JPH11199316A - Refractory for furnace wall, method of using the same, and melting furnace - Google Patents
Refractory for furnace wall, method of using the same, and melting furnaceInfo
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- JPH11199316A JPH11199316A JP10003559A JP355998A JPH11199316A JP H11199316 A JPH11199316 A JP H11199316A JP 10003559 A JP10003559 A JP 10003559A JP 355998 A JP355998 A JP 355998A JP H11199316 A JPH11199316 A JP H11199316A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】酸化クロムを添加しなくても、酸化クロムを添
加したものと同等以上の耐食性を有する炉壁用耐火物を
提供することを目的とする。
【解決手段】酸化アルミニウム(Al2O3)を主成分と
する炉壁用耐火物であって、スピネル(MgAl2O4)
の含有量が10〜45重量%および酸化ジルコニウム
(ZrO2)の含有量が10〜35重量%の範囲とした
ものである。(57) [Problem] To provide a refractory for a furnace wall having corrosion resistance equal to or higher than that to which chromium oxide is added without adding chromium oxide. A refractory for a furnace wall containing aluminum oxide (Al 2 O 3 ) as a main component, comprising spinel (MgAl 2 O 4 ).
The content of content 10 to 45% by weight and zirconium oxide (ZrO 2) is that the range of 10 to 35 wt%.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、焼却灰、産業廃棄
物などを溶融する溶融炉の炉壁などに使用される耐火物
およびその使用方法並びにこの耐火物を使用した溶融炉
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a refractory used for a furnace wall of a melting furnace for melting incineration ash, industrial waste, and the like, a method of using the same, and a melting furnace using the refractory. .
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、ごみ焼却灰、産業廃棄物などを溶
融し減容化を図るための溶融炉における炉壁の構成材
料、すなわち炉壁用耐火物としては、酸化アルミニウム
(Al2O3)を主成分とし、耐食性を発揮させる酸化ク
ロム(Cr2O3)が5〜20重量%の範囲で含有された
組成のものが使用されている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a constituent material of a furnace wall in a melting furnace for melting refuse incineration ash and industrial waste to reduce the volume, that is, as a refractory for the furnace wall, aluminum oxide (Al 2 O 3) is used. ) as a main component, chromium oxide to exhibit corrosion resistance (Cr 2 O 3) is those compositions which are contained in an amount of 5 to 20% by weight is used.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記従来の耐火物は、
酸化クロムが含有されているため、六価クロムが発生す
る怖れがあり、またこの耐火物の廃棄処分についても、
苦慮しているのが現状である。The above-mentioned conventional refractories are:
Since chromium oxide is contained, there is a fear that hexavalent chromium may be generated, and regarding the disposal of this refractory,
It is at present that we are struggling.
【0004】そこで、本発明は、酸化クロムを含有させ
なくても、従来の酸化クロムを含有したものと同等以上
の耐食性を有する炉壁用耐火物およびその使用方法並び
に溶融炉を提供することを目的とする。Accordingly, an object of the present invention is to provide a refractory for a furnace wall having a corrosion resistance equal to or higher than that of a conventional one containing chromium oxide without using chromium oxide, a method of using the same, and a melting furnace. Aim.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の炉壁用耐火物は、酸化アルミニウム(Al
2O3)を主成分とする炉壁用耐火物であって、スピネル
(MgAl2O4)の含有量を10〜45重量%および酸
化ジルコニウム(ZrO2)の含有量を10〜35重量
%の範囲としたものである。In order to solve the above-mentioned problems, a refractory for a furnace wall according to the present invention comprises aluminum oxide (Al).
2 O 3 ) is a refractory for a furnace wall mainly composed of 10 to 45% by weight of spinel (MgAl 2 O 4 ) and 10 to 35% by weight of zirconium oxide (ZrO 2 ). The range is as follows.
【0006】上記の耐火物によると、酸化クロムを含有
させることなく、酸化クロムが含有された耐火物と同等
以上の耐食性が得られる。また、本発明の炉壁用耐火物
の使用方法は、被処理物の塩基度が0.5〜2の範囲内
である炉本体の内壁面に使用する方法であり、内壁面で
の耐食性を確実に発揮させ得る。According to the above refractory, corrosion resistance equal to or higher than that of a refractory containing chromium oxide can be obtained without containing chromium oxide. Further, the method of using the refractory for a furnace wall of the present invention is a method of using the refractory for an inner wall surface of a furnace body in which the basicity of an object to be treated is in a range of 0.5 to 2, and the corrosion resistance on the inner wall surface is reduced. It can be surely demonstrated.
