JPH10120462A - Zirconia refractory - Google Patents

Zirconia refractory

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JPH10120462A
JPH10120462A JP8276194A JP27619496A JPH10120462A JP H10120462 A JPH10120462 A JP H10120462A JP 8276194 A JP8276194 A JP 8276194A JP 27619496 A JP27619496 A JP 27619496A JP H10120462 A JPH10120462 A JP H10120462A
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JP
Japan
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refractory
zirconia
alumina
less
particle size
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP8276194A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshihisa Beppu
義久 別府
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
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Publication of JPH10120462A publication Critical patent/JPH10120462A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/42Details of construction of furnace walls, e.g. to prevent corrosion; Use of materials for furnace walls
    • C03B5/43Use of materials for furnace walls, e.g. fire-bricks

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a zirconia refractory excellent in corrosion resistance and foamability, low in staining to the base material, and capable of being produced at a low cost by sintering a mixture of milled monoclinic ZrO2 obtained by resolidifying a high zirconia molten, with alumina powder. SOLUTION: This zirconia refractory is obtained by using a melted and resolidified high zirconia having a structure comprising vaterite crystalline phase surrounded by a small amount of matrix glass phase, and further preferably having chemical composition of about 85-97wt.% ZrO2 and about 2-12wt.% SiO2 , especially >=90% ZrO2 and 1-6% SiO2 . The zirconia refractor is obtained from the melted and resolidified high zirconia of 98-50wt.%, preferably 90-70wt.% and an alumina of 2-50wt.%, preferably 10-30wt.% based on the total amount thereof.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、主としてガラス溶
融窯用の耐火物として、好適なジルコニア質耐火物に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a zirconia refractory suitable mainly as a refractory for a glass melting furnace.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のガラス溶融窯用の耐火物を大別す
ると、焼結(結合)耐火物と溶融耐火物とがある。
2. Description of the Related Art Conventional refractories for glass melting furnaces are roughly classified into sintered (bonded) refractories and molten refractories.

【0003】前者は、均質に混合した粉体原料をプレス
後、焼成することによって作られる。この耐火物は、原
料としての粉体に付着した気体及び焼成中に生じる気体
の一部が、焼成後も残存し、焼成体の密度が低く、耐蝕
性が劣る。耐蝕性が低いということは、ガラスを溶融す
る場合には、泡や砂利等の欠点を発生する確率が高いと
いうことを示す。
[0003] The former is made by pressing a homogeneously mixed powder raw material and then firing. In this refractory, a gas attached to powder as a raw material and a part of a gas generated during firing remain even after firing, the density of the fired body is low, and the corrosion resistance is poor. Low corrosion resistance indicates that when glass is melted, there is a high probability that defects such as bubbles and gravel will occur.

【0004】一方、後者は均質に混合した原料を溶融炉
で溶融し、鋳型に流し込み、冷却固化することによって
得られ、緻密で発達した結晶組織を有する。このなか
で、特に、ジルコニアを相対的に多く含有する耐火物
が、耐蝕性に優れ、ガラス溶融用窯に好んで使用されて
いる。このような溶融耐火物としては、ZrO2 含量が
33wt%ないし41wt%のAl23 −ZrO2
SiO2 系耐火物と、ZrO2 を80wt%ないし95
wt%含有する高ジルコニア系耐火物とがある。後者
は、前者に比較して、高耐食性及び低素地汚染性である
ため、近年、高品質ガラス溶解窯用の耐火物として、普
及するにいたっている。
On the other hand, the latter is obtained by melting a homogeneously mixed raw material in a melting furnace, pouring it into a mold, and solidifying it by cooling, and has a dense and developed crystal structure. Among them, refractories containing a relatively large amount of zirconia have excellent corrosion resistance and are used favorably in glass melting furnaces. Examples of such melt refractories, to ZrO 2 content is not 33 wt% 41 wt% of Al 2 O 3 -ZrO 2 -
80 wt% to 95 wt% of SiO 2 refractory and ZrO 2
There is a high zirconia refractory containing wt%. Since the latter has higher corrosion resistance and lower soil contamination than the former, it has recently become popular as a refractory for high-quality glass melting furnaces.

【0005】元来、ジルコニアは、900℃と1200
℃との間で、単斜晶と正方晶との相転移を起こすので、
23 やCaOなどを添加し、ジルコニアを少なくと
も部分安定化させない限り、焼結体を得ることはできな
い。ジルコニアにアルミナを添加しても、同様である。
部分安定化あるいは安定化ジルコニアをガラス溶融用の
耐火物として使用しても、溶融ガラスあるいはガラス揮
発物中のアルカリ等によって、安定化剤が選択的に溶出
し、耐蝕性が著しく低い。
[0005] Originally, zirconia was used at 900 ° C and 1200 ° C.
Since the phase transition between monoclinic and tetragon occurs between ℃ and
Unless Y 2 O 3 or CaO is added to at least partially stabilize zirconia, a sintered body cannot be obtained. The same applies when alumina is added to zirconia.
Even when partially stabilized or stabilized zirconia is used as a refractory for melting glass, the stabilizer is selectively eluted due to alkali or the like in the molten glass or glass volatiles, and the corrosion resistance is extremely low.

