JP2009001463A - Alumina-silicon carbide-carbon-based clinker and its manufacturing method - Google Patents
Alumina-silicon carbide-carbon-based clinker and its manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009001463A JP2009001463A JP2007165735A JP2007165735A JP2009001463A JP 2009001463 A JP2009001463 A JP 2009001463A JP 2007165735 A JP2007165735 A JP 2007165735A JP 2007165735 A JP2007165735 A JP 2007165735A JP 2009001463 A JP2009001463 A JP 2009001463A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon
- alumina
- silicon carbide
- silica
- clinker
- 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.)
- Pending
Links
Abstract
Description
本発明は、アルミナ−炭化ケイ素−炭素系クリンカー及びその製造方法に係り、特に、高炉樋材や混銑車用耐火物の原料として好適に用いられ得るアルミナ−炭化ケイ素−炭素系クリンカー、及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to an alumina-silicon carbide-carbon clinker and a method for producing the same, and in particular, an alumina-silicon carbide-carbon clinker that can be suitably used as a raw material for blast furnace firewood and refractories for kneading vehicles, and production thereof. It is about the method.
従来より、優れた耐スポール性や耐食性等が要求される高炉樋材や混銑車用耐火物としては、様々なものが提案され、使用されている。具体的には、アルミナ源原料、炭化ケイ素及び炭素源原料を用いた不定形耐火物や定形耐火物等が広く知られており、例えば、特開平３−１６４４７９号公報においては、高炉出銑樋用流し込み耐火材として、所定の物性を有する炭化ケイ素骨材を使用し、炭化ケイ素：７０〜９５ｗｔ％、カーボン質原料：１〜７ｗｔ％、アルミナ微粉：３〜２０ｗｔ％、及びシリカ超微粉：０．５〜５ｗｔ％を含有する組成物に、分散剤、結合剤を添加してなるものが、明らかにされている。 Conventionally, various materials have been proposed and used as blast furnace steel materials and refractories for kneading vehicles that require excellent spall resistance and corrosion resistance. Specifically, amorphous refractories and fixed refractories using alumina source materials, silicon carbide and carbon source materials are widely known. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-164479, As the cast refractory material, silicon carbide aggregate having predetermined physical properties is used, silicon carbide: 70 to 95 wt%, carbonaceous raw material: 1 to 7 wt%, fine alumina powder: 3 to 20 wt%, and ultrafine silica powder: 0 It has been clarified that a dispersant and a binder are added to a composition containing 0.5 to 5 wt%.
しかしながら、そのような従来のアルミナ、炭化ケイ素及び炭素からなる耐火物にあっては、そこに含まれる炭素が、空気中の酸素によって酸化されてＣＯガスとなり（２Ｃ＋Ｏ2 →２ＣＯ）、気孔率の増大を招くと共に、かかる炭素の酸化によって発生したＣＯガスにより、耐火物中に含まれる炭化ケイ素が酸化されてシリカに変化し（ＳｉＣ＋２ＣＯ → ＳｉＯ2 ＋３Ｃ）、耐食性が低下せしめられるといった問題を内在していた。 However, in such a conventional refractory composed of alumina, silicon carbide and carbon, the carbon contained therein is oxidized by oxygen in the air to become CO gas (2C + O 2 → 2CO), and the porosity is reduced. together leads to an increase, by CO gas generated by the oxidation of such carbon, is silicon carbide oxide contained in the refractory changed to silica (SiC + 2CO → SiO 2 + 3C), inherent problems such as corrosion resistance is caused to decrease It was.
また、高炉樋材用の耐火物の原料としては、上記したアルミナ、炭化ケイ素及び炭素に、更にスピネルを加えたものが使用されて来ているが（例えば、特開平５−３３９０６５号公報参照）、そのような原料をセメント等と混合して不定形耐火物として使用すると、上記したような問題に加えて、更に、上述のようにしてＳｉＣの酸化によって生成するＳｉＯ2 が、スピネル中のＭｇＯ及びセメント中のＣａＯと反応して低融点物を生成し、耐火物の耐食性が更に低下せしめられるといった問題を有していたのである。 In addition, as a refractory raw material for blast furnace dredging, a material obtained by adding spinel to the above-mentioned alumina, silicon carbide and carbon has been used (for example, see JP-A-5-339065). When such a raw material is mixed with cement or the like and used as an amorphous refractory, in addition to the problems described above, SiO 2 produced by the oxidation of SiC as described above is further converted into MgO in the spinel. In addition, it has a problem that it reacts with CaO in the cement to form a low-melting-point product, which further reduces the corrosion resistance of the refractory.
ここにおいて、本発明は、かくの如き事情を背景にして為されたものであって、その解決すべき課題とするところは、耐酸化性に優れ、酸化による耐食性の低下が有利に抑制されたアルミナ−炭化ケイ素−炭素系クリンカー及びその製造方法を提供することにある。 Here, the present invention has been made in the background of such circumstances, and the problem to be solved is excellent in oxidation resistance, and a decrease in corrosion resistance due to oxidation is advantageously suppressed. An object of the present invention is to provide an alumina-silicon carbide-carbon clinker and a method for producing the same.
そして、本発明者等は、そのような課題を解決すべく、鋭意検討を重ねた結果、シリカ−アルミナ源原料に、所定量の炭素源原料を配合して、焼成することによって得られるアルミナ−炭化ケイ素−炭素系クリンカーにあっては、上記した課題を悉く解決し得るものであることを見出し、本発明を完成するに至ったのである。 And as a result of intensive studies to solve such problems, the present inventors have blended a predetermined amount of a carbon source material into a silica-alumina source material and obtained by firing. In the case of silicon carbide-carbon clinker, the inventors have found that the above-mentioned problems can be solved and have completed the present invention.
