JPS62182154A - カルシア焼結体およびその製造方法 - Google Patents
カルシア焼結体およびその製造方法Info
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- JPS62182154A JPS62182154A JP61022975A JP2297586A JPS62182154A JP S62182154 A JPS62182154 A JP S62182154A JP 61022975 A JP61022975 A JP 61022975A JP 2297586 A JP2297586 A JP 2297586A JP S62182154 A JPS62182154 A JP S62182154A
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
i泉よL■ユ匁1
本発明は製鋼炉用耐大物の原料に適する高純度、高密度
かつ耐消化性に優れるカルシア焼結体およびその製造法
に関する。
かつ耐消化性に優れるカルシア焼結体およびその製造法
に関する。
従来の技術
近年、製鋼業ではますます鋼の高級化や連続鋳造等、操
業の合理化への志向が強まり、転炉や取鋼の高温化、あ
るいは取鍋製錬法の導入が行なわれている。そのため転
炉や取鍋製錬炉に使用される耐火物に対して従来用いら
れできた。マグネシア・カーボン貿、マグネシア・クロ
ム貿、ハイアルミナ貿、ジルコン貿耐火物よりもより苛
酷な条件に耐えるものが望まれている。
業の合理化への志向が強まり、転炉や取鋼の高温化、あ
るいは取鍋製錬法の導入が行なわれている。そのため転
炉や取鍋製錬炉に使用される耐火物に対して従来用いら
れできた。マグネシア・カーボン貿、マグネシア・クロ
ム貿、ハイアルミナ貿、ジルコン貿耐火物よりもより苛
酷な条件に耐えるものが望まれている。
塩基性耐火物材料として、カルシアは融点が2580℃
と高く、耐熱衝撃性、耐スラグ侵食性が高く、また鋼中
介在物のA I 203を吸収するなど優れた性質を持
っている。我国では資源的にも恵まれていることから、
製鋼炉用耐大物として大いに期待されている。それにも
関わらず、カルシア質耐火物はまだ本格的に実用化され
ていない。その大きな理由は耐火物の原料となるカルシ
アクリンカ−(カルシア焼結体をカルシアクリンカ−と
呼ぶ)は、水に耐する耐消化性が低く、取扱い、貯蔵あ
るいは煉瓦製造に難点かめること、および高密度焼結体
が得られいないため、耐スラグ性、および強度に問題が
あることなどである。従ってカルシア質耐大物を工業的
に利用するには、カルシアクリンカ−の耐消化性と嵩密
度の改善が大きな課題である。耐消化性と嵩密度とは密
接な関係があり、嵩密度を高めることにより耐消化性も
改善される。それ故、嵩密度を高めることは耐消化性を
高める上で重要な要件の1つである。
と高く、耐熱衝撃性、耐スラグ侵食性が高く、また鋼中
介在物のA I 203を吸収するなど優れた性質を持
っている。我国では資源的にも恵まれていることから、
製鋼炉用耐大物として大いに期待されている。それにも
関わらず、カルシア質耐火物はまだ本格的に実用化され
ていない。その大きな理由は耐火物の原料となるカルシ
アクリンカ−(カルシア焼結体をカルシアクリンカ−と
呼ぶ)は、水に耐する耐消化性が低く、取扱い、貯蔵あ
るいは煉瓦製造に難点かめること、および高密度焼結体
が得られいないため、耐スラグ性、および強度に問題が
あることなどである。従ってカルシア質耐大物を工業的
に利用するには、カルシアクリンカ−の耐消化性と嵩密
度の改善が大きな課題である。耐消化性と嵩密度とは密
接な関係があり、嵩密度を高めることにより耐消化性も
改善される。それ故、嵩密度を高めることは耐消化性を
高める上で重要な要件の1つである。
密度を高めることの他に、カルシアクリンカ−の耐消化
性を改善する方法として、種々の方法が提案されている
。たとえば、石灰質原料にFe2O32〜10重担%、
MgO1〜5重量%、SiO22小母%以下になる様に
、各成分を添加調合して、この原料を加圧成形した後に
1350〜1650℃で焼成する方法(特開昭55−9
5614@公報)周期律表第■族または第1v族元素の
化合物の1種と弗化カルシウムをあわせて添加する方法
(特開昭56−14457号公報> CaOまたはCa
OとMgOを主成分とし、F e 20 ] 0.4
〜1.2 m5i%、TiO20,1〜0.5重量%、
S ! 021.5手ω%以下、Al2031.0単■
%以下を含み、かつFe2O]、TiO2,5iOz、
A I 203の合量が0.5〜3重足%とする方法(
特開昭59−35060号公報)などがある。
性を改善する方法として、種々の方法が提案されている
。たとえば、石灰質原料にFe2O32〜10重担%、
MgO1〜5重量%、SiO22小母%以下になる様に
、各成分を添加調合して、この原料を加圧成形した後に
1350〜1650℃で焼成する方法(特開昭55−9
5614@公報)周期律表第■族または第1v族元素の
化合物の1種と弗化カルシウムをあわせて添加する方法
(特開昭56−14457号公報> CaOまたはCa
OとMgOを主成分とし、F e 20 ] 0.4
〜1.2 m5i%、TiO20,1〜0.5重量%、
S ! 021.5手ω%以下、Al2031.0単■
%以下を含み、かつFe2O]、TiO2,5iOz、
A I 203の合量が0.5〜3重足%とする方法(
特開昭59−35060号公報)などがある。
これらはCaOに一定の不純物を添加することによって
、CaOの焼結温度を下げ、緻密化を促進し、CaO結
