JPH054864A - 珪石れんがの製造方法 - Google Patents
珪石れんがの製造方法Info
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- JPH054864A JPH054864A JP3154411A JP15441191A JPH054864A JP H054864 A JPH054864 A JP H054864A JP 3154411 A JP3154411 A JP 3154411A JP 15441191 A JP15441191 A JP 15441191A JP H054864 A JPH054864 A JP H054864A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/14—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silica
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Silicon Compounds (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 石英のクリストバライト及びトリジマイトへ
の転移が困難な珪石原料から、珪石れんがを製造するに
あたり、石英の転移を促進して工業窯炉用耐火物として
有効な珪石れんがを製造する。 【構成】 原料にソーダ石灰珪酸系溶融物を0.2〜5
重量%添加する。 【効果】 ソーダ石灰珪酸系溶融物が原料中のシリカと
反応して、クリストバライト及びトリジマイトへの転移
を促進させる。
の転移が困難な珪石原料から、珪石れんがを製造するに
あたり、石英の転移を促進して工業窯炉用耐火物として
有効な珪石れんがを製造する。 【構成】 原料にソーダ石灰珪酸系溶融物を0.2〜5
重量%添加する。 【効果】 ソーダ石灰珪酸系溶融物が原料中のシリカと
反応して、クリストバライト及びトリジマイトへの転移
を促進させる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は珪石れんがの製造方法に
係り、工業窯炉、主にコークス炉、熱風炉及び硝子窯の
新設並びに改修に有用な珪石れんがの製造方法に関す
る。
係り、工業窯炉、主にコークス炉、熱風炉及び硝子窯の
新設並びに改修に有用な珪石れんがの製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】珪石れんがは、工業窯炉、主にコークス
炉、熱風炉及び硝子窯の新設並びに改修に使用される耐
火物として非常に重要な材料である。この珪石れんがの
主原料である珪石は、その製造焼成過程中に主成分であ
る石英(シリカ)が結晶変態に基いてクリストバライト
及びトリジマイトに転移することは広く知られている。
未転移の石英が多く残留している珪石れんがは、前述の
工業窯炉の耐火物として使用中に異常膨張を起こし、炉
体容積構造上不安定であることから好ましくない。従っ
て、石英の転移の程度は、工業窯炉の設計面において、
材質の選択や使用の適否を決定するための因子として極
めて重要な要素の一つである。
炉、熱風炉及び硝子窯の新設並びに改修に使用される耐
火物として非常に重要な材料である。この珪石れんがの
主原料である珪石は、その製造焼成過程中に主成分であ
る石英(シリカ)が結晶変態に基いてクリストバライト
及びトリジマイトに転移することは広く知られている。
未転移の石英が多く残留している珪石れんがは、前述の
工業窯炉の耐火物として使用中に異常膨張を起こし、炉
体容積構造上不安定であることから好ましくない。従っ
て、石英の転移の程度は、工業窯炉の設計面において、
材質の選択や使用の適否を決定するための因子として極
めて重要な要素の一つである。
【0003】従来、珪石れんがの製造にあたっては、公
知の如く、赤白珪石、青白珪石等の珪石原料を適当な粒
度に粉砕し、添加剤として結合剤の効果もある石灰(C
aO)を混合するのが一般的である。また、ガラス溶解
槽の上部構造のれんが表面に生成する霜状物質であるフ
ロスト生成を抑制する目的で、CaO=0〜1.5%、
K2 O=0.3〜1.5%、CaO+K2 O≦1.5%
を含むガラス窯槽用珪石れんがは公知である(特公昭4
