JP2003277134A - フロートバス底部用耐火れんが - Google Patents
フロートバス底部用耐火れんがInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 板ガラスの製造に用いられるフロートバス
の底部に使用する耐火れんがであって、従来では、ガラ
ス溶解炉に隣接しているフロートバスの入口付近の温度
は、約１０５０℃であったが、ガラスの品質向上のた
め、１１００℃以上としている。高温操業でも溶損およ
びフレーキング現象を起こしにくいフロートバス底部用
耐火れんがを提供する。 【解決手段】 Ａｌ２Ｏ３を３５〜５０重量％含有
し、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの合量が１重量％以下であるＳｉ
Ｏ２−Ａｌ２Ｏ３系耐火れんがからなるフロートバス底
部用耐火れんがにおいて、粒径９０μｍ以下の使用原料
においても、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの合量が１重量％以下と
する。
の底部に使用する耐火れんがであって、従来では、ガラ
ス溶解炉に隣接しているフロートバスの入口付近の温度
は、約１０５０℃であったが、ガラスの品質向上のた
め、１１００℃以上としている。高温操業でも溶損およ
びフレーキング現象を起こしにくいフロートバス底部用
耐火れんがを提供する。 【解決手段】 Ａｌ２Ｏ３を３５〜５０重量％含有
し、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの合量が１重量％以下であるＳｉ
Ｏ２−Ａｌ２Ｏ３系耐火れんがからなるフロートバス底
部用耐火れんがにおいて、粒径９０μｍ以下の使用原料
においても、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの合量が１重量％以下と
する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明に属する技術分野】本発明は、板ガラスの製造法
の一つである大型の錫または錫合金浴によるフロート法
に用いられる耐火れんがに関し、フレーキング現象を起
こしにくいだけでなく、特に熱負荷による溶損現象を抑
制するフロートバス底部用耐火れんがに関するものであ
る。 【０００２】 【従来の技術】板ガラスの製造法の一つであるフロート
法に用いられるフロートバスは、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３
系耐火れんがからなるフロートバス用耐火れんが内部に
通常は錫または錫合金からなる溶融金属を収容して水平
な浴面を形成させる。この浴面上にガラス溶解炉にて溶
融したガラスを流出させて浮遊前進させることによっ
て、表面が平滑化された帯状で所定の厚みの板ガラスと
した後、次工程へ送る設備である。製造される板ガラス
の目標とされる厚みや品種別の化学組成によって異なる
が、ごく一般的なソーダ・ライム系ガラスの場合におい
て、ガラス溶解炉に隣接しているフロートバスの入口付
近で約１０５０℃、フロートバスの出口付近で約６００
℃にコントロールされている。 【０００３】フロートバス底部に使用される耐火れんが
には、次のような性能が要求される。まず、底部用耐火
れんがの表面は、錫または錫合金からなる溶融金属に直
接接触するため、溶融金属に対する耐食性を有していな
ければならない。また、ガラス溶解炉にて溶融され、溶
融金属の浴面上を浮遊前進する板ガラス中に含まれるア
ルカリ成分であるＮａ２ＯとＫ２Ｏが、溶融金属を介し
て底部用耐火れんがの表面を変質させるため、耐アルカ
リ性が必要である。さらに、フロートバス内は、溶融金
属の酸化を防止するために窒素と水素の混合ガスで満た
されているので、底部用耐火れんがは、耐還元雰囲気性
も必要である。この他にも、板ガラス製造品種の交替と
変化に伴い、フロートバス内の温度変動に耐えるための
耐スポーリング性、ガラスに接する耐火物の基本性能と
して発泡しにくい性質あるいは泡切れし易い性質や雰囲
気ガスの気泡が板ガラスと溶融金属浴との界面に留まっ
て板ガラスの表面を傷つけないように、ガスがフロート
バス外に逃げるための適正な気孔径分布と気孔率も具備
する必要がある。 【０００４】上述したフロートバス底部用耐火れんがに
必要な一般的性能については、従来から良く研究されて
おり、ほとんどが解決済みである。良好なフロートバス
底部用耐火れんがとしては、Ａｌ２Ｏ３が３０〜８０重
量％のＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３系耐火れんが従来から使用
されている。また、Ａｌ２Ｏ３を３５〜５０重量％含有
し、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの合量が１重量％以下であるＳｉ
