JPH05254924A - Clinker consisting of chromium solid solution spinel and corundum and refractory using the same - Google Patents
Clinker consisting of chromium solid solution spinel and corundum and refractory using the sameInfo
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- JPH05254924A JPH05254924A JP4083380A JP8338092A JPH05254924A JP H05254924 A JPH05254924 A JP H05254924A JP 4083380 A JP4083380 A JP 4083380A JP 8338092 A JP8338092 A JP 8338092A JP H05254924 A JPH05254924 A JP H05254924A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【技術分野】本発明は、製鉄、製鋼等において発生する
スラグに対する高い耐侵食性と、優れた耐熱衝撃性とを
備えた、耐火材料となるクリンカー、並びにそれを用い
て得られる耐火物に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a clinker which is a refractory material having high erosion resistance against slag generated in ironmaking, steelmaking, etc. and excellent thermal shock resistance, and a refractory obtained by using the clinker. Is.
【0002】[0002]
【背景技術】従来から、よく知られているように、製
鉄、製鋼用の耐火物には、1400〜1600℃以上の
高温に耐え、容積変化が小さく、スラグ等による侵食作
用に対して抵抗性を有することが要求されている。BACKGROUND ART As is well known, refractory materials for iron and steelmaking endure high temperatures of 1400 to 1600 ° C or more, have a small volume change, and are resistant to erosion by slag and the like. Is required to have.
【0003】そして、一般に、耐スラグ反応性に優れて
いるものとして、塩基性耐火物が用いられており、その
中でも、特に、高い耐火特性を有するマグネシア耐火物
が、好適に使用されてきている。しかしながら、かかる
マグネシア耐火物は、熱に対する容積変化が大きいた
め、熱衝撃に弱く、高温の溶銑や溶鋼等と接触せしめら
れた際に、熱的スポーリングが発生し易いという欠点が
存するのであり、またその結晶粒界へ、スラグが容易に
浸透するため、熱膨張差によって構造的スポーリングも
発生し易いといった欠点をも、有しているのである。[0003] In general, a basic refractory is used as one having excellent slag reactivity, and among them, a magnesia refractory having particularly high refractory properties has been preferably used. .. However, since such a magnesia refractory material has a large volume change with respect to heat, it is weak against thermal shock, and when it is brought into contact with hot metal such as hot metal or molten steel, there is a drawback that thermal spalling is likely to occur. Further, since the slag easily penetrates into the crystal grain boundaries, there is also a drawback that structural spalling easily occurs due to the difference in thermal expansion.
【0004】そこで、近年、かかる欠点を解消し、製
鉄、製鋼用等の、優れた耐火物を与え得る耐火材料の開
発が進められている。そして、そのような耐火材料とし
て、マグネシアにアルミナを添加し、これを高温焼成す
ることによって得られるマグネシアアルミナ系スピネル
クリンカーが注目され、これを用いて得られる製鉄、製
鋼用の耐火物が、種々提案されてきている。Therefore, in recent years, development of a refractory material capable of solving such a drawback and providing an excellent refractory material for iron making, steel making, etc. has been underway. And, as such a refractory material, attention has been paid to a magnesia alumina-based spinel clinker obtained by adding alumina to magnesia and firing it at a high temperature, and various refractories for steelmaking and steelmaking obtained using this. Has been proposed.
【0005】例えば、特開平2−102167号公報に
は、MgOが1〜20重量%、Al2 O3 が80〜99
重量%で、その他に原料から由来する不可避の不純物を
含む組成を有し、マグネシアアルミナ系スピネル結晶と
コランダム結晶とからなるクリンカーを、スピネルやア
ルミナと配合して、耐火物を得ることが明らかにされて
いる。また、特開平3−60461号公報には、Mg
O:0.5〜8.5重量%、Al2 O3 :90〜99.
45重量%、CaO:0.05〜1.50重量%の化学
組成を有する、同じく、マグネシアアルミナ系スピネル
結晶とコランダム結晶とよりなるクリンカーと、それを
耐火材料として含む耐火物とが、提案されている。そし
て、その何れの公報においても、それらクリンカーが、
マグネシアアルミナ系スピネル結晶とコランダム結晶と
が共存してなるものであることから、そのようなクリン
カーを用いて得られる耐火物は、熱膨張が小さく、耐熱
衝撃性において優れ、更にはスラグに対して高い耐侵食
性をも有するものであることが示されている。For example, JP-A-2-102167 discloses that MgO is 1 to 20% by weight and Al 2 O 3 is 80 to 99.
It has a composition containing unavoidable impurities derived from raw materials in addition to wt%, and clinker composed of magnesia alumina spinel crystal and corundum crystal is blended with spinel and alumina to obtain a refractory material. Has been done. Moreover, in Japanese Patent Laid-Open No. 3-60461, Mg is disclosed.
O: 0.5 to 8.5 wt%, Al 2 O 3: 90~99 .
A clinker composed of magnesia alumina spinel crystals and corundum crystals, which has a chemical composition of 45 wt% and CaO: 0.05 to 1.50 wt%, and a refractory containing the same as a refractory material have been proposed. ing. And in any of those publications, those clinker,
Since a magnesia alumina-based spinel crystal and a corundum crystal coexist, a refractory obtained using such a clinker has a small thermal expansion and is excellent in thermal shock resistance, and further against slag. It has been shown to also have high erosion resistance.
【0006】しかるに、本発明者らの検討によれば、従
来のマグネシアアルミナ系スピネルよりなるクリンカー
を用いて得られる耐火物においては、かかる公報に開示
の耐火物の如く、コランダム結晶を含んでいても、或い
はその組成がより緻密化されても、その化学組成からし
て、高塩基性を示すCaOが主成分であるスラグに対す
る耐侵食性の向上には、自ずから限界があることが明ら
かとなった。However, according to the study by the present inventors, a refractory obtained by using a clinker made of a conventional magnesia alumina spinel contains corundum crystals like the refractory disclosed in such publication. Or, even if the composition is more densified, it is clear from the chemical composition that there is a limit to the improvement of the erosion resistance against the slag whose main component is CaO that exhibits high basicity. It was
【0007】それ故、そのような耐火物では、近年にお
ける溶鉱炉や製鋼炉等の発達による耐火物の使用条件の
過酷化に伴う、スラグに対する耐侵食性の、より一層の
向上の要望には、到底、応えることが出来なかったので
ある。Therefore, in such refractories, there is a demand for further improvement in erosion resistance against slag, which is accompanied by severer use conditions of refractory due to development of blast furnaces and steelmaking furnaces in recent years. I couldn't answer at all.
【0008】ところで、マグネシア以外で、耐火特性に
優れた工業材料としては、高融点(2265℃)を有す
る三酸化二クロム(Cr2 O3 )が、よく知られてい
る。また、このCr2 O3 のスラグに対する抵抗性を示
すものとしては、スラグの主成分であるCaO及びSi
O2 と、Cr2 O3 とから成る鉱物相の状態を、その組
成と温度との関係で示した、「Phase Diagr
ams for Ceramists」(The Am
erican Ceramic Society.In
c.発行)のFig.651「CaO−Cr2 O3 −S
iO2 系」の耐火物における相平衡状態図が、知られて
いる。また、そこには、「CaO−Al2O3 −SiO
2 系」、「CaO−MgO−SiO2 系」等の耐火物に
おける、各々の相平衡状態図も、併せて記載されてい
る。これら相平衡状態図を図1乃至図3に示した。In addition to magnesia, dichrome trioxide (Cr 2 O 3 ) having a high melting point (2265 ° C.) is well known as an industrial material having excellent fire resistance. Further, as the resistance of Cr 2 O 3 to slag, CaO and Si, which are the main components of slag, are used.
