マグネシアレンガは、さまざまな高温産業用途で広く使用されている重要なタイプの耐火物です。マグネシアのレンガ造りのサプライヤーとして、私はこれらの驚くべき製品の化学組成を掘り下げることに興奮しています。これは、それらの特性とパフォーマンスを理解するための基本です。
コア成分：酸化マグネシウム（MGO）
マグネシアレンガの主要な化学成分は、酸化マグネシウム（MGO）です。 MGOは通常、レンガの組成の大部分を占めており、多くの場合、マグネシアレンガの特定のタイプとグレードに応じて80％から98％以上の範囲です。この高い純度酸化マグネシウムは、レンガに優れた屈折率を提供します。つまり、大幅な変形や融解なしに非常に高い温度に耐えることができます。
酸化マグネシウムは、約2852°C（5166°F）の高い融点を持っています。この特性により、マグネシアレンガは、鉄鋼炉、セメントki、ガラス融解タンクなど、温度が1500°Cを超えることができる環境での使用に適しています。 MGOの強力なイオン結合は、その高い熱安定性に寄与します。高温では、これらの結合は、そうでなければ材料を分解したり、その構造の完全性を失いたりする力に抵抗します。
融点が高いことに加えて、MGOは良好な耐薬品性も示します。産業プロセスで一般的に遭遇する多くのスラグ、金属、ガスの腐食作用に抵抗することができます。たとえば、鉄鋼製造では、マグネシアのレンガは、溶融鋼から不純物を除去するために使用される非常に基本的なスラグに耐えることができます。 MGOの基本的な性質により、スラグ内の酸性成分と反応することができ、スラグがレンガを貫通して腐食させるのを防ぐ安定した化合物を形成します。
二次成分とその役割
酸化カルシウム（CAO）
酸化カルシウム（CAO）は、マグネシアレンガのもう1つの重要な成分です。通常、比較的少量で、通常は5％未満で存在します。 CAOは、レンガの発砲プロセス中にフラックス剤として機能することができます。混合物の融点を下げ、レンガ構造の焼結および濃度を改善するのに役立ちます。これにより、機械的強度が改善され、マグネシアレンガの多孔度が低下します。
ただし、CAOの量は慎重に制御する必要があります。過度のCAOは、環境内の水と反応して水酸化カルシウム（Ca（OH）₂）を形成する可能性があり、レンガが膨張して亀裂を引き起こす可能性があります。 「水和」として知られるこの現象は、マグネシアレンガのサービス寿命を大幅に減らすことができます。したがって、生産プロセスでは、CAO含有量が適切な範囲内にあり、レンガが水分から適切に保護されていることを保証するための対策が講じられています。
シリカ（sio₂）
シリカ（SIO₂）はマグネシアレンガにも存在し、通常は1％から5％の範囲の量です。 SIO₂は、高温で他の酸化物と低い溶融 - ポイント化合物を形成することができます。場合によっては、これはレンガ構造の毛穴を満たし、密度と強度を改善するのに役立つため、有益です。ただし、SIO₂コンテンツが高すぎると、レンガの屈折率を減らすことができる大量の低い融点率の形成につながる可能性があります。
高温用途では、SiO₂とMGOの間の反応は、ケイ酸マグネシウム化合物を形成できます。これらの化合物は、純粋なMGOと比較して異なる融点と特性を持っています。たとえば、Forsterite（Mg₂sio₄）は比較的高い融点を持ち、レンガ構造の全体的な安定性に寄与する可能性があります。しかし、反応条件が適切に制御されていない場合、融点が低い他のケイ酸マグネシウム相の形成が発生する可能性があり、マグネシアレンガの性能が損なわれる可能性があります。
酸化鉄（フェオとフェオ）
主にFe₂o₃とFeoの形の酸化鉄は、マグネシアレンガに少量、通常は3％未満のマグネシアレンガに存在することがよくあります。これらの酸化鉄は、CAOと同様に、焼結プロセス中にフラックスとして作用する可能性があります。それらは、原子の動きと粒子間の強い結合の形成を促進することにより、レンガ構造の密度を促進するのに役立ちます。