晶の表面を低融点化合物で覆うことにより、耐消化性を
得ようとする方法である。また、高純度でかつ微細な一
定粒度の消石灰を出発原料とし、1800℃以上の高温
度で焼成することによって、高い耐消化性を有するカル
シア焼結体を得る方法(特開昭60−51658号公報
)が提案されている。
、CaOの焼結温度を下げ、緻密化を促進し、CaO結
晶の表面を低融点化合物で覆うことにより、耐消化性を
得ようとする方法である。また、高純度でかつ微細な一
定粒度の消石灰を出発原料とし、1800℃以上の高温
度で焼成することによって、高い耐消化性を有するカル
シア焼結体を得る方法(特開昭60−51658号公報
)が提案されている。
発明が解決しようとする問題点
上記方法において、CaOにCaOと低融点化合物を形
成する添加物を多岳に添加することは、熱間強度および
高温安定性の低下を招くため、耐消化性の改善には効果
があるものの、カルシア質耐火物の本来の優れた特性を
劣化させる欠点を右づる。また特開昭6o−51658
号公報の高純度微粒消石灰を高温焼成する方法は焼成温
度が1800℃以上と高く、多量のエネルギーを必要と
するのにも関わらず、得られるカルシア焼結体の嵩密度
は相対密度で90〜93%でおり、全気孔率か7〜10
%でおる。これは通常製鋼炉用耐大物の原料として使用
されているマグネシアクリンカ−の相対密度(97%)
と比べてかなり低レベルでおり、耐スラグ性や強度の点
で好ましくない。また、この様な密度では高い耐消化性
は期待できない。
成する添加物を多岳に添加することは、熱間強度および
高温安定性の低下を招くため、耐消化性の改善には効果
があるものの、カルシア質耐火物の本来の優れた特性を
劣化させる欠点を右づる。また特開昭6o−51658
号公報の高純度微粒消石灰を高温焼成する方法は焼成温
度が1800℃以上と高く、多量のエネルギーを必要と
するのにも関わらず、得られるカルシア焼結体の嵩密度
は相対密度で90〜93%でおり、全気孔率か7〜10
%でおる。これは通常製鋼炉用耐大物の原料として使用
されているマグネシアクリンカ−の相対密度(97%)
と比べてかなり低レベルでおり、耐スラグ性や強度の点
で好ましくない。また、この様な密度では高い耐消化性
は期待できない。
カルシアクリンカ−には高純度かつ高い耐消化性が望ま
れてあり、また嵩密度についても耐消化だけでなく、耐
スラグ、強度の点からマグネシアクリンカ−と同等また
はそれ以上の水準のものが要望されている。
れてあり、また嵩密度についても耐消化だけでなく、耐
スラグ、強度の点からマグネシアクリンカ−と同等また
はそれ以上の水準のものが要望されている。
本発明の目的は、耐消化性に優れ、かつ高密度、高純度
なカルシア焼結体、およびその製造方法を提供すること
にある。
なカルシア焼結体、およびその製造方法を提供すること
にある。
問題点を解決するための手段
本発明者らは、カルシアの焼結に与える添加物の影響、
および得られたカルシア焼結体の構造と耐消化性を中心
に研究を重ねた結果、少量のA I 203とZro2
を共存さゼて焼結すると、従来1qられなかった高密度
かつ大結晶を有するカルシア焼結体か得られることを見
出した。ざらにこの焼結体は従来のものに比へ、非常に
耐消化性に優れることを見出し、その製造法を確立した
。そして、その構成は特許請求の範囲に記載のとおりで
ある。
および得られたカルシア焼結体の構造と耐消化性を中心
に研究を重ねた結果、少量のA I 203とZro2
を共存さゼて焼結すると、従来1qられなかった高密度
かつ大結晶を有するカルシア焼結体か得られることを見
出した。ざらにこの焼結体は従来のものに比へ、非常に
耐消化性に優れることを見出し、その製造法を確立した
。そして、その構成は特許請求の範囲に記載のとおりで
ある。
本発明のカルシア焼結体の純度は発明の目的からしてC
aOで97.5重1%以上とする。
aOで97.5重1%以上とする。
嵩密度は3.20 g/cc以上、好ましくは3.26
9/CC以上が要求され、かつカルシア結晶の平均径は
60μm以上、好ましくは80μm以上でなくてはなら
ない。嵩密度とカルシア結晶の平均径が上記範囲に同時
に満足されなければ、高い耐消化性、高い耐スラグ侵蝕
性、および強度は得られない。
9/CC以上が要求され、かつカルシア結晶の平均径は
60μm以上、好ましくは80μm以上でなくてはなら
ない。嵩密度とカルシア結晶の平均径が上記範囲に同時
に満足されなければ、高い耐消化性、高い耐スラグ侵蝕
性、および強度は得られない。
本発明のカルシア焼結体は、灼熱基準でA I 203
0.05重量%以上0.5重量%以下、ZrO20,1
重量%以上、1.0重量%以下を含有し、好ましくはA
120t0.1平担%を越えて、0.2重量%以下、Z
rO20,1重量%以上、0.5型組%未満を含有する
。灼熱基準でA I 203が0.5重量%を越えても
、嵩密度、カルシア結晶の粒径に及ぼす効果は飽和し、
また耐消化性についても変化しない。
0.05重量%以上0.5重量%以下、ZrO20,1
重量%以上、1.0重量%以下を含有し、好ましくはA
120t0.1平担%を越えて、0.2重量%以下、Z
rO20,1重量%以上、0.5型組%未満を含有する
。灼熱基準でA I 203が0.5重量%を越えても
、嵩密度、カルシア結晶の粒径に及ぼす効果は飽和し、
また耐消化性についても変化しない。
しかしながら、A I 203はCaOと反応して、1
400℃付近でCaOA + 203系の液相を形成す
るため、強度および耐火度の低下を招くので0.5重量
%を上限とする。下限は灼熱基準でA I 2030.
