JPS606907B2

JPS606907B2 - 合成マグネシア・アルミナ質クリンカーの製造方法

Info

Publication number: JPS606907B2
Application number: JP52005612A
Authority: JP
Inventors: 福司田島; 静男関根
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1977-01-21
Filing date: 1977-01-21
Publication date: 1985-02-21
Also published as: JPS5390308A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は合成マグネシア・アルミナ質（鉱物名スピネ
ル）クリンカーの製造方法の改良に関する。

従来、この種のクリンカーは繊密性、焼結‘性が悪く、
しかも脆弱であるため、耐火物用原料として好ましくな
かった。

そこでこの発明者らは、繊密組織のクリンカーを得るた
め、先に新しい合成マグネシア・アルミナ質クリンカー
の製法を開発した（椿公昭５６一３１３１４号）。その
概要は、まずマグネシァ原料とァルミナ原料とを混合す
るに際し、混合後のＭｇ０とＡ夕２０３のモル比が１対
１（理論組成ＡＺ２０３７２％、Ｍｇ０２８％）となる
ように混合し、ついでこの混合物に、焼成反応促進剤（
または固相反応促進剤）として珪酸および酸化鉄を添加
後の各成分がそれぞれ０．５〜５．０（ｗｔ）％となる
よう添加し、しかるのち談混合物に水を添加してスラリ
となし、泥嫌混合、脱水成形、乾燥、高温焼成（１７５
０００以上）の各工程を順次経るものである。

この方法によると、クリンカーの組織的、鉱物学的、物
理的、の諸性質を改善することができる。

しかしながら、その後に行ったこの発明者らの詳しい検
討によれば、主として下記の点でさらに改良効果の期待
できることが明らかにされた。

ｍ鋼達に対してマグネシアはアルミナよりも耐侵食性
にすぐれていることから、合成マグネシア・アルミナ質
においても、マグネシアを富化配合させることによって
、耐侵食性の向上が期待される。‘２’ 先願ではマグ
ネシア原料とアルミナ原料の混合物に対し、競綾反応促
進剤を添加しているが、その添加量を大きくすると、ク
リンカーの純度が下り、とくに酸化鉄の添加量が増える
と、、低溶融鉱物が生成され、クリンカーの溶融温度を
低下させる問題が生ずる。

ｔ３｝スラリー化工程において、合成原料の表面積の
増大、微粒子の増量をはかることにより、暁続時の鉱物
反応が促進される。

この発明は上記の知見に基づいてなされたもので、繊密
な組織を有する合成マグネシア・アルミナ質クリンカー
を製造するにあたり、易焼絹性を満足しながら純度、耐
侵食性のさらに改善された高品質のクリンカーを得るた
めの、製造方法を提供する。

この発明の製造方法はトマグネシア原料とアルミナ原料
とを混合する際に、混合後のＡ〆２０３／Ｍｇ○構成比
（重量比）が１．８６より大きく２．５４よりも小さく
なるように混合し、さらにこの混合物に珪酸等の焼結反
応促進剤を添加して、添加後のＳｉ０２が０．５〜３．
０％、Ｆｅ２０３が１．５％以下となるよう調整したの
ち、該混合物のスラリー化工程、泥競混合工程、脱水成
形工程、乾燥工程、１７５０ｑｏ以上の高温焼成工程を
経ることを特徴とする。

以下、詳細に説明する。

この発明で使用するマグネシア原料とアルミナ原料は、
ともに微粉状のものが好ましく、前者の例として水酸化
マグネシウム、後者の例ではバイヤー法による水酸化ア
ルミニウムが適当である。

従来よりマグネシア原料として海水マグネシア、天然マ
グネシアなどが、アルミナ原料として焼成アルミナ、霞
高虫アルミナ、などがそれぞれ知られているが、破砕、
粉砕、化学精製処理等の後処理を必要とし、また高価な
ものが多いから、実用的ではない。この発明では前記の
マグネシア原料とアルミナ原料とを、混合後のＡそ２０
３／Ｍｇ○構成比が１．８６より大きく２．５６より小
さくなるよう混合するが、上記モル比が１．８６かまた
はそれを下回ると、ベリクレーズ鉱物（スピネル鉱物以
外の禾反応マグネシア）が生じ易く、組織的な劣化に加
えて気孔率や高比重等の物理的性質にも劣るようになる
。

それに対し、Ａ夕２０３／Ｍｇ０構成比が２．５６以上
になると、スピネル鉱物は得られても、物理的組織的性
質が若干劣る傾向がでてくる。この発明では、高品質の
クリンカーを得るためのＡ夕２０３／Ｍｇ○構成比は、
２．５６より小さく２．０８より大きいマグネシア富化
範囲が好ましいと考えられる。

マグネシア原料とアルミナ原料を混合したのち、この混
合物に添加する焼結反応促進剤としては、珪酸（原料に
は珪石、珪砂などがある）、酸化鉄（原料には鉄鉱石、
転炉ダストなどがある）が知られているが、前者が好ま
しい。ただし添加後の混合物中のＳｉ０２が０．５〜３
．０％、Ｆｅ２０３が１．５％以下となるように調整す
ることが必要である。それぞれ上限値を越えると、クリ
ンカ−の純度を下げるだけでなく、とくに酸化鉄の場合
は、Ｍｇ○・Ｆｅ２０３の生成量が増え、クリンカーの
耐食性を低下させる。

