JPH11100280A - Irregular refractories for tundish lining - Google Patents
Irregular refractories for tundish liningInfo
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- JPH11100280A JPH11100280A JP26381997A JP26381997A JPH11100280A JP H11100280 A JPH11100280 A JP H11100280A JP 26381997 A JP26381997 A JP 26381997A JP 26381997 A JP26381997 A JP 26381997A JP H11100280 A JPH11100280 A JP H11100280A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、タンディシュ内張
り用の不定形耐火物に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an amorphous refractory for lining a tundish.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、キャスタブルに代表されるタンデ
ィシュ内張り用の耐火物は、その表面に塩基性のコーテ
ィング材を塗布して使用されてきた。そのため、内張り
用耐火物は直接溶鋼に接することはないので、材質設計
は耐食性、溶鋼汚染の影響をあまり考慮することなく、
構造安定性に重点をおいて材質設計がなされてきた。こ
のため、タンディシュ内張りの材質としては、アルミナ
50〜70重量%のアルミナ−シリカ質キャスタブルが
使用されてきた。2. Description of the Related Art Conventionally, refractories for tundish lining represented by castables have been used by applying a basic coating material to the surface thereof. Therefore, the refractory for lining does not come into direct contact with the molten steel, so the material design does not take into account the corrosion resistance and the influence of molten steel contamination,
Material design has been made with emphasis on structural stability. For this reason, as a material for the tundish lining, an alumina-silica castable of 50 to 70% by weight of alumina has been used.
【0003】しかし、最近になって、タンディシュ操業
の効率化、省エネルギー、低コスト化を目的にコーティ
ング材を使用せず、タンディシュを熱間で連続的に使用
する操業(熱間回転操業)がなされるようになってき
た。このような熱間回転タンディシュでは、その内張り
用耐火物は直接溶鋼に接すると同時に高温で連続的に使
用されるため、構造安定性、耐食性、さらには溶鋼汚染
への影響を考慮して低シリカ化が要求される。そこで、
さらなるキャスタブルのハイアルミナ化がはかられ、ア
ルミナ70〜90重量%の高アルミナ質キャスタブルが
適用された。[0003] However, recently, in order to increase the efficiency of tundish operation, save energy, and reduce costs, an operation in which tundish is continuously used hot (hot rotary operation) without using a coating material has been performed. It has become. In such hot-rotating tundishes, the refractory for the lining is directly used in contact with the molten steel and is continuously used at a high temperature.Therefore, low silica is used in consideration of the structural stability, corrosion resistance, and the effect on molten steel contamination. Is required. Therefore,
The castables were further converted to high alumina, and a high alumina castable with 70 to 90% by weight of alumina was applied.
【0004】しかしながら、この材質においてもまだ耐
用不十分であり、その結果、高耐食性低シリカ質キャス
タブルとして、耐食性、耐スラグ浸潤性に優れたアルミ
ナ−マグネシア質またはアルミナ−スピネル質が注目さ
れ、これらを熱間回転タンディシュ内張り用耐火物に対
して適用することが検討された。しかし、従来のアルミ
ナ−マグネシア質またはアルミナ−スピネル質のキャス
タブルは、耐食性、耐スラグ浸潤性、溶鋼汚染での問題
はなかったものの、亀裂、剥離が大きく発生し、長期間
の使用はできない欠点があった。そのため、これらの材
質でタンディシュ内張り構造にあったキャスタブル物性
の改善が要求されていた。However, this material is still insufficient in durability, and as a result, alumina-magnesia or alumina-spinel having excellent corrosion resistance and slag infiltration resistance has attracted attention as a high corrosion-resistant low-silica castable. It has been studied to apply this to refractories for hot rotating tundish lining. However, conventional alumina-magnesia or alumina-spinel castables have no disadvantages in corrosion resistance, slag infiltration resistance, and contamination of molten steel, but have a disadvantage that cracks and peeling occur greatly and cannot be used for a long time. there were. Therefore, there has been a demand for an improvement in the castable physical properties of the tundish lining structure using these materials.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】アルミナ−マグネシア
質キャスタブルは現在、溶鋼取鍋内張り用耐火物として
非常に好成績を収めている。それにもかかわらずこの材
質をタンディシュ内張り用耐火物に適用した場合に亀
裂、剥離が大きくなる原因は、その容器形状の違いにあ
ると考えられる。Alumina-magnesia castables are currently performing very well as refractories for lining steel ladles. Nevertheless, when this material is applied to the refractory for tundish lining, it is considered that the cause of the increase in cracking and peeling is due to the difference in the shape of the container.
【0006】すなわち、溶鋼取鍋容器は水平断面が円形
の樽型構造であるため、容器が加熱されてキャスタブル
が熱膨脹すると、これによって発生したセリ応力はキャ
スタブルが背面に移動することによって緩和、吸収さ
れ、このため座屈による破壊は発生しにくくなる。ま
た、容器の冷却時には、キャスタブルが稼働面側に移動
することで収縮亀裂の幅が減少する。このため、キャス
タブルに亀裂や剥離が生じることを抑制して、高い耐用
性を確保できる。That is, since the molten steel ladle container has a barrel-shaped structure having a circular horizontal cross section, when the container is heated and the castable expands thermally, the generated seric stress is reduced and absorbed by the castable moving to the back. Therefore, breakage due to buckling hardly occurs. Further, when the container is cooled, the width of the shrinkage crack is reduced by moving the castable to the working surface side. For this reason, it is possible to suppress the occurrence of cracks and peeling in the castable, thereby ensuring high durability.