05重平担であり、それよりA I 203が少ないと
平均粒径60μm以上のカルシア結晶は得られない。灼
熱基準でZ r O2がi、o重量%を越えるとZ r
O2のカルシア結晶に対する粒径抑制作用により、平
均粒径60μm以上のカルシア結晶は得られない。灼熱
基準でZ r O2が0.1重量%より少ないと、高密
度3.20 (J/CC以上の高密度焼結体は得られな
い。また、カルシア焼結体の嵩密度およびカルシア結晶
の平均粒径に与えるA I 203、Z r 、02の
効果は、両者が共存して初めて作用するものであり、上
記組成範囲をA I 2 Q 3 、Z rQ2のいず
れか一方がはずれても、嵩密度3.20 !;l/CC
以上、カルシア結晶の平均粒径が60μm以上、および
充分な強度を持ったカルシア焼結体は得られない。灼熱
基準で、A I 203が0.1重量%を越えて0.3
重量%以下、かつ、Z r O2が0.1重量%以上、
0.5重量%未満の時、1qられるカルシア焼結体は、
ざらに高密度になり、カルシア結晶の平均粒径も大きく
なる。
400℃付近でCaOA + 203系の液相を形成す
るため、強度および耐火度の低下を招くので0.5重量
%を上限とする。下限は灼熱基準でA I 2030.
05重平担であり、それよりA I 203が少ないと
平均粒径60μm以上のカルシア結晶は得られない。灼
熱基準でZ r O2がi、o重量%を越えるとZ r
O2のカルシア結晶に対する粒径抑制作用により、平
均粒径60μm以上のカルシア結晶は得られない。灼熱
基準でZ r O2が0.1重量%より少ないと、高密
度3.20 (J/CC以上の高密度焼結体は得られな
い。また、カルシア焼結体の嵩密度およびカルシア結晶
の平均粒径に与えるA I 203、Z r 、02の
効果は、両者が共存して初めて作用するものであり、上
記組成範囲をA I 2 Q 3 、Z rQ2のいず
れか一方がはずれても、嵩密度3.20 !;l/CC
以上、カルシア結晶の平均粒径が60μm以上、および
充分な強度を持ったカルシア焼結体は得られない。灼熱
基準で、A I 203が0.1重量%を越えて0.3
重量%以下、かつ、Z r O2が0.1重量%以上、
0.5重量%未満の時、1qられるカルシア焼結体は、
ざらに高密度になり、カルシア結晶の平均粒径も大きく
なる。
従来、カルシアクリンカ−焼成の際に
Al2O3は焼結助剤、および消化防止剤として有効で
おると考えられているが、本発明者らにより、Al2O
3は1200℃付近から焼結に有害なCaO粒子の粒成
長を促進するために、結果として相対密度97%を越え
る様な高密度領域ではむしろ密度を下げる方向に動くこ
とが見出された。ざらに、本発明者らによりZ r O
2はCaOと低融点化合物を形成せず、かつカルシア粒
子およびカルシア結晶の粒成長を抑制するためにZ r
O2を添加焼成したカルシア焼結体は、非常に高密度
になることが見出された。ただし、この時カルシア結晶
の平均粒径は小さくなり、高い耐消化性は1qられない
。本発明者らは以上の様に全く異なる効果を発揮するA
l2O3とZ rO2を同時に添加して焼成することにより、従来見ら
れなかった高密度かつ大結晶を有するカルシア焼結体が
19られることを見出した。
おると考えられているが、本発明者らにより、Al2O
3は1200℃付近から焼結に有害なCaO粒子の粒成
長を促進するために、結果として相対密度97%を越え
る様な高密度領域ではむしろ密度を下げる方向に動くこ
とが見出された。ざらに、本発明者らによりZ r O
2はCaOと低融点化合物を形成せず、かつカルシア粒
子およびカルシア結晶の粒成長を抑制するためにZ r
O2を添加焼成したカルシア焼結体は、非常に高密度
になることが見出された。ただし、この時カルシア結晶
の平均粒径は小さくなり、高い耐消化性は1qられない
。本発明者らは以上の様に全く異なる効果を発揮するA
l2O3とZ rO2を同時に添加して焼成することにより、従来見ら
れなかった高密度かつ大結晶を有するカルシア焼結体が
19られることを見出した。
カルシア焼結体の高密度化と大結晶化が、同時に達成さ
れる理由として、CaOが緻密化する温度付近でZ r
O2が緻密化に有害な粒成長、およびネック形成を抑
制し、緻密化以後の高い温度領域ではCa0A+203
系の液相、またはcao A l 203−Z r
O2系の液相が微量生成し、カルシア結晶の成長を促進
するものと推定される。第1図および第2図に焼成温度
によるカルシア結晶の粒子径、および嵩密度に及ぼす Al2O:l、ZrO2の影響を示した。
れる理由として、CaOが緻密化する温度付近でZ r
O2が緻密化に有害な粒成長、およびネック形成を抑
制し、緻密化以後の高い温度領域ではCa0A+203
系の液相、またはcao A l 203−Z r
O2系の液相が微量生成し、カルシア結晶の成長を促進
するものと推定される。第1図および第2図に焼成温度
によるカルシア結晶の粒子径、および嵩密度に及ぼす Al2O:l、ZrO2の影響を示した。
第1 図ハA I 203およびZ r O2を含むカ
ルシア焼結体におけるカルシア結晶の平均粒子径と焼成
温度おJ:びAl2O:lおよびZ r O2の含有量
との関係を示したグラフである。
ルシア焼結体におけるカルシア結晶の平均粒子径と焼成
温度おJ:びAl2O:lおよびZ r O2の含有量
