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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- JPH101358A JPH101358A JP9046163A JP4616397A JPH101358A JP H101358 A JPH101358 A JP H101358A JP 9046163 A JP9046163 A JP 9046163A JP 4616397 A JP4616397 A JP 4616397A JP H101358 A JPH101358 A JP H101358A
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- C04B35/043—Refractories from grain sized mixtures
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- F27B7/20—Details, accessories, or equipment peculiar to rotary-drum furnaces
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 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。
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
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、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。
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。
【０００２】
【従来の技術】米国特許（ＵＳ−ＰＳ）第４８４９３８
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。
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。
【０００３】この種の耐火レンガは、ロータリーキルン
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。
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。
【０００４】ドイツ国特許（ＤＥ−ＰＳ）第３５２７７
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。
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。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、この種の成
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。
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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
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。
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。
【０００７】本発明によれば、成形体は、特に、式： ＳＥＩ＝σwd＋σw −ＫＤＦ により求められる応力感度指数（Spannungsempfindlich
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；
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；
【０００８】
【数２】
【０００９】その際、Ｅd は動的弾性率をＮ／ｍｍ2 で
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。
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。
【００１０】他の慣例の炉直径、レンガ高さ及びオーバ
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。
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。
【００１１】本発明によれば、混合粒子が０．３〜４．
０ｍｍの粒子フラクションであると定めることもでき
る。
０ｍｍの粒子フラクションであると定めることもでき
る。
【００１２】本発明のもう一つの態様は、混合粒子が
０．５〜２．０ｍｍの粒子フラクションであると定めら
れている。
０．５〜２．０ｍｍの粒子フラクションであると定めら
れている。
【００１３】本発明による成形体は、成形体全混合物中
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。
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。
【００１４】本発明による成形体のもう一つの態様は、
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。
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。
【００１５】本発明は、本発明による粗密なセラミック
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。
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。
【００１６】本発明は、ジルコニウム酸カルシウム形成
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。
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。
【００１７】本発明により得られた応力感度指数の低下
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。
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。
【００１８】本発明の更なる特徴及び利点は、実施例を
詳細に説明する次の記載から明らかになる。
詳細に説明する次の記載から明らかになる。
【００１９】この際に、ただ一つの図からなるダイアグ
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。
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。
【００２０】
【実施例】粗密なセラミック成形体を製造するために、
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。
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。
【００２１】得られた物理的特性は、混合粒子の添加量
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。
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。
【００２２】ケイ酸カルシウム化合物の攻撃に対して高
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。
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。
【００２３】本発明による粗密なセラミック成形体の実
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。
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。
【００２４】実施例によって前記した同様の結果が、安
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。
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。
【００２５】本発明により製造された成形体もしくは耐
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。
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。
【００２６】成形体全混合物中の混合粒子の含有量に関
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。
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。
【００２７】発明の詳細な説明並びに特許請求の範囲で
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。
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。
【図１】これは、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
を示す図である。
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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハンス−ユルゲン クリシャット ドイツ連邦共和国 37083 ゲッティンゲ ン シラーストラーセ 51
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。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19607605A DE19607605C2 (de) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | Verfahren zur Herstellung eines grobkeramischen Förmkörpers auf der Basis von Magnesia und/oder gebranntem Dolomit und dessen Verwendung |
| DE19607605.6-45 | 1996-02-29 | ||
| PCT/DE1997/001158 WO1998055423A1 (de) | 1996-02-29 | 1997-06-05 | Grobkeramischer formkörper auf der basis von magnesia und/oder gebranntem dolomit und dessen verwendung |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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