The state of the mineral phase composed of O 2 and Cr 2 O 3 is shown by the relation between its composition and temperature, “Phase Diagr
ams for Ceramics "(The Am
erican Ceramic Society. In
c. Issued). 651 "CaO-Cr 2 O 3 -S
Phase equilibrium diagrams for "IO 2 -based" refractories are known. In addition, there are, "CaO-Al 2 O 3 -SiO
2 system ", in refractories such as" CaO-MgO-SiO 2 system ", each of the phase diagram is also described together. The phase equilibrium diagrams are shown in FIGS. 1 to 3.
【0009】かかる図1〜3から明らかなように、Ca
O−SiO2 系に対してCr2 O3を用いた耐火物は、
耐火物の一般的な使用温度である1600℃での固体の
溶融化領域が、CaO−SiO2 系に対してAl2 O3
やMgOを用いた耐火物に比して、1/7〜1/10と
遙に小さな領域となっている。即ち、Cr2 O3 は、耐
火物への侵食作用が大きいスラグ成分であるCaOやS
iO2 に対して、Al 2 O3 やMgOよりも、高温での
化学的抵抗性に優れているのである。As is clear from FIGS. 1 to 3, Ca
O-SiO2Cr for the system2O3Refractory using
Refractory solids at 1600 ° C, the typical operating temperature
The melted region is CaO-SiO2Al for the system2O3
1/7 to 1/10 compared to refractories using MgO and MgO
It is a much smaller area. That is, Cr2O3Is resistant
CaO and S, which are slag components that have a large erosion effect on fire
iO2Against Al 2O3And at higher temperatures than MgO
It has excellent chemical resistance.
【0010】また、クロム鉄鉱とマグネシアクリンカー
とを用いて高温焼成して得られる、緻密組織を有するマ
グネシアクロム煉瓦は、スラグに対して高耐侵食性を示
す耐火物として、従来より広く使用されてきている。The magnesia chrome brick having a dense structure, which is obtained by high-temperature firing using chromite ore and magnesia clinker, has been widely used as a refractory material showing high erosion resistance against slag. ing.
【0011】従って、これらの事実から、Cr2 O
3 が、耐火材料のスラグに対する耐侵食性の向上に寄与
するものであることが推察される。それ故、そのような
Cr2 O3 を用いて、製鉄、製鋼用耐火物を製造すれ
ば、耐火特性に優れ、スラグに対して高耐侵食性を有す
る耐火物が得られることが考えられる。Therefore, from these facts, Cr 2 O
It is surmised that 3 contributes to the improvement of the slag corrosion resistance of the refractory material. Therefore, it is considered that when a refractory for iron making and steel making is manufactured using such Cr 2 O 3 , a refractory having excellent fire resistance and high erosion resistance against slag can be obtained.
【0012】しかしながら、かかるCr2 O3 を原料と
して用い、耐火物を製造する場合にあっては、常法で
は、Cr2 O3 の緻密な焼結体を得ることが困難である
こと、またCr2 O3 が、人体への有害物質である6価
クロムへの変化が容易であること、更に工業材料として
は、かかるCr2 O3 が非常に高価であること等、数多
くの問題が存するのである。それ故、そのようなCr2
O3 を原料として用い、しかもそれに付随する問題を、
何等惹起せしめることなく、製鉄、製鋼用の耐火物を製
造することは、今まで、全く行なわれていない。However, when a refractory material is produced by using such Cr 2 O 3 as a raw material, it is difficult to obtain a dense sintered body of Cr 2 O 3 by a conventional method. is Cr 2 O 3, it changes to harmful substances in which hexavalent chromium on the human body is easy, as the further industrial materials, it like according Cr 2 O 3 is very expensive, exists a number of problems Of. Therefore, such Cr 2
Using O 3 as a raw material, and the problems associated with it,
Up to now, no refractory for iron and steel making has been manufactured without causing anything.
【0013】[0013]
【解決課題】ここにおいて、本発明は、かかる事情を背
景にして為されたものであって、その解決すべき課題と
するところは、マグネシアアルミナ系スピネル結晶とコ
ランダム結晶とが共存することにより得られる特性と、
クロムの有する特性とを生かし合うことにより、優れた
耐熱衝撃性を確保しつつ、スラグに対する耐侵食性を有
利に向上せしめ、しかもクロムを原料として含むことに
よって惹起される問題を可及的に軽減乃至は排除せしめ
てなる、クロム固溶スピネル及びコランダムよりなるク
リンカー、並びにそれを用いて得られる耐火物を提供す
ることにある。The present invention has been made in view of such circumstances, and the problem to be solved is obtained by coexistence of a magnesia alumina-based spinel crystal and a corundum crystal. Characteristics,
By making good use of the characteristics of chromium, while ensuring excellent thermal shock resistance, it is possible to advantageously improve the erosion resistance against slag, and further reduce the problems caused by including chromium as a raw material as much as possible. Another object of the present invention is to provide a clinker composed of chromium solid solution spinel and corundum, which is eliminated, and a refractory material obtained by using the clinker.
【0014】[0014]
【解決手段】かかる状況下、本発明者らは、上記の如き
課題を解決すべく、種々検討を行なった。そして、前述
の「Phase Diagrams for Cera
mists」のFig.4570「MgO−Cr2 O3
−Al2 O3 」において、Al3+イオンとCr3+イオン
との置換により、クロムがマグネシアアルミナ系スピネ
ルの結晶構造中及びコランダムの結晶構造中に組み入れ
られ、固溶体を形成することが示されている点に着目
し、そのような、それぞれクロム固溶のマグネシアアル
ミナ系スピネル及びコランダムからなる固溶体を、製
鉄、製鋼用の耐火材料として使用すべく、更に鋭意研究
を重ねたのである。Under the circumstances, the present inventors have made various studies in order to solve the above problems. Then, the above-mentioned "Phase Diagrams for Cera"
Mists' fig. 4570 "MgO-Cr 2 O 3
-Al 2 O 3 "indicates that chromium is incorporated into the crystal structure of magnesia-alumina spinel and the crystal structure of corundum by substitution of Al 3+ ions with Cr 3+ ions to form a solid solution. Focusing on this point, further intensive research was conducted in order to use such solid solutions of chromium solid solution magnesia alumina spinel and corundum as refractory materials for iron and steelmaking.
【0015】而して、その結果、特定量の少量のCr2
O3 と特定量のMgO,Al2 O3及びそれらの原料か
ら由来する不可避の不純物とからなり、且つそれぞれク
ロムの固溶したマグネシアアルミナ系スピネル及びコラ
ンダムよりなるクリンカー、並びにそれを用いて得られ
る耐火物が、熱的安定性が高く、結晶粒子が大きく、且
つ焼結により緻密な組織を有し、しかもクロムの6価ク
ロムへの変化が有利に阻止された安全なものであり、そ
の上スラグに対して、従来のものよりも高い耐侵食性を
発揮するものであることを、本発明者らは、見い出した
のである。Consequently, as a result, a specific amount of a small amount of Cr 2
A clinker consisting of O 3 and specific amounts of MgO, Al 2 O 3 and inevitable impurities derived from their raw materials, and a clinker comprising magnesia alumina spinel and corundum in which chromium is solid-dissolved, and obtained by using the clinker The refractory has high thermal stability, has large crystal grains, has a dense structure due to sintering, and is a safe one in which the change of chromium to hexavalent chromium is advantageously prevented, and The present inventors have found that the slag exhibits higher erosion resistance than conventional ones.
