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JPH08231265A - マグネシアクロム質耐火物及びセメントロータリーキルン - Google Patents

マグネシアクロム質耐火物及びセメントロータリーキルン

Info

Publication number
JPH08231265A
JPH08231265A JP7038822A JP3882295A JPH08231265A JP H08231265 A JPH08231265 A JP H08231265A JP 7038822 A JP7038822 A JP 7038822A JP 3882295 A JP3882295 A JP 3882295A JP H08231265 A JPH08231265 A JP H08231265A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
weight
magnesia
refractory
chrome
clinker
Prior art date
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Granted
Application number
JP7038822A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2999134B2 (ja
Inventor
Masashi Arai
正志 荒井
Shigeru Ugawa
茂 鵜川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Priority to JP7038822A priority Critical patent/JP2999134B2/ja
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
  • Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】充分な耐食性と耐熱性を有するとともに、半溶
融状態のセメントクリンカーのコーティング付着性が優
れ、セメントロータリーキルン用として耐用の優れた耐
火物を提供する。 【構成】クロム鉱20〜40重量%と焼成マグネシア7
5〜20重量%を含むとともに、CaO 0.5〜3重
量%及びSiO2 0.5〜3重量%を含む電融マグネシ
アを5〜40重量%を含むマグネシアクロム質耐火物と
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、セメントロータリーキ
ルンの内張り用に好適なマグネシアクロム質耐火物と該
マグネシアクロム質耐火物を内張りしたセメントロータ
リーキルンに関する。
【0002】
【従来の技術】マグネシアクロム質耐火物はセメントロ
ータリーキルンの内張耐火物に使用されたときに耐用が
優れており、従来からセメントロータリーキルンの内張
りに多く使用されている。セメントロータリーキルンの
内張りに使用される耐火物は、セメントロータリーキル
ンの高温部、特にその真焼点付近において、その内部を
流れる高温の燃焼ガスによって高温にさらされセメント
クリンカー中に含まれるアルカリを含む低融点成分が内
張耐火物中に浸透して耐火物が変質し、さらに温度変化
を受けて耐火物が構造的なスポーリングを起こすとその
耐用が非常に短くなる。
【0003】この問題を避ける対策として、ロータリー
キルンに内張りされる耐火物中にセメント成分と反応し
やすい、あるいは半溶融状態のセメントクリンカーが付
着しやすい成分を耐火物に添加し、セメントクリンカー
の半溶融物を耐火物の表面にコーティングする工夫が種
々なされている。
【0004】たとえば、特開平4−310561にはセ
メントロータリーキルンの内張用耐火物としてクロムを
含まないアルミナスピネル質耐火物が開示され、この耐
火物ではその骨材に電融マグネシアクリンカーを10〜
50重量%を配合するとともに、耐火物中に部分安定化
ジルコニアを0.5〜10重量%添加して耐火物の表面
にセメントクリンカーの半溶融物が付着しやすくしてい
る。また、この耐火物の好ましい構成例として、電融マ
グネシアクリンカーにSiO2 とCaOを各1〜3重量
%含む、電融マグネシアクリンカーを使用することが開
示されている。
【0005】他にも、セメントロータリーキルン内張用
れんがのコーティング付着性を向上させることを目的と
し、クロム鉱を20〜40重量%含むマグネシアクロム
系耐火物にFe23 を3.5〜10重量%とCaOを
5〜10重量%含有するマグネシアクリンカーを20〜
70重量%配合することが特開平5−238809に提
案されている。
【0006】しかしながら、これら従来のセメントロー
タリーキルン内張用耐火物では、コーティングの付着性
を向上させるように種々の工夫を行うと、他方で耐火物
の耐食性、耐熱性、耐熱サイクル安定性等の特性が劣化
する傾向が問題として残されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
技術が有していた前述の問題点を解消し、良好な耐食性
と耐熱衝撃性を有するとともに、コーティング付着性が
改善された耐用の優れた耐火物を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を達
