JP7304175B2 - ムライト質れんがの製造方法 - Google Patents
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Description
しかしながら、この特許文献1のムライト質れんがは、焼結ムライトと粘土による結合組織(ボンド)となっているため、熱間強度が十分ではない。このため、例えば炉頂燃焼式の熱風炉のドームに使用すると、熱応力によってれんがにヒビや割れが発生する問題があり改善が必要である。
しかしながら、特許文献2のれんがの配合物中には、原料としてのムライトが最大30質量%までしか含有されていない。したがって、熱風炉のドーム等の使用温度が高温かつ長期間になる用途には、耐クリープ性が十分ではない。
しかしながら、特許文献3のれんがに使用されているコージェライトは融点が1450℃と低いため、熱風炉のドームではクリープが大きすぎて使用できない問題がある。
1.
耐火原料配合物にバインダーを添加して混練し成形後、焼成するムライト質れんがの製造方法において、
前記ムライト質れんがは熱風炉のドームに用いられ、
耐火原料配合物が、電融ムライトを50~80質量%、シリマナイトを10~40質量%、及び粘土を3~15質量%含有し、しかも耐火原料配合物中の電融ムライトとシリマナイトの合量が70質量%以上である、ムライト質れんがの製造方法。
2.前記シリマナイトの一部又は全部が粒径0.2mm未満である、前記1に記載のムライト質れんがの製造方法。
3.
耐火原料配合物が、さらに仮焼アルミナを3~20質量%含有する、前記1又は前記2に記載のムライト質れんがの製造方法。
電融ムライトは、針状結晶が大きく発達して耐クリープ性に非常に優れていること、及び熱膨張率が低く耐熱衝撃性に優れていることから、特に熱風炉のドーム用れんがの原料として優れており、本発明では耐火原料配合物に50~80質量%使用する。電融ムライトの含有率が50質量%未満では、耐クリープ性及び耐熱衝撃性が不十分となり、80質量%を超えると熱間強度が不十分となる。
シリマナイト族鉱物は、前述のように分解生成物によるセラミックボンド形成によって熱間強度向上効果を発揮するが、本発明ではより熱間強度を高めるために、微粉のシリマナイト族鉱物を使用することが好ましい。具体的には耐火原料配合物中のシリマナイト族鉱物の一部又は全部を粒径0.2mm未満とすることが好ましい。より具体的には、本発明の耐火原料配合物はシリマナイト族鉱物を総量で10~40質量%含有するところ、この総量10~40質量%のシリマナイト族鉱物の一部又は全部を粒径0.2mm未満とすることが好ましい。
シリマナイト族鉱物の含有率が10質量%未満では、十分な熱間強度が得られず、40質量%を超えると相対的に電融ムライトの含有率が減るため耐クリープ性が不十分となる。
本発明の耐火原料配合物に使用される電融ムライトとしては、例えばアーク炉等を使用した溶融法によって製造された電融ムライトを使用することができ、一般に耐火物の原料として市販されているものを使用可能である。例えばAl2O3とSiO2の合量が97質量%以上のものを使用することができる。
シリマナイト族鉱物のうち、シリマナイトは熱膨張係数が小さく耐熱衝撃性を向上する効果を発揮するので、熱風炉のドーム用のムライト質れんがの原料として特に適している。アンダルサイトはシリマナイトよりもやや熱膨張係数が大きく、カイアナイトはアンダルサイトよりもさらに熱膨張係数が大きくなるため、使用する窯炉や使用部位の使用条件に応じて使い分けることができる。
なお、本発明でいう平均粒径とは、レーザ回折散乱式粒度分布計で測定された累積曲線の中央累積値(D50)にあたる体積平均粒径をいう。
表1に示す各例の耐火原料配合物に水系のバインダーを添加してフレットミキサーで混練し、オイルプレス機で230mm×115mm×75mmのれんが形状に成形し乾燥した。乾燥後、実施例10では1500℃、実施例11では1730℃、比較例3では1750℃、比較例4では1450℃、他の例では1600℃で、それぞれバッチ炉で焼成した。
これに対して比較例1は電融ムライトが40質量%と本発明の下限値を下回り、さらに相対的にシリマナイトが50質量%と本発明の上限値を超えており、熱間強度及び耐クリープ性が低下している。一方、比較例2は電融ムライトが90質量%と本発明の上限値を超えており、相対的にシリマナイトが少なくなり熱間強度が大幅に低下している。
また、実施例2~実施例4ではシリマナイトの粒度構成を変えており、粒径0.2mm未満のシリマナイトを使用することで、熱間強度及び耐クリープ性が向上することがわかる。
さらに、実施例6は粒径0.2mm未満のシリマナイトを上限値の40質量%とした例であり、熱間強度及び耐クリープ性がさらに向上している。
実施例3のムライト質れんがを、炉頂燃焼式の熱風炉のドームにテスト使用したところ、6カ月経過後も亀裂や剥離等は見られず、良好な状態で使用されていることを確認した。
Claims (3)
- 耐火原料配合物にバインダーを添加して混練し成形後、焼成するムライト質れんがの製造方法において、
前記ムライト質れんがは熱風炉のドームに用いられ、
耐火原料配合物が、電融ムライトを50~80質量%、シリマナイトを10~40質量%、及び粘土を3~15質量%含有し、しかも耐火原料配合物中の電融ムライトとシリマナイトの合量が70質量%以上である、ムライト質れんがの製造方法。 - 前記シリマナイトの一部又は全部が粒径0.2mm未満である、請求項1に記載のムライト質れんがの製造方法。
- 耐火原料配合物が、さらに仮焼アルミナを3~20質量%含有する、請求項1又は請求項2に記載のムライト質れんがの製造方法。
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