JPS5833185B2 - 塩基性耐火物 - Google Patents

塩基性耐火物

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JPS5833185B2
JPS5833185B2 JP52113284A JP11328477A JPS5833185B2 JP S5833185 B2 JPS5833185 B2 JP S5833185B2 JP 52113284 A JP52113284 A JP 52113284A JP 11328477 A JP11328477 A JP 11328477A JP S5833185 B2 JPS5833185 B2 JP S5833185B2
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JP
Japan
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clinker
periclase
chromium oxide
magnesia
present
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Expired
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JP52113284A
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English (en)
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JPS5447711A (en
Inventor
伸司 沖川
健喜 石沢
昭 白仁田
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Shinagawa Refractories Co Ltd
Original Assignee
Shinagawa Refractories Co Ltd
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Publication date
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はマグネシア−酸化クロム系の溶融または焼結ク
リンカーを使用した耐火物に関するものである。
セメントロータリーキルン−や、特殊製錬炉(AODピ
ッテン炉)電気炉、溶鋼脱ガス槽などに使用されるマグ
クロれんがは炉の過酷な条件下の操業が増すにつれ、い
わゆるダイレクトボンドが発達し、マトリックスがスピ
ネルボンド化したれんがが必要となっている。
このために高純度のマグネシアクリンカ−と5i02の
少ないクロム鉱を使用し高温焼成するダイレクトボンド
れんがが開発せられている。
またマグネシアとクロム鉱を予備反応させたいわゆる溶
融マグクロクリンカーや焼結マグクロクリンカーなどの
高密度耐火性原料を使用し、ダイレクトボンドの発達し
たマグクロリボンドれんがが開発されている。
従来マグクロダイレクトボンドれんがやりボンドれんが
はMgOAZ20B−Cr203−Fe酸化物−8i0
2−CaO系れんがであり、液相の主たる成分である5
i02はクロム鉱の脈石鉱物としてとり込まれており、
クロム鉱の種類およびクロム鉱含有量により必然的にコ
ントロールされる。
これらのれんがを組織的にみるとペリクレース結晶間の
スピネルによる結合組織として観察されるが高温で生成
したスピネルの周囲には必ず珪酸質液相が認められ、本
質的には液相から二次的に生成した( Mg 、Fe
) 0 、 (Fe 、Cr 、A−g )20aの成
分をもつスピネルである。
スピネル(MgO,R203)の珪酸塩質液相への溶解
度ばR2O3がCr203(A1203くFe酸化物の
順に大きくなる。
ピクロクロマイト(MgO−Cr 203 )はマグネ
シア−クロム鉱より生成した( Mg 、Fe ) O
。
(Fe、CrA/)203スピネルに比較して高融点で
あり耐蝕性、熱間強度、耐スポーリング性に優れている
。
これら従来の溶融または焼結マグネシア−酸化クロム系
クリンカーは個々のペリクレース結晶の間に離溶(ペリ
クレース中に固溶していた酸化クロムがペリクレース結
晶の表面に析出すること、この場合は加熱徐冷すること
により、表面に析出すること)したピクロクロマイトと
ペリクレースの集合体からできている。
従来はクリンカーの結晶粒子表面に析出しているピクロ
クロマイトを互いに焼結結合させることによってれんが
の強度を与えていたことになる。
これらのクリンカーを使用して焼成耐火物を製造する際
には十分な結合強度と耐食性を与えるために1800℃
以上の高温において焼成することが必要であった。
れんが製造業者にとっては高温で焼成することは燃料費
の増大や焼成過程中に生ずる大気汚染物特に窒素酸化物
などの対策に苦慮せざるを得ないものでありれんが品質
