JP5943032B2 - Manufacturing method of lightweight heat-insulating alumina / magnesia refractory - Google Patents

Manufacturing method of lightweight heat-insulating alumina / magnesia refractory Download PDF

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本発明は、各種窯炉に対し、軽量で高い断熱性を持つアルミナ・マグネシア質耐火物及びその製造方法に関し、更に詳細には、耐食性と耐スラグ浸潤性を維持しつつ、高い断熱性を付与することができる軽量断熱アルミナ・マグネシア質耐火物及びその製造方法に関する。   The present invention relates to alumina / magnesia refractories that are lightweight and have high heat insulation properties and a method for producing the same for various kilns, and more specifically, imparts high heat insulation properties while maintaining corrosion resistance and slag infiltration resistance. The present invention relates to a lightweight heat-insulating alumina-magnesia refractory that can be produced and a method for producing the same.

軽量断熱耐火物は、溶鋼のような溶融物とは触れない部位で断熱性を持たせるために使用される場合が多い。これは、軽量断熱耐火物が一般に耐食性に劣るためである。軽量断熱耐火物の耐食性を高めることで、溶融物との接触部位でも使用できるようになり、これまで断熱がすることができなかった窯炉の断熱も可能となり、断熱効果によるエネルギー効率の向上が期待できる。   Light-weight heat-insulating refractories are often used to provide heat insulation at sites that do not come into contact with melts such as molten steel. This is because lightweight heat-insulating refractories generally have poor corrosion resistance. By increasing the corrosion resistance of lightweight heat-insulating refractories, it can be used even in contact with melts, making it possible to insulate kilns that could not be insulated so far, and improving the energy efficiency due to the heat insulation effect. I can expect.

従来、軽量断熱耐火物の熱伝導率を下げつつ、耐食性を維持するためには閉気孔の多い中空粒を使用することが有効であるとされてきた。中空粒として中空アルミナなどを添加した軽量断熱耐火物が幾つか提案されている。例えば、特許文献1には、中空状アルミナ5〜50重量%、残部が気孔生成性物質を含まないその他耐火材料からなる配合組成物に結合剤を添加して混練、成形後、乾燥焼成または加熱乾燥することを特徴とする溶融金属容器内張及び鋳造ノズル用中空アルミナ含有耐火物の製造法が開示されている。そして、特許文献1では、耐火物に中空状アルミナを添加することで、耐食性を保持したまま、低熱伝導率化が実現できるとしている。   Conventionally, it has been considered effective to use hollow particles having many closed pores in order to maintain the corrosion resistance while reducing the thermal conductivity of the lightweight heat-insulating refractory. Several lightweight heat-resistant refractories to which hollow alumina or the like is added as hollow particles have been proposed. For example, in Patent Document 1, a binder is added to a blended composition composed of 5 to 50% by weight of hollow alumina, and the remainder does not contain pore-forming substances, and is kneaded and molded, and then dried or fired or heated. A method for producing a refractory containing a hollow alumina for a molten metal container lining and a casting nozzle characterized by drying is disclosed. And in patent document 1, it says that low thermal conductivity can be implement | achieved, maintaining corrosion resistance by adding hollow alumina to a refractory.

また、特許文献2では、MgOを20重量%以上含む塩基性れんがであって、れんが製造時に、中空粒子を、その含有量が3重量%以上15重量%以下となるように添加して得られる、耐スポール性を改善した塩基性れんがが開示されており、また、中空粒子として、外径0.5mm以上7mm以下のアルミナ中空粒子またはジルコニア中空粒子を使用することも記載されている。   In Patent Document 2, basic bricks containing 20% by weight or more of MgO are obtained by adding hollow particles so that the content thereof is 3% by weight or more and 15% by weight or less at the time of brick production. Basic bricks with improved spall resistance are disclosed, and it is also described that alumina hollow particles or zirconia hollow particles having an outer diameter of 0.5 mm or more and 7 mm or less are used as hollow particles.

また、耐食性と耐スラグ浸潤性に優れる材質として、アルミナ・マグネシア質耐火物が挙げられる。アルミナ・マグネシア質耐火物は、添加したマグネシアがスラグ中に溶け出すことで、耐スラグ浸潤性を向上させ、使用中に熱を受けることで膨張を伴うスピネル生成反応が起こり、組織が緻密化して耐食性が向上するものである。例えば、特許文献3には、粒子径が0.3mm以下であるマグネシアを2〜20質量%、粒子径が5mm以下である中空アルミナ粒子を2〜15質量%、残部がアルミナを主体とする原料からなる配合物100質量%に、外掛けで非晶質のシリカ超微粉を0.1〜2質量%配合してなることを特徴とする内張り流し込み材が開示されている。特許文献3では、アルミナ・マグネシア質流し込み材に、中空アルミナを配合した結果、熱伝導率が低くなり、流し込み材中で温度勾配を急勾配にすることで、スラグ浸透を大幅に抑制できるとしている。   A material excellent in corrosion resistance and slag infiltration resistance is alumina / magnesia refractory. Alumina-magnesia refractories improve the slag infiltration resistance by melting out the added magnesia into the slag, and when subjected to heat during use, a spinel formation reaction with expansion occurs and the structure becomes dense. Corrosion resistance is improved. For example, Patent Document 3 discloses a raw material mainly composed of 2 to 15% by mass of magnesia having a particle diameter of 0.3 mm or less, 2 to 15% by mass of hollow alumina particles having a particle diameter of 5 mm or less, and the balance being alumina. There is disclosed a lining casting material characterized in that 0.1 to 2% by mass of amorphous ultrafine silica powder is blended with 100% by mass of a composition comprising: In Patent Document 3, as a result of blending hollow alumina into the alumina / magnesia casting material, the thermal conductivity is lowered, and by making the temperature gradient steep in the casting material, slag infiltration can be significantly suppressed. .

更に、特許文献4には、ジルコンに可燃性有機物を配合し必要に応じアルミナ、ケイ石、マグネシア、石膏、ムライト、カオリン、二酸化チタン及び木節粘土のうちから選ばれた耐火粉末の1種または2種以上を添加したものを、炭酸塩、リン酸のモノ金属塩及び水の存在下で発泡させて多孔性凝結粒子となし、次いでこの多孔性凝結粒子に中空球アルミナを添加混合し、成形乾燥した後焼成することを特徴とする耐火断熱煉瓦の製造方法が開示されている。また、特許文献5には、気孔生成性物質、耐火物原料及びSiOとして15〜60重量%含有する第4級アンモニウムシリケート溶液を混合し、成形した後乾燥し更に焼成することを特徴とする軽量耐火物の製造法が開示されている。 Further, in Patent Document 4, one kind of refractory powder selected from alumina, quartzite, magnesia, gypsum, mullite, kaolin, titanium dioxide, and kibushi clay is blended with a combustible organic substance in zircon, if necessary. Two or more kinds added are foamed in the presence of carbonate, monometallic salt of phosphoric acid and water to form porous condensed particles, and then hollow sphere alumina is added to and mixed with the porous condensed particles, followed by molding. A method for producing a refractory heat-insulating brick, characterized by drying and firing, is disclosed. Patent Document 5 is characterized in that a pore-forming substance, a refractory material, and a quaternary ammonium silicate solution containing 15 to 60% by weight as SiO 2 are mixed, molded, dried, and further fired. A method for manufacturing a lightweight refractory is disclosed.

