不定形耐火物の主成分である耐火骨材の量は一般的に60%～73%、耐火物粉末の量は15～40%で、いずれも不定形耐火物の性能に大きな影響を与える。では、一般的に使用されている耐火物の原料は何でしょうか？
1.ボーキサイトクリンカー
ボーキサイトクリンカーはボーキサイト鉱石を高温焼成したもので、Al2O3含有量は一般に50%以上である。不定形耐火物では、ボーキサイトを耐火骨材や耐火粉末に加工するのが一般的である。重要な部品または鉄鋼の熱間加工設備と直接接触する部品では、耐火骨材および耐火粉末として高品質の高アルミナボーキサイトクリンカーを選択する必要があります。
2.レイ原料
粘土材料と耐火粘土は、硬質粘土と軟質粘土と半軟質粘土に分けられる。硬質粘土は主にカオリナイト単一鉱物型の沈殿粘土で、一般に使用前に焼成して粘土クリンカーにする必要がある。粘土クリンカーはコークスクリンカーとも呼ばれる。不定形耐火物では、粘土クリンカーは一般に耐火物骨材としてのみ使用される。軟質粘土は主にカオリナイト系の粘土で、水に分散しやすく、可塑性と粘着性が高く、高温での焼結性が良い。軟質粘土は焼成する必要はなく、乾燥・粉砕後に使用できる。アルミナ質ケイ酸塩れんがの粘結剤であり、不定形耐火物の良好な粘結剤のひとつでもある。半軟質粘土もカオリナイトタイプで、主に粘土クリンカーとして、または微粉砕して粘結剤として使用される。
3.半ケイ酸質原料
半珪酸質原料は主に天然の亜塩素酸塩、珪酸質カオリン等を含み、半酸性耐火物である。亜塩素酸塩は取鍋のライニングの煉瓦に作ることができるが、また不定耐火物の骨材として、直接使用することができるが、またか焼の後で使用することができる。珪質カオリンを耐火物の骨材や粉末として使用する場合は、主に中低温部で使用されます。
4.シリカ原料
シリカ原料は結晶シリカ、コロイダルシリカ、脈石英で、シリカと総称される。シリカを含む耐火物、SIO₂含有量は96%以上でなければならない。シリカ原料を不定形耐火物の製造に使用する場合、耐火骨材や粉末として使用済みのシリカレンガを添加するか、鉄スケールのような鉱化剤を添加して一定の液相を生成させる必要がある。結晶変態によって生じる応力を緩衝すると同時に、石英の安定した鱗片石英や角石英への変態を促進することができる。
5.マグネシアクラス原料
マグネシア系原料とは、マグネシウム砂、ドロマイト、マグネシウムかんらん石、蛇紋岩などのことで、アルカリ性であり、アルカリ性耐火物原料とも呼ばれる。
(1) マグネシウム砂
マグネシウム砂は海水、塩湖水からマグネサイトまたは酸化マグネシウムを焼結または電融で取り出したもので、焼結マグネシウム砂と電融マグネシウム砂に分けられる。800-1000℃のマグネサイト焼結品は軽焼マグネサイトと総称され、マグネシウム耐火製品の結合剤であり、マグネシウムセメントの原料でもある。焼結マグネサイト砂は1600-1900℃の温度で完全焼結した製品です。海水マグネシア砂は海水酸化マグネシウムを1600～1800℃の温度で高圧焼結して球状または塊状にしたものです。塩湖マグネシア砂は、湖水からカリウム塩とナトリウム塩を抽出した後の副産物を600～800℃に加熱し、脱水後MgOを得た後、焼成したものです。
(2)電融マグネシウム砂
厳選されたマグネサイトまたは焼結マグネサイト砂を電気炉で2500℃の高温溶融し、電気溶融マグネサイト砂とする。高度な炭素含有不焼成レンガや不定形耐火物の原料として適しています。高鉄マグネシウムカルシウム砂から作られた適量のドロマイトと鉄スケールのマグネシウム砂では、電気炉の底のパウンディング材料と炉材料の迅速な補充に使用することができます。
(3)ドロマイト
焼結ドロマイトはドロマイト クリンカーとしても知られています。そのドロマイトと合成マグネシアドロマイトは、製鋼炉内張りレンガの主原料であり、炉材を充填するためにも使用される。不定形耐火物では、主に耐火骨材として使用されます。
(4)マグネシアかんらん岩
マグネシウムかんらん石耐火物では、主にかんらん石と純粋なかんらん石を原料とする。かんらん石を直接焼成して耐火性骨材とすることはできない。
(5)サーペンタイン
600-700℃焼成の蛇紋岩は、脱水、マグネシウムカンラン石や他の鉱物の形成を開始します。サーペンタインは、使用前に焼成する必要があります。耐火性骨材として、あるいは熱炉の補助基材として、レンガ製造に使用することができる。
6.青色結晶系鉱物
サファイア鉱物群は、変成作用により生成した粘土の主成分の沈殿物である。焼成後のサファイア鉱物製品は、不定形耐火物や高アルミナ耐火物の高品質原料となる。
7.ムライト
ムライトは一般に合成で、製造プロセスは焼結と電融である。高純度、低クリープ率、低熱膨張率、熱衝撃に対する良好な耐性、化学的侵食に対する強い耐性などの特徴がある。耐火物産業で広く使用されている。
8.コランダム
コランダムは一般に、工業用アルミナまたはボーキサイトを焼結または電融したものである。原料としてのボーキサイトは、普通のコランダムから得ることができる。鉄粉を加えると、褐色のコランダムができる。ジルコンまたは酸化ジルコニウムを添加すると、ジルコニウムコランダムが得られる。他の鉱物を加えると、コランダムの特性を向上させることができる。現在、コランダムは耐火物の骨材や粉体として使用されることが多くなり、その効果は顕著である。
9.工業用アルミナ
工業用アルミナは、ボーキサイトを原料とするバイエル法で製造される。耐火物粉末や超微粉として使用される。近年は結合剤に超微粉を使用した耐火キャスタブルもある。
10.スピネル型材料
スピネルはスピネル族に属するすべての鉱物を指すが、狭義のスピネル系は特にマグネシウムアルミニウムスピネルを指す。マグネシアスピネルの構造は強く、高融点、低熱膨張、低熱応力、良好な耐熱衝撃性、アルカリ浸食に対する強い抵抗性である。焼結および電融スピネル耐火物産業は比較的急速に発展している。
