JPS605066A - 融合して注形した高クロム含量の耐火性物質 - Google Patents

融合して注形した高クロム含量の耐火性物質

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JPS605066A
JPS605066A JP59118370A JP11837084A JPS605066A JP S605066 A JPS605066 A JP S605066A JP 59118370 A JP59118370 A JP 59118370A JP 11837084 A JP11837084 A JP 11837084A JP S605066 A JPS605066 A JP S605066A
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    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/653Processes involving a melting step
    • C04B35/657Processes involving a melting step for manufacturing refractories
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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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】 本発明は融合した注形耐火性物質、特にガラス繊維をつ
くるのに広く用いられる[E)ガラスとして知られたア
ルカリ土類硼砂酸塩ガラスの製造」こ使用される耐火性
物質に関する。
融合した注形耐火性物質は公知であり、多年に亙り使用
されている。このような耐火性物質は粒状の耐熱性材料
が所望の形で他の耐熱性のセラミックス材料に接合して
いる古い型の耐火性物質に比べ或種の弁1途においては
多くの利点を有している。或挿め注形耐火性物質はガラ
ス及び溶融した金属酸化物のような腐食性の溶融物によ
る浸食に対し抵抗性をもっている。しかしこのような耐
腐食性は望ましいほどには良好ではない。
融合した注形耐火性物質に対して従来から多くの異った
組成物が示唆されている。例えば米国特許第2,083
.154号;第2,279,280号:第2,911,
313号;第3,188,219号;第3,232.7
7Ei号;第3,759.728号;第3,773,5
31号及び第4.158,589号参照。
不幸にしてこのような従来法の融合した注形耐火性物質
は、65重量%以上のクロミア(Cr20 a )を含
んでいる場合でも、例えば前記のrEJカラスのような
或種の腐食性のガラスから望ましくない腐食及び石化効
果を受ける。
クロミアの含量を増加させてこのような腐食及び石化効
果を減少させよ?とする例えば米国特許第3.759.
728号のような試みがなされて来たが、所望の程度に
耐腐食性を向上させることはできなかった。
或種の焼結したセラミックスをrEJガラスのよう、な
腐食性溶融物と接触させて使用した場合成程度の成功が
得られているが、焼結した組成物でもそれ程良好ではな
く、許容できる焼結体の製造は困難であり且つ高価であ
る。また焼結体は一般に望ましくない程高い多孔性を有
している。
本発明に従えば、rEJガラスのような溶融したセラミ
フクス・ガラスの存在下において腐食耐性及び石化耐性
をもち、同等なりロミア含量をもった従来法の融合した
セラミ・ンクス組成物よりも優れている融合したセラミ
ンクス組成物が提供される。一般に腐食耐性又は石化耐
性のいずれかか同等なりロミア含量の従来法の組成物よ
りも優れており、そうでない方の特性は従来法の組成物
と同等か、通常はそれよりも優れている。
本発明に従えば、クロミア、マグネシア、及びアルミナ
から成る特定の組成物が上記のような腐食耐性をもつこ
とが見出だされた。本発明の融合したセラミンクス組成
物は約65〜約98重景%のクロミア(Cr203) 
、約0.75〜約4.ffi量%のマグネシア(MgO
)、及び約1〜約34.25重量%のアルミナ(Al1
03)の融合固化物から成ることを特徴とする融合した
セラミンクス組成物である。
ましくは本発明の組成物は約68〜約90重量%のCr
203、約0.75〜約2.5重液%ノMgO1及び約
0.9〜約31.25重量%のアルミナの融合固化物か
ら成っている。
さらに本発明に従えば、前記のような融合したセラ’−
ンクス組成物の固化物の製造法が提供される。
一般にこのような融合は通常アーク炉のような高温炉の
中で行われる。
クロミア、マグネシア、及びアルミナの混合物を溶融ま
たは融合させた後、一般に溶融組成物を型に注ぎ込み、
それが固化し周囲温度になるまでゆっくりと冷却する。
通常このようなゆっくりとした冷却は毎時約10〜約5
0’Cの割合で行われる。
クロミア、マグネシア、及びアルミナの原料はカルシア
(Gap) 、アルカリ金属酸化物、例えば酸化ナトリ
ウム及びカリウム、並びにM離金属または酸化物の形の
過剰の鉄を比較的少廣しか含んでいないことが重要であ
る。
天然産の錫、物をクロミア、マグネシア、及びアルミナ
の原料として使用することができるが、この場合には上
記の有害物質が仕上げられた製品の石化耐性、腐食耐性