特公平3−39031号公報Japanese Patent Publication No. 3-39031 特開平9−221353号公報JP-A-9-221353 特開2011−241093号公報JP 2011-241093 A 特公昭42−24166号公報Japanese Patent Publication No.42-24166 特公昭54−6561号公報Japanese Patent Publication No.54-6561

しかしなから、上述のような中空粒を使用した耐火物の耐食性については必ずしも満足できるものではなかった。例えば、特許文献1で製造された中空アルミナ含有耐火物では、製鋼スラグに対する耐蝕性が劣るという問題点があり、溶融スラグと接触する内張り耐火物として用いるには問題があった。この原因としては、耐火物のかさ比重が小さくなるためであると考えられる。
また、特許文献2では、マグクロれんが等のMgOを主体とする塩基性れんがに、アルミナ中空粒子またはジルコニア中空粒子を配合するものであり、耐食性をある程度付与することはできる。しかしながら、塩基性れんがであるが故に、スラグ浸潤し易く、構造スポーリングする問題がある。また、断熱性に関しても塩基性れんがは元来熱伝導率が大きく、低熱伝導率化の面で問題があった。
更に、特許文献3の内張り流し込み材では、耐スラグ浸潤性の向上と熱伝導率の低下が期待できるものの下記のような問題点があった。即ち、1つ目の問題点は、中空アルミナ粒子の分散性である。中空アルミナ粒子は、骨材に使用するアルミナ粒子と比べて密度が著しく小さく、流し込み材中に均一に分散させることが困難となる。流し込み材は、流動性を有するため、混練によっても中空アルミナ粒子を十分に分散することができない。また、硬化までの養生中にも密度差によって中空アルミナ粒子が浮上し、また、振動成形などにより振動を掛けたりすると中空アルミナ粒子が流し込み材中でさらに浮上しやすくなり、中空アルミナ粒子を均一に分散させることができず、偏在することになり、偏在部位で耐食性が極端に低下したり、熱伝導率の低下がスペック通りとならない。また、2つ目の問題点として、爆裂の危険性が高まるという問題もある。中空アルミナ粒子を配合し、熱伝導率を低下することで、特に、背面側では乾燥時に十分に熱量が伝わらず、水分が残留しやすくなり爆裂し易く、また、加熱中の材料内部での温度勾配が大きくなるため、更に爆裂し易くなる。更に、流し込み材の施工にはミキサーや金枠、振動装置など多くの機械設備が必要であり、その設置費用も膨大なものとなるため、適用できる窯炉が限定される問題がある。
これらの問題点から、特許文献3による流し込み材よりも、特許文献4及び5に開示されているような定形耐火物であることが望ましいといえる。しかし、従来の定形耐火物では、耐蝕性が劣るなどの問題があり、その解決法が求められていた。
However, the corrosion resistance of the refractory using the hollow particles as described above is not always satisfactory. For example, the hollow alumina-containing refractory manufactured in Patent Document 1 has a problem that the corrosion resistance against steelmaking slag is inferior, and there is a problem in using it as a lining refractory in contact with molten slag. This is probably because the bulk specific gravity of the refractory is reduced.
Further, in Patent Document 2, alumina bricks or zirconia hollow particles are blended with basic bricks mainly composed of MgO such as magcro bricks, and corrosion resistance can be imparted to some extent. However, since it is a basic brick, it easily infiltrates slag and has a problem of structural spalling. In addition, with regard to heat insulation, basic bricks originally have a large thermal conductivity, and there is a problem in terms of lowering the thermal conductivity.
Furthermore, although the lining cast material of Patent Document 3 can be expected to improve slag infiltration resistance and decrease thermal conductivity, it has the following problems. That is, the first problem is the dispersibility of the hollow alumina particles. The hollow alumina particles have a remarkably smaller density than the alumina particles used for the aggregate, and it is difficult to uniformly disperse them in the casting material. Since the casting material has fluidity, the hollow alumina particles cannot be sufficiently dispersed even by kneading. In addition, the hollow alumina particles float due to the density difference during curing until hardening, and when the vibration is applied by vibration molding or the like, the hollow alumina particles are more likely to float in the casting material, and the hollow alumina particles are made uniform. It cannot be dispersed and is unevenly distributed, and the corrosion resistance is extremely lowered at the unevenly distributed portion, and the decrease in thermal conductivity is not as specified. A second problem is that the risk of explosion increases. By blending hollow alumina particles and lowering the thermal conductivity, especially on the back side, the amount of heat is not sufficiently transferred during drying, moisture tends to remain and easily explode, and the temperature inside the material being heated Since the gradient becomes larger, it becomes easier to explode. Further, the construction of the casting material requires a lot of mechanical equipment such as a mixer, a metal frame, and a vibration device, and the installation cost thereof becomes enormous, which causes a problem that applicable kilns are limited.
From these problems, it can be said that the fixed refractory as disclosed in Patent Documents 4 and 5 is more desirable than the casting material disclosed in Patent Document 3. However, conventional fixed refractories have problems such as inferior corrosion resistance, and a solution to the problem has been demanded.

従って、本発明の目的は、耐スラグ浸潤性に優れ、かつ耐食性を担保しながら低熱伝導率化することができる軽量断熱アルミナ・マグネシア質耐火物及びその製造方法を提供することにある。   Accordingly, it is an object of the present invention to provide a lightweight heat-insulating alumina / magnesia refractory that is excellent in slag infiltration resistance and has low thermal conductivity while ensuring corrosion resistance, and a method for producing the same.

軽量断熱耐火物の耐食性を担保するためには、マトリックスを緻密化させることが重要になるが中空粒子で断熱性を確保しているため、中空粒子が破損してしまうと断熱性が得られなくなる。そこで、特許文献1では、中空粒子が破損しない成形圧力として1トン/cmおよび0.35トン/cm程度の成形圧力が使用されているが、これらの成形圧力は、通常の定形耐火物の成形圧力よりは低く、緻密なマトリックス組織を得ることができない。また、特許文献4では、40〜100kg/cm、特許文献5では、500kg/cmの成形圧力が使用されている。このように、従来技術としては、中空アルミナの成形中の崩壊を防ぐために、低成形圧力で成形することが望ましいとしてきた。そのため、耐食性が低下してしまう。
溶融金属や溶融スラグに対する高耐食性を得るためには、緻密な耐火物とする必要がある。緻密にするためには、耐火物製造時の成形圧力を上げればよい。しかし、成形圧力を高くすると中空粒子が破壊し易くなるという問題点がある。
そこで、本発明者らは、中空アルミナを含む軽量断熱アルミナ・マグネシア質耐火物を成形中に、中空アルミナを破壊することなく、充分な耐食性を付与することができる成形圧力を確保できるように種々検討した結果、本発明を完成するに至った。
In order to ensure the corrosion resistance of lightweight heat-resistant refractories, it is important to make the matrix denser, but since heat insulation is ensured with hollow particles, if the hollow particles break, heat insulation can not be obtained . Therefore, in Patent Document 1, molding pressures of about 1 ton / cm 2 and 0.35 ton / cm 2 are used as the molding pressure at which the hollow particles are not damaged. These molding pressures are the usual fixed refractories. The molding pressure is lower than the above, and a dense matrix structure cannot be obtained. In Patent Document 4, 40~100kg / cm 2, Patent Document 5, a molding pressure of 500 kg / cm 2 is used. Thus, as a prior art, in order to prevent the collapse | disintegration during shaping | molding of a hollow alumina, it has become desirable to shape | mold at a low forming pressure. Therefore, corrosion resistance will fall.
In order to obtain high corrosion resistance against molten metal and molten slag, it is necessary to use a dense refractory. In order to make it dense, the molding pressure at the time of refractory production may be increased. However, when the molding pressure is increased, there is a problem that the hollow particles are easily broken.
Accordingly, the present inventors have variously made it possible to secure a molding pressure that can provide sufficient corrosion resistance without destroying the hollow alumina during molding of the lightweight heat-insulating alumina / magnesia refractory containing hollow alumina. As a result of the study, the present invention has been completed.

