JPH032825B2 - - Google Patents
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- JPH032825B2 JPH032825B2 JP57203863A JP20386382A JPH032825B2 JP H032825 B2 JPH032825 B2 JP H032825B2 JP 57203863 A JP57203863 A JP 57203863A JP 20386382 A JP20386382 A JP 20386382A JP H032825 B2 JPH032825 B2 JP H032825B2
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Description
この発明は取鍋、炉外精錬炉、タンデイツシユ
等(以下単に取鍋等という)の主として製鋼用の
溶融金属容器の内張り耐火物として有用な塩基性
不定形耐火物に関するものである。
近年、製鋼においては高級鋼種の需要増大に伴
なう連続鋳造、脱ガス処理、取鍋精錬などの採用
により出鋼温度が上昇し、取鍋等の使用温度は高
くなり、しかも鋼の取鍋内滞留時間が長くなるな
ど取鍋等の使用条件はますます苛酷となつてい
る。
このため取鍋等の内張り耐火物としてこれまで
汎用されていた高けい酸質耐火物に代えてジルコ
ン質あるいは高アルミナ質等の高級耐火物が使用
されるようになつてきているが、これらはスラグ
耐食性の点で充分満足する耐用が得られていない
のが現状である。
このスラグ耐食性の向上による耐用の飛躍的増
大と共に、鋼の清浄化を図る目的で塩基性耐火物
を取鍋等に適用する試みがなされてはいるが、塩
基性耐火物の宿命である熱的および構造的スポー
リングによる亀裂の発生と、この亀裂への地金侵
入と耐火物の剥離の発生による損耗によつて、塩
基性耐火物の有する優れた効果を活用できず、未
だ実用化されるまでには至つていない。
取鍋等の施工面では、れんが積み施工から流し
込み、振動成形などを利用する不定形施工への移
行が行なわれている。この不定形施工は、(1)れん
が積み施工に比べて簡便である。(2)施工現場での
発塵などがなく作業環境が改善される。(3)中間修
理時に継ぎ足し施工が可能でれんがの場合のよう
に残寸のある未使用部を廃却しないですみコスト
低減となる。(4)耐火物製造時の焼成などが不要で
省エネルギーとなる。などの利点が多いが、なか
でも最大の利点は施工時間の短縮による省力化で
ある。例えば150ton取鍋の施工の場合、従来のれ
んが積み施工では3日を要するところが、流し込
み施工では僅か半日で終了するのである。
しかして前述した塩基性耐火物を不定形施工す
れば最適であると考えられるが、塩基性不定形耐
火物による取鍋等の溶融金属容器は、れんが積み
施工に比較しても強度が小さく、体積変化が大き
く、また充填が悪いうえに塩基性材料の特性であ
る熱膨張が大きく、溶融スラグを吸収しやすいこ
とが重なつて亀裂の集中発生と剥離が起る欠点が
ある。
これらの問題を解決すべくこれまでにも種々の
試みがなされている。
例えば(1)添加水分を少なくする。(2)流し込み施
工時にバイブレーターを使用する。(3)乾式施工す
る。などの検討がなされ、これらの対策によりあ
る程度の改善はされているが未だ不十分である。
本発明者らは、塩基性不定形耐火物施工体の加
熱冷却に伴なう亀裂の発生について詳細に検討し
た結果、加熱冷却に伴なつて施工体内に発生する
熱応力は、特にマトリツクス部を伝播して組織的
に特に弱い点に集中し、大きな亀裂となる。とこ
ろが施工体内に粗粒が存在すると、不定形施工体
ではマトリツクス部に比較して粗粒部の方が組織
が強固であるので応力の伝播は止まる。
しかし粗粒があまり大きくない場合応力の伝播
が粗粒との境界に達すると、粗粒を回り込む形で
伝播する。
この粗粒の粒径がある程度以上に大きいと、応
力の伝播が粗粒を回り込むことができず、そこで
伝播が止まり、結局応力が一点に集中することな
く、分散された状態で留まることになる。従つ
て、マトリツクス中に極く微細な亀裂が発生する
ことはあつても、集中して大きな亀裂になること
はなく、地金の侵入や剥離の発生にはつながらな
いことがわかつた。即ち、粗粒が楔的役割を果し
ていることになるのである。この亀裂の集中を止
めることのできる粗粒の最小粒径は、種々の実験
の結果、50mmであることを見出し、さきに特許出
願を行つた(特願昭57−135389号)。
つまり粒径50mm以上の粗大粒を用いると、塩基
性不定形耐火物の取鍋等への適用が可能である。
しかしながら例えば300tonというような超大型
取鍋等の溶融金属容器に粒径50mm以上の粗大粒を
配した塩基性不定形材を使用した場合には、鋼浴
の一部に亀裂が発生し、地金の侵入が見られた。
この亀裂の発生と地金の侵入の状況について、
さらに詳しく検討した結果、マトリツクス部に発
生した微細な亀裂が大きくなり、地金が侵入して
いた。この亀裂も施工体内に発生する熱応力によ
るものである。
拘束下において、施工体内に発生する熱応力
は、耐火材料の熱膨張率が大きいほど大きくな
り、また施工体が大きいほど大きくなるのであ
る。
施工体がそれほど大きくなければ前述したよう
に、発生した熱応力は比較的組織がルーズである
マトリツクス部の塑性変形によつて吸収される。
粗粒部にも熱応力は発生するが、粗粒部はマト
リツクス部に比べて強度が大きく、応力による塑
性変形は起りにくく、粗粒部の応力もマトリツク
ス部により吸収される。このマトリツクス部に吸
収された応力は微細な亀裂として残り、その亀裂
も粗大粒によつて分断されている。
施工体が大きくなると、塩基性材料、特にマグ
ネシアは熱膨張率が大きいため、発生する熱応力
も大きくなり、マトリツクス部で応力を吸収しき
れず、亀裂が微細な状態で留まらず、地金が侵入
しうるような大きさの亀裂となることが判明し
た。
本発明者らはさらに検討を進めた結果、この亀
裂は粗粒部の熱応力が主原因であることを突きと
め、この解決手段としてマトリツクス部に比較し
て熱膨張率の小さい材料による粗大粒を使用する
ことを見出したものである。
即ち、この発明はマトリツクス部に比べて熱膨
張率の小さい材料を使用して製造した粗大粒を配
した塩基性不定形耐火物材であり、これによつて
施工体内の粗粒部に発生する熱応力は小さくな
り、従つてマトリツクス部の塑性変形によつて十
分に応力は吸収され、併せて粗大粒の効果により
集中した亀裂の発生はなく、これにより地金の侵
入や剥離の発生にはつながらないのである。
実際にこの発明の塩基性不定形耐火材を超大型
取鍋(300ton)に使用した結果をみても、連続し
た集中亀裂はなく、従つて地金侵入や剥離は起こ
らなかつた。粗大粒にマトリツクス部と同じ耐火
材料のものを使用した場合は、粗大粒を使用しな
い場合ほどではないが、一部に集中した亀裂が発
生し、地金の侵入がみられた。
この発明の塩基性不定形耐火材は、粗大粒とし
て粗大粒以外の塩基性耐火物より熱膨張率の小さ
い材料よりなる粒径50〜90mmの粗大粒を15〜60重