Ｏ２−Ａｌ２Ｏ３系耐火れんがからなるフロートバス底
部用耐火れんがも従来から使用されている。（例えば、
特公昭５３−１１５２１号公報、特開平７−１０９１２
９号開報やヨーロッパ特許公開０４５３８８６号公報
等。） 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】板ガラス中に含まれる
アルカリ（Ｎａ２ＯとＫ２Ｏ）はフロートバス底部用耐
火れんがに作用して耐火れんがの表面を変質させ、れん
がの性能の一つである耐火度を低下させる。ガラスの品
質向上のための、操業温度の上昇に伴なう熱負荷によ
り、耐火れんがの表面を発泡させる溶損現象がしばしば
観察される。さらに、耐火れんがの表面を一定の厚みで
剥離させるフレーキング現象も同時に見られる。 【０００６】フロートバスは通常約１０年間連続操業
し、その間に底部用耐火れんがを交換することができな
い。操業中に耐火れんがの表面が溶損現象により、発泡
および一部剥離すると、板ガラス製品に傷が付いたり、
板ガラスに付着した剥離片によって、フロートバス出口
端後方にあるロールを傷つけるといった大きな問題を引
き起こす原因となるので、フレーキング現象だけでなく
溶損現象は是非防止しなければならない問題であるが、
その完全な防止策は、未だに見出されていない。 【０００７】そこで本発明は、フロートバス底部用耐火
れんがとして要求される前述した一般的な諸性能を具備
するとともに、フレーキング現象が発生しにくいだけで
なく、特に溶損現象を起こしにくい性質を有するフロー
トバス底部用耐火れんがを提供することを目的としてな
されたものである。 【０００８】 【課題を解決するための手段】前述したように、Ａｌ２
Ｏ３を３５〜５０重量％含有し、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの合
量が１重量％以下であるＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３系耐火れ
んがからなるフロートバス底部用耐火れんがは従来から
使用されているものであるが、この種の従来の耐火れん
がにおいては、粒径９０μｍ以下の使用原料において、
Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの合量に関しては特に着目されておら
ず、これらの成分の合量とフロートバス内における溶損
現象発生との関係については特に検討されていなかっ
た。 【０００９】そこで本発明者は、この種の耐火れんがに
耐溶損性を付与すべく鋭意研究した結果、粒径９０μｍ
以下の使用原料において、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの合量の所
定量を耐火れんが中に含有させることによって、特にフ
ロートバス内における溶損現象を防止できることを見出
し、本発明を完成させたものである。 【００１０】すなわち本発明のフロートバス底部用耐火
れんがは、Ａｌ２Ｏ３を３５〜５０重量％含有し、Ｎａ
２ＯとＫ２Ｏの合量が１重量％以下であるＳｉＯ２−Ａ
ｌ２Ｏ３系耐火れんがからなるフロートバス底部用耐火
れんがにおいて、粒径９０μｍ以下の使用原料におい
て、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの合量を１重量％以下としたこと
を特徴とするものである。 【００１１】粒径９０μｍ以下の使用原料において、Ｎ
ａ２ＯとＫ２Ｏの合量として、所定量で含有させた本発
明の耐火れんがをフロートバスの底部に使用した場合に
は、ガラス中のＮａ２Ｏ成分が耐火れんがに浸透した際
に、耐火れんが組織中で最も容易にＮａ２Ｏと反応する
部位は、粒径の小さい部分（マトリックス部）であり、
通常使用されているれんがと比べてれんが中のアルカリ
量が少ないため、耐火度が高く、ガラスの品質向上のた
めに、操業温度の上昇に伴なう熱負荷によって、耐火れ
んがの表面には、Ｎａ２Ｏ−ＳｉＯ２系のガラスが僅か
に生成するのが認められる場合もあるが、溶損現象を防
止する働きがある。 【００１２】また、本発明の耐火れんがをフロートバス
の底部で使用した場合には、ガラス中のＮａ２Ｏ成分が
耐火れんがに浸透した際に、Ｎａ２Ｏ成分はれんがと反
応して、表面変質層中にネフェリン（Ｎａ２Ｏ・Ａｌ２
Ｏ３・２ＳｉＯ２）の生成が僅かに認められるが、上述
の生成したガラスにより、Ｎａ２Ｏ成分が耐火れんがの
更に深くまで浸透するのを防止するとともに、ネフェリ
ン生成による表面変質層の膨張を吸収し、フレーキング
現象を効果的に防止する働きもある。 【００１３】本発明の耐火れんがの粒径９０μｍ以下の
使用原料において、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの合量は、１重量
％以下、好ましくは０．４〜０．９重量％の範囲内とす
る。１重量％より多く含有させると、耐火れんがの焼結
が進み過ぎて、変形と収縮亀裂の発生する危険があり、
