JPH0761857A

JPH0761857A - 高耐用性マグネシア−スピネル質セメント及び石灰焼成キルン用耐火物

Info

Publication number: JPH0761857A
Application number: JP5162442A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiko Kaji; 信彦加治
Original assignee: Kurosaki Refractories Co Ltd
Current assignee: Kurosaki Refractories Co Ltd
Priority date: 1993-06-30
Filing date: 1993-06-30
Publication date: 1995-03-07
Anticipated expiration: 2017-08-19
Also published as: JP3314983B2

Abstract

(57)【要約】【目的】マグネシアスピネル質れんがが有する優れた
耐スポーリング性を何等阻害することなく耐摩耗性を改
善したマグネシアスピネル質れんがの提供。【構成】マグネシアクリンカーとして、かさ比重が
３．２０〜３．３７の範囲内にある焼結マグネシアクリ
ンカーを２０重量％以上使用したマグネシアクリンカー
とＭｇＯ−Ａｌ₂Ｏ₃系スピネルクリンカーを配合した
マグネシア−スピネル質耐火物である。れんが中のＡｌ
₂Ｏ₃成分量が８〜２２重量％であることが望ましい。
単に所定のかさ比重のマグネシアクリンカーを使用する
ことで他の物性を犠牲にすることなく、耐摩耗性を向上
させる為に熱間強度を上昇させることを可能にしたもの
であり、単にマグネシアクリンカーの銘柄変更によって
その目的を達成したもので、その調製に際しては、混練
等の変更を必要としない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セメントと石灰の焼成
に使用するキルンの内張り耐火物として好適なマグネシ
ア−スピネル質焼成れんがに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、この焼成用キルンの内張り耐
火物としては、工業製品技術協会平成３年８月２６日
発行「セラミックデータブック１９９１〔工業と製
品Ｎｏ．７３〕ｐｐ．２５２に記載されているよう
に、マグネシア・クロム（マグクロ）質れんがが使用さ
れてきたが、近年の環境問題からクロムフリー化と耐ス
ポーリング性改善の点から、特公昭５９−１９０６５号
公報に記載されているように、マグネシアスピネル質れ
んがが採用されつつある。

【０００３】しかしながら、マグネシアスピネル質耐火
物は、マグネシアクロム質耐火物と比較して、焼成物の
付着性が劣り、これが結果的に耐摩耗性の劣化となり耐
用性において満足できるものではなかった。

【０００４】耐摩耗性を向上させるためには熱間強度を
上げる必要がある。この熱間強度を上げるための手段と
して、従来から、仮焼アルミナもしくはジルコン等のＳ
ｉＯ₂成分の添加が知られている。

【０００５】しかしながら、この仮焼アルミナあるいは
ＳｉＯ₂成分の添加によって、耐火物の弾性率が上昇し
て、熱応力による割れや亀裂の発生が見られ、熱間強度
の上昇による耐摩耗性向上の効果を十二分に発揮するこ
とができなかった。

【０００６】また、ジルコン等のＳｉＯ₂成分の添加
は、焼成物の付着性が向上するため、セメント焼成用の
キルンでは有効であるが、石灰焼成用のキルンでは棚つ
り現象の原因となって好ましくない。

【０００７】さらに、仮焼アルミナの添加は、耐スポー
リング性を改善するために必要とされるスピネルから来
るＡｌ₂Ｏ₃量よりも、Ａｌ₂Ｏ₃の量が必然的に多く
なるため、焼成物がＣａＯを主成分とするキルン内張り
用れんがとしては好ましい傾向とは言えない。また、仮
焼アルミナもしくはジルコン等のＳｉＯ₂成分は少量添
加のため、分散を十分に確保するためには混合に十分な
注意が必要となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、マグ
ネシアスピネル質れんがが有する優れた耐スポーリング
性を何等阻害することなく耐摩耗性を改善したマグネシ
アスピネル質れんがを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、マグネシアク
リンカーとして、かさ比重が３．２０〜３．３７の範囲
内にある焼結マグネシアクリンカーを２０重量％以上使
用したマグネシアクリンカーとＭｇＯ−Ａｌ₂Ｏ₃系ス
ピネルクリンカーを配合したマグネシア−スピネル質耐
火物である。