即ち、本発明は、アルミナ原料とマグネシア原料を使用し、中空アルミナを2〜50質量%、中空アルミナ以外のアルミナ質原料を20〜93.5質量%、マグネシア質原料を4〜20質量%、固体の珪酸ナトリウムを0.5〜6質量%の量で配合してなる原料配合物を成形圧力1.2〜3.0トン/cmで所定の形状に成形した後、1150℃以下に加熱することを特徴とする軽量断熱アルミナ・マグネシア質耐火物の製造方法を提供することにある。 That is, the present invention uses an alumina raw material and a magnesia raw material, 2-50% by mass of hollow alumina, 20-93.5% by mass of alumina material other than hollow alumina, 4-20% by mass of magnesia material, A raw material blend obtained by blending solid sodium silicate in an amount of 0.5 to 6% by mass is molded into a predetermined shape at a molding pressure of 1.2 to 3.0 ton / cm 2 and then heated to 1150 ° C. or lower. An object of the present invention is to provide a method for producing a lightweight heat-insulating alumina / magnesia refractory.

また、本発明の軽量断熱アルミナ・マグネシア質耐火物の製造方法は、珪砂粉末、珪石粉末、ロー石粉末、シリカフラワー及び耐火粘土からなる群から選択される1種または2種以上を4質量%以下(ゼロを含まず)の量で配合していることを特徴とする。   Moreover, the manufacturing method of the lightweight heat insulation alumina magnesia refractory of this invention is 4 mass% of 1 type, or 2 or more types selected from the group which consists of quartz sand powder, quartzite powder, rholite powder, silica flour, and refractory clay. It is blended in the following amount (excluding zero).

更に、本発明の軽量断熱アルミナ・マグネシア質耐火物の製造方法は、有機バインダー及び/または珪酸ナトリウムを除くその他の無機バインダーを外掛けで4質量%以下(ゼロを含まず)の量で配合していることを特徴とする。   Furthermore, the manufacturing method of the lightweight heat insulation alumina magnesia refractory of this invention mix | blends the organic binder and / or other inorganic binders except sodium silicate in the quantity of 4 mass% or less (excluding zero) by outer coating. It is characterized by.

また、本発明は、上記製造方法により製造された軽量断熱アルミナ・マグネシア質耐火物であって、Al65〜94.7質量%、MgO4〜20質量%、SiO1〜5質量%、NaOとKOの合計量0.3〜2質量%、その他成分8質量%以下(ゼロを含む)の化学組成を有することを特徴とする軽量断熱アルミナ・マグネシア質耐火物を提供することにある。 Further, the present invention provides a lightweight insulation alumina magnesia refractories produced by the above production method, Al 2 O 3 from 65 to 94.7 wt%, MgO4~20 wt%, SiO 2 1 to 5 wt% A lightweight heat-insulating alumina / magnesia refractory characterized by having a chemical composition of 0.3 to 2 % by mass of Na 2 O and K 2 O and 8% by mass or less (including zero) of other components There is to do.

本発明によれば、耐スラグ浸潤性に優れかつ耐食性を担保しながら低熱伝導率化することができる軽量断熱アルミナ・マグネシア質耐火物を得ることができる。   According to the present invention, it is possible to obtain a lightweight heat-insulating alumina / magnesia refractory that is excellent in slag infiltration resistance and can have low thermal conductivity while ensuring corrosion resistance.

本発明の軽量断熱アルミナ・マグネシア質耐火物では、中空アルミナを破壊することなく、緻密な耐火物を得るために、珪酸ナトリウムを配合して中空アルミナの粒子表面の滑りを促進してより高い成形圧力での成形を可能とするものである。以下、本発明の軽量断熱アルミナ・マグネシア質耐火物について詳述する。   In the lightweight heat-insulating alumina / magnesia refractory of the present invention, in order to obtain a dense refractory without destroying the hollow alumina, sodium silicate is blended to promote slipping of the particle surface of the hollow alumina to achieve higher molding. It enables molding under pressure. The lightweight heat-insulating alumina / magnesia refractory of the present invention will be described in detail below.

本発明の軽量断熱アルミナ・マグネシア質耐火物は、中空アルミナ、中空アルミナ以外のアルミナ質原料、マグネシア質原料、珪酸ナトリウム等の原料から構成することができる。   The lightweight heat-insulating alumina / magnesia refractory of the present invention can be composed of raw materials such as hollow alumina, alumina raw materials other than hollow alumina, magnesia raw materials, sodium silicate and the like.

ここで、中空アルミナは、特に限定されるものではなく、例えば、電融法などで得られた市販品などを用いることができる。中空アルミナの配合量は、2〜50質量%、好ましくは5〜40質量%の範囲内である。中空アルミナを上記範囲内の量で配合することにより、軽量断熱アルミナ・マグネシア質耐火物の熱伝導率を低下することができ、当該耐火物を用いて築炉した窯炉の断熱性を向上することができ、それによって省エネルギーに寄与できる。また、使用中の軽量断熱アルミナ・マグネシア質耐火物内の温度勾配を大きくし、それによって耐スラグ浸潤性に優れるアルミナ・マグネシア質耐火物の耐スラグ浸潤性をより一層向上させることが可能となる。ここで、中空アルミナの配合量が2質量%未満では、熱伝導率の低下効果が十分でないために好ましくなく、また、50質量%を超えると、耐食性が低下するために好ましくない。   Here, a hollow alumina is not specifically limited, For example, the commercial item obtained by the electromelting method etc. can be used. The amount of hollow alumina is 2 to 50% by mass, preferably 5 to 40% by mass. By blending hollow alumina in an amount within the above range, the thermal conductivity of the lightweight heat-insulating alumina / magnesia refractory can be reduced, and the heat insulation of the kiln constructed using the refractory is improved. Can contribute to energy saving. In addition, it is possible to increase the temperature gradient in the lightweight heat-insulating alumina / magnesia refractory in use, thereby further improving the slag infiltration resistance of the alumina / magnesia refractory having excellent slag infiltration resistance. . Here, if the amount of hollow alumina is less than 2% by mass, the effect of lowering the thermal conductivity is not sufficient, and if it exceeds 50% by mass, the corrosion resistance decreases, which is not preferable.

