JPS6357376B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6357376B2 JPS6357376B2 JP54153562A JP15356279A JPS6357376B2 JP S6357376 B2 JPS6357376 B2 JP S6357376B2 JP 54153562 A JP54153562 A JP 54153562A JP 15356279 A JP15356279 A JP 15356279A JP S6357376 B2 JPS6357376 B2 JP S6357376B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alumina cement
- aluminum
- spinel
- residual ash
- weight
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Ceramic Products (AREA)
Description
本発明はアルミニウム合金製造工程から発生す
る産業廃棄物であるアルミニウム残灰を有効利用
して、スピネルを含む新しい高耐火性及び早強性
のアルミナセメントを製造する方法に関するもの
である。 従来、商業的に製造されるアルミナセメント
は、原料（特にアルミナ源の化学組成）及び、製
造方式の違いにより、特性、用途を異にし、早期
高強性に着目して、緊急時の構築材料として使用
される場合もあるが、近年はむしろその高温耐火
特性に着目して、キヤスタブルなどの不定形耐火
物用バインダーとしての需要が主体となり、日本
工業規格JISR5211においてもアルミナセメント
を“耐火物用”と特記して、その規格を定めてい
るのである。 CaO・Al2O3（モノアルミン酸カルシウム）を
主要構成鉱物とし、いくらかのCaO・2Al2O3（ジ
アルミン酸カルシウム）、12CaO・7Al2O3、を含
む商業的に知られるアルミナセメントでは、石灰
石又は〓焼石灰と比較的多量の鉄分を含む赤色ボ
ーキサイトあるいは白色ボーキサイト、Bayer法
で製造される比較的純度の高いアルミナ等を原料
として、これを粉砕、調合して電気炉又は反射炉
型平炉により還元熔融法か、回転窯により焼結法
で製造される。このようなアルミナセメントにあ
つては、マグネシウム化合物の含有量はきわめて
低くおさえられ（通常2wt％以下）、また本発明
以前に特許出願された“アルミニウム残灰よりア
ルミナセメントを製造する方法”（特開昭51−
124117）においてもマグネシウム化合物の含有量
はMgOとして8wt％以下と規定されている。 この理由は、実際に耐火性コンクリートとして
施工した後、炉の昇温時に耐火性コンクリートの
破壊をもたらす有害な水和膨張を引き起こすため
と考えられている。従つて、ドロマイトなど、多
量のMgOを含む鉱物は耐火性アルミナセメント
の製造、及び通常のポルトランドセメントの製造
の際には、原料として使用されていない。 一方、アルミニウム合金製造工程で副生するア
ルミニウム残灰は、主成分としてAl2O3を60〜
80wt％も含有しているにもかかわらず発生個所
が小規模に散在していること、発生地及び産出ロ
ツトごとの成分変動が大きいこと、また副成分と
して特異な化合物を含む等の原因により、大部分
は産業廃棄物として処分されていた。すなわちア
ルミニウム残灰中には製造されるアルミニウム合
金地金の種によりAl，Si，Mg，Cu，Zn，Snな
どの多様な金属分及び窒化アルミニウム
（AlN）、炭化アルミニウム等を含み、天然原料
である白ボーキサイト、赤ボーキサイトと比べか
なり異質なものである。特に、５〜15wt％含有
される窒化アルミニウムは、不安定化合物であ
り、容易に加水分解してアンモニアガスを発生さ
せるので環境上からも好ましくないものである。 本発明者らは、このようなアルミニウム残灰の
資源化につき研究を重ねた結果、アルミニウム残
灰中の諸成分をすべて酸化物として無害化し、同
時に従来のアルミナセメントに比べ高耐火性及び
早強性のアルミナセメント、すなわち“高耐火性
及び早強性のスピネル含有アルミナセメント”を
開発したものである。新しい高耐火性及び早強性
のアルミナセメントは、天然ドロマイト又は〓焼
ドロマイトと、アルミニウム残灰との均一混合物
を原料として、従来から知られる炉を含む一連の
装置により製造される。 すなわち本発明は、アルミニウム残灰80〜40重
量部とドロマイト20〜60重量部を混合粉砕または
それぞれ粉砕後均一に混合し、回転窯により1300
〜1600℃に焼成し、急冷後微粉砕することを特徴
とする高耐火性及び早強性のスピネル含有アルミ
ナセメントの製造方法である。 このアルミナセンメントは従来のアルミナセメ
ント又はアルミニウム残灰を使用するアルミナセ
メントと異なり、主要構成鉱物として耐火性成分
であるスピネル（MgO・Al2O3，mp2135℃）を
20〜60重量％の高い割合に含み、CaO・Al2O3と
