JP2000128624A - 塩基性耐火物 - Google Patents
塩基性耐火物Info
- Publication number
- JP2000128624A JP2000128624A JP10311195A JP31119598A JP2000128624A JP 2000128624 A JP2000128624 A JP 2000128624A JP 10311195 A JP10311195 A JP 10311195A JP 31119598 A JP31119598 A JP 31119598A JP 2000128624 A JP2000128624 A JP 2000128624A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- brick
- slag
- magnesia
- basic refractory
- oxide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
ント焼成用窯炉など各種焼成窯炉の内張りに用いられる
耐火物として、Cr2O3を含有せず、かつ、高耐用性の
材質を提供する。 【解決手段】MgO、MgO−CaOを主成分を主成分
とする塩基性耐火物にY2O3,CeO2、La2O3等の
希土類酸化物を化学成分として0.2〜20重量%含有
せしめ、主にマトリックスに存在せしめた。希土類酸化
物がスラグ中のSiO2と反応し、スラグの融点を上昇
させて浸透を抑制する。
Description
炉や焼成窯炉、とくに、鉄鋼製造プロセスにおける二次
精錬用窯炉の内張りに好適に用いられる塩基性耐火物に
関する。
高級化や品質の厳格化に伴って、AODやRH、取鍋精
錬等の二次精錬工程の重要性はますます大きくなってき
ている。 この二次精錬に用いる窯炉の内張り耐火物と
しては、マグネシア−クロム質れんが(マグクロれん
が)が使用される場合が多い。
を主原料としたれんがであり、通常10%以上のCr2
O3を含有する。
成中にMgR2O4の化学式(R=Cr,Fe,Al)を
有するスピネル族鉱物をマトリックス中に二次スピネル
として析出し、これがマグネシアを主体とする骨材を結
合する機能を発揮し、マトリックス部のスラグ浸潤に対
する抵抗性を高める作用を有する。
めに、使用後のれんがを廃棄処分するに当たっては、れ
んが中に微量含まれる6価クロムが水に溶出しないよう
に特別の処理が必要であるという問題がある。
て、特開平9−309762号公報に開示されている低
カーボン質MgO−Cれんがや、特公平7−51458
号公報に開示されているマグネシア−スピネル質れんが
(マグスピネルれんが)が知られている。
し、マトリックス部にスラグに濡れにくい鱗状黒鉛を配
置することによってスラグ浸潤を強力に抑制するもので
あるが、マトリックスに鱗状黒鉛を含有するため、黒鉛
が鋼中に溶出するカーボンピックアップの原因となり、
また、酸化鉄を含む精錬中のスラグによって黒鉛が酸化
され、マトリックスが粗となるためにれんがの損耗が増
大する等の問題を抱えている。そのため、MgO−Cれ
んがはRH炉の一部、そして取鍋精錬用取鍋の一部にし
か使用されていない。
マグクロれんがの二次スピネルをコモンスピネル(Mg
Al2O4)とすることによってクロムを含有しない組成
とし、かつマグクロれんがと同様の効果を狙った材質で
ある。しかし、コモンスピネルは低C/Sスラグに対す
る耐食性が劣るため、マトリックスが先行溶損し、耐用
は不十分となる。そのため、マグネシアを主体とした骨
材にコモンスピネル以外の物質でれんがのマトリックス
を強化する手法が検討されてきた。
には、MgO:29.5〜94.5重量%、Al2O3:
5.0〜70.0重量%、ZrO2:0.5〜17.0
重量%、その他:5.0重量%以下のマグネシアアルミ
ナ系スピネルクリンカーからなり、スラグに対する耐食
性と耐スポーリング性に優れた耐火物が示されている。
は、マトリックスがジルコニア3〜10%とマグネシ
ア、粗粒部がマグネシアからなる焼成塩基性耐火物が示
されている。
部にコモンスピネルと併用または単独でジルコニア相を
配し、低C/Sスラグの侵入を抑制してれんがの耐食性
を向上させる手法である。しかし、ジルコニアの添加
は、れんがの焼結を促進しすぎるため、れんがの弾性率
が増大し、耐スポーリング性が劣化するという問題も有
している。
は、マグネシア質原料あるいはマグネシア・アルミナ系
スピネル質原料を主原料とし、チタニアを1〜10重量
