JPH07187756A - MgO−スピネル耐火混合物及びその成形体 - Google Patents

MgO−スピネル耐火混合物及びその成形体

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JPH07187756A
JPH07187756A JP6272108A JP27210894A JPH07187756A JP H07187756 A JPH07187756 A JP H07187756A JP 6272108 A JP6272108 A JP 6272108A JP 27210894 A JP27210894 A JP 27210894A JP H07187756 A JPH07187756 A JP H07187756A
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particles
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alumina
mgo
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JP6272108A
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Richard J Knauss
ジェイ ナウス リチャード
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    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
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    • C04B35/44—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminates
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 改良された熱強度値及び腐食抵抗性を持った
MgO−スピネル耐火混合物及びその成形体を提供す
る。 【構成】 少なくとも27重量%のMgOを含むマグネシ
ア−アルミナスピネル粒子、溶融マグネサイト粒子及び
10重量%までのアルミナを含む成形耐火物形成用耐火混
合物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スピネル含有耐火混合
物及びその成形体、特に石灰及びセメントのロータリー
キルン用に適した煉瓦に関する。
【0002】
【従来の技術】米国特許第5,021,364 号は、マグネサイ
ト−クロム耐火成形物を、マグネサイト−スピネル煉瓦
を含む他の材料で置き換える事を開示している。同特許
は、高純度マグネシア−アルミナスピネル粒子及びそれ
と一緒に、死焼した、即ち焼結したマグネサイトを利用
すると、特に石灰の多いクリンカーを焼成するキルンで
は、熱的スポーリング抵抗が改善される事を開示する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この様なマグネサイト
スピネル煉瓦は、マグネサイト−クロム煉瓦のクロム無
し煉瓦の代替物として、ロータリーセメントキルン業界
では一般的な使用が知られているが、1371℃(2500 °F)
より高い温度では、相対的に強度が低く、これらの煉瓦
の使用が制限される。更に、幾つかの現行のセメントキ
ルンでは、マグネサイトスピネル煉瓦は、それらのキル
ンが、液体の有害廃棄燃料を使用する為に、困難に直面
している。その様な燃料は、塩素分及び硫黄分が高く、
現在のマグネサイトスピネル煉瓦は、その様な燃料に対
して十分な腐食抵抗性を持っていない為に、必要な使用
条件に欠ける。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、マグネサイト
−スピネル耐火物混合物及び成形体、特に改良された熱
強度値及び腐食抵抗性を持った煉瓦を提供するものであ
る。要するに、本発明は、少なくとも27重量%のMgO
を含むマグネシア−アルミナスピネル粒子、溶融マグネ
サイト粒子、及びアルミナを8重量%まで含み、溶融マ
グネサイト粒子の50重量%までが焼結マグネサイト粒子
で置換可能な、成形耐火物形成用耐火混合物を含む。
【0005】本発明は、又少なくとも27重量%のMgO
を含むマグネシア−アルミナスピネル粒子、溶融マグネ
サイト粒子で、溶融マグネサイト粒子の50重量%までを
焼結マグネサイト粒子で置換したもの、及びアルミナを
8重量%まで含む成形混合物を焼成して形成した、成形
耐火物、好ましくは煉瓦を含む。本発明は、混合物及び
それを様々な成形耐火物に形成する為の焼成に適用でき