9−16087号公報)。この他に、Fe、Fe2 O
3 、Cu2O、TiO2 、Si等を添加する場合もあ
る。
知の如く、赤白珪石、青白珪石等の珪石原料を適当な粒
度に粉砕し、添加剤として結合剤の効果もある石灰(C
aO)を混合するのが一般的である。また、ガラス溶解
槽の上部構造のれんが表面に生成する霜状物質であるフ
ロスト生成を抑制する目的で、CaO=0〜1.5%、
K2 O=0.3〜1.5%、CaO+K2 O≦1.5%
を含むガラス窯槽用珪石れんがは公知である(特公昭4
9−16087号公報)。この他に、Fe、Fe2 O
3 、Cu2O、TiO2 、Si等を添加する場合もあ
る。
【0004】ところで、加熱による珪石原料中の石英の
クリストバライト及びトリジマイトへの転移の難易度
は、石英の結晶粒径や珪石原料中の不純成分により影響
を受けやすく、また、当該珪石原料の産地等によっても
異なる。一般的に、石英の結晶粒径が大きいか又は不純
成分量が少ない珪石原料は、石英の転移が困難である。
クリストバライト及びトリジマイトへの転移の難易度
は、石英の結晶粒径や珪石原料中の不純成分により影響
を受けやすく、また、当該珪石原料の産地等によっても
異なる。一般的に、石英の結晶粒径が大きいか又は不純
成分量が少ない珪石原料は、石英の転移が困難である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来において、石英の
転移が困難である珪石原料、特に外国産の珪石原料につ
いて、石英の転移を促進するための優れた添加剤及びこ
れによる珪石れんがの製造方法は提供されていない。
転移が困難である珪石原料、特に外国産の珪石原料につ
いて、石英の転移を促進するための優れた添加剤及びこ
れによる珪石れんがの製造方法は提供されていない。
【0006】本発明は上記従来の実情に鑑みてなされた
ものであって、石英の転移が困難な珪石原料を用いた場
合であっても、従来と同様な方法で容易かつ効率的に、
残留石英量の少ない珪石れんがを製造することを目的と
する。
ものであって、石英の転移が困難な珪石原料を用いた場
合であっても、従来と同様な方法で容易かつ効率的に、
残留石英量の少ない珪石れんがを製造することを目的と
する。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の珪石れんがの製
造方法は、シリカを主成分とする珪石原料を焼成して珪
石れんがを製造する方法において、該珪石原料にソーダ
石灰珪酸系溶融物を0.2〜5重量%添加することを特
徴とする。
造方法は、シリカを主成分とする珪石原料を焼成して珪
石れんがを製造する方法において、該珪石原料にソーダ
石灰珪酸系溶融物を0.2〜5重量%添加することを特
徴とする。
【0008】以下に本発明を詳細に説明する。本発明で
使用されるソーダ石灰珪酸系溶融物は、Na2 O、Ca
O及びSiO2 と少量のMgO及びAl2 O3 を含有す
る溶融物であり、その化学組成は、通常、下記の通りで
ある。 SiO2 :70〜75重量% CaO:5〜13重量% Na2 O:10〜40重量% Al2 O3 :0.5〜2重量% MgO:0.5〜4重量% なお、本発明において、ソーダ石灰珪酸系溶融物は、非
晶質のガラス粉としてのみではなく、珪砂、ソーダ灰、
炭酸石灰、炭酸マグネシウム、ソーダ長石等を混合して
ガラス化前の混合物の状態で用いることもできる。
使用されるソーダ石灰珪酸系溶融物は、Na2 O、Ca
O及びSiO2 と少量のMgO及びAl2 O3 を含有す
る溶融物であり、その化学組成は、通常、下記の通りで
ある。 SiO2 :70〜75重量% CaO:5〜13重量% Na2 O:10〜40重量% Al2 O3 :0.5〜2重量% MgO:0.5〜4重量% なお、本発明において、ソーダ石灰珪酸系溶融物は、非
晶質のガラス粉としてのみではなく、珪砂、ソーダ灰、
炭酸石灰、炭酸マグネシウム、ソーダ長石等を混合して
ガラス化前の混合物の状態で用いることもできる。
【0009】このようなソーダ石灰珪酸系溶融物の添加
形態はビース状(球状)又は粉末状が好ましく、その粒
度は0.3mm以下であることが望ましい。これは、焼
成により得られる珪石れんがのピンホール(溶融孔)発
生の防止と珪石原料の主成分である石英(シリカ)との