【0007】一方、タンディシュ容器は水平断面が四角
形の箱形構造であるため、換言するとキャスタブルは直
線構造であるため、キャスタブルはその両端が鉄皮で拘
束された状態で壁面方向に沿って熱膨脹することにな
り、このため、熱膨脹によるセリ応力によってキャスタ
ブルが加熱面にせり出したり座屈を起こしたりして、キ
ャスタブルが破壊されるのであった。また、冷却時には
収縮による亀裂の拡大があり、さらには、稼働面から背
面までの温度勾配を生じているため、材料強度が低下す
る温度域があるとそこに応力が集中して剥離に至る場合
が多い。そしてこのような組織劣化は繰り返し使用によ
って増幅される。On the other hand, since the tundish container has a box-shaped structure having a square horizontal section, in other words, since the castable has a linear structure, the castable thermally expands along the wall surface with both ends constrained by an iron shell. As a result, the castable protrudes or buckles on the heated surface due to the cell stress caused by thermal expansion, and the castable is broken. In addition, when cooling, cracks expand due to shrinkage, and a temperature gradient from the working surface to the back surface occurs, so if there is a temperature range where the material strength decreases, stress concentrates there and leads to peeling There are many. Such tissue deterioration is amplified by repeated use.
【0008】アルミナ−マグネシア質やアルミナ−スピ
ネル質キャスタブルは、従来タンディシュ内張り耐火物
に使用されてきたアルミナ−シリカ質キャスタブルに比
較して高膨脹性であるため、上記の傾向はいっそう顕著
なものとなった。特にアルミナ−マグネシア質キャスタ
ブルはアルミナとマグネシアが反応して二次スピネルを
生成するときに膨脹が大きく変化するため、亀裂の拡
大、座屈、剥離がより進行していた。Since the alumina-magnesia castable and the alumina-spinel castable have higher expansion properties than the alumina-silica castable conventionally used for refractories lined with tundish, the above tendency is more remarkable. became. Particularly, in the case of alumina-magnesia castable, the expansion, the buckling, and the peeling of the crack were further progressed because the expansion greatly changed when the alumina and the magnesia reacted to form the secondary spinel.
【0009】一方、アルミナ−スピネル質キャスタブル
は線変化率が収縮傾向を呈するため、亀裂を解消ができ
なかった。そのため、アルミナ−マグネシア質キャスタ
ブルでタンディシュ内張り材に適用できる材質の開発が
要求されていた。本発明は、この要求に応えるべくなさ
れたものである。On the other hand, since the alumina-spinel castable has a tendency to shrink in linear change rate, cracks cannot be eliminated. Therefore, there has been a demand for the development of an alumina-magnesia castable material that can be applied to a tundish lining material. The present invention has been made to meet this need.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】アルミナ−マグネシア質
の亀裂、せり出し、座屈、剥離を防止するための材質改
善としては従来、クリープ性の付与、加熱による焼成収
縮の防止、中間温度や背面の強度を高めることが推奨さ
れているが、本発明者たちがタンディシュ内張りの損傷
原因を調査した結果、これらの改善策に加えて、再加熱
時の低膨脹化が有効であることがわかった。To improve the material for preventing cracking, overhang, buckling, and peeling of alumina-magnesia, there have conventionally been provided creep properties, prevention of firing shrinkage due to heating, intermediate temperature and back surface. Although it is recommended to increase the strength, the present inventors have investigated the causes of damage to the tundish lining and found that in addition to these remedies, a reduction in expansion upon reheating is effective.
【0011】本発明者たちは、アルミナ−マグネシア質
において結合部の配合組成を検討することにより、上記
の特性、特に再加熱時の低膨脹化の検討を進め、タンデ
ィシュ内張り用耐火物を完成したものである。その特徴
とするところは、アルミナ80〜91重量%、マグネシ
ア4〜14重量%、ヒュームシリカ3〜7重量%、アル
ミナセメント2〜6重量%を含む配合組成を100重量
%とし、かつ重量比でヒュームシリカ/アルミナセメン
トが0.75以上の組成を持つアルミナ−マグネシア質
タンディシュ内張り用不定形耐火物である。[0011] The present inventors have studied the above composition, particularly low expansion upon reheating, by examining the composition of the bonding portion in alumina-magnesia, and have completed a refractory for lining a tundish. Things. It is characterized by a blending composition containing 80 to 91% by weight of alumina, 4 to 14% by weight of magnesia, 3 to 7% by weight of fumed silica, and 2 to 6% by weight of alumina cement, and 100% by weight. Fumed silica / alumina cement is an amorphous refractory for lining alumina-magnesia tundish having a composition of 0.75 or more.
