JPH10245284A - Magnesian and calcian refractory - Google Patents
Magnesian and calcian refractoryInfo
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- JPH10245284A JPH10245284A JP6923697A JP6923697A JPH10245284A JP H10245284 A JPH10245284 A JP H10245284A JP 6923697 A JP6923697 A JP 6923697A JP 6923697 A JP6923697 A JP 6923697A JP H10245284 A JPH10245284 A JP H10245284A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は塩基性耐火物である
マグネシア質およびカルシア質耐火物の改良に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to improvement of basic refractories of magnesia and calcia.
【0002】[0002]
【従来の技術】マグネシアやカルシアは、融点が高いこ
とや耐スラグ侵食性に優れていることなどから、それら
を原料とする耐火物は塩基性耐火材料として鉄鋼業をは
じめ広く使用されている。2. Description of the Related Art Magnesia and calcia have a high melting point and excellent slag erosion resistance. For this reason, refractories made from these materials are widely used as basic refractory materials in the steel industry and other industries.
【0003】しかし、このマグネシアとカルシアの粉体
は焼結し難いため緻密な焼結体を得にくく、かつ熱膨張
率が高いため、耐火物として使用する場合、粒界がスラ
グに侵食され、また強度の低下も生じるなどの欠点もあ
り、そのため使用寿命が短くなっている。また、マグネ
シアとカルシアは吸水性があり、これら粉体とその粉体
の焼結体である耐火物を構成成分とする耐火物の製造
時、搬送時および使用時において水和してしまうため、
これら材料を使用した耐火物の使用寿命短縮の要因の一
つとなっている。特に水和し易いカルシアの場合では、
その使用も制限され、応用範囲が限定されている。However, the magnesia and calcia powders are difficult to sinter, so that it is difficult to obtain a dense sintered body, and because of their high coefficient of thermal expansion, when used as a refractory, grain boundaries are eroded by slag. In addition, there is a drawback such as a decrease in strength, which shortens the service life. In addition, magnesia and calcia are water-absorbing, and since these powders and the refractory which is a sintered body of the powder as a constituent are hydrated during production, transportation and use,
This is one of the factors for shortening the service life of refractories using these materials. Especially in the case of calcia which is easy to hydrate,
Its use is also limited and its application range is limited.
【0004】上述の欠点を改善するために、近年、いろ
いろの研究がされている。マグネシアについては、高純
度の原料を用いて、高密度の電融マグネシアクリンカー
が製造されている。この電融マグネシアクリンカーは、
耐スラグ侵食性についてはある程度の改善効果が得られ
るものの、耐水和性については未だ十分改善されていな
い。また、マグネシアに焼結助剤を添加することによ
り、その焼結性を改善する方法は有効な手法の一つと考
えられ、例えばチタニア粉体の添加による方法(特公平
2-62508号公報)が行われている。一方、カルシアにつ
いては、その耐水和性の改良を目的にしてその表面にア
ルミニウム、クロム、チタン、ジルコニウムなどの金属
やシリコン、ホウ素、炭素などの半金属をコーティング
する方法(特開平8-104574号公報)が行われている。[0004] In order to improve the above-mentioned disadvantages, various studies have been made in recent years. As for magnesia, a high-density electrofused magnesia clinker is manufactured using a high-purity raw material. This fused magnesium clinker
Although the slag erosion resistance has a certain improvement effect, the hydration resistance has not been sufficiently improved. Further, a method of improving the sinterability by adding a sintering aid to magnesia is considered to be one of the effective methods. For example, a method by adding titania powder (see
2-62508). On the other hand, calcia is coated on its surface with a metal such as aluminum, chromium, titanium, zirconium or a semimetal such as silicon, boron or carbon for the purpose of improving its hydration resistance (Japanese Patent Laid-Open No. 8-104574). Gazette).
