JPH0751458B2 - マグネシアスピネル質耐火物 - Google Patents
マグネシアスピネル質耐火物Info
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- JPH0751458B2 JPH0751458B2 JP3104716A JP10471691A JPH0751458B2 JP H0751458 B2 JPH0751458 B2 JP H0751458B2 JP 3104716 A JP3104716 A JP 3104716A JP 10471691 A JP10471691 A JP 10471691A JP H0751458 B2 JPH0751458 B2 JP H0751458B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用技術】本発明はセメントロータリーキル
ンの内張りなどに好適な塩基性耐火物に関するものであ
る。
ンの内張りなどに好適な塩基性耐火物に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】塩基性耐火物のうちでマグネシアクロム
質耐火物は、セメントロータリーキルン用の内張り耐火
物として耐用が良く、従来から広く使用されている。し
かしながら、使用後の耐火物中には少量ではあるが水に
溶出しうる６価のクロムが生成しており、公害防止の観
点から廃棄に際しては特別の配慮が必要であり、処分に
手間がかかる分費用も多く必要であるという問題点を有
している。
質耐火物は、セメントロータリーキルン用の内張り耐火
物として耐用が良く、従来から広く使用されている。し
かしながら、使用後の耐火物中には少量ではあるが水に
溶出しうる６価のクロムが生成しており、公害防止の観
点から廃棄に際しては特別の配慮が必要であり、処分に
手間がかかる分費用も多く必要であるという問題点を有
している。
【０００３】このための対策として、特公昭60-34513や
米国特許4849383 にはクロムを含まない耐火物が開示さ
れており、前者ではマグネシアスピネル質耐火物中に適
当量の酸化鉄を含むものが、後者ではカルシウムジルコ
ネイト（CaZrO3）質のクリンカーを配合したマグネシア
質耐火物が示されている。
米国特許4849383 にはクロムを含まない耐火物が開示さ
れており、前者ではマグネシアスピネル質耐火物中に適
当量の酸化鉄を含むものが、後者ではカルシウムジルコ
ネイト（CaZrO3）質のクリンカーを配合したマグネシア
質耐火物が示されている。
【０００４】しかしながら、前者の耐火物は鉄分を含有
していることにより耐熱性にやや難があり、ロータリー
キルンの焼成帯中の温度が高い真焼点に内張りとして使
用するとき十分な耐用が得られず、後者はZrO2成分を多
く含んでいるだけ耐火物の比重が大きい他、耐熱衝撃性
が不十分であるなどの欠点を有している。
していることにより耐熱性にやや難があり、ロータリー
キルンの焼成帯中の温度が高い真焼点に内張りとして使
用するとき十分な耐用が得られず、後者はZrO2成分を多
く含んでいるだけ耐火物の比重が大きい他、耐熱衝撃性
が不十分であるなどの欠点を有している。
【０００５】これらのセメントロータリーキルン用の耐
火物においては、耐火物を高温の炎による過熱から保護
して耐久性を確保するため、内張りした耐火物の表面に
半溶融状態のセメントクリンカー成分によるコーティン
グが形成されることが重要であり、コーティング層ので
き易さが耐火物の耐用上必要な特性であるとされてい
る。
火物においては、耐火物を高温の炎による過熱から保護
して耐久性を確保するため、内張りした耐火物の表面に
半溶融状態のセメントクリンカー成分によるコーティン
グが形成されることが重要であり、コーティング層ので
き易さが耐火物の耐用上必要な特性であるとされてい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術によ
る耐火物の有している前述の欠点を解決した、セメント
ロータリーキルン用として好適な耐火物を提供しようと
するものである。
る耐火物の有している前述の欠点を解決した、セメント
ロータリーキルン用として好適な耐火物を提供しようと
するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決すべくなされたものであり、本発明のマグネシアスピ
ネル質耐火物は、骨材として5 〜30重量％のマグネシア
アルミナスピネル( MgAl2O4 ）クリンカーと10〜50重量