【0016】すなわち、本発明は、かかる知見に基づい
て完成されたものであって、その特徴とするところは、
MgOを2重量%以上、10重量%未満の割合で含有
し、且つCr2 O3 を0.05〜20重量%含み、更に
Cr2 O3 とAl2 O3 の合計量が90重量%超、98
重量%以下であり、また不純物が5重量%以下の化学組
成を有し、且つそれぞれクロムの固溶したマグネシアア
ルミナ系スピネル及びコランダムよりなるクリンカーに
ある。That is, the present invention has been completed on the basis of such findings, and the features thereof are as follows.
It contains MgO in an amount of 2% by weight or more and less than 10% by weight, contains Cr 2 O 3 in an amount of 0.05 to 20% by weight, and further has a total amount of Cr 2 O 3 and Al 2 O 3 of more than 90% by weight. , 98
A clinker comprising a magnesia-alumina spinel and corundum, each having a chemical composition of less than 5% by weight and having an impurity content of less than 5% by weight, and containing chromium as a solid solution.
【0017】また、本発明に係るクロム固溶スピネル及
びコランダムよりなるクリンカーにあっては、有利に
は、その見掛気孔率が20%以下となるようにされ、更
にクロムの固溶したマグネシアアルミナ系スピネル又は
コランダムの平均結晶径が、好ましくは10μm以上と
なるようにされることとなる。Further, in the clinker comprising the chromium solid-solved spinel and corundum according to the present invention, it is advantageous that the apparent porosity of the clinker is 20% or less. The average crystal size of the system spinel or corundum is preferably 10 μm or more.
【0018】さらに、本発明にあっては、MgO:2重
量%以上、10重量%未満、Cr2O3 :0.05〜2
0重量%、Cr2 O3 とAl2 O3 の合計量:90重量
%超、98重量%以下、不純物:5重量%以下の化学組
成を有し、且つそれぞれクロムの固溶したマグネシアア
ルミナ系スピネル及びコランダムとを有するクリンカー
を耐火材料として用い、所定の形状に成形してなる耐火
物をも、その特徴とするものである。Further, in the present invention, MgO: 2% by weight or more and less than 10% by weight, Cr 2 O 3 : 0.05-2.
Magnesia-alumina system having a chemical composition of 0% by weight, the total amount of Cr 2 O 3 and Al 2 O 3 : more than 90% by weight, 98% by weight or less, and impurities: 5% by weight or less, and each containing chromium in solid solution A refractory formed by using a clinker having spinel and corundum as a refractory material and molding the clinker into a predetermined shape is also featured.
【0019】[0019]
【具体的構成】要するに、本発明に係るクロム固溶スピ
ネル及びコランダムよりなるクリンカー、並びにそれを
用いて得られる耐火物は、それぞれ、クロムの固溶する
マグネシアアルミナ系スピネル結晶とコランダム結晶と
が共存して成る結晶相を有するものであり、それによっ
て、スラグに対する耐侵食性及び耐熱衝撃性において、
優れた特性を発揮するものなのである。[Specific Structure] In short, the clinker composed of the chromium solid solution spinel and corundum according to the present invention, and the refractory material obtained by using the same are the coexistence of the magnesia alumina-based spinel crystal and the corundum crystal in which chromium is dissolved. It has a crystalline phase consisting of, thereby, in erosion resistance and thermal shock resistance to slag,
It has excellent properties.
【0020】そして、かかる本発明に従うクロム固溶ス
ピネル及びコランダムよりなるクリンカーにおいて、そ
の主成分組成物は、Cr2 O3 ,MgO及びAl2 O3
とから構成されるものであるが、MgOの含有量は2重
量%以上、10重量%未満とされ、同時にCr2 O3 と
Al2 O3 の合計含有量は90重量%超、98重量%以
下とされる必要がある。MgOの含有量が2重量%を下
回り、Cr2 O3 とAl2 O3 との合計含有量が98重
量%を越える場合は、MgOとAl2 O3 とによって生
成されるマグネシアアルミナ系スピネル結晶が非常に少
ないか、或いは生成されなくなってしまう。また、Mg
Oが10重量%以上含まれ、Cr2 O3とAl2 O3 と
の含有量の合計が90重量%以下となるような場合に
は、マグネシアアルミナ系スピネル結晶のみが生成さ
れ、コランダム結晶が析出されなくなってしまうのであ
る。従って、それら何れの場合にあっても、マグネシア
アルミナ系スピネル結晶とコランダム結晶とが共存する
結晶相が維持し得なくなり、以て目的とするクリンカー
並びに耐火物において、スラグに対する耐侵食性が低下
してしまい、更に溶鋼等に対する耐熱衝撃性の有利な向
上が望めなくなってしまうといった問題が惹起される。In the clinker composed of chromium solid solution spinel and corundum according to the present invention, the main component composition is Cr 2 O 3 , MgO and Al 2 O 3.
The content of MgO is 2% by weight or more and less than 10% by weight, and the total content of Cr 2 O 3 and Al 2 O 3 is more than 90% by weight and 98% by weight at the same time. Must be: When the content of MgO is less than 2% by weight and the total content of Cr 2 O 3 and Al 2 O 3 exceeds 98% by weight, a magnesia alumina spinel crystal produced by MgO and Al 2 O 3 Are very few or are never generated. Also, Mg
When O is contained in an amount of 10% by weight or more and the total content of Cr 2 O 3 and Al 2 O 3 is 90% by weight or less, only magnesia alumina-based spinel crystals are produced and corundum crystals are formed. It will not be deposited. Therefore, in any of these cases, the crystal phase in which the magnesia alumina-based spinel crystal and the corundum crystal coexist cannot be maintained, and thus in the target clinker and refractory, the corrosion resistance to slag decreases. As a result, the problem that the thermal shock resistance against molten steel or the like cannot be expected to be further improved is caused.
【0021】また、本発明に係るクリンカー並びにそれ
により得られる耐火物は、その主要成分の一つとして、
Cr2 O3 を含有することにより、それらマグネシアア
ルミナ系スピネル結晶及びコランダム結晶のそれぞれの
結晶構造中において、Al3+イオンの一部とCr3+イオ
ンとが置換されて、スラグに対して化学的抵抗性の大き
いクロムが固溶せしめられるのである。そして、それに
よって、スラグに対する耐侵食性が有利に高められ、そ
の結果、反応変質部の生成も少なくなり、構造的スポー
リングの発生をも、抑制され、またクロムの6価クロム
への変化が有効に阻止され、更には焼結性の向上が図ら
れ得るのである。しかるに、そのような効果を、充分に
享受するためには、Cr2 O3 が、0.05〜20重量
%、好ましくは0.05〜10重量%の範囲内で含有せ
しめられていなければならない。Cr2 O3 の含有量
が、0.05重量%よりも少ないと、目的とするクリン
カー並びに耐火物において、スラグに対する耐侵食性の
効果的な向上が、望めなくなり、また高価なCr2 O3
が、20重量%を越えて含有せしめられることになる
と、経済的に実用的でなくなってしまうのである。The clinker according to the present invention and the refractory material obtained by the clinker are, as one of the main components,
By containing Cr 2 O 3 , some of the Al 3+ ions are replaced with Cr 3+ ions in the respective crystal structures of the magnesia alumina-based spinel crystal and the corundum crystal, and the slag is chemically reacted. Chromium, which has a high thermal resistance, is solid-dissolved. As a result, the erosion resistance to slag is advantageously enhanced, as a result, the formation of reaction-altered parts is reduced, the occurrence of structural spalling is suppressed, and the conversion of chromium into hexavalent chromium is suppressed. It can be effectively prevented, and the sinterability can be improved. However, in order to fully enjoy such effects, Cr 2 O 3 must be contained in the range of 0.05 to 20% by weight, preferably 0.05 to 10% by weight. .. When the content of Cr 2 O 3 is less than 0.05% by weight, it is impossible to expect effective improvement of erosion resistance to slag in the target clinker and refractory, and expensive Cr 2 O 3
However, if it exceeds 20% by weight, it becomes economically impractical.