また、通気性が悪く、耐スポーリング性に劣るものにな
り、さらに、フロートバス内において操業温度の上昇に
伴なう熱負荷により、耐火れんがの表面で、ガラス化が
起こりやすくなり、耐溶損性も劣るものとなる。 【００１４】本発明の耐火れんがの主原料となるＳｉＯ
２−Ａｌ２Ｏ３系耐火物原料としては、骨材原料とし
て、シャモット、ロー石、アンダリュサイト、カイヤナ
イト等の各種のＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３系原料が使用でき
る。また、微粉（粒径９０μｍ以下）原料として、シャ
モット、玉粘土、カオリナイト質粘土、木節粘土、長
石、シリカフラワー等の各種のＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３系
原料が使用できる。いずれの原料を選んでも、耐火れん
が全体のＡｌ２Ｏ３含量が３５〜５０重量％の範囲に入
れば、どの様な比率で組み合わせてもよい。 【００１５】Ａｌ２Ｏ３含量が３５重量％よりも少ない
場合は、相対的にＳｉＯ２含量が多くなるため、フロー
トバスの操業中に耐火れんがの表面に悪影響を及ぼす低
融点ガラスの融液を生成しやすくなる。その融液が製品
板ガラスの下面に付着すると、不良品の発生を引き起こ
すため、Ａｌ２Ｏ３含量は３５重量％以上としなければ
ならない。一方、Ａｌ２Ｏ３含量が５０重量％を越す
と、耐火れんが中のムライト相が多くなり、その結果、
ネフェリンの生成量が多くなって、フレーキングの発生
につながりやすくなる。さらにＡｌ２Ｏ３含量が多くな
り過ぎると、耐火れんがの熱膨張が大きくなり、別の問
題を生じる場合がある。 【００１６】以下に本発明の耐火れんがの製造方法をプ
レス成形による製造方法を例に挙げて説明する。製造工
程としては、耐火れんが材料の配合工程、配合物へ水を
添加して混練する工程、混練物の成形工程、成形物の乾
燥工程、および乾燥成形物のの焼成工程からなる。 【００１７】耐火れんが材料を配合するに際しては、ま
ず、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３系骨材原料とＳｉＯ２−Ａｌ
２Ｏ３系微粉原料を配合して、Ａｌ２Ｏ３含量が３５〜
５０重量％の範囲内になるようにするとともに、粒度調
整して、１ｍｍ以上の粗粒が２０〜６０重量％、９０μ
ｍ以下の微粉が２０〜６０重量％となるようにする。ま
た、粒径９０μｍ以下の微粉の内、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの
合量が１重量％以下となるようにする。さらに、微粉の
内、粒径５μｍ以下の超微粉が耐火れんが材料中に１〜
２５重量％占めるようにする。粒径５μｍ以下の超微粉
が１重量％より少ないと、配合物に水を加えて混練物と
しこれを成形する際に成形性が悪くなり、焼成後のれん
がの組織が粗雑になる。一方、粒径５μｍ以下の超微粉
が２５重量％を越えると、成形時の充填密度が低下する
だけでなく、焼成時に変形と収縮亀裂が発生する危険が
ある。 【００１８】こうして得られた耐火れんが材料配合物に
５〜７重量％程度の水を加えて混練することにより、所
定の成形性をもつ混練物が得られる。この混練物を１〜
３日程度養生させた後、例えば、内寸９００×６００×
３００ｍｍの形状に金枠を用いて、油圧プレスによって
成形を行なう。焼成温度は１１００〜１４００℃とす
る。１１００℃より低い温度で焼成したものは、鉱物組
成が安定しておらず、フロートバスでの使用温度におい
て鉱物変化を起こして、剥離損傷を発生しやすい。一
方、１４００℃より高温で焼成すると、焼結が進み過ぎ
て、耐スポーリング性に劣るものとなった。 【００１９】本発明の耐火れんがをフロートバス底部用
としてユーザーへ供給する場合には、通常は、例えば、
９００×６００×３００ｍｍの焼成物の６面を研磨加工
し、固定用の穴あけ加工を行ない、所定寸法に仕上げて
供給する。 【００２０】 【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をさらに説明す
る。表１に実施例で使用した耐火れんが材料の化学分析
値を示す。これらの材料のうち、Ａシャモット、Ｂシャ
モットおよび木節粘土は、Ｎａ２Ｏ成分とＫ２Ｏ成分の
合量が少ない点に、Ｃシャモットおよびロー石、長石
は、Ｎａ２Ｏ成分とＫ２Ｏ成分の合量が多い点に特徴が
ある。 【００２１】実施例１〜３および比較例１〜３すべてプ
レス成形を用いて耐火れんがを製造した例であり、表２
の配合比率とした耐火れんが材料の粉体配合物をそれぞ
れ５００ｋｇずつ調合し、これに５〜７重量％の水を加
えて、混練したものを１〜３日程度養生させた後、内寸
９００×６００×３００ｍｍの金枠を用いて油圧プレス
によって成形した。 【００２２】各実施例で得られた焼成物について、下記
の試験を行った。見掛気孔率、かさ比重、圧縮強さ、Ｘ