をおとすことなく焼成温度を下げることが大きな課題と
なっている。
本発明は前記の課題を解決するために特別に処理された
溶融または焼結、マグネシア−酸化クロム系クリンカー
(以下クリンカーという)を使用し、低い焼成温度でも
マトリックスのピクロクロマイトボンドを発達させた耐
火物を作ることに関するものである。
即ち本発明は叙上の従来クリンカーの欠陥を排除して構
成された塩基性耐火物であってマグネシアとCr2O3
含有量が90重量%以−ヒの酸化クロムの配合が重量比
で9:1〜4:6の混合物を1800℃以上に加熱し急
冷して得られるペリクレースが骨格をなし、ペリクレー
ス中に酸化クロムが固溶しかつ該ペリクレースの格子定
数が4.208A以下であるクリンカーを使用してれん
が焼成中にペリクレース中に固溶した酸化クロムが離溶
析出してマトリックスのピクロクロマイトボンドを発達
させた塩基性耐火物である。
本発明による溶融または焼結クリンカーを作るにはマグ
ネシア原料微粉と酸化クロム原料微粉を使用する。
これらの微粉は反応のしやすさからできるだけ粉砕し、
少なくとも50%が44μを通過するものを使用するの
が望ましい。
本発明において使用し得るマグネシア原料としては水酸
化マグネシウムまたは軽焼マグネシアのようにより反応
しやすい活性の粉末を用いることが望ましいが、一般の
死焼クリンカー粉砕品でも使用できる。
本発明において使用し得る酸化クロム原料としてlI′
!、Cr2O3含有量が90重量%以上が必要であり、
耐火物用のものが使用できる。
本発明によるクリンカーは酸化クロム原料とマグネシア
原料とを所望の割合で混合し高温で溶融または焼結し、
これをこの高温から急冷することによって得られる。
混合物の加熱温度はべりクレース中に酸化クロムを多量
に固溶させることと焼結したクリンカーの見掛気孔率を
できるだけ小さくするために1800℃以上の温度にお
ける加熱が必要である。
本発明においてマグネシアと、酸化クロムの配合を重量
比で9=1〜4:6に限定しているのは酸化クロム側が
10重量%以下ではCr2O3に比較して骨格をなすペ
リクレース量が多量でペリフレ・−ス内への酸化クロム
の固溶量が少なくペリクレースの格子定数が4.20
s k以上となりれんがの焼成時にピクロクロマイトの
離溶析出量が少なく焼結性を低下させるからである。
酸化クロム側が60重量%以上になるとピクロクロマイ
トが主体となり、クリンカーの焼結性が悪い。
またペリクレースの絶対量が少なくなりれんが焼成時に
ペリクレースよシ析出するピクロクロマイトの量が少な
く焼結性は低下する。
本発明においてS i02含有量の多い原料はペリクレ
ース周囲に液相すなわち低融性のガラス相を生じ易くで
きるだけ少ない方が望ましい。
クリンカーの緻密性を上げるためれんがの耐蝕性に悪影
響をあたえない範囲で焼結材を添加することができる。
添加量はTiO2、Al2O3、ZrO2゜Fe2O3
の1種以上を全量の5重量%以下とするのが有効である
。
本発明によるクリンカーからなる粒子を配合した成形m
成品o熱間曲げ強度(kg/cII12)(1400℃
)とクリンカーのペリクレース格子定数(A)との関係
は図面に示す通りである。
図面に示す実験結果から明らかなように本発明のクリン
カーを配合し成形して1600℃に焼成した本発明によ
る製品はべりクレース格子定数が4.212Aの従来ク
リンカーを配合した従来製品に比較して熱間強度が約2
.1倍と著しい効果の相異があることが認められる。
クリンカーの急冷操作は炉外空冷法もあるが水中急冷の
方が良く、更にドライアイス中などへの投入のように急
冷することが望ましい。
十分に急冷操作のされたクリンカーはべりクレース中に
酸化クロムを多量に固溶し通常の市販マグネシアクリン
カ−のペリクレース格子定数4.212±o、oo2A
に比較してはるかに低い格子定数をもっている。
高温においてペリクレース中への溶解度以上の酸化クロ
ムを含む配合においても急冷操作を加えることによって
、得られる効果は同じである。
急冷されたクリンカーのペリクレース格子定数は4.2
08A以下のものが有効でそれ以上のものは急冷効果が
少なく、ペリクレース中への酸化クロム固溶量が少ない
もので期待される効果は乏しい。
本発明のペリクレース中に多量の酸化クロムを固溶した
クリンカーを粉砕、粒度調整、混錬、成形、焼成により
通常のれんが製造を行えば1500℃〜1700℃の比
較的低い焼成温度中において配合したクリンカーのペリ
クレース内部から表面に向ってピクロクロマイトの離溶
析出が起り、ペリクレースの周囲をピクロクロマイトで
結合した焼結体を得るのできわめて有効である。
本発明は焼成品、不焼成品に限定することなく成形品の
ほか施工現場で焼固させる不定形耐火物にも適用できる
ものである。
つぎに、この発明の実施例を比較例とともに示す。
第1表にはこの発明に使用したマグネシア原料と酸化ク
ロム原料の代表的化学成分を示す。
第2表には第1表に例示した耐火原料を使用して本発明