反応を促進し転移速度を速くする目的で、粒度を小さ
く、比表面積を大きくするためである。
形態はビース状(球状)又は粉末状が好ましく、その粒
度は0.3mm以下であることが望ましい。これは、焼
成により得られる珪石れんがのピンホール(溶融孔)発
生の防止と珪石原料の主成分である石英(シリカ)との
反応を促進し転移速度を速くする目的で、粒度を小さ
く、比表面積を大きくするためである。
【0010】なお、ソーダ石灰珪酸系溶融物の具体的化
学組成は次の通りである。
学組成は次の通りである。
【0011】
【表1】
【0012】ソーダ石灰珪酸系溶融物の添加量は多過ぎ
ると、得られる珪石れんがの熱間特性が低下し、特に荷
重軟化温度が低下すると共に、耐クリープ性が劣化す
る。その上、見掛気孔率の増加をきたし、工業窯炉とし
ては好ましくない材質となる。更に、添加量が過度に多
くても残留石英量の低減には、大きな効果は得られな
い。逆に、ソーダ石灰珪酸系溶融物の添加量が少な過ぎ
ると、珪石れんがの残留石英量が3重量%以下とならな
い。なお、残留石英量が3重量%以上の珪石れんがでは
1450℃以上の高温での使用中に異常膨張を起こしや
すく、構造体として好ましくない。このようなことか
ら、ソーダ石灰珪酸系溶融物の添加量は珪石原料に対し
て0.2〜5重量%、好ましくは1.0〜2.0重量%
とする。
ると、得られる珪石れんがの熱間特性が低下し、特に荷
重軟化温度が低下すると共に、耐クリープ性が劣化す
る。その上、見掛気孔率の増加をきたし、工業窯炉とし
ては好ましくない材質となる。更に、添加量が過度に多
くても残留石英量の低減には、大きな効果は得られな
い。逆に、ソーダ石灰珪酸系溶融物の添加量が少な過ぎ
ると、珪石れんがの残留石英量が3重量%以下とならな
い。なお、残留石英量が3重量%以上の珪石れんがでは
1450℃以上の高温での使用中に異常膨張を起こしや
すく、構造体として好ましくない。このようなことか
ら、ソーダ石灰珪酸系溶融物の添加量は珪石原料に対し
て0.2〜5重量%、好ましくは1.0〜2.0重量%
とする。
【0013】本発明の方法に従って珪石れんがを製造す
るには、例えば、粒度調整した珪石原料に所定量のソー
ダ石灰珪酸系溶融物を添加し、必要に応じて、石灰(C
aO成分)やリグニンスルホン酸、糖蜜等の可塑性結合
剤を添加、混合したものを、常法に従って、成形焼成す
る。
るには、例えば、粒度調整した珪石原料に所定量のソー
ダ石灰珪酸系溶融物を添加し、必要に応じて、石灰(C
aO成分)やリグニンスルホン酸、糖蜜等の可塑性結合
剤を添加、混合したものを、常法に従って、成形焼成す
る。
【0014】本発明は、珪石原料として、石英の転移が
困難な珪石原料を用いる場合に有効であるが、これに石
英の転移が容易な珪石原料、予め焼成した珪石原料、れ
んが屑を混合して用いても良い。また、SiO2 を90
重量%以上含有する無定形シリカを含むシリカ超微粉を
珪石原料に対して5重量%未満添加することにより、よ
り一層高密度な組織とすることができる。
困難な珪石原料を用いる場合に有効であるが、これに石
英の転移が容易な珪石原料、予め焼成した珪石原料、れ
んが屑を混合して用いても良い。また、SiO2 を90
重量%以上含有する無定形シリカを含むシリカ超微粉を
珪石原料に対して5重量%未満添加することにより、よ
り一層高密度な組織とすることができる。
【0015】CaO成分は、石英のトリジマイト化及び
常温での結合力向上に有効であるが、その添加量は珪石
原料に対して1.5〜3.0重量%とするのが好まし
い。この添加量が1.5重量%未満では、得られる珪石
れんがの隅角がぼろぼろする上に、表面に斑が生じて全
体が黒ずみ、外観が非常に汚なくなる。また、3.0重
量%を超えると、得られる珪石れんがの常温強度が低下
し、破損し易くなる上に、気孔率が増加し、更に熱間特
性、特に荷重軟化点耐クリープ性等も低下する。
常温での結合力向上に有効であるが、その添加量は珪石
原料に対して1.5〜3.0重量%とするのが好まし
い。この添加量が1.5重量%未満では、得られる珪石
れんがの隅角がぼろぼろする上に、表面に斑が生じて全
体が黒ずみ、外観が非常に汚なくなる。また、3.0重
量%を超えると、得られる珪石れんがの常温強度が低下
し、破損し易くなる上に、気孔率が増加し、更に熱間特
