JPH02204354A - 耐火物 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は工業用炉等に用いられる耐火物、特に耐熱衝撃
性に研れた性質を有する耐火物に関するものである。

〔従来技術とその課題〕

耐火物は周知の如く、３つの大きな損傷原因により損耗
していく、即ち、溶損、磨耗、熱スポーリングの３損傷
で、このいずれにも優れる耐火物を得ることが、本分野
の究極の目標となっているが現実においては不可能な状
態である。例えば、ＭｇＯ焼成れんがのように溶損に強
い性質を付与すれば、耐熱スポーリング性に著しく劣り
、剥離損耗により寿命の低下をきたしている。唯一、最
近、その使用量が増しているＭｇ０−Ｃ系等のカーボン
含有れんがの場合には、その目標に一歩近づいた耐火物
とは言えるが、まだ、そのトータル寿命に対してユーザ
ーからの強い不満があることは否定できない事実である
。

また、特公昭５７−２７０５８号公報に開示されている
ように、耐火物そのものに冷熱応力を与えて耐熱スポー
リング性を向上させようとする方法もある。この方法で
は、一応、満足できる結果が得られているが、大量処理
、高温処理が要求される近年の状況からは、未だ、不満
足が残る。その原因は耐火物のマトリックス自体にクラ
ックを生じさせているためであり、耐食性、耐磨耗性の
低下は避けられない。

本発明は上記従来の事情に鑑みて提案されたものであっ
て、耐食性、耐磨耗性を備えるとともに、耐熱スポーリ
ング性をも備えた耐火物を提供することを目的とする。

〔問題を解決するための手段〕

この発明は上記目的を達成するために、あらかじめ熱応
力を加えることにより、内部に微小クラックを存在せし
めた原料粒を骨材として一部又は全量使用するようにし
ている。

〔作　用〕

耐火物の粒子構造はいずれも粗粒子から微粒子にわたっ
ており、その内の骨材と言われる粗〜中粒子は、特に、
密度の向上に伴う耐食性の向上に幾分寄与しているだけ
で、強度（耐磨耗性）、耐熱スポーリング性にはほとん
ど、寄与していないと言える。一方、微粒子より構成さ
れるマトリックスは耐食性、耐磨耗性、耐スポーリング
性の３つの要素のいずれにも関与している。即ち、マト
リックスがポーラスで結合の弱い状態では当然、耐食性
、そして耐磨耗性に弱いものとなり、又、熱応力の発生
も耐火物中の骨材を起点として起こるのではなく、マト
リックスの熱勾配から起こることから考えると、マトリ
ックスの構成状態は上記、３要素を支配していると言え
る。

ここで、マトリックスを強固にして、耐食性、耐磨耗性
を上げれば、耐熱スポーリング性が劣化するのは明らか
であるが、この耐熱スポーリング性は耐食性、耐磨耗性
には、はとんど影響を及ぼさない骨材の状態にも影響さ
れる。

即ち、第１図に示すように耐火物の中での熱応力による
クラック３の伝播はマトリックス２をつきすすみ大きな
割れとなって、最終的に剥離となるが、この際、第２図
に示すように骨材粒子１はよほど大きな熱応力がかから
ない限り、割れずにそのままの形で残存する。このこと
は、通常、マトリックス２内で伝播しているクラックが
骨材の所で、曲がって選択的にマトリックスのみを伝播
していることを示すものである。当然、このクラック３
の伝播距離が短かければ、短い程、耐火物のクラック３
による剥離が早くなることにっながることは明白である
。

ここで、この骨材１にあらかじめ、内部クラックを存在
せしめ、マトリックス２から伝播して来た新たな熱応力
によるクラック３を吸収させれば、第３図に示すように
、伝播距離が長くなり、その熱応力の弱い場合には耐火
物内にて、熱応力を吸収することになる。

ここで、骨材粒に内在させる微小クシツクの量、及び大
きさは可能なかぎり多く、かつ、小さい程好ましいこと
は明らかであるが、それを機械的な応力でもって発生さ
せることは不可能に近いため、比較的コントロールのし
易い熱応力を使用する。

即ち、耐火物原料は使用前に粉砕、整粒して使用するこ
とがほとんどであるが、その際の機械的粉砕では粒は割
れるが、その粒内に、クラックを残存せしめることはで
きない。一方、使用前の骨材粒をある温度に一旦加熱し
、冷却するとその時の温度差の大小によって、骨材粒内
に肉眼では認められない微小クラックが多く発生する。

従って、クラックの量、大きさはこの加熱、冷却の温度
差をコントロールすることにより、可能となり、目的に
応じて熱処理すれば良いことになる。又、耐火物中に含
まれる上記微小クラックを内在せしめた骨材量は、その
耐火物に必要な耐スポーリング性を付与させる量のみで
十分であるが、もちろん、全量、当該粒に置き換えても
問題はない。　なお、対象となる耐火物、及び、原料粒
は上記理由により現存する全てに適用できることは言う
までもない。

Ｃ実施例〕 本発明を実施例にて示す。

なお、基本配合は次の例で以て行った。

ここで、使用したＭｇ０粒の組成は である。

基本配合に用いた粒子の内、５〜１ｍ、ｍ、１〜０．　
５ｒｒ＋ｒｎ粒をそれぞれ、あらかじめ、温度差が５０
０〜７００℃ある、第４図に示すような小型のロータリ
ーキルン１０にて処理した。この粒子は外観上、クラッ
ク等は全く認められないが、顕微鏡にて観察すると数μ
巾のクラックが１粒子内に数十〜数百本内在しているこ
とが認められた。

なお、比重を計ると、３．２７で処理前とは、はとんど
変化していないことを確認した。当処理済み骨材を基本
配合に置き換えて常法どおり、ロールミキサーにて混合
後、６５Ｘ１１４Ｘ２３０ｍｍの形状に成形した。成形
圧は８００　ｋ　ｇ　ｆ　／　ｃｍ２であった。

その後、１１０℃Ｘ２４Ｈｒ乾燥し、１７００℃で１０
Ｈｒ焼成した。このれんがの物性を実施別品■として第
１表に示す。

また、実施別品■の配合物中Ｍｇ０５〜１ｍｍの４０ｗ
ｔ％のみを処理粉とし残りは未処理粒とし、以下の工程
は実施例１と同じとした実施別品■の物性を第１表に示
す。

更に、未処理粒を使って、基本配合の通りれんがを作り
、比較例品としてその物性を第１表に示す。

第１表（物性値） 第１表から明らかなよう、実施別品■、■は比重、曲げ
強さ（耐磨耗性）、耐食性ともに従来と遜色ないにもか
かわらず、耐熱スポーリング性が格段に優れている。

〔発明の効果〕

本発明によるれんがは骨材にのみ熱応力を与えているの
で、優れた耐熱スポーリング性を示し、いずれの工業用
炉にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は耐火物中でのクラックの伝播
状況を示す図であり、第４図は本願耐火物に使用する原
料粒の製造工程を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕あらかじめ熱応力を加えることにより、内部に微
   小クラックを存在せしめた原料粒を骨材として一部又は
   全量使用することを特徴とする耐火物。