| CN115321999B (zh) * | 2022-09-06 | 2023-03-21 | 宜兴市隆昌耐火材料有限公司 | 一种轻质耐火锆刚玉复合浇注料的制备方法 |
| CN116082035B (zh) * | 2023-02-01 | 2023-10-24 | 中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司 | 一种高光洁度、高抗热震性薄壁氧化锆坩埚的制备方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US4203772A (en) * | 1977-04-18 | 1980-05-20 | Corning Glass Works | Porous zirconia containing ceramics |
| JPS5717368A (en) * | 1980-07-03 | 1982-01-29 | Aikoo Kk | Heat shielding cover |
| JPS59156954A (ja) * | 1983-02-28 | 1984-09-06 | 三井造船株式会社 | 多孔質セラミツクスの製造方法 |
| JPS6163568A (ja) * | 1984-05-02 | 1986-04-01 | 住友電気工業株式会社 | ジルコニア質多孔焼結体およびその製造方法 |
| JP2515098B2 (ja) * | 1986-04-23 | 1996-07-10 | 永和化成工業株式会社 | セラミツク発泡体の製造法 |
| JPS63297267A (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-05 | Shinagawa Refract Co Ltd | ジルコニア質複合耐火物 |
-
1990
- 1990-09-12 JP JP2242244A patent/JPH0653626B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| CN110981474A (zh) * | 2019-12-13 | 2020-04-10 | 中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司 | 一种氧化锆轻质保温耐火制品 |
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| JPH04124073A (ja) | 1992-04-24 |
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