【0022】なお、本発明に係るクリンカーにおいて
は、Fe2 O3 ,TiO2 ,CaO,K2 O,Na
2 O,SiO2 等の各種酸化物の如き不純物を含有する
ことが許容され得るが、そのような不純物の含有量は、
その合計が5重量%以下とされていなければならない。In the clinker according to the present invention, Fe 2 O 3 , TiO 2 , CaO, K 2 O and Na are used.
Although it is acceptable to include impurities such as various oxides such as 2 O and SiO 2 , the content of such impurities is
The total must be less than 5% by weight.
【0023】また、かくの如き本発明に従うクロムの固
溶したマグネシアアルミナ系スピネル及びコランダムよ
りなるクリンカーにあっては、見掛気孔率が20%以下
の緻密組織を有する粒子からなるものが好ましい。更
に、それらクロムの固溶したマグネシアアルミナ系スピ
ネル結晶及びコランダム結晶において、その平均結晶径
は、有利には、10μm以上、より有利には、20μm
以上となるようにされていることが望ましいのである。
けだし、そのように結晶粒径が大きく、緻密な組織を有
するクリンカーを用いて得られる耐火物は、スラグに対
する耐侵食性が、より向上せしめられることとなるから
である。Further, the clinker made of magnesia-alumina-based spinel having a solid solution of chromium and corundum according to the present invention as described above is preferably made of particles having a dense structure with an apparent porosity of 20% or less. Further, in the magnesia-alumina-based spinel crystal and corundum crystal in which chromium is dissolved, the average crystal diameter is preferably 10 μm or more, more preferably 20 μm.
It is desirable that the above is done.
This is because the refractory obtained by using a clinker having a dense structure and having a large crystal grain size can further improve the corrosion resistance to slag.
【0024】而して、そのようなクロム固溶スピネル及
びコランダムよりなるクリンカーは、有利には、以下の
如き方法によって製造され得るものである。Thus, the clinker comprising such chromium solid solution spinel and corundum can be advantageously produced by the following method.
【0025】先ず、焼結後の化学組成が、MgO:2重
量%以上、10重量%未満、Cr2O3 :0.05〜2
0重量%、Cr2 O3 とAl2 O3 の合計量:90重量
%超、98重量%以下、原料に由来する不可避の不純
物:5重量%以下となるように、それぞれ、MgO原
料、Al2 O3 原料、Cr2 O3 原料を配合せしめる。First, the chemical composition after sintering is MgO: 2% by weight or more and less than 10% by weight, Cr 2 O 3 : 0.05-2.
0 wt%, Cr 2 O 3 and Al 2 O 3 total amount: more than 90 wt%, 98 wt% or less, unavoidable impurities originating from the raw materials: 5 wt% or less, respectively, MgO raw material, Al Mix 2 O 3 raw material and Cr 2 O 3 raw material.
【0026】なお、そこにおいて使用される、それぞれ
の原料は、焼成後に上記の如き化学組成を与え得るもの
であれば、特に限定されるものではない。即ち、従来よ
りクリンカーまたは耐火物の原料として公知のものが、
何れも使用され得るのであって、例えば、MgO原料と
しては、市販のマグネシアクリンカー、水酸化マグネシ
ウム並びにそれを加熱処理して得られる酸化マグネシウ
ム、天然マグネサイト並びにそれを加熱処理して得られ
る酸化マグネシウム、各種マグネシウム塩等が挙げら
れ、またAl2 O3 原料としては、市販のアルミナクリ
ンカー、バイヤー法により製造される水酸化アルミニウ
ム並びにそれを加熱処理して得られる酸化アルミニウ
ム、天然ボーキサイト及びその焼成物、各種アルミニウ
ム塩等が用いられ得るのである。そして更に、Cr2 O
3 原料としては、三酸化二クロムや各種クロム塩類等が
使用され得るのである。また、それら原料を配合するに
際しては、必ずしもそれらから1種類ずつを選択して用
いる必要はなく、それぞれの原料を2種類以上組み合わ
せて使用しても、何等差し支えないのである。The respective raw materials used therein are not particularly limited as long as they can give the above chemical composition after firing. That is, conventionally known as a raw material of clinker or refractory,
Any of them can be used, for example, as the MgO raw material, commercially available magnesia clinker, magnesium hydroxide and magnesium oxide obtained by heat-treating it, natural magnesite and magnesium oxide obtained by heat-treating it , Various magnesium salts, and the like, and as the Al 2 O 3 raw material, commercially available alumina clinker, aluminum hydroxide produced by the Bayer method, and aluminum oxide obtained by heat-treating it, natural bauxite, and a calcined product thereof. , Various aluminum salts and the like can be used. And further, Cr 2 O
As the three raw materials, dichromium trioxide, various chromium salts and the like can be used. In addition, when blending the raw materials, it is not always necessary to select and use one type from each of them, and it is possible to use two or more types of each raw material in combination.
【0027】次いで、かくして得られる配合物を粉砕混
合せしめるのであるが、その後の加熱処理において、焼
結がより容易となり、また焼結体内の組織が均質となる
ために、好ましくは50μm以下、より好ましくは15
μm以下となるまで、この配合物を粉砕混合せしめるこ
ととなる。また、かくして得られる粉砕混合物の平均粒
径が50μmを越える場合にあっては、最終的に得られ
るクリンカーの粒子の嵩密度が低くなってしまうのであ
り、焼成によって、見掛気孔率が20%以下の焼結体が
得られない恐れがあるところからも、かかる粉砕混合物
の平均粒径が、上記の如き範囲内となるようにされてい
ることが望ましい。なお、この粉砕混合においては、従
来より公知の装置が、何れも用いられ得るのであり、ま
た湿式若しくは乾式の何れの方法をも、採用され得るの
である。Next, the compound thus obtained is pulverized and mixed, but in the subsequent heat treatment, it becomes easier to sinter, and the structure in the sintered body becomes homogeneous. Preferably 15
This composition is pulverized and mixed until the particle diameter becomes equal to or less than μm. Further, when the average particle size of the pulverized mixture thus obtained exceeds 50 μm, the bulk density of the clinker particles finally obtained becomes low, and the apparent porosity is 20% by firing. It is desirable that the average particle size of the pulverized mixture is set within the above range because the following sintered body may not be obtained. In this pulverization and mixing, any conventionally known device can be used, and either wet or dry method can be adopted.