る。煉瓦として、特に石灰及びセメントキルン用煉瓦と
して特に有用であり、それらとの関連において、以下詳
述する。本発明の混合物は、二つの必須成分、即ち、少
なくとも27重量%のMgOを含むマグネシア−アルミナ
スピネル粒子と溶融マグネサイト粒子を含む。使用され
るマグネシア−アルミナスピネル粒子は、少なくとも27
重量%のMgOを含まねばならない。利用されるスピネ
ルは、米国特許第5,021,734 号の様な高純度の溶融スピ
ネルである必要はないが、低シリカスピネルの使用が好
ましい。スピネルそれ自身は、焼結或いは溶融のいずれ
にも出来る。
【0006】マグネサイトに関しては、少なくとも85重
量%のMgOを含有する溶融マグネサイト粒子、好まし
くは、少なくとも95重量%のMgO、最も好ましくは95
重量%のMgOを含有する溶融マグネサイト粒子でなけ
ればならない。二つの必須成分に加えて、幾つかの例で
は、少量の微粉アルミナを、約10重量%まで、好ましく
は約5重量%まで、混合物組成物に添加可能である。ア
ルミナは、150 メッシュ以下、好ましくは325 メッシュ
以下とすべきである。その純度は少なくとも95%、好ま
しは99%Al2O3 であるべきである。このアルミナは、そ
の場において、追加のスピネルを形成する為の焼成中に
マグネサイト微粉末と反応する。アルミナの添加は、煉
瓦のマトリックス中に追加のスピネルが欲しい場合に好
ましい。
【0007】割合に関しては、60〜90重量%の溶融マグ
ネサイト粒子又は溶融、焼結したマグネサイト粒子の組
合せ、及び10〜40重量%のマグネシア−アルミナスピネ
ルを利用する事が好ましい。上述の通り、アルミナを混
合物に添加する様な場合には、10重量%までの量で添加
し、予め形成されるスピネルの量は、それに応じて減少
する。本発明の成形耐火物品、特に煉瓦は、通常の方法
で、通常の圧縮で煉瓦を形成し、通常使用される温度及
び圧力下でそれを焼成し、即ち、圧縮圧力約843.68kg/c
m2(12000psi)及び約1537℃(2800 °F)〜約1732℃(3150
°F)の焼成で、例えば10時間保持して製造出来る。
【0008】更に、煉瓦形成が通常の方法である様に、
通常の結合剤及び潤滑剤が、それらの通常の使用量で、
それらの通常の効果を期待して混合物に利用される。混
合物100 重量%に対して、結合剤は1〜5重量%、潤滑
剤は≦0.5 重量%である。この様に、通常のリグノサル
ホネートが結合剤として利用され、潤滑剤として油が利
用される。シリカニット(SILICANIT) は結合剤を含む通
常のリグニンの商標名であり、ステイゾル(STAYSOL) は
通常使用される潤滑剤である。以下に、更に実施例を以
て、本発明を説明する。
【0009】
【実施例1〜4】表1に示す4つの異なる煉瓦混合物を
成形した。表中、%は重量%を示す。
【0010】
【表1】 表1 実施例番号 1 2 3 4 混合物: 焼結マグネサイト 4メッシュ下〜10メッシュ 18% --- --- --- 10メッシュ下〜28メッシュ 19 --- --- --- 28メッシュ下 8 --- --- --- 微粉 (70% 325 メッシュ下) 30 33 --- 33 溶融マグネサイト 4メッシュ下〜10メッシュ --- 19.1 21 21 10メッシュ下〜28メッシュ --- 21.3 17 17 28メッシュ下 --- --- 4 4 微粉 (70% 325 メッシュ下) --- --- 33 --- 溶融マグネシア− アルミナスピネル (6メッシュ下で、28重量% のMgO を含む) 25 26.6 25 25 添加剤: リグニン液(SYLICANIT) 3.7 3.1 3.1 3.1 油 (STAYSOL) 0.5 0.5 0.5 0.5 それぞれの混合物を、ランカスターミキサー(Lancaster
mixer) を使用して各成分を混合し、ラスマン水圧プレ
ス(Lassman hydraulic press) で、843.68kg/cm2(12000
psi)で圧縮して煉瓦を形成した。煉瓦を1537℃(2800 °
F)で10時間焼成し、これを試験した。結果を表2に示
す。
【0011】
【表2】 表2 実施例番号 1 2 3 4 圧縮時の密度(g/cm3) 3.01 3.075 3.07 3.07 (188pcf) (192pcf) (190pcf) (190pcf) 焼成中の寸法変化(%) 0.0 +0.2 +0.3 +0.3 嵩密度(g/cm3) 2.89 2.91 2.89 2.91 (181pcf) (182pcf) (181pcf) (182pcf) 見掛の空隙率(%) 17.3 17.7 18.8 18.2 見掛比重 3.51 3.54 3.57 3.56 破壊弾性率(kg/cm2) 室温 42.18 50.62 51.32 43.59 (600psi) (720psi) (730psi) (620psi) 1260℃(2300 °F) 70.30 92.80 84.36 73.82 (1000psi) (1320psi) (1200psi) (1050psi) 1371℃(2500 °F) 9.84 21.79 21.09 21.09 (140psi) (310psi) (300psi) (300psi) 弾性率(kg/cm2 x 106) 0.11 0.14 0.13 0.12 (1.7psi) (2.0psi) (1.9psi) (1.8psi) 混合物の化学分析は表3の通りである。
