JPS58130157A - 耐熱衝撃性に優れた耐火骨材の製造法 - 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】 本発明は耐スポーリング性に優れた溶融アルミナ質耐火
材の製造法に関するものである。

溶融アルミナ耐火材はその優れた耐熱性、耐食性を有す
るため広く耐火材として使用さ几ている。

一般にこの耐火材にはアルｉすを溶融凝固後、粉砕して
骨材とし、こ几に粘土等の結合剤を加えて成形し、焼成
して耐火材とするものと、溶融アルミナを所定の鋳型に
流し込み、凝固してそのまま耐火材として使用する鋳造
耐火物がある。

溶融アルミナを凝固する場合、これを急冷すると多孔質
となり、強度が下るので骨材としても又鋳造耐火物とし
ても適さなくなる。又、鋳造耐火物を急冷によってつく
ると亀裂が生じ致命的欠陥となる。

これらのため従来の溶融アルミナ質耐火材は、溶融アル
ミナを空気で吹き飛ばして製造する多孔質の特殊な耐火
材を除き、一般には徐冷によってつくら几ている。例え
ばアルミナ骨材の場合アルミナをバッチ式或は連続式の
アーク炉で溶融し、これを数百に９以上の大塊状で凝固
し、これを粉砕してつくるのが普通である。このような
大塊では冷却に時間がかかり徐冷となる。又鋳造耐火物
では鋳型を保温するなど徐冷のため特別の操作を行なっ
ているのが普通である。

このような徐冷においてはアルミナの結晶は著しく成長
し、数百μから数ξりに達する。溶融アルミナ耐火材の
場合、その結晶サイズが大きいと使用中の急熱急冷に際
し、亀裂が発生し易くなり、熱スポーリングを起す。

本発明は耐スポーリング性に優ｎ１かつ緻密な組織を持
つ溶融アルミナ質骨材を得ることを目的として開発した
方法であり、その特徴はアルミ゛すにＺ　ｒ０２　ｓ　
Ｓ　ｔ０２等を所定量添加し、溶融した後急冷凝固し、
こｎを粉砕して骨材とすることにある。

ｆｆＤち、本発明はバイヤーアルミナ等のアルミナに２
〜３０％（内削の重量％、以下同じ）のＺｒＯ２，０，
５〜５％のＳｙＯ□、同チのＭｇＯ、同チのＴｌＯ２、
同チのＣｒ２Ｏ３のうちの少なくとも１種を添加し、電
気炉等に投入して溶融し、その溶融物を急冷凝固してそ
の平均結晶サイズを２００μ以下とし、この凝固物を粉
砕して骨材とするものである。

本発明者の研究によｎはアルミナに上記のＺｒＯ２等を
添加することにより、凝固物が多孔質になることを防ぐ
ことができ、又結・晶サイズを２００μ以下とすること
により熱スポーリングが防止さ九ることかわかった。

アルミナ質溶融耐火材が上記の添加物により微細緻密な
組織になるのは溶湯の流動性がよくなること、及び添加
物により初晶アルミナの結晶成長が妨げら九るためと考
えられる。

本発明における添加物の量の限定理由はいずれも前記の
下限値未満では効果が十分でなく、父、上限値を越える
と耐熱性、耐食性等アルミナのもつ優れた特性が失われ
るからである。この意味で添加物を二種以上用いる場合
はその合量が３０チ以下であることが好ましい。

本発明の溶融アノベナ質骨材は前記のような結晶サイズ
をもち、かつ殆んどが結晶質からなり、ガラス質部分は
殆んど含んでいない。このため、耐熱性、耐食性も優ｎ
ている。この骨材の見掛気孔率は１０％以下である。

この耐火骨材を得るには先ず所定の配合原料を通常のア
ルミナの溶融と同様、アーク炉等で溶融する。アルミナ
には最も入手し易いバイヤーアルεすが適し、ＺｒＯ２
，５ｉ０２　　等は夫々単独のもののほかジルコンサン
ド（主成分Ｚｒ、５ｉＯ４）　、ドロマイト等の複合材
も前記の範囲内で用いることができる。

こ九らは粉状、粒状、塊状或はこれを組合せた形態で用
いらｎる。

溶融物の急冷凝固はその結晶サイズを小さくするため、
重要な要件で、こ九には例えば耐熱答器中に鉄のボール
を充填しておき、この中に溶融物を流し込み、ボール間
で溶融物を凝固させる方法を挙げることができる。鉄は
熱伝導性がよいので、これによって溶融物は急冷さｎる
。又、冷却機構を備えた鉄板上に溶融物を流し、薄板状
に凝固させる方法でもよい。

凝固物は粉砕して所定の粒度とし、耐火骨材に供する。

この骨材は緻密であると共に平均結晶サイズが２００μ
以下であるので焼結アルばすと同等の耐スポーリング性
を有する。

従来も研削材の分野においてハＡｉ！２０３にＺｒＯ２
等を添加し、溶融径急冷して砥粒を得る方法は行なわ九
ているが、砥粒と耐火骨材とはその目的及び要求される
特性が異なっており、そのため研削材の技術が耐火骨材
には応用さｎなかったものと思わｎる。

またアルミナ質溶融物を高圧空気で吹き飛ばし、中空状
の骨材を得ることも知られている。しかし、このものは
肉厚部分も多孔質であり、これを粉砕して耐火骨材とし
た場合本発明におけるような緻密な骨材にはならない。

実施例 １ｏｏｏ　ｍ単相アーク溶融炉を用いて第１表に示す配
合原料の溶融を行ない、溶融物を急冷する方法及び比較
例として溶融物を約１５０に９の塊状に鋳込む方法を実
施した。

急冷は鉄板上に溶融物を流し、２０ｗｎ以下の厚さに凝
固させる方法により行なった。

（以下余白） このようにして得ら九たインゴットをショークラッシャ
ー、ロールクラッシャーで５閣下に粉砕した後３３６０
　μ〜２８３０μに整粒し、このうちからランダムにサ
ンプリングし、化学分析、結晶サイズ及び実験Ｎ（Ｌの
１部について見掛気孔率を測定した。結果を第２表に示
す。表中実験Ｎ（Ｌにダッシュのついているのが比較例
（徐冷）である。

（以下余白） 次に前記整粒したものからランダムに１００粒をサンプ
リングし、熱スポーリング特性を調査した。

方法は各サンプ゛ルを白金ルツボに入れ、１４００±１
０℃に加熱し、同湛度で１０分間保持した後、即座にル
ツボの中の粒を予じめ用意しておいた水の中に投入して
急冷する。次に急冷した粒を乾燥後、前記の試料調整用
に使用した２８３０μの篩で分級し、篩上を再度１４０
０土１０℃に加熱し、前と同様急冷、分級を繰返す。以
上の繰返しを５回、１０回、１５回行ない、各回毎に篩
上残留個数を数える。゛その結果を第３表に示す。

（以下余白）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ａ＋！２０．にｚｒＯ□２〜３０％、５ｉｎ２０．５〜
   ５％、ＭｇＯ０，５〜５％、Ｔｉｅ２０．５〜５％、Ｃ
   ｒ２Ｏ３０，５〜５％のうちの少なくとも１種を添加し
   て溶融し、その溶融物を急冷凝固することにより結晶の
   平均サイズを２００μ以下とし、次いでこの凝固物を粉
   砕することを特徴とする耐スポーリング性耐火骨材の製
   造法。