【0006】また、ジルコニアとアルミナとからなる溶
融耐火物は、冷却固化中に、亀裂が生じ、耐火物として
使用しうる大きさを有する鋳塊を得ることが困難であ
る。この欠点を回復すべく開発されたのが、上記のAl
23 −ZrO2 −SiO2 系溶融耐火物であり、10
〜20wt%程度のマトリックスガラス相を有する。
[0006] The molten refractory comprising zirconia and alumina cracks during cooling and solidification, and it is difficult to obtain an ingot having a size usable as a refractory. The above-mentioned Al was developed to overcome this disadvantage.
2 O 3 —ZrO 2 —SiO 2 -based molten refractory,
It has a matrix glass phase of about 20 wt%.

【0007】従来より、ジルコニアとアルミナを含む耐
火物として、アルミナ−ムライト系溶融耐火物あるいは
ジルコン−ムライト系焼結耐火物があるが、特に溶融ガ
ラスに接触するような場合、耐蝕性が低く、普及するに
いたっていない。
Conventionally, as a refractory containing zirconia and alumina, there is an alumina-mullite-based molten refractory or a zircon-mullite-based sintered refractory, but particularly when it comes into contact with molten glass, its corrosion resistance is low. It has not spread yet.

【0008】一方、特開平7−293851及び特開平
8−104567には、廃棄物溶融用炉及びガラス溶融
炉の炉の炉底に用いる耐火物として溶融耐火物の再固化
粉砕物を含むジルコニア質耐火物が開示されている。こ
のなかで、溶融再固化物として高ジルコニア質粉砕物が
使用されているが、焼結するために粘土などの焼結助剤
を使用している。このような焼結助剤等の物質を添加す
ると、耐火物自体の高温強度や耐蝕性が低下する。
On the other hand, JP-A-7-293851 and JP-A-8-104567 disclose a zirconia material containing a resolidified and crushed product of a molten refractory as a refractory used in a furnace for a waste melting furnace and a glass melting furnace. A refractory is disclosed. Among them, pulverized high zirconia is used as a molten and re-solidified material, but a sintering aid such as clay is used for sintering. When such a substance as a sintering aid is added, the high-temperature strength and corrosion resistance of the refractory itself decrease.

【0009】また、高ジルコニア質溶融耐火物の再固化
粉砕物を骨材として、アルミナセメント、アルミナ粉末
等を結合材として利用する方法が、特開昭63−103
869、特公平4−20872、及び特開平5−213
676に提案されているが、不定形耐火物に限られてい
る。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-103 discloses a method in which a re-solidified and crushed high zirconia refractory is used as an aggregate, and alumina cement, alumina powder and the like are used as a binder.
869, Japanese Patent Publication No. 4-20872, and Japanese Patent Laid-Open No. 5-213.
676, but is limited to irregular shaped refractories.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】前述の焼結耐火物は、
気孔率が高く、耐蝕性が低いために、特に、溶融ガラス
あるいはガラス揮発物と接触する部分では、使用しにく
いという欠点がある。
The above-mentioned sintered refractories are:
Due to the high porosity and low corrosion resistance, there is a drawback that it is difficult to use, particularly in a portion in contact with molten glass or glass volatiles.

【0011】また、高ジルコニア質溶融耐火物は、ジル
コニアを多く含有し、また約2500℃で溶融し、鋳型
中で固化させるので、高価である。さらに、製造上冷却
によって鋳込み巣(ボイド)が生じ、これを多く含む部
分が、体積にして半分にも及ぶ場合もあり、製品歩留ま
りが低い。この空隙を多く含む部分を粉砕し、戻りカレ
ットとして再利用する方法があるが、製品の成分制御が
難しく、また粉砕時に混入する鉄分などにより、純度が
低下し、この耐火物の長所である高耐食性及び低素地汚
染性を損ねる。
Further, the high zirconia-based molten refractory contains a large amount of zirconia and is expensive at about 2500 ° C. because it is melted and solidified in a mold. Furthermore, casting cavities (voids) are produced by cooling in manufacturing, and a portion containing many of these cavities may reach half of the volume, resulting in low product yield. There is a method of pulverizing a portion containing a lot of voids and reusing it as a return cullet, but it is difficult to control the components of the product, and the purity decreases due to iron and the like mixed during pulverization. Impairs corrosion resistance and low ground pollution.