%とアルミナを1〜15重量%を含有する耐火物が開示
されている。この耐火物は焼成または使用時の稼働面か
らの受熱によって、マグネシアとチタニアで構成される
スピネル鉱物(Mg2TiO4)とコモンスピネルの連続
固溶体を生成し、気孔径を小さくすることで耐食性が向
上するとされている。しかしながら、Mg2TiO4は融
点が1732℃とコモンスピネルの融点2105℃に比
べて著しく低く、TiO2を増加させることは高温操業
下での耐用劣化につながるという側面をも有している。
ネルれんがのマトリックス強化のために従来ZrOP2
やTiO2の適用が試みられたが、それぞれ実炉への適
用における問題点を有しており、依然として大部分の炉
ではマグクロれんがを使用しているというのが現状であ
る。
どの焼成炉の内張りれんがも、従来マグクロれんがが多
く使用されていたが、鉄鋼二次精錬用窯炉と同様、使用
後のれんがを廃棄処分する際に生ずる6価クロムの問題
のため、最近では主にマグスピネルれんがが使用されて
いる。
ルンの中でも最高温度に達する真焼点付近で焼結反応が
進んで固くなった焼成物がれんがの稼働面を転動する際
に稼働面を磨耗するという問題がある。この磨耗の原因
は、Al2O3の高温域でのマグネシアへの固溶量が大き
く、コモンスピネルで構成される二次スピネルが高温域
で細く貧弱となるため、マグスピネルれんがの磨耗量が
大きくなることによると考えられる。
する課題は、鉄鋼二次精錬用等の金属精錬用窯炉やセメ
ント焼成用窯炉など各種焼成窯炉の内張りに用いられる
Cr2O3を含有しない耐火物における耐用性の向上にあ
る。
課題を、塩基性耐火物原料に希土類酸化物を化学成分と
して0.2〜20重量%含有せしめることによって解決
した。
の含有量は90重量%以上、とくに、95重量%以上で
あることが望ましい。
性耐火物原料としては、マグネシアクリンカーの一部ま
たは全部をマグネシア−カルシアクリンカーに置換した
ものが使用できる。
は、CaO含有量が2重量%前後の製品からドロマイト
(MgCO3・CaCO3)鉱石を焼成して得られるCa
O含有量が約60重量%の所謂「ドロマイトクリンカ
ー」も使用可能である。
様、スラグに対する耐食性の点からは、MgOとCaO
との含有量が90重量%以上、とくに、95重量%以上
であることが望ましい。
CeO2、La2O3等を微粉末の形態で使用できる。
99重量%以上含有する高純度のものは好適であるが、
ゼノタイム(xenotime)、バストネサイト(b
astnasite)などの鉱石から得られる希土類酸
化物の混合物(モナズ石、バストネサイトを原料にする
ものは俗に「酸化希土」と呼ばれる)など、各種希土類
酸化物が混合した原料も使用できる。
ンカーまたはマグネシア−カルシアクリンカーと混合
し、電気炉で溶融する、所謂「ドロマイトクリンカー」
中に分散した形での使用も可能である。
のマトリックスに主に存在する組織を有する。この組織
が如何にして、スラグの浸透を抑制し、れんがの耐食性
を向上させるかは十分明らかでないが、希土類酸化物が
スラグ中のSiO2と反応し、スラグの融点を上昇させ
浸透を抑制すると考えられる。
スラグは、CaO/SiO2のモル比0〜2の範囲で
は、その融点は、1436〜1464℃という低温であ
る。これに対して、2成分系スラグにY2O3またはLa
2O3の十分な量を加えることにより、融液生成温度は約
300℃上昇する。また、Y2O3およびLa2O3以外の
希土類酸化物も類似した化学的特性を有することから同
様の効果が期待できる。
重量%未満では量的に少なすぎてスラグの融点を上昇さ
せる希土類酸化物の添加効果が期待できず、また、20
重量%を越えると、マグネシア原料と比較すると高価な
希土類酸化物の価格に見合った効果が期待できないた
め、0.2〜20重量%の範囲が適当である。
%以上含有する場合には、とくに優れた耐食性および熱
間強度を示す。
実施の形態を述べる。
マグネシアクリンカーと、ドロマイト(MgCO3・C
aCO3)鉱石を焼成して焼結マグネシア−カルシアク
リンカー(純度約98重量%)を得た。希土類酸化物原
料として、市販のY2O3試薬、CeO2試薬、La2O3
試薬(ともに純度99.9重量%以上)を用いた。ま
た、結合剤として、焼成れんが用として市販のフェノー
ルレジン、または、低分子ポリプロピレンを、不焼成れ
んが用として塩化マグネシウム水溶液を用いた。
れんが、マグスピネルれんがを同時に試作した。
鉱石(Cr2O3含有量約50%)、焼結スピネルクリン
カー(理論スピネル(MgAl2O4)組成、純度約99
