(57)【要約】【課題】灰溶融炉の炉底または側壁等の内張り、羽口、樋、天井などに用いられる焼却灰等の溶融炉用耐火物の耐用性を高めることにある。【解決手段】クロミアを３〜１５重量％、マグクロ含有原料を２〜７０重量％、残部をアルミナとした焼却灰等の溶融炉用耐火物である。より好ましくは、クロミアを３〜１０重量％、マグクロ含有原料を１０〜５０重量％とできる。さらに、クロミアを微粉で添加し、マグクロ含有原料を粗粒で添加するのがより好ましい。【選択図】　　　　図なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロミアとアルミナとマグクロを配合した焼却灰等の溶融炉用耐火物であって、
クロミアを３〜１５重量％、マグクロ含有原料を２〜７０重量％、残部をアルミナとしたことを特徴とする焼却灰等の溶融炉用耐火物
【請求項２】
クロミアを３〜１０重量％、マグクロ含有原料を１０〜５０重量％とした請求項１に記載の焼却灰等の溶融炉用耐火物。
【請求項３】
クロミアを微粉で添加し、マグクロ含有原料を粗粒で添加した請求項１または２に記載の焼却灰等の溶融炉用耐火物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、耐火物分野における、特にゴミ焼却炉から排出される焼却灰および飛灰の体積を減らすために、さらにプラズマ等の熱をかけて溶融スラグにする際に用いられる灰溶融炉の炉底または側壁等の内張り、羽口、樋、天井などに用いられる焼却灰等の溶融炉用耐火物に関するものである．
【０００２】
【従来の技術】
クロミアとアルミナを主成分とする耐火物は、高シリカ質スラグによる浸食に強いという性質を有していることから、石炭ガス化炉、ガラス溶融炉、汚泥溶融炉等の耐火材として従来から広く使用されている。
【０００３】
しかしながら、使用条件の過酷化に伴い、従来のアルミナ−クロミア系耐火物では対応できなくなって、より耐食性、耐スラグ浸透性の優れた材料が求められている。その焼却灰溶融炉用耐火物の従来技術としては、例えば特許２６０１１２９号公報、特開平１０−３２４５６２号公報、特開平１０−３２４５６３号公報のものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許２６０１１２９号公報は、クロミア粗角７〜５０重量％使用することにより耐食性向上を図ったものであるが、クロミアは通常粉末で入手され、難焼結性材料のため緻密な粗角を得難く、また高価である。また、特開平１０−３２４５６２号公報は、クロミアを０．１〜７０重量％使用したプレキャストブロックにより耐スラグ溶損、浸潤向上を図ったものであるが、クロミアは粉末での添加量が限られており、難焼結性材料であるクロミアから緻密な粗角の作製といった間題が生じる。さらに、特開平１０一３２４５６３号公報は、アルミナ−クロミア質にジルコニアを添加することにより耐食性、耐スラグ浸透性向上を図ったものであるが、耐熱スポーリング低下の問題がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のような点に鑑みたもので、上記の課題を解決し、かつ操業の過酷化に対応するアルミナークロミア系耐火物の更なる耐食性向上対策を提供するもので、本発明者らは焼却灰溶融炉用耐火物の耐用性を向上させるために鋭意研究を重ねた結果、クロミア質原料はアルミナとの組合せによりスラグ浸透抑制を図れ、クロミア質原料は微粉部で添加する方がより効果的であり、マグクロ含有原料により耐食性向上を図れて、特にマグクロ含有原料は粗粒部で添加する方がより効果的であることを見い出したものである。
【０００６】
そして本発明は、クロミアとアルミナとマグクロを配合した焼却灰等の溶融炉用耐火物であって、クロミアを３〜１５重量％、マグクロ含有原料を２〜７０重量％、残部をアルミナとしたことを特徴とする焼却灰等の溶融炉用耐火物を提供するにある。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の焼却灰等の溶融炉用耐火物は、クロミアとアルミナとマグクロを配合した焼却灰等の溶融炉用耐火物であって、クロミアを３〜１５重量％、マグクロ含有原料を２〜７０重量％、残部をアルミナとしたことを特徴とする焼却灰等の溶融炉用耐火物を特徴とするものである。
【０００８】
アルミナ質原料は、純度９９％以上が好ましい。純度９９％以下であると、ＳｉＯ２、Ｆｅ２０３等の不純物が多くなるために低融点物の生成を促し、耐食性、耐スラグ浸透性の低下を招くので好ましくない。また、アルカリとの反応が起こりやすくなるため好ましくなく、ＭｇＯ成分が混入すると耐塩素性低下を招くため好ましくない。アルミナ質原料は、電融アルミナ、焼結アルミナおよび仮焼アルミナが使用できる。
【０００９】
クロミア質原料は、３〜１５重量％が好ましい。３重量％以下であると、耐食性、耐スラグ浸透性向上効果が無い。１５重量％以上であると微粉部での添加は難しく、粗角で添加しなくてはいけない。しかし、クロミアの緻密な粗角は得難く、かつ高価であるため、品質の安定、コスト面から好ましくない。より好ましくは、３〜１０重量％である。
【００１０】