％の電融マグネシアクリンカーを含み、結合部に部分安
定化されたジルコニアを0.5 〜10重量％含んでいること
を特徴とする。
決すべくなされたものであり、本発明のマグネシアスピ
ネル質耐火物は、骨材として5 〜30重量％のマグネシア
アルミナスピネル( MgAl2O4 ）クリンカーと10〜50重量
％の電融マグネシアクリンカーを含み、結合部に部分安
定化されたジルコニアを0.5 〜10重量％含んでいること
を特徴とする。
【０００８】電融マグネシアクリンカーは耐熱性に優れ
ていることは勿論、結晶粒子が大きくて緻密であるた
め、特に耐侵食性に優れた耐火物を構成し、これらの特
性を有効ならしめるには電融マグネシアは10重量％以上
含有していることが必要であり、逆にあまり多く含有せ
しめると耐熱衝撃性が低下するという問題があるため50
重量％以下とされている。
ていることは勿論、結晶粒子が大きくて緻密であるた
め、特に耐侵食性に優れた耐火物を構成し、これらの特
性を有効ならしめるには電融マグネシアは10重量％以上
含有していることが必要であり、逆にあまり多く含有せ
しめると耐熱衝撃性が低下するという問題があるため50
重量％以下とされている。
【０００９】このクリンカーの組み合わせに部分安定化
されたジルコニアを0.5 〜10重量％含有せしめることに
より、半溶融のセメント成分に対する濡れ性、すなわち
コーティング付着性を良好にし、耐火物中の結合部を構
成しているマグネシア微粒子の結晶粒子成長を促進して
耐火物の耐侵食性を向上せしめ、かつ結合部の結合強度
を向上せしめて耐火物の熱的安定性を付与する。
されたジルコニアを0.5 〜10重量％含有せしめることに
より、半溶融のセメント成分に対する濡れ性、すなわち
コーティング付着性を良好にし、耐火物中の結合部を構
成しているマグネシア微粒子の結晶粒子成長を促進して
耐火物の耐侵食性を向上せしめ、かつ結合部の結合強度
を向上せしめて耐火物の熱的安定性を付与する。
【００１０】これらの効果を付与するには少なくとも0.
5 重量％の部分安定化ジルコニアを含有せしめる必要が
あり、10重量％を越えて含有せしめるとこの分耐火物の
比重が大きくなる他、溶融状態のセメント成分に対する
耐食性が小さくなる傾向がある。この部分安定化ジルコ
ニアの含有量は、さらに好ましくは１〜３重量％とする
ことにより通気性が小さくコーティング付着性の良好な
耐火物が得られる。
5 重量％の部分安定化ジルコニアを含有せしめる必要が
あり、10重量％を越えて含有せしめるとこの分耐火物の
比重が大きくなる他、溶融状態のセメント成分に対する
耐食性が小さくなる傾向がある。この部分安定化ジルコ
ニアの含有量は、さらに好ましくは１〜３重量％とする
ことにより通気性が小さくコーティング付着性の良好な
耐火物が得られる。
【００１１】本発明のマグネシアスピネル質耐火物の好
ましい態様では、電融マグネシアクリンカーがCaO 及び
SiO2をそれぞれ１〜３重量％含むものであり、この場合
には耐火物の半溶融状態のセメント成分に対する濡れ性
がさらに向上する他、電融マグネシアクリンカーの原料
として精製を省略した安価なマグネシア、あるいはさら
に安価な天然のマグネサイトを原料とするものも使用で
きて好都合である。
ましい態様では、電融マグネシアクリンカーがCaO 及び
SiO2をそれぞれ１〜３重量％含むものであり、この場合
には耐火物の半溶融状態のセメント成分に対する濡れ性
がさらに向上する他、電融マグネシアクリンカーの原料
として精製を省略した安価なマグネシア、あるいはさら
に安価な天然のマグネサイトを原料とするものも使用で
きて好都合である。
【００１２】この場合、CaO 及びSiO2はいずれも耐火物
に半溶融状態のセメント成分に対する濡れ性を付与する
効果があるが、両者は通常共存状態で含まれており、一
方だけ除くことは現実的でない。
に半溶融状態のセメント成分に対する濡れ性を付与する
効果があるが、両者は通常共存状態で含まれており、一
方だけ除くことは現実的でない。
【００１３】しかし、余り多く含まれていると耐火物の
耐火度を低下せしめるので３重量％以下であることが好
ましい。
耐火度を低下せしめるので３重量％以下であることが好
ましい。
【００１４】本発明のマグネシアスピネル質耐火物で
は、マグネシアアルミナスピネルクリンカーの含有量が
５重量％より少ないとヤング率が大きくなって耐熱衝撃
性が低下し、また30重量％より多いと半溶融状態セメン
トクリンカー中CaO と反応し易くなって、耐侵食性が低
下する傾向がある。
は、マグネシアアルミナスピネルクリンカーの含有量が
５重量％より少ないとヤング率が大きくなって耐熱衝撃