【0012】以上の耐火物煉瓦と耐火物煉瓦との両者の
短所を改善し、長所を合わせ持った性能を有する耐火物
の開発が望まれていたが、現在までにこのような耐火物
は開発されていない。本発明の目的は、上述した問題を
解決すべく、また低コストで製造可能な耐火物を提供す
ることである。このような耐火物が製造できれば、ガラ
スの溶融等の炉材として用いることによって、溶融物の
歩留まりが向上するはずである。さらに、ジルコニア資
源の有効利用にも繋がる。
[0012] It has been desired to develop a refractory which has both the disadvantages of the refractory brick and the refractory brick as described above and which has the combined performance of the advantages. To date, such refractories have been developed. It has not been. It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems and to provide a refractory which can be manufactured at low cost. If such a refractory can be manufactured, the yield of the melt should be improved by using it as a furnace material for melting glass or the like. Furthermore, it leads to effective use of zirconia resources.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題を
達成すべくなされたものであり、主にガラス溶融窯に用
いられる耐火物であって、高ジルコニア質溶融再固化物
の単斜晶系ZrO2 を主成分とする粉砕物とアルミナ粉
末との混合物を焼結してなることを特徴とするジルコニ
ア質耐火物を提供するものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made to achieve the above-mentioned object, and is a refractory mainly used in a glass melting furnace, which is a monoclinic of a high zirconia molten re-solidified material. An object of the present invention is to provide a zirconia refractory obtained by sintering a mixture of a pulverized material mainly composed of crystalline ZrO 2 and alumina powder.

【0014】高ジルコニア質溶融耐火物は、鋳込み巣を
除けば、内部には孔隙がほとんどない。鋳込み巣のある
部分は、気孔率が高いことや気孔が偏在するために、耐
火物として使用することは、ほとんどない。しかし、あ
る程度の粉砕によって、容易に鋳込み巣を除去できる。
この鋳込み巣がない部位(鋳込み巣が多い部分から気孔
を除去した固相部分)は、大きさが耐火物として使用す
るに及ばないだけであって、緻密で、気孔率は低く、製
品としている鋳込み巣がないあるいは少ない部位に比較
して、これらの物性は、なんら劣るものではない。さら
に、むしろ鋳込み巣を含まない部位よりも、酸化度は高
い。
The high zirconia molten refractory has few pores inside, except for the casting cavity. Since there is a high porosity and uneven distribution of porosity in a portion having a casting cavity, it is hardly used as a refractory. However, the casting cavity can be easily removed by grinding to some extent.
The portion without the casting cavity (the solid phase portion in which pores are removed from the portion having a large number of casting cavity) is only small in size as a refractory, is dense, has a low porosity, and is a product. These properties are not inferior to those of a portion having no or few casting cavities. Furthermore, the degree of oxidation is rather higher than that of a portion that does not include a casting cavity.

【0015】酸化度が高い溶融耐火物は、耐素地汚染
性、特に発泡性が低いことが知られている。本発明の耐
火物は、通常の溶融耐火物より酸化度の高い材料を用
い、さらに焼成するので、耐素地汚染性が低いと期待さ
れる。さらに、鋳込み巣を含む部位を利用するので、コ
ストを低下させることができ、資源の有効利用である。
It is known that molten refractories having a high degree of oxidation have low resistance to soil pollution, especially low foamability. The refractory of the present invention uses a material having a higher degree of oxidation than a normal molten refractory and is further calcined, so that it is expected that the base material contamination resistance is low. Furthermore, since the site including the casting cavity is used, the cost can be reduced and the resources can be effectively used.

【0016】単斜晶系ZrO2 を主成分とする高ジルコ
ニア質溶融耐火物の粉砕物を焼結した耐火物は、以下の
方法によって、作ることができる。特公昭59−126
19、特公平8−18880、及び特開平3−2189
80に示されているような高ジルコニア質溶融耐火物の
製造に伴って生じる鋳込み巣を含む部分を粉砕器を用い
て、粉砕する。鋳込み巣は、それ自体大部分体積が大き
いので、粒径5mm程度に粉砕すれば、ほぼ除去でき
る。ただし、あまり粉砕物のサイズが大きいと、焼結体
中に気孔を作る原因となったり、組織の均一性が低くな
り、耐蝕性を低下させる原因となる。
A refractory obtained by sintering a pulverized high zirconia refractory containing monoclinic ZrO 2 as a main component can be prepared by the following method. JP-B-59-126
19, JP-B-8-18880, and JP-A-3-2189
A portion including a casting cavity generated in the production of a high zirconia-based molten refractory as shown at 80 is pulverized using a pulverizer. Since the casting cavity has a large volume in itself, it can be almost removed by pulverizing it to a particle size of about 5 mm. However, if the size of the pulverized material is too large, it may cause formation of pores in the sintered body, or the uniformity of the structure may be reduced, and the corrosion resistance may be reduced.

