JPS5919065B2 - マグネシア−スピネル煉瓦の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱間特性、特に熱疲労特性あるいは熱間強度を
改善したマグネシア−スピネル耐火物の製造方法に関す
るものである。

各種用途に使用される耐火煉瓦は、近年の著しい技術革
新に伴って益々厳しい条件下で用いられるようになって
きた。

例えばセメントロータリーキルンにおける焼成帯中心部
の耐火煉瓦は、セメント原料および燃料からくるアルカ
リ、硫酸塩およびセメント鉱物による化学的侵食や急激
な温度変化によって損傷されたし、また、フーチング脱
着ゾーンの耐火煉瓦にあっては、化学的侵食は少ないが
フーチング着脱によって生じる温度変化による熱疲労現
象とアルカリや硫黄分の結晶や気化の繰返しによる組織
劣化を起こし、損傷された。

斜上のような背景のもとに、スピネル原料とマグネシア
クリンカ−とを組み合わせたマグネシア−スピネル質煉
瓦が開発された。

この原料用スピネルは通常マグネシアとアルミナとの等
モル比配合物から合成され、耐火物用の多結晶質スピネ
ルは焼結法または熔融合成法にて製造され、何れも理論
量としてＡｌ２Ｏ３を７０係前後含有のものであった。

ところが、このような従来のマグネシア−スピネル耐火
物では、熱間特性、特に熱疲労特定や熱間強度において
充分満足できるものではなかったのである。

特開昭４８−２８００８号公報は上述した欠点を改善す
べくスピネルの理論組成比（これは約Ｍｇ０２８係、Ａ
１２０３７２係であるが）よりＭｇＯリッチであり且つ
ＭｇＯとして８０係以下、なかでも４０〜８０係である
ような原料用スピネルであると、顕著に熱間特性を改善
することができることについて開示されている。

本発明の目的は更に一層の熱間特性の改善を得ることが
できる方法を提供せんとするものである。

すなわち本発明は高純度マグネシアクリンカ−と、スピ
ネルの理論組成比よりＭｇＯリッチであり且つＭｇＯと
して８０係以下のマグネシア−アルミナスピネルクリン
カ−とを９０／１０〜１０／９０の割合に配合する点で
は前記特開昭４８−２８００８号公報と変りがないが、
本発明では、さらに、前記混合坏土１００部に対して酸
化クロムを、０．１〜１０部添加混練して成型品となし
、これを１７００℃以上の温度で焼成する点で相異する
。

酸化クロムを上記の添加割合で混練すれば何故熱間特性
を改善できるかについては、今のところ詳細な理由につ
いて解明できていないが、その効果のほどについては後
述するとおりである。

本発明を詳述すると、つぎのとおりである。

本発明では、スピネルの理論組成比よりＭｇＯリッチで
あり且つＭｇＯとして８０係以下、なかでも４０〜８０
係であるような原料用スピネルを使用するとした理由は
、ＭｇＯとして８０係を越えると、マグネシアの熱膨張
が大きく熱スポールに弱い傾向が強調されて好ましくな
く、逆に４０係未満特に２８係以下だと、マグネシアク
リンカ−とのなじみが悪く、ひいては煉瓦組織の優れた
ものが得られないので好ましくないからである。

マグネシアクリンカ−としては、例えば海水等から人工
的に合成されたものとか、適当な方法で高純度化した純
度９５係以上であるものが好ましい。

上述の高純度マグネシアクリンカ−とマグネシア−アル
ミナスピネルクリンカ−とは９０／１０〜１０／９０の
割合となるように配合する。

この範囲を越えると、それぞれのクリンカーの性質のみ
強調され、それぞれのクリンカーの複合効果が期待でき
なくなる。

上記のマグネシアクリンカ−とマグネシア−アルミナス
ピネルクリンカ−の混合坏土１００部に対して、酸化ク
ロム０．１〜１０部を加えて適当なバインダとともに混
練成形する。

酸化クロムの不純物量が多くなると、耐火度を下げる結
果となるので望ましくは純度９０係以上のものとする。

酸化クロムの添加量が０１１倍以下であれば、その効果
が発揮できず、逆に１０部を越えると焼結が阻害され、
強固な煉瓦組成が得られず、熱間特性に悪影響を及ぼし
望ましくない。

本発明により得られる顕著な作用効果は、以下に述べる
実施例から明らかである。

表１に比較例もあわせ、本発明の実施例である原料組成
、焼成温度等を表記した。

表２にそれぞれの物性値を示した。

別図に熱間曲げ疲労クリープ曲線を示す熱間曲げ疲労ク
リープは一定の曲げ荷重を試料にかけて１４００℃〜１
２５０℃の１サイクルを３０分で昇降温を繰り返し時間
とたわみ量を、たわみ限界を越えて折れるまでプロット
したものである。

実施例２と比較例３との対比および比較例１と比較例４
との対比から、酸化クロムによる熱間強度特性に及ぼす
影響が、また実施例１〜３と比較例４との対比からスピ
ネルの理論組成比よりＭ ｇ ０１Ｊツチとする意義に
ついて明瞭となろう。

表１および図から明らかなように、熱間曲げ強度は従来
のマグネシア−スピネル煉瓦に比し約２倍の強度を有し
熱間での結合強さに優れていることがわかる。

また熱間疲労クリープ特性曲線も、たわみ量が少なく長
時間にかけて抗折強度を有していることが理解される。

この熱疲労試験結果は、実際の例えばセメントロータリ
ーキルンに使用した場合の煉瓦寿命とかなり高い相関関
係を示することか言われていることから、実施例１の煉
瓦をセメントロータリーキルン（５，４ｍφ）の焼成帯
付近に使用したところ、従来のマグクロ煉瓦に比べ約２
倍の耐用を示すことがわかった。

使用後煉瓦を切断してみるとマグクロ煉瓦は組織の緩み
があるが、本発明品は全く見られなかった。

さらに実施例２の煉瓦と比較例１を同じくセメントロー
タリーキルン（５，４ｍφ）の焼成帯に張り合わせたが
、６ケ月経過後約４０〜３０ｍｍ本発゛明品が厚く優れ
た耐用を示すことがわかった。

【図面の簡単な説明】

図は熱間曲げ疲労クリープの試験結果を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 高純度マグネシアクリンカ−と、スピネルの理論組
   成比よりＭｇＯリッチであり且つＭｇＯとして８０φ以
   下のマグネシア−アルミナスピネルクリンカ−とを９０
   ／１０〜１０／９０の割合に配合し、さらに前記混合圧
   ±ｌＯＯ部に対して酸化クロムを０．１−１０部添加混
   練して成型品となし、これを１７００℃以上の温度で焼
   成することを特徴とするマグネシア−スピネル煉瓦の製
   造法０