量%配合してなるものであり、粗大粒の粒径は50
〜90mmが適当であつて、50mm以下では発生した熱
応力の伝播が粗大粒で阻止できず、亀裂の集中が
起り、粒径90mm以上では混練、あるいは施工時に
流動性が低下し粒分離が起りやすい。
また粗大粒の配合割合は、15〜60重量%が良
く、15重量%以下では施工体中の粗大粒の数が少
なすぎ、亀裂の分断が十分でなく、集中亀裂が発
生し、地金侵入、剥離がおこるのである。
また60重量%以上では混練時や施工時の流動性
が低下するので好ましくない。
この発明の粗大粒に使用される塩基性耐火材料
としては、粗大粒以外の成分と反応して低融点物
を形成したり、スラグ耐食性を低下させないもの
で、熱膨張率が小さければ小さいほど好ましい
が、粗大粒以外の塩基性耐火材料の熱膨張率より
10%以上小さいことが必要である。
そのような塩基性耐火材料としては、例えばマ
グネシア−アルミナ質、クローム鉄鉱、クローム
−マグネシア質、マグネシア−シリカ質等が適当
である。
一方、粗大粒以外の塩基性耐火材料における材
料中のMgOとCaOの含有量は合計で50重量%以
上が好ましい。これはその合計量が50重量%以下
では塩基性耐火材料のスラグに対する耐食性が著
しく失なわれるためである。
MgOとCaO以外の成分としては、SiO2、
Al2O3、ZrO2、TiO2、Cr2O3などであつて、
MgOやCaOと反応して融点を下げたり、その他
の特性を著しく低下させるものでなければよい。
そのような塩基性耐火材料としては、例えば海水
マグネシアクリンカー、天然マグネシアクリンカ
ー、安定化ドロマイトクリンカー等が挙げられ
る。
粗大粒として使用される材料は、マトリツクス
部に使用される材料に比べてスラグ耐食性のやや
劣るものもみられるが、粗大粒自身スラグ耐食性
がマトリツクス部に比較して大きいため心配はな
い。
この発明にて用いる粗大粒としては、圧縮強さ
が300Kg/cm2以上、好ましくは500Kg/cm2以上、見
掛気孔率は20%以下であることが必要である。
これは圧縮強さが300Kg/cm2未満では熱応力に
よつて粗大粒自身に亀裂を生じたり、マトリツク
ス部に発生した亀裂を止めることができないおそ
れがあり、また見掛気孔率が20%をこえると、粗
大粒中にスラグが侵入しやすくなつて好ましくな
いためである。
次にこの発明で使用する粗大粒の製造方法とし
ては、公知のれんが製造法により原料を粒度配合
し、バインダーを加え混練、成形、焼成したもの
を粗砕して篩分ける方法、ペレツター、転動造粒
機その他の方法で造粒し、そのまま使用する方
法、あるいは天然クローム鉄鉱をそのまままたは
焼成後粗砕して篩分ける方法など各種の方法が用
いられ、前述の物性等の諸条件を満足するもので
あれば特に限定するものではない。
この発明による塩基性不定形耐火物の粗大粒以
外で、特に施工法、性状などに影響を及ぼすもの
は、微粉部(粒径0.125mm以下)である。この微
粉部に使用される耐火材料は、前述の通りである
が、混練に水を使用する場合には遊離のCaOはな
るべく少ないものが好ましい。
そしてこのような微粉の使用量は、粗大粒の使
用量によつて調整されるが、耐火材料のうちの25
〜35重量%とするのが好ましい。
耐火材料以外では必要に応じて結合剤、減水
剤、分散剤、解膠剤、爆裂防止剤、増粘剤など通
常不定形耐火物に使用されるものを適宜用いれば
よく、結合剤としては、自硬性または熱硬化性物
質、例えばリン酸アルミニウム、アルミナセメン
ト、けい酸ソーダ、マグネシアセメント、硫酸ア
ルミニウム、粘土、エチルシリケートなどがあ
る。
減水剤、分散剤、解膠剤としては、リン酸塩、
けい酸塩、スルホン酸系化合物などが、また爆裂
防止剤としては、各種界面活性剤が用いられる。
これらの物質を適当量用いれば、流し込み施工
の場合にはボンド部の粘性は比較的大きく、粗大
粒を用いても沈降による粒分離は起こりにくい
が、バイブレーターを使用する場合には増粘剤と
して公知のパルプ廃液、シリカゲル、粘土、
CMC、アルギン酸ソーダ、PVAなどを少量添加
すれば粗大粒の沈降を防ぐことができる。
この発明による粗大粒を使用した塩基性不定形
耐火物の取鍋等への施工方法としては、流し込
み、スタンプ、振動成形など公知の施工法を採用
すればよいが、なかでも流し込み施工法が最も好
ましい。
この流し込み施工の場合には、粗大粒その他の
耐火材料、結合剤などの添加剤を秤量し、ボルテ
ツクスミキサー、モルタルミキサー、セメントミ
キサーなど、なるべく圧縮を伴なわないミキサー
類を用いて混合し、次いで水を固形物の5〜8%
加えて3〜20分間混練し、型枠に流し込む。脱型
までの養生時間は気温に左右されるが、0.5〜4
時間程度が好ましい。その後昇温乾燥され使用さ
れる。
この発明による低熱膨張率材料よりなる粗大粒
使用の塩基性不定形耐火物は、特に高温で使用さ
れる取鍋等の内張り耐火材として使用され、塩基
性材料の弱点である亀裂の発生とそれに伴なう地
金の侵入と剥離を粒径50〜90mmの粗大粒の使用に
よつて防止するものである。
特に、通常に使われる粒度構成の塩基性不定形
材にみられる稼動面より30〜50mm内部に集中的に
発生する亀裂が粒径50〜90mmの粗大粒を使用する
ことにより分断され、連続した亀裂とはならない
のである。
さらに粗大粒に熱膨張率の小さい耐火材料を用
いることにより、超大型取鍋のように大きな施工
体においても亀裂の発生と地金の侵入を防ぐこと
ができ、塩基性材料のスラグ耐食性の特徴を十分
に発揮させるものである。
同時に熱膨張率の小さい粗大粒の使用により、
耐火物層の熱による体積安定性、耐溶鋼摩耗性お
よび骨材効果による強度を併せ持たせて塩基性材
料と不定形材料の利点を十分に利用できるもので
ある。
以下実施例によつてこの発明を詳細に説明す
る。
実施例 1
(粗大粒の製造)
(1) 電融スピネルを粒度配合し、30%にがり水溶
液を耐火材料の3重量%加えてウエツトパンで
混練し、450tonプレスで並型れんが形状に成型
後、トンネルキルン中で1580℃で焼成した。
得られた焼成れんがをジヨークラツシヤーを
用いて粗砕し、篩分けにより90〜50mmとした。
製造した粗大粒の化学組成と物性を第1表の
No.1に示した。
(2) クロム鉄鉱35重量%、海水マグネシアクリン
カー65重量%よりなる耐火材を用いて(1)と同様
の方法で粗大粒を製造した。その化学組成と物
性は第1表のNo.2の通りである。
(3) 天然クローム鉄鉱をトンネルキルン中1420℃
で焼成後、ジヨークラツシヤーで粗砕し、篩分
けにより90〜50mmとした。
製造した粗大粒の化学組成と物性は第1表の
No.3に示した。
(4) 焼結性をよくするため、CaOを富化した海水
マグネシアクリンカーを用いて(1)と同様の方法
で粗大粒を製造した。その化学組成と物性は第
1表のNo.4に示した。