すなわち、本発明は、かかる知見に基づいて完成されたものであって、シリカ−アルミナ源原料に対して、炭素源原料を、そこに含まれる炭素分の全量が該シリカ−アルミナ源原料中のシリカ分を化学量論的に全て炭化ケイ素とすることが可能な炭素量を超えるような量的割合において配合し、焼成することによって得られた、アルミナ中に炭化ケイ素及び炭素が存在せしめられてなるアルミナ−炭化ケイ素−炭素系クリンカーを、その要旨とするものである。 That is, the present invention has been completed based on such knowledge, and the total amount of carbon contained in the silica-alumina source material is the same as that of the silica-alumina source material. Silicon carbide and carbon are present in the alumina obtained by blending and firing the silica component in a quantitative ratio exceeding the amount of carbon that can be stoichiometrically converted to silicon carbide. An alumina-silicon carbide-carbon clinker is used as the gist thereof.
また、本発明は、そのようなアルミナ−炭化ケイ素−炭素系クリンカーを有利に製造することが出来る方法、即ち、１）シリカ−アルミナ源原料に対して、炭素源原料を、そこに含まれる炭素分の全量が該シリカ−アルミナ源原料中のシリカ分を化学量論的に全て炭化ケイ素とすることが可能な炭素量を超えるような量的割合において配合して、配合物を調製する工程と、２）該配合物を混練し、成形することにより、所定形状の成形体とする工程と、３）該成形体を、１５００℃以上の中性雰囲気又は還元雰囲気にて焼成することにより、該成形体に含まれる前記シリカ−アルミナ源原料に由来するシリカ分を全て炭化して炭化ケイ素とすると共に、かかる炭化に寄与しない前記炭素源原料に由来する炭素分を焼成後の成形体中に残存せしめる工程と、を含むことを特徴とするアルミナ−炭化ケイ素−炭素系クリンカーの製造方法をも、その要旨とするものである。 In addition, the present invention provides a method capable of advantageously producing such an alumina-silicon carbide-carbon clinker, that is, 1) a carbon source raw material with respect to a silica-alumina source raw material. Blending the silica in the silica-alumina source material in a quantitative proportion such that the silica content exceeds the amount of carbon that can be stoichiometrically converted to silicon carbide; 2) kneading and molding the compound to form a molded body having a predetermined shape; and 3) firing the molded body in a neutral or reducing atmosphere of 1500 ° C. or higher, All the silica content derived from the silica-alumina source material contained in the molded body is carbonized to form silicon carbide, and the carbon content derived from the carbon source material that does not contribute to the carbonization remains in the molded body after firing. Set That alumina is a step, characterized in that it comprises - silicon carbide - also a method of manufacturing a carbon-based clinker, it is to its gist.
このような本発明に従うアルミナ−炭化ケイ素−炭素系クリンカーにあっては、炭化ケイ素及び炭素が、アルミナ中に存在せしめられているところから、換言すれば、クリンカー中において、炭化ケイ素及び炭素が、アルミナに覆われた状態で存在しているところから、炭化ケイ素及び炭素の酸化が有利に防止されて、以て、酸化による耐食性の低下が極めて有利に抑制され得る。 In such an alumina-silicon carbide-carbon clinker according to the present invention, since silicon carbide and carbon are present in alumina, in other words, silicon carbide and carbon are contained in the clinker. Since it is covered with alumina, the oxidation of silicon carbide and carbon is advantageously prevented, so that the reduction in corrosion resistance due to oxidation can be suppressed very advantageously.
しかも、そのような本発明に従うアルミナ−炭化ケイ素−炭素系クリンカーは、比較的安価なシリカ−アルミナ源原料及び炭素源原料を、混合、焼成して得られるものであり、その原料コストが極めて低廉となる。従って、本発明のアルミナ−炭化ケイ素−炭素系クリンカーを耐火物原料として用いた場合には、シリカ−アルミナ源原料と比較して高価なアルミナや炭化ケイ素をそれぞれ用いて得られる従来の耐火物に比して、その製造コストを有利に低減することが出来る。 Moreover, such an alumina-silicon carbide-carbon clinker according to the present invention is obtained by mixing and firing a relatively inexpensive silica-alumina source material and carbon source material, and the material cost is extremely low. It becomes. Therefore, when the alumina-silicon carbide-carbon clinker of the present invention is used as a refractory raw material, it is a conventional refractory obtained by using expensive alumina and silicon carbide, respectively, compared with a silica-alumina source raw material. In comparison, the manufacturing cost can be advantageously reduced.
また、本発明に従うアルミナ−炭化ケイ素−炭素系クリンカーの製造方法に従えば、上述の如き優れた特性を発揮するアルミナ−炭化ケイ素−炭素系クリンカーを、有利に製造することが可能である。 Furthermore, according to the method for producing an alumina-silicon carbide-carbon clinker according to the present invention, an alumina-silicon carbide-carbon clinker that exhibits the above-described excellent characteristics can be advantageously produced.
ところで、上述したように、本発明に従うアルミナ−炭化ケイ素−炭素系クリンカーは、シリカ−アルミナ源原料に対して、所定割合の炭素源原料を配合し、かかる配合物を焼成することによって得られるものである。そこにおいて用いられるシリカ−アルミナ源原料としては、焼成後にアルミナ及び炭化ケイ素を与え得る原料であれば、特に限定されるものではなく、例えば、蛙目粘土や頁岩粘土等の粘土類、カオリン、蝋石、ばん土頁岩等の従来より公知のものが、何れも採用可能である。 By the way, as described above, the alumina-silicon carbide-carbon clinker according to the present invention is obtained by blending a predetermined proportion of the carbon source material with respect to the silica-alumina source material and firing the compound. It is. The silica-alumina source material used therein is not particularly limited as long as it is a raw material that can give alumina and silicon carbide after firing. For example, clays such as Sasame clay and shale clay, kaolin, wax Any conventionally known materials such as sandstone shale can be used.
