JPH04310561A - セメントロータリーキルン用マグネシアスピネル質耐火物 - Google Patents

セメントロータリーキルン用マグネシアスピネル質耐火物

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JPH04310561A
JPH04310561A JP3104716A JP10471691A JPH04310561A JP H04310561 A JPH04310561 A JP H04310561A JP 3104716 A JP3104716 A JP 3104716A JP 10471691 A JP10471691 A JP 10471691A JP H04310561 A JPH04310561 A JP H04310561A
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magnesia
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cao
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Shigeru Ugawa
茂 鵜川
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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】
【0001】
【産業上の利用技術】本発明はセメントロータリーキル
ンの内張りなどに好適な塩基性耐火物に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】塩基性耐火物のうちでマグネシアクロム
質耐火物は、セメントロータリーキルン用の内張り耐火
物として耐用が良く、従来から広く使用されている。し
かしながら、使用後の耐火物中には少量ではあるが水に
溶出しうる6価のクロムが生成しており、公害防止の観
点から廃棄に際しては特別の配慮が必要であり、処分に
手間がかかる分費用も多く必要であるという問題点を有
している。
【0003】このための対策として、特公昭60−34
513や米国特許4849383 にはクロムを含まな
い耐火物が開示されており、前者ではマグネシアスピネ
ル質耐火物中に適当量の酸化鉄を含むものが、後者では
カルシウムジルコネイト(CaZrO3)質のクリンカ
ーを配合したマグネシア質耐火物が示されている。
【0004】しかしながら、前者の耐火物は鉄分を含有
していることにより耐熱性にやや難があり、ロータリー
キルンの焼成帯中の温度が高い真焼点に内張りとして使
用するとき十分な耐用が得られず、後者はZrO2成分
を多く含んでいるだけ耐火物の比重が大きい他、耐熱衝
撃性が不十分であるなどの欠点を有している。
【0005】これらのセメントロータリーキルン用の耐
火物においては、耐火物を高温の炎による過熱から保護
して耐久性を確保するため、内張りした耐火物の表面に
半溶融状態のセメントクリンカー成分によるコーティン
グが形成されることが重要であり、コーティング層ので
き易さが耐火物の耐用上必要な特性であるとされている
。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術によ
る耐火物の有している前述の欠点を解決した、セメント
ロータリーキルン用として好適な耐火物を提供しようと
するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決すべくなされたものであり、本発明のマグネシアスピ
ネル質耐火物は、骨材として5 〜30重量%のマグネ
シアアルミナスピネル( MgAl2O4 )クリンカ
ーと10〜50重量%の電融マグネシアクリンカーを含
み、結合部に部分安定化されたジルコニアを0.5 〜
10重量%含んでいることを特徴とする。
【0008】電融マグネシアクリンカーは耐熱性に優れ
ていることは勿論、結晶粒子が大きくて緻密であるため
、特に耐侵食性に優れた耐火物を構成し、これらの特性
を有効ならしめるには電融マグネシアは10重量%以上
含有していることが必要であり、逆にあまり多く含有せ
しめると耐熱衝撃性が低下するという問題があるため5
0重量%以下とされている。
【0009】このクリンカーの組み合わせに部分安定化
されたジルコニアを0.5 〜10重量%含有せしめる
ことにより、半溶融のセメント成分に対する濡れ性、す
なわちコーティング付着性を良好にし、耐火物中の結合
部を構成しているマグネシア微粒子の結晶粒子成長を促
進して耐火物の耐侵食性を向上せしめ、かつ結合部の結
合強度を向上せしめて耐火物の熱的安定性を付与する。
【0010】これらの効果を付与するには少なくとも0
