白色溶融アルミナ耐火物

耐火物とは何ですか?

まず、簡単に定義します。耐火物とは、極めて高い温度（通常1000℃以上）および過酷な条件（摩耗、化学腐食、熱衝撃）に耐え、溶融または劣化しない材料です。炉、窯、焼却炉、反応炉、その他の高温処理装置のライニングとして使用されます。

白色溶融アルミナが優れた耐火物である理由

ホワイトフューズドアルミナは単なる耐火材料ではありません。重要な用途において、高性能またはプレミアムな選択肢として広く認められています 。その理由は、その化学的性質と製造プロセスに直接起因しています。

1. 極めて高い純度と化学的不活性

• 高いAl₂O₃含有量：  WFAは通常 、99%を超えるアルミナ（Al₂O₃）を含みます。これは耐火物にとって最も重要な特性です。

• ほぼ中性の挙動: アルミナは化学的に安定しており、両性酸化物として機能しますが、高純度の状態では、酸性スラグと塩基性スラグの両方による攻撃に対して（一定の範囲内で）非常に耐性があり、多用途に使用できます。

• 低不純物：  SiO₂、Fe₂O₃、Na₂Oなどの不純物は極めて微量（多くの場合0.5%未満）で存在します。これらの不純物は低融点相（例えばガラス相）を形成します。WFA中にこれらが含まれていないということは、以下のことを意味します。

  • より高い高温強度: 耐火物は高温でも構造的完全性を維持します。

  • 優れたクリープ耐性: 高温での負荷がかかった状態でのゆっくりとした変形に対する耐性が向上します。

  • 腐食の軽減: スラグ、溶融金属、ガスによる攻撃を受ける反応部位が減少します。

2. 非常に高い融点

• 純粋なアルミナの融点は 2050℃（3722℉）です。WFAはほぼ純粋であるため、融点はこれに非常に近くなります。そのため、耐火性の指標である 高温円錐相当量（PCE）が非常に高く、最も過酷な温度環境でも使用できます。

3. 高温下でも優れた機械的特性

• 高温下でも高い破壊係数（MOR）：  WFAベースの耐火物は、高温下でも強度を維持します。これは、炉内の機械的損傷、荷重負荷、摩耗条件に耐えるために不可欠です。

• 優れた耐摩耗性: コーティングと同様に、モース硬度が 9 であるため、窯炉の天板、バーナー ブロック、充填材が常に移動する領域など、機械的摩耗が発生する領域に最適です。

4. 良好な体積安定性（再焼成収縮）

• WFAは既に 溶融 製品であるため、製造過程において最も劇的な相変化と収縮を経験しています。成形耐火物（レンガ）やモノリス（キャスタブル）の骨材として使用すると、初回加熱時の寸法安定性に優れ、新ライニングの乾燥工程におけるひび割れリスクを最小限に抑えます。

耐火物におけるWFAの一般的な形態と用途

WFAは単独で使用されることはほとんどありません。耐火物マトリックスを構成する重要な成分、つまり「骨材」として使用されます。

1. 成形耐火物（レンガ・形材）

• WFA は特定の粒子サイズ（粗、中、細）に分類され、他の高純度材料またはセラミック結合剤と結合されてレンガに圧縮されます。

• 用途: 高温炉 (トンネル窯、シャトル窯など)、鋼製鍋、セメント窯の遷移領域、化学処理反応器の重要な領域のライニング。

2. モノリス耐火物（未成形）

これは最大かつ最も成長している応用分野です。

• キャスタブル：  WFA骨材は、カルシウムアルミネートセメントと微粉末を混合して作られます。水を加えると、注入、ポンプ圧送、振動注入などによってシームレスライニングを形成できます。

• ガニング ミックス: キャスタブルに似ていますが、迅速な修理や設置のために表面に吹き付ける (ガンで吹き付ける) ように設計されています。

• ラミング ミックス: 特定の用途のために所定の位置に打ち込まれる乾燥したミックス。

• 用途: 複雑な炉のライニング、取鍋のライニング、バーナー ブロック、サイクロン、および継ぎ目のないカスタム形状のライニングが必要なあらゆる領域。

3. 特産品

• インベストメント鋳造シェル:  WFA フラワー (微粉末) は耐火性が高く純度が高いため、超合金タービンブレードやその他の精密金属部品を鋳造するためのセラミック鋳型を作成するための優れたスタッコおよびバックアップ材料になります。

• 窯用家具:  WFA 製のポスト、セッター、スラブは、その強度とたわみ (クリープ) に対する耐性により、非常に高温で焼成する際に陶磁器製品を支えるために使用できます。

耐火物における褐色溶融アルミナ（BFA）との比較