【0028】次に、このようにして得られる粉砕混合物
に対して、その粉砕混合手法に応じた一般的な方法にて
造粒操作を施し、造粒物を得る。即ち、それら粉砕混合
物のうち、ボールミル等に水と共に投入され、湿式法に
て粉砕混合せしめられて得られる泥漿は、フィルタープ
レス等にて脱水後、押出成形機等によってペレット状に
造粒される。また、乾式粉砕混合方法により得られる乾
燥混合物は、転動造粒機等によって、乾式にて造粒され
るのである。Next, the pulverized mixture thus obtained is subjected to a granulation operation by a general method according to the pulverization and mixing technique to obtain a granulated product. That is, among these crushed mixtures, the slurry obtained by throwing them into a ball mill or the like together with water and crushing and mixing them by a wet method is dehydrated by a filter press or the like and then granulated into pellets by an extruder or the like. .. The dry mixture obtained by the dry pulverization and mixing method is dry granulated by a tumbling granulator or the like.
【0029】そして、それら造粒物を必要に応じて乾燥
した後、空気中で、ロータリーキルン、トンネルキル
ン、シャフトキルン等の一般的な焼成設備にて、クロム
が、それぞれ、マグネシアアルミナ系スピネル結晶及び
コランダム結晶に、充分に固溶するまで加熱処理して、
焼結体を得る。なお、この加熱処理は、一般に、170
0℃〜1950℃の温度範囲にて行なわれる。また、こ
の加熱処理において、有利には、それら造粒物が、クロ
ム固溶スピネル及びコランダムの各結晶の平均径が10
μm以上、より有利には20μm以上となり、且つ見掛
気孔率が20%以下の緻密組織を有するようになるま
で、加熱、焼結せしめられることとなる。Then, after drying the granules, if necessary, chromium is added to the magnesia-alumina-based spinel crystal and the chromium in a common calcination facility such as a rotary kiln, a tunnel kiln and a shaft kiln in the air. Heat treatment to corundum crystals until a solid solution is obtained,
Obtain a sintered body. Note that this heat treatment is generally performed at 170
It is performed in a temperature range of 0 ° C to 1950 ° C. Further, in this heat treatment, it is advantageous that the granules have an average diameter of each crystal of chromium solid solution spinel and corundum of 10 or less.
It will be heated and sintered until it has a fine structure of not less than μm, more preferably not less than 20 μm and an apparent porosity of not more than 20%.
【0030】而して、このようにして得られる焼結体
が、それぞれクロムの固溶したマグネシアアルミナ系ス
ピネル結晶相とコランダム結晶相とを有するものとな
り、以て、本発明に係るクロム固溶スピネル及びコラン
ダムよりなるクリンカーが得られるのである。なお、以
上では、焼結法による、本発明の特徴を有するクリンカ
ーの製造手法について、詳述してきたが、本発明は、ク
ロム固溶のスピネル及びコランダム組成に関するもので
あって、この焼結法により得られるものに限定されるも
のでは、決してなく、電融法等、その他の製造手法によ
っても、本発明に従うクロム固溶スピネル及びコランダ
ムよりなるクリンカーが製造し得るものである。Thus, the thus obtained sintered body has a magnesia alumina spinel crystal phase and a corundum crystal phase, respectively, in which chromium is solid-solved, and thus the chromium solid solution according to the present invention is obtained. A clinker consisting of spinel and corundum is obtained. In the above, the method for producing the clinker having the characteristics of the present invention by the sintering method has been described in detail, but the present invention relates to the spinel and corundum composition of chromium solid solution, and the sintering method However, the clinker comprising the chromium solid solution spinel and corundum according to the present invention can be produced by any other production method such as an electrofusion method.
【0031】さらに、本発明に係る耐火物を得るには、
有利には、以下の如き方法に従うこととなる。Further, to obtain the refractory material according to the present invention,
Advantageously, the following method will be followed.
【0032】先ず、本発明の特徴を有する、クロム固溶
スピネル及びコランダムよりなるクリンカーに対し、通
常の手法にて、粉砕、整粒操作を施し、それにより、か
かるクリンカーの粉末又は粒状物を得る。そして、その
得られた粉末又は粒状物を耐火材料として用い、それら
を所定の形状に成形し、更に必要に応じて、加熱、焼結
せしめることによって、煉瓦等の耐火物を得るのであ
る。First, a clinker composed of chromium solid solution spinel and corundum, which has the characteristics of the present invention, is pulverized and sized by a usual method to obtain a powder or granules of such clinker. .. Then, the obtained powder or granules are used as a refractory material, they are molded into a predetermined shape, and if necessary, heated and sintered to obtain a refractory material such as brick.
【0033】また、別の方法としては、上記の如くして
得られる本発明に係るクリンカーに対して、必要に応じ
てセメントやバインダー等を配合し、不定形耐火物とし
た後、該不定形耐火物に対して、スタンプ成形法や振動
成形法等の操作を施すものがあり、そして最終的に、こ
れを所定の形状に成形することによって、所望の耐火製
品を得るのである。As another method, the clinker according to the present invention obtained as described above may be mixed with cement, binder or the like, if necessary, to give an amorphous refractory, and then the amorphous refractory. Some refractories are subjected to operations such as a stamp molding method and a vibration molding method, and finally, a desired refractory product is obtained by molding this into a predetermined shape.
【0034】なお、そのような耐火物を得るために用い
られる耐火材料としては、本発明に従うクリンカーの粉
末又は粒状物のみからなることが最も望ましいが、該ク
リンカーと一般的な耐火材料とを粒度配合せしめ、配合
耐火材料として、使用しても良い。その際、一般的な耐
火材料として、本発明に従うクリンカーよりも安価な耐
火材料や、該クリンカーでは得られない特性を有する耐
火材料等を選択、使用すれば、本発明に係るクリンカー
のみによって得られる耐火物よりも、安価で、広範囲に
わたる特性を有する耐火物が得られるのである。但し、
そのような配合耐火材料にあっては、スラグに対して高
い耐侵食性を有する耐火物を得るために、本発明に従う
クリンカーの粉末又は粒状物を、少なくとも5重量%以
上含んでいることが望ましい。It is most preferable that the refractory material used to obtain such a refractory material consists only of powder or granules of the clinker according to the present invention. It may be mixed and used as a mixed refractory material. At that time, as a general refractory material, if a refractory material which is cheaper than the clinker according to the present invention or a refractory material having properties not obtained by the clinker is selected and used, it can be obtained only by the clinker according to the present invention. Refractory materials that are less expensive than refractory materials and have a wide range of properties can be obtained. However,
In such a compounded refractory material, in order to obtain a refractory material having a high erosion resistance against slag, it is desirable to contain at least 5% by weight or more of the clinker powder or granules according to the present invention. ..