このように、本発明のアルミナ−炭化ケイ素−炭素系クリンカーにあっては、安価に入手可能なシリカ−アルミナ源原料を用いて得られるものであり、それ故に安価に製造することが可能である。従って、そのような本発明のアルミナ−炭化ケイ素−炭素系クリンカーを用いて得られる各種耐火物は、従来の、比較的高価なアルミナや炭化ケイ素を原料として用いて得られる耐火物と比較して、その製造コストが有利に低く抑えられ得ることとなる。 As described above, the alumina-silicon carbide-carbon clinker of the present invention is obtained using a silica-alumina source material that is available at low cost, and can therefore be manufactured at low cost. . Therefore, various refractories obtained using such an alumina-silicon carbide-carbon clinker of the present invention are compared with conventional refractories obtained using relatively expensive alumina or silicon carbide as a raw material. The manufacturing cost can be advantageously reduced.
一方、そのようなシリカ−アルミナ源原料に対して配合せしめられる炭素源原料としても、焼成後に炭素を与え得る原料であれば何等限定されるものではなく、従来から公知のものの中から、目的に応じて適宜に選定され得るのである。そのような炭素源原料としては、例えば、石炭粉、土状黒鉛、鱗状黒鉛や木炭等を、挙げることが出来る。 On the other hand, the carbon source raw material blended with such a silica-alumina source raw material is not limited as long as it is a raw material capable of giving carbon after calcination. It can be selected accordingly. Examples of such a carbon source material include coal powder, earthy graphite, scaly graphite, and charcoal.
そして、本発明に従うアルミナ−炭化ケイ素−炭素系クリンカーを製造するに際しては、上述のようなシリカ−アルミナ源原料に対して、炭素源原料が、そこに含まれる炭素分の全量がシリカ−アルミナ源原料中のシリカ分を化学量論的に全て炭化ケイ素とすることが可能な炭素量を越えるような量的割合において、配合せしめられるのである。そのような特定の量的割合において炭素源原料が配合せしめられた配合物を焼成すると、アルミナ、炭化ケイ素及び炭素からなるアルミナ−炭化ケイ素−炭素系クリンカーとして、有利に得られることとなる。即ち、シリカ−アルミナ源原料中のシリカ分は、焼成によって、炭素源原料の炭素と反応して全て炭化ケイ素とされる一方、シリカ−アルミナ源原料中のアルミナ分はアルミナ（コランダム）として残存し、またシリカ分の炭化に寄与せずに残った炭素源原料は、焼成後、炭素としてクリンカー中に存在せしめられることとなるのである。 And in producing the alumina-silicon carbide-carbon clinker according to the present invention, the total amount of carbon contained in the carbon source material is the silica-alumina source with respect to the silica-alumina source material as described above. The silica content in the raw material is compounded at a quantitative ratio that exceeds the amount of carbon that can be stoichiometrically converted to silicon carbide. When a blend in which the carbon source material is blended in such a specific quantitative ratio is fired, an alumina-silicon carbide-carbon clinker composed of alumina, silicon carbide and carbon is advantageously obtained. That is, the silica content in the silica-alumina source material reacts with the carbon of the carbon source material by firing to be all silicon carbide, while the alumina content in the silica-alumina source material remains as alumina (corundum). In addition, the carbon source material remaining without contributing to the carbonization of the silica content is allowed to exist in the clinker as carbon after firing.
かかる本発明に従うアルミナ−炭化ケイ素−炭素系クリンカーは、炭化ケイ素及び炭素が、アルミナ中に分散して存在せしめられてなるものであり、耐酸化性が非常に優れたものとなるのである。即ち、本発明に係るアルミナ−炭化ケイ素−炭素系クリンカー中において、炭化ケイ素及び炭素は、アルミナに包まれた状態で存在し、そしてそのようにアルミナに包まれた炭化ケイ素及び炭素は、空気中の酸素と接触することが有利に防止され得るところから、前記したような炭素の酸化（２Ｃ＋Ｏ2 →２ＣＯ）による気孔率の増加や、炭化ケイ素の酸化によるシリカへの変化（ＳｉＣ＋２ＣＯ → ＳｉＯ2 ＋３Ｃ）が有利に抑制され得る。従って、本発明のクリンカーの耐食性が優れていることは勿論のこと、これを原料として用いて得られる各種耐火物にあっても、その耐食性は非常に優れたものとなるのである。 The alumina-silicon carbide-carbon clinker according to the present invention is formed by dispersing silicon carbide and carbon in alumina, and has very excellent oxidation resistance. That is, in the alumina-silicon carbide-carbon clinker according to the present invention, silicon carbide and carbon exist in a state of being encased in alumina, and silicon carbide and carbon so encased in alumina are in the air. Since it can be advantageously prevented from coming into contact with oxygen, the increase in porosity due to the oxidation of carbon as described above (2C + O 2 → 2CO) and the change to silica due to the oxidation of silicon carbide (SiC + 2CO → SiO 2 + 3C) ) Can be advantageously suppressed. Therefore, not only the clinker of the present invention is excellent in corrosion resistance, but also in various refractories obtained using this as a raw material, the corrosion resistance is very excellent.
そのような優れた耐食性を発揮する本発明のアルミナ−炭化ケイ素−炭素系クリンカーは、有利には、以下のような手法に従って製造されることとなる。 The alumina-silicon carbide-carbon clinker of the present invention that exhibits such excellent corrosion resistance is advantageously manufactured according to the following procedure.