【００１０】そして、れんが中のＡｌ₂Ｏ₃成分量が８
〜２２重量％であることが望ましい。

【００１１】

【作用】本発明は、単に所定のかさ比重のマグネシアク
リンカーを使用することで他の物性を犠牲にすることな
く、耐摩耗性を向上させるために熱間強度を上昇させる
ことを可能にしたものであり、単にマグネシアクリンカ
ーの銘柄変更によってその目的を達成したもので、その
調製に際しては、混練等の変更を必要としない。

【００１２】すなわち、本発明は、単に低かさ比重のマ
グネシアクリンカーを使用することで、弾性率を上げる
ことなく熱間強度の上昇が可能になった。これは、低か
さ比重品の方が相対的に活性度が高くなり、スピネルと
のれんが焼成中での反応による二次スピネルの生成量が
増すことによると思われる。

【００１３】また、石灰焼成キルンのように焼成物の付
着を嫌う場合でもジルコン等のＳｉＯ₂成分を添加する
ことなく高熱間強度を達成できる。

【００１４】勿論、使用条件によっては、弾性率の余裕
があったり、焼成物付着性が向上した方が好ましい場
合、本発明のマグネシアクリンカーと仮焼アルミナもし
くはジルコン等のＳｉＯ₂成分の添加は両立可能であ
る。

【００１５】マグネシアクリンカーのかさ比重が３．２
０より低いとれんが焼成時の収縮が大きくなり、れんが
の歩留りが低下する。又かさ比重が３．３７より高いと
活性度が低下する為か熱間強度の発現が不十分となる。

【００１６】低かさ比重のマグネシアクリンカーの使用
量が、全マグネシアクリンカーの使用量の２０重量％よ
り少ない場合には、熱間強度の発現が不十分である。ま
た、その全量を低かさ比重のマグネシアクリンカーを使
用してもとくに問題はない。

【００１７】Ａｌ₂Ｏ₃量は、８重量％より少ないと耐
スポーリング性が確保できない。しかしながら、２２重
量％より多いと焼成物がＣａＯを主成分とするため、化
学的侵食を受け易くなり結果的に耐摩耗性が低下して耐
用性が不足する。

【００１８】

【実施例】表ｌ〜３に示す配合物を混練し、オイルプレ
スを使用して成形圧＝２トン／ｃｍ²で３００×８０×
９０ｍｍの形状に成形し、１８００℃で焼成した。

【００１９】

【表１】

【表２】

【表３】表ｌの場合は、低かさ比重のマグネシアクリンカーを使
用した効果を示し、表２は使用したマグネシアクリンカ
ーのかさ比重の効果を示し、表３はＡｌ₂Ｏ₃の配合量
による効果を示す。

【００２０】使用マグネシアクリンカーの純度は共通と
して、ＭｇＯの含有量が９９重量％、ＣａＯが０．５５
重量％、ＳｉＯ₂が０．３５重量％の極く一般的なもの
を選択使用した。

【００２１】表１に示す比較例は、従来の熱間強度を出
す手法による例を示し、比較例ｌと比較例２，３の比較
によって、熱間強度は現出するが、弾性率の上昇が大き
く、耐スポーリング性の低下を伴ってしまうことが分か
る。また、実施例３と比較例ｌの比較によって、単純に
マグネシアクリンカーのかさ比重を下げるだけで、弾性
率の上昇を伴わずに熱間強度を上昇させることが可能で
あることがわかる。

【００２２】また、表１の実施例ｌと比較例４との比較
によって、低かさ比重クリンカーの使用量は使用マグネ
シアクリンカー中の２０重量％以上の使用によって、効
果があることが分かる。

【００２３】さらに、実施例３，４，５の比較によって
熱間強度を出す従来の手法も本発明と併用可能であるこ
とが分かる。

【００２４】表２に示す実施例６と比較例５との比較に
よって、れんがの物性には大きな差は出ないが、マグネ
シアクリンカーのかさ比重を３．２０より下げると、れ
んが焼成中の線収縮率が大きくなって亀裂と変形が生
じ、れんがの焼成歩留りの低下、加工コストの増大をも
たらす。

【００２５】また、表２の実施例８と比較例６の対比に
よって、使用マグネシアクリンカーのかさ比重が３．３
７以下でないと十分なる熱間強度の上昇をもたらさない
ことが分かる。

