JPS6364976A - 電鋳耐火物の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電鋳耐火物の製造方法の改良に関する。

〔従来の技術〕

電鋳耐火物としては、例えばアルミナ系、アルミナ−ジ
ルコニア−シリカ系、ジルコニア系、クロミア系等のも
のが知られている。これらの電鋳耐火物は、従来、以下
のような方法により製造されている。

まず、アルミナやジルコニア等の酸化物の比較的粗く均
一な原料粒子を炭素電極を有する電気炉内に装入し、電
極に通電することにより原料粒子を溶融する。この際、
原料は中心のアーク近傍で溶融し、この溶融物の周囲を
原料粒子が取り巻いて堆積した状態となっており、原料
粒子が外周から中心のアーク近傍に少しづつ流れ込む。

そして、アーク近傍では溶融浴の表面は一部露出してい
る。その後、溶融物を鋳型に注入し、更に例えばアルミ
ナ粉中で徐冷した後、鋳型を除去することにより電鋳耐
火物を製造している。

上記のように原料として比較的粗い粒子を用いるのは以
下のような理由による。すなわち、比較的粗い原料粒子
は電気炉内に堆積された際の流動性がよく、溶融浴内へ
自然に流れこむため供給が容易となり、また原料粒子が
溶融面を均等に覆って熱放散を妨げて溶融効率を高める
ことができるためである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上記のような酸化物の原料粒子が電気炉内で
溶融される際、炭素電極によって還元作用を受けるため
、製品中では必ずしも化学量論組成の酸化物を形成して
いない、このように還元作用を受けた電鋳耐火物を例え
ばガラス溶融炉の炉壁として用いた場合、以下のような
問題が生じる。すなわち、還元作用を受けた電ｐＪ＃大
物はガラスを還元するため、ガラス中に泡を発生させる
。また、電鋳耐火物中のマトリックスガラスが高温で流
れ出しくいわゆる汗かき現象）、溶融ガラス中に混ざっ
てストーン、コードを発生させる。

上記のように還元作用を受けた電鋳耐火物は、その着色
状態、金属粒子を含んでいるか否か等の性状を調べるだ
けで容易に判別できる０例えば。

α−アルミナ電鋳耐火物は灰色に、ジルコニア電Ｕ耐火
物は灰黒色に、それぞれ着色しやすい、そして、これら
の着色した電鋳耐火物を酸化雰囲気中で熱処理すると白
色又は明るい黄色に変色する。また、クロミア電鋳耐火
物では少量の金属粒子が生成する。

そこで、上述した炭素電極による還元作用を防止するた
めに多くの方法が提案されているが、未だ完全にこの問
題を解決するには至っていない。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであ
り、炭素電極による還元作用を防止し、高い酸化度を有
する電９＃火物を製造し得る方法を提供することを目的
とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の電鋳耐火物の製造方法は、故化物原料粒子の比
表面積の荷重平均値を１　ｍ　２７　ｇ以上とし、原料
粒子に対して０．２７重量％以上の酸素を発生する量の
酸化剤を添加することを特徴とするものである。

本発明方法において用いられる酸化剤としては、例えば
硝酸ナトリウム、悄酸カリウム、硝酸バリウム、過酸化
ナトリウム２過塩素酸ナトリウム等の固体のもの、ある
いは過酸化水素等の液体のもの等を挙げることができる
。

〔作用〕

上記のような電鋳耐火物の製造方法によれば、原料粒子
がアーク近傍に近づき、溶融浴に流れ込むに先立って、
酸化剤が加熱を受けて分解し、酸素ガスを放出する。こ
の酸素ガスの一部は酸化性雰囲気を形成し、一部は原料
粒子の表面に吸着される。更に、酸素ガスを吸着した原
料粒子は溶融浴に流れ込んで溶融する際に吸着した酸素
ガスを放出して酸化性雰囲気を形成する。このように、
電気炉内のアーク近傍、特に溶融浴表面で酸化性雰囲気
が維持されるので、炭素電極による還元作用を防止する
ことができ、酸化度の高いＭｌｐＪ＃大物を製造するこ
とができる。

本発明方法において、原料粒子の比表面積の荷重平均値
を１　ｍ　２７　ｇ以上と規定したのは以下のような理
由による。すなわち、ｌ　ｍ　”　／　ｇ未満では断熱
性が劣り、アークの輻射熱を受けると周囲の酸化剤がア
ーク近傍に達する前にあまりにも急激に分解されてしま
い、発生した酸素の大部分が電気炉の外へ流れ出してし
まう、しかも、原料粒子表面における酸素ガスの吸Ｈ量
も少ないため。

′心気炉内のアーク近傍、特に溶融浴表面で酸化性雰囲
気を維持することが困難となる。これを防止しようとす
ると、酸化剤を多量に用いなければならず、電鋳耐火物
の組成が不適当なものとなる。

