JP2003095729A - カルシア系クリンカー及びそれを用いて得られる耐火物 - Google Patents
カルシア系クリンカー及びそれを用いて得られる耐火物Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 安価で、耐消化性に優れ、更には耐スラグ性
に優れた、ＣａＯを主成分とする塩基性耐火物材料、即
ちカルシア系クリンカー及びそれを用いて得られる耐火
物を提供すること。 【解決手段】 ＣａＯ：１０〜９６．８重量％、Ｍｇ
Ｏ：８６．８重量％以下、Ａｌ2Ｏ3：３〜１５重量％、
及びＣｏＯ：０．２〜１０重量％なる化学組成を与える
組成物を焼成することにより、また、そのような組成物
の１００重量部に対して、ガラス成分及び／又は所定の
酸化物の１種又は２種以上を、１〜１０重量部の割合に
おいて、更に配合せしめたものを焼成することにより、
目的とするクリンカーを得る。
に優れた、ＣａＯを主成分とする塩基性耐火物材料、即
ちカルシア系クリンカー及びそれを用いて得られる耐火
物を提供すること。 【解決手段】 ＣａＯ：１０〜９６．８重量％、Ｍｇ
Ｏ：８６．８重量％以下、Ａｌ2Ｏ3：３〜１５重量％、
及びＣｏＯ：０．２〜１０重量％なる化学組成を与える
組成物を焼成することにより、また、そのような組成物
の１００重量部に対して、ガラス成分及び／又は所定の
酸化物の１種又は２種以上を、１〜１０重量部の割合に
おいて、更に配合せしめたものを焼成することにより、
目的とするクリンカーを得る。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は、カルシア系クリンカー及びそれ
を用いて得られる耐火物に係り、特に、製鉄業における
溶鋼用容器、精錬炉用容器等の内張り用耐火物、或いは
セメントや石灰等を焼成するキルン等における内張り用
耐火物等に用いられる塩基性耐火物用の原料に関するも
のである。
を用いて得られる耐火物に係り、特に、製鉄業における
溶鋼用容器、精錬炉用容器等の内張り用耐火物、或いは
セメントや石灰等を焼成するキルン等における内張り用
耐火物等に用いられる塩基性耐火物用の原料に関するも
のである。
【０００２】
【背景技術】ＣａＯ（カルシア）は、その融点が約２６
００℃で、酸素解離圧及び蒸気圧が低く、耐火物材料と
して魅力的な特徴を持つ反面、水と容易に反応し、消化
するという欠点も有することから、そのようなカルシア
を大量に含有する焼成物を、様々な用途の耐火物として
用いることについては、未だ実現されていない。因み
に、古くは、カルシア煉瓦がＡＯＤ炉やＶＯＤ炉に利用
された例は、見られる（「耐火物」、第４６巻第１号、
第３９〜４６頁、１９９４年、耐火物協会）が、その
後、製鋼用耐火物としての研究は、下火となっていたの
である。
００℃で、酸素解離圧及び蒸気圧が低く、耐火物材料と
して魅力的な特徴を持つ反面、水と容易に反応し、消化
するという欠点も有することから、そのようなカルシア
を大量に含有する焼成物を、様々な用途の耐火物として
用いることについては、未だ実現されていない。因み
に、古くは、カルシア煉瓦がＡＯＤ炉やＶＯＤ炉に利用
された例は、見られる（「耐火物」、第４６巻第１号、
第３９〜４６頁、１９９４年、耐火物協会）が、その
後、製鋼用耐火物としての研究は、下火となっていたの
である。
【０００３】ところが、カルシアを主成分とするカルシ
ア煉瓦は、例えば精錬炉用容器の内張り用耐火物として
用いると、溶鋼中のアルミナをはじめとする介在物を取
り除くという特徴を有するものであり、高純度合金鉄の
精錬には欠かせないものであるところから、クリーンス
チール化の要求が高まると共に、再び、カルシア煉瓦の
要求が高まってきている。このため、カルシアの消化性
を抑制せしめたカルシアクリンカー、塩基性耐火物、或
いはその製造方法等が、近年、種々提案されている。
ア煉瓦は、例えば精錬炉用容器の内張り用耐火物として
用いると、溶鋼中のアルミナをはじめとする介在物を取
り除くという特徴を有するものであり、高純度合金鉄の
精錬には欠かせないものであるところから、クリーンス
チール化の要求が高まると共に、再び、カルシア煉瓦の
要求が高まってきている。このため、カルシアの消化性
を抑制せしめたカルシアクリンカー、塩基性耐火物、或
いはその製造方法等が、近年、種々提案されている。
【０００４】例えば、特開昭５４−１２９０１４号公報
においては、ＣａＯ又はＣａＯ−ＭｇＯに、ＺｒＯ2 、
ＳｉＯ2 、Ｂ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3の１種又は２種以上を合計量
で１０％以下含有せしめ、溶融凝固してなる非破砕の塩
基性耐火粒及びその製造方法が開示されており、また、
特開平６−１６５４号公報では、石灰石粉体に、ＳｉＯ
2 、ＴｉＯ2 、ＺｒＯ2 、Ａｌ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＣａＦ
2 、ＭｇＦ2 等の金属酸化物を添加し、成形した後、焼
成する、カルシアクリンカーの製造方法が、開示されて
いる。更に、特開２００１−１０８７０号公報において
は、優れた耐消化性を有し、且つスラグ浸食抑制及び耐
スポーリング性に優れたマグネシア・カルシアクリンカ
ーを用いた塩基性不定形耐火物が、提案されている。
においては、ＣａＯ又はＣａＯ−ＭｇＯに、ＺｒＯ2 、