いくつかのタイプのマグネシアレンガでマグネシア鉄紡糸レンガ、酸化鉄がより重要な役割を果たします。それらはMGOと反応して、マグネシウム - 鉄紡糸（mgfe₂o₄）相を形成します。これらのスピネル相は優れた熱衝撃耐性と機械的強度を備えており、鋼コンバーターの裏地などの急速な温度変化と機械的応力にさらされる用途でのレンガの性能を高めます。
特別な種類のマグネシアレンガとその化学組成
マグネシアクロムレンガ
マグネシアクロムブリックよく知られているタイプのマグネシアレンガです。 MGO、CAO、SIO₂、および酸化鉄の基本的な成分に加えて、酸化クロム（Cr₂o₃）が含まれています。 Cr₂O₃コンテンツは5％から30％の範囲です。
酸化クロムは、マグネシアクロムレンガにいくつかの重要な特性を与えます。特に酸性スラグに対するレンガの耐食性が大幅に改善されます。 cr₂o₃は、レンガの表面に安定した保護層を形成し、スラグや他の腐食物質の浸透を防ぎます。マグネシアクロムレンガは、ガラス産業、非鉄金属製錬、および高温耐食性が必要な鉄鋼炉の一部の部分で広く使用されています。
しかし、マグネシアクロムレンガの使用は、近年、いくつかの環境的課題に直面しています。これらのレンガの使用と廃棄中に形成できる六バレントクロム（Cr⁶⁺）化合物は、有毒で発がん性です。その結果、代替の耐火物材料の開発と使用に向けて成長する傾向がありました。
化学組成が特性と用途に与える影響
マグネシアレンガの化学組成は、物理的および化学的特性に直接影響し、さまざまな用途に適した適合性を決定します。
耐久性
前述のように、高MGO含有量は、マグネシアのレンガの屈折率を決定する重要な要因です。 MGO含有量が高いほど、レンガの融点が高くなり、高温に耐える能力が高くなります。温度が最大1700°Cに達する可能性がある鉄鋼メイキング電動炉のアプリケーションの場合、MGO含有量が95％を超える高純度マグネシアレンガがよく使用されます。
耐食性
MGOとCrour（マグネシアクロムレンガ）などの他の成分またはスピネル相の形成（マグネシア鉄紡糸レンガ）の組み合わせにより、レンガの耐食性が決まります。さまざまな産業プロセスには、さまざまなタイプの腐食剤が含まれ、マグネシアレンガの適切な化学組成をそれに応じて選択する必要があります。たとえば、スラグが主に基本的なセメント産業では、MGOとCAOの適切なバランスを持つマグネシアレンガは、基本的なスラグの腐食に抵抗するために使用されます。
熱衝撃耐性
マグネシウム - 鉄紡糸などのスピネル相の存在は、マグネシアレンガの熱衝撃耐性を大幅に改善できます。レンガがいくつかの炉のプレの加熱ゾーンなどの急速な温度変化にさらされるアプリケーションでは、熱の膨張と収縮によって引き起こされるストレスによく耐えることができるため、マグネシア鉄紡糸レンガが好まれます。
結論
マグネシアレンガのサプライヤーとして、私はこれらの製品の化学組成の重要性を理解しています。マグネシアレンガの化学成分の慎重な制御は、さまざまな高温産業用途で望ましい特性と性能を達成するために重要です。それが耐摩耗性の高い純度MGO、強度と腐食抵抗を強化するための二次成分、または特定の用途向けの特別な添加物であろうと、各化学成分は重要な役割を果たします。
産業プロセスのためにマグネシアのレンガが必要な場合は、詳細な議論のために手を差し伸べることをお勧めします。温度条件、腐食剤、機械的応力など、特定の要件に基づいて、最も適切なマグネシアレンガを選択するために協力できます。調達交渉を開始し、ビジネスに最適な耐火ソリューションを見つけてください。
参照
- Kriven、WM、＆Bradt、RC（編）。 （2003）。高度な耐火物。ジョン・ワイリー＆サンズ。
- Schmarider Wellnar、H.、Switz CA、およびGroger、M。（2008）。耐火物ハンドブック。 Wiley -VCH。
- ムーア、RJ（1992）。難治性技術。チャップマン＆ホール。
