氧化铝熔融铸造耐火物及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及适合于玻璃制造炉的耐火物即氧化铝熔融铸造耐火物及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 氧化铝熔融铸造耐火物由于耐火物中的氧化铝结晶相的比例高，所以具有高温下 的蠕变特性优异、不污染被溶解的玻璃的特征。因此，被广泛用于玻璃制造炉。此外，近年 来CO 2排出量少的氧燃烧玻璃制造炉增大，使用氧化铝熔融铸造耐火物作为氧燃烧玻璃制 造炉的炉顶材料。
[0003] 氧化铝熔融铸造耐火物已知有仅由a氧化铝结晶相（以下，称为a相）构成的 a氧化铝熔融铸造耐火物、仅由P氧化铝结晶相（以下，称为P相）构成的氧化铝熔融铸 造耐火物以及a相和0相共存的a 0氧化铝熔融铸造耐火物。其中，作为玻璃制造炉的 炉材料，a 0氧化铝熔融铸造耐火物被广泛使用。
[0004] 专利文献1和2中记载了一种a 0氧化铝熔融铸造耐火物：作为化学成分，以 Al2O3为主成分且含有3. 0~4. 0 %的Na 20、0. 3~I. 0 %的SiO2 (例如，专利文献1、2)。
[0005] 专利文献3中记载了一种a P氧化铝熔融铸造耐火物：作为化学成分，含有94~ 98质量％的Al2O3、合计量为1~6质量％的Na 2O和/或K2O,气孔分散在内部而形成，且该 气孔的孔隙率为5~30%。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1 :日本特开昭44-18740号公报
[0009] 专利文献2 :日本特开昭49-17845号公报
[0010] 专利文献3 :国际公开编号W02001/092183
【发明内容】
[0011] 氧燃烧玻璃制造炉的炉顶如果使用现有的a 0氧化铝熔融铸造耐火物，则会引 起如下的新问题：在玻璃制造炉的运转过程中或者该玻璃制造炉停止运转后，a 氧化铝 熔融铸造耐火物的表面层剥离而落下。
[0012] 本发明的目的是提供一种能够制造成可用于玻璃制造炉的炉材料的大小、且即使 在玻璃制造炉中长时间使用表面层的剥离也少的氧化铝熔融铸造耐火物。
[0013] 发明人等经过研究，结果明确了在玻璃制造炉中经长时间使用的a0氧化铝熔 融铸造耐火物的表面层剥离是由于在表面层（玻璃制造炉侧的50~IOOmm的区域）中0 相相变为a相。认为由于a相和0相的密度不同，所以如果发生相变，则在耐火物中发 生相变的区域与未发生相变的区域的密度不同而引起尺寸变化，因此这些区域之间会产生 裂纹。
[0014] 本发明人等发现了能够制造可作为玻璃制造炉的炉材料使用的大小的耐火物、且 从P相向a相的相变小的氧化铝熔融铸造耐火物的组成以及耐火物的条件。还发现了能 够以可作为玻璃制造炉的炉材料使用的大小制造这种耐火物的生产技术。
[0015] 本发明的氧化铝熔融铸造耐火物的特征在于，作为化学成分，以氧化物基准的质 量％表示含有95.9~98.2%的厶1203、1.4~2.4%的似20、0.3~1.5%的5102、0~0.5% 的Ca0、0~0. 2%的Fe2O3，且孔隙率为1. 5%以下。
[0016] 本发明的氧化铝熔融铸造耐火物能够以适合玻璃制造炉的炉材料的大小进行制 造，即使作为玻璃制造炉的炉材料长时间使用也能够减轻表面层的剥离。
【具体实施方式】
[0017](耐火物）