ＳｉＯ2 、Ｂ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3の１種又は２種以上を合計量
で１０％以下含有せしめ、溶融凝固してなる非破砕の塩
基性耐火粒及びその製造方法が開示されており、また、
特開平６−１６５４号公報では、石灰石粉体に、ＳｉＯ
2 、ＴｉＯ2 、ＺｒＯ2 、Ａｌ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＣａＦ
2 、ＭｇＦ2 等の金属酸化物を添加し、成形した後、焼
成する、カルシアクリンカーの製造方法が、開示されて
いる。更に、特開２００１−１０８７０号公報において
は、優れた耐消化性を有し、且つスラグ浸食抑制及び耐
スポーリング性に優れたマグネシア・カルシアクリンカ
ーを用いた塩基性不定形耐火物が、提案されている。
【０００５】しかしながら、上述のような、従来のカル
シアクリンカー、及びそれを用いた塩基性耐火物等にあ
っては、何れも、充分な耐消化性を有するものではな
く、未だ改善の余地を残すものであったのである。
シアクリンカー、及びそれを用いた塩基性耐火物等にあ
っては、何れも、充分な耐消化性を有するものではな
く、未だ改善の余地を残すものであったのである。
【０００６】
【解決課題】ここにおいて、本発明は、かかる事情を背
景にして為されたものであって、その解決課題とすると
ころは、安価で、且つ耐消化性に優れた、カルシアを主
成分とする塩基性耐火物材料、即ちカルシア系クリンカ
ー、及びそれを用いて得られる耐火物を提供することに
ある。
景にして為されたものであって、その解決課題とすると
ころは、安価で、且つ耐消化性に優れた、カルシアを主
成分とする塩基性耐火物材料、即ちカルシア系クリンカ
ー、及びそれを用いて得られる耐火物を提供することに
ある。
【０００７】
【解決手段】そして、本発明は、かくの如き課題の解決
のために、ＣａＯ：１０〜９６．８重量％、ＭｇＯ：８
６．８重量％以下、Ａｌ2Ｏ3：３〜１５重量％、及びＣ
ｏＯ：０．２〜１０重量％なる化学組成を与える組成物
を焼成して得られた焼成物からなることを特徴とするカ
ルシア系クリンカーを、その要旨とするものである。
のために、ＣａＯ：１０〜９６．８重量％、ＭｇＯ：８
６．８重量％以下、Ａｌ2Ｏ3：３〜１５重量％、及びＣ
ｏＯ：０．２〜１０重量％なる化学組成を与える組成物
を焼成して得られた焼成物からなることを特徴とするカ
ルシア系クリンカーを、その要旨とするものである。
【０００８】このように、本発明に従う塩基性耐火物原
料たるクリンカーは、溶鋼中の不純物を取り除く性質を
有するＣａＯと耐食性に優れたＭｇＯに加えて、更にＡ
ｌ2Ｏ3 とＣｏＯを併用して、構成されるものであっ
て、特に、Ａｌ2Ｏ3の併用によって、ＣａＯとの間に３
ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3なる化合物を形成せしめ、また、Ｃｏ
Ｏは、焼成物中のＣａＯ表面を被覆し、ＣａＯと水との
接触を阻止せしめ、以て、耐消化性の向上に大きく寄与
せしめ得たのである。
料たるクリンカーは、溶鋼中の不純物を取り除く性質を
有するＣａＯと耐食性に優れたＭｇＯに加えて、更にＡ
ｌ2Ｏ3 とＣｏＯを併用して、構成されるものであっ
て、特に、Ａｌ2Ｏ3の併用によって、ＣａＯとの間に３
ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3なる化合物を形成せしめ、また、Ｃｏ
Ｏは、焼成物中のＣａＯ表面を被覆し、ＣａＯと水との
接触を阻止せしめ、以て、耐消化性の向上に大きく寄与
せしめ得たのである。
【０００９】なお、かかる本発明に従うカルシア系クリ
ンカーにおいては、望ましくは、ガラス成分が、前記組
成物の１００重量部に対して、１〜１０重量部の割合に
おいて、更に配合せしめられることとなる。このような
ガラス成分の更なる配合によって、耐消化性の向上に有
利に寄与せしめ得るのである。
ンカーにおいては、望ましくは、ガラス成分が、前記組
成物の１００重量部に対して、１〜１０重量部の割合に
おいて、更に配合せしめられることとなる。このような
ガラス成分の更なる配合によって、耐消化性の向上に有
利に寄与せしめ得るのである。
【００１０】また、本発明の望ましい態様の他の一つに
よれば、ＢｅＯ、Ｂ2Ｏ3、Ｐ2Ｏ5、Ｃｒ2Ｏ3、ＺｒＯ
2 、ＦｅＯ、Ｆｅ2Ｏ3、ＳｉＯ2 及びＴｉＯ2 のうちの
何れか１種若しくは２種以上が、前記組成物の１００重
量部に対して、１〜１０重量部の割合において、更に配
合せしめられ、これによっても、また、耐消化性の更な
る向上が図られ得るのである。
よれば、ＢｅＯ、Ｂ2Ｏ3、Ｐ2Ｏ5、Ｃｒ2Ｏ3、ＺｒＯ
2 、ＦｅＯ、Ｆｅ2Ｏ3、ＳｉＯ2 及びＴｉＯ2 のうちの
何れか１種若しくは２種以上が、前記組成物の１００重
量部に対して、１〜１０重量部の割合において、更に配
合せしめられ、これによっても、また、耐消化性の更な
る向上が図られ得るのである。
【００１１】さらに、本発明は、上記した本発明に従う
クリンカー、即ち、ＣａＯとＭｇＯとＡｌ2Ｏ3とＣｏＯ
との所定の化学組成を与える組成物、またはそれに所定
割合のガラス成分及び／又はＢｅＯ等の化合物を所定割
合にて配合してなるものを焼成して得られた焼成物から
なるカルシア系クリンカーを、耐火物材料として用いて