【0017】本発明で用いる単斜晶系ZrO2 を主成分
とする高ジルコニア質溶融再固化物は、バデライト結晶
相の周りを少量のマトリックスガラス相が取り囲んでい
る組織からなるもので、化学組成としては重量%でZr
2 は85〜97%、SiO2 は2〜12%程度からな
るものが好ましく、特にはZrO2 は90%以上、Si
2 は後述するように1%以上6%以下のものが望まし
い。
The high-zirconia melt-resolidified material containing monoclinic ZrO 2 as a main component used in the present invention has a structure in which a small amount of a matrix glass phase surrounds a baddelite crystal phase. As Zr in weight%
O 2 is 85 to 97% SiO 2 is preferably made of about 2-12%, in particular ZrO 2 is 90% or more, Si
O 2 is desirably 1% or more and 6% or less as described later.

【0018】粉砕物の粒径は、一つには、粉砕効率及び
耐熱衝撃抵抗性を考慮すると、粒径1.00mm以上
4.76mm未満(粗粒)が10重量%ないし50重量
%、粒径0.15mm以上1.00mm未満(中粒)が
10重量%ないし50重量%、粒径0.15mm未満
(微粒)が40重量%以下という構成が好ましい。ここ
で、粒径Xmm以上とは、目開きXmmの篩を通過しな
い粒子、一方、粒径Ymm未満以上とは、目開きYmm
の篩を通過する粒子のことをそれぞれ示す。粗粒あるい
は中粒が、これ以上含まれると、焼結性が低下し、所望
の焼結体を得ることが困難な場合がある。
In consideration of the pulverization efficiency and the thermal shock resistance, the particle size of the pulverized material is, for example, 10% by weight to 50% by weight, with the particle size being 1.00 mm or more and less than 4.76 mm (coarse particles). It is preferable that the diameter is 0.15 mm or more and less than 1.00 mm (medium grain) is 10% by weight to 50% by weight, and the particle diameter is less than 0.15mm (fine grain) is 40% by weight or less. Here, the particle size of Xmm or more means particles that do not pass through a sieve having an aperture of Xmm, while the particle size of less than Ymm means that the particle size is at least Ymm.
Particles passing through the sieves of Table 1 below. If coarse or medium grains are contained more than this, sinterability may decrease, and it may be difficult to obtain a desired sintered body.

【0019】もう一つには、組織の均一性及び低気孔率
化を考慮すると、粒径は、0.15mm未満のみが好ま
しい。
On the other hand, in consideration of the uniformity of the structure and the reduction in porosity, it is preferable that the particle size is less than 0.15 mm.

【0020】また、鉄製の粉砕器を用いる場合には、粉
砕後、磁石、あるいは希塩酸等の酸洗浄によって、混入
鉄を除去することが望ましい。このようにすると、耐素
地汚染性が低下する。
When an iron pulverizer is used, it is desirable to remove the contaminating iron by pulverization and then washing with a magnet or an acid such as dilute hydrochloric acid. In this case, the resistance to soil pollution decreases.

【0021】アルミナ粉末は、アルミナ質溶融耐火物を
上記方法と同様にして、再固化したものとして得ること
ができるが、Na2 Oを多く含むので好ましくはない。
バイヤー法で製造したアルミナが安価で市販されている
ので、これを利用するとよい。他のアルミナも利用でき
るが、Al23 として98重量%以上のものが好まし
く不純物の多い物は避けるのが好ましい。
Alumina powder can be obtained by re-solidifying an alumina-based molten refractory in the same manner as described above, but is not preferable because it contains a large amount of Na 2 O.
Since alumina produced by the Bayer method is commercially available at a low cost, it is preferable to use this. Although other aluminas can be used, those having 98% by weight or more as Al 2 O 3 are preferable, and those having many impurities are preferably avoided.

【0022】アルミナは焼結助剤としての役割も果たす
ので、アルミナの粒径は、高ジルコニア質溶融再固化の
粉砕物のそれより小さい方がよい。アルミナの粒径は、
好ましくは0.15mm未満、より好ましくは0.01
mm未満である。
Since alumina also plays a role as a sintering aid, the particle size of alumina is preferably smaller than that of the pulverized high zirconia melt-resolidified material. The particle size of alumina is
Preferably less than 0.15 mm, more preferably 0.01
mm.

【0023】粉砕した粒状または紛状原料を、金型プレ
ス法あるいはCIP法等によって成形する。特に結合材
を用いなくても、成形可能である。これはムライトの生
成する1400℃程度以上の温度で焼成するのが望まし
いからである。以上の操作によってなんら亀裂のない焼
結体を得ることができる。
The pulverized granular or powdery raw material is formed by a die pressing method or a CIP method. In particular, molding is possible without using a binder. This is because firing at a temperature of about 1400 ° C. or more at which mullite is generated is desirable. By the above operation, a sintered body without any cracks can be obtained.