.5 重量%の部分安定化ジルコニアを含有せしめる必
要があり、10重量%を越えて含有せしめるとこの分耐
火物の比重が大きくなる他、溶融状態のセメント成分に
対する耐食性が小さくなる傾向がある。この部分安定化
ジルコニアの含有量は、さらに好ましくは1〜3重量%
とすることにより通気性が小さくコーティング付着性の
良好な耐火物が得られる。
【0011】本発明のマグネシアスピネル質耐火物の好
ましい態様では、電融マグネシアクリンカーがCaO 
及びSiO2をそれぞれ1〜3重量%含むものであり、
この場合には耐火物の半溶融状態のセメント成分に対す
る濡れ性がさらに向上する他、電融マグネシアクリンカ
ーの原料として精製を省略した安価なマグネシア、ある
いはさらに安価な天然のマグネサイトを原料とするもの
も使用できて好都合である。
【0012】この場合、CaO 及びSiO2はいずれ
も耐火物に半溶融状態のセメント成分に対する濡れ性を
付与する効果があるが、両者は通常共存状態で含まれて
おり、一方だけ除くことは現実的でない。
【0013】しかし、余り多く含まれていると耐火物の
耐火度を低下せしめるので3重量%以下であることが好
ましい。
【0014】本発明のマグネシアスピネル質耐火物では
、マグネシアアルミナスピネルクリンカーの含有量が5
重量%より少ないとヤング率が大きくなって耐熱衝撃性
が低下し、また30重量%より多いと半溶融状態セメン
トクリンカー中CaO と反応し易くなって、耐侵食性
が低下する傾向がある。
【0015】本発明のマグネシアスピネル質耐火物は、
特にセメントロータリーキルンの内張り用耐火物として
好適である。本発明のマグネシアスピネル質耐火物に含
まれる部分安定化ジルコニアとしては、MgO やY2
O3で部分安定化せしめたものも候補として挙げられる
が、これらで部分安定化されたジルコニアは高温下にお
ける安定性が少し小さく、使用時に脱安定化し易いので
、特に酸化カルシウム(CaO )で部分安定化された
ジルコニアであることが好ましい。
【0016】部分安定化の程度は、75〜95%のもの
、特には80〜90%のものを含有せしめることにより
高温安定性と耐熱衝撃性に優れた耐火物が得られ、この
場合部分安定化ジルコニア中の酸化カルシウムの含有量
はおよそ3〜6重量%である。
【0017】
【実施例】以下本発明を実施例によってさらに詳しく説
明するが、本発明はこれらの実施例によってなんら限定
されるものではない。表1、表2に示した原料構成の耐
火物を合計8種類試作して試験を行い、比較試験を行っ
た。
【0018】すなわち、高純度のマグネシアクリンカー
(MgO の含有量99重量%で、粒径5mm以下のも
の)、電融マグネシアクリンカー(MgO の含有量9
7重量%であってCaO を1.2 重量%とSiO2
を1.5 重量%含み、粒径1〜5mmのもの)および
マグネシアアルミナ合成スピネルクリンカー(粒径5m
m以下のもの)などからなる骨材の組み合わせに、安定
化されていないジルコニアの粉末(平均粒径約30μm
 )、CaO 部分安定化ジルコニア(CaO含有量4
.3 重量%、安定化度約89%、平均粒径約40μm
 )粉末およびMgO 部分安定化ジルコニア(MgO
 含有量3重量%、安定化度約40%、平均粒径約40
μm )粉末などを配合し、20°Be(15重量%)
の硫酸マグネシウム水溶液を結合材として外掛けで3重
量%混合後、1000kg/cm2でプレス成形し、乾
燥後1780℃で10時間焼成して寸法が230 mm
×114m×65mmのJIS 規格並型れんがを製作
した。
【0019】製作した並型れんがを切り刻んで特性を調
べた結果を、表1と表2に調合条件と併せて示した。
【0020】表中、通気率は50mm×50mm×50
mm寸法の試験片を用いて通気断面積A(cm2 )、
試料厚さL(=50mm)としたときの空気の圧力差Δ
P(cmH2O )と空気流量Q(cc/sec)を測
定し、K=(L×Q)/(A ×ΔP ) で計算して
求めた値であり、耐熱衝撃性はDIN 法により並型れ
んがに片端を1400℃に加熱した電気炉中で加熱後、
空気中で放冷する方法で試験体の頭部が少なくとも50
%欠落するまでの回数を調べた。
【0021】また、コーティング付着性は変質層厚さお
よび寸法変化率とともに、40mm×25mm×15m
mの試験片の上にセメント生クリンカーを乗せて153
0℃に昇温して10時間保持し、クリンカーを溶かして
材料の状態を調べる通称ボタン法で評価した。熱サイク
ル体積安定性は40mm×40mm×110mm の試
験片を電気炉中に入れ、電気炉の温度を上下させて70
0 ℃−1300℃の間の加熱と冷却を300 回繰り
返した後、試験片の体積の変化率を調べたものである。