線検出鉱物、焼成後の線変化率の試験結果は表３に示
し、アルカリ反応試験の結果は表４に示した。 【００２３】見掛気孔率、かさ比重：６５×１１４×１
１４ｍｍの並形半裁程度の試料を切り出してＪＩＳ Ｒ
２２０５に準拠して試験を行った。 【００２４】圧縮強さ：６０×６０×６０ｍｍの立方体
試料を切り出してＪＩＳ Ｒ ２２０６に準拠して試験
を行った。 【００２５】Ｘ線検出鉱物：Ｘ線回折試験のＸ線チャー
トのピークの高さを相対比で比較して示した。強度の順
に ＋＋＋＋＋＞＋＋＋＋＞＋＋＋＞＋＋＞＋＞− で
表示した。＋の数が多いほど強度が強く、−は無視でき
る程度のものとした。 【００２６】焼成後の線変化率：９００×６００×３０
０ｍｍの試料を上述の焼成温度の範囲で焼成し、試料の
焼成前と焼成後の寸法の変化から線変化率を求めた。 【００２７】アルカリ反応試験：試験に用いた装置の概
略図を図１に示す。１１４×１１４×６５ｍｍの試料１
を切り出し、シリコニット発熱体２および熱電対３を備
えた上面加熱式の電気炉にこの試料１を置き、熱サイク
ルをかけて試験した。熱サイクルは、図２に示すように
室温〜１１００℃の昇降温を１サイクル２４時間で１５
回繰り返した。この間、各サイクルの室温時ごとに水酸
化ナトリウム３０％水溶液を２ｍｌずつ添加し、合計３
０ｍｌの水酸化ナトリウム３０％水溶液を使用した。試
験後の試料を切断して、加熱面に対して平行な亀裂の発
生の有無を調べた。また、加熱面から５ｍｍ深さまでの
変質層における平均試料のＸ線回折試験を行った。Ｘ線
回折試験のＸ線チャートのピーク高さを相対比で比較
し、その強度の順を、上記「Ｘ線検出鉱物」の項で示し
た強度の順と同じ記号で表示した。 【００２８】 【表１】 【００２９】 【表２】【００３０】 【表３】 【００３１】 【表４】 【００３２】表２および表３からわかるように、Ａｌ２
Ｏ３量および［Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ］の含量が所定範囲に
ある実施例１〜３の耐火れんがは、焼成後の外観に亀裂
の発生が見られない。比較例１〜３は、［Ｎａ２Ｏ＋Ｋ
２Ｏ］の含量が所定量より多いため、焼結が進み過ぎ
て、見掛気孔率も低く、圧縮強さも大きい。また、線変
化率より収縮が大きいため、焼成後の外観に亀裂の発生
が見られた。 【００３３】表４に結果を示したアルカリ反応試験は、
フロートバスの操業条件を想定して溶損現象およびフレ
ーキング現象の発生の可能性を評価するものである。変
質層におけるＸ線検出鉱物からわかるように、Ａｌ２Ｏ
３量および［Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ］の含量が所定範囲にあ
る実施例１〜３の耐火れんがは、アモルファスの生成が
少なく、ネフェリンおよびアルバイトの生成が見られる
ものの、亀裂の発生は見られなかった。また、所定量よ
りも多い比較例１〜３は、実施例のものに比べて、いず
れもネフェリンおよびアルバイトの生成が少なく、アモ
ルファスの検出量が大きくなっており、れんがの加熱面
が溶損していた。従って、実施例による耐火れんがをフ
ロートバス底部用として使用する場合は、比較例のもの
と比べて、溶損現象やフレーキング現象が発生しにくい
ことがわかる。 【００３４】 【発明の効果】以上説明したことからわかるように、本
発明によるフロートバス底部用耐火れんがは、溶損現象
の発生しにくい性質を有するとともに、フレーキング現
象の発生しにくい性質をも有したものとなる。従って、
本発明の耐火れんがをフロートバスの底部に使用するこ
とによって、フロート法によるガラス製造設備の安定操
業が可能になる。
の一つである大型の錫または錫合金浴によるフロート法
に用いられる耐火れんがに関し、フレーキング現象を起
こしにくいだけでなく、特に熱負荷による溶損現象を抑
制するフロートバス底部用耐火れんがに関するものであ
る。 【０００２】 【従来の技術】板ガラスの製造法の一つであるフロート
法に用いられるフロートバスは、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３
系耐火れんがからなるフロートバス用耐火れんが内部に
通常は錫または錫合金からなる溶融金属を収容して水平
な浴面を形成させる。この浴面上にガラス溶解炉にて溶
融したガラスを流出させて浮遊前進させることによっ
て、表面が平滑化された帯状で所定の厚みの板ガラスと
した後、次工程へ送る設備である。製造される板ガラス
の目標とされる厚みや品種別の化学組成によって異なる
が、ごく一般的なソーダ・ライム系ガラスの場合におい
て、ガラス溶解炉に隣接しているフロートバスの入口付
近で約１０５０℃、フロートバスの出口付近で約６００
℃にコントロールされている。 【０００３】フロートバス底部に使用される耐火れんが
には、次のような性能が要求される。まず、底部用耐火
れんがの表面は、錫または錫合金からなる溶融金属に直