【0024】本発明は、図1に示されているように、基
本的にはジルコニア粒子中のバデライト相1の周りをム
ライト相2(一部マトリックス相を含む)が取り巻いた
構造をしている。ここでムライトは、高ジルコニア質溶
融再固化粉砕物のバデライト相を取り囲んでいたマトリ
ックスガラス相中のシリカとアルミナが反応して生じた
ものである。したがって、ムライトはバデライト粒子間
を強固に結合する役割をなし、遊離の結晶としては存在
しない。この点は、ジルコン−ムライト耐火物と異な
り、耐蝕性が優れると考えられる。また、アルミナ−ム
ライト系耐火物に比べ、ZrO2 含量が著しく高く、耐
蝕性が優れている。ムライトの組成は、3Al23
2SiO2 (実際には、これとAl23 ・SiO2
度の間の組成を示す。)であり、重量比でこの順で7
2:28及び63:37であるので、原料中のSiO2
含量の100/28(100/37)以上は生成しな
い。ムライトは、アルミナ及びジルコニアに比べて、耐
蝕性が劣るので、多く生成しないように、SiO2 含量
は、1重量%以上6重量%以下が好ましい。
As shown in FIG. 1, the present invention basically has a structure in which a mullite phase 2 (partially including a matrix phase) surrounds a baddelite phase 1 in zirconia particles. . Here, the mullite is formed by the reaction of silica and alumina in the matrix glass phase surrounding the badelite phase of the high zirconia melt-resolidified pulverized product. Therefore, mullite plays a role of firmly bonding between the badelite particles and does not exist as free crystals. This point is considered to be excellent in corrosion resistance unlike zircon-mullite refractories. Further, compared with alumina-mullite refractories, the content of ZrO 2 is remarkably high and the corrosion resistance is excellent. The composition of mullite is 3Al 2 O 3.
2SiO 2 (actually, shows a composition between this and Al 2 O 3 .SiO 2 ).
2:28 and 63:37, the SiO 2 in the raw material
No more than 100/28 (100/37) of the content is formed. Mullite has a lower corrosion resistance than alumina and zirconia, so that the content of SiO 2 is preferably 1% by weight or more and 6% by weight or less so as not to generate much.

【0025】このSiO2 含量は、通常生産されている
高ジルコニア質溶融耐火物のそれとほぼ一致し、原料が
入手しやすく、成分調整の必要がない。
This SiO 2 content is almost the same as that of a high zirconia-based molten refractory which is usually produced, raw materials are easily available, and there is no need for component adjustment.

【0026】また、ムライトあるいはアルミナは、溶融
ガラスあるいはガラス揮発物と本発明耐火物が接触した
場合に、界面にアルミナに富む層を形成し保護層の役目
をし、バデッライトが溶出するのを抑制する。したがっ
て、アルミナを添加することによって、耐蝕性はさらに
良くなる。さらに、アルミナは、低温(例えば1300
℃以下)での発泡性においては、ジルコニアにより優れ
る。
Mullite or alumina forms a layer rich in alumina at the interface and serves as a protective layer when molten glass or volatiles of the present invention come into contact with the refractory of the present invention, and suppresses elution of baddrite. I do. Therefore, the corrosion resistance is further improved by adding alumina. In addition, alumina has low temperatures (eg, 1300).
Zirconia is more excellent in foaming properties at below ℃.

【0027】これらを考慮すると、耐火物の使用目的に
もよるが、本発明において高ジルコニア質溶融再固化粉
砕物とアルミナ粉末の割合は、合量中重量%で前者が9
8〜50%、後者が2〜50%が好ましく、より望まし
くは前者が90〜70%、後者が10〜30%である。
In consideration of the above, although it depends on the intended use of the refractory, in the present invention, the ratio of the high zirconia melt-resolidified pulverized product to the alumina powder is 9% by weight in the total amount and the former is 9%.
8 to 50%, the latter is preferably 2 to 50%, more preferably the former is 90 to 70%, and the latter is 10 to 30%.

【0028】焼成中に、バデッライトの粒成長はほとん
どないので、原料粒子状態以上のジルコニアの偏析は存
在しない。これは、高ジルコニア質の溶融耐火物が、気
孔やマトリックスガラスが多く存在し、局部的に耐蝕性
及び耐素地汚染性が劣る部分が存在することと比較すれ
ば、より均質な信頼性の高い耐火物である。
During firing, there is almost no grain growth of baddrite, so there is no segregation of zirconia beyond the state of the raw material particles. This is because high zirconia-based molten refractories have more pores and matrix glass, and are more homogeneous and highly reliable compared to the fact that there are locally inferior parts with poor corrosion resistance and soil pollution resistance. Refractory.

【0029】なお、図1において3は主としてマトリッ
クスガラス相、アルミナ粒子あるいは気孔である。
In FIG. 1, reference numeral 3 denotes mainly a matrix glass phase, alumina particles or pores.

【0030】本発明はこのように実質的に高ジルコニア
質溶融再固化粉砕物とアルミナ粒子からなるものである
が、その目的・効果を損なわない程度において他の成分
を添加することはできるが、可及的少量にとどめること
が望ましい。
The present invention thus comprises the high zirconia melt-resolidified pulverized material and the alumina particles. Other components can be added to such an extent that the purpose and effect are not impaired. It is desirable to keep it as small as possible.