先ず、上述の如きシリカ−アルミナ源原料及び炭素源原料を準備し、シリカ−アルミナ源原料に対して、炭素源原料を、所定割合で配合し、配合物を調製することとなる。先述したように、かかる調製に際して、炭素源原料は、そこに含まれる炭素分の全量が、シリカ−アルミナ源原料中のシリカ分を化学量論的に全て炭化ケイ素とすることが可能な炭素量を越えるような量的割合において、シリカ−アルミナ源原料に対して配合される。配合される炭素源原料の量が、シリカ−アルミナ源原料中のシリカ分を化学量論的に全て炭化ケイ素とすることが可能な炭素量に満たない場合には、焼成後に得られるクリンカー中にシリカ分が残存し、また、炭素分がシリカ分を炭化ケイ素とするのに全て消費され、最終的に得られるクリンカー中に残存しないこととなるため、目的とするアルミナ−炭化ケイ素−炭素系クリンカーが得られないからである。なお、より好ましくは、焼成後に得られるクリンカーの組成が、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）：２５〜５５重量％、炭化ケイ素（ＳｉＣ）：３０〜６０重量％、炭素（Ｃ）：５〜１５重量％となるような割合において、炭素源原料が配合される。 First, the silica-alumina source material and the carbon source material as described above are prepared, and the carbon source material is blended at a predetermined ratio with respect to the silica-alumina source material to prepare a blend. As described above, during the preparation, the carbon source raw material has a total amount of carbon contained therein so that the silica content in the silica-alumina source raw material can be all stoichiometrically silicon carbide. In a quantitative ratio exceeding 1, the silica-alumina source material is blended. When the amount of the carbon source material to be blended is less than the amount of carbon capable of making all of the silica content in the silica-alumina source material stoichiometrically silicon carbide, in the clinker obtained after firing. The silica content remains, and all the carbon content is consumed to convert the silica content to silicon carbide, and does not remain in the finally obtained clinker. Therefore, the intended alumina-silicon carbide-carbon clinker is obtained. It is because it cannot be obtained. More preferably, the composition of the clinker obtained after firing is alumina (Al 2 O 3 ): 25 to 55 wt%, silicon carbide (SiC): 30 to 60 wt%, carbon (C): 5 to 15 wt% The carbon source material is blended in such a ratio that it becomes%.
なお、焼成後におけるクリンカー中のアルミナ及び炭化ケイ素の割合は、使用するシリカ−アルミナ源原料に依存することとなるため、目的とするアルミナ及び炭化ケイ素の割合を与え得るように、一種又は二種以上のシリカ−アルミナ源原料が適宜に選択されて、使用される。 In addition, since the ratio of alumina and silicon carbide in the clinker after firing depends on the silica-alumina source raw material to be used, one or two kinds can be provided so as to give the desired ratio of alumina and silicon carbide. The above silica-alumina source materials are appropriately selected and used.
次いで、そのようにして調製された配合物を、混練し、成形することにより、所定形状の成形体とする。具体的には、上述のようにして準備された配合物に対して水を加えてスラリー状と為し、その後脱水して、押出成形するか、或いは上記配合物に対してバインダーを添加して混練し、その後、ブリケットマシンやアムスラー成形機等の成形機にて成形する。 Subsequently, the compound thus prepared is kneaded and molded to obtain a molded body having a predetermined shape. Specifically, water is added to the compound prepared as described above to form a slurry, and then dehydrated and extruded, or a binder is added to the compound. After kneading, it is molded by a molding machine such as a briquette machine or an Amsler molding machine.
そこにおいて、添加される水としては、特に限定されるものではなく、上水道水や工業用水等が、何れも用いられ得るのであり、またその添加割合としても、本発明にあっては特に限定されるものではなく、有利には、従来から一般的に添加割合として採用されている範囲内において、目的に応じて適宜に決定されることとなる。 In this case, the water to be added is not particularly limited, and any of tap water, industrial water, and the like can be used, and the addition ratio is not particularly limited in the present invention. However, it is advantageously determined appropriately according to the purpose within a range that has been generally adopted as an addition ratio.
また、前記バインダーとしても、特に限定されるものではなく、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、糖蜜等の従来から公知の各種のものが、目的に応じて、適宜の割合において用いられることとなる。 Also, the binder is not particularly limited, for example, various conventionally known ones such as lignins, starches, polyvinyl alcohol and methylcellulose, various phenol resins, molasses, depending on the purpose, It will be used at an appropriate ratio.
さらに、本発明にあっては、上記バインダーと共に、他の公知の各種の添加物、例えば、ヘキサミン等の硬化剤等も、必要に応じて、適宜に用いられることとなる。 Further, in the present invention, other known various additives, for example, a curing agent such as hexamine, and the like are appropriately used together with the binder.
そして、本発明に従うアルミナ−炭化ケイ素−炭素系クリンカーの製造方法にあっては、上述のようにして得られる成形体を、１５００℃以上の中性雰囲気又は還元雰囲気にて焼成することにより、成形体に含まれるシリカ−アルミナ源原料に由来するシリカ分を全て炭化して炭化ケイ素とすると共に、かかる炭化に寄与しない炭素源原料に由来する炭素分を焼成後の成形体中に残存せしめることにより、目的とするアルミナ−炭化ケイ素−炭素系クリンカーを得るのである。 In the method for producing an alumina-silicon carbide-carbon clinker according to the present invention, the molded body obtained as described above is molded by firing in a neutral atmosphere or reducing atmosphere of 1500 ° C. or higher. By carbonizing all the silica component derived from the silica-alumina source material contained in the body to form silicon carbide, and allowing the carbon component derived from the carbon source material that does not contribute to carbonization to remain in the molded body after firing. The objective alumina-silicon carbide-carbon clinker is obtained.
すなわち、シリカ−アルミナ源原料と炭素源原料とからなる成形体が所定雰囲気下において焼成されることによって、シリカ−アルミナ源原料中のシリカ分と、炭素源原料の炭素との反応によりシリカが全て炭化ケイ素とされて、かかる炭化ケイ素と、そのようなシリカの炭化に寄与しない余剰の炭素源原料由来の炭素と、シリカ−アルミナ源原料中のアルミナとから構成されるアルミナ−炭化ケイ素−炭素系クリンカーが形成されることとなるのである。 That is, the molded body composed of the silica-alumina source material and the carbon source material is baked in a predetermined atmosphere, so that the silica content in the silica-alumina source material and the carbon of the carbon source material all react with the silica. Alumina-silicon carbide-carbon system composed of silicon carbide, such silicon carbide, carbon derived from an excess carbon source raw material that does not contribute to the carbonization of silica, and alumina in the silica-alumina source raw material A clinker will be formed.