接接触するため、溶融金属に対する耐食性を有していな
ければならない。また、ガラス溶解炉にて溶融され、溶
融金属の浴面上を浮遊前進する板ガラス中に含まれるア
ルカリ成分であるＮａ２ＯとＫ２Ｏが、溶融金属を介し
て底部用耐火れんがの表面を変質させるため、耐アルカ
リ性が必要である。さらに、フロートバス内は、溶融金
属の酸化を防止するために窒素と水素の混合ガスで満た
されているので、底部用耐火れんがは、耐還元雰囲気性
も必要である。この他にも、板ガラス製造品種の交替と
変化に伴い、フロートバス内の温度変動に耐えるための
耐スポーリング性、ガラスに接する耐火物の基本性能と
して発泡しにくい性質あるいは泡切れし易い性質や雰囲
気ガスの気泡が板ガラスと溶融金属浴との界面に留まっ
て板ガラスの表面を傷つけないように、ガスがフロート
バス外に逃げるための適正な気孔径分布と気孔率も具備
する必要がある。 【０００４】上述したフロートバス底部用耐火れんがに
必要な一般的性能については、従来から良く研究されて
おり、ほとんどが解決済みである。良好なフロートバス
底部用耐火れんがとしては、Ａｌ２Ｏ３が３０〜８０重
量％のＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３系耐火れんが従来から使用
されている。また、Ａｌ２Ｏ３を３５〜５０重量％含有
し、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの合量が１重量％以下であるＳｉ
Ｏ２−Ａｌ２Ｏ３系耐火れんがからなるフロートバス底
部用耐火れんがも従来から使用されている。（例えば、
特公昭５３−１１５２１号公報、特開平７−１０９１２
９号開報やヨーロッパ特許公開０４５３８８６号公報
等。） 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】板ガラス中に含まれる
アルカリ（Ｎａ２ＯとＫ２Ｏ）はフロートバス底部用耐
火れんがに作用して耐火れんがの表面を変質させ、れん
がの性能の一つである耐火度を低下させる。ガラスの品
質向上のための、操業温度の上昇に伴なう熱負荷によ
り、耐火れんがの表面を発泡させる溶損現象がしばしば
観察される。さらに、耐火れんがの表面を一定の厚みで
剥離させるフレーキング現象も同時に見られる。 【０００６】フロートバスは通常約１０年間連続操業
し、その間に底部用耐火れんがを交換することができな
い。操業中に耐火れんがの表面が溶損現象により、発泡
および一部剥離すると、板ガラス製品に傷が付いたり、
板ガラスに付着した剥離片によって、フロートバス出口
端後方にあるロールを傷つけるといった大きな問題を引
き起こす原因となるので、フレーキング現象だけでなく
溶損現象は是非防止しなければならない問題であるが、
その完全な防止策は、未だに見出されていない。 【０００７】そこで本発明は、フロートバス底部用耐火
れんがとして要求される前述した一般的な諸性能を具備
するとともに、フレーキング現象が発生しにくいだけで
なく、特に溶損現象を起こしにくい性質を有するフロー
トバス底部用耐火れんがを提供することを目的としてな
されたものである。 【０００８】 【課題を解決するための手段】前述したように、Ａｌ２
Ｏ３を３５〜５０重量％含有し、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの合
量が１重量％以下であるＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３系耐火れ
んがからなるフロートバス底部用耐火れんがは従来から
使用されているものであるが、この種の従来の耐火れん
がにおいては、粒径９０μｍ以下の使用原料において、
Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの合量に関しては特に着目されておら
ず、これらの成分の合量とフロートバス内における溶損
現象発生との関係については特に検討されていなかっ
た。 【０００９】そこで本発明者は、この種の耐火れんがに
耐溶損性を付与すべく鋭意研究した結果、粒径９０μｍ
以下の使用原料において、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの合量の所
定量を耐火れんが中に含有させることによって、特にフ
ロートバス内における溶損現象を防止できることを見出
し、本発明を完成させたものである。 【００１０】すなわち本発明のフロートバス底部用耐火
れんがは、Ａｌ２Ｏ３を３５〜５０重量％含有し、Ｎａ
２ＯとＫ２Ｏの合量が１重量％以下であるＳｉＯ２−Ａ
ｌ２Ｏ３系耐火れんがからなるフロートバス底部用耐火
れんがにおいて、粒径９０μｍ以下の使用原料におい
て、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの合量を１重量％以下としたこと
を特徴とするものである。 【００１１】粒径９０μｍ以下の使用原料において、Ｎ
