JPH09132455A - ジルコニア系耐火物とその製造法 - Google Patents
ジルコニア系耐火物とその製造法Info
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- JPH09132455A JPH09132455A JP7287542A JP28754295A JPH09132455A JP H09132455 A JPH09132455 A JP H09132455A JP 7287542 A JP7287542 A JP 7287542A JP 28754295 A JP28754295 A JP 28754295A JP H09132455 A JPH09132455 A JP H09132455A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ジルコニア含有耐火物が持っているスラグに
濡れやすく侵食を受ける、熱膨張が大きく耐スポール性
が劣るなどの欠点を改善し、耐用性に優れた耐火物を得
る。 【解決手段】 鉱物組成として少なくともＺｒＯ2およ
びＺｒＣを含有するジルコニア系複合原料を含有する耐
火物であり、ＺｒＣを含有するジルコニア系複合原料を
含有する耐火物は、稼動面においてスラグに濡れにく
く、耐食性を発揮する。また熱膨張が小さく耐スポール
性に優れる。カーボンを含有する耐火物の場合は、Ｚｒ
Ｃの酸化は黒鉛などのカーボン原料よりも低温域で起こ
るため、酸素を捕獲する働きによりカーボンの酸化防止
剤としての効果も期待できる。カーボンを含有しない耐
火物の場合は耐火物の焼成過程でＺｒＣがＺｒＯ2に変
化し、材質の空隙を埋める作用があり組織の緻密化によ
り耐食性を向上させる。
濡れやすく侵食を受ける、熱膨張が大きく耐スポール性
が劣るなどの欠点を改善し、耐用性に優れた耐火物を得
る。 【解決手段】 鉱物組成として少なくともＺｒＯ2およ
びＺｒＣを含有するジルコニア系複合原料を含有する耐
火物であり、ＺｒＣを含有するジルコニア系複合原料を
含有する耐火物は、稼動面においてスラグに濡れにく
く、耐食性を発揮する。また熱膨張が小さく耐スポール
性に優れる。カーボンを含有する耐火物の場合は、Ｚｒ
Ｃの酸化は黒鉛などのカーボン原料よりも低温域で起こ
るため、酸素を捕獲する働きによりカーボンの酸化防止
剤としての効果も期待できる。カーボンを含有しない耐
火物の場合は耐火物の焼成過程でＺｒＣがＺｒＯ2に変
化し、材質の空隙を埋める作用があり組織の緻密化によ
り耐食性を向上させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、製鋼用、とくに、
鋼の連続鋳造用として好適に使用されるジルコニア含有
耐火物に関する。
鋼の連続鋳造用として好適に使用されるジルコニア含有
耐火物に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、鋼の連続鋳造用、例えば、スライ
ディングノズルのプレートとして、タンデイッシュから
連続鋳造用モールドに溶鋼を注入する浸漬ノズルの溶損
が著しい鋳造用モールドパウダーと接する部分、あるい
は、取鍋用の耐火物として、従来のアルミナ質やアルミ
ナ−カーボン質に代えて、耐熱性と耐火性に優れ、化学
的な侵食に対しても優れた耐用性のあるジルコニア質や
ジルコニア−カーボン質のジルコニア系耐火物が広く用
いられるようになった。
ディングノズルのプレートとして、タンデイッシュから
連続鋳造用モールドに溶鋼を注入する浸漬ノズルの溶損
が著しい鋳造用モールドパウダーと接する部分、あるい
は、取鍋用の耐火物として、従来のアルミナ質やアルミ
ナ−カーボン質に代えて、耐熱性と耐火性に優れ、化学
的な侵食に対しても優れた耐用性のあるジルコニア質や
ジルコニア−カーボン質のジルコニア系耐火物が広く用
いられるようになった。
【０００３】しかし、ジルコニア系耐火物はスラグに濡
れやすく侵食を受ける、熱膨張が大きく耐スポール性が