なお、本発明において、かかる焼成は、上述せるように、１５００℃以上の中性雰囲気又は還元雰囲気にて行われることとなるが、より好ましくは１９００℃以上、２２００℃以下の雰囲気下にて行われることとなる。かかる焼成温度が低過ぎると、シリカと炭素との反応が充分に進行せず、目的とするアルミナ−炭化ケイ素−炭素系クリンカーが得られない恐れがあり、一方、焼成温度が高過ぎると、特別な設備（装置）が必要となるため、望ましくない。また、中性雰囲気又は還元雰囲気ではない雰囲気、即ち酸化雰囲気は、かかる雰囲気にて焼成を行なうと、供給される炭化水素燃料（プロパン等）に対して過剰となる酸素により、成形体中のシリカや炭素が酸化され、得られるクリンカーの耐食性を低下せしめる恐れがあるため、本発明のクリンカーを製造するに際しては採用されない。なお、中性雰囲気又は還元雰囲気での焼成は、重油を燃焼するロータリーキルンを用いることにより、容易に実施可能である。 In the present invention, as described above, the firing is performed in a neutral atmosphere or reducing atmosphere of 1500 ° C. or higher, more preferably in an atmosphere of 1900 ° C. or higher and 2200 ° C. or lower. Will be. If the firing temperature is too low, the reaction between silica and carbon does not proceed sufficiently, and the target alumina-silicon carbide-carbon clinker may not be obtained. On the other hand, if the firing temperature is too high, This is not desirable because it requires a lot of equipment. Further, an atmosphere that is not a neutral atmosphere or a reducing atmosphere, that is, an oxidizing atmosphere, is a silica in the molded body due to excess oxygen with respect to the supplied hydrocarbon fuel (such as propane) when firing is performed in such an atmosphere. This is not adopted in the production of the clinker of the present invention because there is a risk that the corrosion resistance of the resulting clinker may be reduced due to oxidation of carbon and carbon. Note that firing in a neutral atmosphere or a reducing atmosphere can be easily performed by using a rotary kiln that burns heavy oil.
このような本発明に従うアルミナ−炭化ケイ素−炭素系クリンカーの製造方法によれば、上述したようなアルミナ中に炭化ケイ素及び炭素が存在せしめられてなるアルミナ−炭化ケイ素−炭素系クリンカーを有利に得ることが出来るのである。そして、そのようなアルミナ−炭化ケイ素−炭素系クリンカーにあっては、炭化ケイ素及び炭素が、アルミナに覆われた状態にて存在しているところから、クリンカー中の炭化ケイ素及び炭素が、直接、空気中の酸素と接触することが有利に防止されて、以て、そのような酸化により惹起されるクリンカーの耐食性の低下が極めて有利に抑制されることとなるのである。そして、そのような本発明に従うアルミナ−炭化ケイ素−炭素系クリンカーは、その優れた耐酸化性及び耐食性により、高炉大樋や混銑車用耐火物の原料として、有利に使用され得るのである。 According to such a method for producing an alumina-silicon carbide-carbon clinker according to the present invention, an alumina-silicon carbide-carbon clinker in which silicon carbide and carbon are present in alumina as described above is advantageously obtained. It can be done. In such an alumina-silicon carbide-carbon clinker, since silicon carbide and carbon are present in a state of being covered with alumina, silicon carbide and carbon in the clinker are directly Contact with oxygen in the air is advantageously prevented, so that the reduction in the corrosion resistance of the clinker caused by such oxidation is very advantageously suppressed. Such an alumina-silicon carbide-carbon clinker according to the present invention can be advantageously used as a raw material for a refractory for a blast furnace or a kneading car due to its excellent oxidation resistance and corrosion resistance.
なお、本発明に従うアルミナ−炭化ケイ素−炭素系クリンカーを、耐火物原料として用いる場合には、上記のようにして得られた本発明に従う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又は粒状物を得た後、従来から公知の手法に従って、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こととなる。また、本発明に従うアルミナ−炭化ケイ素−炭素系クリンカーを、キャスタブル耐火物の原料として使用する場合には、従来と同様に、必要に応じて、各種のセメントやバインダー等を配合して、粉末状や練り土状のものとして、用いられることとなる。更に、そのようなキャスタブルから耐火物を得るに際しては、かかるキャスタブルに対して水を添加して、スタンプ成形法や振動成形法等による成形操作を実施して、所望の形状を有する耐火物が形成される。 When the alumina-silicon carbide-carbon clinker according to the present invention is used as a refractory raw material, the clinker according to the present invention obtained as described above is pulverized and sized according to a conventional method. After the clinker powder or granular material is obtained, the molded refractory such as brick is formed by molding into a predetermined shape according to a conventionally known method, and further heating and sintering as necessary. Will get. In addition, when using the alumina-silicon carbide-carbon clinker according to the present invention as a raw material for castable refractories, as in the past, various cements, binders, etc. are blended as necessary to obtain a powder form. It will be used as a kneaded soil. Furthermore, when obtaining a refractory from such a castable, water is added to the castable and a molding operation such as a stamp molding method or a vibration molding method is performed to form a refractory having a desired shape. Is done.
以下に、本発明の実施例を示し、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、そのような実施例の記載によって、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。 Examples of the present invention will be shown below to clarify the present invention more specifically. However, the present invention is not limited by the description of such examples. Needless to say. In addition to the following examples, the present invention includes various changes and modifications based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention, in addition to the above specific description. It should be understood that improvements can be made.