ａ２ＯとＫ２Ｏの合量として、所定量で含有させた本発
明の耐火れんがをフロートバスの底部に使用した場合に
は、ガラス中のＮａ２Ｏ成分が耐火れんがに浸透した際
に、耐火れんが組織中で最も容易にＮａ２Ｏと反応する
部位は、粒径の小さい部分（マトリックス部）であり、
通常使用されているれんがと比べてれんが中のアルカリ
量が少ないため、耐火度が高く、ガラスの品質向上のた
めに、操業温度の上昇に伴なう熱負荷によって、耐火れ
んがの表面には、Ｎａ２Ｏ−ＳｉＯ２系のガラスが僅か
に生成するのが認められる場合もあるが、溶損現象を防
止する働きがある。 【００１２】また、本発明の耐火れんがをフロートバス
の底部で使用した場合には、ガラス中のＮａ２Ｏ成分が
耐火れんがに浸透した際に、Ｎａ２Ｏ成分はれんがと反
応して、表面変質層中にネフェリン（Ｎａ２Ｏ・Ａｌ２
Ｏ３・２ＳｉＯ２）の生成が僅かに認められるが、上述
の生成したガラスにより、Ｎａ２Ｏ成分が耐火れんがの
更に深くまで浸透するのを防止するとともに、ネフェリ
ン生成による表面変質層の膨張を吸収し、フレーキング
現象を効果的に防止する働きもある。 【００１３】本発明の耐火れんがの粒径９０μｍ以下の
使用原料において、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの合量は、１重量
％以下、好ましくは０．４〜０．９重量％の範囲内とす
る。１重量％より多く含有させると、耐火れんがの焼結
が進み過ぎて、変形と収縮亀裂の発生する危険があり、
また、通気性が悪く、耐スポーリング性に劣るものにな
り、さらに、フロートバス内において操業温度の上昇に
伴なう熱負荷により、耐火れんがの表面で、ガラス化が
起こりやすくなり、耐溶損性も劣るものとなる。 【００１４】本発明の耐火れんがの主原料となるＳｉＯ
２−Ａｌ２Ｏ３系耐火物原料としては、骨材原料とし
て、シャモット、ロー石、アンダリュサイト、カイヤナ
イト等の各種のＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３系原料が使用でき
る。また、微粉（粒径９０μｍ以下）原料として、シャ
モット、玉粘土、カオリナイト質粘土、木節粘土、長
石、シリカフラワー等の各種のＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３系
原料が使用できる。いずれの原料を選んでも、耐火れん
が全体のＡｌ２Ｏ３含量が３５〜５０重量％の範囲に入
れば、どの様な比率で組み合わせてもよい。 【００１５】Ａｌ２Ｏ３含量が３５重量％よりも少ない
場合は、相対的にＳｉＯ２含量が多くなるため、フロー
トバスの操業中に耐火れんがの表面に悪影響を及ぼす低
融点ガラスの融液を生成しやすくなる。その融液が製品
板ガラスの下面に付着すると、不良品の発生を引き起こ
すため、Ａｌ２Ｏ３含量は３５重量％以上としなければ
ならない。一方、Ａｌ２Ｏ３含量が５０重量％を越す
と、耐火れんが中のムライト相が多くなり、その結果、
ネフェリンの生成量が多くなって、フレーキングの発生
につながりやすくなる。さらにＡｌ２Ｏ３含量が多くな
り過ぎると、耐火れんがの熱膨張が大きくなり、別の問
題を生じる場合がある。 【００１６】以下に本発明の耐火れんがの製造方法をプ
レス成形による製造方法を例に挙げて説明する。製造工
程としては、耐火れんが材料の配合工程、配合物へ水を
添加して混練する工程、混練物の成形工程、成形物の乾
燥工程、および乾燥成形物のの焼成工程からなる。 【００１７】耐火れんが材料を配合するに際しては、ま
ず、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３系骨材原料とＳｉＯ２−Ａｌ
２Ｏ３系微粉原料を配合して、Ａｌ２Ｏ３含量が３５〜
５０重量％の範囲内になるようにするとともに、粒度調
整して、１ｍｍ以上の粗粒が２０〜６０重量％、９０μ
ｍ以下の微粉が２０〜６０重量％となるようにする。ま
た、粒径９０μｍ以下の微粉の内、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの
合量が１重量％以下となるようにする。さらに、微粉の
内、粒径５μｍ以下の超微粉が耐火れんが材料中に１〜
２５重量％占めるようにする。粒径５μｍ以下の超微粉
が１重量％より少ないと、配合物に水を加えて混練物と
しこれを成形する際に成形性が悪くなり、焼成後のれん
がの組織が粗雑になる。一方、粒径５μｍ以下の超微粉
が２５重量％を越えると、成形時の充填密度が低下する
だけでなく、焼成時に変形と収縮亀裂が発生する危険が
ある。 【００１８】こうして得られた耐火れんが材料配合物に
５〜７重量％程度の水を加えて混練することにより、所
定の成形性をもつ混練物が得られる。この混練物を１〜
３日程度養生させた後、例えば、内寸９００×６００×
３００ｍｍの形状に金枠を用いて、油圧プレスによって
成形を行なう。焼成温度は１１００〜１４００℃とす