【0012】ところで、従来、取鍋で使用されているア
ルミナ−マグネシア質キャスタブルはセメント結合品で
あり、ヒュームシリカは使用しないか、使用しても3%
未満の量であり、ヒュームシリカを増量するという発想
はなかった。例えば特開平7−242470号公報で
は、ヒュームシリカの添加量が2重量%を超えると高温
での過焼結が問題であるとしている。また、特開平7−
330447号公報では、ヒュームシリカが3重量%を
超えると過度の焼結と収縮亀裂の拡大が問題になると報
告している。しかしながら、内張り背面の組織強度の向
上を考慮すると、ヒュームシリカの増量は良い結果をも
たらす。By the way, the alumina-magnesia castable conventionally used in the ladle is a cement-bonded product, and no fume silica is used, or 3% even if used.
, And there was no idea to increase the amount of fumed silica. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-242470 states that if the amount of fumed silica exceeds 2% by weight, oversintering at a high temperature is a problem. In addition, Japanese Patent Application Laid-Open
JP-A-3304747 reports that if the amount of fumed silica exceeds 3% by weight, excessive sintering and expansion of shrinkage cracks become problems. However, considering the improvement of the tissue strength of the back of the lining, increasing the amount of fumed silica gives good results.
【0013】本発明は、このような知見と実験に基づ
き、アルミナ−マグネシア質不定形耐火物を上記した組
成とすることにより、ヒュームシリカ多量添加の問題点
を解決すると共に組織強度を高め、さらにクリープ特性
の付与と同時に再加熱時の膨脹を低くするよう改善し
て、タンディシュ内張り材の耐用性向上を成し遂げたも
のである。The present invention solves the problem of adding a large amount of fume silica and increases the structural strength by making the alumina-magnesia amorphous refractory having the above-mentioned composition based on such knowledge and experiments. This is to improve the durability of the tundish lining material by improving the creep characteristic and reducing the expansion upon reheating at the same time.
【0014】本発明においては、上記のヒュームシリカ
とアルミナセメントとの配合比(ヒュームシリカ/アル
ミナセメント)が重量比で0.75以上であることが必
須条件となる。この理由について図1を参照に述べる。
ヒュームシリカ/アルミナセメントが0.75の場合、
その焼成後の熱間線膨脹率は0.95%/1000℃で
あり、また、0.75を超えると0.95%/1000
℃より小さい膨脹率となる。この場合、この膨脹率はハ
イアルミナ質のそれとほぼ同等であり、不定形耐火物が
この程度の膨脹率であると、タンディシュに使用された
時、座屈、せり出し、剥離が小さくなる傾向にあり、十
分に実用にたえる。In the present invention, it is an essential condition that the mixing ratio of the above fumed silica and alumina cement (fumed silica / alumina cement) is 0.75 or more by weight. The reason for this will be described with reference to FIG.
If the fumed silica / alumina cement is 0.75,
The coefficient of linear thermal expansion after firing is 0.95% / 1000 ° C., and if it exceeds 0.75, it is 0.95% / 1000 ° C.
The expansion rate becomes smaller than ° C. In this case, the expansion rate is almost the same as that of the high alumina type.If the amorphous refractory has such an expansion rate, when used in a tundish, buckling, protrusion, and peeling tend to be small. , Fully practical.
【0015】一方、ヒュームシリカ/アルミナセメント
が0.75より小さくなると、焼成後の熱間線膨脹率は
0.95%/1000℃より急激に大きくなり、再加熱
時の座屈、せり出し、剥離が発生しやすくなり、耐用性
が低下する。ヒュームシリカ/アルミナセメントが0.
75以上で再加熱時に低膨脹率となる膨脹特性を示す理
由は完全には明確でないが、以下の理由が考えられる。On the other hand, when the fumed silica / alumina cement is smaller than 0.75, the coefficient of hot linear expansion after firing becomes sharply larger than 0.95% / 1000 ° C., and buckles, protrudes, and peels during reheating. Easily occur, and the durability decreases. Fumed silica / alumina cement is 0.
The reason for the expansion characteristic of low expansion upon reheating at 75 or more is not completely clear, but the following may be considered.
【0016】アルミナセメントは硬化時に配合中のヒュ
ームシリカへの凝集に関与するため、その鉱物組成とし
ては通常のカルシウム−アルミニウム系水和物のほかに
いわゆるポゾラン反応によるCaO−SiO2 −H2 O
系水和物を生成する。その生成比率はヒュームシリカと
アルミナセメントの配合比に影響され、ヒュームシリカ
が多い場合にはCaO−SiO2 −H2 O系水和物が、
アルミナセメントが多い場合にはカルシウム−アルミニ
ウム系水和物がそれぞれ多く生成する。Alumina cement is involved in coagulation into fumed silica during compounding at the time of hardening, and its mineral composition is not only ordinary calcium-aluminum hydrate but also CaO—SiO 2 —H 2 O by a so-called pozzolanic reaction.
Produces system hydrate. The formation ratio is affected by the mixing ratio of fumed silica and alumina cement, and when the fumed silica is large, CaO—SiO 2 —H 2 O-based hydrate is
When the amount of alumina cement is large, a large amount of calcium-aluminum hydrate is generated.