The present invention relates to a basic monolithic refractory that is useful as a lining refractory for molten metal containers, mainly for steel manufacturing, such as ladles, external refining furnaces, tundishes, etc. (hereinafter simply referred to as ladles, etc.). In recent years, in steel manufacturing, the tapping temperature has increased due to the adoption of continuous casting, degassing treatment, ladle refining, etc. to meet the increasing demand for high-grade steel, and the working temperature of ladle etc. has become higher. The conditions for using ladles, etc. are becoming increasingly severe, such as longer residence times. For this reason, high-grade refractories such as zircon or high alumina are now being used in place of the high silicic acid refractories that have been widely used as refractories for lining ladles, etc. At present, a sufficiently satisfactory service life in terms of slag corrosion resistance has not been achieved. Along with the dramatic increase in service life due to this improvement in slag corrosion resistance, attempts have been made to apply basic refractories to ladles, etc. for the purpose of purifying steel. Also, due to the occurrence of cracks due to structural spalling, the intrusion of metal into the cracks, and the wear and tear caused by the peeling of the refractory, the excellent effects of basic refractories cannot be utilized, and they are still not put into practical use. We haven't reached that point yet. In the construction of ladles, etc., there has been a shift from bricklaying construction to irregular-shaped construction using methods such as pouring and vibration molding. This irregular-shaped construction is easier than (1) brickwork construction. (2) There is no dust generation at the construction site, and the working environment is improved. (3) Refills can be made during intermediate repairs, and costs are reduced because there is no need to dispose of unused parts with remaining dimensions as in the case of bricks. (4) No need for firing during the manufacture of refractories, resulting in energy savings. There are many advantages such as, but the biggest advantage is labor saving by shortening the construction time. For example, in the case of constructing a 150-ton ladle, conventional brickwork would take three days, but pouring could be completed in just half a day. Therefore, it is thought that it would be optimal if the above-mentioned basic monolithic refractories were used for construction in a monolithic form, but molten metal containers such as ladles made of basic monolithic refractories have lower strength than those constructed using brickwork. It has the disadvantage of large volumetric change, poor filling, large thermal expansion characteristic of basic materials, and easy absorption of molten slag, resulting in concentrated cracking and peeling. Various attempts have been made to solve these problems. For example, (1) reduce the amount of added water. (2) Use a vibrator during pouring work. (3) Dry construction. Studies have been carried out, and although some improvement has been achieved through these measures, it is still insufficient. As a result of a detailed study on the occurrence of cracks in a