次に、中空アルミナ以外のアルミナ質原料は、特に限定されるものではなく、例えば、市販されているホワイト電融アルミナやブラウン電融アルミナのような電融アルミナや焼結アルミナに加え、焼成ボーキサイトや焼成バン土頁岩のような天然アルミナなど種々のアルミナ質原料が使用できる。中空アルミナ以外のアルミナ質原料の配合量は、20〜93.5質量%、好ましくは36〜88.2質量%の範囲内である。ここで、中空アルミナ以外のアルミナ質原料の配合量が20質量%未満であると、耐食性に劣るために好ましくなく、また、93.5質量%を超えると、適度な膨張特性が得られなかったり、スピネル生成反応初期の膨張を吸収できなかったりするために好ましくない。   Next, the alumina raw material other than hollow alumina is not particularly limited. For example, in addition to commercially available fused alumina and sintered alumina such as white fused alumina and brown fused alumina, calcined bauxite. Various alumina-based raw materials such as natural alumina such as calcined bang shale shale can be used. The amount of the alumina raw material other than hollow alumina is 20 to 93.5% by mass, preferably 36 to 88.2% by mass. Here, if the blending amount of the alumina raw material other than the hollow alumina is less than 20% by mass, it is not preferable because the corrosion resistance is poor, and if it exceeds 93.5% by mass, an appropriate expansion characteristic may not be obtained. This is not preferable because the expansion at the initial stage of the spinel formation reaction cannot be absorbed.

なお、本発明の軽量断熱アルミナ・マグネシア質耐火物において、中空アルミナと、中空アルミナ以外のアルミナ質原料の配合量の合計は、70〜95.5質量%、好ましくは76〜93.2質量%の範囲内である。ここで、合計量が70質量%未満であると、耐食性に劣るために好ましくなく、また、95.5質量%を超えると、適度な膨張特性が得られなかったり、スピネル生成反応初期の膨張を吸収できなかったりするために好ましくない。   In the lightweight heat-insulating alumina / magnesia refractory of the present invention, the total amount of the hollow alumina and the alumina raw material other than the hollow alumina is 70 to 95.5% by mass, preferably 76 to 93.2% by mass. Is within the range. Here, if the total amount is less than 70% by mass, the corrosion resistance is inferior, which is not preferable. If it exceeds 95.5% by mass, an appropriate expansion characteristic cannot be obtained, or expansion at the initial stage of the spinel formation reaction is not achieved. It is not preferable because it cannot be absorbed.

また、マグネシア質原料も特に限定されるものではなく、例えば、天然マグネシア、焼結マグネシア、電融マグネシア等マグネシアを主体としたものなどが使用可能である。マグネシア質原料の粒度もまた特に限定されるものではなく、粗粒、中粒並びに微粉のいずれの形態でも使用可能であるが、マグネシア質原料の粒度が粗粒または中粒であると、耐火物が1200℃以上に加熱された時のスピネル生成反応に伴う膨張量が過大になる。しかし、微粉であれば膨張性及びその制御は容易であり、マグネシア質原料は微粉であることが好ましく、粒径が0.5mm以下の微粉を90質量%以上使用することが特に好ましい。   Also, the magnesia material is not particularly limited, and for example, materials mainly composed of magnesia such as natural magnesia, sintered magnesia, and electrofused magnesia can be used. The particle size of the magnesia raw material is also not particularly limited, and can be used in any form of coarse particles, medium particles and fine powders. However, if the particle size of the magnesia raw material is coarse particles or medium particles, the refractory Is excessively expanded due to the spinel formation reaction when heated to 1200 ° C. or higher. However, if it is a fine powder, the expansibility and its control are easy, the magnesia raw material is preferably a fine powder, and it is particularly preferred to use 90% by mass or more of a fine powder having a particle size of 0.5 mm or less.

本発明の軽量断熱アルミナ・マグネシア質耐火物には、固体の珪酸ナトリウムを使用する。珪酸ナトリウムは比較的強度が弱く、珪酸ナトリウムを配合することにより、加圧成形中に、珪酸ナトリウムが中空アルミナ、アルミナ質原料、マグネシア原料等より先に破壊され、珪酸ナトリウムの微細粒子が成形中に中空アルミナにかかる圧力を分散、均等化するために、中空アルミナの粒子表面の滑りを促進して、比較的高い成形圧力での成形が可能となるものと考えられる。これによって、軽量断熱アルミナ・マグネシア質耐火物を緻密化することができ、溶融金属や溶融スラグに対する高い耐食性を有することが可能となる。珪酸ナトリウムの配合量は、0.5〜6質量%、好ましくは0.8〜5質量%の範囲内である。ここで、珪酸ナトリウムの配合量が0.5質量%未満であると、成形中における中空アルミナの破壊を防止することができないために好ましくなく、また、6質量%を超えると、耐食性が低下するために好ましくない。   Solid sodium silicate is used for the lightweight heat-insulating alumina / magnesia refractory of the present invention. Sodium silicate is relatively weak in strength. By adding sodium silicate, sodium silicate is destroyed prior to hollow alumina, alumina material, magnesia material, etc. during compression molding, and fine particles of sodium silicate are being molded. In order to disperse and equalize the pressure applied to the hollow alumina, it is considered that the sliding of the surface of the hollow alumina particles is promoted to enable molding at a relatively high molding pressure. As a result, the lightweight heat-insulating alumina / magnesia refractory can be densified and can have high corrosion resistance against molten metal and molten slag. The compounding quantity of sodium silicate is 0.5-6 mass%, Preferably it exists in the range of 0.8-5 mass%. Here, when the amount of sodium silicate is less than 0.5% by mass, it is not preferable because the destruction of the hollow alumina during molding cannot be prevented, and when it exceeds 6% by mass, the corrosion resistance decreases. Therefore, it is not preferable.