[0018] 本发明的氧化铝熔融铸造耐火物（以下，称为本耐火物），作为化学成分，以氧化 物基准的质量％表示含有95. 9~98. 2%的Al2O3U. 4~2. 4%的Na20、0. 3~L 5%的Si02、 0~0. 5%的Ca0、0~0. 2%的Fe2O3，且孔隙率为1. 5%以下。
[0019] 本耐火物含有95. 9~98. 2质量％的Al2O3，所以可得到氧化铝结晶相的比例高的 耐火物。另外，由于耐火物中的Al 2O3的含量多，所以其它成分的含量变少，其结果是，氧化 铝结晶相的a相的含有比例变高。因此，即使将耐火物作为玻璃制造炉的炉材料长时间 曝露在高温条件下，也能够减小耐火物的体积变化。Al 2O3优选95. 95~98质量％，更优选 96. 0 ~97. 6 质量％。
[0020] 本耐火物含有1. 4~2. 4质量％的Na2O,所以耐火物中的氧化铝结晶相为a相与 P相共存，且a相的含有比例高。因此，可得到致密的氧化铝熔融铸造耐火物。此外，在作 为玻璃制造炉的炉材料使用期间从0相向a相的相变得到抑制，其结果是，耐火物的体积 变化减小。因此，能够抑制在耐火物界面产生裂纹。Na 2O的含量优选1. 5~2. 2质量％，更 优选1.5~1.8质量％。。
[0021] 本耐火物含有0. 3~1. 5质量％的SiO2。由此，能够减小因温度变化而在耐火物 中产生的裂纹。SiO2的含量优选0.4~1.0质量％，更优选0.5~0.8质量％。
[0022] 本耐火物含有0~0. 5质量％的CaO。如果含有CaO,则能够减小耐火物中产生的 裂纹。CaO的含量优选0. 1~0. 5质量％，更优选0. 3~0. 5质量％。
[0023] 本耐火物含有0~0.2质量％的Fe203。Fe2O3可作为杂质从本耐火物的原料混入， 但只要为0.2质量％以下就可得到减小了表面层的剥离的a P氧化铝熔融铸造耐火物。 Fe2O3的含量越少越优选，更优选0. 15质量％以下。
[0024] 本耐火物优选实质上不含有Li20。本耐火物优选实质上不含有B 2O3。在本说明书 中，"实质上不含有"是指不积极地作为a P氧化铝熔融铸造耐火物的成分而含有，但允许 作为不可避免的杂质而含有。另外，实质上不含有是指含量优选为〇. 05质量％以下，更优 选为〇.〇1质量％以下。
[0025] 本耐火物优选含有上述各成分，并且Al2O 3相对于Na2O的质量比率（Al203/Na20)为 40~70。如果该比例为40~70的范围，则能够提高耐火物所含有的氧化铝结晶相中的a 相的比例。因此，即使将本耐火物作为玻璃制造炉的炉材料长时间使用，也能够减小体积变 化，能够防止耐火物的剥离。Al 203/Na20更优选43~67,进一步优选45~65。
[0026] 本耐火物的孔隙率为1. 5%以下。因此，耐火物致密，对玻璃的耐腐蚀性高，即使在 玻璃窑中长时间使用也能够防止耐火物的剥离。孔隙率优选0. 2~1. 5%，更优选0. 4~ I. 2%〇
[0027] 本耐火物的孔隙率通过如下方式计算：将氧化铝熔融铸造耐火物研磨5mm左右， 用钻头从研磨得到的表层部采集50mmX 50mm巾的圆筒状样品，由真比重(I1和表观比重d 2 利用下述式1算出。
[0028] 孔隙率=(Md2Al1)) X 100 式 1
[0029] 本耐火物优选a相相对于a相与P相的合计量的含有比例（以下，称为a比 例）为45~87%。由此，可得到致密且大型的氧化铝熔融铸造耐火物。a比例更优选50~ 85 %，进一步优选52~83 %。
[0030] 本耐火物为上述组成且a比例高，因此即使作为玻璃制造炉的炉材料使用，在耐 火物中也不易发生从P相向a相的相变。因此，认为即使将本耐火物作为玻璃制造炉的炉 材料使用，也不会形成因相变而产生的