先ず、シリカ−アルミナ源原料として、下記表１に示す化学組成を有するカオリンを準備し、かかるカオリン：１００ｋｇに、炭素源原料としての土状黒鉛：２５ｋｇと、バインダーとしてのフェノール樹脂：３ｋｇと、硬化剤としてのヘキサミン：１．５ｋｇとを配合し、ウェットパンにより混練した。その混練物をブリケットマシンを用いて成形し、得られた成形体を、２００℃にて乾燥した後、還元雰囲気とされたロータリーキルン内にて、１９００℃で１時間、焼成した。得られた焼結体の化学組成を、蛍光Ｘ線分析により測定した。その測定結果を、下記表２に示す。 First, as a silica-alumina source material, kaolin having a chemical composition shown in Table 1 below is prepared. Such kaolin: 100 kg, earth graphite as a carbon source material: 25 kg, phenol resin as a binder: 3 kg, Hexamine as a curing agent: 1.5 kg was blended and kneaded with a wet pan. The kneaded product was molded using a briquette machine, and the resulting molded body was dried at 200 ° C. and then fired at 1900 ° C. for 1 hour in a rotary kiln in a reducing atmosphere. The chemical composition of the obtained sintered body was measured by fluorescent X-ray analysis. The measurement results are shown in Table 2 below.
かかる表２から明らかなように、得られた焼結体は、アルミナ−炭化ケイ素−炭素系クリンカーであることが認められた。また、得られた焼結体を切断し、肉眼観察を行なったところ、焼結体の外周部（表面）は灰色を呈しており、アルミナで構成されていることが確認された。更に、焼結体の内部は黒色を呈しており、顕微鏡により観察したところ、炭化ケイ素、炭素及びアルミナが点在して分布していることが確認された。 As apparent from Table 2, the obtained sintered body was confirmed to be an alumina-silicon carbide-carbon clinker. Further, when the obtained sintered body was cut and visually observed, it was confirmed that the outer peripheral portion (surface) of the sintered body was gray and composed of alumina. Furthermore, the inside of the sintered body was black and when observed with a microscope, it was confirmed that silicon carbide, carbon, and alumina were scattered and distributed.
次いで、得られた焼結体（クリンカー）を粉砕し、かかる粉砕物を耐火物原料として用いて、以下の評価を行なった。 Subsequently, the obtained sintered body (clinker) was pulverized, and the pulverized product was used as a refractory material, and the following evaluation was performed.
−耐酸化性試験−
得られた焼結体（クリンカー）の粉砕物のうち、１〜３ｍｍ、１ｍｍ未満、及び微粉に篩分けしたものを用いて、それらを、１〜３ｍｍ：３０重量％、１ｍｍ未満：４０重量％、微粉：３０重量％の割合にて混合した。得られた混合物の１００重量部に対して、フェノール樹脂の３重量部とヘキサミンの１重量部とを加え、ウェットパンにて混練した。この混練物を用いて、直径：５０ｍｍ×高さ：４０ｍｍの円柱状に成形し、かかる成形体を、カーボンを充填したアルミナ質のコウバチに入れて蓋をして、電気炉内に載置し、１６００℃で２時間、焼成し、焼成物（耐火物Ａ）を得た。
-Oxidation resistance test-
Among the pulverized product of the obtained sintered body (clinker), 1 to 3 mm, less than 1 mm, and those obtained by sieving into fine powder, they are 1 to 3 mm: 30% by weight, less than 1 mm: 40% by weight. The fine powder was mixed at a ratio of 30% by weight. 3 parts by weight of phenol resin and 1 part by weight of hexamine were added to 100 parts by weight of the obtained mixture, and kneaded in a wet pan. Using this kneaded product, it is molded into a cylindrical shape with a diameter of 50 mm and a height of 40 mm, and the molded product is placed in an alumina bee filled with carbon, covered, and placed in an electric furnace. Firing was performed at 1600 ° C. for 2 hours to obtain a fired product (refractory A).
そのようにして得られた耐火物Ａを、１０００℃に設定された電気炉内に５時間、載置した。その後、電気炉内より耐火物Ａを取り出し、切断して、成形体表面に形成された酸化層の厚さ（ｍｍ）を測定することにより、耐火物の耐酸化性を評価した。その測定結果を、下記表３に示す。 The refractory A thus obtained was placed in an electric furnace set at 1000 ° C. for 5 hours. Then, the refractory A was taken out from the electric furnace, cut, and the thickness (mm) of the oxide layer formed on the surface of the molded body was measured to evaluate the oxidation resistance of the refractory. The measurement results are shown in Table 3 below.
その一方、焼結体（クリンカー）の粉砕物に代えて、平均粒径の異なる炭化ケイ素の混合物（１〜３ｍｍ：３０重量％、１ｍｍ未満：４０重量％、微粉：３０重量％）を用いた以外は耐火物Ａと同様にして、焼成物（耐火物Ｂ）を得た。得られた耐火物Ｂについて、上述の手法に従って耐酸化性試験を行ない、酸化層の厚さ（ｍｍ）を測定した。その測定結果を、下記表３に示す。 On the other hand, instead of the pulverized product of the sintered body (clinker), a mixture of silicon carbide having different average particle diameters (1 to 3 mm: 30 wt%, less than 1 mm: 40 wt%, fine powder: 30 wt%) was used. Except for the above, a fired product (refractory B) was obtained in the same manner as refractory A. About the obtained refractory B, the oxidation resistance test was done according to the above-mentioned method, and the thickness (mm) of the oxide layer was measured. The measurement results are shown in Table 3 below.