劣るなどの欠点もあり、この点でのさらなる改善が望ま
れている。
れやすく侵食を受ける、熱膨張が大きく耐スポール性が
劣るなどの欠点もあり、この点でのさらなる改善が望ま
れている。
【０００４】また、このジルコニア系耐火物として、Ｚ
ｒＣの微粉を３〜３０重量％含有する不定形耐火物が、
特開昭６４−５１３８１号公報に開示されている。しか
しながら、ＺｒＣの配合は、酸化雰囲気で使用すると酸
化によりＺｒＯ2に変化し、酸化による体積膨張の程度
が大きく、耐火物組織を崩壊せしめる恐れがある。さら
に耐火物に含有されるＺｒＣ以外の酸化物骨材のスラグ
に濡れやすく溶損を受ける性質は改善されないために耐
食性の改善効果が少ない。
ｒＣの微粉を３〜３０重量％含有する不定形耐火物が、
特開昭６４−５１３８１号公報に開示されている。しか
しながら、ＺｒＣの配合は、酸化雰囲気で使用すると酸
化によりＺｒＯ2に変化し、酸化による体積膨張の程度
が大きく、耐火物組織を崩壊せしめる恐れがある。さら
に耐火物に含有されるＺｒＣ以外の酸化物骨材のスラグ
に濡れやすく溶損を受ける性質は改善されないために耐
食性の改善効果が少ない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の解決しようと
する課題は、かかるジルコニア系耐火物の欠点の解消で
あって、ジルコニア自体が有する耐熱性、耐火性、耐食
性に優れた特性を充分に発揮できる一段と耐用性に優れ
た炭素含有ジルコニア系耐火物を提供しようとするもの
である、
する課題は、かかるジルコニア系耐火物の欠点の解消で
あって、ジルコニア自体が有する耐熱性、耐火性、耐食
性に優れた特性を充分に発揮できる一段と耐用性に優れ
た炭素含有ジルコニア系耐火物を提供しようとするもの
である、
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題は、ＺｒＣを含
有するＺｒＯ2との複合材をジルコニア系耐火物に含有
せしめることによって達成した。
有するＺｒＯ2との複合材をジルコニア系耐火物に含有
せしめることによって達成した。
【０００７】このＺｒＣを含有するＺｒＯ2との複合材
は、ジルコニア原料とカーボン原料との混合物を加熱処
理して、ＺｒＯ2をカーボンにより還元して、その一部
をＺｒＣに変化することによって得られる。この際、生
成するＺｒＣの量はカーボン原料の配合割合と加熱処理
条件を種々に変化させることによって調整できる。
は、ジルコニア原料とカーボン原料との混合物を加熱処
理して、ＺｒＯ2をカーボンにより還元して、その一部
をＺｒＣに変化することによって得られる。この際、生
成するＺｒＣの量はカーボン原料の配合割合と加熱処理
条件を種々に変化させることによって調整できる。
【０００８】ジルコニア原料としては天然バデレアイ
ト、電融ジルコニア、焼成ジルコニアのいずれでも良
く、安定化剤を添加してＺｒＯ2を安定化させることも
可能である。またジルコンなどのＺｒＯ2含有原料を使
用してもよい。
ト、電融ジルコニア、焼成ジルコニアのいずれでも良
く、安定化剤を添加してＺｒＯ2を安定化させることも
可能である。またジルコンなどのＺｒＯ2含有原料を使
用してもよい。
【０００９】カーボン原料としてはコークス、活性炭、
カーボンブラック、黒鉛類などの無機物あるいはタール
ピッチ類、有機樹脂などの炭素含有有機物でも良く、ま
たこれらの混合物を使用しても良い。またＳｉＣやＢ4
Ｃなどの炭化物をカーボン源として使用することも可能
である。
カーボンブラック、黒鉛類などの無機物あるいはタール
ピッチ類、有機樹脂などの炭素含有有機物でも良く、ま
たこれらの混合物を使用しても良い。またＳｉＣやＢ4
Ｃなどの炭化物をカーボン源として使用することも可能
である。
【００１０】前記複合材を得るための熱処理雰囲気とし
ては非酸化性雰囲気が望ましく、アルゴンなどの不活性
ガス雰囲気や、カーボン質材料中での還元雰囲気が望ま
しい。熱処理温度は１４５０°Ｃ以上であればＺｒＣの
生成が起こるが、反応速度を考えると１５００°Ｃ以上