【0007】さらに、本発明の溶融炉は、上記炉壁用耐
火物を、被溶融物を溶融する炉本体の内壁面に配置した
ものであり、これによると、耐食性に優れた溶融炉を提
供し得る。Further, in the melting furnace of the present invention, the refractory for a furnace wall is disposed on an inner wall surface of a furnace main body for melting a material to be melted, thereby providing a melting furnace excellent in corrosion resistance. I can do it.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態におけ
る炉壁用耐火物について説明する。本実施の形態に係る
炉壁用耐火物は、酸化アルミニウム(Al2O3)を主成
分とする耐火物に、スピネル(MgAl2O4)を10〜
45重量%および酸化ジルコニウム(ZrO2)を10
〜35重量%の割合でそれぞれ含有させたものであり、
好ましい含有量は、スピネルが10〜40重量%および
酸化ジルコニウムが10〜30重量%の範囲であり、ま
た好ましい(耐食性が発揮し得る)使用可能な被溶融物
(被処理物)の塩基度は0.5〜2の範囲内とされる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a refractory for a furnace wall according to an embodiment of the present invention will be described. The refractory for a furnace wall according to the present embodiment is obtained by adding spinel (MgAl 2 O 4 ) to a refractory mainly containing aluminum oxide (Al 2 O 3 ).
45% by weight and 10% zirconium oxide (ZrO 2 )
To 35% by weight, respectively.
The preferred content is in the range of 10 to 40% by weight of spinel and 10 to 30% by weight of zirconium oxide, and the basicity of a usable (possible corrosion resistance) usable melt (workpiece) is It is in the range of 0.5 to 2.
【0009】以下、上記範囲における組成で種々作成し
た耐火物と、上記範囲外の組成で種々作成した耐火物と
について、それぞれ耐食性を調べるための侵食実験を行
った結果を、下記の[表1]および[表2]に基づき説
明する。The results of erosion tests for investigating the corrosion resistance of refractories made variously with compositions in the above range and refractories variously made with compositions outside the above range are shown in Table 1 below. ] And [Table 2].
【0010】まず、この侵食実験に使用した耐火物、す
なわち試料の作成方法およびその実験方法について説明
する。それぞれ平均粒径が50μmの酸化アルミニウ
ム、スピネル、酸化ジルコニウムおよび酸化クロムをそ
れぞれ[表1]に示す割合で配合したものを、水を用い
てボールミルにより24時間混合し、その後、乾燥機に
て120℃でもって24時間乾燥した。なお、ボールミ
ルで混合する際に、バインダーとしてPVA(ポリビニ
ールアルコール)を粉末重量100に対して3の割合で
添加した。First, a method of preparing a refractory used in the erosion test, that is, a sample, and a test method thereof will be described. A mixture of aluminum oxide, spinel, zirconium oxide, and chromium oxide each having an average particle size of 50 μm at a ratio shown in Table 1 was mixed with water by a ball mill for 24 hours. C. for 24 hours. In addition, when mixing with a ball mill, PVA (polyvinyl alcohol) was added as a binder at a ratio of 3 with respect to a powder weight of 100.
【0011】この乾燥により得られた粉末を300kg
/cm2の圧力でプレス成形を行い、その後、大気中に
て、1600℃でもって2時間加熱して焼結を行い、7
0mm×70mm×65mmの角柱状の試験片すなわち
試料を得た。[0011] 300 kg of the powder obtained by this drying
/ Cm 2 , and then sintering at 1600 ° C. for 2 hours in the air.
A rectangular test piece of 0 mm × 70 mm × 65 mm, that is, a sample was obtained.
【0012】次に、実験方法であるが、上記各試料(試
験片)の中央部に、直径30mm×深さ35mmの孔を
形成し、この孔に、下記の[表2]に示すような塩基度
が0.5、1.0および2.0に調整された3種類の侵
食剤を入れて、大気中にて、1400℃でもって100
時間加熱保持した。なお、侵食剤の塩基度を、0.5〜
2.0の範囲としたのは、通常、焼却灰の塩基度が0.
7〜1.0であることを考慮したものである。Next, as an experimental method, a hole having a diameter of 30 mm and a depth of 35 mm was formed in the center of each of the above-mentioned samples (test pieces), and this hole was formed as shown in Table 2 below. Three kinds of erosion agents whose basicity was adjusted to 0.5, 1.0 and 2.0 were put in the atmosphere at 1400 ° C. for 100 hours.
Heated and held for hours. In addition, the basicity of the erosion agent is 0.5 to
The range of 2.0 is usually used when the basicity of the incinerated ash is 0.1.
7 to 1.0.