なお、本発明の軽量断熱アルミナ・マグネシア質耐火物には、有機バインダーまたは珪酸ナトリウムを除くその他の無機バインダーを配合することができる。有機バインダーとしては、例えばピッチやフェノール樹脂、糖蜜、パルプ廃液、デキストリン、メチルセルロース類、ポリビニルアルコール等種々のバインダーを使用できる。なお、これらの有機バインダーが加熱された後に残留しているC(炭素)も後述の軽量断熱アルミナ・マグネシア質耐火物を構成する化学成分のその他成分の範囲内であれば問題ない。
また、珪酸ナトリウムを除くその他の無機バインダーとしては、種々のものが使用可能であり、例えば、珪酸カリウム、苦汁(MgCl)やアルミン酸ソーダ等を使用することができる。その他の無機バインダーとしては、後述の軽量断熱アルミナ・マグネシア質耐火物を構成する化学成分と同様の化学成分で構成されるものが、後述のその他成分を増加させることがないので望ましい。
有機バインダーまたは珪酸ナトリウムを除くその他の無機バインダーを配合する場合、その配合量は、外掛けで4質量%以下(ゼロを含まず)、好ましくは外掛けで3質量%以下(ゼロを含まず)である。これらの配合量が4質量%を超えると、耐食性が低下するために好ましくない。
The lightweight heat-insulating alumina / magnesia refractory of the present invention can be blended with an organic binder or other inorganic binder other than sodium silicate. As the organic binder, for example, various binders such as pitch, phenol resin, molasses, pulp waste liquid, dextrin, methylcelluloses, and polyvinyl alcohol can be used. There is no problem as long as C (carbon) remaining after these organic binders are heated is within the range of the other components of the chemical components constituting the lightweight heat-insulating alumina / magnesia refractory described later.
Various inorganic binders other than sodium silicate can be used. For example, potassium silicate, bitter juice (MgCl 2 ), sodium aluminate and the like can be used. As other inorganic binders, those composed of the same chemical components as those constituting the lightweight heat-insulating alumina / magnesia refractory described later are desirable because they do not increase other components described later.
When the organic binder or other inorganic binders other than sodium silicate are blended, the blending amount is 4% by mass or less (excluding zero), preferably 3% by mass or less (not including zero) by outer coating. It is. If the blending amount exceeds 4% by mass, the corrosion resistance is lowered, which is not preferable.

また、本発明の軽量断熱アルミナ・マグネシア質耐火物には、珪砂、珪石及びロー石の粉末、シリカフラワー、耐火粘土等を配合することができる。これらの原料の配合量は、4質量%以下(ゼロを含まず)、好ましくは3質量%以下(ゼロを含まず)の範囲内である。ここで、これらの原料の配合量が4質量%を超えると、耐食性が低下するために好ましくない。   The lightweight heat-insulating alumina / magnesia refractory of the present invention may contain silica sand, quartzite and rhostone powder, silica flour, refractory clay and the like. The amount of these raw materials is 4% by mass or less (excluding zero), preferably 3% by mass or less (excluding zero). Here, if the blending amount of these raw materials exceeds 4% by mass, the corrosion resistance is lowered, which is not preferable.

更に、軽量断熱アルミナ・マグネシア質耐火物には、金属シリコン、金属アルミニウム、金属マグネシウム、アルミニウム-マグネシウム合金、鉄粉等の金属粉も本発明の効果を阻害しない範囲で使用可能である。   Furthermore, metal powders such as metal silicon, metal aluminum, metal magnesium, aluminum-magnesium alloy, and iron powder can be used as lightweight heat-insulating alumina / magnesia refractories as long as the effects of the present invention are not impaired.

本発明の軽量断熱アルミナ・マグネシア質耐火物を製造するに際して、上述の原料配合量となるように配合された原料配合物を一括あるいは分割して、更に、必要に応じて水を添加して混合機又は混練機により混合及び混練する。混練には、容器固定型としてローラー式のSWPやシンプソンミキサー、ブレード式のハイスピードミキサー、加圧ハイスピードミキサー、ヘンシェルミキサー、加圧ニーダーと呼ばれる混練機;容器駆動型としては、ローラー式のMKPやウエットパン、コナーミキサー、ブレード式のアイリッヒミキサー、ボルテックスミキサー等の混練機を使用することができる。また、これらの混練機や混合機に加圧もしくは減圧、温度制御装置等(加温や冷却もしくは保温)を設置することもできる。なお、混合もしくは混練時間は原料の種類、配合量、バインダーの種類、温度(室温、原料やバインダー)、混合機もしくは混練機の種類や大きさによって適宜選択することができることは言うまでもない。   When manufacturing the lightweight heat-insulating alumina / magnesia refractory according to the present invention, the raw material compounded so as to have the above-mentioned raw material compounding amount is batched or divided, and water is added and mixed as necessary. Mix and knead with a machine or kneader. For kneading, roller-type SWP, Simpson mixer, blade-type high-speed mixer, pressurized high-speed mixer, Henschel mixer, pressure kneader kneading machine as container fixed type; roller-type MKP as container-driven type Alternatively, a kneader such as a wet pan, a Conner mixer, a blade-type Eirich mixer, or a vortex mixer can be used. Moreover, pressurization or pressure reduction, a temperature control device, etc. (heating, cooling, or heat retention) can also be installed in these kneaders and mixers. Needless to say, the mixing or kneading time can be appropriately selected depending on the type of raw material, the blending amount, the type of binder, the temperature (room temperature, raw material or binder), the type or size of the mixer or kneader.

上述のようにして得られた混練物は、衝撃圧プレスであるフリクションプレス、スクリュープレスあるいはハイドロスクリュープレス等、静圧プレスである油圧プレスやトッグプレス等によって成形できる。その他にも、CIPと呼ばれる成形機でも成形できる。これらの成形機には、真空脱気装置や温度制御装置(加温や冷却もしくは保温)等を設置することもできる。   The kneaded material obtained as described above can be formed by a hydraulic press, a toggle press, or the like, such as a friction press, a screw press or a hydro screw press, which is an impact pressure press. In addition, it can be molded by a molding machine called CIP. These molding machines can be provided with a vacuum deaeration device, a temperature control device (heating, cooling or heat retention) and the like.

上述のような成形機による成形圧力は、1.2〜3.0トン/cm、より好ましくは1.5〜3.0トン/cmの範囲内で成形することができる。成形圧力が1.2トン/cm以上あれば、キャスタブルよりも緻密な耐火物を得ることができる。なお、成形圧力が1.2トン/cm未満では、十分に緻密な成形体が得らないために好ましく、また、3.0トン/cmより成形圧力が高くなると、中空アルミナの粒子が破壊されることがあるため好ましくない。 The molding pressure by the molding machine as described above can be molded within a range of 1.2 to 3.0 ton / cm 2 , more preferably 1.5 to 3.0 ton / cm 2 . If the molding pressure is 1.2 ton / cm 2 or more, a denser refractory than castable can be obtained. A molding pressure of less than 1.2 ton / cm 2 is preferable because a sufficiently dense molded body cannot be obtained. When the molding pressure is higher than 3.0 ton / cm 2 , hollow alumina particles are formed. Since it may be destroyed, it is not preferable.

なお、成形機による締め回数は、成形される耐火物の大きさ原料の種類、配合量、バインダーの種類、温度(室温、原料やバインダー)、成形機の種類や規模等を勘案して適宜選択することができることは言うまでもない。   Note that the number of times of tightening by the molding machine is appropriately selected in consideration of the size of the refractory to be molded, the type of raw material, the blending amount, the type of binder, the temperature (room temperature, raw material and binder), the type and scale of the molding machine, etc. It goes without saying that you can do it.