【0017】その結果、これらの結合が受熱すると、カ
ルシウム−アルミニウム系水和物はCaO・6Al2 O
3 を、CaO−SiO2 −H2 O系水和物はアノーサイ
ト系ガラスを生成する。このうちCaO・6Al2 O3
は高温で不定形耐火物の膨脹を大きくし、クリープ性も
少ない。一方、アノーサイト系ガラスは低膨脹率で変形
能を有する。As a result, when these bonds receive heat, the calcium-aluminum hydrate becomes CaO.6Al 2 O
The 3, CaO-SiO 2 -H 2 O system hydrate produces anorthite glass. Of these, CaO · 6Al 2 O 3
At high temperatures increases the expansion of amorphous refractories and has low creep properties. On the other hand, anorthite glass has a low expansion coefficient and a deformability.
【0018】アルミナ−マグネシア質不定形耐火物の焼
成後の鉱物組成は、コランダム、アルミナマグネシアス
ピネル、CaO・6Al2 O3 、アノーサイト系ガラス
よりなり、結合組成となるCaO・6Al2 O3 とアノ
ーサイト系ガラスの生成比が、焼成後の不定形耐火物の
膨脹率に影響を与えているものと思われる。そして、本
発明のようにヒュームシリカ/アルミナセメントが0.
75であると、アノーサイト系ガラスの生成比が増大す
ることにより、焼成後の不定形耐火物の低膨脹率化及び
変形能向上に寄与しているものと思われる。The mineral composition of the alumina-magnesia amorphous refractory after firing is composed of corundum, alumina magnesia spinel, CaO.6Al 2 O 3 , anorthite-based glass, and CaO.6Al 2 O 3 having a bonding composition of CaO.6Al 2 O 3 . It is considered that the formation ratio of the anorthite glass affects the expansion rate of the amorphous refractory after firing. Then, as in the present invention, the fumed silica / alumina cement contains 0.1%.
When the ratio is 75, it is considered that the increase in the generation ratio of the anorthite-based glass contributes to a reduction in the expansion rate and an improvement in the deformability of the amorphous refractory after firing.
【0019】以上のように本発明では、アルミナ−マグ
ネシア質不定形耐火物の結合部にアノーサイト系組成を
形成することによって、従来のCaO・6Al2 O3 系
結合のアルミナ−マグネシアよりは再加熱時の熱間膨脹
率を低くできた。また、この組成においてヒュームシリ
カ添加量を3重量%以上の使用とすることで、不定形耐
火物の組織強度を改善し、残存膨脹性の適正化も相まっ
て、タンディシュ用アルミナ−マグネシア質内張りの高
寿命を達成できた。As described above, according to the present invention, by forming an anorthite-based composition at the joint portion of the alumina-magnesia amorphous refractory, the alumina-magnesia amorphous refractory is more regenerated than the conventional CaO.6Al 2 O 3 -bonded alumina-magnesia. The rate of hot expansion during heating could be reduced. In addition, by using fumed silica in an amount of 3% by weight or more in this composition, the structural strength of the amorphous refractory is improved, and the expansion of the alumina-magnesia lining for tundish is improved in combination with the optimization of the residual expandability. The service life has been achieved.
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】本発明のアルミナ−マグネシア質
不定形耐火物において、アルミナは純度99%以上の焼
結または電融の高純度品を使用するのが好ましい。その
純度が低い場合、耐食性の低下がおきて好ましくない。
また、添加量は80〜91重量%となる。80重量%未
満では容積安定性が低下するだけでなく、耐食性が低下
する。また、91重量%を超えるとその他の成分、特に
マグネシアの添加量が少なくなり、二次スピネルの生成
量が少なくなって残存膨脹が小さくなったり、スラグが
浸潤しやすくなる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the alumina-magnesia amorphous refractory of the present invention, it is preferable to use a sintered or electrofused high-purity alumina having a purity of 99% or more. If the purity is low, corrosion resistance is undesirably reduced.
Further, the addition amount is 80 to 91% by weight. If it is less than 80% by weight, not only does the volume stability decrease, but also the corrosion resistance decreases. On the other hand, if it exceeds 91% by weight, the amount of other components, especially magnesia, is reduced, and the amount of secondary spinel produced is reduced, so that the residual expansion is reduced and the slag is easily infiltrated.
【0021】マグネシアは純度95%以上の焼結または
電融品を使用するのが好ましい。その純度が低い場合、
スピネル生成反応が不十分となり、耐食性の低下がおき
るため好ましくない。また、添加量は4〜14重量%と
なる。4重量%未満であれば耐スラグ浸潤に効果がない
だけでなく、本発明の不定形耐火物の基本特性である焼
成後残存膨脹性を確保することができない。また、14
重量%を超えると二次スピネルの多量生成によって残存
膨脹が大きくなりすぎたり、耐食性が低下したりする。As for magnesia, it is preferable to use a sintered or electrofused product having a purity of 95% or more. If its purity is low,
It is not preferable because the spinel generation reaction becomes insufficient and the corrosion resistance decreases. Further, the added amount is 4 to 14% by weight. If the content is less than 4% by weight, not only is there no effect on slag infiltration resistance, but also the residual expansion property after firing, which is a basic property of the amorphous refractory of the present invention, cannot be secured. Also, 14
If the amount exceeds 20% by weight, the residual expansion becomes too large due to the formation of a large amount of secondary spinel, or the corrosion resistance is lowered.