との関係を示したグラフである。
第2図は同じ試料における各焼成温度と嵩密度の関係を
示すグラフである。
示すグラフである。
これらのグラフに画かれた線はそれぞれA I 203
およびZ r 02を下記のとあり含有している試料に
ついて上記関係を示したものである。なお、下記の(%
)は重量基準で必る。
およびZ r 02を下記のとあり含有している試料に
ついて上記関係を示したものである。なお、下記の(%
)は重量基準で必る。
線 Al 203 (%)Zr02(%)実線1
0.02 −実線2 0.02
0.2点線3 0.06
一点線4 0.06 0.2
この図からカルシア焼結体中にA I 203とZ r
Q 2が同時に、かつ微量存在して初めて、本発明に
よる高密度かつ大結晶を有するカルシア焼結体が得られ
ることが明らかである。
0.02 −実線2 0.02
0.2点線3 0.06
一点線4 0.06 0.2
この図からカルシア焼結体中にA I 203とZ r
Q 2が同時に、かつ微量存在して初めて、本発明に
よる高密度かつ大結晶を有するカルシア焼結体が得られ
ることが明らかである。
本発明によるカルシア焼結体は、組成が灼熱基準で、重
量%で表わして、 QaQ 97.5以上 Al2O30,05以上0.5以下 Zr0z 0.1以上1.O以下 および残部が不可避の不純物からなる様に(a) 44
μm以下の粒子が98重量%以上を占め、かつGO2含
有量がCa(OH)23ffl準で5.0重量%以下の
水酸化カルシウム (b) A I 203または熱分解してA I 20
3となるアルミニウム化合物 (c)ZrOzまたは熱分解してZ r 02となるジ
ルコニウム化合物を混合することにより、組成調整をし
た原料をそのままで、あるいは加圧して成形体とした後
に、1500℃以上で焼成することにより製造すること
ができる。
量%で表わして、 QaQ 97.5以上 Al2O30,05以上0.5以下 Zr0z 0.1以上1.O以下 および残部が不可避の不純物からなる様に(a) 44
μm以下の粒子が98重量%以上を占め、かつGO2含
有量がCa(OH)23ffl準で5.0重量%以下の
水酸化カルシウム (b) A I 203または熱分解してA I 20
3となるアルミニウム化合物 (c)ZrOzまたは熱分解してZ r 02となるジ
ルコニウム化合物を混合することにより、組成調整をし
た原料をそのままで、あるいは加圧して成形体とした後
に、1500℃以上で焼成することにより製造すること
ができる。
原料の1つである水酸化カルシウムは44μm以下の粒
子が98重量%以上を占めなければならない。この様な
水酸化カルシウムは、石灰石または合成炭酸カルシウム
等を仮焼して得た生石灰を水中、好ましくは温水中で消
和して、得られたスラリーを湿式篩分あるいは液体サイ
クロン等を用いて分級することにより得られる。44μ
m以上の粒子は焼結に有害であり、高密度焼結体を得る
ためには、この様な粒子は除かなくてはならない。ざら
に生石灰は不純物としてSiO2、Al2O3、MqO
,Fe2O3、CaCO3等を多量に含有する場合が多
いが、上記操作に、より、これら不純物を多量に除去す
ることが可能でおる。本発明によるカルシア焼結体はC
aOを97.5重量%以上、好ましくは98.0重量%
以上含有するが、この様な組成を得るためには水酸化カ
ルシウムの純度は灼熱基準でCaOとして99重小母以
上でなければならない。ざらに水酸化カルシウムはCO
2含有量が Ca (OH)2基準で5.0重量%以下でなければな
らない。水酸化カルシウムのCO2含有量が5.0重量
%を越えると、嵩密度3.20p/CC以上の高密度カ
ルシア焼結体は得られない。これは、水酸化カルシウム
中ではCO2がCaCO3として含有され、焼成時に9
00℃付近で分解が起こり、CO2ガスの発生と体積収
縮により空隙が形成されるためと推定される。水酸化カ
ルシウムは容易に空気中のCO2と反応し、またこの様
にして生成したCaCOxは分級により除去することが
困難なため、注意が必要である。
子が98重量%以上を占めなければならない。この様な
水酸化カルシウムは、石灰石または合成炭酸カルシウム
等を仮焼して得た生石灰を水中、好ましくは温水中で消
和して、得られたスラリーを湿式篩分あるいは液体サイ
クロン等を用いて分級することにより得られる。44μ
m以上の粒子は焼結に有害であり、高密度焼結体を得る
ためには、この様な粒子は除かなくてはならない。ざら
に生石灰は不純物としてSiO2、Al2O3、MqO
,Fe2O3、CaCO3等を多量に含有する場合が多
いが、上記操作に、より、これら不純物を多量に除去す
ることが可能でおる。本発明によるカルシア焼結体はC
aOを97.5重量%以上、好ましくは98.0重量%
以上含有するが、この様な組成を得るためには水酸化カ
ルシウムの純度は灼熱基準でCaOとして99重小母以
上でなければならない。ざらに水酸化カルシウムはCO
2含有量が Ca (OH)2基準で5.0重量%以下でなければな
らない。水酸化カルシウムのCO2含有量が5.0重量
%を越えると、嵩密度3.20p/CC以上の高密度カ
ルシア焼結体は得られない。これは、水酸化カルシウム
中ではCO2がCaCO3として含有され、焼成時に9
00℃付近で分解が起こり、CO2ガスの発生と体積収
