[发明专利]融液保持容器

说明书

技术领域

本发明涉及一种融液保持容器。

背景技术

作为保持金属溶液或像溶融盐这样的融液的容器(以下也记作“融液保持容器”)，使用耐热金属制容器或像盛钢桶(ladle)这样的铁制容器等。像盛钢桶这样的铁制容器通常将容器的内侧用陶瓷衬里。作为该衬里材料，一般使用可铸型不定形耐火物。

用这样的耐火物衬里的铁制容器，若使用中耐火物层出现开裂或裂缝，则融液到达铁制外皮，所以铁制外皮损伤，严重时发生融液渗出的问题。当铁制外皮损伤时，必需剥下耐火物层，再次施加不定形耐火物，在操作上生产效率下降，经济损失亦大。

以往，在融液保持容器中，为了防止由融液渗透引起的破损或腐蚀，人们研究开发了各种多层结构或耐火物组成。

专利文献1中公开了在内衬材料的外层部配有低透气性定形材料以形成多层内衬结构的感应炉(induction furnace)。为了防止锌等低熔点、低沸点金属渗透到感应炉的内衬耐火物中的组织内，该感应炉形成在内衬材料的外层部配有低透气性定形材料、在其内侧层配有干式不定形耐火物的两层结构。

专利文献2中公开了回转窑(rotary kiln)，该回转窑在铁制罐体的内面镶衬不渗透性膜、并于其内侧形成砖层以形成两层衬里结构，以使铁制罐体不被活性碳的原料中所含的盐酸以及制造氧化锌或氧化钛时产生的腐蚀性气体等腐蚀。

专利文献3中公开了感应熔炉(induction melting furnace)的漏液检测装置。在溶解金属的溶液保持感应炉中，当溶解含有锌等沸点低的金属的合金时，形成下述的两层结构：与溶液接触的内面由烧结粉末耐火材料得到的溶液保持衬里形成，在其外周设有由可铸型水泥形成圆筒状的线圈保持衬里。

专利文献4中公开了高耐用性非铁金属用耐火物，该耐火物在除铝以外的非铁金属(铜、锌、铅等)用的溶矿炉、自溶炉、转炉、保持炉等容器中耐蚀性和耐散裂性(耐火物因龟裂、裂缝而剥离的现象)提高。该耐火物以Al₂O₃作为主成分，还含有ZrO₂、Cr₂O₃、SiO₂。

但是，在上述文献所记载的融液保持容器中，关于考虑了构成该容器的部材的致密性、绝热性、热传导性的衬里结构则没有任何研究，尚存进一步改善的空间。

例如，在利用四氯化硅的锌还原来制造高纯度硅的制程(fabrication process)中，必需极力抑制杂质的混入，因此希望使用更高性能的融液保持容器。作为这样的融液保持容器，可以列举：保持在四氯化硅的锌还原反应中副生成的氯化锌的融液或该氯化锌与锌的混合融液的融液保持容器等。

在高纯度硅的制程中，副生成的氯化锌通常通过溶融盐电解而分离成锌和氯，回收分离的锌，以再次用作四氯化硅的还原剂。

为了将高纯度的硅用作半导体用或太阳电池用的原料，在高纯度硅的制程中，必须极力抑制杂质的混入。因此，像上述那样回收副生成的氯化锌进行再利用时，作为保持副生成的氯化锌的融液或该氯化锌与锌的混合融液的融液保持容器，必须是能够防止融液被杂质污染的容器。

迄今为止，人们尚未开发可以抑制融液的渗透以及裂缝或开裂的发生、还可以防止融液被杂质污染的融液保持容器。特别是关于保持像上述那样的氯化锌的融液或该氯化锌与锌的混合融液的容器的构成部材没有任何研究。

于是，人们强烈要求开发将融液的渗透以及裂缝或开裂的发生抑制在最小限度、适合保持融液、且不污染该融液的融液保持容器。

先前技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开平11-211359号公报

专利文献2：日本专利特开平6-26767号公报

专利文献3：日本专利特开平9-303971号公报

专利文献4：日本专利特开平7-61858号公报

发明内容

融液保持容器所需具备的功能有以下3点：

i)保温功能、即融液的放热量少

ii)保持功能、即融液的渗透量少

iii)防止来自保持容器的杂质污染的功能

保持氯化锌等金属氯化物的融液的容器，通常对金属或氧化物的熔化效果(存在于融液与容器的接触面的氧化物等溶出的现象)大，存在着容易受到由来自与融液接触的容器材料的杂质溶出引起的污染的问题。因此，在融液保持容器方面当然必需考虑上述要件i)和ii)，而特别是在保持氯化锌等金属氯化物的融液的容器方面，要求满足上述要件iii)。