JP4058649B2

JP4058649B2 - ロータリーキルン用塩基性れんが

Info

Publication number: JP4058649B2
Application number: JP25609297A
Authority: JP
Inventors: 徳一山田
Original assignee: 株式会社ヨータイ
Priority date: 1997-09-04
Filing date: 1997-09-04
Publication date: 2008-03-12
Anticipated expiration: 2017-09-04
Also published as: JPH1179826A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ロータリーキルン用内張り材として使用される耐スポーリング特性に優れた塩基性れんがに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、セメントロータリーキルンや溶湯の精錬容器の内張りに使用される炉材として、マグネシア−クロム質れんががあり、耐食性や耐スポーリング性等を向上させる提案がなされている。
【０００３】
例えば、特開昭59-54670号公報には13〜62重量％のMgO、36〜84重量％のCr₂O₃を含み、かつこの両者の合量が85重量％以上の化学組成からなるピクロクロマイト原料５〜９５％と残部がマグネシア原料および/またはマグネシア−クロム鉱原料とからなるマグネシア−クロム質れんがでピクロクロマイト原料の粒径0.044mm以上のものをれんが配合物全体に対して20％を超える割合にすると他の原料との熱膨張差により耐スポーリング性が向上すると開示されている。
【０００４】
また、特開平3-232763号公報においてはマグネシア耐火原料とクロム耐火原料の合量100重量％に対し、外掛けで1〜10重量％の炭酸塩粉末を添加して製造すると焼成または使用中に炭酸塩が分解して周囲のマグネシアと反応し、炭酸塩粉末が占有していた領域が気孔化される。この気孔がれんが組織内に均一に分布するためスポーリングによる応力を緩和すると開示されている。
【０００５】
特開昭53-104613号公報においては電融マグクロクリンカー20〜50重量%、電融マグネシアクリンカー20〜50重量%、クロム鉱10〜20重量%、酸化クロム２〜１０重量%を配合焼成すると耐スポーリング性に優れたマグクロリボンドれんがが出来ると開示されている。
【０００６】
しかしながら、上記の発明においては、クロム鉱の含有量が50重量％以下であり、マグネシアクリンカーの配合量がクロム鉱の配合量に比べ多い割合となっている。これは、クロム鉱に含まれるAl₂O₃やFe₂O₃により、れんが焼成時に過焼結となり耐スポーリング特性が低下するためとされており、クロム鉱の含有量が50重量％を超えるクロム−マグネシア質れんがは使用されていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、この問題点を解決し、これまでロータリーキルンの内張り材に用いられているマグネシア−クロム質れんがの持つ高強度、高耐食性、セメントコーティング付着性等の特性を備えながら、更に耐スポーリング特性を向上させたクロム鉱の含有量が50重量％を超えるクロム−マグネシア質れんがを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段および作用】
耐スポーリング特性の向上すなわち、熱衝撃に対する材料の抵抗性を表現する熱衝撃抵抗係数を大きくするためにはその材質の破壊強度と熱伝導率を大きくし、ポアソン比、弾性率、熱膨張係数、密度、比熱を小さくすれば良いとされている。発明者は、弾性率に着目し、中間粒(1mm〜0.09mmの粒径)のクロム鉱とマグネシアクリンカーの比率を３：２〜２：３にすることにより弾性率が低下し耐スポーリング特性の向上が図れることを見出した。
【０００９】
また、中間粒の原料構成がマグネシアクリンカー、クロム鉱、電融マグクロクリンカーの３種のみからなる場合においては、電融マグクロクリンカーが全中間粒の５０％以下で、残りのマグネシアとクロム鉱の比率が３：２〜２：３の範囲にあれば弾性率が低下することも判明した。
【００１０】
すなわち、この発明の要旨は、クロム鉱６０〜９０重量％、マグネシアクリンカー１０〜４０重量％、電融マグクロクリンカー０〜３０重量％を組み合わせ、粒径1mm〜0.09mmのクロム鉱とマグネシアクリンカーの比率が３：２〜２：３となるように、かつ電融マグクロクリンカーを全中間粒の５０％以下の範囲で配合し、１７００℃以上の温度で焼成することを特徴としたクロム−マグネシア質れんがである。
【００１１】
本発明のクロム−マグネシア質れんがにおいて、クロム鉱は耐火物用に使用されるCr₂O₃含有量28ー37％程度のものでも、冶金用に使用されるCr₂O₃含有量50％以上のものでも良く、両者を混合し使用してもかまわない。
【００１２】
またマグネシアクリンカーについてはＭｇＯ含有量96％以上のものであれば天然クリンカー、電融クリンカー、海水クリンカーのいずれを用いてもよく、これらを混合し使用してもかまわない。
【００１３】
一方、電融マグクロクリンカーはＭｇＯ含有量が５５〜７５重量、Ｃｒ₂Ｏ₃含有量が１８〜２７重量％のものが良い。
【００１４】
焼成温度は1700℃以上が好ましい。1700℃以下ではクロム鉱中に含有されているSiO₂,CaO等の不純物が粒界に均質に分布し結合力を弱め耐スポーリング特性を低下させるため好ましくない。
【００１５】
【実施例】
実施例について表を参照して説明すると、表１に示す中間粒とは1mm〜0.09mmの粒度を、微粉とは0.09mm以下の粒度の原料を指しており、各々のマグネシア原料とクロム鉱を実施例１〜１０、比較例１〜７に示した配合割合で配合混練し、200×250×110〜100mmの形状に成形した後トンネルキルンにて1700℃で14時間焼成しクロム−マグネシア質れんがを得た。なお、表１に示す耐火物用クロム鉱はCr₂O₃含有量34％のものを、また冶金用クロム鉱はCr₂O₃含有量57％のものを使用した。
【００１６】
【表１】