縮により空隙が形成されるためと推定される。水酸化カ
ルシウムは容易に空気中のCO2と反応し、またこの様
にして生成したCaCOxは分級により除去することが
困難なため、注意が必要である。
本発明において用いられるアルミニウムおよびジルコニ
ウム化合物は、酸化物もしくは熱分解して酸化物となる
化合物でなくてはならない。すなわち、アルミニウム化
合物としては、Al2O3、AI (OH)3、AlC
l3、AI (NO3)3、 Al2(SO4)3等であり、ジルコニウム化合物とし
ては、ZrO2、Zr0CI 2、酢酸ジルコニル、硝
酸ジルコニル、炭酸ジルコニル等である。使用する化合
物は、市販されている工業用薬品でもよいが、純度が高
いこと、粉末のものは微粒であることが望ましい。通常
、消石灰は前述のように不純物として、Al2O3が含
有し、分級精製した消石灰においても本発明において規
定されるA I 203含量が達成されることもあり得
る。
ウム化合物は、酸化物もしくは熱分解して酸化物となる
化合物でなくてはならない。すなわち、アルミニウム化
合物としては、Al2O3、AI (OH)3、AlC
l3、AI (NO3)3、 Al2(SO4)3等であり、ジルコニウム化合物とし
ては、ZrO2、Zr0CI 2、酢酸ジルコニル、硝
酸ジルコニル、炭酸ジルコニル等である。使用する化合
物は、市販されている工業用薬品でもよいが、純度が高
いこと、粉末のものは微粒であることが望ましい。通常
、消石灰は前述のように不純物として、Al2O3が含
有し、分級精製した消石灰においても本発明において規
定されるA I 203含量が達成されることもあり得
る。
この様な場合はジルコニウム化合物のみを混合する。
本発明において焼成に至るまでの製造工程として原料ス
ラリーを濾過した後に得られたケーキを、 (1)直接焼成する (2)乾燥した後に、加圧成形をして焼成する(3)仮
焼した後に加圧成形をして焼成するの3つの工程のうち
、いずれか1つをとることができる。いずれの工程にお
いても、水酸化カルシウムとアルミニウム化合物とジル
コニウム化合物の混合は十分均一に混合されることが望
ましく、水酸化カルシウムスラリー中での攪拌による混
合、濾過ケーキ中での混練による混合等が好ましい。(
2)の工程をとる場合は、水酸化カルシウムスラリーを
濾過、乾燥した後に乾式で混合することも可能である。
ラリーを濾過した後に得られたケーキを、 (1)直接焼成する (2)乾燥した後に、加圧成形をして焼成する(3)仮
焼した後に加圧成形をして焼成するの3つの工程のうち
、いずれか1つをとることができる。いずれの工程にお
いても、水酸化カルシウムとアルミニウム化合物とジル
コニウム化合物の混合は十分均一に混合されることが望
ましく、水酸化カルシウムスラリー中での攪拌による混
合、濾過ケーキ中での混練による混合等が好ましい。(
2)の工程をとる場合は、水酸化カルシウムスラリーを
濾過、乾燥した後に乾式で混合することも可能である。
また(3)の工程をとる場合には水酸化カルシウムを仮
焼して酸化カルシウムとした後に、混合を行っても何等
差し支えない。ただしこの場合には用いるアルミニウム
およびジルコニウム化合物は酸化物であることが望まし
い。上記いずれの工程においても濾過は通常用いられる
濾過機、たとえば真空濾過機、加圧濾過機等を使用する
ことができる。
焼して酸化カルシウムとした後に、混合を行っても何等
差し支えない。ただしこの場合には用いるアルミニウム
およびジルコニウム化合物は酸化物であることが望まし
い。上記いずれの工程においても濾過は通常用いられる
濾過機、たとえば真空濾過機、加圧濾過機等を使用する
ことができる。
(2)の工程をとる場合には、乾燥工程が必要であり、
通常用いられる乾燥機を用いることかできる。ただし、
乾燥に化石燃おl燃焼ガスを用いる場合は、CO2の吸
収は Ca (OH)2基準で5.0重量%以下に押さえるこ
とが必要である。CO2の吸収がない点で空気雰囲気下
の乾燥が望ましい。また、乾燥により水分はCa (O
H)2基準で10重量%以下にすることが、高密度焼結
体を得る上で望ましい。ざらにこれらの工程で得られた
乾燥物はボールミル、ヘンシェルミキサー等を用いて粉
砕することが、次に良い成形体を得る上で望ましい。
通常用いられる乾燥機を用いることかできる。ただし、
乾燥に化石燃おl燃焼ガスを用いる場合は、CO2の吸
収は Ca (OH)2基準で5.0重量%以下に押さえるこ
とが必要である。CO2の吸収がない点で空気雰囲気下
の乾燥が望ましい。また、乾燥により水分はCa (O
H)2基準で10重量%以下にすることが、高密度焼結
体を得る上で望ましい。ざらにこれらの工程で得られた
乾燥物はボールミル、ヘンシェルミキサー等を用いて粉
砕することが、次に良い成形体を得る上で望ましい。
(2)および(3)の工程において成形は1t/cm2
程度の加圧下で行なわれる。成形機は通常用いられるブ
リケットマシン等を用いることができる。
程度の加圧下で行なわれる。成形機は通常用いられるブ
リケットマシン等を用いることができる。
(3)の工程における仮焼は600℃〜1ooo’cの
間で行わなくてはならない。600℃より低い温度では
仮焼の効果が小ざく、1000℃より高温になると比表
面積の低下により、焼結性が低下する。ここで行なわれ
る仮焼は通常用いられる軽焼炉、ロータリーキルン等を