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
特公平2-62508号公報の方法で得られたマグネシア耐火
材料は粉体を用いているためチタニア添加量が4重量%
以上と多く、焼成中にマグネシア粒の周囲に低融点化合
物であるMgTi2O5、MgTiO3やMg2TiO4が
多量に形成され、材料の高温性能、特に、耐火物として
使用する場合ではその耐スラグ侵食性が損なわれると考
えられる。また、チタニアを粉体の形で添加しているた
め、組織を均一に緻密化させることは困難であり、十分
な添加効果が得られ難い。例えば、チタニア粉体を4.87
重量%添加したマグネシア成形体を1900℃で焼成したと
ころ、かさ密度が3.53であったが、未添加の場合の3.47
と比べて効果が大きいとは言えない。However, since the magnesia refractory material obtained by the method of Japanese Patent Publication No. 2-62508 mentioned above uses powder, the amount of titania added is 4% by weight.
As mentioned above, a large amount of low melting point compounds MgTi 2 O 5 , MgTiO 3 and Mg 2 TiO 4 are formed around the magnesia grains during firing, and the high temperature performance of the material, especially when used as a refractory, It is considered that the slag erosion resistance is impaired. Further, since titania is added in the form of powder, it is difficult to uniformly densify the structure, and it is difficult to obtain a sufficient effect of addition. For example, 4.87 titania powder
When the magnesia molded body added by weight% was baked at 1900 ° C., the bulk density was 3.53.
The effect is not so large compared to.
【0006】一方、金属または半金属をコーティングし
たカルシア粉体では、所定の雰囲気中で熱処理して金属
反応物の被膜層を形成させなければ、耐水和性が得られ
ない。しかし、この被膜したカルシアは、被膜層の金属
反応物の種類によっては使用が限定される。また、コー
ティング用の金属は酸化物と比べ非常に高価なものであ
るため、処理したカルシアのコストが高くなることが予
想される。On the other hand, in the case of calcia powder coated with a metal or metalloid, hydration resistance cannot be obtained unless a heat treatment is performed in a predetermined atmosphere to form a coating layer of a metal reactant. However, the use of this coated calcia is limited depending on the type of metal reactant in the coating layer. Also, the cost of the treated calcia is expected to be high because the metal for coating is very expensive compared to the oxide.
【0007】このように従来の技術はやや改良された点
はあるとはいえ、焼結性や、耐水和性や製造性はまだ不
十分であり、更なる改良を行った優れたマグネシア質お
よびカルシア質耐火物が求められている。As described above, although the prior art is somewhat improved, the sinterability, hydration resistance and manufacturability are still inadequate. There is a need for calcia refractories.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明者らは、マグネシアやカルシアの粉体表面
に均一なチタニア層を形成させることを見出し、焼結
性、耐水和性に優れたマグネシア質およびカルシア質耐
火物を得ることができた。すなわち、本発明はマグネシ
ア質およびカルシア質原料の表面にチタニア層が形成さ
れていることを特徴とするマグネシア質およびカルシア
質耐火物であり、特に、そのチタニア層がチタン系有機
金属化合物またはコロイド状チタニアを被覆、乾燥、熱
処理して得られたものであることを特徴とするマグネシ
ア質およびカルシア質耐火物である。Means for Solving the Problems In order to achieve the above-mentioned object, the present inventors have found that a uniform titania layer is formed on the surface of magnesia or calcia powder, and the sinterability and hydration resistance And excellent magnesia and calcia refractories were obtained. That is, the present invention is a magnesia and calcia refractory characterized in that a titania layer is formed on the surface of a magnesia and calcia material, and in particular, the titania layer is a titanium-based organometallic compound or a colloidal material. A magnesia and calcia refractory characterized by being obtained by coating, drying and heat treating titania.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】本発明に使用するマグネシア質お
よびカルシア原料は、通常の耐火物原料であるマグネシ
アとカルシアの他に、水酸化マグネシウム、炭酸マグネ
シウム、水酸化カルシウムおよび炭酸カルシウムなどの
分解によるものおよび焼結や電融によるものを用いるこ
とができる。また、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシ
ウム、水酸化カルシウムおよび炭酸カルシウム粉体を直
接使用し、その表面に有機チタン化合物をコーティング
した後、加熱焼結することもできる。マグネシア質およ
びカルシア原料はそれぞれ単独でも、あるいは両者でマ
グネシア-カルシア質耐火物とすることも可能である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The magnesia and calcia raw materials used in the present invention are obtained by decomposing magnesium hydroxide, magnesium carbonate, calcium hydroxide, calcium carbonate and the like, in addition to magnesia and calcia, which are ordinary refractory raw materials. And those obtained by sintering or electrofusion can be used. Alternatively, magnesium hydroxide, magnesium carbonate, calcium hydroxide, and calcium carbonate powder can be directly used, and the surface thereof can be coated with an organic titanium compound and then heated and sintered. The magnesia and calcia raw materials can be used alone or in combination to form a magnesia-calcia refractory.