スポーリング抵抗は１４００℃に保持したシリコニット電気炉に表１に示した配合に基づいて作製したクロム−マグネシア質れんがより２３０×１１４×６５ｍｍに切り出し供試れんがとした。供試れんがの２３０ｍｍ方向の６５ｍｍを電気炉内に入れた状態で１５分保持した後、電気炉より取り出し室温で１５分空冷させる過程を繰返し剥落するまでの回数を示した。なお、弾性率の測定については超音波パルスの伝ぱん速度による方法で測定した。
【００１７】
これらの物性を表２に示す。
【００１８】
【表２】

１．０ｍｍ〜０．０９０ｍｍの粒径部分のＭｇＯ含有量９６重量％以上のマグネシアとクロム鉱の比率を３：２〜２：３の割合とした実施例１〜１０が、ＭｇＯ含有量９２重量％のマグネシアとクロム鉱を使用した比較例１及び１ｍｍ〜０．０９ｍｍのマグネシアとクロムの比率が３：２〜２：３の範囲にない比較例２〜７に比べ耐スポーリング特性に優れ、弾性率も低下している結果を示した。
【００１９】
【発明の効果】
本発明のクロム−マグネシア質れんがは粒径1mm〜0.09mmのマグネシア原料とクロム鉱の比率を３：２〜２：３としたことにより、焼成時の過焼結を抑え、弾性率が低く耐スポーリング特性を向上することができ、ロータリーキルンの内張り材として使用することができる。

Claims

ロータリーキルン用の内張り材として使用される耐火物において、クロム鉱６０〜９０重量％とＭｇＯ含有量が９６％以上のマグネシアクリンカー１０〜４０重量％および電融マグクロクリンカー０〜３０重量％を組み合わせ、かつ中間粒（粒径１ｍｍ〜０．０９ｍｍの部分）のクロム鉱とＭｇＯ含有量が９６％以上のマグネシアクリンカーの比率が３：２〜２：３の範囲にあり、さらにクロム鉱、ＭｇＯ含有量が９６％以上のマグネシアクリンカー、電融マグクロクリンカーよりなる中間粒のクロム鉱とＭｇＯ含有量が９６％以上のマグネシアクリンカーの合量が少なくとも全中間粒の５０％以上となるように配合したものを、混練、成型し、１７００℃以上の温度で焼成することを特徴としたクロム−マグネシア質れんが