かくして混合原料を調整したら、スラリー化工程、泥糠
混合工程、脱水成形工程、乾燥工程、高温焼成工程に入
る。

一般に粉末原料から合成鉱物をつくるためには、水を溶
媒として密閉容器内で高温高圧下で反応処理させる手段
が探られており、これを熱水合成または水熱合成と称す
る。

この方法は鉱物の分解、結晶化を助長するものと言われ
ているが、高温高圧のため実施に危険が伴なうこと、大
量生産には不向きでコスト高になり易いこと、などの短
所が指摘される。

この発明者らは上記の事情も改善するため種々検討を加
えた結果、溶媒として淡水もしくは海水を選択しトこれ
を用いて前記の粉末混合原料をスラリーに煮沸合成し、
このスラリ−を後工程に供給することが最も好ましいこ
とが判明した。

すなわち、この方法によれば従来の熱水合成の問題点が
回避されるばかりか「合成原料の表面積の増加、微粒子
の増量がうながされ、鉱物的反応が促進され、より繊密
な組織のクリンカーが得られる。そして、スラリーの調
製に用いる溶媒は淡水より海水が好ましく、後者による
煮沸合成が前者による場合より物理的、組織的にすぐれ
た性状のクリンカーが得られ、しかも、この海水の煮沸
合成によるときは、粉末混合原料中の酸化鉄の含有量が
少なくても、易焼結・性を維持でき、組織的に改善され
たクリンカーが得られるのである。

最後に高温焼成の条件について述べれば、クリンカーと
しての特性とエネルギー経済性の両者を満足させるため
には、焼成温度は１７５０〜１８５０ｑＣが好ましい。

この発明方法によって製造されたクリンカーは、均一な
スピネル結晶構造と繊密な組織を有しており、気孔率は
低く、嵩比重が大きい。しかも高度の純度と耐侵食性を
有する品質のすぐれたものである。したがって、耐火煉
瓦をはじめ耐侵食性や耐熱衝撃性の要求される成形材料
として、重要な用途がひらけている。

つぎに実施例を説明する。

実施例１原料として水酸化マグネシウムと水酸化アルミニウムを
混合し、さらに焼緒反応促進剤として珪酸を２％、酸化
鉄を１％添加したのちこの混合物を淡水でスラリー状に
し、泥数混合、脱水成形、乾燥、焼成（１８００００）
の工程を経て、合成マグネシア・アルミナ質クリンカー
を製造した。

このクリンカーにおいて、マグネシアとアルミナの構成
比の違いによる物性およびＸ線回折鉱物の測定結果を表
１に示すとともに、化学組成を表２に示す。

表１（注１）◎印明瞭、〇印やや明瞭、△ＥＯ不明瞭表 −
２各構成比とも主鉱物はスピネル鉱物（Ｍｇ０・Ａ〆
２０３）で、Ａそ２０３／Ｍｇ０構成比が１．５０，１
．８６ではべりクレーズ鉱物（Ｍｇ０）が認められるが
、構成比が２．３３，２．５７，３．００になると、ベ
リクレーズ鉱物は認められない。

また徴量のフオルステライト（２ＭｇＯＳｊ０２）、ム
ラィト（３Ａそ２０３・＄ｉ０２）と思われる鉱物が認
められ、とくにＡ夕２０３／Ｍｇ０構成比が２．５７，
２．３３のマグネシア富化組成の場合は、物理的にも組
織的にも良質のクリンカーが得られる。

実施例２水酸化マグネシウムと水酸化アルミニウムを混合し、煉
綾反応促進剤として蓬酸を２％添加、この混合物を処理
条件を変えてスラリー化し、泥鰍混合、脱水成形、乾燥
、高温焼成（１８００ｏｏ）を経てクリンカーを製造し
た。

ただし、Ａそ２０３／Ｍｇ○構成比は２．３３に統一し
た。

スラリー化の処理条件とクリンカーの物性を表３に示し
、またクリンカーの化学組成を表４に示す。

表 − ３（注２）高温焼成する前の乾燥素地強度（圧縮強度）で
ある。

泥競化時間の長短、成形圧縮力によって異なるので、こ
れらを間−条件下において測定した。

表− ４Ｘ線回折鉱物はいずれもスピネル鉱物で、徴量のフオル
ステラィトと思われるものが認められる。

煮沸合成によるスラリー化が、クリンカーの物理的、組
織的性質を向上させることができ、とくに海水による煮
沸合成が、効果的である。これは合成原料の表面積の増
加、微粒子の増量化が原因しているためであるが、素地
強度の向上は、ィオン反応による強度増強も原因してい
るものと考えられる。さらにこの実施例では酸化鉄を添
加しないので、クリンカーの純度が向上し、鉱物学的に
マグネシアフェライト（Ｍｇ００Ｆｅ２０３）の生成量
が少ないクリンカーが得られている。

Claims

【特許請求の範囲】

１粉末状のマグネシア原料とアルミナ原料とを、混合
後のＡｌ＿２Ｏ＿３／ＭｇＯ重量構成比が１．８６より
大きく２．５４より小さくなるよう混合し、さらにこの
混合物に珪酸等の焼結反応促進剤を添加して混合物中の
ＳｉＯ＿２を０．５〜３．０重量％、Ｆｅ＿２Ｏ＿３を
１．５重量％以下に調整したのち、該混合物のスラリー
化工程、泥漿混合工程、脱水成形工程、乾燥工程、高温
焼成工程を経ることを特徴とする合成マグネシア・アル
ミナ質クリンカーの製造方法。