本発明の軽量断熱アルミナ・マグネシア質耐火物の製造に際して、スピネル生成反応が起こるため1150℃を超える温度に加熱してはならない。およそ500℃以下の加熱の場合には熱風循環式の乾燥加熱炉を使用できるし、それ以上の温度での加熱が必要な場合には、電気加熱式、ガス加熱式、オイル加熱式などのバッチ式単独窯、例えばシャトルキルンやカーベルキルン等、連続式であればトンネル窯等が最適である。もちろん、温度が十分に調節可能で均質加熱ができる加熱炉であればどのような形式のものでも使用できる。   In producing the lightweight heat-insulating alumina / magnesia refractory of the present invention, a spinel formation reaction takes place, so that it should not be heated to a temperature exceeding 1150 ° C. In the case of heating at about 500 ° C or less, a hot air circulation type drying heating furnace can be used, and when heating at a temperature higher than that is required, batches such as electric heating type, gas heating type, oil heating type, etc. If it is a continuous type, such as a single kiln, such as a shuttle kiln or a carbell kiln, a tunnel kiln is optimal. Of course, any type of heating furnace can be used as long as the temperature is sufficiently adjustable and uniform heating is possible.

上述のようにして製造される本発明の軽量断熱アルミナ・マグネシア質耐火物は、Al65〜94.7質量%、MgO4〜20質量%、SiO1〜5質量%、NaO+KO0.3〜2質量%、その他成分8質量%以下(ゼロを含む)の化学組成を有する。 The lightweight heat-insulating alumina / magnesia refractory of the present invention produced as described above is made of Al 2 O 3 65-94.7 mass%, MgO 4-20 mass%, SiO 2 1-5 mass%, Na 2 O + K. 2 O has a chemical composition of 0.3 to 2 % by mass and other components of 8% by mass or less (including zero).

Alは、65〜94.7質量%、好ましくは73.5〜93.2質量%の範囲内である。Alが65質量%未満では、耐食性に劣るために好ましくない。また、Alが94.7質量%を超えると、適度な膨張特性が得られなかったり、スピネル生成反応初期の膨張を吸収できなかったりするために好ましくない。 Al 2 O 3 is in the range of 65 to 94.7% by mass, preferably 73.5 to 93.2% by mass. If Al 2 O 3 is less than 65% by mass, the corrosion resistance is poor, which is not preferable. On the other hand, if Al 2 O 3 exceeds 94.7% by mass, an appropriate expansion characteristic cannot be obtained, and expansion at the initial stage of the spinel formation reaction cannot be absorbed.

MgOは、4〜20質量%、好ましくは5〜16質量%の範囲内である。軽量断熱アルミナ・マグネシア質耐火物において、MgOが存在することにより、耐火物に膨張挙動を付与することができる。MgOが4質量%未満では、膨張特性が十分に得られず緻密化に伴う耐食性の向上効果が不十分であるために好ましくない。また、MgOが20質量%を超えると、膨張が大きくなりすぎて耐スポーリング性が低下したり、場合によっては中空アルミナの粒子を圧壊してしまい、熱伝導率の抑制効果が得られないことがあるため好ましくない。   MgO is in the range of 4 to 20% by mass, preferably 5 to 16% by mass. In the lightweight heat-insulating alumina / magnesia refractory, the presence of MgO can impart expansion behavior to the refractory. If MgO is less than 4% by mass, the expansion characteristics cannot be sufficiently obtained, and the effect of improving the corrosion resistance accompanying densification is insufficient, which is not preferable. Moreover, when MgO exceeds 20 mass%, expansion | swelling will become large too much and a spalling resistance will fall, or the particle | grains of a hollow alumina may be crushed depending on the case, and the suppression effect of thermal conductivity cannot be acquired. This is not preferable.

SiOは、1〜5質量%の範囲内である。SiOは、珪酸ナトリウムや珪酸カリウムなどの無機バインダー由来のものの他に、珪砂、珪石、ロー石の粉末、シリカフラワーや耐火粘土等に由来するものである。また、アルミナ質原料やマグネシア質原料に由来するものもある。軽量断熱アルミナ・マグネシア質耐火物の耐食性を向上させる効果がある組織の緻密化には、上述の膨張特性と共に高温における応力緩和性を発現させることが重要である。そのため高温で軽量断熱アルミナ・マグネシア質耐火物中に液相を形成することで、潤滑油のような機能を持たせ、軽量断熱アルミナ・マグネシア質耐火物に変形能を持たせる。SiOを後述のNaO及びKOとを組みわせることで膨張挙動に合わせた応力緩和性を付与することができる。ここで、SiOが1質量%未満では、十分な応力緩和が得られないために好ましくない。また、SiOが5質量%を超えると、耐食性が低下するために好ましくない。クリープ特性と耐食性との兼ね合いにより、SiOは1.5〜4質量%の範囲内が好適である。 SiO 2 is in the range of 1 to 5 mass%. In addition to inorganic binders such as sodium silicate and potassium silicate, SiO 2 is derived from silica sand, quartzite, rholite powder, silica flour, refractory clay, and the like. Some are derived from alumina materials and magnesia materials. In order to densify the structure having the effect of improving the corrosion resistance of the lightweight heat-insulating alumina / magnesia refractory, it is important to develop stress relaxation properties at high temperatures together with the above-mentioned expansion characteristics. Therefore, by forming a liquid phase in the lightweight heat-insulating alumina / magnesia refractory at a high temperature, the light-weight heat-insulating alumina / magnesia refractory has a deformable function. By combining SiO 2 with Na 2 O and K 2 O, which will be described later, it is possible to impart stress relaxation properties that match the expansion behavior. Here, it is not preferable that SiO 2 is less than 1% by mass because sufficient stress relaxation cannot be obtained. On the other hand, if SiO 2 exceeds 5% by mass, the corrosion resistance is lowered, which is not preferable. Due to the balance between creep characteristics and corrosion resistance, SiO 2 is preferably in the range of 1.5 to 4% by mass.

NaO及びKOの合計量は、0.3〜2質量%、好ましくは0.3〜1.5質量%の範囲内である。NaO及びKOは、珪酸ナトリウムや、珪酸カリウムなどの無機バインダー等に由来するものである。NaO及びKOは、SiOの融点を低下させてより低温から膨張吸収能を発現させるためものである。NaO及びKOの合計量が、0.3質量%未満では、SiOの融点を十分に低下させることができず、スピネル生成反応初期の膨張を吸収することができないために好ましくない。また、NaO及びKOの合計量が、2質量%を超えると、SiOと同様に耐食性低下の要因となるために好ましくない。 The total amount of Na 2 O and K 2 O is 0.3-2% by mass, preferably 0.3-1.5% by mass. Na 2 O and K 2 O are derived from inorganic binders such as sodium silicate and potassium silicate. Na 2 O and K 2 O are for reducing the melting point of SiO 2 and exhibiting the expansion and absorption ability from a lower temperature. If the total amount of Na 2 O and K 2 O is less than 0.3% by mass, the melting point of SiO 2 cannot be lowered sufficiently and the expansion at the initial stage of the spinel formation reaction cannot be absorbed, which is not preferable. . Further, if the total amount of Na 2 O and K 2 O exceeds 2% by mass, it is not preferable because it causes a decrease in corrosion resistance like SiO 2 .

また、本発明の軽量断熱アルミナ・マグネシア質耐火物には、その他成分を8質量%以下(ゼロを含む)、好ましくは5質量%以下(ゼロを含む)の量まで許容できる。その他成分としては、上記原料類に由来する不可避不純物や有機バインダーに由来するC等が含まれる。   In addition, the lightweight heat-insulating alumina / magnesia refractory of the present invention can accept other components up to an amount of 8% by mass or less (including zero), preferably 5% by mass or less (including zero). Other components include inevitable impurities derived from the above raw materials, C derived from organic binders, and the like.

