JPH0524911A - 黒鉛含有MgO−CaO質耐火物 - Google Patents

黒鉛含有MgO−CaO質耐火物

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JPH0524911A
JPH0524911A JP3184382A JP18438291A JPH0524911A JP H0524911 A JPH0524911 A JP H0524911A JP 3184382 A JP3184382 A JP 3184382A JP 18438291 A JP18438291 A JP 18438291A JP H0524911 A JPH0524911 A JP H0524911A
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JP
Japan
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cao
mgo
graphite
clinker
weight
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Pending
Application number
JP3184382A
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English (en)
Inventor
Norio Kojima
憲生 児島
Takao Okamoto
孝雄 岡本
Kenji Imai
健二 今井
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JFE Refractories Corp
Original Assignee
Kawasaki Refractories Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 黒鉛含有MgO−CaO質耐火物に関し、水
分がCaOに作用しない原料を用いて、耐消化性に著し
く優れた耐火物を安価に提供することを目的とする。 【構成】 CaOとMgOを合量で98重量%以上含有
し、そのうちCaO成分を5〜70重量%含有するMg
O−CaO質耐火原料であって、原料粒子表面のCaO
が厚さ0.1〜5μmの炭酸カルシウムによる被膜で覆
われて、かつ、灼熱減量値が1.5%以下であるMgO
−CaO質クリンカーを使用する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は黒鉛含有MgO−CaO
質耐火物に関し、特に耐消化性の高いMgO−CaO原
料を用いた耐火物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、各種溶融金属容器及び精錬炉にお
いては、スラグ浸食やスポーリングによる損耗を低減し
高耐用性を得ることができる耐火物ライニングとして、
マグネシアカーボン質れんがが使用されている。しかし
ながら、製鉄製鋼技術の進歩、発展はめざましく、溶融
金属容器及び精錬炉の操業温度は特殊処理(脱ガス、合
金の投入)に対応して高くなり、最近では頻繁に170
0℃を越えるようになってきた。このため、既往のマグ
ネシアカーボン質れんがでは充分な耐用が得られなくな
りつつある。
【0003】すなわち、マグネシアとカーボンは高温下
で、MgO+C→Mg+COなる反応を生ずるが、これ
によりマグネシアとカーボンが同時に消耗されて組織が
劣化し損耗が大きくなるものである。
【0004】一方、このような高温操業下におけるMg
O−C反応による損耗の増加を抑えるための手段とし
て、特公昭59−13468号公報、特開昭61−14
1663号公報等に記載されたように、CaOをMgO
質原料に添加した耐火物が開示されている。上記CaO
は、CaO+3C→CaC2 +COなる耐火物組織内で
の反応により、耐火物としての骨格を保ち、組織劣化を
抑制する作用を果たすCaC2 を生成する。
【0005】また、上記MgO−C反応を助長する作用
を持つ、MgOクリンカー中に必然的に随伴するSiO
2 と反応して2CaO・SiO2、3CaO・SiO2
などの高融点化合物を形成させることで損耗を低減させ
ると考えられる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、CaO
は高温での熱的、化学的特性が優れる反面、常温付近で
は、CaO+H2 O→Ca(OH)2 反応による消化現
象(粉化崩壊する)を生ずる欠点を持つことが知られて
いる。このため、れんが製造過程あるいは使用中にCa