また、焼結体（クリンカー）の粉砕物に代えて、平均粒径の異なる焼結アルミナの混合物（１〜３ｍｍ：５０重量％、１ｍｍ未満：５０重量％）：４０重量部と、鱗状黒鉛：６０重量部とからなる混合物の１００重量部を用いた以外は、耐火物Ａと同様にして、焼成物（耐火物Ｃ）を得た。得られた耐火物Ｃについて、上述の手法に従って耐酸化性試験を行ない、酸化層の厚さ（ｍｍ）を測定した。その測定結果を、下記表３に示す。 Further, instead of the pulverized product of the sintered body (clinker), a mixture of sintered alumina having different average particle diameters (1 to 3 mm: 50% by weight, less than 1 mm: 50% by weight): 40 parts by weight, and scaly graphite: A fired product (refractory C) was obtained in the same manner as refractory A except that 100 parts by weight of the mixture consisting of 60 parts by weight was used. About the obtained refractory C, the oxidation resistance test was done according to the above-mentioned method, and the thickness (mm) of the oxide layer was measured. The measurement results are shown in Table 3 below.
かかる表３の結果から明らかなように、本発明に従うクリンカーを用いて得られた耐火物（耐火物Ａ）にあっては、酸化層の厚さが薄く、耐酸化性に優れていることが分かる。このことから、本発明のアルミナ−炭化ケイ素−炭素系クリンカーを用いることにより、得られる耐火物においては、酸化に起因する耐食性の低下が有利に抑制され得ることが認められた。その一方、炭化ケイ素からなる耐火物（耐火物Ｂ）や、炭化ケイ素を含まないアルミナ−炭素系耐火物（耐火物Ｃ）にあっては、本発明に従うクリンカーを用いて得られた耐火物に比して酸化層が厚く、耐酸化性に劣ることが認められた。 As is clear from the results in Table 3, the refractory (refractory A) obtained using the clinker according to the present invention has a thin oxide layer and excellent oxidation resistance. I understand. From this, it was recognized that the use of the alumina-silicon carbide-carbon clinker of the present invention can advantageously suppress a decrease in corrosion resistance due to oxidation in the obtained refractory. On the other hand, for refractories made of silicon carbide (refractory B) and alumina-carbon refractories (refractory C) containing no silicon carbide, the refractories obtained using the clinker according to the present invention are used. In comparison, it was recognized that the oxide layer was thick and inferior in oxidation resistance.
−回転侵食試験−
大樋メタル材の流し込み材を念頭において、本発明に従う焼結体（クリンカー）の粉砕物（１ｍｍ未満）：４９重量部と、スピネル（１〜３ｍｍ）：４８重量部と、アルミナセメント：３重量部とからなる混合物の１００重量部に対して、フェノール樹脂：１０重量部と、ヘキサミン：１重量部とを加え、混練することにより、不定形耐火物を調製した。得られた不定形耐火物を型内に流し込み、養生した後に脱型して、耐火物Ｄを得た。得られた耐火物Ｄより所定大きさの円筒状の試料を切り出した後、１）かかる円筒状の試料を水平状態に寝かせて、その内壁部に侵食剤（銑鉄）を載せ、次いで、２）この侵食剤を載せた状態の試料を、１６５０℃の雰囲気下において３０分間、回転せしめ、更に、３）その回転終了後、侵食剤を一旦廃滓することからなる工程を、１サイクルとして、これを１０サイクル（５時間）繰り返すことにより、回転侵食試験を行なった。その後、試料を切断して、試料における溶損寸法（ｍｍ）を測定した。その測定結果を、下記表４に示す。
-Rotational erosion test-
With the casting material of Daegu metal material in mind, pulverized product (less than 1 mm) of sintered body (clinker) according to the present invention: 49 parts by weight, spinel (1-3 mm): 48 parts by weight, and alumina cement: 3 parts by weight An amorphous refractory was prepared by adding 10 parts by weight of phenol resin and 1 part by weight of hexamine to 100 parts by weight of the mixture consisting of and kneading. The obtained amorphous refractory was poured into a mold, cured, and then demolded to obtain refractory D. After a cylindrical sample of a predetermined size is cut out from the obtained refractory D, 1) the cylindrical sample is laid down horizontally and an erodant (pig iron) is placed on the inner wall, and then 2) The sample on which this erodant was placed was rotated for 30 minutes in an atmosphere of 1650 ° C., and 3) the process consisting of once abandoning the erodant after the rotation was completed as one cycle. Was repeated 10 cycles (5 hours) to perform a rotary erosion test. Then, the sample was cut | disconnected and the melting loss dimension (mm) in a sample was measured. The measurement results are shown in Table 4 below.
一方、クリンカー粉砕物、スピネル及びアルミナセメントからなる混合物に代えて、アルミナ（１ｍｍ以下）：３０重量部、スピネル（１〜３ｍｍ）：４８重量部、炭化ケイ素（２００メッシュ以下）：１５重量部、ピッチペレット：３重量部、カーボンブラック：１重量部、及びアルミナセメント：３重量部からなる混合物の１００重量部を用いた以外は、耐火物Ｄと同様にして、不定形耐火物を調製し、耐火物Ｅを得た。得られた耐火物Ｅについて、上述の手法に従って回転侵食試験を行ない、その試験の後、試料を切断し、溶損寸法（ｍｍ）を測定した。その測定結果を、下記表４に示す。 On the other hand, instead of a mixture of clinker pulverized product, spinel and alumina cement, alumina (1 mm or less): 30 parts by weight, spinel (1-3 mm): 48 parts by weight, silicon carbide (200 mesh or less): 15 parts by weight, An amorphous refractory was prepared in the same manner as refractory D except that 100 parts by weight of a mixture consisting of 3 parts by weight of pitch pellets, 1 part by weight of carbon black, and 3 parts by weight of alumina cement was used. Refractory E was obtained. The obtained refractory E was subjected to a rotational erosion test according to the above-described method, and after the test, the sample was cut and the erosion dimension (mm) was measured. The measurement results are shown in Table 4 below.