basic monolithic refractory construction body due to heating and cooling, the present inventors found that the thermal stress generated within the construction body during heating and cooling particularly affects the matrix part. It spreads and concentrates on particularly weak points in the organization, creating large cracks. However, if coarse grains are present in the construction object, the stress propagation stops because the structure of the coarse grain portion is stronger than that of the matrix portion in the irregularly shaped construction object. However, if the coarse grains are not very large, when the stress propagates to the boundary with the coarse grains, it propagates around the coarse grains. If the grain size of these coarse grains is larger than a certain level, the propagation of stress will not be able to go around the coarse grains, and the propagation will stop there, and eventually the stress will not be concentrated at one point but will remain in a dispersed state. . Therefore, it was found that even though very fine cracks may occur in the matrix, they do not concentrate and become large cracks, and do not lead to the intrusion of metal or the occurrence of peeling. In other words, the coarse grains play a wedge-like role. As a result of various experiments, they found that the minimum particle size of coarse particles that can stop the concentration of cracks was 50 mm, and they filed a patent application (Japanese Patent Application No. 135389/1989). In other words, if coarse particles with a particle size of 50 mm or more are used, it can be applied to basic monolithic refractories such as ladles. However, if a basic amorphous material containing coarse grains with a grain size of 50 mm or more is used in a molten metal container such as a super-large ladle of 300 tons, cracks may occur in a part of the steel bath, causing the ground to deteriorate. There was an intrusion of money. Regarding the occurrence of this crack and the intrusion of metal,
A more detailed examination revealed that the microscopic cracks that had occurred in the matrix had become larger, allowing metal to penetrate. This crack is also caused by thermal stress generated within the construction body. Under restraint, the thermal stress generated within the construction object increases as the coefficient of thermal expansion of the refractory material increases, and also increases as the construction object becomes larger. If the construction object is not very large, the generated thermal stress will be absorbed by plastic deformation of the matrix portion, which has a relatively loose structure, as described above. Although thermal stress is also generated in the coarse grain portion, the coarse grain portion has greater strength than the matrix portion, and plastic deformation due to stress is less likely to occur, and the stress in the coarse grain portion is also absorbed by the matrix portion. The stress absorbed in this matrix portion remains as fine cracks, which are also separated by coarse grains. As the construction size increases, the thermal stress