また、クロミア質原料の使用粒度は、微粉部で添加することが好ましく、粗粒部で添加すると耐食性向上効果が弱まる。そして、アルミナ質原料と組み合わせて使用することで、耐食性と耐スラグ浸透性を適度に兼ね備えることが可能となる。クロミア質原料は、超微粉酸化クロム、クロミア粗角が使用でき、これらを併用しても構わない。
【００１１】
マグクロ含有原料は、２〜７０重量％が好ましい。２重量％以下であると耐食性向上効果が無く、７０重量％以上であると耐スラグ浸透性が悪くなるため、好ましくない。より好ましくは、１０〜５０重量％である。また、マグクロ含有原料の使用粒度は、粗粒部が好ましい。微粉部であると、耐食性効果が少なく、かつ耐スラグ浸透性が悪くなる。
【００１２】
使用する分散剤としては、ヘキサメタ燐酸ナトリウム、ピロ燐酸ナトリウム、ポリカルボン酸塩、フミン酸塩、トリポリ燐酸ナトリウム、ウルトラポリ燐酸ナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウム等の従来から慣用されているものが同様に使用できる。分散剤の添加量も従来から慣用されている程度の適宜量、一般的には０．０１〜０．５重量％の範囲で添加すればよい。
【００１３】
結合剤としては、アルミナセメントが好ましいが、不定形耐火物に通常使用されいるものであれば特に限定されるものではない。強度向上等のために少量の添加物を加えても良い。
【００１４】
本発明において、溶融炉等の耐火物中へのスラグ浸透抑制、耐アルカリ性、耐塩素性向上効果があるクロミアと中高温強度を出すためのアルミナとを組み合わせ、さらに溶融スラグと反応して極めて優れた耐食性を持つマグクロ含有原料を添加することで、灰溶融炉の長寿命で安定した操業を可能にする。
【００１５】
【実施例】
以下に、本発明の実施例および比較例を挙げてさらに説明する。本発明では、クロミア質原料、マグクロ含有原料および残部をアルミナ質原料とする配合物１００重量％に分散剤、結合剤を添加し、所定の水を添加して混練した後、型枠に流し込み成形し、常温で２４時間養生し、１１０℃で２４時間乾燥した後、以下に示す高周波内張り法によるスラグ浸潤テストを実施した。高周波内張り法によるスラグ浸潤テストの試験条件は、１６５０℃×５ｈ行い、１ｈ毎にスラグを入れ替えた。
【００１６】
比較例１は、前述の特許２６０１１２９号公報によるものであり、溶損量、スグ浸透量を１００とする溶損比、スラグ浸透比で示した。溶損比およびスラグ浸透比の数値が小さいほど溶損、スラグ浸透が小さい。
【００１７】
【表１】
2004002102.tif 000002
【００１８】
【表２】
2004002102.tif 000003
【００１９】
表１、表２に示すように、骨材で使用しているアルミナ質原料をマグクロ含有原料に置換することにより耐食性を向上させることが可能である。また、使用するマグクロ含有原料は、粗粒で添加したものが優れた効果がある。マグクロ質原料の粒子径は、１００μｍ以下（実施例６）よりも１ｍｍ以下（実施例５）、さらに３−１ｍｍ（実施例４）よりも５−３ｍｍ（実施例３）を使用する方が有効である。
【００２０】
また、２重量％以上７０重量％以下で耐食性および耐スラグ浸透性がバランス良く向上するが、７０重量％以上（比較例２）となると耐食性は優れているものの耐スラグ浸透性が低下する。
【００２１】
クロミア質原料を微粉で添加したものが、耐食性、耐スラグ浸透性向上に有効でる。クロミア粗角の粒子径は、５−３ｍｍ（比較例１）よりも３−１ｍｍ（比較例３）を使用する方が有効である。また、酸化クロム（比較例４）の方がより耐食性向上効果が見られる。３重量％以上１５重量％以下添加すると、耐食性、耐スラグ浸透性向上効果がある。
【００２２】
実施例７について、焼却灰溶融炉で試用テストを行った。その結果、比較１と比較して耐食性が著しく向上しており、かつスラグ浸透抑制効果により剥離が抑制され、耐用性効果が確認できた。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように本発明にあっては、溶融炉等の耐火物中へのスラグ浸透抑制、耐アルカリ性、耐塩素性向上効果があるクロミアと中高温強度を出すためのアルミナとを組み合わせ、さらに溶融スラグと反応して極めて優れた耐食性を持つマグクロ含有原料を配合するもので、特にクロミアを３〜１５重量％、マグクロ含有原料を２〜７０重量％、残部をアルミナとすることによって、従来のアルミ−クロミア材質が有する耐スラグ浸透性を損なうこと無く、耐食性向上効果をはかれ、かつ従来技術のようにクロミア量を増大したり、かつ得難いクロミア粗角を使用することなく、低塩基度のスラグに対する耐食性向上作用が効果的に得られ、しかも耐熱衝撃性や施工性が低下することもなく、操業の過酷化に対応した優れた耐用性が得られるものである。
【００２４】
そして、特にクロミアを３〜１０重量％、マグクロ含有原料を１０〜５０重量％、として上記した原料の配合量の最適化をはかることによって、上記した効果をより一層発揮するようにできる。
【００２５】
また、クロミアを微粉で添加し、マグクロ含有原料を粗粒で添加するという粒度を調整することによって、さらに上記の耐食性向上、耐スラグ浸透性効果を高めるようにできる。