JPH0415484A - セメント焼成キルン用内張材 - Google Patents

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］ 本発明はセメント焼成キルン用の炭素含有内張材に関す
る。

［従来の技術］ セメント焼成キルンには、その炉内条件の変化に応じて
各種のれんがが使用されているが、最も条件が苛酷な焼
成帯には従前よりマグネシア・クロム質れんがが採用さ
れていた。しかし、最近ではドロマイ１〜質、マグネシ
ア・ドロマイ１〜質、マグネシア・スピネル質れんがな
どのクロムを全く含まない非クロム系耐火物も採用され
ている。

非クロム系耐火物を使用する大きな理由は、セメンｌ−
焼成キルンの内張材の使用条件（アルカリの存在、高酸
素分圧）によってはれんが中の酸化クロム成分Ｃｒ２０
　ｉ（ｃ　ｒ”）が下記のような反応によって有害なＣ
ｒ”化合物を生ずるため、使用済れんがの処分に配慮を
必要とするためである：４に２０＋２Ｃｒ２０．＋３０
２→４に２Ｃｒ○。

よって、上述のような非クロム系れんがが採用される方
向にある。

［発明が解決しようとする課題］ ドロマイト質れんが、マグネシア・ドロマイト質れんが
、あるいはマグネシア・スピネル質れんが等は全くクロ
ム成分を含まないことがら前述のＣｒ”にかかわる問題
は皆無であり、また、他においてもいくつかの特性でマ
グネシア・クロム質れんがより優れた点を保有している
。

しかしながら、クロム問題を除けば、総合的に見てマグ
ネシア・クロム質れんがを凌駕するまでには至っていな
い。

即ち、ドロマイト質やマグネシア・ドロマイト質れんか
においては、セメンＩ〜のタリンカーコーヂングができ
易く、これがれんがを保護する役目を果たすため、耐食
性自体は期待できるが、温度変化に対する抵抗性（耐熱
スポーリング性）に劣るため割れ易く、耐用性が充分に
発揮され難い。

また、マグネシア　スピネル質れんがは耐熱スポーリン
グ性は非常に優れているが、コーチングが付き難く、ま
た、主な含有成分の１っであるＡｌ２Ｏ２がセメント原
料中のＣａＯと反応して比較的低融点性の１２Ｃａ０・
７＾１２０３（融点１４５５℃）を生成するため、温度
が高く且つ操業条件の不安定なセメン１へ焼成キルンの
焼成帯でマグネシア　クロム質れんが相当ないしそれ以
」二の耐用性を期待するのはなかなか困難である。

更に、上述の非クロム系れんかについては種々の改良が
施されつつあるが、木質的にその特徴を改革することは
極めて困難な状況にある。

従って、本発明は上述の問題点を総合的解決するために
なされたものであり、その目的とするところは上記非ク
ロム系耐火物以外の非クロム系耐火物で且つ高耐用性を
有するセメン１〜焼成キルン用炉内張材を提供すること
にある。

［課題を解決するだめの手段］ 即ち、本発明のセメント焼成キルン用内張材は炭素を３
〜５０重量％含有するマグネシア・カーボン質れんが、
マグネシア　スピネル・カーボン質れんが、マグネシア
・アルミナ・カーボン質れんがまたはアルミナ・カーボ
ン質れんがよりなるものである。

更に、本発明のセメント焼成キルン用内張材は上記のよ
うなれんかに外掛で０．１〜１０重量％重量％酸化防止
剤を添加配合することができる。

本発明のセメント焼成キルン用内張材は３〜５０重量％
の炭素を含有しているところに特徴がある。

まず、マグネシア・カーボン質れんがはマグネシア原料
５０〜９７重量％及び炭素原料３〜５０重量％を含有し
てなるものである。マグネシアとしてはＭＦｉ○含有量
９０％以上の天然、焼結、クリンカー及び電融品等を使
用できる。また、炭素原料としては土状黒鉛、鱗状黒鉛
等の天然黒鉛ないし人造黒鉛、電極屑、熱分解黒鉛、炭
素繊維等を使用することができる。マグネシア・カーボ
ン質れんがは上記配合を有する所望の形状の成形体であ
ることができ、不焼成れんがまたは焼成れんがであるこ
とができる。