なることを特徴とする耐火物をも、その要旨とするもの
である。
クリンカー、即ち、ＣａＯとＭｇＯとＡｌ2Ｏ3とＣｏＯ
との所定の化学組成を与える組成物、またはそれに所定
割合のガラス成分及び／又はＢｅＯ等の化合物を所定割
合にて配合してなるものを焼成して得られた焼成物から
なるカルシア系クリンカーを、耐火物材料として用いて
なることを特徴とする耐火物をも、その要旨とするもの
である。
【００１２】このような本発明に従う耐火物にあって
も、前記した本発明に従うクリンカーの特徴が、そのま
ま発揮され得るのである。
も、前記した本発明に従うクリンカーの特徴が、そのま
ま発揮され得るのである。
【００１３】
【発明の実施の形態】ここにおいて、かかる本発明に従
うカルシア系クリンカーにおいて、ＣａＯは、１０〜９
６．８重量％の割合において含有せしめられる必要があ
る。けだし、ＣａＯの含有量が１０重量％よりも少ない
と、そのような組成のクリンカーを用いてなる耐火物
が、溶鋼中の不純物を取り除くというクリーンスチール
化に対して、十分に寄与し得ないからである。なお、一
般に、耐火物は、その使用中に損耗するため、例えば溶
鋼用容器等の内張り用耐火物として用いた場合におい
て、損耗した耐火物片の一部が溶鋼中に混入するため、
カルシアクリンカー中に不純物が多いと、必然的に、鋼
中における不純物の増大を招くこととなるところから、
可能な限りＣａＯの含有率が高いことが望ましい。
うカルシア系クリンカーにおいて、ＣａＯは、１０〜９
６．８重量％の割合において含有せしめられる必要があ
る。けだし、ＣａＯの含有量が１０重量％よりも少ない
と、そのような組成のクリンカーを用いてなる耐火物
が、溶鋼中の不純物を取り除くというクリーンスチール
化に対して、十分に寄与し得ないからである。なお、一
般に、耐火物は、その使用中に損耗するため、例えば溶
鋼用容器等の内張り用耐火物として用いた場合におい
て、損耗した耐火物片の一部が溶鋼中に混入するため、
カルシアクリンカー中に不純物が多いと、必然的に、鋼
中における不純物の増大を招くこととなるところから、
可能な限りＣａＯの含有率が高いことが望ましい。
【００１４】また、そのようなＣａＯに組み合わされる
ＭｇＯは、上述のＣａＯ、及び後述するＡｌ2Ｏ3及びＣ
ｏＯの添加量に応じて、また、目的とするクリンカーの
特性に応じて、８６．８重量％以下の割合において、適
宜に含有せしめられることとなる。
ＭｇＯは、上述のＣａＯ、及び後述するＡｌ2Ｏ3及びＣ
ｏＯの添加量に応じて、また、目的とするクリンカーの
特性に応じて、８６．８重量％以下の割合において、適
宜に含有せしめられることとなる。
【００１５】そして、本発明に従うクリンカーにあって
は、ＣａＯ及びＭｇＯに、Ａｌ2Ｏ3及びＣｏＯが併用さ
れて、構成されているところに、大きな特徴を有してい
るのである。即ち、クリンカーの原料となる組成物中に
Ａｌ2Ｏ3成分及びＣｏＯ成分を添加せしめ、かかる組成
物を焼成すると、ＣａＯとＡｌ2Ｏ3との間においては、
３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3を生成し、クリンカー（焼成物）中
のＣａＯ成分が減少せしめられるのであり、また、Ａｌ
2Ｏ3と反応していないＣａＯにあっては、その表面が、
拡散能力が極めて大きいＣｏＯにより被覆されて、水分
子との接触が有効に回避され得ることとなるのであり、
以て、Ａｌ2Ｏ3或いはＣｏＯを単体で添加せしめた場合
に比して、格段に耐消化性が向上せしめられ得るのであ
る。
は、ＣａＯ及びＭｇＯに、Ａｌ2Ｏ3及びＣｏＯが併用さ
れて、構成されているところに、大きな特徴を有してい
るのである。即ち、クリンカーの原料となる組成物中に
Ａｌ2Ｏ3成分及びＣｏＯ成分を添加せしめ、かかる組成
物を焼成すると、ＣａＯとＡｌ2Ｏ3との間においては、
３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3を生成し、クリンカー（焼成物）中
のＣａＯ成分が減少せしめられるのであり、また、Ａｌ
2Ｏ3と反応していないＣａＯにあっては、その表面が、
拡散能力が極めて大きいＣｏＯにより被覆されて、水分
子との接触が有効に回避され得ることとなるのであり、
以て、Ａｌ2Ｏ3或いはＣｏＯを単体で添加せしめた場合
に比して、格段に耐消化性が向上せしめられ得るのであ
る。
【００１６】ところで、ＣａＯが消化するのは、Ｃａイ
オンの陽イオン半径が大きいため、酸素イオンが埋没さ
れた構造から陽イオンが露出した構造となり、それによ
って、水和反応性が高まることが指摘されている（「セ
ラミックス」、第３０巻（１９９５年）、Ｎｏ．１０、
第８８４〜８８７頁）。この理論に従えば、Ｃａのイオ
ン半径は０．９９オングストローム（０．９９×１０
-10 ｍ）であり、Ａｌ、Ｃｏのイオン半径は、それぞ
れ、Ａｌ：０．５１×１０-10 ｍ、Ｃｏ：０．７２×１
０-10 ｍであるので、Ｃａイオンとの置換により露出し
た陽イオンが減少したか、或いは、置換作用によって格
子常数が小さくなり、密な結晶構造になったためではな
いかと考えられるのである。
オンの陽イオン半径が大きいため、酸素イオンが埋没さ
れた構造から陽イオンが露出した構造となり、それによ
って、水和反応性が高まることが指摘されている（「セ
ラミックス」、第３０巻（１９９５年）、Ｎｏ．１０、
第８８４〜８８７頁）。この理論に従えば、Ｃａのイオ