または衝撃耐性にほとんど影響を与えない程度まで減少
または除去されていることが必要である。前記のように
、クロミア、マグネシア、及びアルミナは実質的に純粋
な化合物であることが望ましいが、これらの化合物を含
む天然産の鉱物は、上記の不純物を有害な効果を及ぼす
量で含んでいない限り使用することができる。クロミア
の主な原料は鉱物のクロマイトである。クロマイトは通
常少なくとも若干の鉄を含んでおり、本発明に使用す条
前にこれを除くことが望ましい。この鉱物を還元し遊離
の鉄を除去することにより、大部分の鉄を除くことがで
きる。
アルミナの主要原料はボーキサイトである。
ボーキサイトは通常還元して鉄を除去する。普通ソーダ
(Nap)も除去する。鉄及びソーダの量は本発明の融
合した注形製品に対し悪影響を及ぼさない量まで除去す
る。
十分量のマグネシアはクロミア及びアルミナを含む融合
成分から直接得られることが多い。この方法で得られる
マグネシアの量が不十分な場合には、純粋な形または処
理すれば比較的高純度の酸化マグネシウムを生じるマグ
ネシア鉱石の形で余分のマグネシアを加えることができ
る。
融合させる成分の全混合物の重量に関し通常1t1%以
下、好ましくは約0.5重量%以下のアルカリ・金属酸
化物、及び通常約8重量%以下、好ましくは約2重量%
以下の酸化鉄が存在する。カルシアは混合物の重が:に
関し約1重量%以下で存在することが望まし。
この混合物中に存在する他の不純物はその性質が耐火性
であり、iii記のrEJガラスによる腐食を容易には
受けないものでなければならなし)。最高的3zのシリ
カ(SiO□)の存在が許容されるが。
通常は約2.5z以下が望ましい。いずれの場合にも程
合物中の全不純物は前記の組成物内に存在するクロミア
、マグネシア、及びアルミナに対する所望の割合を6し
す量以下でなければならな(1゜通常全混合物の重量に
関しクロミア、マグネシア、及びアルミナ以外の不純物
は約10%以下、好ましくは8z以下、最も好ましくは
約5%以下で存在する。
しかしこのような不純物にはフラックスまたC±融合助
剤は含まれない。事実本発明におI/)では融合の際、
通常流動助剤、フラックス、酸化剤、または他の融合助
剤が加えられる。本明細書におl/1てはこれらの助剤
を一括して融合助剤と称することにする。このような融
合助剤の例としては二酸化硅素、酸化剤例えば硝酸ナト
リウム及び硝酸カリウム、及びリチウム、フッ素または
それらの混合物を含む化合物、例えば酸化リチウム、炭
酸リチウム、フッ化アルミニウド、フッ化リチウム、フ
ッ化リチウム、及びリチウムまたはフ・ン素のいずれか
または両方を含む鉱物がある。
融合した注形耐火性物質の製造法は当業界において公知
である。簡単に述べれば、原料を通常は十分に混合し配
合した後1合成アルミナ研磨材の製造に使用されるもの
と似た上部が開放したルツボ型のアーク炉の中で融合す
る。
融合を行う場合、一般に炉は水冷式の鉄の外殻から成り
、原料が炉に供給された時にその材料によってつくられ
る以外のライニングを有していない。融合は先ず鉄の外
殻の中に挿入した2個またはそれ以−ヒの炭素またはグ
ラファイトの電極の間にあるー・連の炭素部材からの熱
によって開始される。溶融材料の浴がつくられた後は、
炭素部材の代りに溶融した材料が電流に対する大部分の
IC抗体になり、系全体に熱を隼給する。
材料混合物は少しずつ炉に供給しても、また一度に供給
してもよい。少しずつ材料を供給する場合には、融合し
た塊りが生成するにつれて通常電極を引」−げる。
材料の温度が適当な温度になり適切な流動性カ≦得られ
たら、これを所望の大きさ及び形をもった型に注ぎ込む
。本発明におl、Xては組成物の溶融温度は約2,10
0〜2,150℃である。成形型は通常接合した酸化ア
ルミナ以外、グラファイトまた+1他の高温材料の中に
つくられる。
成形後、融合物を徐々に冷却する。所望の結果を得るの
に必要な時間一温度曲線は型の大きさ及び形、並びに注
形する材料の正確な組成に依存して変化する。一般に成
る速度で亀裂が生じたら、冷却範囲の酸部分または全般
に至り冷却速度を低下させることが望ましい5ことは明
らかである。当業界の専門家は冷却速度を容易に決定こ
と力くできよう。当業界の専門家に公知の冷却方法を容
易に使用することができる。例えば成形したものを型の
中に残したまま冷却するか、注形物の外壁が固化した後
すぐ成形物を型から取り出し、そのまま焼鈍することが
できる。焼鈍には成形物を炉の中に入れ徐々に温度を下
げるような通常の焼鈍方法を用いることができる゛。ま
た冷却は成形物に高温の砂または他の断熱材料を覆せる
か、または成形物を断熱した型の中にそのまま残してお
くような成形物を高度に断熱して自分の熱で焼鈍を行う
方法で達成することができる。前述のように冷却速度を
変えることができるが、通常は毎時約lθ〜約50°C
の割合で温度を下げる。
混合す゛る粒子の大きさは広い範囲内の適当な大きさで
あることができる。何故ならば、融合した時原料の大き
さには関係なく溶融生成物は十分に混合するからである
。溶融の効率からすれば、成分の粒径は通常的0.5〜
1fflff+またはそれ以下である。組成物原料の粒
径が互いに比較的等しく、組成物の成分が沈降により容
易に分離しないことが望ましい。粒径は数用〜lamそ
れ以上の広い範囲で変えることができる。
融合する前に任意の方法、例えばロール混合機または二
重殻混合機により組成物の成分を混合する。