【0010】本発明ではチタニア層をこれら原料表面に
形成するものであるが、特にコーティング物質として、
チタン系有機金属化合物および水系のコロイド状チタニ
アを使用したものが被覆後の特性のよいものが得られ
る。チタン系有機金属化合物にはアルコキシド、アシレ
ートやキレートなどがあるが、そのいずれを使用しても
かまわない。コロイド状チタニアは単に微細なチタニア
を水に懸濁したものでもよい。In the present invention, a titania layer is formed on the surface of these raw materials.
Those using a titanium-based organometallic compound and an aqueous colloidal titania can provide a coating having good properties after coating. Titanium-based organometallic compounds include alkoxides, acylates and chelates, and any of them may be used. The colloidal titania may be simply a suspension of fine titania in water.
【0011】本発明ではコーティング量をチタニアに換
算して0.1〜2重量%とする。0.1重量%未満の場合では
焼結性、耐水和性等などの十分な効果が現れない。ま
た、2重量%を超えても更なる効果が得られ難く、しか
も、前述のように材料中に多量の低融点の化合物が生成
して逆効果である。In the present invention, the coating amount is 0.1 to 2% by weight in terms of titania. If the amount is less than 0.1% by weight, sufficient effects such as sinterability and hydration resistance cannot be obtained. Further, even if the content exceeds 2% by weight, it is difficult to obtain a further effect, and as described above, a large amount of a compound having a low melting point is generated in the material, which is an adverse effect.
【0012】本発明のマグネシア質およびカルシア質耐
火物の製造法は、原料としてチタニア層をコーティング
した原料を使用する以外は従来のものと全く同様にして
行われる。The method for producing magnesia and calcia refractories of the present invention is carried out in exactly the same manner as in the prior art except that a raw material coated with a titania layer is used as a raw material.
【0013】[0013]
【実施例】以下に本発明の詳細について実施例をもって
説明する。使用するマグネシアとカルシアは炭酸マグネ
シウムおよび炭酸カルシウムを1000℃で1時間仮焼して
得られたマグネシアとカルシアを使用した。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described below with reference to embodiments. Magnesia and calcia obtained by calcining magnesium carbonate and calcium carbonate at 1000 ° C. for 1 hour were used.
【0014】チタン系有機金属化合物としてはジ-i-プ
ロポキシ・ビス(アセチルアセトナト)チタン Ti[OCH(CH3)2]2[OC(CH3)CHCOC
H3]2 を使用した。As the titanium-based organometallic compound, di-i-propoxybis (acetylacetonato) titanium Ti [OCH (CH 3 ) 2 ] 2 [OC (CH 3 ) CHCOC
H 3 ] 2 was used.
【0015】このチタン系有機金属化合物の所定量をエ
チルアルコールで稀釈し、この溶液にマグネシアおよび
カルシアの粉体を入れ撹拌した後、脱溶媒してその表面
に均一にコーティングした。このコーティングしたマグ
ネシアおよびカルシア粉体をそれぞれ100℃で5時間乾燥
後、50φ×20mmの円柱形に成形した。こうして得られた
成形体を1400℃〜1700℃で2時間焼成した。なお、比較
試料としてコーティングしない粉体を用いて同様に焼成
したものも作製した。A predetermined amount of the titanium-based organometallic compound was diluted with ethyl alcohol, and magnesia and calcia powders were added to the solution, stirred, desolvated, and uniformly coated on the surface. The coated magnesia and calcia powders were each dried at 100 ° C. for 5 hours, and then formed into a column of 50 × 20 mm. The molded body thus obtained was fired at 1400 ° C. to 1700 ° C. for 2 hours. In addition, what was similarly fired using uncoated powder as a comparative sample was also manufactured.