【0035】また、そのような一般的な耐火材料として
は、例えばアルミナ質耐火材料やスピネル質耐火材料が
挙げられる。具体的には、アルミナ質耐火材料として
は、高アルミナ質岩類の焼成物、ボーキサイト類の仮焼
物若しくは焼成物、ダイアスポアー類、シリマナイト
類、合成ムライト、溶融アルミナ、焼結アルミナ、活性
アルミナ、酸化アルミニウム、ばんど頁岩等が用いられ
得、またスピネル質耐火材料としては、海水マグネシア
クリンカー、マグネサイト鉱及びその焼成物、溶融又は
焼結したマグネシア質材料、電融若しくは焼結したスピ
ネルクリンカー等が採用され得るのである。Examples of such general refractory materials include alumina refractory materials and spinel refractory materials. Specifically, as the alumina-based refractory material, a fired product of high-alumina rocks, a calcined product of bauxites or a fired product, diaspores, sillimanites, synthetic mullite, fused alumina, sintered alumina, activated alumina, oxidation Aluminum, band shale, etc. may be used, and as the spinel refractory material, seawater magnesia clinker, magnesite ore and its fired product, molten or sintered magnesia material, electrofused or sintered spinel clinker, etc. It can be adopted.
【0036】さらに、かかる配合耐火材料にあっては、
その他に、粘土、炭化珪素、微粉状シリカ、黒鉛、各種
バインダー等の副資材を含むことも許容され得る。そし
て、特に、副資材として含有せしめられるバインダー
は、通常の耐火物製造工程において用いられるものであ
れば、如何なるものであっても差し支えない。即ち、ア
ルミナセメント等の水硬性セメント、燐酸ソーダや珪酸
ソーダ等のアルカリ金属塩、燐酸アルミや硫酸マグネシ
ウム等のアルカリ土類金属塩、各種無定形シリカ、正燐
酸等の無機系バインダー、フェノール樹脂及びフラン樹
脂等の有機系バインダー、タールやピッチ系の炭素結合
材、更にはパルプ廃液や苦汁等が、かかる配合材料に含
有されることが許容され得るのである。Further, in such a compounded refractory material,
In addition, it is acceptable to include auxiliary materials such as clay, silicon carbide, finely powdered silica, graphite and various binders. And, in particular, the binder contained as an auxiliary material may be any binder as long as it is used in a usual refractory manufacturing process. That is, hydraulic cement such as alumina cement, alkali metal salt such as sodium phosphate and sodium silicate, alkaline earth metal salt such as aluminum phosphate and magnesium sulfate, various amorphous silica, inorganic binder such as orthophosphoric acid, phenol resin and An organic binder such as a furan resin, a tar- or pitch-based carbon binder, a pulp waste liquid, a bitter juice, and the like can be allowed to be contained in the compounding material.
【0037】そうして、かくして得られる耐火物が、本
発明に従うクリンカーを耐火材料として含み、製鉄、製
鋼用として、耐熱衝撃性とスラグに対する耐侵食性とに
おいて、優れた特性を発揮し得る耐火物となるのであ
る。The refractory material thus obtained contains the clinker according to the present invention as a refractory material, and is capable of exhibiting excellent properties in heat shock resistance and slag erosion resistance for iron and steelmaking. It becomes a thing.
【0038】[0038]
【実施例】以下に、本発明の代表的な実施例を示し、本
発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明
が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも
受けるものでないことは、言うまでもないところであ
る。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には
上記の具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない
限りにおいて、当業者の知識に基づいて種々なる変更、
修正、改良等を加え得るものであることが、理解される
べきである。EXAMPLES Hereinafter, representative examples of the present invention will be shown to clarify the present invention in more detail. However, the present invention is not limited by the description of such examples. Needless to say, it is not something to receive. Further, in addition to the following specific examples, in addition to the following embodiments, the present invention includes various modifications based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention.
It should be understood that modifications, improvements, etc. may be made.
【0039】先ず、Al2 O3 原料、MgO原料、Cr
2 O3 原料として、それぞれ、市販の仮焼アルミナ、水
酸化マグネシウム、三酸化二クロムを用い、それらを各
々異なる量にて、しかも焼結後の理論化学組成が、本発
明の範囲内となるように配合せしめた。そして、その得
られた配合物を、それぞれ、実施例1、実施例2、実施
例3、実施例4とした。また、クロムの添加効果を明ら
かにするために、三酸化二クロムを用いずに、水酸化マ
グネシウムと仮焼アルミナのみを、それぞれ異なる量で
配合せしめ、かくして得られる配合物を、各々比較例
1、比較例2とした。それら実施例1乃至4及び比較例
1乃至2の焼結後の理論化学組成を、それぞれ下記表1
に示す。First, Al 2 O 3 raw material, MgO raw material, Cr
Commercially available calcined alumina, magnesium hydroxide, and dichromium trioxide were used as the 2 O 3 raw materials, respectively, and the theoretical chemical compositions after sintering were within the scope of the present invention. It was mixed as follows. And the obtained compound was set to Example 1, Example 2, Example 3, and Example 4, respectively. In addition, in order to clarify the effect of adding chromium, magnesium hydroxide and calcined alumina alone were mixed in different amounts without using dichromium trioxide, and the resulting mixture was prepared as Comparative Example 1 respectively. And Comparative Example 2. The theoretical chemical compositions after sintering of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 are shown in Table 1 below.
Shown in.
【0040】[0040]
【表1】 [Table 1]
【0041】次いで、それら配合物を、各々ボールミル
中に投入し、更に水を加えて、湿式法により粉砕、混合
を行ない、それぞれの泥漿を得た。そして、かくして得
られた泥漿をボールミル中から取り出し、フィルタープ
レスによって脱水した後、それらを押出成形機によりペ
レット状に造粒成形した。次いで、その得られた造粒物
を乾燥し、その後かかる造粒物に対して、ガス炉にて1
700℃〜1900℃の加熱温度で、それぞれ30分間
の加熱処理を施し、目的とするクリンカーである加熱処
理粒子を得た。そして、それら加熱処理粒子の加熱温度
別の物理特性、即ち見掛比重、嵩比重、見掛気孔率及び
吸水率について、それぞれ測定した。その結果と、それ
ぞれの加熱処理粒子の構成鉱物とを併せて下記表2に示
す。なお、これらの物理特性は、「JIS R2205
−7耐火煉瓦の見掛気孔率、吸水率及び比重の測定方
法」に準じて行なった。また、構成鉱物は、X線回折測
定機を用い、各結晶相の同定を行って求めた。下記表2
中、Spは、スピネル結晶を、Coは、コランダム結晶を、
それぞれ表す。Next, each of the blends was placed in a ball mill, water was further added, and the mixture was ground and mixed by a wet method to obtain each sludge. Then, the sludge thus obtained was taken out from the ball mill, dehydrated by a filter press, and then granulated into pellets by an extruder. Then, the obtained granulated product is dried, and then the granulated product is subjected to 1 in a gas furnace.
Heat treatment was performed at a heating temperature of 700 ° C. to 1900 ° C. for 30 minutes to obtain heat-treated particles that were the target clinker. Then, the physical properties of the heat-treated particles for each heating temperature, that is, the apparent specific gravity, bulk specific gravity, apparent porosity, and water absorption rate were measured. The results and the constituent minerals of each heat-treated particle are shown in Table 2 below. Note that these physical properties are described in "JIS R2205
-7 Measuring method of apparent porosity, water absorption rate and specific gravity of refractory bricks ". The constituent minerals were obtained by identifying each crystal phase using an X-ray diffractometer. Table 2 below
Inside, Sp is spinel crystal, Co is corundum crystal,
Represent each.