【0022】また、マグネシアは粒度(粒径)が1mm
以下のものを使用することが好ましい。従来のアルミナ
−マグネシア質不定形耐火物は0.15mm以下の粒度
のマグネシア微粉を使用している。しかし、本発明の配
合組成の下で粒径0.15mm以下のマグネシア微粉だ
けを使用したところ、ヒュームシリカの増加によって焼
成収縮、過焼結が進行し、耐スポーリング性が低下し
た。Magnesia has a particle size (particle size) of 1 mm.
It is preferred to use: Conventional alumina-magnesia amorphous refractories use fine magnesia powder having a particle size of 0.15 mm or less. However, when only magnesia fine powder having a particle size of 0.15 mm or less was used under the composition of the present invention, shrinkage in firing and oversintering proceeded due to an increase in fume silica, and the spalling resistance was reduced.
【0023】一方、1〜0.15mmを含む粒度のマグ
ネシアを併用したところ、ヒュームシリカの添加量が増
加しても焼成収縮は認められず、耐スポーリング性も改
善された。しかし、さらに粗粒の粒度である3〜1mm
のマグネシアを使用した場合は、収縮傾向の防止に効果
があるもののマグネシア粒界に空隙ができ、この空隙に
よって組織が緩むと同時に二次スピネルの生成量が減少
して、組織劣化と耐スラグ性が低下した。On the other hand, when magnesia having a particle size of 1 to 0.15 mm was used in combination, no shrinkage was observed even when the amount of fumed silica was increased, and the spalling resistance was improved. However, a coarser grain size of 3 to 1 mm
When magnesia is used, it is effective in preventing the shrinkage tendency, but voids are formed in the magnesia grain boundary, and these voids loosen the structure and reduce the amount of secondary spinel generated, resulting in structural deterioration and slag resistance. Decreased.
【0024】以上の結果より、本発明のアルミナ−マグ
ネシア質不定形耐火物のマグネシアは1mm以下の粒度
のものを使用するのが好適であり、その粒度と添加量と
を調整することにより、ヒュームシリカが3重量%以上
添加されても残存膨脹性を保持するように調整するもの
である。より具体的には、マグネシアとしては、1mm
以下の粒度のものをいくつか組み合わせることにより、
焼成後線変化率が収縮にならないよう考慮する。この場
合、1mm以下で種々の粒径からなるマグネシア粉末を
単独で一定量添加しても良いし、例えば1〜0.3mm
の整粒品と0.15mm以下の微粉マグネシアを二種類
組み合わせるというようにして、粒度が1mm以下の複
数種のマグネシアを併用使用しても良い。From the above results, it is preferable to use the magnesia of the alumina-magnesia irregular shaped refractory of the present invention having a particle size of 1 mm or less. It is adjusted so that the residual swelling property is maintained even when silica is added in an amount of 3% by weight or more. More specifically, as magnesia, 1 mm
By combining several of the following particle sizes,
Consideration is made so that the linear change rate after firing does not shrink. In this case, a fixed amount of magnesia powder having various particle diameters of 1 mm or less may be added alone, for example, 1 to 0.3 mm
A plurality of types of magnesia having a particle size of 1 mm or less may be used in combination such that two types of magnesia having a particle size of 1 mm or less are combined with two types of magnesia having a particle size of 0.15 mm or less.
【0025】アルミナセメントとしては、12CaO・
7Al2 O3 、CaO・Al2 O3、CaO・2Al2
O3 鉱物を主体とした高純度アルミン酸カルシウム組成
物のものを使用するのが好ましい。本発明のアルミナセ
メントは、配合物を混練後、養生中にすみやかにカルシ
ウム、アルミニウムイオンが水中に拡散していくように
よく整粒され、分散性の良い高純度微粉末がよい。その
添加量は2〜6重量%の範囲で使用される。2重量%未
満であると施工後の硬化や乾燥後強度が低く、少しの外
的応力で組織破壊が発生するため、好ましくない。ま
た、この添加量が6重量%を超えると耐食性の低下や焼
成後の熱間膨脹率が大きくなる。As the alumina cement, 12CaO.
7Al 2 O 3, CaO · Al 2 O 3, CaO · 2Al 2
It is preferable to use a high-purity calcium aluminate composition mainly composed of an O 3 mineral. The alumina cement of the present invention is preferably a high-purity fine powder having good dispersibility, which is well-granulated so that calcium and aluminum ions are quickly diffused into water after kneading the compound and curing. The addition amount is used in the range of 2 to 6% by weight. If the content is less than 2% by weight, the strength after curing and drying after application is low, and the structure is destroyed by a small external stress, which is not preferable. On the other hand, if the amount exceeds 6% by weight, the corrosion resistance decreases and the coefficient of hot expansion after firing increases.
【0026】ヒュームシリカは別名気化性シリカとも言
い、金属シリコン、ジルコニア製造時に発生する球状の
シリカを主成分とする極微粉である。そしてその添加量
は3〜7重量%である。3重量%未満では稼働面の焼結
強度に比較して組織中間部、背面の強度が低くなり、タ
ンディシュ内張り材の使用で剥離を軽減するのに有効で
はない。また、7重量%を超えると耐火度の低下で耐食
性が低下し、好ましくない。また、稼働面部の過焼結も
進行する。Fume silica is also called vaporizable silica, and is an ultrafine powder mainly composed of spherical silica generated during production of metallic silicon and zirconia. And the addition amount is 3 to 7% by weight. If the content is less than 3% by weight, the strength of the middle portion of the structure and the back surface is lower than the sintering strength of the working surface, and the use of a tundish lining material is not effective in reducing peeling. On the other hand, when the content exceeds 7% by weight, the corrosion resistance is lowered due to a decrease in fire resistance, which is not preferable. In addition, oversintering of the operating surface portion also proceeds.
