マグネシウムアルミニウム耐火物

マグネシウム アルミニウム耐火物は、冶金産業において、鋼ニッケル炉およびアルミニウム精錬炉のライニング、電気炉のカバー、鋼製取鍋のライニング、製鋼炉の外側の精製真空処理装置のライニング、非鉄金属精錬炉の製鋼平炉蓄熱室などに使用されます。-建材産業で、セメント焼成窯の高温ゾーン、セメント窯の移行ゾーン、石灰窯の高温ゾーンをライニングするために使用されます。{{2}ガラス産業において、ガラス炉の蓄熱室の格子レンガまたは格子本体に使用されます。耐火物産業において、耐火炉内で温度変化が大きい部品に使用されます。
6. マグネシウムアルミニウム耐火物
取鍋は製鉄業に欠かせない重要な設備です。取鍋ライニングの耐火材料として、いくつかの大きな変更が加えられました。これまでは、耐火材として伝統的な焼結粘土れんがや第3級高アルミナれんがが使用されていましたが、使用中の耐剥離性や耐侵食性が劣っていました。耐用年数は平均10回と短く、治療後は20回程度までしか到達できませんでした。製鋼技術の発展と製鋼における取鍋ライニング用の耐火物需要の増加に伴い、20世紀初頭には一体鋳造マグネシウムアルミニウム取鍋ライニング材の使用が推進されました。このタイプのライニングは全体的な完全性が高く、耐用年数が大幅に向上しますが、鋼製取鍋のベーキング時間が長く、スラグが深刻になるという問題があります。専用設備のない中小規模の製鉄所のほとんどでは、開梱が困難です。-この欠点を補うために、アルミニウムマグネシウム未焼成レンガの適用に成功しました。内張りレンガは組み立てが容易で、焼成時間が短く、開梱も容易ですが、スラグの除去が容易であり、耐剥離性が低いという問題がまだあります。これに基づいて、アルミニウムマグネシウム未焼成レンガ取鍋のライニングでスラグが形成されやすいという問題を克服するために、1990年代後半にアルミニウムマグネシウム未焼成レンガに代わるアルミニウムマグネシウム炭素未焼成レンガが開発されました。この材料は、アルミニウムマグネシウム材料と炭素含有材料の特性を組み合わせています。アルミニウムマグネシウムカーボン未焼成レンガの主な利点は、レンガ継ぎ目の溶融損失がないこと、耐スラグ性と熱振動耐性が良好であること、溶鋼とスラグの浸透によって引き起こされる構造剥離を克服すること、耐用年数が大幅に向上することです。この製品は、不燃性または低温焼成によりエネルギーを節約し、コストを削減し、大きな経済的メリットをもたらすため、人々の注目を集めています。-
マグネシウムとスピネルを組み合わせた製品（マグネシウムアルミニウムスピネル）の耐スラグ性、耐剥離性、耐クリープ性などの優れた特性は古くから知られています。旧ソ連は 1942 年に研究を開始し、1964 年に製品開発を開始しましたが、ヨーロッパがこの製品に大きな関心を示したのは 1970 年代後半になってからでした。日本は 1976 年にセメント産業でマグネシア アルミナ スピネルれんがの使用を開始しました。近年、マグネシウム アルミニウム スピネルとその製品に関する研究が国際的に増加しています。
マグネシウムアルミニウムスピネル（MgO・Al2O3）は、融点が高く、熱膨張が低く、熱応力が低く、熱振動安定性に優れています。同時に、安定した化学的性質とアルカリスラグに対する強い耐性を備えています。これは、アルミニウムマグネシウム未焼成レンガの使用の核心点であり、耐用年数を向上させるための重要な物質の1つです。近年、マグネシウムアルミニウムスピネルの人工合成技術が徐々に成熟してきたことにより、合成スピネル材料を用いて取鍋煉瓦を直接製造することが可能となり、その特性を大幅に向上させることができるようになりました。
マグネシア アルミナ スピネルの品質は、マグネシア アルミナ スピネルレンガが適切な結果を達成できるかどうかに関連する重要な問題の 1 つです。実験室での実験と関連データの導入により、マグネシウムが豊富なスピネルは、20％から30％の範囲内で良好な耐食性、構造剥離耐性、および熱振動耐性を示すことがわかりました。ただし、取鍋の製造工程にはさまざまな条件や要因があり、マグネシウム・アルミニウム・スピネルの添加量は30～40％とするのが妥当である。したがって、レンガの製造過程では、製造された人工スピネルの添加に加えて、使用中に二次スピネルを生成するために溶融マグネシウム粉末とコランダム粉末も追加する必要があります。レンガ本体の品質の性能を向上させるために、有害な不純物、特に低融点物質Na20とK2Oの含有量を制御するための原材料の選択に特別な注意を払う必要があります。