【0013】そして、加熱保持後、試料の中央部を切断
し、JIS R2214にしたがって容損量および浸透
量をそれぞれ測定した。なお、[表1]中の評価につい
ては、Al2O3−5%Cr2O3材における値を1とし
て、各試料を相対評価したものである。この評価は、○
と×とで表わしたが、Al2O3−Cr2O3材の値と同等
若しくは優れていれば○、劣っていれば×とした。After heating and holding, the central portion of the sample was cut, and the impairment amount and the permeation amount were measured according to JIS R2214. The evaluation in Table 1 is a relative evaluation of each sample, with the value for the Al 2 O 3 -5% Cr 2 O 3 material being 1. This evaluation is ○
And x, the result was evaluated as ○ when the value was equal to or superior to the value of the Al 2 O 3 -Cr 2 O 3 material, and as x when inferior.
【0014】[0014]
【表1】 [Table 1]
【0015】[0015]
【表2】 [Table 2]
【0016】[表1]の評価に基づき判断すると、スピ
ネルの含有量が10〜40重量%で、かつ酸化ジルコニ
ウムの含有量が10〜20重量%の範囲である場合(試
料番号6,7,8,13,14,17および18)に、
それぞれ良好な結果が得られているのが分かる。これに
対して、スピネルの含有量が50重量%である場合(試
料番号10)、および酸化ジルコニウムの含有量が10
〜20重量%の範囲である場合(試料番号9)に、評価
が不良であった。すなわち、試料番号10に示すよう
に、スピネルが50重量%以上になると、スピネルの分
解により発生した酸化マグネシウム(MgO)がスレー
キング反応[MgO+H2O→Mg(OH)2]を起こし
てクラックが発生する。また、試料番号9に示すよう
に、酸化ジルコニウムが40重量%以上になると、熱ス
ポーリング性が低下してクラックが発生する。さらに、
スピネルだけを添加した場合(試料番号4)および酸化
ジルコニウムだけを添加した場合(試料番号5)も、評
価が不良であった。なお、酸化クロムだけを添加した場
合の結果を、比較例として、試料番号1,2,3,1
1,12,15および16に示しておく。Judging based on the evaluation in Table 1, when the content of spinel is in the range of 10 to 40% by weight and the content of zirconium oxide is in the range of 10 to 20% by weight (sample Nos. 6, 7, 8, 13, 14, 17 and 18)
It can be seen that good results were obtained for each. On the other hand, when the content of spinel is 50% by weight (sample No. 10), the content of zirconium oxide is 10%.
When it was in the range of 20% by weight (Sample No. 9), the evaluation was poor. That is, as shown in Sample No. 10, when the spinel content is 50% by weight or more, magnesium oxide (MgO) generated by decomposition of the spinel causes a slaking reaction [MgO + H 2 O → Mg (OH) 2 ] to generate cracks. I do. Further, as shown in Sample No. 9, when the content of zirconium oxide is 40% by weight or more, thermal spalling property is reduced and cracks occur. further,
The evaluation was also poor when only spinel was added (Sample No. 4) and when only zirconium oxide was added (Sample No. 5). As a comparative example, the results obtained when only chromium oxide was added were sample numbers 1, 2, 3, and 1.
1, 12, 15 and 16.
【0017】これらの結果を考慮すると、酸化アルミニ
ウムに添加する(含有させる)スピネルおよび酸化ジル
コニウムの適正な割合は、10〜45重量%および10
〜35重量%となる。Taking these results into consideration, the appropriate proportions of spinel and zirconium oxide to be added (contained) to aluminum oxide are 10 to 45% by weight and 10 to 45% by weight.
-35% by weight.
【0018】また、上記耐火物を組み込むのに適正な炉
としては、焼却灰、産業廃棄物などを溶融して減容化す
るための溶融炉があり、その炉本体の内壁面に配置され
る。勿論、この場合、内壁面での耐食性が発揮される。
なお、焼却炉の炉本体の内壁面にも適用し得る。As a furnace suitable for incorporating the refractory, there is a melting furnace for melting incineration ash, industrial waste and the like to reduce the volume, and is disposed on the inner wall surface of the furnace body. . Of course, in this case, corrosion resistance on the inner wall surface is exhibited.
In addition, it can be applied to the inner wall surface of the furnace main body of the incinerator.
【0019】ここで、上記本発明に係る耐火物を、実際
の溶融炉に組み込んだ結果について説明する。[表1]
の試料番号7の組成のものを用いて、400mm×40
0mm×200mmのブロックを製作し、塩基度が0.
5である産業廃棄物の溶融炉に組み込み、200時間の
連続運転を行った。Here, the result of incorporating the refractory according to the present invention into an actual melting furnace will be described. [Table 1]
400 mm × 40
A block of 0 mm x 200 mm was manufactured, and the basicity was 0.