【0027】以上が本発明の主要構成ではあるが、本発
明の効果をさらに発揮するために分散剤を使用しても良
く、本発明者らはこの分散剤の種類と組織強度の関係も
調査した。不定形耐火物のうちキャスタブルに通常使用
する分散剤には、有機、無機系の各種のものがある。そ
して、分散剤の適用は一般にキャスタブルの流動性や硬
化性で選択されている。しかし、本発明者らは、それら
の微量な分散剤が低セメント系キャスタブルにおいて
は、その結合組成に大きな影響を与えて組織強度に変化
を与えることを見いだした。Although the main constitution of the present invention has been described above, a dispersant may be used in order to further exert the effect of the present invention. The present inventors also investigated the relationship between the type of the dispersant and the tissue strength. did. Among the amorphous refractories, the dispersants commonly used for castables include various organic and inorganic dispersants. The application of the dispersant is generally selected based on the fluidity and curability of the castable. However, the present inventors have found that such a small amount of dispersant has a great influence on the bonding composition in a low-cement castable and changes the tissue strength.
【0028】すなわち、有機系分散剤よりは無機系分散
剤、特に縮合リン酸塩を使用したキャスタブルが組織強
度の改善に有効であった。このような効果がある理由は
完全には明確ではないが以下のことが考えられる。すな
わち、ヒュームシリカの添加量の多いキャスタブルの結
合組織は、前述したようにポゾラン反応によるCaO−
SiO2 −H2 O系結合を形成しているが、縮合リン酸
塩を分散剤に使用すると、CaO−SiO2 −H2 O系
結合と縮合リン酸塩とが反応してCaO−SiO2 −P
2 O5 −H2 O系結合を生成するためと考えられる。That is, a castable using an inorganic dispersant, particularly a condensed phosphate, rather than an organic dispersant was more effective in improving the tissue strength. Although the reason for such an effect is not completely clear, the following may be considered. That is, the connective tissue of the castable with a large amount of fumed silica added was CaO-
Although a SiO 2 —H 2 O-based bond is formed, when a condensed phosphate is used as a dispersant, the CaO—SiO 2 —H 2 O-based bond reacts with the condensed phosphate to produce CaO—SiO 2 −P
It believed to produce the 2 O 5 -H 2 O system coupling.
【0029】さらに述べると、CaO−SiO2 −H2
O系は加熱による結合水の消失時に結合鎖が切れてしま
うのに対して、CaO−SiO2 −P2 O5 −H2 O系
は結合水の離脱が漸次的で、加熱による結合鎖の消失が
ない。その結果、キャスタブルの乾燥から加熱後の各温
度域において安定した強度を保持できるものと考えられ
る。More specifically, CaO--SiO 2 --H 2
In the O system, the bond chain is broken when the binding water is lost by heating, whereas in the CaO—SiO 2 —P 2 O 5 —H 2 O system, the release of the binding water is gradual, There is no disappearance. As a result, it is considered that stable strength can be maintained in each temperature range after drying of the castable and after heating.
【0030】これらの縮合リン酸塩としては、トリポリ
リン酸ソーダ、テトラポリリン酸ソーダ、ヘキサメタリ
ン酸ソーダ、酸性ヘキサメタリン酸ソーダ、ウルトラポ
リリン酸ソーダなどが使用される。また、これらの縮合
リン酸塩に加えてポリカルボン酸、スルホン酸その他の
有機系分散剤を併用しても良い。また、硬化調整剤とし
ては例えば硼酸、硼酸アンモニウム、シュウ酸、酒石
酸、炭酸ソーダ、炭酸リチウムなどが使用される。Examples of the condensed phosphate include sodium tripolyphosphate, sodium tetrapolyphosphate, sodium hexametaphosphate, sodium acid hexametaphosphate, and sodium ultrapolyphosphate. Further, in addition to these condensed phosphates, polycarboxylic acids, sulfonic acids and other organic dispersants may be used in combination. Further, as a curing regulator, for example, boric acid, ammonium borate, oxalic acid, tartaric acid, sodium carbonate, lithium carbonate and the like are used.
【0031】さらに、タンディシュ内張り材の構造安定
性を向上させるために、アルミナ−マグネシア質無定形
耐火物の特性を阻害しない範囲で粒径50〜10mm程
度の粗骨材を外掛けで加えても良い。これらの粗骨材は
電融及び焼結のアルミナやスビネルが適している。ま
た、天然アルミナやボーキサイトでも有効である。ま
た、構造安定性や耐乾燥爆裂性の改善を目的に金属ファ
イバー、有機ファイバー、セラミックファイバー、アル
ミニウム粉、アルミニウム合金粉、ガラス粉などを添加
しても良い。Further, in order to improve the structural stability of the tundish lining material, coarse aggregate having a particle size of about 50 to 10 mm may be externally added as long as the characteristics of the alumina-magnesia amorphous refractory are not impaired. good. Suitable for these coarse aggregates are electrofused and sintered alumina and svinel. In addition, natural alumina and bauxite are also effective. Further, metal fibers, organic fibers, ceramic fibers, aluminum powder, aluminum alloy powder, glass powder and the like may be added for the purpose of improving structural stability and dry explosion resistance.