いくらかのCaO・2Al2O3，12CaO・7Al2O3及び
2CaO・Al2O3・SiO2を水硬性成分とするもので
ある。 このようにスピネルを主要な成分とする新しい
耐火性アルミナセメントは従来のアルミナセメン
トに比べ高耐火性であるばかりでなく、早強性に
優れて熱間強度も大きいものであつた。 本発明において原料はアルミニウム残灰80〜40
重量％、好ましくは70〜50％、ドロマイト20〜60
重量％、好ましくは30〜50％が用いられる。アル
ミニウム残灰が80％を超えると水硬性成分である
モノアルミン酸カルシウムの生成量が少なくな
り、水和硬化速度の低いジアルミン酸カルシウム
が主として生成し早強性が得られず、かつスピネ
ル含量が少なくなるので高耐火性も得られなくな
る。また、アルミニウム残灰が40％より少なくな
ると12CaO・7Al2O3が主要成分となり、瞬結性
を示し実用的セメントが得られない。 焼成温度は1300〜1600℃が適当である。1300℃
より低いと焼結反応が不完全となり、急結現象を
起したり、一方では長期強度の安定性を欠くセメ
ントになり易い。また、1600℃を超えると回転窯
でクリンカーが一部溶融し連続運転が不可能とな
る。 焼成したクリンカーを急冷した後、ブレーン値
で2500〜5000cm2／ｇ、好ましくは3000〜4000cm2／
ｇ程度に微粉砕する。 以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説
明する。以下の実施例において割合を示す部、％
は重量による。 実施例 １ 天然ドロマイト35部及びアルミニウム残灰65部
をブレーン比表面積5980cm2／ｇに混合粉砕した、
均一混合物を回転窯で1450〜1520℃に焼成し、空
中急冷したクリンカーをブレーン比表面積4000
cm2／ｇに粉砕した。
る産業廃棄物であるアルミニウム残灰を有効利用
して、スピネルを含む新しい高耐火性及び早強性
のアルミナセメントを製造する方法に関するもの
である。 従来、商業的に製造されるアルミナセメント
は、原料（特にアルミナ源の化学組成）及び、製
造方式の違いにより、特性、用途を異にし、早期
高強性に着目して、緊急時の構築材料として使用
される場合もあるが、近年はむしろその高温耐火
特性に着目して、キヤスタブルなどの不定形耐火
物用バインダーとしての需要が主体となり、日本
工業規格JISR5211においてもアルミナセメント
を“耐火物用”と特記して、その規格を定めてい
るのである。 CaO・Al2O3（モノアルミン酸カルシウム）を
主要構成鉱物とし、いくらかのCaO・2Al2O3（ジ
アルミン酸カルシウム）、12CaO・7Al2O3、を含
む商業的に知られるアルミナセメントでは、石灰
石又は〓焼石灰と比較的多量の鉄分を含む赤色ボ
ーキサイトあるいは白色ボーキサイト、Bayer法
で製造される比較的純度の高いアルミナ等を原料
として、これを粉砕、調合して電気炉又は反射炉
型平炉により還元熔融法か、回転窯により焼結法
で製造される。このようなアルミナセメントにあ
つては、マグネシウム化合物の含有量はきわめて
低くおさえられ（通常2wt％以下）、また本発明
以前に特許出願された“アルミニウム残灰よりア
ルミナセメントを製造する方法”（特開昭51−
124117）においてもマグネシウム化合物の含有量
はMgOとして8wt％以下と規定されている。 この理由は、実際に耐火性コンクリートとして
施工した後、炉の昇温時に耐火性コンクリートの
破壊をもたらす有害な水和膨張を引き起こすため
と考えられている。従つて、ドロマイトなど、多
量のMgOを含む鉱物は耐火性アルミナセメント
の製造、及び通常のポルトランドセメントの製造
の際には、原料として使用されていない。 一方、アルミニウム合金製造工程で副生するア
ルミニウム残灰は、主成分としてAl2O3を60〜
80wt％も含有しているにもかかわらず発生個所
が小規模に散在していること、発生地及び産出ロ
ツトごとの成分変動が大きいこと、また副成分と
して特異な化合物を含む等の原因により、大部分
は産業廃棄物として処分されていた。すなわちア
ルミニウム残灰中には製造されるアルミニウム合
金地金の種によりAl，Si，Mg，Cu，Zn，Snな
どの多様な金属分及び窒化アルミニウム
（AlN）、炭化アルミニウム等を含み、天然原料
である白ボーキサイト、赤ボーキサイトと比べか
なり異質なものである。特に、５〜15wt％含有
される窒化アルミニウムは、不安定化合物であ
り、容易に加水分解してアンモニアガスを発生さ
せるので環境上からも好ましくないものである。 本発明者らは、このようなアルミニウム残灰の
資源化につき研究を重ねた結果、アルミニウム残
灰中の諸成分をすべて酸化物として無害化し、同
時に従来のアルミナセメントに比べ高耐火性及び
早強性のアルミナセメント、すなわち“高耐火性
及び早強性のスピネル含有アルミナセメント”を
開発したものである。新しい高耐火性及び早強性
のアルミナセメントは、天然ドロマイト又は〓焼
ドロマイトと、アルミニウム残灰との均一混合物
を原料として、従来から知られる炉を含む一連の