成すべくなされたものであり、本発明のマグネシアクロ
ム質耐火物は、クロム鉱20〜40重量%と焼成マグネ
シアクリンカー75〜20重量%を含むとともに、Ca
O 0.5〜3重量%とSiO2 0.5〜3重量%とを
含む電融マグネシアクリンカーを5〜40重量%含むこ
とを特徴とする。
【0009】ここで耐火物中のクロム鉱の含有量を20
〜40重量%としたのは、クロム鉱の含有量を20重量
%以上とすることによって耐火物の耐食性と耐熱スポー
ル性が確保され、クロム鉱の含有量を40重量%以下と
することによって所要の耐熱性が確保されるからであ
る。
【0010】電融マグネシアクリンカーはその値段が若
干高いが、組織が緻密であるため耐食性が高い。本発明
のマグネシアクロム質耐火物では、耐火物に配合する電
融マグネシアクリンカーがCaOを0.5重量%以上、
SiO2 を0.5重量%以上含むものであることによっ
てコーティング付着性が向上しており、これによってセ
メントロータリーキルンに内張りされた耐火物の耐用を
延長せしめる効果を得ている。これらの成分は、電融マ
グネシアクリンカーのペリクレーズ結晶(MgO結晶)
中にはほとんど含まれず、主としてペリクレーズ結晶の
粒界に濃縮して分布しており、これらが半溶融状態にあ
るセメントクリンカーに対するアンカーとして機能し、
コーティングが付着しやすくしている。
【0011】しかし、電融マグネシアクリンカーがCa
Oを3重量%以上又はSiO2 を3重量%以上含むと、
耐火物が熱サイクルを受けたときに耐火物の組織が脆化
する傾向を示すので、それぞれの含有量を3重量%以下
としてある。耐火物に配合する電融マグネシアクリンカ
ーのCaOとSiO2 の含有量は、付与される性質のバ
ランスを考慮すると1.0〜2.5重量%とするのが好
ましい。
【0012】通常、耐火物の原料として市販されている
焼成マグネシアクリンカーは、耐火物が耐熱性と耐食性
を併せて有するように純度の高いものとされている。電
融マグネシアクリンカーは、通常これらの焼成マグネシ
アクリンカーを原料に使用して製造しているのでやはり
純度が高い。したがって、本発明の耐火物に配合される
電融マグネシアクリンカーは、原料の精製の程度を下げ
た低純度の焼成マグネシアクリンカーを原料として製造
されるものであり、CaOとSiO2 の両成分を若干多
く含むものである。
【0013】また、耐火物に所要のコーティング付着性
を付与するため、さらには耐食性を高めるため、耐火物
に配合される上記電融マグネシアクリンカーの配合量は
5重量%以上としてある。また、耐火物に上記電融マグ
ネシアクリンカーを40重量%を超えて配合すると、耐
火物の耐熱衝撃性が劣化するので40重量%以下とされ
る。
【0014】本発明のマグネシアクロム質耐火物に配合
する電融マグネシアクリンカーは、ペリクレーズの平均
結晶粒径が100μm以上であるものとするのが好まし
い。ペリクレーズの平均結晶粒径が100μm以上であ
ると電融マグネシアクリンカー中に含まれるCaOとS
iO2 がペリクレーズの結晶粒界に集積されたときにア
ンカーとしての機能が高まり、反溶融状態のセメントク
リンカーが耐火物にさらに付着しやすくなるので、耐火
物へのコーティング付着性がさらに改善される。また、
ペリクレーズの平均結晶粒径が大きいことによって耐火
物の耐食性が向上する副次的な効果もある。
【0015】本発明のマグネシアクロム質耐火物を温度
の高い真焼点を含む高温部に内張りされたセメントロー
タリーキルンは、内張耐火物が半溶融状態のセメントク
リンカーのコーティング付着性が良好であり、耐食性、
耐熱衝撃性及び耐構造スポーリング性においても優れて
いるので、優れたコストパーフォーマンスを発揮するセ
メントロータリーキルンとなる。セメントロータリーキ
ルンに内張りされる耐火物としては、好ましくは予め成
形、さらに焼成された定形耐火物が使用される。
【0016】
【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に説明
するが、本発明はこれらの実施例によってなんら限定さ
れるものではない。
【0017】純度99重量%以上で粒径5mm以下のマ
グネシアクリンカー、純度97重量%でCaO 1.2
重量%とSiO2 1.5重量%を含み、粒径が1〜5m
m、平均結晶粒径が約250μmの電融マグネシアクリ
ンカーA、純度99重量%でCaO 0.45重量%と
SiO2 0.25重量%を含み、粒径が1〜5mm、平
均結晶粒径が約250μmの電融マグネシアクリンカー
B及びCrをCr23 換算で30重量%とFeをFe
23 換算で15重量%含み粒径5mm以下のむクロム
鉱石を耐火物の原料に用いた。
【0018】これらの原料を表1に示した調合で配合
し、それぞれに結合剤として20°Be’(度ボーメと
よみ、15重量%に相当する)の硫酸マグネシウム水溶
液を外掛けで3重量%加えて混合し、1000kg/c
2 でプレス成形し、乾燥後1780℃において10時
間焼成して寸法が230mm×114mm×65mmの
並形れんが(JIS規格の寸法)を試作した。
【0019】試作した各れんがについて測定した物性を
表1にまとめて示す。表1中見掛け気孔率、吸水率、嵩
比重及び見掛け比重は水浸法によって測定した値であ
り、通気率Kは、試作したれんがから切り取った50m
m×50mm×50mmの試験片を用い、通気断面積A