ン半径は０．９９オングストローム（０．９９×１０
-10 ｍ）であり、Ａｌ、Ｃｏのイオン半径は、それぞ
れ、Ａｌ：０．５１×１０-10 ｍ、Ｃｏ：０．７２×１
０-10 ｍであるので、Ｃａイオンとの置換により露出し
た陽イオンが減少したか、或いは、置換作用によって格
子常数が小さくなり、密な結晶構造になったためではな
いかと考えられるのである。
【００１７】なお、かかるＡｌ2Ｏ3及びＣｏＯの添加量
（配合量）は、上述したＣａＯによるクリーンスチール
化を考慮し、また、ＣｏＯは非常に高価な物質であり、
費用対効果の点をも考慮すると、可能な限り少量である
ことが望ましのであり、クリンカー及びそれを用いてな
る耐火物に要求される耐消化性に応じて、Ａｌ2Ｏ3：３
〜１５重量％、ＣｏＯ：０．２〜１０重量％の範囲内に
おいて、適宜選択されることとなる。
（配合量）は、上述したＣａＯによるクリーンスチール
化を考慮し、また、ＣｏＯは非常に高価な物質であり、
費用対効果の点をも考慮すると、可能な限り少量である
ことが望ましのであり、クリンカー及びそれを用いてな
る耐火物に要求される耐消化性に応じて、Ａｌ2Ｏ3：３
〜１５重量％、ＣｏＯ：０．２〜１０重量％の範囲内に
おいて、適宜選択されることとなる。
【００１８】また、本発明に従うクリンカーは、ＣａＯ
とＭｇＯとＡｌ2Ｏ3とＣｏＯとが、上述の如き化学組成
にて与えられるように、それぞれの成分の原料を配合し
て、組成物を調製した後、焼成することによって、得ら
れるものであるが、そのような組成物を調製するための
各成分の原料としては、公知の各種のものを用いること
が出来る。例えば、ＣａＯ源材料としては、消石灰、石
灰石、生石灰のみならず、鶏卵の卵殻やホタテ貝の貝殻
等を粉砕したもの等が使用され得、また、ＭｇＯ源材料
としては、天然マグネシア、海水マグネシアを始め、公
知の各種製法により製造されるマグネシア・クリンカー
や水酸化マグネシウム、電溶マグネシア等が使用され得
る。更に、Ａｌ2Ｏ3源材料としては、焼結アルミナ、仮
焼アルミナ、水酸化アルミナ等を使用することが出来、
そしてまた、ＣｏＯ源材料としては、一酸化コバルト、
三二酸化コバルト、四三酸化コバルト、シュウ酸コバル
ト水和物、ステアリン酸コバルト、硫酸コバルト、硫化
コバルト等を使用することが出来る。
とＭｇＯとＡｌ2Ｏ3とＣｏＯとが、上述の如き化学組成
にて与えられるように、それぞれの成分の原料を配合し
て、組成物を調製した後、焼成することによって、得ら
れるものであるが、そのような組成物を調製するための
各成分の原料としては、公知の各種のものを用いること
が出来る。例えば、ＣａＯ源材料としては、消石灰、石
灰石、生石灰のみならず、鶏卵の卵殻やホタテ貝の貝殻
等を粉砕したもの等が使用され得、また、ＭｇＯ源材料
としては、天然マグネシア、海水マグネシアを始め、公
知の各種製法により製造されるマグネシア・クリンカー
や水酸化マグネシウム、電溶マグネシア等が使用され得
る。更に、Ａｌ2Ｏ3源材料としては、焼結アルミナ、仮
焼アルミナ、水酸化アルミナ等を使用することが出来、
そしてまた、ＣｏＯ源材料としては、一酸化コバルト、
三二酸化コバルト、四三酸化コバルト、シュウ酸コバル
ト水和物、ステアリン酸コバルト、硫酸コバルト、硫化
コバルト等を使用することが出来る。
【００１９】さらに、かかる本発明に従う化学組成を与
える組成物（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ａｌ 2 Ｏ3 ＋ＣｏＯ）に
は、有利には、所定のガラス成分が、該組成物の１００
重量部に対して、１〜１０重量部の割合において、配合
せしめられることとなるのであり、また、そのようなガ
ラス成分と共に、或いはガラス成分に代えて、ＢｅＯ、
Ｂ2Ｏ3、Ｐ2Ｏ5、Ｃｒ2Ｏ3、ＺｒＯ2 、ＦｅＯ、Ｆｅ2
Ｏ3、ＳｉＯ2 及びＴｉＯ2 のうちの何れか１種若しく
は２種以上が、前記組成物の１００重量部に対して１〜
１０重量部の割合において、更に配合せしめられること
となる。
える組成物（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ａｌ 2 Ｏ3 ＋ＣｏＯ）に
は、有利には、所定のガラス成分が、該組成物の１００
重量部に対して、１〜１０重量部の割合において、配合
せしめられることとなるのであり、また、そのようなガ
ラス成分と共に、或いはガラス成分に代えて、ＢｅＯ、
Ｂ2Ｏ3、Ｐ2Ｏ5、Ｃｒ2Ｏ3、ＺｒＯ2 、ＦｅＯ、Ｆｅ2
Ｏ3、ＳｉＯ2 及びＴｉＯ2 のうちの何れか１種若しく
は２種以上が、前記組成物の１００重量部に対して１〜
１０重量部の割合において、更に配合せしめられること
となる。
【００２０】ここで、Ｂｅ、Ｂ、Ｐ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｆ
ｅ、Ｓｉ、Ｔｉの各イオン半径は、Ｃａイオンのイオン
半径よりも小さいものであるため、そのようなガラス成
分、及びＢｅＯ等の所定の酸化物にあっては、上述せる
如く、耐消化性に対する効果が大きいものであるが、そ
の反面、ＣａＯとは、何れも低融点物質を生成し、耐食
性の低下をきたすものであるところから、必然的にその
添加量は制限されるのであり、組成物（ＣａＯ＋ＭｇＯ
＋Ａｌ2 Ｏ3 ＋ＣｏＯ）の１００重量部に対して、それ
ぞれ、１〜１０重量部の割合において配合せしめられ
