JPS598666A - クロミア・マグネシア耐火物 - Google Patents

クロミア・マグネシア耐火物

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JPS598666A
JPS598666A JP58001279A JP127983A JPS598666A JP S598666 A JPS598666 A JP S598666A JP 58001279 A JP58001279 A JP 58001279A JP 127983 A JP127983 A JP 127983A JP S598666 A JPS598666 A JP S598666A
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    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
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    • C04B35/047Refractories from grain sized mixtures containing chromium oxide or chrome ore
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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】 技術分野 本発明はクロミア・マグネシア耐火物製品に係る。より
詳しくは1本発明はクロミアおよびマグネシア共融粒子
の結着物からなる耐火物製品に関する。
背景技術 先行技術 次の特許が本願の優先権主張時に本発明者が知る最も関
連の深い代表的な先行技術である。
米国特許 第2271362号  1942年1月27日T、ji
1.F’1eldその他の国の特許 英国特許第621736号 1949年4月19日仏国
特許第2478621号 1981年9月25日Fie
ldの米国特許第2271362号は酸化クロム質耐火
物鋳込製品に関する。粒状または粉末状の酸化クロムと
21重量%ま・での酸化マグネシアとを一緒に溶融し、
溶融物を例えばレンガ、板状物々ど所望の形状に鋳込ん
で製品とする。クロム緑色顔料タイプの酸化クロムやマ
グネサイト(憂苦土石)のような原料を使用できる。F
ield特許はクロミア・マグネシア耐火物並びに出発
原料としてのマグネサイトおよびクロム緑色酸化物の使
用の一般的な教示に関係する。
米国特許第621736号は、多量の酸化鉄とアルミナ
を含むがマグネシアやカルシアのようなアルカリ土類金
属の酸化物は少量含むスラグを生ずる合金鉄の溶解晶気
炉に特に適するもう一つのクロマイト質鋳込耐人材料組
成物を開示している。0rOB、 Pea、^fi、0
3. l1iij’0−Afi20.の溶融物は。
特別のタイプのスラグに関して特に適している。
最も関連する先行技術文献は仏画特許第2478621
号である。この文献は他の2文献とちがって、直接に、
クロミア・アグネシア質耐火物製品に向けられている。
しかし、それらの耐火物製品はクロミアとマグネシアの
混合物を溶融してその溶融混合物を適当な形状の型(モ
ールド)に鋳込んで製造するものではない。この仏国特
許の製品は焼結製品である。71〜82重量%のクロミ
アと16〜28重量%のマグネシアを溶融すると少なく
とも94%クロミア・マグネシアである溶融製品が出来
る。例えばインゴットの形状をしたこの製品を次に粉砕
して最大粒径12關にする。例えばこの文献は慣用のよ
うに生耐火物を成形するために粒径が6〜12W+の粒
子25チ、1.5〜6wn(D粒子25チ、1.5■以
下の粒子20チ、0.12■以下の粒子3(lの粒径分
布を持つ溶融クロミア・マグネシア粉砕物を用いること
を教示している。
次に生成形体を減圧下1750Cで焼成して前述のクロ
ミア・マグネシア粒子混合物を焼結する。