が望ましい。この際、アーク式電気炉を使用して２５０
０°Ｃ以上の高温での熱処理も適用可能である。
ては非酸化性雰囲気が望ましく、アルゴンなどの不活性
ガス雰囲気や、カーボン質材料中での還元雰囲気が望ま
しい。熱処理温度は１４５０°Ｃ以上であればＺｒＣの
生成が起こるが、反応速度を考えると１５００°Ｃ以上
が望ましい。この際、アーク式電気炉を使用して２５０
０°Ｃ以上の高温での熱処理も適用可能である。
【００１１】ジルコニア原料とカーボン原料の加熱によ
るＺｒＯ2の還元反応は、ＺｒＯ2結晶の表面部から起こ
り、徐々に内部に進行する。ＺｒＯ2粒子の表面にＺｒ
Ｃが認められるのは、原料中の全炭素が０．０５重量％
以上の場合であるが、還元反応を効果的に行なわせるた
めには、０．２重量％以上が好ましい。カーボンがＺｒ
Ｏ2結晶内部に拡散しＺｒＯ2が全てＺｒＣに還元される
と、理論上の炭素量は１１．６％となるが、ＺｒＯ2が
全てＺｒＣに還元されるまでには相当の時間を必要と
し、また、ＺｒＯ2粒子全体がＺｒＣに還元されると反
応過程での体積変化により粒子内に亀裂が発生し、破砕
されやすくなるので好ましくないが、炭素量が７重量％
以下であれば使用上問題とならず、とくに、炭素量が５
重量％以下であれば粒子内の亀裂はほとんど見られな
い。
るＺｒＯ2の還元反応は、ＺｒＯ2結晶の表面部から起こ
り、徐々に内部に進行する。ＺｒＯ2粒子の表面にＺｒ
Ｃが認められるのは、原料中の全炭素が０．０５重量％
以上の場合であるが、還元反応を効果的に行なわせるた
めには、０．２重量％以上が好ましい。カーボンがＺｒ
Ｏ2結晶内部に拡散しＺｒＯ2が全てＺｒＣに還元される
と、理論上の炭素量は１１．６％となるが、ＺｒＯ2が
全てＺｒＣに還元されるまでには相当の時間を必要と
し、また、ＺｒＯ2粒子全体がＺｒＣに還元されると反
応過程での体積変化により粒子内に亀裂が発生し、破砕
されやすくなるので好ましくないが、炭素量が７重量％
以下であれば使用上問題とならず、とくに、炭素量が５
重量％以下であれば粒子内の亀裂はほとんど見られな
い。
【００１２】ＺｒＣを含有するジルコニア複合材は、Ｚ
ｒＣはＺｒＯ2の結晶の表面部に存在し、ジルコニア含
有耐火物で問題となるスラグとの反応において有効に作
用する。ＺｒＯ2はスラグと接触すると粒界や粒子表面
から反応し溶損することが知られている。ＺｒＣは炭化
物であり、酸化物に比較するとスラグに濡れにくい特性
を有している。すなわち、本発明で得られたＺｒＣを含
有するジルコニア系複合原料は、粒子表面にＺｒＣが存
在するためにスラグに濡れにくく、侵食されにくいとい
う特性を有している。
ｒＣはＺｒＯ2の結晶の表面部に存在し、ジルコニア含
有耐火物で問題となるスラグとの反応において有効に作
用する。ＺｒＯ2はスラグと接触すると粒界や粒子表面
から反応し溶損することが知られている。ＺｒＣは炭化
物であり、酸化物に比較するとスラグに濡れにくい特性
を有している。すなわち、本発明で得られたＺｒＣを含
有するジルコニア系複合原料は、粒子表面にＺｒＣが存
在するためにスラグに濡れにくく、侵食されにくいとい
う特性を有している。
【００１３】熱膨張の観点からは、ＺｒＣはＺｒＯ2よ
りも小さい熱膨張係数を有しており、耐スポール性にお
いても有利である。
りも小さい熱膨張係数を有しており、耐スポール性にお
いても有利である。
【００１４】このジルコニア複合材をジルコニアー炭素
質耐火物あるいはジルコニア質耐火物に含有した場合
は、使用中の酸化によりＺｒＣがＺｒＯ2に変化する
と、体積膨張が起こり、材質の空隙を埋める作用があ
り、気孔率の低い緻密な耐火物となり、強度や耐食性に
優れたものとなる。
質耐火物あるいはジルコニア質耐火物に含有した場合
は、使用中の酸化によりＺｒＣがＺｒＯ2に変化する
と、体積膨張が起こり、材質の空隙を埋める作用があ
り、気孔率の低い緻密な耐火物となり、強度や耐食性に
優れたものとなる。
【００１５】ジルコニア系複合材中のＺｒＣは、稼働面