性が低下し、また30重量％より多いと半溶融状態セメン
トクリンカー中CaO と反応し易くなって、耐侵食性が低
下する傾向がある。
【００１５】本発明のマグネシアスピネル質耐火物は、
特にセメントロータリーキルンの内張り用耐火物として
好適である。本発明のマグネシアスピネル質耐火物に含
まれる部分安定化ジルコニアとしては、MgO やY2O3で部
分安定化せしめたものも候補として挙げられるが、これ
らで部分安定化されたジルコニアは高温下における安定
性が少し小さく、使用時に脱安定化し易いので、特に酸
化カルシウム（CaO ）で部分安定化されたジルコニアで
あることが好ましい。
特にセメントロータリーキルンの内張り用耐火物として
好適である。本発明のマグネシアスピネル質耐火物に含
まれる部分安定化ジルコニアとしては、MgO やY2O3で部
分安定化せしめたものも候補として挙げられるが、これ
らで部分安定化されたジルコニアは高温下における安定
性が少し小さく、使用時に脱安定化し易いので、特に酸
化カルシウム（CaO ）で部分安定化されたジルコニアで
あることが好ましい。
【００１６】部分安定化の程度は、75〜95％のもの、特
には80〜90％のものを含有せしめることにより高温安定
性と耐熱衝撃性に優れた耐火物が得られ、この場合部分
安定化ジルコニア中の酸化カルシウムの含有量はおよそ
３〜６重量％である。
には80〜90％のものを含有せしめることにより高温安定
性と耐熱衝撃性に優れた耐火物が得られ、この場合部分
安定化ジルコニア中の酸化カルシウムの含有量はおよそ
３〜６重量％である。
【００１７】
【実施例】以下本発明を実施例によってさらに詳しく説
明するが、本発明はこれらの実施例によってなんら限定
されるものではない。表１、表２に示した原料構成の耐
火物を合計８種類試作して試験を行い、比較試験を行っ
た。
明するが、本発明はこれらの実施例によってなんら限定
されるものではない。表１、表２に示した原料構成の耐
火物を合計８種類試作して試験を行い、比較試験を行っ
た。
【００１８】すなわち、高純度のマグネシアクリンカー
（MgO の含有量99重量％で、粒径５mm以下のもの）、電
融マグネシアクリンカー（MgO の含有量97重量％であっ
てCaO を1.2 重量％とSiO2を1.5 重量％含み、粒径１〜
５mmのもの）およびマグネシアアルミナ合成スピネルク
リンカー（粒径５mm以下のもの）などからなる骨材の組
み合わせに、安定化されていないジルコニアの粉末（平
均粒径約30μm ）、CaO 部分安定化ジルコニア（CaO含
有量4.3 重量％、安定化度約89％、平均粒径約40μm ）
粉末およびMgO 部分安定化ジルコニア（MgO 含有量３重
量％、安定化度約40％、平均粒径約40μm ）粉末などを
配合し、20°Be（15重量％）の硫酸マグネシウム水溶液
を結合材として外掛けで３重量％混合後、1000kg/cm2で
プレス成形し、乾燥後1780℃で10時間焼成して寸法が23
0 mm×114m×65mmのJIS 規格並型れんがを製作した。
（MgO の含有量99重量％で、粒径５mm以下のもの）、電
融マグネシアクリンカー（MgO の含有量97重量％であっ
てCaO を1.2 重量％とSiO2を1.5 重量％含み、粒径１〜
５mmのもの）およびマグネシアアルミナ合成スピネルク
リンカー（粒径５mm以下のもの）などからなる骨材の組
み合わせに、安定化されていないジルコニアの粉末（平
均粒径約30μm ）、CaO 部分安定化ジルコニア（CaO含
有量4.3 重量％、安定化度約89％、平均粒径約40μm ）
粉末およびMgO 部分安定化ジルコニア（MgO 含有量３重
量％、安定化度約40％、平均粒径約40μm ）粉末などを
配合し、20°Be（15重量％）の硫酸マグネシウム水溶液
を結合材として外掛けで３重量％混合後、1000kg/cm2で
プレス成形し、乾燥後1780℃で10時間焼成して寸法が23
0 mm×114m×65mmのJIS 規格並型れんがを製作した。
【００１９】製作した並型れんがを切り刻んで特性を調
べた結果を、表１と表２に調合条件と併せて示した。
べた結果を、表１と表２に調合条件と併せて示した。
【００２０】表中、通気率は50mm×50mm×50mm寸法の試
験片を用いて通気断面積Ａ（cm2 ）、試料厚さＬ（＝50
mm）としたときの空気の圧力差ΔＰ（cmH2O ）と空気流
量Ｑ（cc/sec）を測定し、K=(L×Q)/(A ×ΔP ) で計算
して求めた値であり、耐熱衝撃性はDIN 法により並型れ
んがに片端を1400℃に加熱した電気炉中で加熱後、空気