得られる製品のクロミア・マグネシア含有量は全体で約
95〜99重量−の範囲で変化する。この文献で得られ
る密度は3.70Mシ%から最大3.77M1t/dま
での範囲である。この仏国特許によれば溶融クロミア・
マグネシアの粉砕粒子はOr 20B・M、0スピネル
のM、O側が豊んでいること、即ち、 Or、20B7
9.2チ、 M)020.8%が好ましいが、前述のよ
うにこの文献は広範囲のものを開示しており。
スピネルのクロミア側が豊むものをもその開示範囲に含
んでいる。
本発明は、 Fieldおよび英国の両特許が溶融鋳込
クロミア・マグネシアスピネル耐火物製品だけに関する
のに対し、本発明は溶融クロミア・マグネシア粉砕物粒
子を現場生成のクロミアまたはクロミア・マグネシア結
着剤で結着する点でこれらの文献と相異する。本発明は
、仏画特杵はクロミア・マグネシアスピネル粒子を焼結
して作成する製品こそ教示するが、該粒子を微結晶クロ
ミア・マグネシア結着剤で結着する製品を教示しない故
に該仏画特許と相異する。
発明の開示 本耐火物製品の主な利点はシリカに豊む溶融スラグ、特
に西部米国石炭スラグによる浸蝕に対するその優れた抵
抗性とその低いコストである。
本製品のそうした腐蝕性スラグに対する抵抗性は第1に
気孔の質および址の働きであり、またクロミアが、溶融
したシリカ質拐科に最も不溶性の材料の一つであること
による。
気孔率は最大30チであり、好ましい気孔率は12チ以
下である。気孔の質は微細で1曲がりくねった経路をな
す。結果として、溶融スラグは表面より著しく内側へは
侵入し得す、そのために化学的腐蝕が本質的に表面だけ
に限定され、従って耐火物の有効寿命が延びる。この気
孔特性は、溶融クロミア・マグネシア粉砕粒子混合物の
粒径の注意深い選択と、溶融クロミア・マグネシア粉砕
粒子の単なる焼結の代りにこれらの粒子を結着するため
の現場生成結着剤を使用することの組み合わせによって
達成される。クロきア、またはクロミアとマグネシアの
超微細粒子で結着剤を現場生成すれば1粒子の充填で既
に得られている比較的低い気孔率を更に減少い加えて残
っている少量の気孔全分離する。気孔の寸法もまた重要
であり。
本発明の製品は最大気孔寸法8マイクロメートル以下で
好ましい平均気孔寸法1〜2マイクロメートルを有して
いる。
以上はクロミア・マグネシア粒子の粒径の組み合わせに
関して種々のものによって達成されるが。
好ましい粒径の組み合わせは、次の米国標準篩シリーズ
に基づく大略粒径分布にあることが見い出された。
粒径(マイクロメートル)     重量%4620〜
6848      15〜251660〜4620 
     11〜21710〜1660       
7〜17430〜710     7〜17 142〜430     13〜23 60〜142      ia〜 2360未満   
 7〜17 本発明のもう一つの重要な要素は溶融クロミア・マグネ
シア粒子を焼結しないで、(クロミアまたはクロミア・
マグネシアで)結着することである。
原料混合物バッチのクロミアおよびマグネシアの粒径は
非常に微細であるべきである。クロミアもしくはクロミ
ア源は好ましくは1マイクロメートル以下の粒径である
べきであり、マグネシアは望ましくは平均粒径30マイ
クロメートル以下でおる。大ざっばに言って1画素材と
も、少なくとも。
原料バッチ混合物が被むるであろう焼成温度で容易に反
応するのに十分に微細であるべきだが5周囲条件下で周
囲と容易に反応する(特にMy(OH)zの生成は避け
るべきである)はど微細ではなくあるべきである。原料
バッチ混合物が好ましくは5〜50重量−のクロミアま
たはクロミアとマグネシアの混合物を含むと、微粒素材
はある場合にはクロミアの微結晶マトリックスをそして
他の場合にはクロミア・マグネシアスピネルを成f。ス
ピネル結着物が所望の場合には原料バッチ混合物は好ま
しくはマグネフッ3〜5重tチとクロミア16〜25重
量%を含むべきである。すべての場合において、クロミ