る。
ｅ、Ｓｉ、Ｔｉの各イオン半径は、Ｃａイオンのイオン
半径よりも小さいものであるため、そのようなガラス成
分、及びＢｅＯ等の所定の酸化物にあっては、上述せる
如く、耐消化性に対する効果が大きいものであるが、そ
の反面、ＣａＯとは、何れも低融点物質を生成し、耐食
性の低下をきたすものであるところから、必然的にその
添加量は制限されるのであり、組成物（ＣａＯ＋ＭｇＯ
＋Ａｌ2 Ｏ3 ＋ＣｏＯ）の１００重量部に対して、それ
ぞれ、１〜１０重量部の割合において配合せしめられ
る。
【００２１】また、そのように配合せしめられるガラス
成分、及び、ガラス成分と共に、或いはそれに代えて、
用いられる所定の酸化物としては、公知の各種のものを
用いることが出来るのであり、例えば、ガラス成分とし
ては、珪酸塩ガラス、ホウ酸ガラス、リン酸塩ガラス等
を用いることが出来、また、ＢｅＯとしては市販されて
いる酸化ベリリウムを、Ｂ2Ｏ3としては市販されている
ホウ酸を、それぞれ用いることが出来る。更に、Ｐ2Ｏ5
としては、オルトリン酸、メタリン酸、ピロリン酸等が
使用され得、Ｃｒ2Ｏ3としては、３価の酸化クロムを用
いることが望ましい。加えて、ＺｒＯ2 としては、市販
の安定化ジルコニアや未安定化ジルコニアを使用するこ
とが出来、ＳｉＯ2 としては、焼成シリカや電融シリ
カ、或いはＳｉＯ2 を含有する粘土等も使用することが
出来、また、ＺｒＯ2 やＳｉＯ2 の微粉よりなるシリコ
ンフラワーなどを使用することが好ましい。更にまた、
ＦｅＯやＦｅ2 Ｏ3にあっては、弁柄の使用も可能であ
り、ＴｉＯ2 としては、アナターゼ型、或いはルチル型
のチタニアを使用することが出来るのである。
成分、及び、ガラス成分と共に、或いはそれに代えて、
用いられる所定の酸化物としては、公知の各種のものを
用いることが出来るのであり、例えば、ガラス成分とし
ては、珪酸塩ガラス、ホウ酸ガラス、リン酸塩ガラス等
を用いることが出来、また、ＢｅＯとしては市販されて
いる酸化ベリリウムを、Ｂ2Ｏ3としては市販されている
ホウ酸を、それぞれ用いることが出来る。更に、Ｐ2Ｏ5
としては、オルトリン酸、メタリン酸、ピロリン酸等が
使用され得、Ｃｒ2Ｏ3としては、３価の酸化クロムを用
いることが望ましい。加えて、ＺｒＯ2 としては、市販
の安定化ジルコニアや未安定化ジルコニアを使用するこ
とが出来、ＳｉＯ2 としては、焼成シリカや電融シリ
カ、或いはＳｉＯ2 を含有する粘土等も使用することが
出来、また、ＺｒＯ2 やＳｉＯ2 の微粉よりなるシリコ
ンフラワーなどを使用することが好ましい。更にまた、
ＦｅＯやＦｅ2 Ｏ3にあっては、弁柄の使用も可能であ
り、ＴｉＯ2 としては、アナターゼ型、或いはルチル型
のチタニアを使用することが出来るのである。
【００２２】そして、本発明に従うカルシア系クリンカ
ーを製造するに際しては、先ず、前記した化学組成を与
える組成物、またはそれにガラス成分及び／又はＢｅＯ
等の所定の酸化物を配合してなるものを準備し、それを
回転ミキサー等で混合し、次いでバインダーを加えて混
練する。その後、その混練物を、ブリケットマシンでア
ーモンド形状に成形し、乾燥した後、ロータリーキルン
で焼成（１５００〜２０００℃程度）するか、或いは、
油圧プレスやフリクションプレスで煉瓦形状に成形し、
乾燥した後、トンネルキルンあるいはロータリーキルン
で焼成（１５００〜２０００℃程度）することにより、
焼成物として目的とするクリンカーが得られ、かかるク
リンカーは所定の粒度に粉砕され、耐火物材料として使
用されるのである。なお、本発明のクリンカーにあって
は、電融によって製造することも可能である。
ーを製造するに際しては、先ず、前記した化学組成を与
える組成物、またはそれにガラス成分及び／又はＢｅＯ
等の所定の酸化物を配合してなるものを準備し、それを
回転ミキサー等で混合し、次いでバインダーを加えて混
練する。その後、その混練物を、ブリケットマシンでア
ーモンド形状に成形し、乾燥した後、ロータリーキルン
で焼成（１５００〜２０００℃程度）するか、或いは、
油圧プレスやフリクションプレスで煉瓦形状に成形し、
乾燥した後、トンネルキルンあるいはロータリーキルン
で焼成（１５００〜２０００℃程度）することにより、
焼成物として目的とするクリンカーが得られ、かかるク
リンカーは所定の粒度に粉砕され、耐火物材料として使
用されるのである。なお、本発明のクリンカーにあって
は、電融によって製造することも可能である。
【００２３】ここで、かかるクリンカーの製造に際して
用いられるバインダーとしては、公知の各種のものを挙
げることが出来、例えばリグニン類、デンプン類、ポリ
ビニルアルコールやメチルセルロース類、各種フェノー
ル樹脂、糖蜜等が、適宜の割合において用いられ、目的
とする形状に有利に成形されることとなる。
用いられるバインダーとしては、公知の各種のものを挙
げることが出来、例えばリグニン類、デンプン類、ポリ
ビニルアルコールやメチルセルロース類、各種フェノー
ル樹脂、糖蜜等が、適宜の割合において用いられ、目的
とする形状に有利に成形されることとなる。
【００２４】なお、このようにして製造されたクリンカ
ーにあっては、さらに耐消化性を向上せしめるべく、そ
の表面を、無水の油類、タール、ピッチ、パラフィン、
フェノール樹脂、シリコーン樹脂等で被覆することも可
能であり、また、塩化カルシウム溶液によりクリンカー
