[发明专利]耐蚀性砖块及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在非铁冶炼炉、资源再循环熔炉等中使用的砖块，对于溶体的侵蚀具有优异的耐蚀性且寿命较长的耐蚀性砖块及其制造方法。

本申请对2012年6月29日申请的日本专利申请第2012-147246号主张优先权，并将其内容引用于此。

背景技术

在非铁冶炼炉、资源再循环熔炉等中使用有氧化镁-氧化铬质砖块（以下记为Cr-Mg系砖块）、氧化镁-氧化铝质砖块（以下记为Al-Mg系砖块）及氧化铝-氧化铬质砖块（以下记为Al-Cr系砖块）等。这些砖块中除电熔融铸造砖之外孔隙率为2～40%，还有孔隙率较大的砖块。通常，砖块在炉内与溶体接触，受到溶体的化学成分进入到砖块的晶界中的化学侵蚀，因此孔隙率较大的砖块受此种化学侵蚀程度较大。例如，熔渣等溶体成分即SiO₂、FeO、CaO、Na₂O等渗透到砖块的晶界，与砖块成分即MgO、Cr₂O₃、Al₂O₃等反应而造成化学侵蚀。

为了防止这种化学侵蚀，采取了改变砖块的组成或构成颗粒的状态或制造方法的措施。例如，已知有如下氧化镁尖晶石质耐火物质（参考日本特开2000-281429号公报），其特征在于，关于氧化铝-氧化镁砖块，氧化镁结晶的方镁石具有孔径为1～5μm的闭孔，方镁石的尺寸均匀，方镁石的晶界由方镁石和以MgO-Al₂O₃作为成分的尖晶石相构成。

发明内容

本发明提供一种通过在砖块表面形成特定成分的涂布层来替代调整砖块的构成成分的方法，从而防止因砖块成分与熔渣等溶体成分的反应导致的化学侵蚀，尤其防止熔渣成分对砖块的晶界的侵蚀进而提高耐蚀性的砖块。

本发明涉及由以下结构构成的耐蚀性砖块。

[1]一种耐蚀性砖块，其在Al-Cr系砖块、Al-Mg系砖块或Cr-Mg系砖块中，具有由熔点为1600℃以上的尖晶石固溶体构成的涂布层，所述尖晶石固溶体为上述砖块的各成分与Fe的三元系氧化物。

[2]上述[1]中记载的耐蚀性砖块，其中，上述涂布层为熔点为1600℃以上的尖晶石固溶体，所述尖晶石固溶体为在制造砖块时，在烧成前的砖块表面设置磁铁矿粉层，对该磁铁矿粉进行加热并熔融来与砖块的成分发生反应而成的三元系氧化物。

[3]上述[1]或[2]中记载的耐蚀性砖块，其中，上述涂布层为熔点为1600℃以上的尖晶石固溶体，所述尖晶石固溶体为Al-Cr-Fe氧化物固溶体、Al-Mg-Fe氧化物固溶体或Cr-Mg-Fe氧化物固溶体。

另外，本发明涉及由以下结构构成的耐蚀性砖块的制造方法。

[4]一种耐蚀性砖块的制造方法，其中，在Al-Cr系砖块、Al-Mg系砖块或Cr-Mg系砖块中，在制造砖块时，在烧成前的砖块表面设置磁铁矿粉层，对该磁铁矿粉进行加热并使其熔融而使上述砖块的各成分与Fe反应，形成由熔点为1600℃以上的尖晶石固溶体构成的涂布层，所述尖晶石固溶体为所述砖块成分与Fe的三元系氧化物。

[5]上述[4]中记载的耐蚀性砖块的制造方法，其中，在惰性气氛下，将在表面形成上述磁铁矿粉层的烧成前的砖块加热至磁铁矿的熔点以上，来熔融上述磁铁矿粉，接着，转换成空气气氛并进行加热而使磁铁矿与砖块的成分发生反应来形成熔点为1600℃以上的尖晶石固溶体，之后转换成惰性气氛并冷却至常温，所述尖晶石固溶体为Al-Cr-Fe氧化物固溶体、Al-Mg-Fe氧化物固溶体或Cr-Mg-Fe氧化物固溶体。

本发明的耐蚀性砖块在砖块表面具有由砖块成分与Fe的三元系氧化物的尖晶石固溶体构成的涂布层，因此在炉内熔渣成分难以渗入到砖块内部，并能够可靠地抑制因熔渣成分与砖块成分的反应引起的侵蚀。因此显著提高砖块的耐蚀性，并且能够获得寿命较长的砖块。

附图说明

图1是熔损试验的示意图。

图2是表示有关实施例1的颗粒的、熔渣与颗粒的接触部分的截面的EPMA照片。

图3是图2中尖晶石固溶体与熔渣的接触部分A的放大图。

图4是表示有关图3的部分的、基于面积法分析的Si的分布状态的EPMA照片。

图5是表示有关图3的部分的、基于面积法分析的Ca的分布状态的EPMA照片。

图6是表示有关比较例的颗粒的、熔渣与颗粒的接触部分的截面的EPMA照片。

图7是图6中尖晶石固溶体与熔渣的接触部分B的放大图。