氧化锡质不定形耐火物用粉体组合物、氧化锡质不定形耐火物的制造方法、玻璃熔窑及废...的制作方法_2

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2的耐火物,因此,能够提供不会大幅降低对玻璃的耐侵 蚀性并且能够自Sn化的挥发开始后的初始阶段起发挥优异的挥发抑制效果的高耐侵蚀性 的不定形耐火物。进而,该不定形耐火物能够根据施工对象物的形状进行施工,因此,对象 不受限定,可W广泛应用。
[0041] 此外,根据本发明的玻璃烙害及废弃物烙害,由于具备对上述氧化锡质不定形耐 火物用粉体组合物进行施工而得到的不定形耐火物,因此,能够没有间隙地形成于害壁等, 发挥优异的耐火性,并且,由于具有发挥Sn化的挥发抑制效果的、对烙渣的耐侵蚀性优异的 氧化锡质不定形耐火物,因此,能够延长害的产品寿命。
【具体实施方式】
[0042] 本发明的氧化锡质不定形耐火物用粉体组合物的特征在于,W氧化锡质耐火物中 的Sn化、Z;r〇2及SiO2的含量为规定的量的方式含有耐火性配混物。W下,对本发明进行详 细说明。
[0043] 本发明的氧化锡质不定形耐火物用粉体组合物含有耐火性配混物作为骨料,所述 耐火性配混物含有Sn〇2及ZrO2作为必要成分。
[0044] 本发明中使用的Sn〇2对烙渣的侵蚀的抵抗力强、且耐热性高,因此作为不定形耐 火物的主要成分而含有Sn化。
[0045] 本发明中使用的Zr〇2是对烙融烙渣的侵蚀的抵抗力强、进而具有抑制不定形耐火 物的主要成分即Sn〇2的挥发的作用的成分。
[0046] 本发明中使用的Si〇2是形成基质玻璃、发挥应力缓和作用的成分。此外,是也具 有抑制不定形耐火物中的主要成分即Sn化的挥发的作用的成分。
[0047] 本发明的氧化锡质不定形耐火物用粉体组合物中,优选除耐火性配混物之外还含 有结合剂。结合剂是用于提高不定形耐火物的施工性的结合剂成分。含有该成分时,施工 后的成形体强度提高,因此,施工性提高。但另一方面,其对烙渣的耐侵蚀性低,并且会阻碍 氧化锡、氧化错颗粒形成颈部(neck)。
[0048] 本发明中使用的结合剂的种类、添加量与现有的不定形耐火物中使用的结合剂的 种类、添加量相比没有特别的改变。例如,可W使用高侣水泥、胶体氧化侣、胶体二氧化娃、 儀氧水泥、憐酸盐、娃酸盐等。其中,优选高侣水泥、胶体氧化侣、胶体二氧化娃,更优选高侣 水泥。结合剂的使用量在耐火性配混物中优选为0~10质量%、更优选为0~5质量%。 运里,虽然胶体氧化侣、胶体二氧化娃等为水溶液,但在本发明中,使用量换算为固体物质 来表不。
[0049] 此外,上述氧化锡质耐火物用粉体组合物中,优选除耐火性配混物之外还含有分 散剂。分散剂用于赋予不定形耐火物的施工时的流动性。具体例的种类没有任何限定,例 如为Ξ聚憐酸钢、六偏憐酸钢、超聚憐酸钢(sodiumultrapolyphosphate)、酸性六偏憐酸 钢、棚酸钢、碳酸钢、聚偏憐酸盐等无机盐、巧樣酸钢、酒石酸钢、聚丙締酸钢、横酸钢、聚簇 酸盐、β-糞横酸盐类、糞横酸、含簇基聚酸系分散剂等。
[0050]添加量相对于耐火性配混物100质量%,W外添比计优选为0. 01~2质量%、更 优选为0.03~1质量%。