ア・マグネシアスピネルのクロミア側である大略クロミ
ア79%とマグネシア21チの重蓋チ組成は非常に望ま
しい。
更に、溶融クロミア・マグネシア粉砕粒子に関してそれ
又は原料バッチ混合物がその粒子50〜93重量%と上
記クロミアまたはクロミア・マグネシア結着剤7〜50
重量%で構成されると最適の結果が得られる。クロミア
・マグネシア粒子の組成はクロミア75〜95重t%ト
マクネシア10〜25重量%であるべきであり、原料バ
ッチ混合物は焼成後接クロミア・マグネシア相関を生ず
るような組成であるか現爽にそれらの童の素材を含んで
いるかすべきである。最も有効な原料バッチ混合物は5
0〜90重量−の溶融クロミア・マグネシア粒子、5〜
50重量俤のクロミア。
0〜12.5重量%のマグネシアの範囲にあるべきであ
る。
粒子および結着剤が高純度であることは絶対的に必要で
はないが、最終製品の品質は不純物の量に直接的に関係
し、シリカの存在は特に不所望である。従って、最終製
品は92重量%以上のクロミアおよびマグネシアである
べきであり、95重量%以上のクロミアおよびマグネシ
アの製品であることが更により望ましくさえある。
本発明の耐火物製品を作成するプロセスまたは製造の方
法は、基本的には、業界公知の標準的手法であり、それ
自体は本発明の一部をなすものではない。生耐火物製品
はすべての通常の技法1例えば加圧成形、鋳込み成形、
タンピング法、ランマー法などで成形または配置するこ
とができる。
生製品は次に慣用の手法で焼成または熱処理する。
スピネルMPOr 204の0r203 fIlllが
僅かに豊む傾向がある0r20880重量%、 Mj’
020重tS程度重化S程度を有する溶融クロミア・マ
グネシア(11) 粉砕粒子で原料バッチ混合物AおよびBを作成した。溶
融粒子の寸法分布は次の様であった。
粒径(マイクロメートル)     重量%4620〜
6848      18.51660〜4620  
    14.8710〜1660      11.
1430〜710      11.1 142〜430      16.7 60〜142      16.7 60未満     11.1 この粒径分布は高密度充填を許容する。
2つの原料バッチ混合物Aおよび8は、上記粒子をマグ
ネシア源およびクロミア源と次の重量%関係で混合して
2種類の組成物とした。
混合物A 混合物B 溶融Or 20 B −Mp 0粒子  80   7
0微細0r203    16.6  24.9微aI
M、o       3.4  5.1上記のそれぞれ
に25チデキス) IJン水を一時的結着剤として4重
量%添加した。Or 20 B源は(12) 平均粒径0.7マイクロメードルおよび純度少なくとも
97%を持つ顔料グレードの材料であった。
MlOは純度98%で平均粒径約30マイクロメートル
の仮焼グレードのマグネシアであった。
寸法229X57X19mの直方体形の空隙部を持つ普
通鋼製型を用いてzfi類の混合物のそれぞれから直方
体形の試験片を加圧成形した。加圧は室温下圧力600
0psl(41MBa)の油圧で行なった。生の棒状体
または試験片は2つのグループに分けた。第1のグルー
プは慣用手法に従って約1400℃で焼成し、第2のグ
ループは同様にして約1600℃で焼成した。2種類の
混合物と2種類の焼成条件による焼成棒状体毛いくつか
を種々の物性試験に供して次の結果を得た。
混合物A  混合物B 焼成後嵩密度[M〆♀]  3,80 3.81 3,
82 3.84弾性率(GPa)  88 94 10
1104破壊係数[MPa ) 20℃  210 22.1  23,6 25.21
250℃  5,4 13,2 18,718.1混合
物Bを1400℃で焼成して作成した追加の供試棒状体
の気孔率、圧縮クリープ、熱膨張。
耐スラグ特性を調べた。嵩密度は3.87 My/nt
 。
容積基準の気孔率12%、そして平均気孔半径約1.1
マイクロメートルであった。供試棒状体に100 ps
i (0,7MPa)の圧縮負荷をかけたところ約1.