重量%)を使用した。
の添加量と各種特性ヘの効果を調べた結果を示す。ま
た、電融処理によって希土類酸化物をマグネシア中に分
散させた例も併せて示す。
で1500kg/cm3の成形圧で並形(230×11
4×65mm)に成形し、1800℃で12時間焼成し
た。なお比較試料としてマグネシアれんが、およびマグ
クロれんがも同時に製造し準備した。
曲げ強度、耐食性を評価した。一般物性、すなわち、か
さ比重、見掛比重、見掛気孔率、そして熱間曲げ強度は
JIS記載の方法に則って測定した。
波誘導炉内にセットした黒鉛坩堝中にスラグを投入、溶
解し、1700℃に保持した。そして180×20×2
0mmに加工した試料を90mmの深さまで40分間浸
潰した。スラグの組成はCaO=50重量%、SiO2
=20重量%、Al2O3=30重量%とし、B2O3を外
掛1重量%加えた。実験終了後の試料は、冷却後にアル
キメデス法によって体積を測定、試験前後に体積の減少
した割合を被食率とした。表中には、比較例のマグクロ
れんが「Q」を100とした割合(被食率指数)で示し
ている。この数値が小さいものが耐食性に優れているこ
とを表す。また試料によっては、試験中に浸漬部の大部
分がちぎれるように失われたものもある。これはスラグ
に対する耐食性が極端に弱い場合に見られる。このよう
な場合は表中に、例えば「10分溶落」と、この現象が
確認された時間を示している。
のみで構成した比較例「P」は、耐食性試験で試料が1
0分で溶落した。ところが、希土類酸化物を配合した本
発明の実施例にはこの現象が見られない。これで、希土
類酸化物を配合することによって耐食性が著しく向上し
たことが明らかである。また、希土類酸化物を配合した
実施例は、比較例のマグクロれんが「Q」よりも高耐食
性であり、希土類酸化物の添加量は5重量%(発明品
「C」)付近が最も耐食性良好であった。また、実施例
「C」は、熱間強度もマグクロれんがに匹敵する。さら
に、電融処理によって希土類酸化物をマグネシア中に分
散させた発明例「E」は、実施例の中でも最も耐食性、
および熱間強度が高い。なお、比較例「R」はマグスピ
ネルれんがであるが、耐食性試験では試料の浸漬部が1
0分で溶落し、耐食性が著しく弱いことを示している。
また、熱間曲げ強度の面でも本発明に及ばない。
表的なY2O3を配合した例を示す。
で1500kg/cm3の成形圧で並形に成形し、16
00℃で12時間焼成した。評価方法については、表1
の例と同様である。
れんがである比較例「S」は、従来のマグクロれんが
(比較例「Q」)とほぼ同等の耐食性を持つ。一方、希
土類酸化物を配合した発明品は、比較例「S」や比較例
「Q」よりも高耐食性である。また、希土類酸化物の添
加量は5重量%付近が最も耐食性良好であり、MgO系
材質に希土類酸化物を配合した結果と類似している。
を調査するために、マグネシア原料をベースに希土類酸
化物を5重量%配合した焼成れんがを作成した。
造条件および評価方法は表1の例と同様である。
「C」(表1の結果を再録)が最も耐食性良であった。
また、Y2O3を半量(2.5重量%)配合した実施例
「L」、同「M」がそれに次ぎ、いずれも、比較例であ
るマグクロれんが「Q」よリ優れている。熱間強度に関
しても、実施例「L」、同「M」は実施例「C」に準ず
る。Y2O3を含有しない実施例「J」、同「K」、同
「N」は、いずれもマグクロれんが「Q」と同等程度の
耐食性であり、熱間強度もやや低い結果であった。
た例を示す。各種原料を表4の割合で配合し混練した。
さらに、油圧プレスで1500kg/cm3の成形圧で
並形に成形し、150℃で乾燥した。なお比較試料とし
てマグネシア不焼成れんがとマグクロ不焼成れんがも同
時に製造、準備した。評価方法については実施例1と同
様である。実施例「O」はマグクロ不焼成れんがの比較
例「U」に比べて耐食性で勝っている。希土類を添加し
ていない比較例「T」は、耐食性試験では10分で試料
が溶落しているのに対して、実施例「O」はこの現象が
見られないことから、焼成品の例と同様に不焼成れんが
においても、希土類酸化物を配合することによって耐食
性が著しく向上していることが明らかである。
用し、使用後に状況を調査した。これに隣接して、マグ
クロれんがを施工し、本発明との比較ができるようにし
た。残寸から推定した損耗速度は周囲のマグクロれんが
のそれよリも約10%少なく、本発明の効果が確認でき
た。また、れんがを回収して調査したところ、周囲のマ
グクロれんがと比較してスラグ浸潤深さは約半分で、亀
裂も認められなかった。