[0051]本发明的氧化锡质不定形耐火物用粉体组合物中,将前述耐火性配混物中所含的Sn〇2、Zr〇2及SiO 2的含量的总和设为70质量% ^上。运是因为,耐火物中包含过多其它成 分时,会损害Sn〇2所具有的对玻璃的优异的耐侵蚀性。为了使耐侵蚀性良好,Sn〇2、Zr〇2及 Si〇2的含量的总和优选为85质量% ^上、更优选为95质量% ^上。作为Sn〇2、Zr〇2及SiO 2 的含量的总和,尤其优选为97~99. 5质量%。
[0052]此外,在本发明中,将运些作为必要成分的Sn〇2、Zr〇2及Si〇2的含量的总和设为 100摩尔%时,含有55~98摩尔%的511化、1~30摩尔%的2甘化、1~15摩尔%的Si化。 对于它们的优选的范围,将在后面叙述。
[0053]用作耐火性配混物的骨料优选W颗粒的形态使用,对于其颗粒的粒径,优选的是, 例如将最大粒径设为1~3mm,组合粗粒、中粒、细粒、微粒运样的粒径不同的颗粒进行适当 调整。
[0054]此外,出于赋予不定形耐火物抗散裂性的目的,可W在前述粗粒、中粒、细粒、微粒 的基础上组合例如粒径3~50mm的粗大粒径的耐火骨料。
[0055]运里,例如,粗粒设为小于1700μm且为840μmW上、中粒设为小于840μm且为 250μmW上、细粒设为小于250μm且为75μmW上、微粒设为小于75μm且为15μmW上 的情况下,分别调整运4种骨料并配混。如果仅针对运4种骨料进行说明,则从巧±填充的 方面考虑,优选的是如下的含有比率:将它们设为100质量%时,粗粒为21~33质量%、中 粒为15~28质量%、细粒为30~45质量%、微粒为5~18质量%的范围。需要说明的 是,本说明书中,粒度是指基于JISR2552测定的值。该耐火性原料可W使用将使用后的耐 火物、耐火物废料等粉碎并调整粒径而得到的物质。
[0056]进而,作为骨料,优选配混粉末状颗粒的微粉,所述微粉包含选自由粒径小于 15μm的氧化锡颗粒、粒径小于15μm的错石颗粒及粒径小于15μm的氧化锡和氧化错的固 溶体颗粒组成的组中的1种W上颗粒而成。运里使用的微粉的粒径优选为10ymW下的微 粉、更优选为3μπιW下的微细粉。运里,将3μπιW下的微粉特别称为微细粉。
[0057]作为运样的粉末状的颗粒,优选W在耐火性配混物中含有1~10质量%的上述包 括微细粉的微粉的方式进行配混。通过像运样W规定的范围含有粉末状的颗粒的包括微细 粉的微粉,能够在粒径比其大的氧化锡颗粒之间形成颈部,提高对烙渣的耐侵蚀性。
[0058]尤其优选在前述耐火性配混物中含有1~10质量%的微细粉,所述微细粉含有选 自由3μπιW下的氧化锡颗粒、3μπιW下的错石颗粒及3μπιW下的氧化锡和氧化错的固溶 体颗粒组成的组中的1种W上颗粒,由此,能够进一步提高对烙渣的耐侵蚀性。
[0059]通过如上所述将耐火性配混物中的Sn化、Z;r〇2及SiO2的含量设定为规定的范围、 并进而使运些成分的关系为规定的关系,能够得到自早期阶段起抑制高溫场中的Sn〇2的挥 发、并且兼具对烙渣的高耐侵蚀性的氧化锡质不定形耐火物。
[0060]本发明人等对SrA、Zr〇2及Si〇2的含量进行研究的结果发现,在不含有Si〇2而W Sn〇2及Zr〇2运两种物质作为主要成分时,发挥Sn〇2的挥发抑制效果的Zr〇2固溶存在于Sn〇2 中。而且,得到的耐火物的特性受到耐火物使用时或使用前的热处理时的溫度及降溫速度 影响,例如,在1400°C进行5小时热处理、W300°C/小时降溫时,Zr〇2在Sn〇2中的固溶极 限浓度为约20~25摩尔%。