においてはスラグに濡れにくく、耐食性を発揮する。ま
た、稼動面において酸化されると純度の高いＺｒＯ2と
なり、耐食性に有利となる。同時にＺｒＣがＺｒＯ2に
変化する過程で体積膨張が起こり、材質の空隙を埋める
作用があり、組織の緻密化により耐食性を向上させる。
さらに、ＺｒＣの酸化は黒鉛などのカーボン原料よりも
低温域で起こるため、酸素を捕獲する働きによりジルコ
ニアー炭素質耐火物中のカーボンの酸化防止剤としての
効果も期待できる。
においてはスラグに濡れにくく、耐食性を発揮する。ま
た、稼動面において酸化されると純度の高いＺｒＯ2と
なり、耐食性に有利となる。同時にＺｒＣがＺｒＯ2に
変化する過程で体積膨張が起こり、材質の空隙を埋める
作用があり、組織の緻密化により耐食性を向上させる。
さらに、ＺｒＣの酸化は黒鉛などのカーボン原料よりも
低温域で起こるため、酸素を捕獲する働きによりジルコ
ニアー炭素質耐火物中のカーボンの酸化防止剤としての
効果も期待できる。
【００１６】本発明によるＺｒＣを含有するジルコニア
系複合原料をジルコニア質耐火物の原料として使用する
場合は、原料粒子の中心部はＺｒＯ2であり、周辺部が
ＺｒＣとなる傾向が強く、酸化による組織崩壊を起こし
にくい。また、原料粒子自体がＺｒＯ2が有するスラグ
に濡れやすい性質が改善されているために耐食性に優れ
たものとなる。
系複合原料をジルコニア質耐火物の原料として使用する
場合は、原料粒子の中心部はＺｒＯ2であり、周辺部が
ＺｒＣとなる傾向が強く、酸化による組織崩壊を起こし
にくい。また、原料粒子自体がＺｒＯ2が有するスラグ
に濡れやすい性質が改善されているために耐食性に優れ
たものとなる。
【００１７】このＺｒＣを含有するジルコニア複合材の
耐火物中の含有量、粒子径は、組織中に分散せしめて耐
食性の効果を高めること、大きな粒子が酸化により崩壊
することを防ぐことが望ましいことから、微粉部を中心
として１０％以上の添加量であるのがよい。
耐火物中の含有量、粒子径は、組織中に分散せしめて耐
食性の効果を高めること、大きな粒子が酸化により崩壊
することを防ぐことが望ましいことから、微粉部を中心
として１０％以上の添加量であるのがよい。
【００１８】ジルコニア原料とカーボン原料に加えて、
ＭｇＯ、ＣａＯ、Ａｌ2Ｏ3などを添加し複合化すること
もできる。ＭｇＯやＣａＯはＺｒＯ2の安定化剤として
あらかじめジルコニア原料中に添加することも可能であ
るが、カーボン原料との反応時に添加してもよい。Ａｌ
2Ｏ3の場合はカーボンとの反応により不安定なＡ１4Ｃ3
が生成する場合があり好ましくなく、カーボン源の量を
少なくすることなどによりＡｌ4Ｃ3の生成を抑制するこ
とが必要となる。カーボンが共存している状態ではＺｒ
Ｏ2の還元反応はＡｌ2Ｏ3の還元反応より低い温度で起
こることが知られており、熱処理温度や時間を適当に調
整すればＡｌ2Ｏ3を含有したＺｒＣ−ジルコニア系複合
原料を得ることができる。
ＭｇＯ、ＣａＯ、Ａｌ2Ｏ3などを添加し複合化すること
もできる。ＭｇＯやＣａＯはＺｒＯ2の安定化剤として
あらかじめジルコニア原料中に添加することも可能であ
るが、カーボン原料との反応時に添加してもよい。Ａｌ
2Ｏ3の場合はカーボンとの反応により不安定なＡ１4Ｃ3
が生成する場合があり好ましくなく、カーボン源の量を
少なくすることなどによりＡｌ4Ｃ3の生成を抑制するこ
とが必要となる。カーボンが共存している状態ではＺｒ
Ｏ2の還元反応はＡｌ2Ｏ3の還元反応より低い温度で起
こることが知られており、熱処理温度や時間を適当に調
整すればＡｌ2Ｏ3を含有したＺｒＣ−ジルコニア系複合
原料を得ることができる。
【００１９】
実施例１ この実施例は、ジルコニア原料としてＣａＯで部分安定
化された電融ジルコニアを、カーボン原料としてカーボ
ンブラックを選定して、ＺｒＣを含む複合材を作り、こ
れから、ジルコニア−カーボン質の耐火物を得た例を示
す。
化された電融ジルコニアを、カーボン原料としてカーボ
ンブラックを選定して、ＺｒＣを含む複合材を作り、こ