【００２６】表３は、マグネシアクリンカーと組み合わ
せるスピネルクリンカーの使用量，銘柄を検討したもの
である。実施例９，１０と比較例７，８との比較によっ
て、れんが中のＡｌ₂Ｏ₃成分量が８重量％より多くな
いと十分な耐スポーリング性を得ることができない。実
施例１４と比較例９との対比によって、れんが中のＡｌ
₂Ｏ₃成分が２２重量％より多くなると、熱間強度、弾
性率、耐スポーリング性は大きくは変化しないが、使用
温度が高かった場合、耐食性が大きく低下してしまう。

【００２７】表ｌ〜３に示したれんが配合物から上記と
同じ製造条件で（形状のみ３００×２３０×ｌ００ｍ
ｍ）試作した。そのれんがのセメント焼成キルンでの実
炉使用結果を表４に、また、石灰焼成キルンでの実炉使
用結果を表５に示す。

【００２８】

【表４】

【表５】表４の比較例ｌ，２，３に示すように、従来の手法によ
る熱間強度と共に弾性率の増大する場合には、十分な耐
用性の向上は達成できない。

【００２９】表４の実施例３，５，６と比較例ｌ，２，
３との比較によって、弾性率を維持して熱間強度を向上
させると耐用性の向上が十分に得られることが分かる。
同表の実施例３と実施例５に示すように、セメント付着
性向上効果が出易いと考えられる脱着部では、従来手法
のジルコン添加による効果は本発明においても有効であ
った。

【００３０】表５の実施例３と比較例１，２，３との比
較によって、従来の弾性率を上げたり、セメント付着性
を上げて熱間強度を出す方法では十分なる耐用性の向上
を得ることができないことが分かる。

【００３１】また、表４の焼成帯以外での実施例１４と
比較例９の対比によって、本発明の条件は十分な耐用性
の向上を得ることができることが分かる。

【００３２】しかし、表４の焼成帯での実施例９，１４
と比較例９と、表．５に示す実施例１０，３と比較例９
との比較によって、被焼成物からのＣａＯアタックによ
ってれんが中のＡｌ₂Ｏ₃成分が多くなると溶損が生じ
てしまい、また、同じく比較例７と比較例８によってＡ
ｌ₂Ｏ₃成分を減らし過ぎると耐スポーリング性が低下
して耐用性が低下することが分かる。

【００３３】

【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏する。

【００３４】（１）単に所定のかさ比重のマグネシア
クリンカーを使用することで他の物性を犠牲にすること
なく、耐摩耗性を向上させる為に熱間強度を上昇させる
ことを可能にした。

【００３５】（２）Ａｌ₂Ｏ₃成分の量が所定の下限
より多いとマグスピネルれんがといえども耐スポーリン
グ性は低下するのを防止できる。また、Ａｌ₂Ｏ₃成分
の量が所定の上限より少いと焼成物がＣａＯを主成分と
するため、化学的侵食を受け易くなり結果的に耐摩耗性
が低下するのを防止できる。

【００３６】（３）他の物性を犠牲にすることなく、
耐摩耗性向上のため、熱間強度を上昇させることができ
る。従ってセメント，石灰焼成キルンの使用条件に合わ
せてれんがの焼成温度，スピネルクリンカーの銘柄，添
加量は適宜選択すればよい。さらに、マグネシアクリン
カーの使用粒度，使用形状，化学成分量を制限するもの
ではない。例えばマグネシアクリンカーの化学成分量は
本実施例に挙げた化学成分に限定するものではなく、れ
んがの主成分がＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃であることを考慮し
てＣａＯ，ＳｉＯ₂成分の量を常識的範囲内に入れれば
良い。勿論、極端に少なくしても物性的には特に問題な
いが、コスト的な問題が生じ易くなってしまう。

【００３７】（４）他の仮焼アルミナやジルコン等の
ＳｉＯ₂成分を添加して熱間強度を上昇させたり、焼成
物の付着性を向上させたりする手法の併用が制限されな
い。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マグネシアクリンカーとＭｇＯ−Ａｌ₂
Ｏ₃系スピネルクリンカーを配合してなるマグネシア−
スピネル質耐火物において、前記マグネシアクリンカー
として、かさ比重が３．２０〜３．３７の範囲内にある
焼結マグネシアクリンカーを２０重量％以上使用してな
る高耐用性セメント及び石灰焼成キルン用マグネシア−
スピネル質焼成れんが。
【請求項２】請求項１の記載において、Ａｌ₂Ｏ₃成
分量が８〜２２重量％である高耐用性セメント及び石灰
焼成キルン用マグネシア−スピネル質焼成れんが。