【0042】[0042]
【表2】 [Table 2]
【0043】これらの表の結果から明らかなように、焼
結後の化学組成が、MgO:2重量%以上、10重量%
未満、Cr2 O3 :0.05〜20重量%、Cr2 O3
とAl2 O3 との合計:90重量%超、98重量%以
下、不純物:5重量%以下となるように、MgO原料、
Cr2 O3 原料及びAl2 O3 原料の各原料を配合し、
それによって得られる配合物を粉砕、混合せしめ、更に
その得られた混合物を造粒して、その後その造粒物を、
1700℃乃至は1900℃にて加熱処理することによ
って、それぞれクロムの固溶するマグネシアアルミナ系
スピネル結晶とコランダム結晶とからなり、且つ見掛気
孔率が20%以下の緻密な組織を有する焼結体が得られ
た。As is clear from the results of these tables, the chemical composition after sintering is MgO: 2 wt% or more, 10 wt%
Less than, Cr 2 O 3 : 0.05 to 20% by weight, Cr 2 O 3
The sum of the Al 2 O 3: 90 wt.%, 98 wt% or less, impurity: to be 5 wt% or less, MgO raw material,
Cr 2 O 3 raw material and Al 2 O 3 raw material are mixed,
The compound thus obtained is crushed and mixed, and the resulting mixture is granulated, and then the granulated product is
A heat-treated sintered body at 1700 ° C. to 1900 ° C., which is composed of magnesia-alumina-based spinel crystals and corundum crystals in which chromium is solid-solved and has a dense structure with an apparent porosity of 20% or less. was gotten.
【0044】そして、かかる表2に示される加熱処理粒
子のうち、本発明の特徴を有し、クロム固溶スピネル及
びコランダムよりなるクリンカーとなった、実施例1〜
4における1900℃での加熱処理粒子と、クロムの固
溶しないスピネル及びコランダムよりなるクリンカーと
なった、比較例1〜2における1900℃での加熱処理
粒子とを用い、それらを、それぞれ粉砕せしめ、粉砕物
を得た。次いで、それら粉砕物と、一般的な耐火材料と
して焼結アルミナ粉砕物とを用い、下記表3に示される
如き配合割合と粒度分布とをもって、それぞれ配合せし
め、各々異なる配合物を得た。それら配合物のうち、実
施例1〜4を、単独で用いて得られたものを実施例5〜
8とし、更に実施例1及び4に対して、それぞれ焼結ア
ルミナ粉砕物を添加せしめて得た配合耐火材料を、各々
実施例9及び10とした。また、比較例1及び2を単独
で用いて得られたものを、それぞれ比較例3及び4と
し、更に比較例1及び2に対して、それぞれ焼結アルミ
ナ粉砕物を添加せしめて得た配合耐火材料を、各々比較
例5及び6とした。Of the heat-treated particles shown in Table 2, the clinker having the characteristics of the present invention and comprising chrome solid solution spinel and corundum was used in Examples 1 to 1.
4, the heat-treated particles at 1900 ° C., and the heat-treated particles at 1900 ° C. in Comparative Examples 1 and 2, which became a clinker made of spinel and corundum in which chromium does not form a solid solution, were crushed, respectively. A crushed product was obtained. Then, the pulverized product and a sintered alumina pulverized product as a general refractory material were compounded with the compounding ratios and particle size distributions shown in Table 3 below to obtain different compounds. Of these formulations, those obtained by using Examples 1 to 4 alone are used as Examples 5 to 5.
No. 8 and the mixed refractory materials obtained by adding the sintered alumina pulverized products to Examples 1 and 4, respectively, were referred to as Examples 9 and 10, respectively. Further, those obtained by using Comparative Examples 1 and 2 alone are referred to as Comparative Examples 3 and 4, respectively, and further mixed refractory materials obtained by adding sintered alumina pulverized products to Comparative Examples 1 and 2, respectively. The materials were Comparative Examples 5 and 6, respectively.
【0045】[0045]
【表3】 [Table 3]
【0046】次いで、かくして得られた配合物を、各々
アムスラー型耐圧試験機にかけ、1t/cm2 の圧力にて
50mmφ×50mmHの円筒状の成形体を、それぞれ、作
製した。その後、それら成形体に対して、ガス炉にて1
900℃の加熱温度で、それぞれ30分間の加熱処理を
施し、耐火物たる加熱処理体を得た。そして、それら耐
火物たる加熱処理体の見掛気孔率を、それぞれ測定し
た。その結果を下記表4に示す。なお、それらの見掛気
孔率は、クリンカーの見掛気孔率を測定した手法と同様
の手法により行なった。Next, the thus-obtained blends were respectively subjected to an Amsler type pressure resistance tester to produce cylindrical shaped bodies of 50 mmφ × 50 mmH at a pressure of 1 t / cm 2 . Then, for those molded bodies, 1 in a gas furnace
The heat treatment was performed at a heating temperature of 900 ° C. for 30 minutes to obtain a heat-treated body as a refractory material. Then, the apparent porosities of the heat-treated bodies as the refractory materials were measured. The results are shown in Table 4 below. The apparent porosities were measured by the same method as the method of measuring the apparent porosity of the clinker.
【0047】[0047]
【表4】 [Table 4]
【0048】さらに、それら耐火物のスラグとの反応性
を明らかにするために、それぞれの耐火物の中心部を、
深さ:20mm、直径:10mmの大きさにくり抜き、そう
してできた穴の中に、下記表5に示す如き化学組成を有
する所定量のスラグを、それぞれ投入し、その状態で1
600℃にて2時間の加熱処理を施した。しかる後、そ
れら耐火物を、スラグが投入された穴を二分するように
切断して、該耐火物とスラグとの反応状態、即ち該耐火
物のスラグの侵食作用による亀裂の発生状態及び該耐火
物におけるスラグの平均浸透深さを測定した。それらの
測定結果と、その測定結果から判定される、スラグとの
反応性に対する評価結果とを、下記表6に示した。な
お、かかる表6の評価結果において、○は良好、△は
可、×は不可を示し、また△と×は、スラグとの反応性
において、実質的に不良であることを表す。Further, in order to clarify the reactivity of the refractory materials with the slag, the central portion of each refractory material is
Depth: 20 mm, diameter: 10 mm, hollowed out, and each of the holes thus formed was charged with a predetermined amount of slag having the chemical composition shown in Table 5 below.
Heat treatment was performed at 600 ° C. for 2 hours. After that, the refractory is cut so as to divide the hole into which the slag has been introduced, and the reaction state between the refractory and the slag, that is, the state of crack formation due to the erosion action of the slag of the refractory and the refractory The average penetration depth of slag in the product was measured. Table 6 below shows the measurement results and the evaluation results for the reactivity with the slag, which were determined from the measurement results. In addition, in the evaluation results of Table 6, ◯ means good, Δ means good, × means bad, and Δ and × mean that the reactivity with slag is substantially poor.