表面のカルシアを溶かし、除去することも可能である。
更には、二酸化炭素ガスを用いて、クリンカー表面をコ
ーティングすることも可能である。
ーにあっては、さらに耐消化性を向上せしめるべく、そ
の表面を、無水の油類、タール、ピッチ、パラフィン、
フェノール樹脂、シリコーン樹脂等で被覆することも可
能であり、また、塩化カルシウム溶液によりクリンカー
表面のカルシアを溶かし、除去することも可能である。
更には、二酸化炭素ガスを用いて、クリンカー表面をコ
ーティングすることも可能である。
【００２５】また、本発明に従う耐火物は、上述せる如
きクリンカーに対して、常法に従って、粉砕、整粒操作
を施し、それにより、該クリンカーの粉末又は粒状物か
らなる耐火物材料を得た後、その得られた耐火物材料
を、従来から公知の手法にて所定の形状に成形し、更に
必要に応じて加熱、焼結せしめることによって、煉瓦等
の成形耐火物を得るのである。
きクリンカーに対して、常法に従って、粉砕、整粒操作
を施し、それにより、該クリンカーの粉末又は粒状物か
らなる耐火物材料を得た後、その得られた耐火物材料
を、従来から公知の手法にて所定の形状に成形し、更に
必要に応じて加熱、焼結せしめることによって、煉瓦等
の成形耐火物を得るのである。
【００２６】そして、そのような本発明に従う耐火物
は、前述せるように、耐消化性に優れている特徴を有す
るものであって、これにより、製鉄業における溶鋼用容
器、精錬炉用容器等の内張り用耐火物、或いはセメント
や石灰等を焼成するキルン等における内張り用耐火物等
に用いられる塩基性耐火物用の原料として、有利に用い
られ得るのである。
は、前述せるように、耐消化性に優れている特徴を有す
るものであって、これにより、製鉄業における溶鋼用容
器、精錬炉用容器等の内張り用耐火物、或いはセメント
や石灰等を焼成するキルン等における内張り用耐火物等
に用いられる塩基性耐火物用の原料として、有利に用い
られ得るのである。
【００２７】
【実施例】以下に、本発明の代表的な実施例を含む幾つ
かの実験例を示し、本発明を更に具体的に明らかにする
こととするが、本発明が、そのような実験例の記載によ
って何等の制約をも受けるものでないことは、言うまで
もないところである。また、本発明には、以下の実施例
の他にも、更には上記の具体的記述以外にも、本発明の
趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づい
て種々なる変更、修正、改良等を加え得るものであるこ
とが理解されるべきである。
かの実験例を示し、本発明を更に具体的に明らかにする
こととするが、本発明が、そのような実験例の記載によ
って何等の制約をも受けるものでないことは、言うまで
もないところである。また、本発明には、以下の実施例
の他にも、更には上記の具体的記述以外にも、本発明の
趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づい
て種々なる変更、修正、改良等を加え得るものであるこ
とが理解されるべきである。
【００２８】実験例 １
炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、仮焼アルミナ、及
び酸化コバルト粉末を、それぞれ下記表１に示す配合割
合で混合せしめた後、バインダーとしてのポリビニール
アルコールを添加して、混練せしめ、次いで、混練物を
ブリケットマシンにて成形した後、得られた成形物を乾
燥せしめ、更にその後、ロータリーキルンにて１５５０
℃の温度にて焼成することにより、各種クリンカー（焼
成物）を得た。そして、この得られた各種クリンカーを
粉砕等して、それぞれの特性、即ち見掛気孔率、耐消化
性及び耐スラグ性について調べて、その結果を、下記表
１に併せて示した。
び酸化コバルト粉末を、それぞれ下記表１に示す配合割
合で混合せしめた後、バインダーとしてのポリビニール
アルコールを添加して、混練せしめ、次いで、混練物を
ブリケットマシンにて成形した後、得られた成形物を乾
燥せしめ、更にその後、ロータリーキルンにて１５５０
℃の温度にて焼成することにより、各種クリンカー（焼
成物）を得た。そして、この得られた各種クリンカーを
粉砕等して、それぞれの特性、即ち見掛気孔率、耐消化
性及び耐スラグ性について調べて、その結果を、下記表
１に併せて示した。
【００２９】なお、かかるクリンカーの特性評価におけ
る気孔率は、焼成して得られたクリンカーを粉砕して、
３．３６〜２．３８ｍｍに篩分けした粒子についての物
性であり、ＪＩＳ−Ｒ−２２０５に準拠して測定して、
得られたものであり、また耐消化性は、１ｍｍ以下の粒
子を用いて、その１００ｇを容器に入れて、水蒸気中、
３気圧の圧力下、１３１℃の温度で３時間、オートクレ
ーブで処理した後の重量増加率として示されている。更
に、耐スラグ性は、直径：５０ｍｍ、高さ：４０ｍｍの
円柱状試料の上部に、直径：３０ｍｍ、深さ：１０ｍｍ
の凹部を設け、この中にスラグを入れて、電気炉中に１
５５０℃の温度にて２時間静置せしめ、冷却後、試料を
切断して、スラグの浸透深さを測定した。尚、かかるス
ラグとしては、その組成が、鉄：６０重量％、石灰：３
０重量％、及びシリカ：１０重量％よりなるものを用い
た。
る気孔率は、焼成して得られたクリンカーを粉砕して、
３．３６〜２．３８ｍｍに篩分けした粒子についての物
性であり、ＪＩＳ−Ｒ−２２０５に準拠して測定して、
