JPH101358A - マグネシア及び/又は焼成ドロマイトを基礎とする粗密なセラミック成形体及びその使用 - Google Patents
マグネシア及び/又は焼成ドロマイトを基礎とする粗密なセラミック成形体及びその使用Info
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Abstract
とする耐火性の粗密なセラミック成形体の提供。 【解決手段】 実質的に化学量論比でその混合成分を混
合後に個々の粒子を成形し、成形体の製造のために使用
される成形体全混合物に、焼成工程の前に、混合粒子と
して、反応していない状態で添加し、混合粒子中のジル
コニウム酸カルシウム形成物質の含有率は、ZrO2 と
して表わして、成形体全混合物に対して1.5〜19重
量%であることによる。 【効果】 この成形体は改善された応力抵抗性を生じ
る。
Description
ルン又は類似の装置を内張りするための、マグネシア及
び/又は焼成ドロマイトを基礎とする耐火性の粗密なセ
ラミック成形体に関し、この成形体は、成形体の製造の
ために使用される成形体全混合物(バッチ)中に、0.
5〜1.1のCaO対ZrO2 のモル比でジルコニウム
酸カルシウム形成物質を有する>0.3mmの粒子フラ
クションの粒子を含有する。
3号明細書からは、ジルコニウム酸カルシウム形成物質
を含有する粒子を、成形体全混合物へ添加する前に既
に、ジルコニウム酸カルシウムの形成下に、例によれば
1750℃で焼成もしくは焼結させてクリンカーにす
る、前記のような粗密なセラミック成形体が公知であ
る。次いでこのクリンカーを粉砕し、所望の%比で成形
体全混合物中へ入れ、次いでそれから耐火レンガを成形
し、引き続き焼成する。先行する焼結工程ゆえに、焼成
工程の間に粒子の内部構造は実質的にもはや変化しな
い。それというのも、粒子の内部でも、耐火レンガのこ
の領域とその隣接する領域との間でも、実質的にもはや
反応が起きないからである。
中へ密に敷設するの際に、ロータリーキルン、殊にセメ
ントロータリーキルンの避けられないオーバリティ(Ov
alitaet)に起因する炉ジャケット中の生じる応力に関
して、問題(スポーリング等)を必然的に伴うことが明
らかになった。
89号明細書からは、スピネル形成物質を含有する粗密
なセラミック成形体が公知であるが、このスピネル形成
物質は、成形体の焼成の際にマイクロ亀裂形成(Mikror
issbildung)をもたらし、そのことによって良好な熱変
動安定性を生じるが、この際に、マイクロ亀裂形成及び
それと結びついた構造弛緩(これは焼成工程後に不可逆
的に耐火レンガ中に残留する)の間に、常温圧縮強さ
(Kaltdruckfestigkeit )は、スピネル形成物質の含有
量が増大するにつれ連続的に減少する。このスピネル含
有耐火レンガが実際は実績があるにもかかわらず、幾度
も使用する場合に焼成工程での常温圧縮強さが減少する
結果、同様に、応力抵抗性に関して問題を生じる。
形体を、改善された応力抵抗性を生じるように更に形成
するという課題を基礎とする。
り、実質的に化学量論比でその混合成分を混合後に個々
の粒子を成形し、成形体の製造のために使用される成形
体全混合物に、焼成工程の前に、混合粒子として、反応
していない状態で添加し、混合粒子中のジルコニウム酸
カルシウム形成物質の含有率は、ZrO2 として表わし
て、成形体全混合物に対して1.5〜19重量%である
ことによって解決される。
keitsindex)SEIが≦550N/mm2 であり、その
際、σwdは熱膨張応力をN/mm2 で表し、σwは許容
オーバリティ応力をN/mm2 で表し、KDFはN/m
m2 で表される成形体の常温圧縮強さを表し、σwdもし
くはσw は次の関係式を満たし;
表し、Dmax はDIN51053(Blatt 1 )による荷