の配合割合およびつぎの如くして得られた本発明による
製品と比較製器のクリンカーの特性を示す。
74μ以下に微粉砕したマグネシア原料と酸化クロム原
料を混合し、20〜40闘の団塊に成形したものを焼結
クリンカーは重油−酸素加熱式回転炉で1900℃、3
0分間加熱したものであり、溶融クリンカーはアーク加
熱式電融炉で2500コC130分間保持し、焼結体ま
たは溶融体を水中にて急冷したもの(本発明製品)と炉
内にて徐冷したもの(比較製品)を得た。
実施例1はマグネシア二酸化クロムの重量比8:2で焼
結品であり、実施例2,3および4はマグネシア:酸化
クロムの重量比7:3であるが、実施例2は焼結品、実
施例3は溶融品、実施例4は焼結材として3重量%のイ
ルメナイトを添加した焼結品であり、実施例5はマグネ
シア二酸化クロムの重量比5:5で急冷クリンカーのペ
リクレース中に固溶度以上に酸化クロムを添加したもの
である。
実施例1,2,3および4のこの急冷されたクリンカー
はX線回折によるとペリクレース1相となってペリクレ
ースの格子定数は4.198〜4.205Aとなってい
る。
また実施例5の急冷クリンカーはペリクレースが主体で
ピクロクロマイトと2相よりなって格子定数は4.20
1 Aであるまた急冷クリンカーの見掛気孔率は徐冷面
(比較製品)に比較して若干小さい。
これら急冷クリンカーおよび徐冷クリンカー(比較製品
)の焼結性を調べるために実施例2のクリンカーを29
7μ以下に微粉砕し500ky/dで20X10X12
0間の成形体を作り1300**℃で2時間、1500
℃で2時間、1600℃で2時間、1800℃でトンネ
ルキルンで焼成し、焼成体の物性および1400℃での
熱間曲げ強度を測定した。
その結果を第3表に示す。この第3表から解るようにい
ずれも急冷クリンカーを用いると焼結性状は進み熱間曲
げ強度も増加している。
特に1500〜1600℃の焼成温度においてもきわめ
て顕著な効果をあげている。
本発明れんがの耐蝕性、耐スポーリング性を調べるため
に実施例2のクリンカーを粉砕、粒度調整、混錬し、2
30X120x65關の形状に1000kg/cIIL
2で成形し、1600℃トンネルキル焼威した0比較例
として実施例6とほぼ同じMgO含有量の電融リボンド
れんがおよびダイレクトボンドれんがの特性を第4表に
示す。
※1 ※2 230X120X65mmの試験片を120X65間面
を電気炉で1200℃に15分間加熱、炉外に出して急
冷を反復し、5%剥離に要する回数 60X60X200mmの試験片を張り合せ横型回転ア
ーク式侵蝕試験機で低塩基度スラグ(CaO/S i
02=1.2)を使用し、1800℃−4時間テスト後
の最大侵蝕深さおよび侵潤深さでダイレクトボンドれん
がを1.0として比較した。
(数値の大きい方が耐蝕性が大きい。
)第4表から解るように本発明のれんがの耐スポーリン
グ性はダイレクトボンドれんがと同等で組織的にみると
珪酸塩質液相が少なぐ残量なピクロクロマイト結合によ
り1500°Cの熱間強度および耐蝕性については従来
のマグクロれんがより優でいる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明によるクリンカーを単味配合し、れんがを
底形、焼成し、クリンカーの格子定数と1400℃にお
けるれんがの熱間強度との関係を示す曲線図である。 1・・・・・・1800℃焼戒品の焼成、2・・・・・
・1600℃焼成品の曲線、3・・・・・・1300℃
焼成品の曲線。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 マグネシア原料微粉とCr2O3含有量が90重量
    %以上の酸化クロム原料微粉の配合が重量比で9:1〜
    4:6の混合物を1800℃以上に加熱し急冷して得ら
    れるペリクレースが骨格をなし、ペリクレース中に酸化
    クロムが固溶し且つ該ペリクレースの格子定数が4.2
    08’A以下であるクリンカーを使用してなる塩基性耐
    火物。
JP52113284A 1977-09-22 1977-09-22 塩基性耐火物 Expired JPS5833185B2 (ja)

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JP52113284A JPS5833185B2 (ja) 1977-09-22 1977-09-22 塩基性耐火物

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JP52113284A JPS5833185B2 (ja) 1977-09-22 1977-09-22 塩基性耐火物

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JPS5447711A JPS5447711A (en) 1979-04-14
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