得られたものであり、また耐消化性は、１ｍｍ以下の粒
子を用いて、その１００ｇを容器に入れて、水蒸気中、
３気圧の圧力下、１３１℃の温度で３時間、オートクレ
ーブで処理した後の重量増加率として示されている。更
に、耐スラグ性は、直径：５０ｍｍ、高さ：４０ｍｍの
円柱状試料の上部に、直径：３０ｍｍ、深さ：１０ｍｍ
の凹部を設け、この中にスラグを入れて、電気炉中に１
５５０℃の温度にて２時間静置せしめ、冷却後、試料を
切断して、スラグの浸透深さを測定した。尚、かかるス
ラグとしては、その組成が、鉄：６０重量％、石灰：３
０重量％、及びシリカ：１０重量％よりなるものを用い
た。
【００３０】
【表１】
【００３１】かかる表１の結果から明らかな如く、本発
明の範囲内の組成よりなるクリンカー（Ｎｏ．２〜Ｎ
ｏ．５）にあっては、そのような範囲外の組成よりなる
もの（Ｎｏ．１、Ｎｏ．６）と比較して、耐消化性及び
耐スラグ性が優れていることを認めることができる。
明の範囲内の組成よりなるクリンカー（Ｎｏ．２〜Ｎ
ｏ．５）にあっては、そのような範囲外の組成よりなる
もの（Ｎｏ．１、Ｎｏ．６）と比較して、耐消化性及び
耐スラグ性が優れていることを認めることができる。
【００３２】実験例 ２
ＣａＯ成分として消石灰或いは卵殻を用いると共に、Ｍ
ｇＯ成分たる水酸化マグネシウムと、仮焼アルミナ、酸
化コバルトに加えて、更に、ホウ酸、酸化クロム、チタ
ニア、或いはジルコニアを用い、下記表２に示される各
種配合組成において（但し、ホウ酸、酸化クロム、チタ
ニア、ジルコニアは、４つの原料成分に対する外掛けに
て用いられている）、実験例１と同様にして焼成を行な
い、目的とするクリンカーを得た。そして、この得られ
た各種のクリンカーについて、それぞれ、実験例１と同
様にして、見掛気孔率、耐消化性及び耐スラグ性の評価
を行なった。それらの結果を、下記表２に併せ示した。
ｇＯ成分たる水酸化マグネシウムと、仮焼アルミナ、酸
化コバルトに加えて、更に、ホウ酸、酸化クロム、チタ
ニア、或いはジルコニアを用い、下記表２に示される各
種配合組成において（但し、ホウ酸、酸化クロム、チタ
ニア、ジルコニアは、４つの原料成分に対する外掛けに
て用いられている）、実験例１と同様にして焼成を行な
い、目的とするクリンカーを得た。そして、この得られ
た各種のクリンカーについて、それぞれ、実験例１と同
様にして、見掛気孔率、耐消化性及び耐スラグ性の評価
を行なった。それらの結果を、下記表２に併せ示した。
【００３３】
【表２】
【００３４】かかる表２の結果から明らかなように、Ｃ
ａＯ、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3、ＣｏＯの必須の４成分に加え
て、ホウ酸等の所定の酸化物を所定割合にて添加、含有
せしめることにより、耐消化性及び耐スラグ性に対する
更なる向上効果を発揮せしめ得ることが、認められ得る
のである。
ａＯ、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3、ＣｏＯの必須の４成分に加え
て、ホウ酸等の所定の酸化物を所定割合にて添加、含有
せしめることにより、耐消化性及び耐スラグ性に対する
更なる向上効果を発揮せしめ得ることが、認められ得る
のである。
【００３５】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に従うカルシア系クリンカーにあっては、溶鋼のクリー
ンスチール化に大きく寄与するＣａＯを主成分とし、こ
れにＡｌ2Ｏ3及びＣｏＯを併用して構成することによ
り、Ａｌ2Ｏ3との間においてＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3を生成す
ると共に、Ａｌ２Ｏ３と未反応のＣａＯの表面は、拡散
能力の非常に高いＣｏＯにより被覆されるのであって、
これにより、耐消化性に優れ、且つ耐スラグ性にも優れ
た、塩基性耐火物原料が実現され得たのである。
に従うカルシア系クリンカーにあっては、溶鋼のクリー
ンスチール化に大きく寄与するＣａＯを主成分とし、こ
れにＡｌ2Ｏ3及びＣｏＯを併用して構成することによ
り、Ａｌ2Ｏ3との間においてＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3を生成す
ると共に、Ａｌ２Ｏ３と未反応のＣａＯの表面は、拡散
能力の非常に高いＣｏＯにより被覆されるのであって、
これにより、耐消化性に優れ、且つ耐スラグ性にも優れ
た、塩基性耐火物原料が実現され得たのである。
【００３６】また、そのようなクリンカーを用いて得ら
れる耐火物にあっても、原料たるクリンカーの特性をそ
のまま引き継ぎ、耐食性及び耐スラグ性において優れた
特徴を発揮するものであるところから、各種用途におけ
る耐火物として、例えば、製鉄業における溶鋼用容器、
精錬炉用容器等、或いはセメントや石灰等を焼成するキ
ルン等における内張り用耐火物等として、有利に用いら
れ得るのである。
れる耐火物にあっても、原料たるクリンカーの特性をそ
のまま引き継ぎ、耐食性及び耐スラグ性において優れた
特徴を発揮するものであるところから、各種用途におけ
る耐火物として、例えば、製鉄業における溶鋼用容器、
精錬炉用容器等、或いはセメントや石灰等を焼成するキ
ルン等における内張り用耐火物等として、有利に用いら