【0016】水和性試験は、マグネシア試料については
各温度で焼成したものを温度80℃の水中に入れ、各試料
の重量増加率によりその耐水和性を評価した。また、カ
ルシア試料は、温度40℃の飽和水蒸気中に静置し、各試
料の重量増加率によりその耐水和性を評価した。それぞ
れの結果を表1および2に示す。なお、コーティングし
ないマグネシアを使用した比較例4の試料は崩壊してし
まった。In the hydration test, magnesia samples fired at each temperature were placed in water at a temperature of 80 ° C., and the hydration resistance of each sample was evaluated based on the weight increase rate of each sample. The calcia samples were allowed to stand in saturated steam at a temperature of 40 ° C., and the hydration resistance was evaluated based on the weight increase rate of each sample. The results are shown in Tables 1 and 2. In addition, the sample of Comparative Example 4 using magnesia without coating collapsed.
【0017】本発明のマグネシアおよびカルシア粉体表
面にチタニア層を形成させて焼成した耐火物は、被覆層
を形成しない比較例に比べて気孔率が大幅に減少し、か
さ密度が高くなると共に、耐水和性が著しく向上してい
ることが判る。The refractory of the present invention obtained by forming a titania layer on the surface of magnesia and calcia powder and firing it has a significantly reduced porosity and a higher bulk density than the comparative example in which no coating layer is formed. It can be seen that the hydration resistance is significantly improved.
【0018】[0018]
【表1】 [Table 1]
【0019】[0019]
【表2】 [Table 2]
【0020】[0020]
【発明の効果】本発明によって、従来のマグネシア質お
よびカルシア質耐火物に比べて、非常に均一かつ緻密な
組織形成が可能になったことで、耐火物の焼結性と耐水
和性が大幅に改善され、耐火物としての使用寿命が延長
できると同時に、応用範囲がさらに広げられると期待で
きる。また、製造手段が簡単でかつ比較的低温焼成が可
能であるため、この材料の生産性の向上やコストの削減
に有効である。According to the present invention, a very uniform and dense structure can be formed as compared with the conventional magnesia and calcia refractories, so that the sinterability and hydration resistance of the refractories are greatly improved. It can be expected that the service life as a refractory can be extended and the range of application can be further expanded. Further, since the manufacturing means is simple and relatively low-temperature firing is possible, it is effective for improving the productivity of this material and reducing the cost.
Claims (2)
面にチタニア層が形成されていることを特徴とするマグ
ネシア質およびカルシア質耐火物。1. A magnesia and calcia refractory, wherein a titania layer is formed on the surface of a magnesia and calcia material.
たはコロイド状チタニアを被覆、乾燥、熱処理して得ら
れたものであることを特徴とする請求項1記載のマグネ
シア質およびカルシア質耐火物。2. The magnesia and calcia refractory according to claim 1, wherein the titania layer is obtained by coating, drying and heat-treating a titanium-based organometallic compound or colloidal titania.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6923697A JPH10245284A (en) | 1997-03-05 | 1997-03-05 | Magnesian and calcian refractory |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6923697A JPH10245284A (en) | 1997-03-05 | 1997-03-05 | Magnesian and calcian refractory |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10245284A true JPH10245284A (en) | 1998-09-14 |
Family
ID=13396918
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6923697A Pending JPH10245284A (en) | 1997-03-05 | 1997-03-05 | Magnesian and calcian refractory |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10245284A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005255491A (en) * | 2004-03-12 | 2005-09-22 | Kyocera Corp | Tool for firing and method of manufacturing sintered compact using the same |
CN100348536C (en) * | 2002-08-30 | 2007-11-14 | 武汉科技大学 | Antihydration MgO-CaO clinker and its preparation method |
-
1997
- 1997-03-05 JP JP6923697A patent/JPH10245284A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100348536C (en) * | 2002-08-30 | 2007-11-14 | 武汉科技大学 | Antihydration MgO-CaO clinker and its preparation method |
JP2005255491A (en) * | 2004-03-12 | 2005-09-22 | Kyocera Corp | Tool for firing and method of manufacturing sintered compact using the same |
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