【0012】
【表3】 表3 実施例番号 1 2 3 4 化学分析1) (仮焼基準) シリカ(SiO2) 0.67% 0.67% 0.58% 0.53% アルミナ(Al2O3) 16.57 18.52 16.06 16.17 二酸化チタン(TiO2) 0.65 0.68 0.65 0.69 酸化鉄(Fe2O3) 0.78 0.89 1.13 0.94 酸化クロム(Cr2O3) 0.13 0.16 0.13 0.15 石灰(CaO) 1.20 1.24 1.47 0.34 ジルコニア(ZrO2) --- --- 0.04 0.04 分析計 20.00 21.28 20.10 19.90 マグネシア(MgO) 80.00 78.72 79.90 80.10 合計 100.00 100.00 100.00 100.00 石灰/シリカ比 1.8 1.9 2.5 2.5 1) X−線分光分析による。 実施例1の混合物は、米国特許第5,021,374 号記載の焼
結マグネサイト粒子を利用したもので、本発明により造
られた煉瓦に比べ、著しく低い熱強度を有していた。本
発明で造られた煉瓦は、商業的に製造され、液体廃棄燃
料を利用するセメントロータリーキルンに使用した。今
までのところ、これらの煉瓦は、従来の煉瓦より優れて
おり、ユーザーは、使用寿命を2倍とする計画を立てて
いる。以上本発明を実施例を以て説明したが、本発明
は、これらの実施例に限定されるものではなく、特許請
求の範囲で定義する本発明の精神と範囲に含まれる、選
択、変更及び均等物を包含するものである。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも27重量%のMgOを含むマグ
    ネシア−アルミナスピネル粒子、溶融マグネサイト粒子
    及び10重量%までのアルミナを含む成形耐火物形成用耐
    火混合物。
  2. 【請求項2】 結合剤を含み、該溶融マグネサイト粒子
    の50重量%までが、焼結マグネサイト粒子で置き換えら
    れている、請求項1記載の混合物。
  3. 【請求項3】 混合物が、少なくとも27重量%のMgO
    を含むマグネシア−アルミナスピネル粒子の10〜40重量
    %、及び溶融マグネサイト粒子の60〜90重量%を含む、
    請求項1記載の混合物。
  4. 【請求項4】 混合物が、少なくとも27重量%のMgO
    を含むマグネシア−アルミナスピネル粒子の10〜40重量
    %、及び溶融マグネサイト粒子の60〜90重量%、及びア
    ルミナを10重量%まで含む、請求項1記載の混合物。
  5. 【請求項5】 結合剤を含み、該溶融マグネサイト粒子
    の50重量%までが、焼結マグネサイト粒子で置き換えら
    れている、請求項3記載の混合物。
  6. 【請求項6】 少なくとも27重量%のMgOを含むマグ
    ネシア−アルミナスピネル粒子、溶融マグネサイト粒子
    及び10重量%までのアルミナを含む混合物を焼成して形
    成した成形耐火物。
  7. 【請求項7】 煉瓦形状で、結合剤を該混合物中に含有
    する、請求項6記載の成形耐火物。
  8. 【請求項8】 該混合物が、少なくとも27重量%のMg
    Oを含むマグネシア−アルミナスピネル粒子の10〜40重
    量%、及び溶融マグネサイト粒子の60〜90重量%を含む
    煉瓦である、請求項7記載の成形耐火物。
  9. 【請求項9】 混合物が、少なくとも27重量%のMgO
    を含むマグネシア−アルミナスピネル粒子の10〜40重量
    %、及び溶融マグネサイト粒子の60〜90重量%、及びア
    ルミナを10重量%まで含む煉瓦である、請求項7記載の
    成形耐火物。
  10. 【請求項10】 結合剤を含み、該溶融マグネサイト粒
    子の50重量%までが、焼結マグネサイト粒子で置き換え
    られている煉瓦である、請求項8記載の成形耐火物。
JP6272108A 1993-11-15 1994-11-07 MgO−スピネル耐火混合物及びその成形体 Pending JPH07187756A (ja)

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