JPH03164460A

JPH03164460A - セメント製造ロータリーキルン用焼成断熱耐火物

Info

Publication number: JPH03164460A
Application number: JP30328889A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Nishihara; 健西原; Kazumi Togawa; 戸川　一巳; Mitsuteru Takemoto; 武本　光輝
Original assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Current assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Priority date: 1989-11-24
Filing date: 1989-11-24
Publication date: 1991-07-16
Also published as: JPH0443871B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明はセメント製造ロータリーキルンの仮焼帯に使用
するための焼成断熱耐火物に関する。

［従来の技術］セメント製造ロータリーキルン仮焼帯用れんがとしては
、従来ＳＫ３３〜３６の粘土、高アルミナ質れんがが使
用されてきたが、省エネルギーとシェルの腐食対策等を
目的として各種断熱れんがの使用が急速に増加してきた
。

しかしながら、これらの断熱れんがは不焼成れんがを直
接内張りしているため、最近のりフター構造及び固体燃
［ｌの採用などの使用条件の苛酷化に伴い、強度不足に
よる摩耗あるいは使用中の焼結、収縮によるｒｉ造体と
しての弛み等の問題が提起され、使用条件の制約と寿命
の低下を招いている．従来、耐火断熱れんがの製造方法としては、■可燃性材
料の焼成時の焼失により、気孔を構成する焼失法、■起
泡剤添加による泡末泥漿法、■多量の気孔をもつ材料を
添加して多気孔化する多泡性材料法などを一般的に使用
されている。

このなかで、セメント製造ロータリーキルンの内張り用
断熱れんがの製造方法としては、上記のまたは■を単独
で使用するか、組み合わせて使用するのが一般的であり
、従来、直接内張り用としては、炭素を含有した生ボタ
を主原料とし、リン酸塩を結合材とする消失法で製造し
た不焼成れんがが最も多く使用されてきた。

ここで、セメント′ｇ！造ロータリーキルンの内張り用
断熱れんがには、下記のような特性が特に要求される（ａ）低熱伝導性で断熱性に富むこと；（ｂ）より高強
度で耐摩耗性を有すること；（Ｃ）高温域での収縮が少
なく、容積安定性に優れること；（ｄ）アルカリ等の外来侵入戒分に対する抵抗性に優れ
ること；（ｅ）発生熱応力が低く、熟衝撃抵抗性に優れること、
等が挙げられる．し発明が解決しようとする課題１しかし、最近のりフター構造の採用、固体燃料再転換に
よる高温化と、アルカリ反応の促進などの桟業条件の苛
酷化に伴い、上述のような不焼成れんがでは使用時にカ
ーボンの脱炭に伴う収縮による抜出し、強度不足による
摩耗損傷、アルカリ侵入による槽遣的スポーリングなど
による損傷が大きいという欠点があった。

従って、本発明の目的はセメント製造ロータリーキルン
の内張りれんがに望まれる上述の特性を所持する断熱耐
火物を提供することにある。

［課題を解決するための手段］本発明者らは上述の問題点を解決するために鋭意研究を
行った結果、低熱伝導性と高強度とは相反する特性であ
るなど既存の製造技術の範囲では全ての特性を具備する
ことは困難であり、従って、不焼成断熱れんがでは限界
であるとの結論に達し、セメント製造ロータリーキルン
の内張つれんがとして焼成断熱れんがを適用することを
見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は必須成分として特殊断熱シャモット粒２
０〜７０重量％、コーディライト粗角２〜２０重量％及
びセリサイト１〜１０重量％を含有してなるセメント製
造ロータリーキルン用焼或断熱耐火物に係る６［作　　用１本発明のセメント製造ロータリーキルン用焼或［ｔＩｉ
熱耐火物は、特殊断熱シャモッｌ・粒、コーディライ１
・粗角、セリサイトを必須成分として含有してなる焼成
耐火物であることに特徴を有する。

本発明の焼或断熱耐火物に使用できる特殊断熱シャモッ
ト粒の配合量は２０〜７０重量％である．ここで、本明
［１に記載する「特殊断熱シャモッ１一粒」とは、通常
の断熱シャモットより高強度で且つより多孔質のもで、
主鉱物組成がムライト及びクリストバライトからなるも
のをいう。この特殊断熱シャモット粒は通常有機物と耐
火材を混合し、焼成することにより前記有機物を焼失さ
せることにより多孔實化することにより得られるもので
ある。

この特殊断熱シャモット粒は従来の気孔径３〜ＩＩをも
つ中空球に近い形状をもつ断熱シャモッ１・粒とは異な
り、気孔径が小さ＜（１０００〜１０μｍ程度、好適に
は５００〜１００μ輸）、更に、気孔が分散化している
ため、強度が高く、気孔率も大きい．更に、不純物が少
なく、任意の粒度に粉砕できるため、本発明の焼成断熱
耐火物に対して有効な断熱粒である。