1%収縮した。1500℃までの熱膨張係数は8.6 
X 10−”/’Cであった。次の組成を持つBlac
k Mesa石炭スラグを用いて2種類のスラグ試験を
行なった。
化合物      重量部 8i0□      49.8 FeO8,9 八λ20s26゜■ Mn0        0.2 0aO9,8 Mfo         0.4 SO20,2 P4O10・l Ti0□        0.9 03.0 スラグは侵蝕性の西部米国石炭スラグであった。
2種類のスラグ試験はスラグの速度および時間が異なっ
たが両方とも1580℃で実施した。、1つの試験はA
8TM0768と類似の滴下スラグ試験で、500yの
スラグを傾斜した試料の上に約6時間にわたって滴下し
た。もう1つの試験はスラグの坩堝浴中で耐火物試料を
回転させるものであった。滴下スラグ試験の試料は侵蝕
または腐蝕を示さず、また明らかな侵入も見られなかっ
た。
25 X 25 X 229 rranの試料の回転は
5rpmで6時間、27rpmで12時間、そして最後
に27rpmで48時間行なった。腐蝕や侵蝕は何も見
られなかったが27rpmでの48時間試験後に僅かに
0.24 ttrmの厚みの消失があった。これらのス
ラグ試験の結果は、アルミナやり5.pミ゛ア;、・′
アルミナの市販耐火物を含むすべての1焼結」耐火物に
ついて行なった試験結果より優れていた。
・以下余白 (15) 393−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 クロミアまたはクロミア・マグネシアの現場生成
    微結晶結着剤で結着されたクロミアおよびマグネシア共
    融粒子から本質的に成る耐火物製品。 2 前記共融粒子が50〜93重量%、前記結着剤が7
    〜50重量%である特許請求の範囲第1項記載の耐火物
    製品。 & 前記共融粒子がクロミアを75〜95重量%。 マグネシアを10〜25重量%含み、前記結着剤がクロ
    ミアを75〜100重量%、マグネシアをθ〜25重量
    係含む特許請求の範囲第2項記載の耐火物製品。 4、前記共融粒子が、最大30容積チの気孔率および8
    マイクロメートル以下の気孔平均径を持つ粒子充填を生
    ずるような粒径分布からなっている特許請求の範囲第3
    項記載の耐火物製品。 五 前記共融粒子が該共融粒子の全含有量の重量を基準
    にして1粒径60マイクロメートル未満の粒子7〜17
    %、平均粒径約60〜142マイクロメートルの粒子1
    3〜23%、平均粒径約142〜430マイクロメート
    ルの粒子13〜23チ、平均粒径約430〜710マイ
    クロメートルの粒子7〜17%、平均粒径約710〜1
    660マイクロメートルの粒子7〜17俤、平均粒径約
    1660〜4620マイクロメートルの粒子11〜21
    %、平均粒径約4620〜6848マイクロメートルの
    粒子15〜25%からなる粒径分布を有し、かつ、前記
    耐火物製品が理論密度の少なくとも70チの密度を有し
    ている特許請求の範囲第4項記載の耐火物製品。 6、 クロミアおよびマグネシア共融粒子、微粒子状ク
    ロミア源、微粒子状マグネシア源から本質的になる耐火
    材料混合吻合原料バッチ。 7、 前記共融粒子が50〜93重量%、前記クロミア
    源が5〜50重量%、前記マグネシア源が0〜12.5
    重量%存在する特許請求の範囲第6項記載の耐火材料混
    合吻合原料バッチ。 8、前記共融粒子が、該共融粒子の全含有量の重量を基
    準にして、粒径60マイクロメートル未満の粒子7〜1
    7チ、平均粒径約60〜142マイクロメートルの粒子
    13〜23チ、平均粒径約439〜719マイクロメー
    トルの粒子7〜17チ、平均粒径約1660〜4620
    マイクロメートルの粒子11〜21チ、平均粒径約46
    20〜6848マイクロメートルの粒子15〜25チか
    らなる粒径分布を有する特許請求の範囲第6項記載の耐
    火材料混合物0原料バツチ。 9、前記クロミア源が平均粒径約1マイクロメートル以
    下、前記マグネシア源が平均粒径約30マイクロメート
    ル以下である特許請求の範囲第7項記載の耐火材料混合
    吻合原料バッチ。
JP58001279A 1982-07-06 1983-01-10 クロミア・マグネシア耐火物 Granted JPS598666A (ja)

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