中で放冷する方法で試験体の頭部が少なくとも50％欠落
するまでの回数を調べた。
験片を用いて通気断面積Ａ（cm2 ）、試料厚さＬ（＝50
mm）としたときの空気の圧力差ΔＰ（cmH2O ）と空気流
量Ｑ（cc/sec）を測定し、K=(L×Q)/(A ×ΔP ) で計算
して求めた値であり、耐熱衝撃性はDIN 法により並型れ
んがに片端を1400℃に加熱した電気炉中で加熱後、空気
中で放冷する方法で試験体の頭部が少なくとも50％欠落
するまでの回数を調べた。
【００２１】また、コーティング付着性は変質層厚さお
よび寸法変化率とともに、40mm×25mm×15mmの試験片の
上にセメント生クリンカーを乗せて1530℃に昇温して10
時間保持し、クリンカーを溶かして材料の状態を調べる
通称ボタン法で評価した。熱サイクル体積安定性は40mm
×40mm×110mm の試験片を電気炉中に入れ、電気炉の温
度を上下させて700 ℃−1300℃の間の加熱と冷却を300
回繰り返した後、試験片の体積の変化率を調べたもので
ある。
よび寸法変化率とともに、40mm×25mm×15mmの試験片の
上にセメント生クリンカーを乗せて1530℃に昇温して10
時間保持し、クリンカーを溶かして材料の状態を調べる
通称ボタン法で評価した。熱サイクル体積安定性は40mm
×40mm×110mm の試験片を電気炉中に入れ、電気炉の温
度を上下させて700 ℃−1300℃の間の加熱と冷却を300
回繰り返した後、試験片の体積の変化率を調べたもので
ある。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【表２】
【００２４】次に、No. １、No. ４およびNo．７の調合
でせり付きのれんが（230 mm×114mm×65〜75mm）を製
作した。これらをドラム回転式試験炉に内張りとして組
み込み、試験炉の内部にセメントの生クリンカーを１時
間おきに300g投入しながら、炉内をバーナで約1530℃に
加熱しつつ12時間保持し、この間合計3600g のセメント
生クリンカーを投入した。
でせり付きのれんが（230 mm×114mm×65〜75mm）を製
作した。これらをドラム回転式試験炉に内張りとして組
み込み、試験炉の内部にセメントの生クリンカーを１時
間おきに300g投入しながら、炉内をバーナで約1530℃に
加熱しつつ12時間保持し、この間合計3600g のセメント
生クリンカーを投入した。
【００２５】その結果 No.４と No.７のれんがは No.１
のれんがと比べて初期からコーティングが良く付着して
いた。
のれんがと比べて初期からコーティングが良く付着して
いた。
【００２６】試験終了後の観察では、 No.１れんがのコ
ーティング付着厚さが約１mmであったのに対し、No. ７
れんがでは約10mm、No. ４れんがでは約６mmであった。
ーティング付着厚さが約１mmであったのに対し、No. ７
れんがでは約10mm、No. ４れんがでは約６mmであった。
【００２７】また、セメントクリンカー中の酸化カルシ
ウムと酸化珪素を主成分とする液相成分のれんが中への
浸透深さを調べたところ、No. １れんがでは約30mmであ
ったのに対し、No. ７れんがでは約15mmと浸透深さが小
さいことが分かった。以上の結果から、No.6、No.7、N
o.8の耐火物がセメントロータリーキルン内張用耐火物
として好ましい条件をほぼ備えており、特にNo.7の耐火
物が優れていると言える。
ウムと酸化珪素を主成分とする液相成分のれんが中への
浸透深さを調べたところ、No. １れんがでは約30mmであ
ったのに対し、No. ７れんがでは約15mmと浸透深さが小
さいことが分かった。以上の結果から、No.6、No.7、N
o.8の耐火物がセメントロータリーキルン内張用耐火物
として好ましい条件をほぼ備えており、特にNo.7の耐火
物が優れていると言える。
【００２８】
【発明の効果】本発明のマグネシアスピネル質耐火物
は、セメントロータリーキルンの真焼点を含む焼成帯に
使用される耐火物として要求される特性、すなわち良好
なコーティング付着性、耐侵食性、耐熱衝撃性、耐構造
構造スポール性等をすべて備え、従来のクロムを含む塩
基性耐火物と比べて性能が劣らないものであり、かつ公
害の原因となる虞のあるクロム成分を含まない耐火物で
あって、使用後の耐火物の廃棄に際して特別の保管場所
や処理が不要となり、廃棄の手間も費用も僅かで済むと
いう効果が得られるものである。
は、セメントロータリーキルンの真焼点を含む焼成帯に
使用される耐火物として要求される特性、すなわち良好