前記特殊断熱シャモット粒の配合量が２０重量％未満で
あると、本発明の目的である＠熱性の付与ができず、熱
伝尋率が上昇するために望ましくなく、また、７０重量
％を超えると、気孔率が上昇して断熱性は増加するもの
の、強度が低くなり、耐摩耗性に劣り、断熱耐火物の損
傷が大きくなるために好ましくない。また、本発明の焼
成［熱耐大物において、熟伝導率と強度の両特性を好適
な状態に維持するためには、特殊断熟シャモッｌ・粒の
配合量を４０〜５０重量％とすることが好ましい。

また、特殊断熱シャモット粒の使用可能な粒度範囲は０
．１〜５．７１Ｉｌｍ、好ましくは１〜４Ｉの範囲内の
ものである．次に、本発明の焼或断熱耐火物に使用できるコーディラ
イト■角の配合量は３〜２０重量％である。この配合量
が２０重景％を超えると、耐熱性が急激に劣り、使用中
の収縮を招き、舌出し、抜け落ち等の問題を招くために
望ましくなく、また、３重景％未満であると、コーディ
ライト粗角の添加効果が少ないために好ましくない。

コーディライトは２ＭｇＯ・２＾ｌ２０，・５ＳｉＯ，
の理論組或をもち、融点は１４６０℃と比較的低いもの
の、極めて低膨張率を有するところに特徴がある。従来
より、この特性を使．用したコーディライｌ・れんが使
用されているが、これらのれんがはシャモッ１・れんが
にＭｇＯ微粉を混入し、焼成時に上記組成とすることに
より造られたものであり、焼或時のコーディライト反応
化に伴う異常膨張が認められ、亀裂等の要因にもなって
いた．本発明で使用する「コーディライト■角」とは耐火材を
コーディライト組成に混合し、ロータリーキルン等で焼
成し、完全にコーディライｌ・化した１■角であり、上
記のような問題はない．本発明において、コーディライ
ト粗角を使用する目的は、低膨張率で、しかも低弾性率
であるため、耐スポーリング性を焼戒断熱耐火物に付与
するためと、上記の通り低融点であるため、稼働表面に
粘稠なガラス層を形成し、液相を造るため、セメント製
造中に多く発生するアルカリ等の外来成分の侵入を抑制
することができる。

このコーディライト粗角は、配合量を少なくしてその効
果を大きくするために、３．３６〜１，ＯＩの粒径をも
つ粗粒を使用することが好ましい。

微粉を使用すると、焼結性が進み、収縮が大きくなるた
めに好ましくない。

また、本発明の焼戒断熱耐火物の第３の必須戒分はセリ
サイトである。セリサイト系原料には長石系、雲母系等
の鉱物があるが、いずれも低融点であり、焼結性に富み
、耐火物の強度上昇に対して有効である．更に、セリサ
イトは耐火物使用中の耐摩耗性の向上とアルカリ等の外
来成分の侵入抑制等のメリットが認められている。

セリサイトの配合はコーディラ，イｌ・粗角と同様に大
量使用は融点の低下すなわち使用温度域の限定等につな
がるため、極力少ない方が好ましく、この配合量は１〜
ＩＯ重量％である．この配合量がｌ重量％未満であると
、添加効果がないために望ましくなく、また、１０重量
％を超えると、焼成断熱耐火物製造中に変形等を生ずる
恐れがあるために好ましくない．配合量としては３重量
％程度が最も有効である．また、本発明の焼戒断熱耐火物には、持殊１！７ｒ熟シ
ャモット粒、コーディライト粗角並びにセリサイトの他
に他の耐火原料を配合することができる．この耐火原料
において、骨材としては０．３〜５鴫輪程度のものを使
用することができる．この骨材としては収縮が少なく、
硬質で、緻密な例えばシャモットまたは高アルミナ質原
料等を使用することができ、更に具体的には例えばアン
ダリュサイト・または硬質シャモット等を挙げることが
できる。この骨材の配合量は５〜７０重量％の範囲内で
あり、３０重景％程度が特に好ましい。

また、微粉部を構成する成分としては、例えば水ヒ粘土
、ロー石等を挙げることができる。この微粉部は焼成断
熱耐火物を成形する際の粘性を高め、可塑性を付与する
ために使用することができる．この粘土成分の配合量は
５〜３０重量％の範囲内であり、１０〜１５重量％程度
が特に好ましい更に、微粉部には、仮焼アルミナ（純度９９％のＡ　ｌ
　２　０　ｓ　）、焼結アルミナ等を５〜１０重量％使
用することができる．この目的は粘土中のＳｉＯ２と上
記の活性ＡＮ２０．が反応し、ムライｌ−　．（ヒする
際にマイルドな膨張があり、耐火物全体としての収縮を
抑制する効果を付与するためである。また、微粉は約５
μｍと極めて微小な粒度をもつものであるために、成形
する際の可塑性を付与する点及び耐火性の上昇等にも有
効である．上述の原料配合をもつ原料配合物に、粘性助剤を添加し
、混棟し、所定の形状に成形し、焼成することにより本
発明のセメント製造ロータリーキルン用焼戒１ｌ７ｒｆ
ｉ耐火物を得ることができる。

