[发明专利]高氧化锆质电铸耐火物及其制造方法

说明书

本发明的课题在于提供一种高氧化锆质电铸耐火物及其制造方法，所述高氧化锆质电铸耐火物既保持对熔融玻璃的极高耐腐蚀性，又进一步降低了制造时的龟裂的发生和作为炉料使用时的龟裂的发生。该高氧化锆质电铸耐火物中，作为化学成分，以氧化物基准计含有96.7～98.5质量％的ZrO₂、0.8～2.7质量％的SiO₂、0～0.2质量％的Na₂O、0.21～1质量％的K₂O、0.1～0.4质量％的Al₂O₃，并且实质上不含有B₂O₃，上述Na₂O及上述K₂O的含量满足以下的式(1)的关系。式(1)中，C_K2O为K₂O的含量，C_Na2O为Na₂O的含量，这些含量均以在耐火物中的质量％来表示。0.15质量％≤C_K2O/2+C_Na2O≤0.6质量％…(1)。

技术领域

本发明涉及高氧化锆质电铸耐火物及其制造方法，尤其涉及适合于在作为玻璃制造窑的玻璃熔融炉中使用的高氧化锆质电铸耐火物及其制造方法。

背景技术

包含80质量％以上的ZrO₂作为化学成分的高氧化锆质电铸耐火物一直以来被用作玻璃熔融炉用耐火物。高氧化锆质电铸耐火物具有对熔融玻璃的高耐腐蚀性和低污染性，其大多被使用在玻璃熔融炉的与熔融玻璃接触的部分。这样的高氧化锆质电铸耐火物由大量的氧化锆晶粒和填充该晶粒之间的少量的基质玻璃构成。

但是，近年来，使玻璃的熔融温度为更高温的要求不断高涨，即使是高氧化锆质电铸耐火物，有时也无法充分满足耐腐蚀性。为此，在玻璃熔融炉中，需要更高耐腐蚀性的耐火物。

在利用了氧化锆晶体的耐火物中，为了提高对高温的熔融玻璃的耐腐蚀性，一般只要提高耐火物中的ZrO₂的含量即可，并对各种提高了耐腐蚀性的高氧化锆质电铸耐火物进行了研究。作为这样的高氧化锆质电铸耐火物，具体而言，已知将ZrO₂的含量提高至90质量％以上、进而将含量提高至95质量％以上的高氧化锆质电铸耐火物(例如参照专利文献1～4)。

在含有95质量％以上的ZrO₂的高氧化锆质电铸耐火物中，若基质玻璃最大为5质量％，则相对于耐火物总体的比例少。但是，基质玻璃的物性对于耐火物的特性例如残存体积膨胀(以下简称为残存膨胀)的降低和制造时的龟裂的防止有很大贡献。因此，在高氧化锆质电铸耐火物中，最佳的基质玻璃的玻璃组成的调整、尤其微量成分的含量的调整较为重要。

另外，就氧化锆的含量为96质量％以上的高氧化锆质电铸耐火物而言，耐火物中容易发生龟裂，难以以能够在玻璃窑的炉料中使用的大小来制造。通常，高氧化锆质电铸耐火物通过将耐火物的原料在2500℃以上的高温熔解并在铸模中冷却来制造。若耐火物中的氧化锆含量变高，则原料的熔解温度进一步变高，在制造大型的耐火物时容易发生龟裂。

近年来，已知如上述那样将耐腐蚀性提高至非常高水平的高氧化锆质电铸耐火物，进而期待提供在制造大型的耐火物时及作为玻璃窑的炉料使用时不发生龟裂的耐火物。

对此，本发明人等发现：以氧化物基准计而使作为化学成分的ZrO₂为96.5～98.5质量％、SiO₂为0.8～2.7质量％、Na₂O及K₂O的总量为0.04～0.35质量％、B₂O₃为0.02～0.18质量％且Na₂O、K₂O及B₂O₃的含量满足规定关系的高氧化锆质电铸耐火物适宜含有Al₂O₃，并且既具有对熔融玻璃的极高的耐腐蚀性，又能抑制在其制造时龟裂的发生，在用于炉料时不发生龟裂而可以解决上述课题(参照专利文献5)。