(cm2 )、試料厚さL(=50mm)としたときの空
気の圧力差ΔP(cmH2 O)と空気の流量Q(cc/
sec)を測定し、K=L×Q/(A×ΔP)により求
めた値である。
【0020】耐熱衝撃性は、並形寸法のれんがの片端
(114mm×65mmの面側)を1400℃に保持し
た電気炉中に15分間挿入後取り出し、空気中で放冷す
ることを繰り返し、頭部が5%以上欠落するまでのれん
がの挿入回数(DIN法に規定された方法)によって評
価し、結果を表1に併せて示した。また、熱間曲げ強度
は、各れんがからそれぞれ40mm×40mm×160
mmの曲げ試験片を切り出し、支点間距離を100mm
における3点曲げ強度を1500℃において4回測定し
てその平均値を求めた。
【0021】コーティング付着性は、各れんがをくりぬ
いて直径50mm、高さ30mmの円盤状の試験片に加
工し、ポルトランドセメントの粉末50gにいずれも外
掛けでKClを4重量%とK2 SO4 を6重量%混合し
たものを直径50mmの円盤に成形して上記試験片の上
に載せ、1530℃に保持した電気炉に入れて約10時
間加熱し、半溶融状態となったセメント混合物の試験片
への付着性状を調べた(通称ボタン法という)。すなわ
ち、試験片を電気炉から取り出して放冷後、試験片の表
面に付着しているコーティング部分に対し、横方向から
10kgの力を加えたときに剥離しないものを優とし、
同じ力をコーティング部分に加えたときに剥離したもの
を劣と評価して表1にその結果を示した。
【0022】
【表1】
【0023】表1中例2〜例4は本発明の実施例であ
り、他は比較例である。表1から分かるように、電融マ
グネシアクリンカーAを配合していない例1と例6で
は、電融マグネシアクリンカーAを配合した例2、例
3、例4及び例5と比べてコーティング付着性が劣って
いる。しかし、電融マグネシアクリンカーの配合量が5
5重量%と多い例5の耐火物は耐熱衝撃性が小さく、実
用には不適である。
【0024】以上の試験結果から、本発明の実施例であ
る例2〜例4のれんが(耐火物)は、耐熱衝撃性を始め
とする物性が耐火物として実用に適した数値範囲にあ
り、かつ、耐火物に配合された5〜40重量%の電融マ
グネシアクリンカーAがCaOを0.5〜3重量%とS
iO2 を0.5〜3重量%含むものであることによっ
て、高温において半溶融状態のセメントクリンカーの耐
火物へのコーティング付着性が優れていることが分か
る。
【0025】また、本発明によるマグネシアクロム質耐
火物のコーティング付着性が優れていることは実炉への
差し込み試験によっても確認された。すなわち、例1と
例2の処方により試作した煉瓦をセメントロータリーキ
ルンの真焼点の壁部分に差し込んで試用し、ロータリキ
ルンの内部を点検したとき、差し込んだ煉瓦のコーティ
ング付着性が良好であったことによっても確認された。
【0026】
【発明の効果】本発明のマグネシアクロム質耐火物は、
耐熱衝撃性を始めとする耐火物の物性が実用的に好まし
いものであり、かつセメントロータリーキルンの高温部
の内張りに使用するとき、半溶融状態のセメントクリン
カーの耐火物へのコーティング付着性が良好である。し
たがって、本発明のマグネシアクロム質耐火物をその高
温部に内張りしたセメントロータリーキルンは、内張耐
火物が安定したコーティング付着性を示すので、セメン
トロータリーキルンとしても耐用が優れ、コストパーフ
ォーマンスに優れたものとなる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】クロム鉱20〜40重量%と焼成マグネシ
    アクリンカー75〜20重量%を含むとともに、CaO
    0.5〜3重量%とSiO2 0.5〜3重量%とを含
    む電融マグネシアクリンカーを5〜40重量%含むこと
    を特徴とするマグネシアクロム質耐火物。
  2. 【請求項2】電融マグネシアクリンカー中のマグネシア
    結晶の平均結晶粒径が100μm以上である請求項1に
    記載のマグネシアクロム質耐火物。
  3. 【請求項3】クロム鉱20〜40重量%と焼成マグネシ
    アクリンカー75〜20重量%を含むとともに、CaO
    0.5〜3重量%とSiO2 0.5〜3重量%とを含
    む電融マグネシアクリンカーを5〜40重量%含むマグ
    ネシアクロム質耐火物が高温部に内張りされていること
    を特徴とするセメントロータリーキルン。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011179793A (ja) * 2010-03-03 2011-09-15 Mitsubishi Materials Corp マグネシア−クロム質耐火物及び銅製錬炉並びに連続製銅炉
JP2016190759A (ja) * 2015-03-31 2016-11-10 新日鐵住金株式会社 マグネシア・クロムれんが

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011179793A (ja) * 2010-03-03 2011-09-15 Mitsubishi Materials Corp マグネシア−クロム質耐火物及び銅製錬炉並びに連続製銅炉
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