前記粘性助剤としては例えばバルプ廃液、デンプン系等
の有機バインダーをそれぞれ１〜３重量％程度の量で使
用することができる。

焼戊工程は温度１０００〜１４５０℃で行うことができ
る。また、焼或雰囲気は酸化雰囲気である。

このようにして得られた焼成ｙＲ熱耐火物は例えばセメ
ン１・製造ロータリーキルンの仮焼帯等に好適に使用す
ることができる．［実　施　例］以下に実施例を挙げて本発明のセメント製造ロ一タリー
キルン用焼成！！Ｉｉ熱耐火物を更に説明する．実施例以下の第■表に記載する配合割合の原料を使用すること
により本発明の焼成断熱耐火物（本発明晶１及び２）及
び比較品を作製した。

本発明品１本発明晶１は第１表に記載する成分を混棟し、１フられ
た混練物を６３０１〜ンオイルプレスにて０　７１・ン
／Ｃ清２の成形圧により３００ｘ２００ｘ１００ｍ＋ａ
の形状に成形し、得られた成形体を１２０℃で４８時間
０２燥後、酸化雰囲気中１３５０℃の温度で焼成するこ
とにより得た。得られた断熱耐火物の特性を第１表に併
記する。

本発明晶２本発明品２は第１表に記載する戊分を混疎し、得られた
混棟物を６　３　０　１−ンオイルプレスにて０．８ト
ン／　ｃ　ｍ　２の或形圧により３００Ｘ２００Ｘ１０
０ｍｍの形状に成形し、得られた成形体を１２０’Ｃで
４８時間乾燥後、酸化雰囲気中１４００゜Ｃの温度で焼
戒することにより得た．得られた断熱耐火物の特性を第
１表に併記する。

比較品比較品は第ｌ表に記載する成分を混練し、得られた混練
物を６　３　０　｝−ンオイルプレスにて０．８トン／
ｃｍ２の戒形圧により３００ｘ２００ｘ１００ｍｍの形
状に戊形し、得られた成形体を１２０℃で４８時間乾燥
することにより得た。得られた断熱耐火物の特性を第１
表に併記する。

なお、本発明品に使用する特殊断熱シャモット粒は超微
粉（数ミクロン）に粒度調整した耐火粘土に水を加えて
スラリー状とし、有機物としてウッドバルプを混合し、
混練し、脱水後、ロータリーキルンで１２００〜１４０
０゜Ｃで焼成することにより得られたものである。

また、上記の本発明品１及び２並びに比較品について熱
間線膨張率を測定したところ、第１図に記載する結果が
得られた。

次に、本発明品２をＡ社セメント製造ロータリーキルン
の仮焼帯の断熟れんがとして使用したところ、約９カ月
の使用期間後も稼働面は平滑な摩耗を呈し、損傷厚も約
２０ｌＩＩＩＩ１で損傷スピードは約０．０８ｍｍ／日
であり、従来使用されていた不焼成断熱れんがの損濡ス
ピード約０．２１１ＩＩｎ＋／日に対して１／２〜１／
３と少ない。更に、表面亀裂、内部組織に亀裂等がなく
、極めて良好な結果が得られた。

［発明の効果］本発明のセメント製造ロータリーキルン用焼或＠熟耐火
物は下記の利点をもつ： ■焼戊断熱耐火物であるため、昇温に伴う異常膨張等が
なく、リニアーで且つ再加熱収縮がないため高温度域で
の使用が可能であり、使用中の抜落等の問題がない； ■低弾性率｛ヒ、低Ｆｉｊ張化により、発生熟応力を大
幅に低下させているため熱衝撃抵抗性に浸れる；■低熟
発生応力と同時に機械的応力に耐え得る保有強度を維持
しているため、繰り返し、疲労破壊などの機械的スポー
リングに罎れる ■アルカリ塩などの外来侵入防止対策として、稼働表面
に特殊緻密層を生成させるための変質層が少なく、極め
てアルカリ抵抗性に浸れる；■焼成耐火物としては極め
て低い熱伝導率を示す■セメント製造ロータリーキルン
仮焼帯用に使用した場合、従来使用の不焼成断熱れんが
より２〜３倍の寿命が見込まれる。また、放故熱量につ
いても、損傷スピードが少ないことから、不焼成断熱れ
んがより有利であり、１炉代としての放散熱量を約１／
２程度とすることができる．

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例で得られた本発明品１及び２並びに比較
品の熱間線膨張率の測定結装を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

必須成分として特殊断熱シャモット粒２０〜７０重量％
、コーディライト粗角２〜２０重量％及びセリサイト１
〜１０重量％を含有してなるセメント製造ロータリーキ
ルン用焼成断熱耐火物。