generated by basic materials, especially magnesia, which has a high coefficient of thermal expansion, increases, and the stress cannot be fully absorbed in the matrix, causing cracks to remain in a fine state and allowing the base metal to penetrate. It turned out that the crack was large enough to cause damage. As a result of further investigation, the inventors of the present invention found that the main cause of this cracking was thermal stress in the coarse grained part, and as a solution to this problem, the coarse grained part was made of a material with a smaller coefficient of thermal expansion than that of the matrix part. It was discovered that the use of That is, this invention is a basic monolithic refractory material with coarse grains manufactured using a material with a smaller coefficient of thermal expansion than that of the matrix part, which allows for the formation of coarse grains in the part of the construction body. Thermal stress is reduced, and the stress is sufficiently absorbed by the plastic deformation of the matrix. At the same time, due to the effect of the coarse grains, there are no concentrated cracks, which prevents the penetration of metal and the occurrence of peeling. It doesn't connect. When the basic monolithic refractory material of this invention was actually used in a super large ladle (300 tons), there were no continuous concentrated cracks, and therefore no metal intrusion or peeling occurred. When the same refractory material as the matrix was used for the coarse grains, cracks were concentrated in some areas and penetration of metal was observed, although not as much as when no coarse grains were used. The basic amorphous refractory material of the present invention contains 15 to 60% by weight of coarse particles with a particle size of 50 to 90 mm made of a material with a smaller coefficient of thermal expansion than basic refractories other than the coarse particles. and the particle size of coarse particles is 50
~90mm is appropriate; if it is less than 50mm, the propagation of the generated thermal stress cannot be stopped by the coarse grains, and cracks will concentrate, and if the grain size is more than 90mm, fluidity will decrease during kneading or construction, and grain separation will occur. Cheap. In addition, the mixing ratio of coarse particles is preferably 15 to 60% by weight; if it is less than 15% by weight, the number of coarse particles in the construction body is too small, cracks are not divided sufficiently, concentrated cracks occur, and metal intrusion occurs. , peeling occurs. Moreover, if it exceeds 60% by weight, the fluidity during kneading and construction will decrease, which is not preferable. The basic refractory material used for the coarse grains of this invention is one that does not react with components other than the coarse grains to form a low melting point substance or reduce slag corrosion resistance, and the smaller the coefficient of thermal expansion, the more preferable it is. is, than the coefficient of thermal expansion of basic refractory materials other than coarse grains.