れから、ジルコニア−カーボン質の耐火物を得た例を示
す。
【００２０】電融ジルコニアを９５重量％、カーボンブ
ラックを５重量％の割合で混合し、得られた混合材料を
非酸化性雰囲気中１６００°Ｃで熱処理して耐火性原料
を得た。得られた耐火性原料中の炭素量は、全量に対し
て１．５重量％であり、Ｘ線回折によると鉱物組成は立
方晶ＺｒＯ2、単斜晶ＺｒＯ2、ＺｒＣからなっていた。
この原料を粉砕、粒度調整して微粒と微粉とに分級した
後、表１に示す配合割合で混練、成形、還元焼成しジル
コニア−カーボン質の耐火物を作成し、耐食性と耐スポ
ール性を調べた。耐食性は１６００°Ｃにて溶解した鋼
とＣ／Ｓ＝２のスラグに１時間浸漬したときの溶損量を
比較例を１００として示す。数字が小さいほど耐食性に
優れている。耐スポール性は試料を１６００°Ｃの溶鉄
に浸漬した後、水冷した試料の亀裂発生状態により評価
した。
ラックを５重量％の割合で混合し、得られた混合材料を
非酸化性雰囲気中１６００°Ｃで熱処理して耐火性原料
を得た。得られた耐火性原料中の炭素量は、全量に対し
て１．５重量％であり、Ｘ線回折によると鉱物組成は立
方晶ＺｒＯ2、単斜晶ＺｒＯ2、ＺｒＣからなっていた。
この原料を粉砕、粒度調整して微粒と微粉とに分級した
後、表１に示す配合割合で混練、成形、還元焼成しジル
コニア−カーボン質の耐火物を作成し、耐食性と耐スポ
ール性を調べた。耐食性は１６００°Ｃにて溶解した鋼
とＣ／Ｓ＝２のスラグに１時間浸漬したときの溶損量を
比較例を１００として示す。数字が小さいほど耐食性に
優れている。耐スポール性は試料を１６００°Ｃの溶鉄
に浸漬した後、水冷した試料の亀裂発生状態により評価
した。
【００２１】
【表１】 比較例としては、ジルコニア原料としてＣａＯで安定化
された電融ジルコニアを使用したジルコニア−カーボン
質耐火物を作成し、実施例と同様の試験を行なった。
された電融ジルコニアを使用したジルコニア−カーボン
質耐火物を作成し、実施例と同様の試験を行なった。
【００２２】その比較の結果、本発明の実施例の場合
は、比較例に対して、耐食性が５〜１５％向上してお
り、耐スポール性においても優れていることが分かる。
は、比較例に対して、耐食性が５〜１５％向上してお
り、耐スポール性においても優れていることが分かる。
【００２３】実施例２ この実施例は、ジルコニア原料としてＣａＯで部分安定
化された電融ジルコニアを、カーボン原料としてコーク
スを選定し、ＺｒＣを含む複合原料を作り、これから、
ジルコニア質の耐火物を得た例を示す。
化された電融ジルコニアを、カーボン原料としてコーク
スを選定し、ＺｒＣを含む複合原料を作り、これから、
ジルコニア質の耐火物を得た例を示す。
【００２４】ジルコニア原料としてＣａＯで部分安定化
された電融ジルコニアを９０重量％、コークスを１０重
量％の割合で混合し、成形した後に還元雰囲気中１５０
０°Ｃで加熱した。これによって、ＺｒＣを含有するジ
ルコニア複合が得られた。この原料の炭素含有量は０．
５重量％であり、Ｘ線回折によると鉱物組成は立方晶Ｚ
ｒＯ2、単斜晶ＺｒＯ2、ＺｒＣからなっていた。
された電融ジルコニアを９０重量％、コークスを１０重
量％の割合で混合し、成形した後に還元雰囲気中１５０
０°Ｃで加熱した。これによって、ＺｒＣを含有するジ
ルコニア複合が得られた。この原料の炭素含有量は０．
５重量％であり、Ｘ線回折によると鉱物組成は立方晶Ｚ
ｒＯ2、単斜晶ＺｒＯ2、ＺｒＣからなっていた。
【００２５】この原料を粉砕、粒度調整し、表２に示す
配合割合で混練し、成形、酸化焼成しジルコニア質の耐
火物を作成した。比較例としてＣａＯで安定化された電
融ジルコニアを使用したジルコニア質耐火物を作成し
た。本発明の実施例では表２に示すように、比較例に比
べて見掛け気孔率が低く緻密な材質となっている。実施
例１と同じ方法にて評価した耐食性も５〜１０％向上し
た。
配合割合で混練し、成形、酸化焼成しジルコニア質の耐
火物を作成した。比較例としてＣａＯで安定化された電
