镁尖晶石质耐火物制造技术

本发明专利技术提供一种适于水泥回转窑的内衬等的碱性耐火物。一种镁尖晶石质耐火物，其作为骨料包含5～30质量％的镁铝尖晶石熟料和10～50质量％的电熔氧化镁熟料，在结合部包含0.5～10质量％的用CaO等部分稳定化的氧化锆，且剩余部主要由烧结氧化镁熟料构成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种适于水泥回转窑的内衬等的镁尖晶石质耐火物。
技术介绍
在碱性耐火物中，镁铬质耐火物作为水泥回转窑用的内衬耐火物耐用良好，一直以来被广泛使用。但是，存在以下问题:在使用后的耐火物中生成少量但可溶出至水中的6价的铬，从防止公害的观点考虑，需要在废弃时特别注意，处理较麻烦，而且花费开销。作为应对上述问题的对策，在日本特公昭60-34513、美国专利4849383中公开有一种不含有铬的耐火物，前者公开一种在镁尖晶石质耐火物中含有适当量氧化铁的耐火物，后者公开一种配合了锆酸钙(CaZrO3)质的熟料的氧化镁质耐火物。但是，前者的耐火物含有铁成分，由此，在耐热性上稍有缺点，在回转窑的烧成带中的温度高的燃烧区作为内衬使用时无法得到充分的耐用，后者大量包含ZrO2成分、相应地耐火物的比重就大，此外具有耐热冲击性不充分等的缺点。在这些水 泥回转窑用的耐火物中，为了保护耐火物避免高温的火焰引起的过热而确保耐久性，重要的是在内衬的耐火物的表面形成由半熔融状态的水泥熟料成分形成的涂层，涂层的形成难易度被认为是耐火物的耐用上必需的特性。
技术实现思路
_6] 专利技术要解决的问题本专利技术提供一种作为水泥回转窑用途而优选的耐火物，所述耐火物解决了现有技术的耐火物具有的上述缺点。用于解决问题的方案本专利技术是为了解决上述课题而进行的，本专利技术的镁尖晶石质耐火物的特征在于，作为骨料包含5 30质量％的镁铝尖晶石熟料(MgAl2O4)和10 50质量％的电熔氧化镁熟料，在结合部包含0.5 10质量％的部分稳定化的氧化锆，且剩余部主要由烧结氧化镁熟料构成。电熔氧化镁熟料的耐热性优异自不用说，结晶颗粒大且致密，因此，为了构成尤其耐腐蚀性优异的耐火物并使这些特性有效，需要含有10质量％以上电熔氧化镁，相反，过多含有时，存在耐热冲击性降低的问题，因此，设为50质量％以下。通过在该熟料的组合中含有0.5 10质量％的部分稳定化的氧化锆，可使对半熔融的水泥成分的润湿性、即涂层附着性良好，促进构成耐火物中的结合部的氧化镁微粒的结晶颗粒成长，提高耐火物的耐腐蚀性，且使结合部的结合强度提高，赋予耐火物的热稳定性。为了赋予这些效果，需要至少含有0.5质量％的部分稳定化氧化锆，含有超过10质量％时，有耐火物的比重相应变大、且相对于熔融状态的水泥成分的耐腐蚀性变小的倾向。该部分稳定化氧化锆的含量进一步优选设为I 3质量％，从而可以得到通气性小且涂层附着性良好的耐火物。在本专利技术的镁尖晶石质耐火物的优选方式中，电熔氧化镁熟料分别包含I 3质量％的CaO及SiO2，在该情况下，耐火物相对于半熔融状态的水泥成分的润湿性进一步提高，另外，也可以使用省略了纯化的廉价的氧化镁、或更廉价的天然的菱镁矿作为电熔氧化镁熟料的原料，故优选。在该情况下，CaO及SiO2均有对耐火物赋予相对于半熔融状态的水泥成分的润湿性的效果，而两者通常以共存状态含有，仅除去一方是不现实的。但是，过多含有CaO及SiO2时，使耐火物的耐火度降低，因此，优选为3质量％以下。作为烧结氧化镁熟 料，例如有将天然菱镁矿烧成而得到的纯度97质量％以上的烧结氧化镁熟料、或由海水纯化而成的纯度99.5质量％以下的烧结氧化镁熟料。另外，电熔氧化镁熟料包含Ca0、Si02等作为助熔剂，可以使用将天然菱镁矿电熔而得到的纯度94 98质量％的电熔氧化镁熟料。在本专利技术的镁尖晶石质耐火物中，镁铝尖晶石熟料的含量小于5质量％时，扬氏模量变大且耐热冲击性降低，另外，大于30质量％时，有容易与半熔融状态水泥熟料中的CaO反应而使耐腐蚀性降低的倾向。本专利技术的镁尖晶石质耐火物特别优选作为水泥回转窑的内衬用耐火物。作为本专利技术的镁尖晶石质耐火物中所含的部分稳定化氧化锆，可以举出用MgO或Y2O3部分稳定化的氧化锆作为候补，但用这些进行部分稳定化的氧化锆在高温下的稳定性稍小，在使用时容易脱稳定化，因此，特别优选为用CaO进行部分稳定化的氧化锆。通过含有部分稳定化的程度为75 95%的氧化锆、特别是含有部分稳定化的程度为80 90%的氧化锆，从而可以得到高温稳定性和耐热冲击性优异的耐火物，在该情况下，部分稳定化氧化锆中的CaO的含量约为3 6质量％。实施例以下，利用实施例进一步详细地说明本专利技术，但本专利技术并不受这些实施例任何限定。试作总计8种表1、表2所示的原料组成的耐火物并进行试验，进行比较试验。S卩，在由烧结氧化镁熟料(MgO的含量为99质量％且粒径5mm以下的烧结氧化镁熟料)、电熔氧化镁熟料(MgO的含量为97质量％且包含1.2质量％的C a0和1.5质量％的SiO2、粒径I 5mm的电熔氧化镁熟料)及镁铝合成尖晶石熟料(Al2O3的含量为50质量％且粒径5_以下的镁铝合成尖晶石熟料)等构成的骨料的组合中配合未稳定化的氧化锆的粉末(平均粒径约30 μ m)、CaO部分稳定化氧化锆(CaO含量4.3质量％、稳定化度约89%、平均粒径约40 μ m)粉末及MgO部分稳定化氧化锆(MgO含量3质量％、稳定化度约40 %、平均粒径约40 μ m)粉末等，以外添量计混合3质量％的作为结合材料的20° Be(15质量％ )的硫酸镁水溶液后，以lOOOkg/cm2进行压制成形，干燥后在1780°C下烧成10小时而制作尺寸为230_X 114mmX65_的JIS标准直形砖。将制作的直形砖劈砍而调查特性，将结果与配混条件一并示于表I和表2。表中，透气率为使用50mmX50mmX50mm尺寸的试验片并用以下的计算式(日本工业标准JIS-R2115)求得的值。μ N η X (V/t) X (L/S) / (P1-P2)t:试验时间V:在绝对压力P下，在试验时间t内透过的气体的容积S:气体透过的试验片的横截面积L:试验片的横截面的厚度P1:气体侵入试验片时的绝对压力P2:气体从试验片中脱离时的绝对压力η:试验温度下的气体的动力粘度空气的动力粘度Π N 18 X IO^6Pa.sec (15 25°C )μ:试验片的透气率耐热冲击性根据DIN法对直形砖进行如下调查:将直形砖的一端在加热至1400°C的电炉中加热后，以在空气中放冷的方法，调查直至试验体的头部至少缺失50%时的次数。另外，涂层附着性与变质层厚度及尺寸变化率一起通过俗称的纽扣法(buttonmethod)进行评价,所述纽扣法将水泥生熟料放在40mmX25mmX 15mm的试验片上并升温至1530°C保持10小时，将熟料熔化，调查材料的状态。 热循环体积稳定性是如下调查而得到的:将40mmX40mmX IlOmm的试验片放入电炉中，升高降低电炉的温度，重复300次700°C和1300°C之间的加热和冷却，然后对试验片的体积变化率进行调查。[表 I]本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镁尖晶石质耐火物，其特征在于，作为骨料，包含5～30质量％的镁铝尖晶石熟料(MgAl2O4)和10～50质量％的电熔氧化镁熟料，在结合部包含0.5～10质量％的部分稳定化的氧化锆，且剩余部主要由烧结氧化镁熟料构成。

【技术特征摘要】
1.一种镁尖晶石质耐火物，其特征在于，作为骨料，包含5 30质量％的镁铝尖晶石熟料(MgAl2O4)和10 50质量％的电熔氧化镁熟料，在结合部包含0.5 10质量％的部分稳定化的氧化锆，且剩余部主要由烧结氧化镁熟料构成。2.根据权利要求1所述的镁尖晶石质耐火物，其中，部分稳定化的氧化锆的含量为I 3质量％。3.根据权利要求1或2所述的镁尖晶石质耐火物，其中，部分稳定化的氧化锆的稳定化成分为C a0。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：鹈川茂，
申请(专利权)人：旭硝子陶瓷株式会社，
类型：发明
国别省市：