重軟化試験(Druckerweichungsversuch )での円筒状試
料体の最大膨張を%で表し、T0 は荷重軟化試験におい
て試料体の最大膨張を生じる温度を℃で表し、Kzul.は
許容係数を表し、この許容係数は半径2.25m、半径
方向への成形体の高さ(レンガ高さ)250mm及び炉
ジャケットオーバリティ0.4%を有するロータリーキ
ルンの場合に0.67・10-3を算出するような構成で
あることを特徴とする。
リティに関しては、これと僅かに相違する値が生じるに
すぎない。
0mmの粒子フラクションであると定めることもでき
る。
0.5〜2.0mmの粒子フラクションであると定めら
れている。
の混合粒子の含有率がZrO2 で表して15重量%まで
であることでも際立っている。
混合粒子が、焼成工程の間にジルコニウム酸カルシウム
を形成する少なくとも1種のジルコニウム酸カルシウム
形成物を、金属酸化物、金属水酸化物、金属炭酸塩及び
/又は金属塩として有することを特徴としている。
成形体を耐火材料として、殊にロータリーキルン又は類
似の装置の内張りのために使用することにも関する。
物質を有する未反応の形の混合粒子を、成形体全混合物
に、焼成工程の前に添加することによって、この応力感
度指数が≦550N/mm2 である程度に応力感度指数
を明らかに低めることを達成する意外な知識に基づいて
いる。このことは、意外にも、ドイツ国特許(DE−P
S)第3527789号明細書による構成におけるのと
は明らかに異なり、本発明による混合粒子の場合は、不
釣り合いに大きいKDF低下によって特性付けられる構
造障害を生じずに、KDFが開放気孔率の典型的な規則
性に従うことによって達成される。焼成工程での常温圧
縮強さがドイツ国特許(DE−PS)第3527789
号明細書による構成とは対照的に安定化されることによ
って、応力感度指数は、請求項2項に記載の式から明ら
かなように発明本質的に減少する。
は、本発明により使用される成形体をロータリーキルン
の内張りに使用する際に、この種類の技術水準において
認められる機械的に条件づけられたスポーリング現象を
明らかに減少する。このことによって、技術水準の実質
的な問題は、この種類の耐火内張りの耐用時間を明らか
に増加しながら解決される。
詳細に説明する次の記載から明らかになる。
ラム表示での図面は、クリンカーの形のもしくは混合物
としてのCaZrO3 添加物の機能としての、応力感度
指数を示す。
先ず、最大粒子4mm及びフラー曲線(Fuller-Kurve)
による粒度分布を有する焼結マグネシアから基本バッチ
を製造した。この基本バッチに、ジルコニウム酸カルシ
ウムに相当する化学量論比で次の表に相当する酸化ジル
コニウム及びチョークを混合及び圧縮することにより製
造された平均粒径0.5〜2mmを有する混合粒子を、
5〜25重量%の割合で混合した; 酸化ジルコニウム チョーク [重量%] [重量%] Al2 O3 0.1 CaO 0.2 >98.0(強熱減量なし) SiO2 0.5 Fe2 O3 0.5 ZrO2 96.6 HfO2 2.1 混合物に必要量のリグニンスルホン酸塩を加え、≧12
0MPaの単位圧縮圧で圧縮し、乾燥させ、ジルコニウ
ム酸カルシウムの形成温度より上でありここで示した実
施例では1650℃である焼結温度で焼成した。
及び粒子フラクションに依存する。応力感度指数(SE
I)は、図面から読みとれるように広い範囲で変化しう
る。
い耐性を有する慣例の温度変動安定性のレンガの種類と
比較して、このレンガはSEI値の強烈な減少を示す。
質的な利点は、応力感受性を著しく最小限に減らすこと
の他に、レンガの他の成分、特にCaO含有成分との化
学的反応が起きえないことである。それというのも、混
合粒子はレンガ焼成の際には既に完全にジルコニウム酸
カルシウムに反応しきっているからである。マグネシア
