[发明专利]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、玻璃熔窑及废弃物熔窑

说明书

技术领域

本发明涉及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、玻璃熔窑及废弃物熔窑，尤其涉及含有SnO₂、ZrO₂及SiO₂作为必要成分、并且以规定量含有这些成分从而能够得到不会大幅降低对熔渣的耐侵蚀性并有效抑制SnO₂的挥发的氧化锡质不定形耐火物的粉体组合物、以及利用了该粉体组合物的不定形耐火物的制造方法、玻璃熔窑及废弃物熔窑。

背景技术

玻璃熔窑、废弃物熔窑中使用的耐火物大致分为定形耐火物和不定形耐火物。定形耐火物的施工是砌砖作业，为重体力劳动且需要高超的技术，因此，近年来，逐渐广泛使用由不定形耐火物形成的衬里。

对于一直以来作为熔窑用的不定形耐火物使用的材质，在玻璃制造用途中为氧化锆质、氧化铬质的不定形耐火物，在废弃物熔窑中为氧化铝-氧化铬质不定形耐火物。但是，对于这些材质而言，氧化锆质不定形耐火物的耐侵蚀性低，氧化铬质的不定形耐火物的耐侵蚀性高但会生成六价铬，存在产生熔渣以及使用后耐火物的废弃物污染环境的问题。

在上述背景下，烧结以SnO₂为主要成分的耐火组合物而得到的氧化锡质耐火物与通常使用的耐火物相比较，对熔渣的耐侵蚀性非常高，正在研究其作为玻璃熔窑、废弃物熔窑用的耐火物的用途。

例如，在专利文献1中，提出了一种含有85～99重量％的SnO₂的致密的玻璃熔窑用氧化锡耐火物。但是，还没有报道过将这种耐火物作为玻璃制造装置中的玻璃接触部的耐火物实际再利用的例子。此外，专利文献2中提出了一种含有0.5～40重量％的SnO₂的废弃物熔窑用的不定形耐火物，但至今为止，还未提出过含有超过40重量％的SnO₂的不定形耐火物。

作为其理由，认为有如下的问题。作为基本的特性，SnO₂具有在高温场、尤其是1200℃以上的高温场中以SnO的形式挥发的性质。由于该挥发，耐火物的组织多孔化而脆化，耐火物剥离，或者在玻璃的制造中，挥发的SnO成分在玻璃制造装置中的低温部发生浓缩·凝固，从而SnO₂成分作为异物掉落并混入玻璃中，使玻璃成形体的制造中的成品率降低。此外，使用SnO₂作为不定形耐火物的耐火材料时，从熔渣浸润之前起氧化锡颗粒就因挥发而脆化，对熔渣的耐侵蚀性大幅降低。

另一方面，氧化锡烧结体在高温场中作为玻璃熔融用的电极材料使用，通常，这样的氧化锡电极材料由90～98质量％以上的SnO₂和0.1～2.0质量％左右的烧结助剂及低电阻化剂制成，作为具有对熔融玻璃的高耐侵蚀性和对通电而言充分的低电阻性两种特性的材料利用。但是，这样的一般的氧化锡电极材料在高温场、尤其是1200℃以上的高温场中会以SnO的形式缓慢地挥发，因此，不能避免地发生劣化。

作为用于解决SnO₂在高温场的挥发问题的现有技术，非专利文献1中报道了一种氧化锡烧结体，其使氧化锡粉末中含有0.5摩尔％的烧结助剂CoO、相对于ZrO₂及SnO₂的含量的总和为0～10摩尔％的作为挥发抑制成分的ZrO₂，用于抑制SnO₂的挥发。

此外，专利文献3中提出了一种玻璃熔融用电极材料，其在含有烧结助剂、低电阻化剂的同时，还含有相对于Y及SnO₂的含量的总和为0～8质量％的Y成分作为挥发抑制剂，抑制SnO₂的挥发，所述Y成分为ZrO₂、HfO₂、TiO₂、Ta₂O₅、CeO₂等氧化物。

此外，专利文献2中，作为将SnO₂用作不定形耐火物的耐火材料的例子，提出了含有0.5～40重量％的SnO₂的废弃物熔窑用的不定形耐火物。

这些含有挥发抑制成分的氧化锡烧结体具有挥发抑制成分固溶在氧化锡颗粒内部的组织，在高温场中SnO₂挥发时，固溶在氧化锡颗粒内部的挥发抑制成分被浓缩而在氧化锡颗粒表面析出，并覆盖氧化锡颗粒表面，因此，能够抑制SnO₂的挥发。

现有技术文献

专利文献