かかる表４の結果から明らかなように、本発明に従うアルミナ−炭化ケイ素−炭素系クリンカーを用いて得られた耐火物（耐火物Ｄ）にあっては、銑鉄による溶損は少なく、優れた耐食性を有していることが認められた。一方、アルミナ、炭化ケイ素及び炭化ケイ素をそれぞれ配合して得られた従来のアルミナ−炭化ケイ素−炭素系耐火物（耐火物Ｅ）にあっては、本発明に従うクリンカーを用いて得られた耐火物（耐火物Ｄ）と比較して、溶損寸法が大きく、耐食性に劣るものであることが認められたのである。
As is clear from the results in Table 4, the refractory obtained by using the alumina-silicon carbide-carbon clinker according to the present invention (refractory D) has little melting loss due to pig iron and has excellent corrosion resistance. It was found to have On the other hand, in the conventional alumina-silicon carbide-carbon refractory (refractory E) obtained by blending alumina, silicon carbide and silicon carbide, the refractory obtained by using the clinker according to the present invention. Compared to (Refractory D), it was confirmed that the melt-out dimension was large and the corrosion resistance was inferior.
Claims (2)
該配合物を混練し、成形することにより、所定形状の成形体とする工程と、
該成形体を、１５００℃以上の中性雰囲気又は還元雰囲気にて焼成することにより、該成形体に含まれる前記シリカ−アルミナ源原料に由来するシリカ分を全て炭化して炭化ケイ素とすると共に、かかる炭化に寄与しない前記炭素源原料に由来する炭素分を焼成後の成形体中に残存せしめる工程と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載のアルミナ−炭化ケイ素−炭素系クリンカーの製造方法。
The amount of carbon in which the total amount of carbon contained in the carbon source material can be stoichiometrically all silicon carbide in the silica-alumina source material relative to the silica-alumina source material. Blending in a quantitative ratio to exceed, and preparing a blend;
Kneading and molding the blend to form a molded body having a predetermined shape;
By firing the molded body in a neutral atmosphere or reducing atmosphere at 1500 ° C. or higher, all the silica content derived from the silica-alumina source material contained in the molded body is carbonized to form silicon carbide, A step of allowing carbon derived from the carbon source material not contributing to carbonization to remain in the molded body after firing;
The method for producing an alumina-silicon carbide-carbon clinker according to claim 1, comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007165735A JP2009001463A (en) | 2007-06-25 | 2007-06-25 | Alumina-silicon carbide-carbon-based clinker and its manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007165735A JP2009001463A (en) | 2007-06-25 | 2007-06-25 | Alumina-silicon carbide-carbon-based clinker and its manufacturing method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009001463A true JP2009001463A (en) | 2009-01-08 |
Family
ID=40318284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007165735A Pending JP2009001463A (en) | 2007-06-25 | 2007-06-25 | Alumina-silicon carbide-carbon-based clinker and its manufacturing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2009001463A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102391820B1 (en) * | 2022-03-16 | 2022-05-09 | 주식회사 한국분체 | Combustion Additive For Preventing Clinker Containing Low Grade Pyrophyllite And Regenerated Alumina Oxide |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10245261A (en) * | 1997-03-05 | 1998-09-14 | Okayama Ceramics Gijutsu Shinko Zaidan | Raw material for aluminum oxide-silicon carbide-based mixed refractory and carbon-containing refractory using the same |
-
2007
- 2007-06-25 JP JP2007165735A patent/JP2009001463A/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10245261A (en) * | 1997-03-05 | 1998-09-14 | Okayama Ceramics Gijutsu Shinko Zaidan | Raw material for aluminum oxide-silicon carbide-based mixed refractory and carbon-containing refractory using the same |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102391820B1 (en) * | 2022-03-16 | 2022-05-09 | 주식회사 한국분체 | Combustion Additive For Preventing Clinker Containing Low Grade Pyrophyllite And Regenerated Alumina Oxide |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4681456B2 (en) | Low carbon magnesia carbon brick | |
| TWI558683B (en) | Magnesium oxide carbon brick | |
| TW201819336A (en) | Magnesia carbon brick and production method therefor | |
| US8658552B2 (en) | Chromia-containing refractory | |
| JP2008069045A (en) | Magnesia-carbon brick | |
| JP2009001463A (en) | Alumina-silicon carbide-carbon-based clinker and its manufacturing method | |
| JPH08259311A (en) | Production of magnesia-carbonaceous refractory brick | |
| JP2002274959A (en) | Refractory material for aluminum and aluminum alloy | |
| WO2013183091A1 (en) | Unburned brick | |
| JP6190730B2 (en) | Magnesia carbon brick | |
| JP2596700B2 (en) | Specific carbon-containing irregular refractories | |
| JP4160796B2 (en) | High thermal shock resistant sliding nozzle plate brick | |
| JPH01305849A (en) | Magnesia-carbon brick | |
| AU762129B2 (en) | Aqueous carbon-containing unshaped refractories | |
| JP4193419B2 (en) | Resin granulated graphite and graphite-containing refractories | |
| JPH06263523A (en) | Production of carbon-containing unburned brick | |
| JP4571522B2 (en) | Conductive amorphous refractories for DC electric furnace hearth stamp construction | |
| JPH0585805A (en) | Carbon-containing fire-resistant material | |
| JP6354807B2 (en) | Cast refractories for blast furnace main slag line | |
| JP3177200B2 (en) | Method for producing low-permeability magnesia-chromium refractory | |
| JP4414496B2 (en) | Construction method of irregular refractories | |
| KR101203630B1 (en) | Improvement of oxidation resistance of pitch for castable refractories | |
| JPH0354155A (en) | Production of graphite-containing brick for lining of melted metallic vessel | |
| JPH07108804B2 (en) | Process for producing unfired magnesia-carbon brick | |
| JPS59107961A (en) | Carbon-containing refractories |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100129 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20111101 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111108 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20120410 |