JPH01197315A - 水酸化カルシウム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水酸化カルシウムに関する。さらに詳しくは、
製鋼炉用耐大物の原料として好適な高純度、高密度カル
シ、ア焼結体（カルシアクリンカ−）を製造するに好適
な水酸化カルシウムに関する。

従来、製鋼炉用耐火物の原料としては高純度、高密度マ
グネシアクリンカ−又はマグネシア・カルシア系タリン
力−が多く使用されている。

しかしながら、近年製鋼分野においてクリーンステイー
ル化が指向されており、製鋼技術において溶銑予備処理
法あるいは炉外精錬法等が採用され、さらには操業条件
が苛酷化されるようになってきており、そのような分野
での使用に充分に耐える耐火物の開発が要望されている
。

カルシア質耐火物は、脱燐及び脱硫作用を有し、高温度
域での蒸気圧が低く且つ耐スポーリング性が大きいこと
が知られており、溶銑予備処理法あるいは炉外精錬法等
に使用し得る耐火物として以前より研究が進められてい
るもの−である。

しかしながら、カルシア質耐火物は耐消化性の低い欠点
を有しているため、カルシア質耐火物の工業的利用分野
の拡大にはその耐消化性を改善することが必要とされる
。耐消化性の改善には、従来種々の方法が提案されてい
るがそれらはいずれも消化防止剤を添加する方法である
。例えば、・Ｆ　ｅ　、Ｏ，−ＭｇＯ−Ｓ　ｉ　Ｏ，系
成分を添加する方法（特開昭４・９−１１８７０６号公
報参照）、Ｓ　ｉ　ＯＨ−Ｆ　ｅ　２０３−Ａ　ｔ、、
ｏ、又はＳｉｎ、−Ｆｅ１０３−ＭｇＯ系成分とＢ１０
．成分を一緒に添加する方法（特開昭５７−１４９８５
３号公報参照）　、Ｔ　ｕ　Ｏ！　、Ｓ　Ｉ　Ｏ！　、
Ａ　Ｉ　！　Ｏｓ及びＢ、Ｏｒ皮成分うちの一種とＣａ
Ｆ、を添加する方法（特開昭５６−１４４５７号公報参
照）である。このような消化防止剤はＣａＯと低融点化
合物を生成し、高温度加熱によって液相化してカルシア
結晶周囲を薄膜として被覆し、カルシアの消化性を改善
するものと考えられている。

しかしながら、消化防止剤を添加して製造したカルシア
質耐火物は不純物として存在する低融点化合物の存在に
よって、他方では新たな欠点すなわち熱間強度および高
温安定性の低下を持つに至るため、消化防止剤の添加は
カルシア質耐火物の消化性を改善するがカルシア質耐火
物の本来の優れた特性を劣化させる結果となっている。

本発明の目的は高純度・高密度カルシア焼結体（カルシ
アクリンカ−）を製造するに好適な水酸化カルシウムを
提供することにある。

°本発明の他の目的は、高純度・高密度で且つ優れた耐
消化性を示すカルシア焼結体を与える水酸化カルシウム
を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は高純度・高密度で且つ熱間強
度および高温安定性に優れたカルシア焼結体を与える水
酸化カルシウムを提供することにある。

本発明のさらに他の目的は灼熱基準でＣａＯ含量が少く
とも９７．５重量％であり且つ嵩密度が３．０ｇ／ｃｍ
’以上である高密度・高密度カルシア焼結体を製造する
に好適な水酸化カルシウムを提供することにある。

本発明のさらに他の目的および利点は以下の説明から明
らかとなろう。

本発明によれば、上記本発明の目的および利点は、組成
が、灼熱基準で、重量％で表わして、Ｃａ　Ｏ９７，５
以上 Ｍ　ｇ　Ｏ１，０以下 ５ｉ０２　　　　　０．２以下 Ｆｅ、０．　　　　０．１以下 Ａｌ２Ｏ３０，１以下 ＢｚＯｘ　　　　　　Ｏ，０５以下 であり、且つ全体の９５重量％以上が３２５メツシユ通
過の粒度を有する高純度水酸化カルシウムによって達成
される。