[0061] 但是,像本发明运样设为含有Si〇2的组成时,虽然原因尚未明确,但ZrO2在SnO2中 的固溶极限浓度大幅降低至约12摩尔%。因此,在含有Si〇2的组成范围中,与不含有SiO 2 而仅含有Zr〇2的情况相比,在高溫场中SnO2挥发时,固溶在SnO2内的ZrO2在早期阶段达到 固溶极限,向氧化锡颗粒表面析出。因此,与不含有Si化的情况相比,能够从挥发开始后的 初始阶段起发挥优异的Sn〇2的挥发抑制效果。
[0062] 此外,在固溶有Zr〇2的氧化锡(W下也记为氧化锡-氧化错固溶体)的颗粒间W 非晶质化的状态存在的二氧化娃的大部分与超出固溶极限而析出的氧化错反应,W错石的 形式存在于氧化锡-氧化错固溶体的颗粒间,使Sn〇2的相对的表面积减少。因此,与不含 有Si化而含有ZrO2的情况相比,也长期发挥优异的挥发抑制效果。
[0063] 此外,还存在不与二氧化娃反应的氧化错,该氧化错单独也发挥挥发抑制效 果。错石及氧化错可W通过使用SEM-邸X(扫描电子显微镜-能量色散X射线探测 器(Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive X-ray Detector)、Hitachi Hi曲-Technologies Co巧oration制造、商品名:S-3000H)等电子显微镜装置来确认其存 在。
[0064] 需要说明的是,运里,固溶极限浓度如下确定:在改变错石的添加量并在1400°C 进行般烧而得到的耐火物中,用SEM-EDX分析耐火物组织,作为固溶在Sn化中的ZrO2的大 致的固溶极限浓度而确定。
[0065]W下对将本发明的耐火性配混物限定为上述组成的理由进行说明。
[0066] 将511〇2、2啤及51〇2的总量设为1〇〇摩尔%时的各成分的含有比率满足如上所述 的、Sn〇2为55~98摩尔%、ZrO2为1~30摩尔%、SiO2为1~15摩尔%的关系时,ZrO2 的固溶极限浓度降低,从Sn化的挥发开始时起,氧化错在早期在氧化锡颗粒表面析出。因 此,与完全不含有Si化的情况相比较,能够从更早期的阶段起发挥优异的SnO2的挥发抑制 效果。此外,二氧化娃的大部分与超过固溶极限而析出的氧化错反应,W错石的形式存在于 氧化锡-氧化错固溶体的颗粒间,使露出在外部环境的Sn〇2的表面积减少。因此,与不含 有Si化而含有ZrO2的情况相比,长期发挥优异的SnO2的挥发抑制效果。
[0067] 在该组成范围内时,Zr〇2主要为固溶在Sn〇2中的状态,超出固溶极限的部分会在 氧化锡颗粒的表面析出。析出的氧化错与二氧化娃反应,W错石的形式存在于氧化锡-氧 化错固溶体的颗粒的表面,但根据二氧化娃的存在量,一部分未反应的氧化错W氧化错的 形式存在于氧化锡-氧化错固溶体颗粒的表面。
[006引Si02与Sn02、Zr02及其它成分反应,成为W非晶质化的状态存在于氧化锡-氧化错 固溶体的颗粒间的组织,若氧化错在颗粒表面析出,则会与氧化错反应而生成错石。
[0069] 如上所述,本发明的氧化锡质不定形耐火物由于从Sn〇2挥发的早期阶段起,ZrO2 在Sn化中的固溶量便达到固溶极限浓度,在氧化锡上形成错石及氧化错,因此,发挥优异的 Sn〇2的挥发抑制效果。
[0070] 此外,由于在氧化锡表面析出的错石的一部分还发挥作为连接氧化锡颗粒之间的 颈部的作用,并且,错石对烙融烙渣的侵蚀的抵抗力强,因此,还有助于提高对烙渣的耐侵 蚀性。
[0071] 本发明
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