[发明专利]轻型耐火骨料

说明书

技术领域

本发明涉及一种由以氧化铝和氧化锆为主要的化学成分的轻型的陶瓷颗粒构成的轻型耐火骨料，特别是一种热特性、化学特性稳定、强度高、导热系数低的轻型耐火骨料。

背景技术

熔化炉等在高温条件下使用的装置等的内部的温度非常高，若直接将热量辐射到外部，作业性、效率性会变得非常差，因此利用耐火物覆盖熔化炉的外部，以防止将内部的热量传递到外部。

作为该耐火物的原料，采用耐火性的骨料作为主要成分。耐火骨料是决定耐火物的耐火性能和强度等的成分，从进一步谋求绝热性的提高、轻型化的观点出发，一直采用空心的耐火骨料(参照专利文献1和专利文献2)。

该种空心的耐火骨料通常采用电熔法或烧结法制造，近年来，由纯度为99质量％以上的氧化铝构成的空心轻型陶瓷原料也在市面上销售，将该原料用作耐火物原料。另外，作为利用电熔法制造空心颗粒等耐火物颗粒的例子，有专利文献3等。

另外，利用电熔法制成的由纯度为99质量％以上的氧化锆构成的空心陶瓷原料也在市面上销售，将该原料用作耐火物的原料。

专利文献1：日本特开平3-39031号公报

专利文献2：日本特开2009-263145号公报

专利文献3：国际公开第2009/072627号公报

但是，由氧化铝构成的空心陶瓷颗粒的材料本身的导热系数较高，因此在想要实现充分的低导热特性的情况下，需要减小空心颗粒的厚度，从而存在强度下降、颗粒容易裂开等问题。

另外，由氧化锆构成的空心陶瓷颗粒通常粒度的大小不一，价格也高，堆密度也大，因此很少用作绝热材料，作为氧化锆组成的原料通常被用作耐火物等。

该氧化锆的矿物是斜锆石，在1100℃左右的温度下转变，从而构造发生变化，因此在施加温度变动时，颗粒发生龟裂，作为结构体的强度下降，所以很难直接用作耐火物的构成颗粒。

当由于在1100℃左右的温度下转变而不适合用作耐火物原料时，虽然添加了CaO(氧化钙)等而稳定化后得到的氧化锆原料也在市面上销售，但该原料的价格更贵，实际情况是：基本上不会将该原料用作直接利用为结构体的耐火物原料。

另外，作为以往的轻型耐火骨料，使用二氧化硅系、纤维系的材料，但其熔点分别为1000℃、1500℃左右，在耐热性这一点上，未必充分。

发明内容

因此，本发明是为了解决上述问题而做成的，目的在于提供一种轻型且导热系数低、且还能充分地确保强度的适合作为耐火物的原料的轻型耐火骨料。

本发明的轻型耐火骨料是将Al₂O₃成分和ZrO₂成分作为必须成分的氧化铝-氧化锆质的耐火骨料，该轻型耐火骨料由空心颗粒构成，该空心颗粒含有67质量％～99质量％的Al₂O₃成分和1质量％～33质量％的ZrO₂成分，且Al₂O₃成分和ZrO₂成分的总量为96质量％以上。

采用本发明的轻型耐火骨料，能够提供轻型且容易处理、导热系数也低、因此绝热性优异、但却也具有充分的强度的新型耐火骨料。另外，通过将该耐火骨料用作耐火物的材料，能够获得具有优异的耐火性能的耐火物。

附图说明

图1是熔融法中的颗粒化方法的概念图。

图2是表示实施例中的堆密度与导热系数的关系的图。

图3是表示实施例中的ZrO₂含量与体积压缩率的关系的图。

具体实施方式

本发明的轻型耐火骨料将Al₂O₃成分和ZrO₂成分作为必须的化学成分，由氧化铝-氧化锆质空心颗粒构成，该空心颗粒将该Al₂O₃成分的含量设定为67质量％～99质量％，将ZrO₂成分的含量设定为1质量％～33质量％，且它们的总量(Al₂O₃+ZrO₂)为96质量％以上。