It needs to be smaller than 10%. Suitable examples of such basic refractory materials include magnesia-alumina, chromite, chromium-magnesia, and magnesia-silica. On the other hand, the total content of MgO and CaO in the basic refractory material other than coarse particles is preferably 50% by weight or more. This is because if the total amount is less than 50% by weight, the basic refractory material loses its corrosion resistance against slag significantly. Components other than MgO and CaO include SiO 2 ,
Al 2 O 3 , ZrO 2 , TiO 2 , Cr 2 O 3 and the like,
It does not need to react with MgO or CaO to lower the melting point or significantly deteriorate other properties.
Examples of such basic refractory materials include seawater magnesia clinker, natural magnesia clinker, and stabilized dolomite clinker. Some materials used as coarse grains have slightly inferior slag corrosion resistance compared to materials used for the matrix portion, but there is no need to worry because the coarse grains themselves have greater slag corrosion resistance than the matrix portion. The coarse grains used in this invention need to have a compressive strength of 300 Kg/cm 2 or more, preferably 500 Kg/cm 2 or more, and an apparent porosity of 20% or less. This is because if the compressive strength is less than 300 kg/cm 2 , thermal stress may cause cracks in the coarse grains themselves, or cracks occurring in the matrix may not be stopped, and the apparent porosity may be less than 20%. This is because if it exceeds the limit, slag will easily penetrate into the coarse particles, which is undesirable. Next, methods for producing the coarse particles used in this invention include a method in which raw materials are blended in particle size using a known brick manufacturing method, a binder is added, kneaded, molded, and fired, which is then coarsely crushed and sieved, a pelleter, a rolling mill, etc. Various methods are used, such as granulating it with a granulator or other method and using it as it is, or using natural chromite ore as it is or after calcination, coarsely crushing it and sieving it, and satisfying the conditions such as the physical properties mentioned above. There is no particular limitation as long as it is suitable. In addition to the coarse particles of the basic monolithic refractory according to the present invention, what particularly affects the construction method, properties, etc. is the fine powder portion (particle size of 0.125 mm or less). The refractory material used for this fine powder part is as described above, but when water is used for kneading, it is preferable to use one with as little free CaO as possible. The amount of fine powder used is adjusted by the amount of coarse particles used, but 25% of the refractory material
It is preferably 35% by weight. In addition to fire-resistant materials, binders, water-reducing agents, dispersants, peptizers, anti-explosion agents, thickeners, and other materials normally used for monolithic refractories may be used as appropriate; as binders, Self-hardening or thermosetting materials include aluminum phosphate, alumina cement, sodium silicate, magnesia cement, aluminum sulfate, clay, ethyl silicate, and the like. As water reducing agents, dispersants, and deflocculants, phosphates,
Silicates, sulfonic acid compounds, etc. are used, and various surfactants are used as explosion inhibitors. If appropriate amounts of these substances are used, the viscosity of the bond part will be relatively high in case of pouring construction, and particle separation due to sedimentation will be difficult to occur even if coarse particles are used. Known pulp waste liquid, silica gel, clay,
By adding a small amount of CMC, sodium alginate, PVA, etc., sedimentation of coarse particles can be prevented. As a method of constructing basic monolithic refractories using coarse particles according to the present invention into ladles, etc., known construction methods such as pouring, stamping, and vibration molding may be employed, but among these, the pouring method is the most suitable. preferable. In the case of this pouring construction, coarse particles and other refractory materials, additives such as binders are weighed, mixed using a mixer that does not involve compression as much as possible, such as a vortex mixer, mortar mixer, or cement mixer. Then add water to 5-8% of the solids.