以下、実施例により本発明の軽量断熱アルミナ・マグネシア質耐火物を更に説明する。
表1(本発明品)、表2(比較品)に記載した配合割合にて、各種原料を配合し、必要に応じて水を添加して得た練土をフリクションプレスを用い、表1及び2に記載の成形圧力にて230mm×150mm×80mmに成形した。
なお、表2中の比較品12は、特許文献3に対応する流し込み材であり、原料配合物に外掛けで8.5質量%の水を添加し、型枠に流し込み成形することにより230mm×150mm×80mmの試料とした。
上述のようにして得られた試料は、いずれも200℃で24時間乾燥した。
Hereinafter, the lightweight heat-insulating alumina / magnesia refractory of the present invention will be further described by way of examples.
Using the friction press, the kneaded material obtained by blending various raw materials at the blending ratios described in Table 1 (Product of the present invention) and Table 2 (Comparative product), and adding water as necessary, 2 to 230 mm × 150 mm × 80 mm.
In addition, the comparative product 12 in Table 2 is a casting material corresponding to Patent Document 3, and by adding 8.5% by mass of water as an outer shell to the raw material mixture and casting into a mold, it is 230 mm × A sample of 150 mm × 80 mm was used.
All the samples obtained as described above were dried at 200 ° C. for 24 hours.

Figure 0005943032
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上記表中、
電融マグネシアは、粒径0.5mm以下の微粉を95質量%含有するものである;
海水マグネシアクリンカーは、粒径0.5mm以下の微粉100質量%のものである;
珪酸ナトリウムは、SiO:53質量%、NaO:25質量%、残部が結晶水から構成される粉末であり、珪酸カリウムは、SiO:28質量%、KO:22質量%、残部が水から構成される水溶液である;
アルミナセメントは、CaO:17質量%のCaO・Al(CA)鉱物とコランダムで構成されている;
フェノール樹脂は、樹脂分60質量%のノボラック型フェノール樹脂溶液である;
化学成分は、JIS R 2216に従って蛍光X線分析法で測定した結果である;
気孔率は、JIS R 2205に規定される方法で測定した結果であり、気孔率は高くなるほど、断熱性は向上するが、耐食性は低下する;
1000℃での熱伝導率は、114mm×114mm×65mmの試料を用いて、JIS R 2251−1の熱線法で測定した結果であり、概ね4.0W/mK以下であれば問題ないが、3.0W/mK以下であることがより好ましい;
1500℃焼成後の残存膨張率は、115mm×35mm×35mmの試料を箱型電気炉にて5℃/分で昇温し、1500℃到達後3時間保持する条件で焼成を行い、試料の長手方向の焼成前後における寸法変化より残存膨張率を算出した。残存膨張率は小さすぎても大きすぎても問題になり、適正値は、1〜3%の範囲内である;
1500℃荷重下膨張率は、熱間クリープ測定用試料(φ50mm×50mm)を作成し、JIS R 2658に従い、0.2MPaの荷重をかけた状態で昇温(5℃/分)して1500℃に達した時点で膨張量を測定した。膨張量がマイナスになることが必須であり、−1%を超えることで膨張吸収代の自由度が上昇するためより好ましい;
耐食試験は、酸素−プロパン加熱による回転ドラム侵食試験を実施した。侵食剤としてSiOを34質量%、Feを15質量%、Alを12質量%、CaOを30質量%含む合成スラグを用い、1600℃、5時間の条件で実施した。侵食剤は1時間毎に取り換えた。試験後の試料を長手方向に中央で切断し、侵食量および浸潤量を測定し、いずれも比較品1を基準とし指数化した。侵食量が増加すると、残寸が薄くなり断熱効果を打ち消してしまう。概ね侵食指数が120を超えると、断熱効果を打ち消してしまうため好ましくない。
In the table above,
Electrofused magnesia contains 95% by mass of fine powder having a particle size of 0.5 mm or less;
Seawater magnesia clinker is 100% by mass of fine powder having a particle size of 0.5 mm or less;
Sodium silicate is a powder composed of SiO 2 : 53% by mass, Na 2 O: 25% by mass and the balance is crystal water, and potassium silicate is SiO 2 : 28% by mass, K 2 O: 22% by mass, An aqueous solution whose balance is composed of water;
Alumina cement is composed of CaO: 17% by mass of CaO.Al 2 O 3 (CA) mineral and corundum;
The phenolic resin is a novolac type phenolic resin solution having a resin content of 60% by mass;
The chemical component is the result of measurement by fluorescent X-ray analysis according to JIS R 2216;
The porosity is a result measured by the method defined in JIS R 2205. The higher the porosity, the better the heat insulation, but the lower the corrosion resistance;
The thermal conductivity at 1000 ° C. is the result of measurement using a 114 mm × 114 mm × 65 mm sample by the hot wire method of JIS R 2251-1, and there is no problem if it is approximately 4.0 W / mK or less. More preferably, it is 0.0 W / mK or less;
The residual expansion rate after firing at 1500 ° C. was determined by heating the sample of 115 mm × 35 mm × 35 mm at 5 ° C./min in a box-type electric furnace and holding it for 3 hours after reaching 1500 ° C. The residual expansion coefficient was calculated from the dimensional change before and after firing in the direction. If the residual expansion rate is too small or too large, there is a problem, and the appropriate value is in the range of 1 to 3%;
The coefficient of expansion under a load of 1500 ° C. is 1500 ° C. when a sample for hot creep measurement (φ50 mm × 50 mm) is prepared and the temperature is increased (5 ° C./min) under a load of 0.2 MPa according to JIS R 2658. The amount of expansion was measured when the value reached. It is essential that the amount of expansion be negative, and it is more preferable that the amount of expansion exceeds -1% because the degree of freedom of expansion absorption increases.
As the corrosion resistance test, a rotary drum erosion test by oxygen-propane heating was performed. A synthetic slag containing 34% by mass of SiO 2 , 15% by mass of Fe 2 O 3 , 12% by mass of Al 2 O 3 and 30% by mass of CaO as an erodant was used at 1600 ° C. for 5 hours. The erodant was replaced every hour. The sample after the test was cut in the center in the longitudinal direction, and the amount of erosion and the amount of infiltration were measured. When the amount of erosion increases, the remaining dimension becomes thin and the heat insulation effect is canceled. If the erosion index generally exceeds 120, the heat insulation effect is canceled, which is not preferable.

本発明品1〜18は、比較品1の組成をベースに、本発明の要件について検討したものであり、本発明品1〜18は、いずれも低熱伝導性、適切な残存膨張率、適切な1500℃荷重下膨張率、高耐食性、高耐スラグ浸潤性を有していた。   The inventive products 1 to 18 are based on the composition of the comparative product 1 and examined the requirements of the present invention. The inventive products 1 to 18 are all low thermal conductivity, appropriate residual expansion coefficient, appropriate It had an expansion coefficient under a load of 1500 ° C., high corrosion resistance, and high slag resistance.