リーキルンの焼成帯(真焼点付近およびその他)に部分
的に施工し、6ケ月間使用後に状況を調査した。これに
隣接して、真焼点付近にマグクロれんがを、それ以外の
焼成帯にマグスピネルれんがを施工し、本発明との比較
ができるようにした。残寸から推定した本発明の塩基性
耐火物の損耗速度は、真焼点付近のマグクロれんがとの
比較ではほぼ同等で、その他の部位のマグスピネルれん
がとの比較では約20%少なく、本発明の効果が確認で
きた。またれんがを回収して調査したところ、周囲のマ
グスピネルれんがと比較してコーティング層の厚みが約
2倍で、マグクロれんがとはほぼ同等であり、れんが原
質層との間に亀裂は認められなかった。
用窯炉やセメント焼成用窯炉など各種焼成窯炉の内張り
に用いられる耐火物として、Cr2O3を含有せず、かつ
高耐用な材質を提供できる。このため、耐火物コスト増
加や炉修頻度増加など、設備稼働率や生産性に悪影響を
与えることなく、マグクロれんがの廃棄処分に伴う特別
な処理の手間とコストの問題を解決することができる。
Claims (3)
- 【請求項1】 塩基性耐火物原料中に、希土類酸化物を
0.2〜20重量%含有せしめてなる塩基性耐火物。 - 【請求項2】 塩基性耐火物原料が、MgOまたはMg
O−CaOを主成分とする塩基性耐火物原料である請求
項1に記載の塩基性耐火物。 - 【請求項3】 希土類酸化物が、Y2O3を50重量%以
上含有する請求項1または請求項2に記載の塩基性耐火
物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31119598A JP4373509B2 (ja) | 1998-10-30 | 1998-10-30 | 塩基性耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31119598A JP4373509B2 (ja) | 1998-10-30 | 1998-10-30 | 塩基性耐火物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000128624A true JP2000128624A (ja) | 2000-05-09 |
JP4373509B2 JP4373509B2 (ja) | 2009-11-25 |
Family
ID=18014251
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31119598A Expired - Fee Related JP4373509B2 (ja) | 1998-10-30 | 1998-10-30 | 塩基性耐火物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4373509B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7784764B2 (en) * | 2004-11-02 | 2010-08-31 | Towa Corporation | Low-adhesion material, mold for molding resin using the same and contaminant adhesion preventing material |
JP2012201512A (ja) * | 2011-03-23 | 2012-10-22 | Kurosaki Harima Corp | 炭素含有耐火物 |
CN115231916A (zh) * | 2022-07-13 | 2022-10-25 | 西安西工大思强科技股份有限公司 | 一种镁铝尖晶石成型坩埚及其制造方法 |
-
1998
- 1998-10-30 JP JP31119598A patent/JP4373509B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7784764B2 (en) * | 2004-11-02 | 2010-08-31 | Towa Corporation | Low-adhesion material, mold for molding resin using the same and contaminant adhesion preventing material |
JP2012201512A (ja) * | 2011-03-23 | 2012-10-22 | Kurosaki Harima Corp | 炭素含有耐火物 |