【0032】本発明品を使用したタンディシュ内張りの
施工は定法どうりで、流し込み工法の場合であると、以
上の配合物に外掛けで4〜8重量%程度の施工水を添加
し、型枠を用いて空隙に不定形耐火物を流し込み、養生
させてから乾燥させるという工程を経て行われる。施工
の際には充填性を向上させるため、一般には型枠にバイ
ブレーターを取り付けるか、あるいは耐火物中に棒状バ
イブレーターを挿入する。The construction of the tundish lining using the product of the present invention is carried out according to a standard method. In the case of the casting method, about 4 to 8% by weight of construction water is added to the above-mentioned composition by external application, and the formwork is added. This is performed through a process of pouring an amorphous refractory into the voids using a varnish, curing and then drying. At the time of construction, a vibrator is generally attached to the formwork or a rod-shaped vibrator is inserted into the refractory to improve the filling property.
【0033】タンディシュ容器に不定形耐火物を直接流
し込むだけでなく、不定形耐火物で予め任意の形状のブ
ロックを成形し、これを内張り材として使用しても良
い。In addition to directly pouring an amorphous refractory into a tundish container, a block of an arbitrary shape may be formed in advance from the amorphous refractory and used as a lining material.
【0034】[0034]
【実施例】以下に、本発明の実施例を具体的に説明す
る。Embodiments of the present invention will be described below in detail.
【0035】[0035]
【表1】 [Table 1]
【0036】[0036]
【表2】 [Table 2]
【0037】[0037]
【表3】 [Table 3]
【0038】[0038]
【表4】 [Table 4]
【0039】[0039]
【表5】 [Table 5]
【0040】表1は実施例及び比較例に使用したアルミ
ナの化学成分表、表2は同じくマグネシアの化学成分
表、表3は同じくヒュームシリカの化学成分表、表4は
同じくアルミナセメントの化学成分表、表5は本発明の
実施例並びに比較例の成分と試験結果の表である。各実
施例及び比較例とも、配合物に所定量の水を加えて混練
し、型枠内に流し込んで乾燥させることによって試験片
を製造し、これについて曲げ強度、線変化率、耐食性、
再加熱熱間線膨脹率の試験・測定を行った。曲げ強度の
測定はJIS R 1601に準じて行った。耐食性
は、回転侵食テストにて溶鋼取り鍋スラグを使用して1
600℃×5hrおこない、その溶損量と浸透量を測定
した。また、再加熱熱間線膨脹率は1500℃×3hr
焼成後の試料で測定した。Table 1 shows the chemical composition of alumina used in Examples and Comparative Examples, Table 2 also shows the chemical composition of magnesia, Table 3 also shows the chemical composition of fumed silica, and Table 4 also shows the chemical composition of alumina cement. Tables and Table 5 are tables of components and test results of Examples and Comparative Examples of the present invention. In each of the examples and comparative examples, a predetermined amount of water was added to the mixture, and the mixture was kneaded, and poured into a mold and dried to produce a test piece. About this, bending strength, linear change rate, corrosion resistance,
Test and measurement of the reheating hot linear expansion coefficient were performed. The measurement of the bending strength was performed according to JIS R1601. Corrosion resistance was measured using a molten steel ladle slag in a rotary erosion test.
At 600 ° C. for 5 hours, the amount of erosion and the amount of permeation were measured. The reheating hot linear expansion coefficient is 1500 ° C. × 3 hours.
It was measured on the sample after firing.
【0041】本発明の実施例はいずれも乾燥後の曲げ強
度ならびに1000℃焼成後の曲げ強度が高く、また、
1500℃×3hr焼成後線変化率も小さく、わずかの
残存膨脹性を示す。さらに1500℃×3hr焼成後再
加熱時の膨脹率も低く、組織安定性に有効な特性を示
す。これに対して比較例1〜3は乾燥後の曲げ強度なら
びに1000℃焼成後の曲げ強度が低く、また、再加熱
後の膨脹も大きい。比較例4は再加熱後の膨張も小さく
耐スポーリング性に優れるが、アルミナ−シリカ質であ
るため耐食性に劣る。In all of the examples of the present invention, the bending strength after drying and the bending strength after firing at 1000 ° C. are high.
After firing at 1500 ° C. for 3 hours, the rate of linear change is small, indicating a slight residual expansion. Furthermore, the coefficient of expansion upon reheating after baking at 1500 ° C. for 3 hours is low, indicating characteristics effective for structural stability. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 3, the bending strength after drying and the bending strength after firing at 1000 ° C. are low, and the expansion after reheating is large. Comparative Example 4 is small in expansion after reheating and excellent in spalling resistance, but inferior in corrosion resistance due to alumina-silica.