使用することができるが、この工程においてもCO2の
吸収は可能な限り低く押えることが必要であり、CO2
分圧の低い、特に空気雰囲気下−で行うことが好ましい
。
間で行わなくてはならない。600℃より低い温度では
仮焼の効果が小ざく、1000℃より高温になると比表
面積の低下により、焼結性が低下する。ここで行なわれ
る仮焼は通常用いられる軽焼炉、ロータリーキルン等を
使用することができるが、この工程においてもCO2の
吸収は可能な限り低く押えることが必要であり、CO2
分圧の低い、特に空気雰囲気下−で行うことが好ましい
。
以上の様にして得られた濾過ケーキ、乾燥成形体、ある
いは仮焼成型体は次に1500℃以上の温度、好ましく
は1650℃以上の温度で焼成されなければならない。
いは仮焼成型体は次に1500℃以上の温度、好ましく
は1650℃以上の温度で焼成されなければならない。
この温度により、焼結が充分に進み、高高密度、大結晶
を有するカルシア焼結体が得られる。1500℃より低
い温度ではカルシア結晶の発達が不十分であり、高い耐
消化性は得られない。焼成は通常マグネシアクリンカ−
を焼成する際に用いられる焼成炉を使用することができ
、たとえばロータリーキルン等が使用される。この場合
重油等の燃料を用いるため、炉内の雰囲気は空気雰囲気
と異なり、CO2およびH20分圧の高い雰囲気となる
。この様な雰囲気下での焼成は本発明の組成とすること
で易焼結性となるため、何等差し支えないけれども、で
きればCO2分圧の低い、空気雰囲気下で焼成すること
が好ましい。
を有するカルシア焼結体が得られる。1500℃より低
い温度ではカルシア結晶の発達が不十分であり、高い耐
消化性は得られない。焼成は通常マグネシアクリンカ−
を焼成する際に用いられる焼成炉を使用することができ
、たとえばロータリーキルン等が使用される。この場合
重油等の燃料を用いるため、炉内の雰囲気は空気雰囲気
と異なり、CO2およびH20分圧の高い雰囲気となる
。この様な雰囲気下での焼成は本発明の組成とすること
で易焼結性となるため、何等差し支えないけれども、で
きればCO2分圧の低い、空気雰囲気下で焼成すること
が好ましい。
本発明者らによればCO2分圧の高い雰囲気下で焼成を
行うことにより、水酸化カルシウムケーキまたは成形体
の表面付近では比較的低温で起こるCaCOxの生成と
900 ℃付近で起こるCaCOxの分解という2つの
過程を経る結果、得られるカルシア焼結体は気孔が多く
、高密度も低いものになることが見出された。また、こ
れらCO2によるC aCO3の生成は水酸化カルシウムを仮焼して、酸化カ
ルシウムにすることにより、大幅に低減できることも明
らかにされた。従ってCO2分圧の高い雰囲気下で焼成
を行う場合は、上記工程のうち、(3)の仮焼成形工程
をとることが望ましい。
行うことにより、水酸化カルシウムケーキまたは成形体
の表面付近では比較的低温で起こるCaCOxの生成と
900 ℃付近で起こるCaCOxの分解という2つの
過程を経る結果、得られるカルシア焼結体は気孔が多く
、高密度も低いものになることが見出された。また、こ
れらCO2によるC aCO3の生成は水酸化カルシウムを仮焼して、酸化カ
ルシウムにすることにより、大幅に低減できることも明
らかにされた。従ってCO2分圧の高い雰囲気下で焼成
を行う場合は、上記工程のうち、(3)の仮焼成形工程
をとることが望ましい。
次に本発明の実施例および比較例を挙げ、具体的に説明
する。なお本発明における種々の測定法は下記の通りで
ある。
する。なお本発明における種々の測定法は下記の通りで
ある。
1)嵩密度
日本学術撮興会第124委員会で提案された学振法2[
マグネシアクリンカ−見掛は気孔率、見掛は比重および
高比重の測定方法に準じて測定した。
マグネシアクリンカ−見掛は気孔率、見掛は比重および
高比重の測定方法に準じて測定した。
2)平均結晶径
Ful1man法(J、of、Metals 4471
953) ニよった。すなわち研磨面を搬影した写真上
で任意に直線を引き、粒界によって切り取られる線分の
長さの平均値を1.5倍した値を平均粒径とした。なお
測定にあたってはクリンカー粒を5個以上選び、各々の
紙片につき、100個以上の結晶を測定した。
953) ニよった。すなわち研磨面を搬影した写真上
で任意に直線を引き、粒界によって切り取られる線分の
長さの平均値を1.5倍した値を平均粒径とした。なお
測定にあたってはクリンカー粒を5個以上選び、各々の
紙片につき、100個以上の結晶を測定した。
3)化学組成
日本学術撮興会第124委員会で提案された学振法1「
マグネシアクリンカ−の化学分析法」に準じて測定した
。
マグネシアクリンカ−の化学分析法」に準じて測定した
。
4)重量増加率
耐消化性の目安として、2.OO〜4.47mmに分級
したカルシア焼結体を相対湿度65%、気温20℃の空
気中に2週間静置して重量増加を測定して、もとの重量
に対重る増加量を%で表示した。
したカルシア焼結体を相対湿度65%、気温20℃の空
気中に2週間静置して重量増加を測定して、もとの重量
に対重る増加量を%で表示した。
5)水酸化カルシウム粒度
水スラリーを篩を用いて分級して、篩上に残った水酸化
カルシウムの重量から求めた。
カルシウムの重量から求めた。
よ厖■
実施例1〜3、比較例1〜4
生石灰を純水中60℃の温水で消和した後に分級して、