融ジルコニアを使用したジルコニア質耐火物を作成し
た。本発明の実施例では表２に示すように、比較例に比
べて見掛け気孔率が低く緻密な材質となっている。実施
例１と同じ方法にて評価した耐食性も５〜１０％向上し
た。
【００２６】
【表２】 実施例３ この実施例は、ジルコニア原料として天然バデレアイト
を、カーボン原料としてコークスを、安定化剤としてＣ
ａＯを選定し、ＺｒＣを含む複合原料を作り、これか
ら、ジルコニア−黒鉛質の耐火物を得た例を示す。
を、カーボン原料としてコークスを、安定化剤としてＣ
ａＯを選定し、ＺｒＣを含む複合原料を作り、これか
ら、ジルコニア−黒鉛質の耐火物を得た例を示す。
【００２７】天然バデレアイトからの電融ジルコニアを
８７重量％、コークスを５重量％、ＣａＯを８重量％の
割合で混合し、アーク式電気炉にて溶解処理してＺｒＣ
を含有するジルコニア系複合原料を得た。この複合原料
の炭素含有量は１．５重量％であり、Ｘ線回折によると
鉱物組成は立方晶ＺｒＯ2、単斜晶ＺｒＯ2、ＺｒＣから
なっていた。また微量の黒鉛も検出された。
８７重量％、コークスを５重量％、ＣａＯを８重量％の
割合で混合し、アーク式電気炉にて溶解処理してＺｒＣ
を含有するジルコニア系複合原料を得た。この複合原料
の炭素含有量は１．５重量％であり、Ｘ線回折によると
鉱物組成は立方晶ＺｒＯ2、単斜晶ＺｒＯ2、ＺｒＣから
なっていた。また微量の黒鉛も検出された。
【００２８】この原料を粉砕、粒度調整して、表３に示
す配合割合にて混練、成形、還元焼成しジルコニア−黒
鉛質の耐火物を作成した。比較例として、表３の比較例
３に示すＣａＯで安定化された電融ジルコニアを使用し
たジルコニア−黒鉛質耐火物を作成した。
す配合割合にて混練、成形、還元焼成しジルコニア−黒
鉛質の耐火物を作成した。比較例として、表３の比較例
３に示すＣａＯで安定化された電融ジルコニアを使用し
たジルコニア−黒鉛質耐火物を作成した。
【００２９】
【表３】 耐食性、耐スポール性は実施例１と同じ方法にて評価し
た結果、耐食性が５〜２０％向上し、また耐スポール性
も良好であった。
た結果、耐食性が５〜２０％向上し、また耐スポール性
も良好であった。
【００３０】実施例４ この実施例は、実施例３と同一のＺｒＣを含有するジル
コニア系複合原料を使用してジルコニア質キャスタブル
耐火物を作成した例を示す。
コニア系複合原料を使用してジルコニア質キャスタブル
耐火物を作成した例を示す。
【００３１】表４に示す配合割合の混合物を水を添加し
て混練し、型枠に流し込んだ後に乾燥してジルコニア質
キャスタブル耐火物を作成した。比較例として表４に示
すＣａＯで安定化された電融ジルコニアを使用したジル
コニア質キャスタブルおよびＺｒＣ微粉を含有したジル
コニア質キャスタブルを作成した。それぞれ、１０００
°Ｃで３時間焼成した後、見掛け気孔率と耐食性を調査
した。
て混練し、型枠に流し込んだ後に乾燥してジルコニア質
キャスタブル耐火物を作成した。比較例として表４に示
すＣａＯで安定化された電融ジルコニアを使用したジル
コニア質キャスタブルおよびＺｒＣ微粉を含有したジル
コニア質キャスタブルを作成した。それぞれ、１０００
°Ｃで３時間焼成した後、見掛け気孔率と耐食性を調査
した。
【００３２】
【表４】 本発明の実施例では見掛け気孔率が低く緻密であり、耐
食性が５〜１０％向上したものであった。ＺｒＣ微粉を
含有したジルコニア質キャスタブルは混練時にＺｒＣが
水となじみにくく、気孔率の高い物性となり、耐食性も
不良であった。 実施例５ この実施例は、ジルコニア原料として天然バデレアイト
を、カーボン原料としてコークスとＢ4Ｃを選定した例
を示す。
食性が５〜１０％向上したものであった。ＺｒＣ微粉を
含有したジルコニア質キャスタブルは混練時にＺｒＣが
水となじみにくく、気孔率の高い物性となり、耐食性も
不良であった。 実施例５ この実施例は、ジルコニア原料として天然バデレアイト
を、カーボン原料としてコークスとＢ4Ｃを選定した例
を示す。
【００３３】天然バデレアイトを８０重量％、コークス