装置により製造される。 すなわち本発明は、アルミニウム残灰80〜40重
量部とドロマイト20〜60重量部を混合粉砕または
それぞれ粉砕後均一に混合し、回転窯により1300
〜1600℃に焼成し、急冷後微粉砕することを特徴
とする高耐火性及び早強性のスピネル含有アルミ
ナセメントの製造方法である。 このアルミナセンメントは従来のアルミナセメ
ント又はアルミニウム残灰を使用するアルミナセ
メントと異なり、主要構成鉱物として耐火性成分
であるスピネル（MgO・Al2O3，mp2135℃）を
20〜60重量％の高い割合に含み、CaO・Al2O3と
いくらかのCaO・2Al2O3，12CaO・7Al2O3及び
2CaO・Al2O3・SiO2を水硬性成分とするもので
ある。 このようにスピネルを主要な成分とする新しい
耐火性アルミナセメントは従来のアルミナセメン
トに比べ高耐火性であるばかりでなく、早強性に
優れて熱間強度も大きいものであつた。 本発明において原料はアルミニウム残灰80〜40
重量％、好ましくは70〜50％、ドロマイト20〜60
重量％、好ましくは30〜50％が用いられる。アル
ミニウム残灰が80％を超えると水硬性成分である
モノアルミン酸カルシウムの生成量が少なくな
り、水和硬化速度の低いジアルミン酸カルシウム
が主として生成し早強性が得られず、かつスピネ
ル含量が少なくなるので高耐火性も得られなくな
る。また、アルミニウム残灰が40％より少なくな
ると12CaO・7Al2O3が主要成分となり、瞬結性
を示し実用的セメントが得られない。 焼成温度は1300〜1600℃が適当である。1300℃
より低いと焼結反応が不完全となり、急結現象を
起したり、一方では長期強度の安定性を欠くセメ
ントになり易い。また、1600℃を超えると回転窯
でクリンカーが一部溶融し連続運転が不可能とな
る。 焼成したクリンカーを急冷した後、ブレーン値
で2500〜5000cm2／ｇ、好ましくは3000〜4000cm2／
ｇ程度に微粉砕する。 以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説
明する。以下の実施例において割合を示す部、％
は重量による。 実施例 １ 天然ドロマイト35部及びアルミニウム残灰65部
をブレーン比表面積5980cm2／ｇに混合粉砕した、
均一混合物を回転窯で1450〜1520℃に焼成し、空
中急冷したクリンカーをブレーン比表面積4000
cm2／ｇに粉砕した。
【表】
得られたスピネル含有アルミナセメントは高耐
火性成分であるスピネル（MgO・Al2O3）44％と
主要水硬性成分であるCaO・Al2O340％といくら
かのゲーレナイト（2CaO・SiO2・Al2O3）から
構成されていた。 これをJISR2521―1959に従つて物理試験した
結果を次に示す。
火性成分であるスピネル（MgO・Al2O3）44％と
主要水硬性成分であるCaO・Al2O340％といくら
かのゲーレナイト（2CaO・SiO2・Al2O3）から
構成されていた。 これをJISR2521―1959に従つて物理試験した
結果を次に示す。
【表】
このようにスピネル含有アルミナセメントは、
通常の凝結性を示し、比較的速硬性で、同時に
SK27（1610℃）の耐火度を持つていた。 また、このものの熱間曲げ強度を従来のアルミ
ナセメントと比較して下表に示す。
通常の凝結性を示し、比較的速硬性で、同時に
SK27（1610℃）の耐火度を持つていた。 また、このものの熱間曲げ強度を従来のアルミ
ナセメントと比較して下表に示す。
【表】
この高耐火及び早強性のセメントは次のような
特徴をもつている。 産業廃棄物であるアルミニウム残灰を有効活
用するため、従来のアルミナセメントに比べ、
より低コストであり、安価に供給できる。 高融点鉱物であるスピネルを30〜60％という
高い割合に含むため従来のアルミナセメントに
比べより高耐火性である。 キヤスタブル用バインダーとして使用する場
合、電融コランダムなどの高価な耐火性骨材の
使用量を通常より少なくできる。 水和必要水量は従来のアルミナセメントより
少ないため、耐火コンクリートとして施工後の
水和硬化及びその後の焼成に伴う収縮が小さ
い。また焼成時に水和物の脱水により生ずる内
部からの熱蒸気の噴出（いわゆる爆裂）の危険
性が小さい。 硬化後、加熱過程での強度低下（温度領域
600〜1000℃）が小さい。 早強性である。 このようにして本発明は、産業廃棄物としてそ
の処分に苦慮していたアルミニウム残灰を資源化
し、また従来、最大８％以下と制限されて来たア
ルミナセメント中MgO分をスピネルとして30〜
60％も含有させたりして前述のすぐれた効果を得
たものである。 本発明の新しい高耐火性及び早強性のアルミナ
セメントは、高耐火性であり、また早強性に優れ
て熱間強度も数段上まわつている。更に産業廃棄
物であるアルミニウム残灰を原料とすることか
ら、より安価に製造でき、同時に省資源の立場か
らも好ましいものである。
特徴をもつている。 産業廃棄物であるアルミニウム残灰を有効活