る。１１００℃より低い温度で焼成したものは、鉱物組
成が安定しておらず、フロートバスでの使用温度におい
て鉱物変化を起こして、剥離損傷を発生しやすい。一
方、１４００℃より高温で焼成すると、焼結が進み過ぎ
て、耐スポーリング性に劣るものとなった。 【００１９】本発明の耐火れんがをフロートバス底部用
としてユーザーへ供給する場合には、通常は、例えば、
９００×６００×３００ｍｍの焼成物の６面を研磨加工
し、固定用の穴あけ加工を行ない、所定寸法に仕上げて
供給する。 【００２０】 【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をさらに説明す
る。表１に実施例で使用した耐火れんが材料の化学分析
値を示す。これらの材料のうち、Ａシャモット、Ｂシャ
モットおよび木節粘土は、Ｎａ２Ｏ成分とＫ２Ｏ成分の
合量が少ない点に、Ｃシャモットおよびロー石、長石
は、Ｎａ２Ｏ成分とＫ２Ｏ成分の合量が多い点に特徴が
ある。 【００２１】実施例１〜３および比較例１〜３すべてプ
レス成形を用いて耐火れんがを製造した例であり、表２
の配合比率とした耐火れんが材料の粉体配合物をそれぞ
れ５００ｋｇずつ調合し、これに５〜７重量％の水を加
えて、混練したものを１〜３日程度養生させた後、内寸
９００×６００×３００ｍｍの金枠を用いて油圧プレス
によって成形した。 【００２２】各実施例で得られた焼成物について、下記
の試験を行った。見掛気孔率、かさ比重、圧縮強さ、Ｘ
線検出鉱物、焼成後の線変化率の試験結果は表３に示
し、アルカリ反応試験の結果は表４に示した。 【００２３】見掛気孔率、かさ比重：６５×１１４×１
１４ｍｍの並形半裁程度の試料を切り出してＪＩＳ Ｒ
２２０５に準拠して試験を行った。 【００２４】圧縮強さ：６０×６０×６０ｍｍの立方体
試料を切り出してＪＩＳ Ｒ ２２０６に準拠して試験
を行った。 【００２５】Ｘ線検出鉱物：Ｘ線回折試験のＸ線チャー
トのピークの高さを相対比で比較して示した。強度の順
に ＋＋＋＋＋＞＋＋＋＋＞＋＋＋＞＋＋＞＋＞− で
表示した。＋の数が多いほど強度が強く、−は無視でき
る程度のものとした。 【００２６】焼成後の線変化率：９００×６００×３０
０ｍｍの試料を上述の焼成温度の範囲で焼成し、試料の
焼成前と焼成後の寸法の変化から線変化率を求めた。 【００２７】アルカリ反応試験：試験に用いた装置の概
略図を図１に示す。１１４×１１４×６５ｍｍの試料１
を切り出し、シリコニット発熱体２および熱電対３を備
えた上面加熱式の電気炉にこの試料１を置き、熱サイク
ルをかけて試験した。熱サイクルは、図２に示すように
室温〜１１００℃の昇降温を１サイクル２４時間で１５
回繰り返した。この間、各サイクルの室温時ごとに水酸
化ナトリウム３０％水溶液を２ｍｌずつ添加し、合計３
０ｍｌの水酸化ナトリウム３０％水溶液を使用した。試
験後の試料を切断して、加熱面に対して平行な亀裂の発
生の有無を調べた。また、加熱面から５ｍｍ深さまでの
変質層における平均試料のＸ線回折試験を行った。Ｘ線
回折試験のＸ線チャートのピーク高さを相対比で比較
し、その強度の順を、上記「Ｘ線検出鉱物」の項で示し
た強度の順と同じ記号で表示した。 【００２８】 【表１】 【００２９】 【表２】【００３０】 【表３】 【００３１】 【表４】 【００３２】表２および表３からわかるように、Ａｌ２
Ｏ３量および［Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ］の含量が所定範囲に
ある実施例１〜３の耐火れんがは、焼成後の外観に亀裂
の発生が見られない。比較例１〜３は、［Ｎａ２Ｏ＋Ｋ
２Ｏ］の含量が所定量より多いため、焼結が進み過ぎ
て、見掛気孔率も低く、圧縮強さも大きい。また、線変
化率より収縮が大きいため、焼成後の外観に亀裂の発生
が見られた。 【００３３】表４に結果を示したアルカリ反応試験は、
フロートバスの操業条件を想定して溶損現象およびフレ
ーキング現象の発生の可能性を評価するものである。変
質層におけるＸ線検出鉱物からわかるように、Ａｌ２Ｏ
３量および［Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ］の含量が所定範囲にあ
る実施例１〜３の耐火れんがは、アモルファスの生成が
少なく、ネフェリンおよびアルバイトの生成が見られる
ものの、亀裂の発生は見られなかった。また、所定量よ
りも多い比較例１〜３は、実施例のものに比べて、いず
れもネフェリンおよびアルバイトの生成が少なく、アモ
ルファスの検出量が大きくなっており、れんがの加熱面
が溶損していた。従って、実施例による耐火れんがをフ
ロートバス底部用として使用する場合は、比較例のもの
と比べて、溶損現象やフレーキング現象が発生しにくい
ことがわかる。 【００３４】 【発明の効果】以上説明したことからわかるように、本
発明によるフロートバス底部用耐火れんがは、溶損現象
の発生しにくい性質を有するとともに、フレーキング現