【0042】また、実機テストは60トン熱間回転タン
ディシュの内張り材として使用し、そのスラグラインの
溶損速度、剥離の開始時期を測定した。従来使用品のア
ルミナ80重量%クラスのハイアルミナ質不定形耐火物
(実施例4)ではスラグラインの溶損速度が1mm/c
hであり、剥離、亀裂は少ないものの150ch(チャ
ージ)の寿命が限界であった。また、比較例1に示した
アルミナ−マグネシア質キャスタブルは、スラグライン
の溶損速度は0.5mm/chであったものの剥離、亀
裂が大きく、100chの寿命であった。それに比較し
て本発明の実施例3のキャスタブルは、スラグラインの
溶損速度は0.6mm/chで比較例2のキャスタブル
に比較してやや大きかったものの剥離、亀裂は少なく、
250chの使用に耐え、従来品に比較して大幅な耐用
性向上を示した。In the actual machine test, the slag line was used as a lining material for a 60-ton hot rotating tundish, and the erosion speed of the slag line and the start time of peeling were measured. In the case of a conventionally used high-alumina amorphous refractory of 80% by weight class of alumina (Example 4), the slag line has a erosion rate of 1 mm / c
h, the peeling and cracking were small, but the life of 150 ch (charge) was limited. The alumina-magnesia castable shown in Comparative Example 1 had a slag line erosion rate of 0.5 mm / ch, but had large peeling and cracking, and had a life of 100 ch. In contrast, the castable of Example 3 of the present invention had a slag line erosion rate of 0.6 mm / ch, which was slightly larger than the castable of Comparative Example 2, but with less peeling and cracking.
It withstands the use of 250 channels and shows a significant improvement in durability compared to conventional products.
【0043】[0043]
【発明の効果】このように本発明のアルミナ−マグネシ
ア質不定形耐火物は、結合部の組成を検討することによ
り、組織強度の向上、残存線変化率の適正化、再加熱時
の膨脹率の低下を達成し、従来、溶損と同時に亀裂や剥
離で損傷していた熱間回転タンディシュ内張りの寿命を
飛躍的に延長せしめたものである。近年、タンディシュ
操業はコーティング操業から熱間回転操業に変化しつつ
あり、それに伴ってそこに使用される内張り用耐火物の
高耐用化は強く要求されている実状から、本発明の価値
はおおきい。As described above, the alumina-magnesia amorphous refractory of the present invention can improve the strength of the structure, optimize the rate of change of the residual line, and the expansion rate upon reheating by examining the composition of the joint. And the life of the hot rotary tundish lining, which has been damaged by cracking and peeling at the same time as melting, has been drastically extended. In recent years, the operation of the tundish has been changing from the coating operation to the hot rotary operation, and the refractory for lining used therein has been strongly required to be highly durable.
【図1】ヒュームシリカ/アルミナセメント比と再加熱
後の膨脹率との関係を示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing the relationship between the fumed silica / alumina cement ratio and the expansion rate after reheating.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 細川 清弘 兵庫県高砂市荒井町新浜1丁目3番1号 ハリマセラミック株式会社内 (72)発明者 神尾 英俊 兵庫県高砂市荒井町新浜1丁目3番1号 ハリマセラミック株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Kiyohiro Hosokawa 1-3-1, Shinhama, Arai-machi, Takasago City, Hyogo Prefecture Inside Harima Ceramic Co., Ltd. (72) Inventor Hidetoshi Kamio 1-3-1, Shinhama, Arai-machi, Takasago City, Hyogo Prefecture Harima Ceramics Co., Ltd.
Claims (1)
〜14重量%、ヒュームシリカ3〜7重量%、アルミナ
セメント2〜6重量%を含む配合組成を100重量%と
し、かつ重量比でヒュームシリカ/アルミナセメントが
0.75以上の組成を持つアルミナ−マグネシア質タン
ディシュ内張り用不定形耐火物。1. 80 to 91% by weight of alumina, magnesia 4
1414% by weight, 3-7% by weight of fume silica, 2-6% by weight of alumina cement, and 100% by weight of a blended composition. Amorphous refractory for magnesia tundish lining.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26381997A JPH11100280A (en) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | Irregular refractories for tundish lining |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26381997A JPH11100280A (en) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | Irregular refractories for tundish lining |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11100280A true JPH11100280A (en) | 1999-04-13 |
Family
ID=17394684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26381997A Pending JPH11100280A (en) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | Irregular refractories for tundish lining |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11100280A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002187782A (en) * | 2000-12-21 | 2002-07-05 | Kawasaki Refract Co Ltd | Alumina-spinel amorphous refractories |
| JP2015166290A (en) * | 2014-03-03 | 2015-09-24 | 黒崎播磨株式会社 | Unshaped refractories for tundish lining |
| JP2020059610A (en) * | 2018-10-04 | 2020-04-16 | 日本製鉄株式会社 | Method for evaluating peeling resistance of alumina-magnesia quality castable refractory |
| JP2020059611A (en) * | 2018-10-04 | 2020-04-16 | 日本製鉄株式会社 | Method for evaluating peeling resistance of alumina-magnesia quality castable refractory |
| CN117756503A (en) * | 2023-11-29 | 2024-03-26 | 海城利尔麦格西塔材料有限公司 | Tundish dry material and preparation method thereof |
-
1997
- 1997-09-29 JP JP26381997A patent/JPH11100280A/en active Pending
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| CN117756503A (en) * | 2023-11-29 | 2024-03-26 | 海城利尔麦格西塔材料有限公司 | Tundish dry material and preparation method thereof |
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