を１５重量％、Ｂ4Ｃを５重量％の割合で混合し、アー
ク式電気炉にて２７５０°Ｃ以上の温度で溶解処理する
とＺｒＣを含有するジルコニア系複合原料を得た。この
原料の炭素含有量は２．５重量％であり、Ｘ線回折によ
ると鉱物組成は単斜晶ＺｒＯ2、ＺｒＣからなってい
た。また微量の黒鉛とＺｒＢ2も検出された。
を１５重量％、Ｂ4Ｃを５重量％の割合で混合し、アー
ク式電気炉にて２７５０°Ｃ以上の温度で溶解処理する
とＺｒＣを含有するジルコニア系複合原料を得た。この
原料の炭素含有量は２．５重量％であり、Ｘ線回折によ
ると鉱物組成は単斜晶ＺｒＯ2、ＺｒＣからなってい
た。また微量の黒鉛とＺｒＢ2も検出された。
【００３４】この原料を粉砕、粒度調整し表５に示す配
合割合で混練、成形、還元焼成しジルコニア−カーボン
質の耐火物を作成した。比較例としてＣａＯで安定化さ
れた電融ジルコニアを使用したジルコニア−カーボン質
耐火物を作成した。先の実施例と同様に、評価した結
果、耐食性は比較例に対して、１５％向上していた。
合割合で混練、成形、還元焼成しジルコニア−カーボン
質の耐火物を作成した。比較例としてＣａＯで安定化さ
れた電融ジルコニアを使用したジルコニア−カーボン質
耐火物を作成した。先の実施例と同様に、評価した結
果、耐食性は比較例に対して、１５％向上していた。
【００３５】
【表５】 実施例６ この実施例は、ジルコニア原料として天然バデレアイト
を、カーボン原料としてカーボンブラックを、さらにア
ルミナ原料として焼成アルミナを選定し、ジルコニア−
アルミナ−黒鉛質の耐火物を作成した例を示す。
を、カーボン原料としてカーボンブラックを、さらにア
ルミナ原料として焼成アルミナを選定し、ジルコニア−
アルミナ−黒鉛質の耐火物を作成した例を示す。
【００３６】天然バデレアイトを６０重量％、カーボン
ブラックを５重量％、焼成アルミナを３５重量％の割合
で混合し、アーク式電気炉にて溶解処理するとＺｒＣと
アルミナを含有するジルコニア系複合原料が得られた。
この原料の炭素含有量は１．４重量％であり、Ｘ線回折
によると鉱物組成は単斜晶ＺｒＯ2、α型Ａｌ2Ｏ3、Ｚ
ｒＣからなっていた。
ブラックを５重量％、焼成アルミナを３５重量％の割合
で混合し、アーク式電気炉にて溶解処理するとＺｒＣと
アルミナを含有するジルコニア系複合原料が得られた。
この原料の炭素含有量は１．４重量％であり、Ｘ線回折
によると鉱物組成は単斜晶ＺｒＯ2、α型Ａｌ2Ｏ3、Ｚ
ｒＣからなっていた。
【００３７】この原料を粉砕、粒度調整し表６に示す配
合割合で混練、成形、還元焼成しジルコニア−アルミナ
−黒鉛質の耐火物を作成した。比較例として、ＣａＯで
安定化された電融ジルコニアと電融アルミナとを使用し
たジルコニア−アルミナ−黒鉛質耐火物を作成した。
合割合で混練、成形、還元焼成しジルコニア−アルミナ
−黒鉛質の耐火物を作成した。比較例として、ＣａＯで
安定化された電融ジルコニアと電融アルミナとを使用し
たジルコニア−アルミナ−黒鉛質耐火物を作成した。
【００３８】
【表６】 耐食性、耐スポール性を実施例１と同じ方法で評価した
結果、本発明の実施例では耐食性は５〜１０％向上し、
また、耐スポール性も良好であった。
結果、本発明の実施例では耐食性は５〜１０％向上し、
また、耐スポール性も良好であった。
【００３９】
【発明の効果】本発明のジルコニア系耐火物は以下の効
果を奏する。
果を奏する。
【００４０】（１）ＺｒＣを含有するジルコニア系複合
原料を含有する耐火物は、稼動面においてスラグに濡れ
にくく、耐食性を発揮する。また熱膨張が小さく耐スポ
ール性に優れている。
原料を含有する耐火物は、稼動面においてスラグに濡れ
にくく、耐食性を発揮する。また熱膨張が小さく耐スポ
ール性に優れている。
【００４１】（２）カーボンを含有する耐火物の場合
は、ＺｒＣの酸化は黒鉛などのカーボン原料よりも低温
域で起こるため、酸素を捕獲する働きによりカーボンの
酸化防止剤としての効果も期待できる。