【0049】[0049]
【表5】 [Table 5]
【0050】[0050]
【表6】 [Table 6]
【0051】これら表の結果から明らかなように、Mg
Oを2重量%以上、10重量%未満含有し、Cr2 O3
が0.05〜10重量%含有され、Cr2 O3 とAl2
O3との合計:90重量%超、98重量%以下とされ、
更に原料に由来する不可避の不純物が5重量%以下であ
る化学組成よりなり、そして、それぞれクロムの固溶す
るスピネル及びコランダムからなるクリンカーを耐火材
料として含む耐火物は、スラグの侵食作用による亀裂の
発生が、全く見られないのである。また、そのような本
発明に従う耐火物は、耐火材料として、クロムの固溶し
ないスピネル及びコランダムからなるクリンカーを含む
耐火物と比較して、スラグの平均浸透深さが、約1/2
程度の値でしかないのである。これは、かかる表6中の
評価結果にて示される如く、本発明に係るクロム固溶の
スピネル及びコランダムよりなるクリンカーを耐火材料
として含む耐火物が、クロムを固溶しないそれよりも、
スラグとの反応性、即ちスラグに対する耐侵食性におい
て、優れた特性を発揮するものであることが証明される
結果となっている。As is clear from the results of these tables, Mg
Contains O in an amount of 2% by weight or more and less than 10% by weight, Cr 2 O 3
Is contained in an amount of 0.05 to 10% by weight, Cr 2 O 3 and Al 2
The sum of the O 3: 90 wt.%, Is 98 wt% or less,
Further, a refractory having a chemical composition in which the unavoidable impurities derived from the raw material is 5% by weight or less, and containing as a refractory material a clinker composed of spinel and corundum in which chromium is solid-solved, respectively No occurrence has been seen. Further, such a refractory material according to the present invention has an average penetration depth of slag of about 1/2 as compared with a refractory material containing a clinker made of spinel and corundum in which chromium does not form a solid solution as a refractory material.
It is only a moderate value. As shown in the evaluation results in Table 6, the refractory containing a clinker made of chromium solid-solution spinel and corundum as a refractory material according to the present invention has a higher refractory content than chromium does not form a solid solution.
The result proves that it exhibits excellent characteristics in reactivity with slag, that is, in erosion resistance against slag.
【0052】[0052]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係るクロム固溶スピネル及びコランダムよりなるクリ
ンカーは、スラグに対する化学的抵抗性の大きいクロム
を、それぞれの結晶構造中に固溶した、マグネシアアル
ミナ系スピネル結晶とコランダム結晶とが共存してなる
ものであるため、そのようなクリンカーを用いて得られ
る耐火物にあっては、スラグに対する耐侵食性が、従来
のものに比して、著しく高められることとなったのであ
る。また、かかる耐火物にあっては、耐熱衝撃性におけ
る優れた特性をも備えているのである。As is apparent from the above description, the clinker composed of the chromium solid solution spinel and corundum according to the present invention has chromium having a large chemical resistance to slag dissolved in each crystal structure, Since a magnesia alumina spinel crystal and corundum crystal coexist, in a refractory obtained using such a clinker, erosion resistance to slag is higher than that of the conventional one. It was markedly increased. Further, such a refractory material also has excellent properties in thermal shock resistance.
【0053】また、本発明に係るクリンカー並びにそれ
を用いて得られる耐火物にあっては、クロムが、それら
の結晶構造中に固溶せしめられて使用されるため、人体
に対して有害である6価クロムへの変化が有効に阻止さ
れて、クロムの使用に対する安全性が確保され得るので
あり、また通常の操作による焼結が、容易に為され得る
こととなったのである。しかも、かかるクリンカー並び
に耐火物においては、それらの結晶構造中に固溶せしめ
られるクロムの含有量が、可及的に少なくされていると
ころから、高価なクロムの使用に伴う原料コストの高騰
をも、有利に抑え得るのである。Further, in the clinker according to the present invention and the refractory material obtained by using the clinker, since chromium is used as a solid solution in its crystal structure, it is harmful to the human body. The change to hexavalent chromium can be effectively prevented, the safety for use of chromium can be ensured, and the sintering by the normal operation can be easily performed. Moreover, in such clinker and refractory, the content of chromium dissolved in the crystal structure of the clinker is as small as possible, so that the raw material cost may increase due to the use of expensive chromium. , Can be advantageously suppressed.
【0054】さらに、本発明に係るクリンカーが、平均
結晶径が10μm以上で、見掛気孔率が20%以下の緻
密な組織となるようにされることによって、かかるクリ
ンカーを用いて得られる耐火物のスラグに対する耐侵食
性が、より向上せしめられることとなるのである。Further, the clinker according to the present invention is made to have a dense structure having an average crystal diameter of 10 μm or more and an apparent porosity of 20% or less, so that a refractory material obtained by using such a clinker The erosion resistance of the slag will be further improved.
【図1】CaO−Cr2 O3 −SiO2 系の耐火物にお
ける相平衡状態図である。FIG. 1 is a phase equilibrium diagram of a CaO—Cr 2 O 3 —SiO 2 system refractory material.
【図2】CaO−Al2 O3 −SiO2 系の耐火物にお
ける相平衡状態図である。FIG. 2 is a phase equilibrium diagram of a CaO—Al 2 O 3 —SiO 2 -based refractory material.
【図3】CaO−MgO−SiO2 系の耐火物における
相平衡状態図である。FIG. 3 is a phase equilibrium diagram of a CaO—MgO—SiO 2 system refractory material.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中本 公人 愛知県瀬戸市塩草町11番地の4 内外セラ ミックス株式会社内 (72)発明者 谷間 英一 愛知県瀬戸市塩草町11番地の4 内外セラ ミックス株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kimito Nakamoto 11-4, Shiogusa-cho, Seto-shi, Aichi Uchigai Ceramix Co., Ltd. (72) Inventor Eiichi Kamiya 4-4, 11-shiogusa-cho, Seto-shi, Aichi Naigai Cera Mix Co., Ltd.
Claims (4)
満、Cr2 O3 :0.05〜20重量%、Cr2 O3 と
Al2 O3 の合計量:90重量%超、98重量%以下、
不純物:5重量%以下の化学組成を有し、且つそれぞれ
クロムの固溶したマグネシアアルミナ系スピネル及びコ
ランダムからなることを特徴とするクロム固溶スピネル
及びコランダムよりなるクリンカー。1. A MgO: 2 wt% or more and less than 10 wt%, Cr 2 O 3: 0.05~20 wt%, the total amount of Cr 2 O 3 and Al 2 O 3: 90 wt.%, 98 wt %Less than,
Impurity: A clinker comprising chromium solid solution spinel and corundum, which has a chemical composition of 5% by weight or less and is composed of magnesia alumina spinel and corundum in which chromium is solidly dissolved.
に記載のクロム固溶スピネル及びコランダムよりなるク
リンカー。2. The apparent porosity is 20% or less.
A clinker comprising the solid solution spinel of chromium and corundum described in 1.
ナ系スピネル又はコランダムの平均結晶径が10μm以
上である請求項1または請求項2に記載のクロム固溶ス
ピネル及びコランダムよりなるクリンカー。3. A clinker comprising a chromium solid solution spinel and corundum according to claim 1 or 2, wherein the magnesia alumina spinel or corundum in which chromium is solidly dissolved has an average crystal diameter of 10 μm or more.
満、Cr2 O3 :0.05〜20重量%、Cr2 O3 と
Al2 O3 の合計量:90重量%超、98重量%以下、
不純物:5重量%以下の化学組成を有し、且つそれぞれ
クロムの固溶したマグネシアアルミナ系スピネル及びコ
ランダムとを有するクリンカーを耐火材料として用いて
なることを特徴とする耐火物。4. MgO: 2 wt% or more and less than 10 wt%, Cr 2 O 3: 0.05~20 wt%, the total amount of Cr 2 O 3 and Al 2 O 3: 90 wt.%, 98 wt %Less than,
Impurity: A refractory material having a chemical composition of not more than 5% by weight and using as a refractory material a clinker having a magnesia alumina spinel and corundum in which chromium is solid-dissolved.
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