【0031】[0031]

【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に説明
するが本発明はこれらの実施例によってなんら限定され
るものではない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0032】本発明品の作成方法の例を以下に示す。ま
ず、脱珪酸ジルコン、バイヤーアルミナ、珪砂、及び炭
酸ナトリウムを所定量秤取、混合後、これを黒鉛電極を
用いる500kVAの単相アーク電気炉にて、2500
℃程度にて、完全に溶融した。この溶湯をバイヤーアル
ミナに埋めてある内寸160mm×200mm×350
mmの黒鉛型に出湯し、室温まで放冷した。ついで、鋳
塊を切断し、鋳込み巣を含む部分を得た。
The following is an example of a method for producing the product of the present invention. First, a predetermined amount of desilicated zircon, Bayer alumina, silica sand, and sodium carbonate are weighed and mixed, and then mixed in a 500 kVA single-phase electric arc furnace using a graphite electrode to 2500.
It melted completely at about ° C. This molten metal is buried in Bayer Alumina with inner dimensions of 160 mm x 200 mm x 350
The molten metal was poured into a graphite mold having a diameter of 2 mm and allowed to cool to room temperature. Next, the ingot was cut to obtain a portion including a casting cavity.

【0033】溶融再固化物の鋳込み巣を含む部分をジョ
ークラッシャー、次いで鉄鉢で粉砕し、1cm程度の粒
径の粉砕品を得た。次に、これを1mol/リットルの
塩酸水溶液に浸漬し、洗浄し、混入鉄を溶解させ、乾燥
させた。なお、粉砕によって、約0.1wt%Fe2
3 の混入が認められた。さらに、アルミナボールを用い
て粉砕した。同一鋳造品について、0.15mm未満の
粒度について、化学組成を測定した。ZrO2 含量、S
iO2 含量、及びAl23 含量は、ガラスビード法に
よって、蛍光X線分析装置を用いて定量し、Na2 O含
量は、フッ酸−硫酸で分解後、原子吸光光度計で定量し
た(表1)。
The portion including the casting cavity of the re-solidified product was pulverized with a jaw crusher and then with an iron pot to obtain a pulverized product having a particle size of about 1 cm. Next, this was immersed in a 1 mol / liter hydrochloric acid aqueous solution, washed, dissolved in mixed iron, and dried. In addition, about 0.1 wt% Fe 2 O
3 was observed. Furthermore, it was pulverized using alumina balls. For the same casting, the chemical composition was measured for particle sizes less than 0.15 mm. ZrO 2 content, S
The iO 2 content and the Al 2 O 3 content were quantified by a glass bead method using a fluorescent X-ray analyzer, and the Na 2 O content was quantified with an atomic absorption spectrophotometer after decomposition with hydrofluoric acid-sulfuric acid ( Table 1).

【0034】なお、得られた高ジルコニア質溶融再固化
粉砕物は、単斜晶系ZrO2 を主成分とするものであっ
た。
The obtained high zirconia melt-resolidified and pulverized product contained monoclinic ZrO 2 as a main component.

【0035】次いで、篩別した原料を所定の粒度分布を
示すように調合した(表2)。これと所定の粒度分布
(表2)を示すアルミナとを混合した。用いたアルミナ
は、バイヤー法で得たもので、Al23 99%以上の
ものである。実施例1ないし実施例16を表3に示す。
次いで、それぞれの混合原料を次のように成形及び焼成
した。
Next, the sieved raw materials were blended so as to exhibit a predetermined particle size distribution (Table 2). This was mixed with alumina having a predetermined particle size distribution (Table 2). The alumina used was obtained by the Bayer method, and had an Al 2 O 3 content of 99% or more. Table 1 shows Examples 1 to 16.
Next, each mixed raw material was molded and fired as follows.

【0036】混合原料500gを金型プレス、さらにC
IP法(1500kg/cm3 )によってプレスし、生
加工品を得た。これを抵抗加熱式電気炉にて、1600
℃で、24時間焼成した。焼成体は、いずれも亀裂を発
生することなく得られた。
500 g of the mixed raw material is pressed by a mold
Pressing was performed by the IP method (1500 kg / cm 3 ) to obtain a raw product. This was heated in a resistance heating electric furnace at 1600
C. for 24 hours. Each of the fired bodies was obtained without generating cracks.

【0037】得られた焼結体について、アルキメデス法
によって、嵩密度を測定した(表4)。
The bulk density of the obtained sintered body was measured by the Archimedes method (Table 4).

【0038】耐食性を調べるために、15mm×15m
m×50mmの直方体の試料を焼成体から切り出し、管
球パネルガラス中に1500℃で48時間浸漬した。そ
の後縦方向に二等分し、浸食量を測定した(表4)。
In order to examine the corrosion resistance, a 15 mm × 15 m
A rectangular parallelepiped sample of m × 50 mm was cut out from the fired body and immersed in a tube panel glass at 1500 ° C. for 48 hours. Then, it was bisected in the vertical direction, and the amount of erosion was measured (Table 4).