比較品1は、中空アルミナを含まないため、熱伝導率が4.0W/mKを超えており、断熱性がない。
比較品2は、中空アルミナを1質量%配合したものであり、配合量が少なく十分な断熱性は得られ(配合、化学組成:質量%)なかった。
比較品3は、中空アルミナを60質量%配合したものであり、侵食量が急増して耐食性に問題があった。
比較例4は、MgO含有量が3.0質量%のものであり、残存膨張が十分に得られず、組織の緻密化効果が十分得られなかった。そのため、侵食量が多く耐食性に問題が見られた。
比較品5は、MgO含有量が23質量%のものであり、耐食性の向上は認められるが、残存膨張が大きい上に荷重下膨張もほぼ0であった。また、荷重下膨張率がプラスの状態で迫割れが起こり易くなり好ましいものではなかった。
比較品6は、珪酸ナトリウムおよび珪酸カリウムを配合しておらず、NaO+KO含有量が珪酸ナトリウム及び珪酸カリウム以外の原料に由来する0.2質量%のものであり、更に、SiO含有量も少なく、荷重下膨張率がプラスの状態であり、この場合も、実機での迫割れが起こり易くなり好ましものではなかった。また、侵食試験においても試料に膨張を吸収できないことに起因する亀裂が発生し、そこを伝ってスラグが浸潤し、浸潤量の増加につながった。
比較品7は、SiO含有量が5.4質量%と多い場合であり、侵食量が増加して耐食性の面で問題が見られた。
比較品8は、珪酸ナトリウムおよび珪酸カリウムを配合しておらず、NaO+KO含有量が珪酸ナトリウム及び珪酸カリウム以外の原料に由来する0.2質量%のものであり、成形時に中空アルミナの粒子の破損が見られた。それ故に、熱伝導率が高く断熱性に問題が見られた。また、NaO+KO含有量が少ないため荷重下膨張率もプラスになっており、実機では迫割れが起こり易くなり好ましくなかった。
比較品9は、NaO+KO含有量が2.1質量%と多く、耐食性の大幅な低下が見られた。
比較品10は、成形圧力が0.8トン/cmの場合であるが、成形圧力が低く、緻密な組織が得られなかった。そのため、熱伝導率は低いものの侵食量が多く耐食性に問題があった。
比較品11は、成形圧力が3.5トン/cmの場合であるが、成形圧力が高すぎて、成形時に中空アルミナが破損して熱伝導率が高くなった。
比較品12は、流し込み施工品であるが、緻密な組織が得られず耐食性に問題があった。
Since the comparative product 1 does not contain hollow alumina, the thermal conductivity exceeds 4.0 W / mK and there is no heat insulation.
Comparative product 2 was prepared by blending 1% by mass of hollow alumina, and a sufficient amount of heat insulation was not obtained (compounding, chemical composition: mass%) with a small amount of blending.
Comparative product 3 was obtained by blending 60% by mass of hollow alumina, and the amount of erosion increased rapidly, resulting in a problem in corrosion resistance.
In Comparative Example 4, the MgO content was 3.0% by mass, the residual expansion was not sufficiently obtained, and the effect of densifying the structure was not sufficiently obtained. Therefore, there was a problem with corrosion resistance due to the large amount of erosion.
Comparative product 5 had a MgO content of 23% by mass and improved corrosion resistance, but the residual expansion was large and the expansion under load was almost zero. Further, it was not preferable because the cracking easily occurred when the expansion coefficient under load was positive.
The comparative product 6 does not contain sodium silicate and potassium silicate, the Na 2 O + K 2 O content is 0.2% by mass derived from raw materials other than sodium silicate and potassium silicate, and SiO 2 The content was small and the expansion coefficient under load was positive. In this case, too, cracking in the actual machine was likely to occur, which was not preferable. In the erosion test, cracks due to the inability to absorb expansion occurred in the specimen, and slag infiltrated there, leading to an increase in the amount of infiltration.
The comparative product 7 was a case where the SiO 2 content was as high as 5.4% by mass, and the amount of erosion increased and a problem was observed in terms of corrosion resistance.
Comparative product 8 does not contain sodium silicate and potassium silicate, and the content of Na 2 O + K 2 O is 0.2% by mass derived from raw materials other than sodium silicate and potassium silicate. Particle breakage was observed. Therefore, there was a problem in heat insulation with high thermal conductivity. Further, since the Na 2 O + K 2 O content is small, the expansion coefficient under load is also positive, and it is not preferable because the actual machine tends to crack easily.
Comparative product 9 had a large Na 2 O + K 2 O content of 2.1% by mass, and a significant reduction in corrosion resistance was observed.
Comparative product 10 was a case where the molding pressure was 0.8 ton / cm 2 , but the molding pressure was low, and a dense structure was not obtained. Therefore, although the thermal conductivity is low, the amount of erosion is large and there is a problem in the corrosion resistance.
Comparative product 11 was a case where the molding pressure was 3.5 ton / cm 2 , but the molding pressure was too high, and the hollow alumina was broken during molding, resulting in high thermal conductivity.
Although the comparative product 12 is a cast construction product, there was a problem in corrosion resistance because a dense structure was not obtained.

Claims (3)

アルミナ原料とマグネシア原料を使用し、中空アルミナを2〜50質量%、中空アルミナ以外のアルミナ質原料を20〜93.5質量%、マグネシア質原料を4〜20質量%、固体の珪酸ナトリウムを0.5〜6質量%の量で配合してなる原料配合物を成形圧力1.2〜3.0トン/cmで所定の形状に成形した後、1150℃以下に加熱することを特徴とする軽量断熱アルミナ・マグネシア質耐火物の製造方法。 Using alumina raw material and magnesia raw material, 2-50 mass% of hollow alumina, 20-93.5 mass% of alumina raw material other than hollow alumina, 4-20 mass% of magnesia raw material, 0 of solid sodium silicate A raw material blend formed by blending in an amount of 5-6 mass% is molded into a predetermined shape at a molding pressure of 1.2-3.0 ton / cm 2 and then heated to 1150 ° C. or lower. Manufacturing method for lightweight heat-insulating alumina / magnesia refractories. 珪砂粉末、珪石粉末、ロー石粉末、シリカフラワー及び耐火粘土からなる群から選択される1種または2種以上を4質量%以下(ゼロを含まず)の量で配合してなる、請求項1記載の軽量断熱アルミナ・マグネシア質耐火物の製造方法。   2. One or more selected from the group consisting of silica sand powder, silica powder, rholite powder, silica flour and refractory clay are blended in an amount of 4% by mass or less (excluding zero). The manufacturing method of the lightweight heat insulation alumina magnesia refractory of description. 有機バインダー及び/または固体の珪酸ナトリウムを除くその他の無機バインダーを外掛けで4質量%以下(ゼロを含まず)の量で配合してなる、請求項1または2記載の軽量断熱アルミナ・マグネシア質耐火物の製造方法。 The lightweight heat-insulating alumina / magnesia according to claim 1 or 2, comprising an organic binder and / or other inorganic binder excluding solid sodium silicate in an amount of 4% by mass or less (excluding zero). Refractory manufacturing method.
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