本発明によれば、上記組成の高純度水酸化カルシウムは
、石灰の原料である例えば石灰石あるいは炭酸カルシウ
ム等を■焼して得た生石灰あるいは酸化カルシウムを水
中で消化させ、得られた水酸化カシレシウムの水分散液
を分級して３２５メツシユ（タイラーメッシュ）を基準
にしてそれより大きい粒度の粒子を該水分散液から除去
する操作を経て製造することができる。本発明者の研究
によれば、上記の如く、石灰石を鍜焼し、得られた生石
灰を消化し、そして分級することにより、最初の出発原
料である石灰石が含有する不純物例えば灼熱によりＭｇ
Ｏ，Ａ　Ｉ　２０３　、Ｓ　ｉ　０Ｈ１Ｆｅ１０３等を
与える不純物を多量に除去することができ、しかもほと
んどが約０．２μ以下の微細な球状結晶粒の連結体とし
て顕微鏡観察できる微細な高純度水酸化カルシウム分散
液を製造することが明らかにされた。

本発明方法によれば、上記の如くして製造される高純度
水酸化カルシウム分散液は、水分含量が２５重量％以下
であり且つ全体の９５重量％以上が３２５メツシユのふ
るいを通過する粒度の水酸化カルシウム粒子を含有する
混合物に調節され、そのままで、あるいは生の成形体に
成形されたのち、焼結を受けて高密度・高純度カルシア
焼結体を与える。

水分含量２５重量％以下、好ましくは１５重量％以下の
上記混合物は、生の成形体に成形したのち焼結してもよ
くまた特Ｅ１１に成形操作を施すことなくそのままで焼
結してもよい。生の成形体に成形して焼結を行う場合に
はあまり高い圧力を負荷して成形した成形体を用いるこ
とは望ましくない。

生の成形体は特別な加圧操作を施さずに常圧下であるい
はせいぜい１トン／ａｍ”以下より好ましくは０．５ト
ン／ｃＩｎ２以下の加圧下で成形される。

一般に、酸化物粒子を焼結する際に、その焼結性を向上
させるには酸化物粒子の生の成形体を作る際の成形圧力
をできるだけ高くして粒子間接点を増加することが必要
であり望ましいことが知られている。例えば酸化マグネ
シウムや酸化アルミニウムからマグネシアあるいはアル
ミナ焼結体を製造する場合がそうであり、さらには石灰
石や炭酸カルシウムの粒子から直接焼結してカルシア焼
結体を製造する場合もそうである。

本発明によれば、従来のこれらの焼結操作と異なり、水
酸化カルシウムは上記の如くむしろ従来技術とは逆に粒
子間接点の少ない状態で焼結に付されて高密度の焼結体
を与える。その理由は詳らかではないが、本発明の水酸
化カルシウムが他の酸化物とは異なる密着性、粘弾性あ
るいは膨張性等を有することによるものと考えられる。

すなわち、水酸化カルシウムの生の成形体が高い密度を
有すると水酸化カルシウムの熱分解により生ずる水蒸気
が成形体内部で高くなると思われ、そのため成形体が弛
緩して焼結体に比較的大きな気孔やマイクロクランク等
を発生して密度の低い焼結体を与えるからである。

水酸化カルシウムには焼結する前に酸化カルシウムと低
融点化合物を生成しないかあるいは生成することが困難
な化合物例えばＺｒＯ２、ＭｇＯ１ＮｉＯあるいはＴｉ
ｅ、等を混入せしめることができる。かかる添加剤は本
発明の高純度の水酸化カルシウムを用いるため、カルシ
アの消化防止剤としてというよりもむしろカルシアの焼
結助剤として作用するものと信じられる。添加剤は例え
ば分級された水酸化カルシウムの分散液（懸濁液又は乳
液）に添加することができ、分級されざら楓濾過されて
水分含量２５重量％以下に調節された水酸化カルシウム
のケーキに添加、混練することができあるいは場合によ
っては分級された乾燥水酸化カルシウム粉末に添加し粉
体混合することもできる。分散液に添加するのが好まし
い。添加剤は通常灼熱基準で０．５〜１重量％使用する
ことができる。