5 was incorporated into an industrial waste melting furnace and operated continuously for 200 hours.
【0020】そして、このブロックを取り出し、従来か
ら組み込まれている酸化クロムが5重量%含有された酸
化アルミニウムを主成分とする耐火物と比較した。その
結果、従来の耐火物は15mm容損したのに対し、本発
明に係る耐火物の容損は13mmであり、従来の耐火物
に比べて、耐食性に優れていることが確認された。Then, the block was taken out and compared with a conventionally incorporated refractory mainly composed of aluminum oxide containing 5% by weight of chromium oxide. As a result, while the conventional refractory lost 15 mm, the refractory according to the present invention lost 13 mm, and it was confirmed that the refractory was superior to the conventional refractory in corrosion resistance.
【0021】このように、本発明に係る耐火物は、酸化
クロムを含有することなく、従来の酸化クロムが含有さ
れた耐火物と同等以上の耐食性を有しており、したがっ
て耐火物の使用時に六価クロムが発生することがないと
ともに、耐火物の廃棄処理にも問題は生じることはな
い。As described above, the refractory according to the present invention does not contain chromium oxide and has corrosion resistance equal to or higher than that of a conventional refractory containing chromium oxide. Hexavalent chromium is not generated, and there is no problem in disposal of refractories.
【0022】また、本発明に係る耐火物を、溶融炉の炉
壁として使用した場合、その被溶融物の塩基度が0.5
〜2.0の範囲内であれば、耐食性が確実に得られる。When the refractory according to the present invention is used as a furnace wall of a melting furnace, the basicity of the material to be melted is 0.5%.
When it is in the range of 2.0 to 2.0, corrosion resistance can be reliably obtained.
【0023】[0023]
【発明の効果】以上のように本発明の耐火物によると、
酸化クロムを含有させることなく、従来の酸化クロムが
含有された耐火物と同等以上の耐食性を発揮させること
ができ、したがって耐火物の使用時に六価クロムが発生
することがないとともに、耐火物の廃棄処理にも問題は
生じることはない。また、本発明の耐火物の使用方法お
よび溶融炉によると、耐食性を確実に発揮し得る。As described above, according to the refractory of the present invention,
Without containing chromium oxide, corrosion resistance equal to or higher than that of conventional refractories containing chromium oxide can be exerted. There is no problem with disposal. Further, according to the method for using the refractory of the present invention and the melting furnace, corrosion resistance can be reliably exhibited.
Claims (3)
する炉壁用耐火物であって、スピネル(MgAl2O4)
の含有量が10〜45重量%および酸化ジルコニウム
(ZrO2)の含有量が10〜35重量%の範囲である
ことを特徴とする炉壁用耐火物。1. A furnace wall refractory containing aluminum oxide (Al 2 O 3 ) as a main component, comprising spinel (MgAl 2 O 4 ).
Furnace wall refractories, wherein the amount is in the range of 10 to 35 wt% of the content of 10 to 45% by weight and zirconium oxide (ZrO 2) of.
あって、被処理物の塩基度が0.5〜2の範囲内である
炉本体の内壁面に使用することを特徴とする炉壁用耐火
物の使用方法。2. A method for using a refractory for a furnace wall according to claim 1, wherein the refractory for a furnace wall is used on an inner wall surface of a furnace main body in which the basicity of an object to be treated is in a range of 0.5 to 2. How to use refractories for furnace walls.
を溶融する炉本体の内壁面に配置したことを特徴とする
溶融炉。3. A melting furnace wherein the refractory for a furnace wall according to claim 1 is arranged on an inner wall surface of a furnace body for melting a material to be melted.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10003559A JPH11199316A (en) | 1998-01-12 | 1998-01-12 | Refractory for furnace wall, method of using the same, and melting furnace |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10003559A JPH11199316A (en) | 1998-01-12 | 1998-01-12 | Refractory for furnace wall, method of using the same, and melting furnace |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11199316A true JPH11199316A (en) | 1999-07-27 |
Family
ID=11560792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10003559A Pending JPH11199316A (en) | 1998-01-12 | 1998-01-12 | Refractory for furnace wall, method of using the same, and melting furnace |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11199316A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8569191B2 (en) | 2009-05-05 | 2013-10-29 | E I Du Pont De Nemours And Company | Refractory lining for titanium ore beneficiation |
-
1998
- 1998-01-12 JP JP10003559A patent/JPH11199316A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8569191B2 (en) | 2009-05-05 | 2013-10-29 | E I Du Pont De Nemours And Company | Refractory lining for titanium ore beneficiation |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A02 | Decision of refusal |
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