第1表に示す化学組成および粒度を有する水酸化カルシ
ウムを1qだ。これにA I 203 N Z r O
2をスラリー中で所定量添加混合した。ここでAl2O
3は高純度T−A I 203’粉末、’;l r O
2は酢酸ジルコニル溶液(試薬)として添加混合した。
第1表に示す化学組成および粒度を有する水酸化カルシ
ウムを1qだ。これにA I 203 N Z r O
2をスラリー中で所定量添加混合した。ここでAl2O
3は高純度T−A I 203’粉末、’;l r O
2は酢酸ジルコニル溶液(試薬)として添加混合した。
得られた混合スラリーを濾過、乾燥、粉砕した後、It
/cm2の加圧下で成形した。これら成形体を破砕して
3.66〜5. f36mmの粒度に調整して、空気雰
囲気下で1650℃で焼成した。冷却して得られたカル
シア焼結体の物性を第2表に示す。
/cm2の加圧下で成形した。これら成形体を破砕して
3.66〜5. f36mmの粒度に調整して、空気雰
囲気下で1650℃で焼成した。冷却して得られたカル
シア焼結体の物性を第2表に示す。
第1表
iai%
第2表
実施例4
焼成を1550℃で行う他は実施例1と同じ条件で実験
を行った。冷却して得られたカルシア焼結体の物性を第
3表に示す。
を行った。冷却して得られたカルシア焼結体の物性を第
3表に示す。
第3表
実施例5、比較例5
プロパンおよび酸素を燃料とする焼成炉を用いて、17
00℃で焼成を行うこと、および組成の他は実施例1と
同じ条件で行った。冷却して1@られたカルシア焼結体
の組成および物性を第4表に示す。
00℃で焼成を行うこと、および組成の他は実施例1と
同じ条件で行った。冷却して1@られたカルシア焼結体
の組成および物性を第4表に示す。
I!!4表
実施例6
実施例1で用いた原料粉末を空気雰囲気下で、800℃
で仮焼を行った後にi t/cm ’の加圧下で成形し
て、得られた成形体を破砕して、3.36〜5.66m
mの粒度に調整した後に焼成を行う他は実施例4と同じ
条件で行った。冷却して1ワられたカルシア焼結体の物
性を第5表に示す。
で仮焼を行った後にi t/cm ’の加圧下で成形し
て、得られた成形体を破砕して、3.36〜5.66m
mの粒度に調整した後に焼成を行う他は実施例4と同じ
条件で行った。冷却して1ワられたカルシア焼結体の物
性を第5表に示す。
第5a 4・発明の効果
本発明により、化学組成がCaO97.5重Φ%以上の
高純度であり、かつ高密度が3.20q/CC以上であ
り、かつカルシア結晶の平均粒径が60μm以上の耐消
化性に優れるカルシア焼結体が、Al2O3、ZrO2
を同時に、かつ微量混合して焼成するという比較的容易
な方法で得られる。実施例1で見られる様に相対湿度6
5%の空気中に放置しても、2週間後の重量増が0.1
3%と著しく低く、肉眼では何ら変化も観察されない。
高純度であり、かつ高密度が3.20q/CC以上であ
り、かつカルシア結晶の平均粒径が60μm以上の耐消
化性に優れるカルシア焼結体が、Al2O3、ZrO2
を同時に、かつ微量混合して焼成するという比較的容易
な方法で得られる。実施例1で見られる様に相対湿度6
5%の空気中に放置しても、2週間後の重量増が0.1
3%と著しく低く、肉眼では何ら変化も観察されない。
従って、本発明品はカルシアを工業的に利用する際の大
ぎな支障であった耐消化性を大幅に改善し、また高密度
、純度ともに高く、耐スラグ性、機械的強度も期待され
、工業分野で充分活用できることが可能となった。
ぎな支障であった耐消化性を大幅に改善し、また高密度
、純度ともに高く、耐スラグ性、機械的強度も期待され
、工業分野で充分活用できることが可能となった。
第1図は所定量のA I 203 、Z rQ2を含む
カルシア焼結体の各焼成温度におけるカルシア結晶の平
均粒子径を示すグラフ、第2図は同じ試料による各焼成
温度における嵩密度を示すグラフ、 第3図は実施例1のカルシア焼結体の研磨面の組織を示
す顕微鏡写真、 第4図は比較例1のカルシア焼結体の研磨面の組織を示
す顕微鏡写真である。 特許出願人 新日本化学工業株式会社 代理人 弁理士 小 松 秀 岳 代理人 弁理士 旭 宏 焼成温JI(℃) yP1図 ォ3n ’朔″ 第4図 1吸9
カルシア焼結体の各焼成温度におけるカルシア結晶の平
均粒子径を示すグラフ、第2図は同じ試料による各焼成
温度における嵩密度を示すグラフ、 第3図は実施例1のカルシア焼結体の研磨面の組織を示
す顕微鏡写真、 第4図は比較例1のカルシア焼結体の研磨面の組織を示
す顕微鏡写真である。 特許出願人 新日本化学工業株式会社 代理人 弁理士 小 松 秀 岳 代理人 弁理士 旭 宏 焼成温JI(℃) yP1図 ォ3n ’朔″ 第4図 1吸9
Claims (8)
- (1)組成が灼熱基準で、重量%で表わしてCaO97
.5以上 Al_2O_30.05以上0.5以下 ZrO_20.1以上1.0以下 および残部が不可避の不純物から成り、か つ嵩密度が3.20g/cc以上であり、かつカルシア
結晶の平均粒径が60μm以上であることを特徴とする
カルシア焼結体。 - (2)組成が灼熱基準で重量%で表わして CaO98.0以上 Al_2O_30.1を越えて0.3以下 ZrO_20.1以上0.5未満 である特許請求の範囲第(1)項に記載のカルシア焼結