象の発生しにくい性質をも有したものとなる。従って、
本発明の耐火れんがをフロートバスの底部に使用するこ
とによって、フロート法によるガラス製造設備の安定操
業が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の耐火れんがのアルカリ反応試験に用い
た装置の概略説明図である。 【図２】アルカリ反応試験における熱サイクルを説明す
るグラフである。 【符号の説明】 １…試料。 ２…シリコニット発熱体。 ３…熱電対。
た装置の概略説明図である。 【図２】アルカリ反応試験における熱サイクルを説明す
るグラフである。 【符号の説明】 １…試料。 ２…シリコニット発熱体。 ３…熱電対。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 本質的にＡｌ２Ｏ３を３５〜５０重量％
含有し、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの合量が１重量％以下である
ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３系耐火れんがからなるフロートバ
ス底部用耐火れんがにおいて、粒径９０μｍ以下の微粉
領域におけるＮａ２ＯとＫ２Ｏの合量が１重量％以下で
ある配合物を混練、成形、焼成してなることを特徴とす
るフロートバス底部用耐火れんが。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002121482A JP2003277134A (ja) | 2002-03-18 | 2002-03-18 | フロートバス底部用耐火れんが |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002121482A JP2003277134A (ja) | 2002-03-18 | 2002-03-18 | フロートバス底部用耐火れんが |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003277134A true JP2003277134A (ja) | 2003-10-02 |
Family
ID=29243587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002121482A Pending JP2003277134A (ja) | 2002-03-18 | 2002-03-18 | フロートバス底部用耐火れんが |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003277134A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006051793A1 (ja) * | 2004-11-09 | 2006-05-18 | Asahi Glass Company, Limited | フロートバス底部用耐火レンガ及びその製造方法 |
| CN114230141A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-03-25 | 江苏诺明高温材料股份有限公司 | 一种玻璃窑用高抗侵蚀唇砖及其制备方法 |
-
2002
- 2002-03-18 JP JP2002121482A patent/JP2003277134A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006051793A1 (ja) * | 2004-11-09 | 2006-05-18 | Asahi Glass Company, Limited | フロートバス底部用耐火レンガ及びその製造方法 |
| JPWO2006051793A1 (ja) * | 2004-11-09 | 2008-05-29 | 旭硝子株式会社 | フロートバス底部用耐火レンガ及びその製造方法 |
| US7708935B2 (en) | 2004-11-09 | 2010-05-04 | Asahi Glass Company, Limited | Float bath bottom refractory brick and process for its production |
| CN114230141A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-03-25 | 江苏诺明高温材料股份有限公司 | 一种玻璃窑用高抗侵蚀唇砖及其制备方法 |
| CN114230141B (zh) * | 2021-12-29 | 2023-08-15 | 江苏诺明高温材料股份有限公司 | 一种玻璃窑用高抗侵蚀唇砖及其制备方法 |
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