焼結は１８００℃以上、好ましくは１９００℃〜２１０
０°Ｃで行なわれる。この焼結によってカルシア結晶の
成長が充分に行なわれまた少量であるが存在する不純物
あるいは添加剤の均一な分布が達成される。

かくして、本発明の水酸化カルシウムを用いての上記焼
結方法によれば、組成が、灼熱基準で、重量％で表わし
て、 Ｃａ　Ｏ９７，５以上 Ｍ　ｇ　Ｏ１，０以下 ５ｉＯａ　　　　　　Ｏ０２以下 Ｆｅ、０３　　　　０．１以下 Ａｌ５ｏ３　　　０．１以下 ８１０３　　　　　０．０５以下 であり、且つ嵩密度が３．０ｇ／ｃｍ３以上である高密
度、高純度カルシア焼結体を製造することができる。

上記カルシア焼結体は、好ましくは灼熱基準で、ＣａＯ
に関しＣａＯ含量が９８重量％以上であり、Ｆｅ２Ｏ３
に関しＦｅ１ｏｎ含量が０．０５重量％以下であり、Ａ
Ｉ、０３に関しＡＩ！０．含量が０．０５重量％以下で
ある。

また、上記カルシア焼結体は好ましくは３．０５９／ｃ
ｍ”以上の嵩密度を有している。

上記カルシア焼結体はカルシア結晶の粒径および存在し
得る細孔についても特徴的な側面を備えている。上記カ
ルシア焼結体は好ましくは６０μ以上特に好ましくは８
０μ以上の平均カルシア結晶粒径を有しており、また細
孔については細孔径ｌμ以下の細孔の量が好ましくは４
０％以上特に好ましくは５０％以上のものである。

以下実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本
発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではな
い。実施例中％は重量％を意味している。

なお、本発明における種々の測定法および物性値は下記
のとおりである。

ｌ）　平均結晶粒径 学振法３“÷ダネシアクリンカー中のペリクレースの大
きさの測定とその記載方法″の測定方法に準じて測定し
た。

カルシア焼結体の研摩面を走査型電顕により観察し、代
表的と思える３箇所の２次電子像を倍率×２００で撮影
し、その写真中に含まれる約５０ケのＣａＯ結晶径を測
定し、その平均値を平均結晶粒径とした。

２）　重量増加率 学振法７ドロマイトクリンカーの消化性試験方法、（■
）オートクレーブによる方法、に準じて測定しＩ；。

３）　熱間抗折強度 カルシア焼結体を破砕後、粒径２９７〜１５０μｍの粒
子３０重量％、粒径１．４９〜７４μｍの粒子１５重量
％、粒径７４μｍ以下°の粒子５５重量％になるように
粒度配合し、これを５００　ｋｇ／ｃｍ”で加圧成形し
ｖ１７００°Ｃで１時間焼成してカルシア単味ブロック
を作製した。このブロックの１４００°Ｃにおける熱間
強度を測定して熱間抗折強度とした。

４）　細孔径分布 本測定は水銀圧入法と呼ばれる方法により行なった。カ
ルシア焼結体を３〜５＋ｎｍに破砕した後水銀に浸し、
水銀にかける圧力を次第に増していくと、水銀はその圧
力に応じて次第に小さな細孔へ浸入していく。浸入量と
圧力の関係から細孔径分布を算出した。

５）　嵩密度（かさ比重） 日本学術振興会第１２４委員会試験法分科会において決
定された“学振法２マグネシアクリンカ−の見掛気孔率
、見掛は比重及びかさ比重の測定方法”　（１９８１年
版耐火物手帳参照）に準じ、下記の計算式より求めた。