CN115231916A (zh) * | 2022-07-13 | 2022-10-25 | 西安西工大思强科技股份有限公司 | 一种镁铝尖晶石成型坩埚及其制造方法 |
CN115231916B (zh) * | 2022-07-13 | 2023-08-15 | 西安西工大思强科技股份有限公司 | 一种镁铝尖晶石成型坩埚及其制造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4373509B2 (ja) | 2009-11-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8309483B2 (en) | Binder for monolithic refractories and monolithic refractory | |
Racher et al. | Magnesium aluminate spinel raw materials for high performance refractories for steel ladles | |
JP4328053B2 (ja) | マグネシア−スピネル質れんが | |
JP2000128624A (ja) | 塩基性耐火物 | |
EP2272811B1 (en) | Binder for monolithic refractory and monolithic refractory | |
JP2004203702A (ja) | 蛇紋石又はタルクを含有する不定形耐火物と施工体およびこれらで内張りされた窯炉 | |
JP3609245B2 (ja) | 耐火物原料の製造方法 | |
JP5448144B2 (ja) | マグクロれんが | |
JP4538779B2 (ja) | マグネシア−アルミナ系クリンカーおよびそれを用いて得られる耐火物 | |
JP3833800B2 (ja) | 定形耐火物 | |
JP3751135B2 (ja) | 不定形耐火物 | |
JPH11278918A (ja) | 塩基性耐火物原料ならびに塩基性耐火物およびその製造方法ならびにそれを使用した金属精錬窯炉および焼成炉 | |
JPH10203862A (ja) | 高温焼成マグクロ質れんが | |
JP4347952B2 (ja) | マグネシア・カルシアクリンカーを用いた塩基性不定形耐火物 | |
JP4269148B2 (ja) | 塩基性耐火物 | |
JPH07291716A (ja) | 塩基性耐火物 | |
JP2000263013A (ja) | アルミドロス残灰の利用方法及びアルミナスピネル質キャスタブル耐火物 | |
JP2599870B2 (ja) | 不定形耐火組成物 | |
JP3510642B2 (ja) | マグネシアクリンカーおよびその製造法 | |
JP2596669B2 (ja) | マグネシア・カルシア質不定形耐火物 | |
JP2006076863A (ja) | マグネシア−クロム−窒化硼素質不焼成耐火物 | |
JP3795933B2 (ja) | マグネシア−クロム質焼成れんが | |
JPH06172020A (ja) | マグネシア成分を含む耐火材料 | |
JP2004123501A (ja) | 耐火れんが | |
JPH06107451A (ja) | 耐火物 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051013 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080909 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080912 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081111 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090807 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090904 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120911 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150911 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |