(57)【要約】【課題】セメントロータリーキルンのコーティング脱着ゾーンで特に機械的応力のかかる部分であるタイヤ部で使用される低弾性率，低熱伝導率を特長とする塩基性耐火物の提供。【解決手段】塩基性耐火物の製造において複数の異なる合成アルミナ・マグネシア系クリンカーを組み合わせることによってれんが焼成時に各々のクリンカーの熱膨脹率の差によってれんが内部に微細なクラックを内在させ、低弾性率化，低熱伝導率化が可能となった。つまり、合成アルミナ・マグネシア系クリンカーとマグネシア原料を組み合わせてなる塩基性耐火物であってＡｌ２Ｏ３／ＭｇＯのモル比が異なる２種以上の合成アルミナ・マグネシアクリンカーが０．５ｍｍの粒としてそれぞれ５重量％以上存在し、塩基性耐火物中のＡｌ２Ｏ３が５〜２５重量％、ＭｇＯが７５〜９５重量％であることを特長とする塩基性耐火物である。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成アルミナ・マグネシア系クリンカーとマグネシア原料とを組み合わせてなる塩基性耐火物であって、Ａｌ２Ｏ３／ＭｇＯのモル比が０．０５〜１の範囲で異なる２種以上の合成アルミナ・マグネシア系クリンカーが０．５ｍｍ以上の粒としてそれぞれ５重量％以上存在し、該耐火物中のＡｌ２Ｏ３が５〜２５重量％，ＭｇＯが７５〜９５重量％である塩基性耐火物。
【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炉材で低弾性率および低熱伝導率に優れることを特徴とする塩基性耐火物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
セメントロータリーキルンのコーティング脱着ゾーンで使用されている塩基性耐火物は温度変動や雰囲気に対する抵抗性を有していることよりマグネシア・スピネル質れんがが多く使用されている。しかし、マグネシア・スピネル質れんがは熱伝導率が高いためシェル温度が上昇する傾向がある。そのため、タイヤ部にはシェル腐食の軽減や支点のメタル保護のためマグネシア・スピネル質れんがより低弾性率，低熱伝導率を有するマグネシア・クロム質れんがが通常使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらマグネシア・クロム質れんがは、使用後に有害物質である六価クロムを含有することから環境上問題となっており無害化処理にかかる費用が大きいという問題点がある。またマグネシア・スピネル質れんがは弾性率が高いため機械的応力による剥離損傷が顕著にみられるとともに熱伝導率が高いため、シェル温度が上昇する傾向にあるためシェル腐食の進行や支点部においてはメタル温度の上昇という問題点がある。
【０００４】
本発明においては、これらの問題点を解決し、低弾性率，低熱伝導率を特長とした塩基性耐火物を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、塩基性耐火物の製造において、複数の異なるクリンカーを組み合わせることによってれんが焼成時に各々のクリンカーの熱膨脹率の差によってれんが内部に微細なクラックを内在させ、低弾性率化，低熱伝導率化が図れることを見だした。つまり本発明は合成アルミナ・マグネシア系クリンカーとマグネシア原料とを組み合わせてなる塩基性耐火物であってＡｌ２Ｏ３／ＭｇＯのモル比が異なる２種以上の合成アルミナ・マグネシア系クリンカーを０．５ｍｍ以上の粒としてそれぞれ５重量％以上存在し、塩基性耐火物中のＡｌ２Ｏ３が５〜２５重量％，ＭｇＯが７５〜９５重量％であることを特長とする塩基性耐火物である。
【０００６】
【作用】
本発明における合成アルミナ・マグネシア系クリンカーは焼結クリンカー，電融クリンカーのいずれを使用してもよいが、モル比Ａｌ２Ｏ３／ＭｇＯが０．０５〜１の範囲とする必要がある。モル比Ａｌ２Ｏ３／ＭｇＯ＞１の場合、塩基性耐火物の製造において、合成アルミナ・マグネシア系クリンカー中のＡｌ２Ｏ３とマグネシア原料が反応し、大きな内在クラックが発生し、著しく強度が低下するため好ましくない。モル比Ａｌ２Ｏ３／ＭｇＯ＜０．０５の場合、マグネシア原料との熱膨脹率の差が小さいため、れんが焼成時に発生するれんが内部の微細なクラックの内在が少ないため低弾性率化，低熱伝導率化が図れないため好ましくない。
【０００７】
またＡｌ２Ｏ３／ＭｇＯのモル比が異なる２種以上の合成アルミナ・マグネシア系クリンカーを使用する理由はモル比Ａｌ２Ｏ３／ＭｇＯが変化すると合成アルミナ・マグネシア系クリンカーの熱膨脹率も変化するという特性に着目したものであり、この熱膨脹率の差によりれんが内部に微細なクラックを内在させ、低弾性率化，低熱伝導率化を図っており、よって各々の合成アルミナ・マグネシア系クリンカーの少なくとも一部が０．５ｍｍ以上の粒として５重量％以上存在する必要がある。合成アルミナ・マグネシア系クリンカーが０．５ｍｍ未満で存在する場合は各々の熱膨脹率の差によって生ずる微細なクラックは発生せず、５重量％未満の場合、各々の熱膨脹率の差によって生ずる微細なクラックの数が少なすぎるため、低弾性率化，低熱伝導率化が図れないため好ましくない。
【０００８】
本発明におけるマグネシア原料は、焼結クリンカー，海水クリンカー，電融クリンカーのいずれを使用してもよいが、ＳｉＯ２等の不純物の少ないものを使用するのが好ましい。
【０００９】
本発明において、上述のような合成アルミナ・マグネシア系クリンカーとマグネシア原料とを組み合わせた塩基性耐火物は、Ａｌ２Ｏ３が５〜２５重量％，ＭｇＯが７５〜９５重量％である必要がある。この範囲外の場合、得られる塩基性耐火物のスポーリング抵抗が下がるため好ましくない。
【００１０】
【実施例】
以下に実施例を示し、本発明の特長とするところをより一層明確にする。
【００１１】
まず使用する合成アルミナ・マグネシア系クリンカー（以下、合成クリンカー）は表１に示す化学組成になるようにマグネシア微粉とアルミナ微粉を配合し、バインダーを添加して混練後、油圧プレスで並形形状に成形し、乾燥，１９００℃で焼成し、この焼成物を粉砕し、篩にかけて整粒し、調整した。
【表１】
2004149396.tif 000002
【００１２】
またマグネシア原料は市販の海水クリンカーを粉砕し、篩にかけて整粒し、調整した。
【００１３】
上記合成クリンカー，マグネシア原料を表２に示す配合率で混合し、実施例および比較例の各塩基性耐火組成物とした。
各塩基性耐火組成物１００重量％に対して結合剤としてバインダー溶液３重量％を加え、混練用のウェットパンミルにて混合、混練した。混練物を油圧プレスにて１ｔ／ｃｍ２の圧力でＪＩＳ並形形状に成形した。成形物をトンネルキルンにて１８００℃で５時間焼成し、耐火れんがを製造し、供試れんがとした。
【表２】
2004149396.tif 000003
【００１４】
こうして得られた供試れんがを表３に示す物性，特性を評価した。試験項目，測定方法は以下の通りである。
【００１５】
かさ比重，見掛気孔率：耐火れんがの見掛気孔率・吸水率及び比重の測定方法（ＪＩＳ  Ｒ  ２２０５準拠）により測定を行なった。
【００１６】
圧縮強さ：耐火れんがの圧縮強さの試験方法（ＪＩＳ  Ｒ  ２２０６準拠）により測定を行なった。
【００１７】
耐スポーリング性：耐火れんが及び耐火断熱れんがのスポーリング試験方法（ＪＩＳ  Ｒ  ２６５７準拠）により１４００℃水冷法で評価を行ない、加熱面の面積の１／２以上が剥落するまでの回数で判定した。
【００１８】
弾性率：音速測定法ＡＳＴＭ  Ｃ５９７の方法に準じて行ない、たて波の伝播時間を測定することで弾性率を算出した。高温測定では電気炉内で試料を加熱し、温度による速度変化のない中間材（黒鉛）で試料をはさみ込んで伝播時間を測定し、弾性率を算出した。
【００１９】
熱伝導率：熱線法による熱伝導率の試験方法（ＪＩＳ  Ｒ  ２６１８準拠）により測定を行なった。
【表３】
2004149396.tif 000004
【００２０】
比較例１は通常セメントロータリーキルンのコーティング脱着帯で使用されているマグネシア・スピネル質れんがである。比較例１に比べ、実施例１〜５は低弾性率，低熱伝導率であり、セメントロータリーキルンのコーティング脱着帯で特に機械的応力のかかる部分であるタイヤ部の内張り耐火物に好適であることがわかる。比較例２，３はＡｌ２Ｏ３含量５〜２５重量％，ＭｇＯ含量７５〜９５重量％の範囲外であり、弾性率，熱伝導率が高く耐スポーリング性も低下している。
比較例４は合成クリンカーＥのモル比Ａｌ２Ｏ３／ＭｇＯ＞１のため低弾性率，低熱伝導率であるもののれんが焼成時に発生する亀裂により強度低下が著しく問題がある。
比較例５は合成クリンカーＡのモル比Ａｌ２Ｏ３／ＭｇＯ＜０．０５のため低弾性率，低熱伝導率となっていない。
比較例６は合成クリンカーが０．５ｍｍ以上の粒として、それぞれ５重量％以上存在していないため低弾性率，低熱伝導率となっていない。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように塩基性耐火物の製造において複数の異なる合成アルミナ・マグネシア系クリンカーを組み合わせることによって、れんが焼成時に各々のクリンカーの熱膨脹率の差でれんが内部に微細なクラックを内在させ、低弾性率化，低熱伝導率化が可能となった。本発明の塩基性耐火物はセメントロータリーキルンのコーティング脱着ゾーンで特に機械的応力のかかる部分であるタイヤ部用の内張り材に好適である。