Ｗｌ：　　クリンカーの乾燥重量（ｇ）Ｗ２：　白灯油
で飽和した試料の白灯油中の重量（ｇ） Ｗ、二　白灯油で飽和した試料の重量（ｇ）Ｓ　：　測
定温度における白灯油の比重（９／ｃｍ”　） ６）化学組成 日本学術振興会第１２４委員会試験法分科会において決
定された“学振法ｌマグネシアクリンカ−の化学分析方
法”（１９８１年版耐火物手帳参照）に準じて測定した
。

特にＢ２０．の分析に関しては同委員会に検討の上学振
法として採用されたクルクミン（吸光光度法により行な
った。

実施例１ 灼熱基準でＣａＯ　９７．７３％、ＭｇＯ０，６１％、
５ｔｏｔ０．８４％、Ｆｅ、０，０．０９％、ＡｌｚＯ
ｓｏ、２４％、Ｂ１０，０．０２％の化学組成を有する
石灰石を１１００°Ｃにて３時間加熱し生石灰を生成し
た。この生石灰を脱炭酸処理した上水にて消化させた。

その際の混合溶液の温度は８０℃であった。更に、該消
化物を遠心分離機により処理し、３５０メツシュ通過率
９５％以上の微細水酸化カルシウムを得た。この分級精
製物の化学組成は灼熱基準でＣａＯ９８，７８％、Ｍｇ
Ｏ０，５９％、Ｓ　ｉ０２０．０５％、Ｆａｔ’ｓ　　
Ｏ，０２％、Ａｔ、Ｏｓ０．０３％、８２０３０．０２
％であった。

参考例１ 上記実施例１で得た水酸化カルシウムの精製水酸化カル
シウム溶液中に添加剤としてＴｉ０１焼結体に０．８％
含有するように混合した後、水分含有量ｌＯ％に乾燥し
た。この乾燥物を５００ｋｇ／ｃｍ’の圧力で成形し、
１９００°Ｃにて加熱焼結させた。該カルシア焼結体の
化学組成及び諸性質を第１表に示した。

その代表的微構造は図−１として添付した写真に示した
。

第１表 参考例２ 実施例１で得たと同じ精製水酸化カルシウム乾燥粉体を
、消化防止剤を添加することなしに５００　ｋｇ／　ｃ
ｍ２の圧力にて成形後１８００°Ｃにて焼結した。この
カルシア焼結体の化学組成並びに諸性質を第２表に示し
た。

第２表 比較参考例１ 灼熱基準で第３表に示した化学組成の水酸化カルシウム
を用いて、参考例１と同様にしてカルシア焼結体を得た
。得られたカルシア焼結体の性質を第３表に合せて示し
た。

第３表

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１で得られた本発明の水酸化カルシウム
からのカルシア焼結体のカルシア結晶構造を示す顕微鏡
写真である。 （他１名）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．組成が、灼熱基準で、重量％で表わして、ＣａＯ９
   ７．５以上 ＭｇＯ１．０以下 ＳｉＯ＿２０．２以下 Ｆｅ＿２Ｏ＿３０．１以下 Ａｌ＿２Ｏ＿３０．１以下 Ｂ＿２Ｏ＿３０．０５以下 であり、且つ全体の９５重量％以上が３２５メッシュ通
   過の粒度を有する、高純度、高密度カルシア焼結体を製
   造するための水酸化カルシウム。
2. ２．生石灰の原料を■焼して生石灰又は酸化カルシウム
   を生成し、 該生石灰又は酸化カルシウムを水中で消化させて水酸化
   カルシウムの水分散液を製造し、次いで該水分散液を分
   級操作に付して３２５メッシュよりも大きい粒度の粒子
   を除去する、 ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の水酸化カ
   ルシウムを製造する方法。
3. ３．上記分級操作を遠心分離により実施する特許請求の
   範囲第２項に記載の方法。