下記の実施例により本発明を例示するが、これらの実施
例は弔に例示のためのものである。
実施例1 第1〜3表記載の成分の混合物を夫々二重殻混合機の中
で配合した。第1表しこ示した配合物を夫々300ボン
ド開放型アーク炉の中に入れ、2,100〜2,150
″dに加熱する。アーク炉は直径42インチの水冷式の
鋼製のルツボと垂直に配置されたグラファイトの3個の
電極から成り、これらの電極はルツボの−に部近くで水
平のグラファイトの棒により連結されている。ルツボの
中心近くで生じた溶融物の塊りを接合グラファイトの型
の中につくられた18X4 X8インチの空間の中に注
ぐ。得られた塊りを約6日間冷却する。
融合して得られた注形組成物を夫々3/4インチ平方×
4インチ高さのブロックにし1,482℃において溶融
した「E」ガラスの中に吊すことにより腐食耐性の試験
を行う。新しいrEJガラスを少量ずつ1.482°C
において周期的に加える。種々の時間間隔の後にブロッ
クの表面及び「E」ガラスの表面下において生じた腐食
を測定する。また石化部分(試料ブロックにより沈積し
たフラグメント)を測定した。試験結果を第3表に示す
この試験結果から同等なりロミア濃度をもつ本発明の組
成物はrEJガラスの存在下において腐食耐性及び石化
耐性の両方を有し、このことは米国特許第3,759,
728号記載のものを含む他の組成物に比べて優れてい
ることが判る。第3表から判るように、本発明の融合し
た注形組成物の腐食耐性及び石化耐性の少なくとも一つ
は同様なりロミア含駿をもち本発明の範囲外の組成物よ
りも良好であり、本発明の組成物の腐食耐性及び石化耐
性の内の残りの特性は同様なりロミア含敬をもつ本発明
の範囲外の組成物と同等である力)またCよ優れている
。1インチの切込みか生じる日数1±試験期間中で生じ
た切込みの値を外挿して計算した。
7木発明の範囲外の組成物。マグネシア含量が高過ぎる
(約47%以上)。
財 本発明の範囲外の組成物。マグネシア含量が低過ぎ
る(約0.75%以下)。
f甘木発明の範囲外の組成物。マグネシア含量が高過ぎ
る(スクラップ及び鉱石を含み全部で約7%以−1−)
。 一般に米国特許第3,759,728号記載の範囲
内。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、約65〜約88重量%(1)Cr203 、約0.
    75〜約4重量%のMgO及び約1〜約34.25重量
    %のアルミナの融合固化物を含有して成る融合したセラ
    ミ;り組成物。 2、約88〜約90重量%のCr203 、約0.75
    〜約2.5重量%のMgO及び約9〜約31.25重量
    %のアルミナの融合固化物を含有して成る特許請求の範
    囲第】項記載の融合したセラミンク組成物。 3、融合物は約1〜約4重量%の融合助剤を含んでいる
    特許請求の範囲第1項記載の融合したセラミンク組成物
    。 4、約85〜約88重量%のCr203.約0.75〜
    約4重景%のMgO及び約1〜約34.25 訴事%の
    アルミナを炉の中で融合させ、次いで得られた組成物を
    徐々に冷却することを特徴とする融合したセラミ7.り
    組成物の製造法。 5、約68〜約90重匿%ノcr203.約0.75〜
    約2.5重量%のMgO及び約8〜約31.25重量%
    のアルミナを該炉の中で融合する特許請求の範囲第4項
    記載の方法。 6、炉がアーク炉である特許請求の範囲第4項記載の方
    法。 7、融合の後、毎時約10〜約50℃の割合で組成物を
    徐々に冷却する特許請求の範囲第4項記載の方法。 8、融合物は約1〜約4重量%の融合助剤を含んでいる
    特許請求の範囲第4項記載の方法。
JP59118370A 1983-06-13 1984-06-11 融合して注形した高クロム含量の耐火性物質 Granted JPS605066A (ja)

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US503540 1983-06-13
US06/503,540 US4490474A (en) 1983-06-13 1983-06-13 Fused cast high chrome refractory and method for manufacturing same

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JPS605066A true JPS605066A (ja) 1985-01-11
JPH0379305B2 JPH0379305B2 (ja) 1991-12-18

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EP (1) EP0131388B1 (ja)
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BR8402556A (pt) 1985-04-23
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EP0131388A1 (en) 1985-01-16
MX162234A (es) 1991-04-12
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