スライド 1 - 岡山セラミックスセンター

特別電源所在県科学技術振興事業事業
スピネル煉瓦の耐食性におよぼす窒化物の影響
岡山セラミックス技術振興財団
研究員前田朋之
平成２１年度研究内容
窒素は図2、3に示されるようにスラグの粘性を上げ、その結果として耐食性が向上すると考えら
れる。しかし、酸化雰囲気において窒化物の多くは1000°C以下の温度領域から酸化がはじまり
窒化物から酸化物へと変化する問題がある。
MgO
新規な素材の条件
ZrO2
CaO
25
Temperature / 10 °C
耐食性、耐熱性の優れた酸化物をベースにしている
スラグ粘性を高める。
0.2
1.4
Al2O3
MnO
TiO2
SiO2
15
log(viscosity) η/Pa⋅s
スポーリングに対する抵抗性が高い
Cr2O3
25
S1 / S0
溶融物に対して濡れにくい
本研究では高温領域まで窒素を保有するSi3N4をMgAl2O4へ添加したMgAl2O4-Si3N4系煉瓦を
作製し、耐食性へおよぼす窒化物の影響を調査した。
1.0
酸化されてもFeOに反応し難い
10
これらの条件を満たしていれば優れた耐火物となりえる。
FeO 20 40 60
RO
R2O3
RO2
80
0.6
0
2
4
0.0
- 0.2
- 0.4
- 0.6
Y-Mg-Si-O-N
Nd-Mg-Si-O-N
La-Mg-Si-O-N
- 0.8
- 1.0
6
0 1 2 3 4 5
Content of Nitrogen / %
Nw / %
Fig.1 Melting temperature of the FeO-oxide system.
Fig.2 Relation of the Slag-resistance index
with the Nitrogen Content.
Fig.3 Effect of nitrogen content on the
viscosities of Re-Mg-Si-O-N melts at
1873 K.
平成２１年度研究成果
図4
Fig.5 MgAl2O4-Si3N4系れんが試料の配合割合と焼成後の見掛気孔率
MgAl2O4系れんが試料の配合割合と焼成後の見掛気孔率
スピネル(0.15-1 mm)
60
60
60
60
スピネル(0.15-1 mm)
60
60
60
60
スピネル[< 200 M(75 μm)]
40
40
40
40
スピネル[< 200 M(75 μm)]
40
40
40
40
3
10
Si3N4 (0.7 μm)
0.1
0.3
1
3
CMC(0.2 mass %分散溶液)
10
10
10
10
Si3N4 (0.7 μm)
SiO2 (0.8 μm)
12.8
CMC(0.2 mass %分散溶液)
焼成後見掛気孔率*
10
10
10
10
19.3
19.5
17.9
1.2
焼成後見かけ気孔率*
19.8,
19.7
19.6, 19.9,
19.3 19.7
17.5,
17.8
∗以外はMass%
∗以外はMass%
サンプル No
1
MgAl2O4(-0.15∼1mm)
構
成 MgAl O (-200M)
2 4
内
容
Si3N４添加量
2
3
40 mass%
0 mass%
3 mass%
10 mass%
サンプル No
4
60 mass%
12.8 mass%
構
成
内
容
侵食試験後
外観写真
侵食部切断面写真
侵食部切断面写真
侵食試験後のMgAl2O4系れんが試料の外観写真および切断面写真
図6
6
7
8
1 mass%
3 mass%
60 mass%
MgAl2O4(-200M)
Si3N4添加量
侵食試験後
外観写真
図6
5
MgAl2O4(-0.15∼1mm)
40 mass%
0.1 mass%
0.3 mass%
侵食試験後のMgAl2O4系れんが試料の外観写真および切断面写真

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