Add and knead for 3 to 20 minutes, then pour into the mold. The curing time until demolding depends on the temperature, but it is 0.5 to 4
About an hour is preferable. It is then dried at elevated temperatures and used. The basic monolithic refractory using coarse particles made of a material with a low coefficient of thermal expansion according to the present invention is used as a refractory lining material for ladles, etc. used at high temperatures. The accompanying penetration and peeling of metal is prevented by using coarse grains with a grain size of 50 to 90 mm. In particular, by using coarse grains with a grain size of 50 to 90 mm, the cracks that occur intensively within 30 to 50 mm from the operating surface, which are found in basic irregularly shaped materials with a commonly used grain size structure, are separated and continuous. It does not become a crack. Furthermore, by using a refractory material with a low coefficient of thermal expansion for coarse grains, it is possible to prevent cracks from forming and intrusion of bare metal even in large construction objects such as ultra-large ladles, which has the characteristics of slag corrosion resistance of basic materials. This is to make full use of the At the same time, by using coarse particles with a small coefficient of thermal expansion,
By combining the thermal volume stability of the refractory layer, the wear resistance of molten steel, and the strength of the aggregate effect, the advantages of basic materials and amorphous materials can be fully utilized. The present invention will be explained in detail below with reference to Examples. Example 1 (Manufacture of coarse grains) (1) Blend fused spinel in particle size, add 30% bittern aqueous solution to 3% by weight of the refractory material, knead in a wet pan, mold into a regular brick shape with a 450 ton press, and then press into a tunnel. It was fired at 1580℃ in a kiln. The obtained fired bricks were crushed using a geocrusher and sieved to a size of 90 to 50 mm. The chemical composition and physical properties of the coarse particles produced are shown in Table 1.
Shown in No.1. (2) Coarse grains were produced in the same manner as in (1) using a refractory material consisting of 35% by weight of chromite and 65% by weight of seawater magnesia clinker. Its chemical composition and physical properties are shown in No. 2 of Table 1. (3) Natural chromium iron ore in a tunnel kiln at 1420℃
After firing, it was coarsely crushed using a geocrusher and sieved to a size of 90 to 50 mm. The chemical composition and physical properties of the coarse particles produced are shown in Table 1.
Shown in No.3. (4) In order to improve sinterability, coarse grains were produced in the same manner as in (1) using CaO-enriched seawater magnesia clinker. Its chemical composition and physical properties are shown in No. 4 of Table 1.
【表】
実施例 2〜6
取鍋を想定した直径3m、高さ1.5mの鉄製容
器の内側に114mm厚さに断熱れんがを築造し、そ
の中央に層厚が200mmとなるように鉄製中子を設
置した。
そして第2表に示した粗大粒および耐火材料の
配合物とバインダーをボルテツクスミキサーで混
合し、水を加えて3分間混練後、上記容器内に流
し込み施工した。
なお粗大粒以外の耐火材料には第3表に示す化
学組成の海水マグネシアクリンカーを使用した。
2時間放置後中子を取除き、直ちに酸素−プロ
パンバーナーにより100℃/hrの昇温速度で1000
℃まで昇温し、3時間保持後放冷した。冷却後、
表面の亀裂の状態を観察した。
その後再び100℃/hrの昇温速度で1600℃まで
昇温し、10時間保持した。その後熱間において、
第3表に示す化学組成の取鍋スラグの吹付けを行
つた。この吹付けにより、炉は1000℃程度まで冷
却されたので再度100℃/hrで1600℃まで昇温し
た。
このスラグ吹付け−昇温の操作を5回繰返した
のち放冷した。放冷後施工体の亀裂、剥離の状態
を観察した。その結果は第2表の通りである。
なお、粗大粒等の配合組成を異ならせた以外は
実施例2〜6と全く同じ方法で実験を行つた比較
例1〜4についてもその結果を第2表に示した。
なお、比較例1は熱膨張率においてこの発明の
特許請求の範囲外の粗大粒(第1表のNo.4)を用
いたもの、比較例2と3は粗大粒の使用量がこの
発明の請求範囲外のもの、比較例4はこの発明で
規定する粗大粒を使用していないものである。[Table] Examples 2 to 6 Insulating bricks with a thickness of 114 mm were built inside an iron container with a diameter of 3 m and a height of 1.5 m, which was assumed to be a ladle, and an iron core was placed in the center so that the layer thickness was 200 mm. was installed. The mixture of coarse particles and refractory material shown in Table 2 and the binder were mixed with a vortex mixer, water was added, and after kneading for 3 minutes, the mixture was poured into the container. Note that seawater magnesia clinker having the chemical composition shown in Table 3 was used as the refractory material other than the coarse particles. After leaving it for 2 hours, remove the core and immediately heat it to 1000℃ using an oxygen-propane burner at a heating rate of 100℃/hr.