O含有原料がH2 Oと接触する機会があると、れんがに
亀裂を生じたり、膨張粉化現象を生じたりして、所期の
目的を達成できないばかりか、逆に損耗速度の著しい増
加をもたらす場合さえ発生している。
【0007】これらのCaO含有原料を含むれんがの製
造工程においては、直接水と接触させることは勿論、雰
囲気中の水蒸気あるいは、バインダーの硬化等の2次的
反応によって生成する水分にも細心の注意を払っている
が、消化を完全に防止することは著しく困難であった。
【0008】一般にCaO含有原料はCaO単体または
MgOとの複合系として利用されているが、これまでの
原料は全て図2に示すように、CaO成分1とMgO成
分2が均質分布するように調整されているために、原料
粒子10の表面と内部とにおけるCaO成分1とMgO
成分2の分布状態には全く差がなく、原料粒子10表面
には必ずCaO成分1が露出していることになる。した
がって、この原料粒子10が水分と接触した場合、直接
CaO成分1と水とが接触することになり、消化反応を
生ずる。そして、該消化反応によるCaO成分1の膨張
粉化による亀裂が原料粒子10に発生することになり、
一段と消化反応が促進され、連鎖反応的に消化が進行す
る。
【0009】また、上記CaOと水との消化反応を抑制
するためにCaO粒子をMgOにて被覆した構造のクリ
ンカーを添加した黒鉛含有MgO−CaO質耐火物が特
開平2−120272号公報において開示されている
が、このような構造のクリンカーを得るにあたっては、
二度にわたって高温下で焼成する必要があり、コスト面
で不利であり、省エネルギーが求められる昨今にあって
は大きな欠点として指摘されている。
【0010】本発明は上記従来の事情に鑑みて提案され
たものであって、水分がCaOに作用しない原料を用い
て、耐消化性に著しく優れた耐火物を安価に提供するこ
とを目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明は上記目的を達
成するために、CaOとMgOを合量で98重量%以上
含有し、そのうちCaO成分を5〜70重量%含有する
MgO−CaO質耐火原料であって、原料粒子表面のC
aOが厚さ0.1〜5μmの炭酸カルシウムによる被膜
で覆われて、かつ、灼熱減量値が1.5%以下であるM
gO−CaO質クリンカーを使用した黒鉛含有MgO−
CaO質耐火物である。
【0012】
【作用】本発明に使用するMgO−CaO質耐火原料の
組成はCaOとMgOを合量で98重量%以上、望まし
くは99重量%以上であり、CaO成分は5〜70重量
%、望ましくは10〜60重量%とするのが良い。Ca
OとMgO以外の成分としては通常SiO2 、Al2
3 、Fe2 3 などが挙げられるが、これらは比較的低
温でCaOと結合して低融点物質を形成することによ
り、CaOの効果を著しく低減させるためできるだけ少
ないことが望ましいが、1700℃以上の高温操業下に
おいてもMgOとCaOの合量で98重量%以上あれば
適用可能である。
【0013】CaO含有量は5重量%未満では、上記組
織劣化を低減させるCaO−C反応や、侵入スラグ中の
SiO2 と結合して高融点化合物を生成する反応を充分
生起させるだけのCaOを供給できない。また、CaO
が70重量%を越えると下記の方法によって製造された
MgO−CaOクリンカーの表面を被覆する炭酸カルシ
ウム被膜に炭酸カルシウムの粒子界面が存在するように
なり、耐消化性が低下することが確認されている。
【0014】また、上記炭酸カルシウム被膜の膜厚は
0.1μm以下では薄すぎて耐消化性を向上させるに到
らず、逆に膜厚が5μmより厚くなりすぎると炭酸カル
シウムの粒子界面が存在するようになり、上記理由によ
り耐消化性の向上効果が低下する。
【0015】本発明に使用するMgO−CaO質クリン
カーとしては、例えば特開昭61−256961号公報
において開示された以下のような方法で得られるものを
用いれば良い。
【0016】すなわち、純度99重量%以上のCa(O
H)2 及び純度98重量%以上のMg(OH)2 を出発
原料として、CaO/MgO比を100/0〜20/8
0の範囲に調整したスラリーをロータリーキルンに投入
し、1500〜1700℃で焼成し、一次クリンカーを
作成する。次いで一次クリンカーを所定の粒径に粉砕
後、CO2 濃度85〜90%、温度600〜700℃の
雰囲気下でMgO−CaO質クリンカーの表面に炭酸化
処理を施し、得られたクリンカーを粉砕せずに篩別に粒
度分け包装する。
【0017】しかし、このように炭酸化処理を施したク
リンカーでさえ、粒子表面に存在するCaOと水との反
応を完全に遮断するものでなく、炭酸カルシウム粒界、