用するため、従来のアルミナセメントに比べ、
より低コストであり、安価に供給できる。 高融点鉱物であるスピネルを30〜60％という
高い割合に含むため従来のアルミナセメントに
比べより高耐火性である。 キヤスタブル用バインダーとして使用する場
合、電融コランダムなどの高価な耐火性骨材の
使用量を通常より少なくできる。 水和必要水量は従来のアルミナセメントより
少ないため、耐火コンクリートとして施工後の
水和硬化及びその後の焼成に伴う収縮が小さ
い。また焼成時に水和物の脱水により生ずる内
部からの熱蒸気の噴出（いわゆる爆裂）の危険
性が小さい。 硬化後、加熱過程での強度低下（温度領域
600〜1000℃）が小さい。 早強性である。 このようにして本発明は、産業廃棄物としてそ
の処分に苦慮していたアルミニウム残灰を資源化
し、また従来、最大８％以下と制限されて来たア
ルミナセメント中MgO分をスピネルとして30〜
60％も含有させたりして前述のすぐれた効果を得
たものである。 本発明の新しい高耐火性及び早強性のアルミナ
セメントは、高耐火性であり、また早強性に優れ
て熱間強度も数段上まわつている。更に産業廃棄
物であるアルミニウム残灰を原料とすることか
ら、より安価に製造でき、同時に省資源の立場か
らも好ましいものである。
Claims (1)
- １ アルミニウム残灰80〜40重量部とドロマイト
20〜60重量部を混合粉砕またはそれぞれ粉砕後均
一に混合し、回転窯により1300〜1600℃に焼成
し、急冷後微粉砕することを特徴とする高耐火性
及び早強性のスピネル含有アルミナセメントの製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15356279A JPS5678461A (en) | 1979-11-29 | 1979-11-29 | Manufacture of highly refractory alumina cement |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15356279A JPS5678461A (en) | 1979-11-29 | 1979-11-29 | Manufacture of highly refractory alumina cement |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5678461A JPS5678461A (en) | 1981-06-27 |
| JPS6357376B2 true JPS6357376B2 (ja) | 1988-11-11 |
Family
ID=15565201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15356279A Granted JPS5678461A (en) | 1979-11-29 | 1979-11-29 | Manufacture of highly refractory alumina cement |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5678461A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5995315B2 (ja) * | 2012-09-04 | 2016-09-21 | 黒崎播磨株式会社 | 不定形耐火物 |
| US10093576B2 (en) | 2014-03-03 | 2018-10-09 | Krosakiharima Corporation | Unshaped refractory material |
| CN108101562B (zh) * | 2017-12-29 | 2021-01-01 | 武汉科技大学 | 一种高锰钢冶炼用钢包浇注料及其制备方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52152928A (en) * | 1976-06-16 | 1977-12-19 | Keiichi Akiyama | Method of manufacturing alumina cement from ash in aluminium industry |
| JPS5465726A (en) * | 1977-11-04 | 1979-05-26 | Nippon Aruminiumu Goukin Kiyou | Method of making lowwlime aluminaacement from aluminum residual ash |
-
1979
- 1979-11-29 JP JP15356279A patent/JPS5678461A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5678461A (en) | 1981-06-27 |
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