は、ＺｒＣの酸化は黒鉛などのカーボン原料よりも低温
域で起こるため、酸素を捕獲する働きによりカーボンの
酸化防止剤としての効果も期待できる。
【００４２】（３）カーボンを含有しない耐火物の場合
は耐火物の焼成過程でＺｒＣがＺｒＯ2に変化し、材質
の空隙を埋める作用があり組織の緻密化により耐食性を
向上させる。
は耐火物の焼成過程でＺｒＣがＺｒＯ2に変化し、材質
の空隙を埋める作用があり組織の緻密化により耐食性を
向上させる。
Claims (9)
- 【請求項１】 ＺｒＣとＺｒＯ2との複合物を含有し、
残部が主としてＺｒＯ2とからなるジルコニア系耐火
物。 - 【請求項２】 複合物中のＺｒＣが、ＺｒＯ2の結晶の
表面部分に存在する請求項１に記載の耐火物。 - 【請求項３】 残部が、Ｃを含有するＺｒＯ2である請
求項１または請求項２に記載のジルコニア系耐火物。 - 【請求項４】 耐火物の用途がキャスタブルである請求
項１から請求項３の何れかに記載のジルコニア系耐火
物。 - 【請求項５】 ＺｒＣとＺｒＯ2との複合物が、α型Ａ
ｌ2Ｏ3を含有する請求項１または請求項２に記載のジル
コニア系耐火物。 - 【請求項６】 ジルコニア原料とカーボン原料との混合
物を非酸化性雰囲気中で、１４５０°Ｃ以上に加熱し
て、ジルコニア原料中のＺｒＯ2中の一部をＺｒＣに転
換したのち、ジルコニア原料中に配合するジルコニア系
耐火物の製造法。 - 【請求項７】 ジルコニア原料とカーボン原料との混合
物中の炭素量が０．０５重量％以上、７重量％以下であ
る請求項６に記載のジルコニア系耐火物の製造法。 - 【請求項８】 ジルコニア原料とカーボン原料との混合
物が、ＺｒＯ2の安定化剤を含む請求項６または請求項
７に記載のジルコニア系耐火物の製造法。 - 【請求項９】 ジルコニア原料とカーボン原料との混合
物が、Ａｌ2Ｏ3を含む請求項６から請求項８の何れかに
記載のジルコニア系耐火物の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7287542A JPH09132455A (ja) | 1995-11-06 | 1995-11-06 | ジルコニア系耐火物とその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7287542A JPH09132455A (ja) | 1995-11-06 | 1995-11-06 | ジルコニア系耐火物とその製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09132455A true JPH09132455A (ja) | 1997-05-20 |
Family
ID=17718691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7287542A Pending JPH09132455A (ja) | 1995-11-06 | 1995-11-06 | ジルコニア系耐火物とその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09132455A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111875400A (zh) * | 2020-08-13 | 2020-11-03 | 中钢南京环境工程技术研究院有限公司 | 一种含碳化锆的高温隔热材料的制备方法 |
-
1995
- 1995-11-06 JP JP7287542A patent/JPH09132455A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111875400A (zh) * | 2020-08-13 | 2020-11-03 | 中钢南京环境工程技术研究院有限公司 | 一种含碳化锆的高温隔热材料的制备方法 |
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