又は炭酸カルシウムの膜を通じて水は侵入し、Ca(O
H)2 を生ずる。
【0018】種々の実験の結果、製造に供する直前の灼
熱減量値が1.5%以下であるときにのみ、本願の黒鉛
含有MgO−CaO質耐火物が製造できることが判っ
た。即ち、灼熱減量値が1.5%を越えると、得られる
製品の製造工程での加熱処理の際、大気中の水分と反応
してれんがが膨張し、その許容限界0.3%を越えるよ
うになる。一例を示せば、灼熱減量値2.0%のMgO
−CaO質クリンカーを用いたときには、その膨張率は
1.0%となり、製品表面に亀裂の発生が見られた。
【0019】本発明の黒鉛含有MgO−CaO質耐火物
では、上記MgO−CaO質クリンカーを10〜90重
量%、黒鉛を3〜40重量%使用する。このほか、電融
マグネシアまたは焼結マグネシアを使用することができ
る。更に、本発明に係る黒鉛含有MgO−CaO質耐火
物は上記各原料に有機質バインダーを加えて混練、成形
し、加熱処理することによって得られる。
【0020】
【実施例】まず、平均組成MgO39重量%、CaO6
0重量%、その他の成分1重量%から成り、粒子の表面
にあるCaOが平均厚さ0.8μmの炭酸カルシウムで
覆われ、その灼熱減量値が0.9%のMgO−CaO質
クリンカーを得た。
【0021】このクリンカーは図1に示すように、Mg
O成分2とともに原料粒子10に存在するCaO成分1
が膜厚0.2〜1.0μmの炭酸カルシウム(CaCO
3 )被膜3によって覆われ、平均気孔率1.5%、平均
カサ比重3.23、クリンカーの最大粒径約1.2mmの
乳白色粒子であった。
【0022】得られたクリンカーと純度98重量%の天
然鱗状黒鉛を使用して表1に示す実施例1,2に示す黒
鉛含有MgO−CaO質れんがを通常の方法で製造し
た。更にMgO30重量%、CaO68重量%、その
他の成分2重量%で、かつ、灼熱減量値0.3%の従来
のMgO−CaO質クリンカー、MgO99.5重量
%、その他の成分0.5重量%から成るMgOクリンカ
ー及び実施例と同一の天然鱗状黒鉛を使用して表1に示
す比較例に示す黒鉛含有MgO−CaO質れんがを製造
し、得られたれんがの特性を表1に併記した。
【0023】
【表1】
【0024】表1から明らかなように、本願発明に係る
MgO−CaOクリンカーを用いた黒鉛含有MgO−C
aO質耐火れんがは、圧縮強さに優れるとともに、スラ
グ溶損指数も著しく優れていることが理解できる。更
に、40℃、湿度80%のもとでのCaOの消化にとも
なう寸法変化率も小さく、圧縮強さも本願発明品は著し
く優れていることが理解できる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による黒鉛
含有MgO−CaO質れんがは著しく耐消化性に優れる
とともに、耐食性にも優れており、溶融金属精錬炉用耐
火物として有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に使用するMgO−CaOクリンカーの
組織のモデル図である。
【図2】従来MgO−CaOクリンカーの組織のモデル
図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 CaOとMgOを合量で98重量%以上
    含有し、そのうちCaO成分を5〜70重量%含有する
    MgO−CaO質耐火原料であって、原料粒子表面のC
    aOが厚さ0.1〜5μmの炭酸カルシウムによる被膜
    で覆われて、かつ、灼熱減量値が1.5%以下であるM
    gO−CaO質クリンカーを使用したことを特徴とする
    黒鉛含有MgO−CaO質耐火物。
JP3184382A 1991-07-24 1991-07-24 黒鉛含有MgO−CaO質耐火物 Pending JPH0524911A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62185080A (ja) * 1986-02-10 1987-08-13 Mitsubishi Chem Ind Ltd ナフトチアゾ−ルジオン誘導体およびこれを有効成分とする農園芸用殺菌剤
JP2012062233A (ja) * 2010-09-17 2012-03-29 Nippon Steel Corp MgO−C系耐火物
JP2013220952A (ja) * 2012-04-12 2013-10-28 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp 耐火レンガ保護材及びその製造方法

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