マグネシウム アルミニウム スピネル (スピネルとしても知られる) の化学式は MgO-Al2O3 で、28.3% の Mg0 と 71.7% の Al2O3 を含みます。スピネルは、Mg0-Al2O3 二元系状態図の中間化合物にすぎず、融点は 2135 ℃です。 Bartha 氏は、マグネシア クロム スピネルと比較して、マグネシウム アルミニウム スピネルには、遊離 CO2、遊離 SO2/SO3、遊離 K2O/Na2O などの還元性雰囲気に対する強い耐食性、および優れた熱安定性と耐摩耗性という主な利点があると指摘しました。現在、工業生産で使用されるほとんどのスピネル耐火材料の Na2O 含有量は 8% ～ 15% です。
マグネシア・アルミナ・スピネルれんがの製造工程は以下の通りです。
マグネシア砂（または溶融アルミナスピネル砂）- 粉砕 - ふるい分け（微粉砕 - 微粉末） - 原材料 - 混合 - 成形 - 乾燥 - 高温-焼成 - 製品
マグネシウムアルミニウムスピネルの製造工程は以下の通りです。
マグネシア砂と溶融マグネシアアルミナスピネル砂は、必要な粒子組成と骨材の微粉末の細かさを達成するために、プロセスに従って粉砕されます。プロセスの要件に従って、準備された骨材と微粉末を厳密に秤量して混合し、一定量の結合剤を追加します。ミキサーで 15-20 分間混合し、摩擦プレスで成形し、半製品を 8 ～ 16 時間乾燥させます。乾燥させたレンガをトンネル窯に入れ、最高焼成温度1660～1680℃で焼きます。
マグネシア アルミナ スピネル未焼成レンガの原料は、中程度の焼結マグネシア砂、合成済みマグネシア アルミナ スピネル、シリコン マイクロ パウダー、アルミナ マイクロ パウダーから選択されます。{0}
未焼成レンガは焼成に高温が必要なため、焼成後そのまま石材として使用できます。したがって、未焼成レンガの室温での強度要件は比較的厳しく、使用する結合剤も次の要件を満たす必要があります。マグネシア砂を主成分とする未焼成レンガに対する良好な結合効果、プレスされたレンガブランクに十分な型強度、および輸送および石材の要件を満たす焼成後の室温強度が40MPaを超えること。バインダーは使いやすいです。製造プロセスを複雑にしないでください。バインダーの結合性能は強力である必要があり、未焼成レンガの高温性能が大幅に低下するのを避けるために、添加量は少なくする必要があります。-
現在、通常 2 種類の結合剤が選択されます。1 つは水ガラス溶液で、硬化剤としてフッ化ケイ酸ナトリウムを使用します。もう 1 つのタイプは、結合剤としてのポリリン酸塩で、投与量は 0.8% ～ 1.0% です。 200T×24時間の処理後、室温圧縮強度は80MPaに達しました。水ガラスとケイフッ化ナトリウムの混合物をバインダーとして使用する場合、添加量は比較的多くなる。理論的には、製品の高温性能は、Na2O を過剰に導入すると影響を受けます。
マグネシウム耐火物の場合、結合剤としてポリリン酸塩を使用すると、マグネシウム砂から生成されるMg(H2PO4)2、Mg(PO3)2、MgHPO4、Mg2HP2O4の融点はいずれも非常に高くなります。加熱プロセス中には、相転移やバインダーの構造の緩みを引き起こすことなく、材料の強度を向上させる重合が起こる可能性があり、その結果、室温から中温で高い強度が得られます。製造技術の観点から見ると、ポリリン酸は固体の形で添加することも、液体の形で水に溶解することもできるため、より便利で簡単に使用できます。大規模な工業生産のニーズを満たすことができますが、生産コストは若干高くなります。-
スピネルの添加量の決定: 豊富なマグネシウム スピネルを粉末の形で未焼煉瓦に導入し、スピネル結晶核の一部を未焼煉瓦母材にあらかじめ埋め込むことで、使用中にマグネシア砂とアルミナ微粉末がこの結晶核に基づいてスピネル石化反応を起こし、MA-MA 結合相が生成しやすくなり、未焼煉瓦がすぐに焼結できるようになります。耐アルカリ腐食性と耐剥離性の目的を達成するために、マグネシア・アルミナ・スピネル焼成品と同様の結晶相構造を生成することが可能です。理論的には、この MA-1/1 相の結合強度は MA-M 相の結合強度よりも高くなります。また、窯内の雰囲気や局所的な還元条件の影響をほとんど受けません。添加量に関しては、マグネシウムが豊富なスピネルを粉末として導入しすぎると、使用中の未焼成レンガの焼結に影響を与えるため、多すぎてはなりません。マグネシウムリッチスピネルの導入量は１％から１．５％の間で制御することがより適切である。
7. セメントロータリーキルンにおけるマグネシアアルミナスピネルレンガの適用:
国内のロータリーキルン技術の成熟に伴い、マグネシアアルミナスピネルレンガはセメントロータリーキルンの尾部のある不安定なキルンスキン領域に広く使用されています。その性能は主に、良好な吊り窯肌性能、優れた耐熱衝撃性と剥離防止性能、および強力な物理的および化学的安定性に反映されます。セメントロータリーキルンで使用される様々な耐火レンガの中で、マグネシア・アルミナ・スピネルレンガは比較的総合的なタイプの耐火レンガです。