焼結物の他の成分、例えばCaOはZrO2 の存在によ
って影響されず、低融点化合物、例えばモンチセライト
又はメルウィナイトの形成は妨げられる。
定化されていないZrO2 及び種々異なる安定化度を有
するZrO2 並びにCaO形成物から製造される混合粒
子を用いても得られる。
火レンガは、著しい熱機械的応力が溶融段階による熱化
学的負荷と組合わさって生じる全てのところで有利に使
用される。これには、例えばセメント、石灰、ドロマイ
ト及びマグネサイトを製造するためのロータリーキルン
の焼結帯もしくは移行帯、並びに鉄−及びNE−金属工
業の溶融容器及び処理容器及び連続鋳造用セラミックス
も当てはまる。
する記載は、水酸化物及び/又は塩を使用する場合に、
酸化物に対して相当する質量当量に関するということを
更に記載しておく。
明らかにされた本発明の特徴は、単独で又は任意に組み
合わせて、本発明をその種々異なる実施態様で実現する
ために重要である。
てのCaZrO3 添加物の機能としての、応力感度指数
を示す図である。
Claims (7)
- 【請求項1】成形体の製造のために使用される成形体全
混合物(バッチ)中に、0.5〜1.1のCaO対Zr
O2 のモル比でジルコニウム酸カルシウム形成物質を有
する>0.3mmの粒子フラクションの粒子を含有す
る、殊にロータリーキルン又は類似の装置を内張りする
ための、マグネシア及び/又は焼成ドロマイトを基礎と
する耐火性の粗密なセラミック成形体において、実質的
に化学量論比でその混合成分を混合後に個々の粒子を成
形し、成形体の製造のために使用される成形体全混合物
に、焼成工程の前に、混合粒子として、反応していない
状態で添加し、混合粒子中のジルコニウム酸カルシウム
形成物質の含有率は、ZrO2 として表わして、成形体
全混合物に対して1.5〜19重量%であることを特徴
とする、粗密なセラミック成形体。 - 【請求項2】式: SEI=σwd+σw −KDF により求められる応力感度指数SEIが≦550N/m
m2 であり、その際、σwdは熱膨張応力をN/mm2 で
表し、σw は許容オーバリティ応力をN/mm2で表
し、KDFはN/mm2 で表される成形体の常温圧縮強
さを表し、σwdもしくはσw は次の関係式を満たし; 【数1】 その際、Ed は動的弾性率をN/mm2 で表し、Dmax
はDIN51053による荷重軟化試験での円筒状試料
体の最大膨張を%で表し、T0 は荷重軟化試験において
試料体の最大膨張を生じる温度を℃で表し、Kzul.は許
容係数を表し、この許容係数は半径2.25m、半径方
向への成形体の高さ(レンガ高さ)250mm及び炉ジ
ャケットオーバリティ0.4%を有するロータリーキル
ンの場合に0.67・10-3を算出するような構成であ
ることを特徴とする、請求項1記載の成形体。 - 【請求項3】混合粒子が0.3〜0.4mmの粒子フラ
クションであることを特徴とする、請求項1又は2記載
の成形体。 - 【請求項4】混合粒子が0.5〜2.0mmの粒子フラ
クションであることを特徴とする、請求項3記載の成形
体。 - 【請求項5】成形体全混合物中の混合粒子の含有率がZ
rO2で表わして15重量%までであることを特徴とす
る、請求項1から4までのいずれか1項記載の成形体。 - 【請求項6】混合粒子が、焼成工程の間にジルコニウム
酸カルシウムを形成する少なくとも1種のジルコニウム
酸カルシウム形成体を、金属酸化物、金属水酸化物、金
属炭酸塩及び/又は金属塩として有することを特徴とす
る、請求項1から5までのいずれか1項記載の成形体。 - 【請求項7】殊にロータリーキルン又は類似の装置を内
張りするための耐火材料としての、請求項1から6まで
のいずれか1項記載の粗密なセラミック成形体の使用。
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