次に、マグネシア・スピネル・カーボン質れんがはマグ
ネシア原料９２〜４７重量％、スピネル原料５〜４０重
量％及び炭素原料３〜５０重量％を含有してなるもので
ある。マグネシア・スピネル　カーボン質れんがは上記
配合を有する所望の形状の成形体であることができ、不
焼成れんがまたは焼成れんがであることができる。

次に、マグネシア・アルミナ・カーボン質れんがはマグ
ネシア原料５〜２０重量％、アルミナ原料７７〜９２重
量％及び炭素原料３〜５０重量％を含有してなるもので
ある。アルミナ原料としては例えばＡｆ２０３含有量８
０％以上の天然、焼結クリンカー及び電融品等を使用す
ることができる。

マグネシア・スピネル・カーボン質れんがは上記配合を
有する所望の形状の成形体であることがてき、不焼成れ
んがまたは焼成れんがであることができる。

次に、アルミナ　カーボン質れんがはアルミナ原料５０
〜９７重量％及び炭素原料３〜５０重量％を含有してな
るものである。アルミナ・カーボン質れんがは上記配合
を有する所望の形状の成形体であることができ、不焼成
れんがまたは焼成れんがであることができる。

セメン１ヘキルンに使用される場合、コーティングの付
着によって炭素原料の酸化は軽減されるが、酸化防止剤
の添加は有効な手段である。酸化防止剤としては金属粉
末、炭化物及び窒化物が使用できる。酸化防止剤の添加
配合量は上記れんかに対して外掛で０，１〜１０重量％
の範囲内である。

［作　　用］ 次に、上記炭素含有れんがのセメント焼成キルン用内張
材としての効果を実験室における回転侵食試験炉ての既
製材質との比較試験結果として示す。

用いた侵食試験炉は厚さ６５＋ａｍの試験品を内張すし
た回転炉と加熱装置からなり、試験対象炉材を比較用と
しての既製材質を含めて第１表に示した。

試験条件は温度１５５０℃、侵食材はポルトランドセメ
ント（９０％）とに２Ｓ○、試薬（１０％）の混合物で
、これの投入・排出（１，２ｋｙ／回）を５時間中に５
回繰り返した。

試験Ｉ ここでは第１表のＩによるマグネシア・カーボン質れん
がと既製材質３種の比較試験を行った。

得られた結果を第２表に示すが、侵食率は各々の原容積
に対する侵食減量の容積比率、浸潤深さは被侵食面から
の浸潤厚さを示す。

この結果には、各材質が保有するそれぞれの特徴が端的
に示されている。例えばマグネシア　ドロマイト質れん
がは侵食は少ないが、浸潤深さは深くなる。一方、マグ
ネシア・スピネル質においては侵食は大きいが、浸潤深
さは比較的浅い。マグネシア・クロム質れんがはこれら
の中間に位置する。これに対し、マグネシア・カーボン
質れんがは侵食、浸潤共になく、僅かに表層に１ｍｍ程
度の酸化層が認められるに過ぎない。侵食材は試験中に
いわゆるコーチングとしてれんがの表層に付着している
が、このコーチングは冷却過程において剥離するのが一
般的であり、当試験においては既存の３品質はその例外
ではなかった。しかし、マグネシア・カーボンはその全
表面にわたってコーチングが強固に付着していた。

このコーチング付着機構について触れるならば既存の３
品質は先の侵食試験での浸潤が示すようにセメントクリ
ンカ−中の３ＣａＯ・八β２０３（融点１５３５℃〉、
４ＣａＯ・＾１２０３４ｅ２０３（融点１４１５℃）等
の低融鉱物がれんが内に浸透し、その冷却固化あるいは
れんが成分と反応して高融点の２ＣａＯ・５ｉｎ２（融
点２０７０°ｃ＞、３ＣａＯ・ＳｉＯ□（融点２０７０
℃）を晶出することが関与する。

