密度不同的区域,能够减小表面层的耐火物的剥离。 此外,认为由于本耐火物的孔隙率低且强度高,所以可抑制裂纹的产生。
[0031] 本耐火物即使以适合玻璃制造炉的炉材料的大小进行制造,也能够减小制造时 的a 0氧化铝熔融铸造耐火物的裂纹的产生。玻璃制造炉的炉材料的体积优选24~ 230L (200mmX 300mmX 400mm ~350mmX 550mmX 1200mm)。
[0032] 本耐火物优选压缩强度为190MPa以上,更优选为200MPa以上。如果耐火物的压 缩强度高,则在将耐火物作为玻璃制造炉的炉材料使用期间,能够抑制与Na 2O的移动相伴 随的相变。
[0033] (制造方法)
[0034] 对于本发明的氧化铝熔融铸造耐火物的制造方法(以下,称为本制造方法),优选 将以成为本耐火物的组成的比例调合而成的耐火物原料在电炉中热熔融,将金属熔液流入 密度为1.8~2. 7g/cm3的铸模中并缓慢冷却而制造。由于a相的密度高,所以如果使a 比例高的a 0氧化铝熔融铸造耐火物大型化,则制造时容易产生裂纹。根据本制造方法, 能够效率良好地制造a比例高且大型的a 0氧化铝熔融铸造耐火物。
[0035] 本制造方法中,用电炉对耐火物原料进行热熔融的温度优选1900°C以上,更优选 1900~2100°C。电炉优选电弧炉。电炉的电极可使用石墨电极。
[0036] 本制造方法中,铸模的密度优选1. 8~2. 7g/cm3。如果在该范围,则容易使缓慢冷 却的速度为所希望的范围。其结果,得到孔隙率为1. 5%以下的氧化铝熔融铸造耐火物。铸 模的密度更优选2~2. 6g/cm3,进一步优选2. 2~2. 6g/cm3
[0037] 本制造方法中,上述铸模优选氧化铝质铸模,更优选含有氧化铝骨料和无机粘结 剂的铸模。作为氧化铝骨料,可举出采用烧结法或熔融法制得的氧化铝骨料。作为无机粘 结剂,可举出磷酸铝、水玻璃等。
[0038] 本制造方法中,缓慢冷却是指将金属熔液流入铸模后,将金属熔液的温度即耐火 物放冷至可操作的温度。作为可操作的温度,优选50°C以下。缓慢冷却的时间优选10天以 上,更优选15天以上。如果以10天以内进行缓慢冷却,则冷却速度过快而裂纹的产生比例 变高,因而不优选。
[0039] 实施例
[0040] 以下示出本发明的实施例1~8和比较例1~2。
[0041] 使用市售氧化铝(纯度99%以上)作为Al2O3原料,使用硅砂作为SiOJI料(纯 度99%以上)。另外,使用Na2COjP CaCO 3。
[0042] 按表1中记载的组成称量这些耐火物原料,装入具备石墨电极的1000 kVA的单 相交流电弧炉,在1900~2KKTC的温度下完全热熔融。接下来,将金属熔液流入内尺寸 200mmX300mmX400mm(24L)的氧化错质铸模(密度:2.4g/cm 3)中,铸造后,从氧化错质铸 模中脱模,埋入市售氧化铝的粉末中,在缓慢冷却罐中放冷至室温左右的温度。
[0043][评价]
[0044] 将得到的全部熔融铸造耐火物的化学组成(质量% )、孔隙率和a比例(%)示 于表1。表1中,孔隙率、压缩强度和裂纹按下述进行测定或评价。
[0045] 孔隙率: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50mmX50mm<i)的圆筒状样品,由真比重(I1与表观比重d2使用下述式算出。
[0046]孔隙率(%) = (I-(CVd1)) XlOO
[0047] 压缩强度(MPa):依照JIS R2206测定。
[0048] 裂纹:目视观察制造时的耐火物,评价有无裂纹的产生。表1中,〇是指未观察到 裂纹的情况,X是指目视观察到裂纹的情况。
[0049] 应予说明,表1中,"A/N比"表示耐火物中含有的Al2O 3与Na2O的质量比(Al2O3/ Na 2O)," a相"、" P相"表示各结晶相相对于a氧化铝结晶相与P氧化铝结晶相的合计量 的比例(%)。a氧化铝结晶相和P氧化铝结晶相的存在量如下算出:利用X射线衍射装 置,事先用a氧化铝结晶相与0氧化铝结晶相的最大峰值的比例和含量比例制作标准曲 线,由试验品的a氧化铝结晶相与0氧化铝结晶相的强度比算出各结晶相的比例。
[0050][表1]
[0051]
[0052] 按表2中的记载改变氧化铝质铸模的密度,制造实施例5的耐火物组成的实施例 9~11的耐火物。将所得耐火物的孔隙率和压缩强度示于表2。应予说明,实施例9~11 的耐火物在制造时未观察到裂纹。
[0053] 如表2所示,可知随着氧化铝质铸模的密度变高,a 氧化铝熔融铸造耐火物的 孔隙率变低,压缩强度变高。
[0054] [表 2]
[0055]
[0056] 产业上的可利用性
[0057] 本发明的氧化铝熔融铸造耐火物在耐火物中不易发生从P相向a相的相变,能 够减轻从耐火物的表面层的剥离,因此适合作为玻璃熔融炉的耐火物。
【主权项】
1. 一种氧化铝熔融铸造耐火物,其特征在于,作为化学成分,以氧化物基准的质量%表 不,含有: 95. 9 ~98. 2%的Al2O3, 1. 4 ~2. 4%的Na20, 0? 3 ~1. 5%的Si02, 0 ~0? 5%的CaO, 0 ~0? 2%的Fe2O3, 孔隙率为1.5 %以下。2. 根据权利要求1所述的氧化铝熔融铸造耐火物,其中,所述Al203相对于所述Na20的 质量的比例即Al203/Na20为40~70。3. 根据权利要求1或2所述的氧化铝熔融铸造耐火物,其中,所述Al2O3中,a氧化铝 结晶相相对于a氧化铝结晶相与0氧化铝结晶相的合计量的含有比例为45~87%。4. 根据权利要求1~3中任一项所述的氧化铝熔融铸造耐火物,其中,体积为24~ 230L。5. -种氧化铝熔融铸造耐火物的制造方法,所述氧化铝熔融铸造耐火物作为化学成分 含有以下成分: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. 3~1. 5%的Si02、0~0. 5%的Ca0、0~0. 2%的Fe2O3,所述制造方法的特征在于, 将耐火物原料金属熔液注入密度1.8~2. 7g/cm3的铸模中进行铸造并缓慢冷却。6. 根据权利要求5所述的氧化铝熔融铸造耐火物的制造方法,其中,所述铸模为氧化 铝质铸模。
【专利摘要】本发明的目的是提供一种氧化铝熔融铸造耐火物及其制造方法,该氧化铝熔融铸造耐火物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。所述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Al2O3、1.4~2.4%的Na2O、0.3~1.5%的SiO2、0~0.5%的CaO、0~0.2%的Fe2O3,且孔隙率为1.5%以下。
【IPC分类】C04B35/66
【公开号】CN105174974
【申请号】
【发明人】牛丸之浩, 林晋也, 寺牛唯夫
【申请人】Agc陶瓷株式会社
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年6月10日