本発明方法において、酸化剤の添加量を原料粒子に対し
て０．２７重量％以上の酸素を発生する量としたのは、
原料粒子に対する酸素の発生量が０．２７重量％未満に
なるような添加量では、電気炉内のアーク近傍、特に溶
融浴表面で持続的に酸化性雰囲気を形成することが困難
となるためである。

また、原料粒子に対する酸素の発生量は多ければ多いほ
ど効果が確実となる。一方、酸化剤の添加量が多くなる
と、酸化剤の成分として附随的に導入されるナトリウム
、カリウム、バリウム等の増加を招く。これらの元素は
、電鋳耐火物の成分の一部としである限られた範囲の量
を要請されているものもあれば、成分として要請されな
いが少量であれば不都合の生じないものもある。しかし
、いずれの元素も多量に存在すると必要以上のガラス組
織を形成し、耐食性を低下させたり、高温でそのガラス
が瀉れ出す（汗かき現象）といった不都合が生じ菰、シ
たがって、酸化剤の添加量の上限はこれらの不都合が生
じない範囲まで許容される。ただし、その上限は電鋳耐
火物の種類と対象となる元素の種類によって一様ではな
い。

なお、酸化剤として例えば過酸化水素を用いた場合、過
酸化水素は分解して酸素と水を生成する。この水の一部
は溶融浴に溶解し、鋳造後、電鋳耐火物の凝固時に放出
されるため、多数の微細な気孔を含んだ多孔質の組織を
形成する作用を有する。したがって、この場合には断熱
特性や耐スポール性に優れた電鋳耐火物が得られるとい
う利点もある。

〔実施例〕

以下、本発明の詳細な説明する。

主原料として、下記第１表に示すアルミナ（Ａ及びＢ）
、ジルコニア（Ｃ及びＤ）、ジルコン（Ｅ及びＦ）、ク
ロミア（Ｇ）を用いた。これらの比表面積を第１表に併
記する。また、上記の主原料のほかに、第２表に示す副
原料を用いた。これら主原料及び少量の副原料を第２表
に示す組成を目標として、第４表に示すような割合（主
原料のみ表示）で配合した。配合主原料の荷重平均比表
面積を第４表に示す、なお、第２表から明らかなように
、それぞれＮｏ、　１〜７はアルミナ系、Ｎｏ。

８〜１３はアルミナ−ジルコニア−シリカ系、Ｎｏ、　
　１４〜１７及びＮｏ、２１〜２５はジルコニア系、Ｎ
ｏ、１８〜２０はクロミア系の電鋳耐火物である。

更に、酸化剤として第３表に示すものを用いた。これら
酸化剤の分解反応及び酸化剤１ｇが放出する酸素量を第
３表に示す、これらの酸化剤を第４表に示すような割合
（外側）で前記配合原料粒子に添加した。原料粒子に対
する酸化剤からの発生酸素の割合を第４表に示す。

これらをよく混合した後、炭素電極を有する電気炉内に
装入し、通電して溶融した。その後、内寸法３００Ｘ３
００Ｘ３００鳳−のグラファイト型に鋳造し、アルミナ
粉中で徐冷した。

徐冷後、各電鋳耐火物を取り出し、表面の色を観察した
。また、１４００℃で酸化熱処理した後の表面の色も観
察した。更に、クロミア系のもの（試料Ｎｏ、１８〜２
０）については、内部の金属の有無を調べた。これらの
結果及び電鋳耐火物の酸化度の評価を第４表に併記する
。

第１表 第　　２　　表 第４表から明らかなように、主原料の荷重平均比表面積
が１　ｍ　’　／　ｇより小さい場合（Ｎｏ、　５．８
．９．１４．１５）又は酸化剤の添加量が少なく原料に
対する発生酸素の割合が０．２７重量％よりも小さい場
合（Ｎｏ、　　１．１３．１８）は、いずれも製品が灰
黒色に着色していたり、クロミア系のものでは金属を含
んでおり、炭素電極により還元作用を受けていることが
判明した。

これに対して、本発明の要件を満たしている場合には製
造直後でも、１４００℃での酸化熱処理後でも同一の明
るい色を示し、クロミア系のものでは金属を含まず、酸
化度の高い電鋳耐火物が得られることが確認された。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明方法によれば、酸化度の高い
電鋳耐火物を得ることができ、例えばこの？１を鋳耐火
物をガラス溶融炉に用いてもガラスに対する悪影響を避
けることができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 酸化物原料粒子を炭素電極を有する電気炉内で溶融した
   後、鋳造し徐冷して電鋳耐火物を製造するにあたり、前
   記原料粒子の比表面積の荷重平均値を１ｍ＾２／ｇ以上
   とし、前記原料粒子に対して０．２７重量％以上の酸素
   を発生する量の酸化剤を添加することを特徴とする電鋳
   耐火物の製造方法。