【0039】また、発泡性を調べるために、40mm×
40mm×5mmの板状の試料を焼成体から切り出し、
これにアルミナ製の内径30mmのリングを載せ、15
00℃で24時間加熱した。その後、残存泡数を光学顕
微鏡を用いて、計測した(表4)。
Further, in order to examine the foaming property, 40 mm ×
A plate-shaped sample of 40 mm × 5 mm was cut out from the fired body,
A ring made of alumina and having an inner diameter of 30 mm is placed on the
Heat at 00 ° C. for 24 hours. Thereafter, the number of remaining bubbles was measured using an optical microscope (Table 4).

【0040】なお、対照(比較例)として、表1組成V
に示す。高ジルコニア質溶融再固化の粉砕物(粒径0.
15mm未満)のみを焼結したもの(比較例1)、これ
に粘土を内割りで5重量%及び10重量%添加し焼結し
たもの(比較例2及び比較例3)、及びジルコン・ムラ
イト焼結品(比較例4)を用いた。これらの比較例の化
学組成、嵩比重、浸食量、及び発泡量の結果を表4に示
す。試験方法は、いずれも実施例と同じである。
As a control (comparative example), Table 1 Composition V
Shown in Pulverized product of high zirconia melt-resolidification (particle size: 0.
(Less than 15 mm) only (Comparative Example 1), to which 5% and 10% by weight of clay were added and sintered (Comparative Examples 2 and 3), and zircon-mullite-fired The finished product (Comparative Example 4) was used. Table 4 shows the results of the chemical composition, bulk specific gravity, erosion amount, and foaming amount of these comparative examples. The test methods are the same as in the examples.

【0041】実施例及び比較例の浸食量及び発泡量は、
比較例1を100としたときの相対比較で示してある。
これらにおいて、浸食量の値が100以上ならば、比較
例1に比べ、浸食量が多いことを示し、発泡量が100
以上ならば、同じく、発泡量が多いことを示す。
The amount of erosion and the amount of foaming in Examples and Comparative Examples are as follows:
This is shown as a relative comparison when Comparative Example 1 is set to 100.
In these cases, when the value of the erosion amount is 100 or more, it indicates that the erosion amount is larger than that in Comparative Example 1, and the foaming amount is 100
The above indicates that the foaming amount is large.

【0042】なお、実施例に示したものについてその断
面組織を顕微鏡観察したところすべてが基本的には図1
に示すような組織からなるものであることが確認され
た。
When the cross-sectional structure of the structure shown in the example was observed with a microscope, it was found that all of the structure was basically the same as that shown in FIG.
It was confirmed that the organization consisted of the following.

【0043】表4からわかるように、高ジルコニア溶融
再固化の粉砕物にアルミナを添加することによって、耐
食性及び特に発泡性が改善されることがわかる。さら
に、本発明品は、従来のジルコン・ムライト焼結品や、
高ジルコニア溶融耐火物の粉砕物に粘土を添加した焼結
品に比べ、その耐食性及び発泡性が、著しく優れてい
る。
As can be seen from Table 4, the corrosion resistance and especially the foaming property are improved by adding alumina to the pulverized product of the high zirconia melt-resolidification. Furthermore, the product of the present invention is a conventional zircon-mullite sintered product,
Compared to a sintered product obtained by adding clay to a pulverized high zirconia refractory, its corrosion resistance and foaming properties are remarkably excellent.

【0044】表4において、 1)実施例は、表1の組成値と表3の混合比からとの理
論値、比較例は、実測値、 2)比較例1を100としたときの相対比較値。100
以上で浸食量が多いこことを示す。NMは、ストーンの
ため測定不能を示す、 3)比較例1を100としたときの相対比較値。100
以上で発泡量が多いこことを示す。
In Table 4, 1) Examples are theoretical values based on the composition values in Table 1 and the mixing ratios in Table 3, comparative examples are actually measured values, and 2) relative comparison when Comparative Example 1 is 100. value. 100
This is where the amount of erosion is large. NM indicates measurement impossible due to stone. 3) Relative comparison value when Comparative Example 1 is set to 100. 100
This is where the amount of foaming is large.

【0045】以上のことから、本発明品は、ガラス溶解
用の窯に用いる耐火物として、溶融ガラスに対し、接触
あるいは非接触に関係なく使用可能であり、泡、砂利等
のガラス欠点を生じさせがたい耐火物である。本発明の
耐火物は、ガラス溶解に限らず、金属溶解、焼却灰溶解
等に用いる耐火物としても利用できる。
From the above, the product of the present invention can be used as a refractory for a glass melting furnace regardless of contact or non-contact with molten glass, and causes glass defects such as bubbles and gravel. It is an irresistible refractory. The refractory of the present invention can be used not only for melting glass but also as a refractory used for melting metals, melting incineration ash, and the like.