性、特に荷重軟化点耐クリープ性等も低下する。
【0016】なお、CaO成分としては、CaCO3 、
Ca(OH)2 、CaO等、様々な形態で添加すること
ができる。
Ca(OH)2 、CaO等、様々な形態で添加すること
ができる。
【0017】焼成は、単独窯又はトンネル窯で行なうこ
とができ、焼成温度は1350〜1500℃とするのが
好ましい。焼成温度が1350℃未満では、得られる珪
石れんがの残留石英量が多く(3重量%以上)、150
0℃を超えると転移により生成したトリジマイトが不安
定でクリストバライトに転移し、いずれの場合も好まし
くない。
とができ、焼成温度は1350〜1500℃とするのが
好ましい。焼成温度が1350℃未満では、得られる珪
石れんがの残留石英量が多く(3重量%以上)、150
0℃を超えると転移により生成したトリジマイトが不安
定でクリストバライトに転移し、いずれの場合も好まし
くない。
【0018】
【作用】ソーダ石灰珪酸系ガラスは、珪石原料の主成分
であるシリカと速やかに反応し、クリストバライト及び
トリジマイトへの転移を促進させる。本発明の方法によ
れば、珪石れんがの石英残留量を1重量%以下にまで低
減させることができる。
であるシリカと速やかに反応し、クリストバライト及び
トリジマイトへの転移を促進させる。本発明の方法によ
れば、珪石れんがの石英残留量を1重量%以下にまで低
減させることができる。
【0019】
【実施例】以下に実施例を挙げて、本発明をより具体的
に説明する。
に説明する。
【0020】実施例1 表2に示す組成及び粒径の珪石原料に、表1に示した板
ガラス粉末(粒径5〜300μm)を珪石原料に対して
表3に示す量配合して、常法に従って珪石れんがを製造
した。なお、いずれも石灰乳をCaOとして珪石原料に
対して2重量%添加し、焼成は、単独窯して1410℃
にて行なった。得られた珪石れんがの特性及び組成を表
3に示す。なお、鉱物組成はX線回折により定量した。
ガラス粉末(粒径5〜300μm)を珪石原料に対して
表3に示す量配合して、常法に従って珪石れんがを製造
した。なお、いずれも石灰乳をCaOとして珪石原料に
対して2重量%添加し、焼成は、単独窯して1410℃
にて行なった。得られた珪石れんがの特性及び組成を表
3に示す。なお、鉱物組成はX線回折により定量した。
【0021】
【表2】
【0022】
【表3】
【0023】表3より、本発明によれば、石英残留率が
著しく低く、熱間特性に優れた珪石れんがが得られるこ
とが明らかである。
著しく低く、熱間特性に優れた珪石れんがが得られるこ
とが明らかである。
【0024】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の珪石れんが
の製造方法によれば、石英のクリストバライト及びトリ
ジマイトへの転移が効果的に促進され、石英の転移が困
難な珪石原料を用いた場合でも、石英残留量が著しく少
なく、熱間特性に優れた珪石れんがを製造することが可
能とされる。本発明で製造される珪石れんがは、工業窯
炉等の高温構造材料として工業的に極めて有用である。
の製造方法によれば、石英のクリストバライト及びトリ
ジマイトへの転移が効果的に促進され、石英の転移が困
難な珪石原料を用いた場合でも、石英残留量が著しく少
なく、熱間特性に優れた珪石れんがを製造することが可
能とされる。本発明で製造される珪石れんがは、工業窯
炉等の高温構造材料として工業的に極めて有用である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】 シリカを主成分とする珪石原料を焼成し
て珪石れんがを製造する方法において、該珪石原料にソ
ーダ石灰珪酸系溶融物を0.2〜5重量%添加すること
を特徴とする珪石れんがの製造方法。
Priority Applications (14)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3154411A JPH0696469B2 (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | 珪石れんがの製造方法 |
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