体。 - (3)嵩密度が3.26g/cc以上である特許請求の
範囲第(1)項または第(2)項のいずれかに記載のカ
ルシア焼結体。 - (4)カルシア結晶の平均粒径が80μm以上である特
許請求の範囲第(1)〜(3)項のいずれかに記載のカ
ルシア焼結体。 - (5)組成が灼熱基準で重量%で表わして CaO97.5以上 Al_2O_30.05以上0.5以下 ZrO_20.1以上1.0以下 および残部が不可避の不純物から成る様に (a)44μm以下の粒子が98重量%以上を占め、か
つCO_2含有量がCa(OH)_2基準で5.0重量
%以下の水酸化カルシウム (b)Al_2O_3または熱分解してAl_2O_3
となるアルミニウム化合物 (c)ZrO_2または熱分解してZrO_2となるジ
ルコニウム化合物 を混合することにより、組成調整をした原料をそのまま
で、あるいは加圧して成形体とした後に、1500℃以
上で焼成することを特徴とするカルシア焼結体の製造方
法。 - (6)組成を調整した原料を600℃以上1000℃以
下で仮焼を行なった後に、加圧して成形体とする特許請
求の範囲第(5)項記載のカルシア焼結体の製造方法。 - (7)仮焼時の雰囲気が空気である特許請求の範囲第(
6)項記載のカルシア焼結体の製造方法。 - (8)焼成温度が1650℃以上である特許請求の範囲
第5〜8項のいずれかに記載のカルシア焼結体の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61022975A JPS62182154A (ja) | 1986-02-06 | 1986-02-06 | カルシア焼結体およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61022975A JPS62182154A (ja) | 1986-02-06 | 1986-02-06 | カルシア焼結体およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62182154A true JPS62182154A (ja) | 1987-08-10 |
| JPH0329020B2 JPH0329020B2 (ja) | 1991-04-22 |
Family
ID=12097560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61022975A Granted JPS62182154A (ja) | 1986-02-06 | 1986-02-06 | カルシア焼結体およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62182154A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008267797A (ja) * | 2007-03-28 | 2008-11-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 金属溶解用ルツボ及びその表面処理方法 |
| JP2009243723A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 金属溶解用ルツボ及びその製造方法 |
| JP2011174627A (ja) * | 2010-02-23 | 2011-09-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 金属溶解用ルツボ |
| JP2011173737A (ja) * | 2010-02-23 | 2011-09-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 金属溶解用ルツボの製造方法 |
-
1986
- 1986-02-06 JP JP61022975A patent/JPS62182154A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008267797A (ja) * | 2007-03-28 | 2008-11-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 金属溶解用ルツボ及びその表面処理方法 |
| JP2009243723A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 金属溶解用ルツボ及びその製造方法 |
| JP2011174627A (ja) * | 2010-02-23 | 2011-09-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 金属溶解用ルツボ |
| JP2011173737A (ja) * | 2010-02-23 | 2011-09-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 金属溶解用ルツボの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0329020B2 (ja) | 1991-04-22 |
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