一方、マグネシア・カーボン質れんがのコーチング付着
物を対象とした顕微鏡観察では、先に述べた約１ｍｍの
深さで炭素が酸化した部分に３ＣａＯ・５ｉ０２．２Ｃ
ａＯ・ＳｉＯ２を主体とするセメント鉱物が酸化で生じ
た隙間を埋めるように存在しており、低融性鉱物は炭素
の所謂側れにくさにより全く侵入していないことが明ら
かになった。これらのことがマグネシア・カーボン質れ
んかにおける強固なコーチングを保持している理由とも
いえる。また、炭素含有耐火物はその高熱伝導性から冷
え易く、稼働面部の温度が炭素を含まない耐火物に比較
してやや低くなることから、コーチングの付着のし易さ
を助長すると共に付着層の強度アップにも寄与している
。

試験■ 次に、第１表での炭素含有耐火物のみによる侵食試験を
実施したが、その結果を第３表に示す。

第３表 当試験では、侵食率、浸潤深さのいずれにおいても若干
の差が見られた。これは骨材の侵食材に対する抵抗性の
差を示している。しかしながら、直接比較とはなるが、
第２表の結果と比較しても炭素含有耐火物が既製材質と
比較して耐食性に優れていることは明らかであり、これ
はコーチングの安定性によるところが大きい。

このような安定したコーチング層の形成は炭素含有耐火
物の欠点である炭素の酸化消失の軽減に寄与している。

以上より炭素含有れんががセメント焼成キルン用内張り
れんがとして極めて有効であることが判明した。

また、コーチング層をより安定して形成させるためには
、炭素含有れんがの炭素含有量が重要であり、炭素量が
少ない範囲ては、炭素の効果が充分発揮されず、炭素量
が多い範囲では、放散熱量が多くなり、エネルギーコス
トの面でマイナスの要因となる。３〜５０重量％が炭素
の適正含有量である。

［実　施　例］ 以下に実施例を挙げて本発明のセメント焼成キルン用内
張材を更に説明する。

第１表での■のマグネシア　カーボン質れんがをＡ社の
セメントロータリーキルンの焼成帯に、同じく第１表に
示す既存材質のマグクロ質れんがと頭分はテストを実施
した。

約３カ月の運転後炉内点検を実施したところコーチング
厚さの差は明らかでなかったが、コーチングを落として
からの再点検ではマグクロ質れんがは原厚２３０ｍｍよ
り３０ｍｍないし７０ｍｍ減寸し、一部にはその表層が
コーチングと一体化しての剥落が見られた。一方、マグ
ネシア・カーボン質れんがは原厚ないし１０ｍｍの減寸
であり、先に示した侵食試験結果が再現された如き結果
を示していた。

［発明の効果］ 本発明のセメント焼成キルン用内張材は、従来この用途
には使用されていなかった炭素含有れんがよりなるもの
であり、セメント焼成ギルンの内張材として使用した場
合に、セメント成分により安定したコーチング層を形成
することができ、それによって炭素含有れんがの欠点で
ある炭素の酸化消耗を解消することができ、更に、優れ
た耐食性及び耐熱スポーリング性を提供することができ
る。

特許出願人　品川白煉瓦株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、炭素を３〜５０重量％含有するマグネシア・カーボ
   ン質れんが、マグネシア・スピネル・カーボン質れんが
   、マグネシア・アルミナ・カーボン質れんがまたはアル
   ミナ・カーボン質れんがよりなるセメント焼成キルン用
   内張材。 ２、炭素を３〜５０重量％及び酸化防止剤を外掛で０．
   １〜１０重量％含有するマグネシア・カーボン質れんが
   、マグネシア・スピネル・カーボン質れんが、マグネシ
   ア・アルミナ・カーボン質れんがまたはアルミナ・カー
   ボン質れんがよりなるセメント焼成キルン用内張材。