なコーティング付着性、耐侵食性、耐熱衝撃性、耐構造
構造スポール性等をすべて備え、従来のクロムを含む塩
基性耐火物と比べて性能が劣らないものであり、かつ公
害の原因となる虞のあるクロム成分を含まない耐火物で
あって、使用後の耐火物の廃棄に際して特別の保管場所
や処理が不要となり、廃棄の手間も費用も僅かで済むと
いう効果が得られるものである。
Claims (5)
- 【請求項１】骨材として5 〜30重量％のマグネシアアル
ミナスピネル( MgAl2O4 ）クリンカーと10〜50重量％の
電融マグネシアクリンカーを含み、結合部に部分安定化
されたジルコニアを0.5 〜10重量％含んでいることを特
徴とするマグネシアスピネル質耐火物。 - 【請求項２】部分安定化されたジルコニアの含有量が１
〜３重量％である請求項１に記載のマグネシアスピネル
質耐火物。 - 【請求項３】部分安定化されたジルコニアの安定化成分
が酸化カルシウム（CaO ）である請求項１または２に記
載のマグネシアスピネル質耐火物。 - 【請求項４】電融マグネシアクリンカーがCaO 及びSiO2
をそれぞれ１〜３重量％含むものである請求項１〜３の
いずれか１に記載のマグネシアスピネル質耐火物。 - 【請求項５】請求項１〜４のいずれか１に記載のマグネ
シアスピネル質耐火物が内張りされてなるセメントロー
タリーキルン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3104716A JPH0751458B2 (ja) | 1991-04-10 | 1991-04-10 | マグネシアスピネル質耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3104716A JPH0751458B2 (ja) | 1991-04-10 | 1991-04-10 | マグネシアスピネル質耐火物 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27109399A Division JP3281338B2 (ja) | 1999-09-24 | 1999-09-24 | セメントロータリーキルン用マグネシアスピネル質耐火物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04310561A JPH04310561A (ja) | 1992-11-02 |
| JPH0751458B2 true JPH0751458B2 (ja) | 1995-06-05 |
Family
ID=14388212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3104716A Expired - Lifetime JPH0751458B2 (ja) | 1991-04-10 | 1991-04-10 | マグネシアスピネル質耐火物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0751458B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2527118B2 (ja) * | 1992-11-24 | 1996-08-21 | 東京窯業株式会社 | セメントロ―タリ―キルン用マグネシア・スピネル質れんが |
| US5344802A (en) * | 1993-11-15 | 1994-09-06 | Indresco Inc. | MgO-spinel refractory mix and shapes made therefrom |
| US6124462A (en) * | 1999-11-30 | 2000-09-26 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Catalysis using phosphine oxide compounds |
| JP4538779B2 (ja) * | 2003-03-03 | 2010-09-08 | 株式会社ヨータイ | マグネシア−アルミナ系クリンカーおよびそれを用いて得られる耐火物 |
-
1991
- 1991-04-10 JP JP3104716A patent/JPH0751458B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04310561A (ja) | 1992-11-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980901 |