ジルコニア耐火材とは： 主成分がジルコニア (ZrO₂) の高級耐火材で、耐火度は2400℃以上。高温下でも化学的に安定し、熱伝導率が低く断熱性に優れています。ガラス溶融炉、特殊鋼製造、連続鋳造ノズルなど極限環境で利用されます。
ジルコニア耐火材とは？
ジルコニア（Zirconia, ZrO₂）は高融点（約2700℃）を持つ酸化物で、中性耐火材に分類されます。 化学的に安定で、酸性・塩基性スラグの両方に強いため、汎用耐火材では対応できない過酷な環境に用いられます。
物性と特徴
- 化学式：ZrO₂
- 融点：約2700℃
- 密度：5.6–6.0 g/cm³
- 熱伝導率：2–3 W/m·K（低い＝断熱性良好）
- 特徴：高強度・耐熱衝撃性・耐スラグ性・化学的安定性
ジルコニア耐火材の種類
| 種類 | 特徴 | 用途 |
|---|---|---|
| 部分安定化ジルコニア (PSZ) | イットリア等で安定化。高強度・耐熱衝撃性に優れる | 連続鋳造ノズル、鋳型ライニング |
| 融合ジルコニアレンガ | 高純度で耐食性が高い | ガラス溶融炉の接触部材 |
| ジルコン質耐火材 (ZrSiO₄) | ジルコニア＋シリカ。コスト効率良い | 鋳型材、セラミックス炉 |
主な用途
- ガラス産業： ガラス溶融炉の接触耐火材。
- 鉄鋼産業： 連続鋳造ノズル、タンディッシュライニング。
- セラミックス： 焼成炉、構造部材。
- 化学工業： 反応炉の内張り。
他の耐火材との比較
| 項目 | ジルコニア耐火材 | 高アルミナ耐火材 | 炭化ケイ素耐火材 |
|---|---|---|---|
| 融点 | 約2700℃ | 約1800℃ | 約2700℃（分解点） |
| 熱伝導率 | 低い (断熱性良好) | 中程度 | 高い (放熱性良好) |
| 化学安定性 | 酸・塩基どちらにも強い | 比較的中性 | 酸化雰囲気に弱い |
| 用途 | 特殊炉、高級用途 | セメント炉・鉄鋼炉 | 特殊高温構造材 |
よくある質問（FAQ）
ジルコニア耐火材の寿命は？
使用条件に依存しますが、ガラス炉では5年以上使用されるケースもあります。
コストは高いですか？
はい。アルミナやマグネシアより高価ですが、寿命が長いためトータルコストでは有利な場合もあります。
部分安定化ジルコニアとは？
イットリア (Y₂O₃) などで安定化したZrO₂で、常温でも強度と靭性が高い材料です。
参考文献・規格
- JIS R 2205: 耐火煉瓦規格
- ISO 1927: Monolithic Refractories
- ASM Handbook: Properties of Refractories
- 日本耐火物協会 刊行資料