The temperature was raised to °C, maintained for 3 hours, and then allowed to cool. After cooling,
The state of cracks on the surface was observed. Thereafter, the temperature was raised again to 1600°C at a heating rate of 100°C/hr and held for 10 hours. After that, in the heat,
Ladle slag having the chemical composition shown in Table 3 was sprayed. This spraying cooled the furnace to about 1000°C, so the temperature was raised again to 1600°C at a rate of 100°C/hr. This slag spraying-temperature raising operation was repeated five times and then allowed to cool. After cooling, the construction body was observed for cracks and peeling. The results are shown in Table 2. Table 2 also shows the results of Comparative Examples 1 to 4, which were conducted in exactly the same manner as Examples 2 to 6, except that the composition of coarse particles was different. In addition, Comparative Example 1 uses coarse grains (No. 4 in Table 1) that are outside the scope of the claims of this invention in terms of thermal expansion coefficient, and Comparative Examples 2 and 3 use coarse grains in an amount that is outside the claimed range of this invention. Comparative Example 4, which is outside the scope of the claims, does not use coarse particles defined in the present invention.
【表】【table】
【表】【table】
【表】
上記第2表の結果から明らかなように、熱膨張
率の小さい材料よりなる粒径50〜90mmの粗大粒を
15〜60重量%使用した流し込み材は、1000℃加熱
冷却後における亀裂の発生は見られなかつた。ま
た1600℃加熱冷却後においても集中した亀裂はな
く、亀裂幅も1mm以下と小さく、剥離の発生はみ
られなかつた。
しかしながら粗大粒を使用しないもの、熱膨張
率の大きい粗大粒を使用したもの、あるいは熱膨
張率の小さい粗大粒の使用量の少ないものは、
1000℃加熱後で亀裂が発生し、1600℃加熱冷却後
においては、その亀裂の長さ、幅はいずれも大き
くなり、一部では剥離を伴なつていた。
これによりこの発明の耐火物の優秀性が認めら
れた。
実施例 7
実施例3の配合の流し込み材を300トン取鍋に
施工厚み180mmに全体施工した結果、亀裂の集中
発生はなく、地金の材料中への侵入や剥離は起こ
らず、比較例1の材料を施工した場合の1.3倍の
耐用を示した。[Table] As is clear from the results in Table 2 above, coarse particles with a particle size of 50 to 90 mm made of a material with a small coefficient of thermal expansion are
The pouring material containing 15 to 60% by weight showed no cracking after heating and cooling at 1000°C. Furthermore, even after heating and cooling at 1600°C, there were no concentrated cracks, the crack width was as small as 1 mm or less, and no peeling was observed. However, those that do not use coarse particles, those that use coarse particles with a high coefficient of thermal expansion, or those that use a small amount of coarse particles with a low coefficient of thermal expansion,
Cracks occurred after heating to 1000°C, and after heating and cooling to 1600°C, both the length and width of the cracks increased, and some were accompanied by peeling. This confirmed the superiority of the refractory of this invention. Example 7 As a result of pouring the pouring material with the composition of Example 3 into a 300 ton ladle to a thickness of 180 mm, there were no concentrated cracks, no intrusion of base metal into the material, and no peeling, compared to Comparative Example 1. The durability was 1.3 times longer than when constructed with other materials.
Claims (1)
あつて、その熱膨張率が該粗大粒以外の塩基性耐
火材料の熱膨張率より小さいものを15〜60重量%
配合したことを特徴とする溶融金属容器用塩基性
不定形耐火物。1. 15 to 60% by weight of coarse particles with a particle size of 50 to 90 mm in the basic refractory material whose coefficient of thermal expansion is smaller than that of the basic refractory material other than the coarse particles.
A basic monolithic refractory for use in molten metal containers, characterized in that it is formulated with:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57203863A JPS5992975A (en) | 1982-11-19 | 1982-11-19 | Basic indefinite form refractories for molten metal vessel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57203863A JPS5992975A (en) | 1982-11-19 | 1982-11-19 | Basic indefinite form refractories for molten metal vessel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5992975A JPS5992975A (en) | 1984-05-29 |
| JPH032825B2 true JPH032825B2 (en) | 1991-01-17 |
Family
ID=16480944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57203863A Granted JPS5992975A (en) | 1982-11-19 | 1982-11-19 | Basic indefinite form refractories for molten metal vessel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5992975A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AUPR409701A0 (en) * | 2001-03-29 | 2001-04-26 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Process for producing synthetic spinel |
-
1982
- 1982-11-19 JP JP57203863A patent/JPS5992975A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5992975A (en) | 1984-05-29 |
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