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】
【0024】次に、No. 1、No. 4およびNo
.7の調合でせり付きのれんが(230 mm×114
mm×65〜75mm)を製作した。これらをドラム回
転式試験炉に内張りとして組み込み、試験炉の内部にセ
メントの生クリンカーを1時間おきに300g投入しな
がら、炉内をバーナで約1530℃に加熱しつつ12時
間保持し、この間合計3600g のセメント生クリン
カーを投入した。
【0025】その結果 No.4と No.7のれんが
は No.1のれんがと比べて初期からコーティングが
良く付着していた。
【0026】試験終了後の観察では、 No.1れんが
のコーティング付着厚さが約1mmであったのに対し、
No. 7れんがでは約10mm、No. 4れんがで
は約6mmであった。
【0027】また、セメントクリンカー中の酸化カルシ
ウムと酸化珪素を主成分とする液相成分のれんが中への
浸透深さを調べたところ、No. 1れんがでは約30
mmであったのに対し、No. 7れんがでは約15m
mと浸透深さが小さいことが分かった。以上の結果から
、No.6、No.7、No.8の耐火物がセメントロ
ータリーキルン内張用耐火物として好ましい条件をほぼ
備えており、特にNo.7の耐火物が優れていると言え
る。
【0028】
【発明の効果】本発明のマグネシアスピネル質耐火物は
、セメントロータリーキルンの真焼点を含む焼成帯に使
用される耐火物として要求される特性、すなわち良好な
コーティング付着性、耐侵食性、耐熱衝撃性、耐構造構
造スポール性等をすべて備え、従来のクロムを含む塩基
性耐火物と比べて性能が劣らないものであり、かつ公害
の原因となる虞のあるクロム成分を含まない耐火物であ
って、使用後の耐火物の廃棄に際して特別の保管場所や
処理が不要となり、廃棄の手間も費用も僅かで済むとい
う効果が得られるものである。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】骨材として5 〜30重量%のマグネシア
    アルミナスピネル( MgAl2O4 )クリンカーと
    10〜50重量%の電融マグネシアクリンカーを含み、
    結合部に部分安定化されたジルコニアを0.5 〜10
    重量%含んでいることを特徴とするマグネシアスピネル
    質耐火物。
  2. 【請求項2】部分安定化されたジルコニアの含有量が1
    〜3重量%である請求項1に記載のマグネシアスピネル
    質耐火物。
  3. 【請求項3】部分安定化されたジルコニアの安定化成分
    が酸化カルシウム(CaO )である請求項1または2
    に記載のマグネシアスピネル質耐火物。
  4. 【請求項4】電融マグネシアクリンカーがCaO 及び
    SiO2をそれぞれ1〜3重量%含むものである請求項
    1〜3のいずれか1に記載のマグネシアスピネル質耐火
    物。
  5. 【請求項5】請求項1〜4のいずれか1に記載のマグネ
    シアスピネル質耐火物が内張りされてなるセメントロー
    タリーキルン。
JP3104716A 1991-04-10 1991-04-10 マグネシアスピネル質耐火物 Expired - Lifetime JPH0751458B2 (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06211567A (ja) * 1992-11-24 1994-08-02 Tokyo Yogyo Co Ltd セメントロータリーキルン用マグネシア・スピネル質れんが
JPH07187756A (ja) * 1993-11-15 1995-07-25 Indresco Inc MgO−スピネル耐火混合物及びその成形体
JP2004262740A (ja) * 2003-03-03 2004-09-24 Yotai Refractories Co Ltd マグネシア−アルミナ系クリンカーおよびそれを用いて得られる耐火物
JP2012067121A (ja) * 1999-11-30 2012-04-05 E I Du Pont De Nemours & Co ホスフィンオキサイド化合物を用いた触媒反応

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JP2004262740A (ja) * 2003-03-03 2004-09-24 Yotai Refractories Co Ltd マグネシア−アルミナ系クリンカーおよびそれを用いて得られる耐火物

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19980901