れ得るのである。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 尾花 豊康
愛知県瀬戸市塩草町11番地の４ 伊藤忠セ
ラテック株式会社内
(72)発明者 牧野 浩
愛知県瀬戸市塩草町11番地の４ 伊藤忠セ
ラテック株式会社内
(72)発明者 森 雅人
愛知県瀬戸市塩草町11番地の４ 伊藤忠セ
ラテック株式会社内
Ｆターム(参考） 4G030 AA06 AA07 AA08 AA17 AA22
AA27 AA28 AA35 AA36 AA37
BA25
4K013 CF19
4K051 AA02 AA05 AA06 BE00 BE03
4K070 CC03
Claims (4)
- 【請求項１】 ＣａＯ：１０〜９６．８重量％、Ｍｇ
Ｏ：８６．８重量％以下、Ａｌ2Ｏ3：３〜１５重量％、
及びＣｏＯ：０．２〜１０重量％なる化学組成を与える
組成物を焼成して得られた焼成物からなることを特徴と
するカルシア系クリンカー。 - 【請求項２】 ガラス成分が、前記組成物の１００重量
部に対して１〜１０重量部の割合において、更に配合せ
しめられている請求項１に記載のカルシア系クリンカ
ー。 - 【請求項３】 ＢｅＯ、Ｂ2Ｏ3、Ｐ2Ｏ5、Ｃｒ2Ｏ3、Ｚ
ｒＯ2 、ＦｅＯ、Ｆｅ2Ｏ3、ＳｉＯ2 及びＴｉＯ2 のう
ちの何れか１種若しくは２種以上が、前記組成物の１０
０重量部に対して、１〜１０重量部の割合において、更
に配合せしめられている請求項１又は請求項２に記載の
カルシア系クリンカー。 - 【請求項４】 請求項１乃至請求項３の何れかに記載の
カルシア系クリンカーを、耐火物材料として用いてなる
ことを特徴とする耐火物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001291847A JP2003095729A (ja) | 2001-09-25 | 2001-09-25 | カルシア系クリンカー及びそれを用いて得られる耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001291847A JP2003095729A (ja) | 2001-09-25 | 2001-09-25 | カルシア系クリンカー及びそれを用いて得られる耐火物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003095729A true JP2003095729A (ja) | 2003-04-03 |
Family
ID=19113921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001291847A Pending JP2003095729A (ja) | 2001-09-25 | 2001-09-25 | カルシア系クリンカー及びそれを用いて得られる耐火物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003095729A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010047476A (ja) * | 2009-11-30 | 2010-03-04 | Itochu Ceratech Corp | 球状カルシア系クリンカー及びそれを用いて得られる耐火物 |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54129014A (en) * | 1978-03-30 | 1979-10-06 | Showa Denko Kk | Basic refractory granules and preparing same |
| JPS61136955A (ja) * | 1984-12-05 | 1986-06-24 | 大阪窯業耐火煉瓦株式会社 | 耐消化性マグネシア耐火物の製造方法 |
| JPS62182137A (ja) * | 1986-02-04 | 1987-08-10 | 新日本化学工業株式会社 | 高純度カルシア系クリンカ−及びその製造法 |
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| JPH05345680A (ja) * | 1992-06-15 | 1993-12-27 | Kurosaki Refract Co Ltd | マグネシア・カルシア質不定形耐火物 |
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| JP2000264743A (ja) * | 1999-03-12 | 2000-09-26 | Nippon Steel Corp | 易焼結性塩基性不定形耐火物およびこれを使用した窯炉 |
| JP2001010870A (ja) * | 1999-06-22 | 2001-01-16 | Kurosaki Harima Corp | 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 |
-
2001
- 2001-09-25 JP JP2001291847A patent/JP2003095729A/ja active Pending
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