【0046】[0046]

【表1】 [Table 1]

【0047】[0047]

【表2】 [Table 2]

【0048】[0048]

【表3】 [Table 3]

【0049】[0049]

【表4】 [Table 4]

【0050】[0050]

【発明の効果】本発明のジルコニア質の焼成耐火物は、
従来のジルコニア質耐火物に比べ、組織及び組成が均一
であることと、強固な結合をしているために、安定した
品質と信頼性を有しており、耐食性及び発泡性に優れて
いるので、溶融ガラスに対し、泡、砂利等のガラス欠点
を生じさせがたく、耐素地汚染性が低く、ガラス製造の
歩留まりが向上する。
The zirconia-based fired refractory of the present invention comprises:
Compared to conventional zirconia refractories, the structure and composition are uniform and they have a strong bond, so they have stable quality and reliability, and have excellent corrosion resistance and foaming properties. In addition, glass defects such as bubbles and gravel are unlikely to occur in the molten glass, the resistance to soil pollution is low, and the yield of glass production is improved.

【0051】また、本発明品は、高ジルコニア質溶融耐
火物の製品とできない鋳込み巣を含む部分を利用できる
ので、低コストで製造でき、資源のリサイクル化、すな
わち省資源に貢献できる。
Further, since the product of the present invention can utilize a portion containing a casting cavity that cannot be used as a product of a high zirconia-based molten refractory, it can be manufactured at low cost, and can contribute to resource recycling, that is, resource saving.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のジルコニア質耐火物の組織の一部を概
略的に示した説明図。
FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a part of the structure of a zirconia refractory of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:バデライト相 2:ムライト相(一部マトリックスガラス相) 3:マトリックスガラス相、アルミナ相あるいは気孔 1: Badelite phase 2: Mullite phase (partially matrix glass phase) 3: Matrix glass phase, alumina phase or pores

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】高ジルコニア質溶融再固化物の単斜晶系Z
rO2 を主成分とする粉砕物とアルミナ粉末との混合物
を焼結してなることを特徴とするジルコニア質耐火物。
1. A monoclinic Z of a high zirconia re-solidified material.
A zirconia refractory obtained by sintering a mixture of a pulverized material containing rO 2 as a main component and alumina powder.
【請求項2】高ジルコニア質溶融再固化粉砕物は、Zr
2 含量が90重量%以上で、かつSiO2 含量が1重
量%以上6重量%以下である請求項1の耐火物。
2. The high zirconia melt-resolidified pulverized product is Zr.
2. The refractory according to claim 1, wherein the O 2 content is 90% by weight or more and the SiO 2 content is 1% by weight or more and 6% by weight or less.
【請求項3】アルミナ粉末は、高ジルコニア質溶融再固
化の粉砕物との合量中2〜50重量%である請求項1又
は2の耐火物。
3. The refractory as claimed in claim 1, wherein the amount of the alumina powder is 2 to 50% by weight based on the total amount of the alumina powder and the pulverized product of the high zirconia melt-resolidification.
【請求項4】バデライト相の周囲の一部又はすべてをム
ライト相で構成する請求項1ないし請求項3いずれか1
つに記載の耐火物。
4. The method according to claim 1, wherein a part or all of the periphery of the baddelite phase is composed of the mullite phase.
The refractories described in (1).
【請求項5】粒径が、1.00mm以上4.76mm未
満10重量%ないし50重量%、0.15mm以上1.
00mm未満10重量%ないし50重量%、0.15m
m未満40重量%以下からなる高ジルコニア質溶融再固
化粉砕物と粒径0.15mm未満のアルミナ粉末からな
る混合物を、焼結してなる請求項1ないし請求項4いず
れか1つに記載の耐火物。
5. A powder having a particle size of 10 to 50% by weight, from 1.00 mm to less than 4.76 mm, from 0.15 mm to 1.
Less than 00mm 10wt% ~ 50wt%, 0.15m
The mixture according to any one of claims 1 to 4, wherein a mixture comprising a high-zirconia melt-resolidified pulverized material having a particle size of less than 40% by weight and an alumina powder having a particle size of less than 0.15 mm is sintered. Refractory.
【請求項6】粒径0.15mm未満の高ジルコニア質溶
融再固化粉砕物と粒径0.15mm未満のアルミナとか
らなる混合物を焼結してなる請求項1ないし請求項4に
いずれか1つに記載の耐火物。
6. The method according to claim 1, wherein a mixture comprising a high-zirconia melt-resolidified pulverized material having a particle size of less than 0.15 mm and alumina having a particle size of less than 0.15 mm is sintered. The refractories described in (1).
【請求項7】アルミナの粒径が0.01mm未満である
請求項1ないし請求項6いずれか1つに記載の耐火物。
7. The refractory according to claim 1, wherein the particle size of the alumina is less than 0.01 mm.
【請求項8】耐火物が、ガラス溶融窯に使用されるもの
である請求項1ないし請求項7いずれか1つに記載の耐
火物。
8. The refractory according to any one of claims 1 to 7, wherein the refractory is used in a glass melting furnace.
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