JP3105961B2 - Zirconia brick - Google Patents
Zirconia brickInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は溶鋼の連続鋳造用タンデ
ィッシュノズルまたは溶鋼の流量コントロール用のプレ
ートれんがに適したジルコニア質れんがに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a zirconia brick suitable for a tundish nozzle for continuous casting of molten steel or a plate brick for controlling a flow rate of molten steel.
【0002】[0002]
【従来の技術】溶鋼の連続鋳造において、タンディッシ
ュノズルやプレートれんがのノズル孔などに緻密なジル
コニア質耐火物が使用されている。しかし、これらのノ
ズル孔は溶鋼流による熱衝撃摩耗等の物理的損傷の他に
溶鋼中の成分による化学的侵食を受けるので、耐摩耗
性、耐スポーリング性、耐食性に関して非常に高度な性
能が要求されている。2. Description of the Related Art In continuous casting of molten steel, dense zirconia refractories are used in nozzle holes of tundish nozzles and plate bricks. However, these nozzle holes are subject to chemical erosion due to components in the molten steel in addition to physical damage such as thermal shock abrasion due to the flow of molten steel, so that extremely high performance in terms of wear resistance, spalling resistance and corrosion resistance is required. Has been requested.
【0003】連続鋳造において、更に多連化が要請され
ている今日ではノズル孔の耐用性をこれまで以上に高め
る必要が生じている。このためタンディッシュノズルに
おいて内孔部の少なくとも先端部をY2O310重量%以
下、ZrO280重量%以上のジルコニア材質で形成す
ることが知られている(特開平2−180752号公報)。[0003] In continuous casting, which is required to be further multiplied, the durability of the nozzle holes needs to be increased more than ever. For this reason, it is known that in a tundish nozzle, at least the front end of the inner hole is formed of a zirconia material having a Y 2 O 3 content of 10% by weight or less and a ZrO 2 content of 80% by weight or more (JP-A-2-180752). .
【0004】また、Al2O3、ZrO2及びSiO2を含
有してなる電融アルミナ−ジルコニア−シリカ質原料及
びアルミナ原料、高アルミナ質原料からなるプレートれ
んがにおいて、該電融アルミナ−ジルコニア−シリカ質
原料が耐熱衝撃性を付与することは知られている(特公
平1−30784号公報)。Further, in a fused alumina-zirconia-silica raw material containing Al 2 O 3 , ZrO 2 and SiO 2 , and a plate brick made of an alumina raw material and a high alumina raw material, the fused alumina-zirconia- It is known that a siliceous raw material imparts thermal shock resistance (Japanese Patent Publication No. 1-30784).
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記特開平2−180752
号公報記載のジルコニアノズルれんがは、高強度、高耐
食性である反面、耐熱衝撃性が低下する欠点があり、大
型形状やノズル孔が大きい場合には割れ易く、また、プ
レートれんがのエッジ部の欠落を生ずることもある。こ
の割れやエッジ部の欠落は耐用性を低下させる。また、
特公平1−30784号公報記載のプレートれんがにおい
て、電融アルミナ−ジルコニア−シリカ質原料とアルミ
ナ原料からなるれんがは耐溶損性に劣るものである。SUMMARY OF THE INVENTION The above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-180752
The zirconia nozzle brick described in Japanese Patent Application Publication No. H08-27139 has high strength and high corrosion resistance, but has the disadvantage of reduced thermal shock resistance, and is easily cracked when it has a large shape or a large nozzle hole, and the edge of the plate brick is missing. May occur. The cracks and the lack of the edge portion decrease the durability. Also,
In the plate brick described in Japanese Patent Publication No. 1-30784, a brick made of fused alumina-zirconia-siliceous raw material and alumina raw material is inferior in erosion resistance.
【0006】また、アルミナ−カーボン質のプレートれ
んがにおいて、電融アルミナ−ジルコニア−シリカ質原
料またはアルミナ、ジルコニア及びチタニアを含有して
なる電融アルミナ−ジルコニア−チタニア質原料を添加
して耐熱衝撃性を付与することも試みられている(特公
昭61−2619号公報、特公昭64−11590号公報)。しかし、
特に、未脱酸鋼のような酸素濃度の高い高酸素鋼やCa
添加鋼の鋳造には、使用中においてカーボンボンドは酸
化作用を受けて組織劣化を起こし耐用性を低下させる。In addition, to an alumina-carbonaceous plate brick, an electrofused alumina-zirconia-silica-based raw material or an electrofused alumina-zirconia-titania-based raw material containing alumina, zirconia and titania is added to provide a thermal shock resistance. (JP-B-61-2619, JP-B-64-11590). But,
In particular, high oxygen steel with high oxygen concentration such as undeoxidized steel or Ca
During the casting of the added steel, the carbon bond undergoes an oxidizing action during use to cause structural deterioration and lower the durability.
【0007】従って、本発明の目的は、上記問題点を解
決し、高強度、高耐食性と同時に耐熱衝撃性を向上さ
せ、安定した高耐用のプレートれんがやノズルれんがに
適したジルコニア質れんがを提供することにある。Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a zirconia brick suitable for plate bricks and nozzle bricks having high strength, high corrosion resistance, improved thermal shock resistance, and stable and high durability. Is to do.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】即ち、本発明に係るジル
コニア質れんがは、ZrO225〜80重量%及びAl2
O320〜75重量%の組成を有する単斜晶ジルコニア
含有クリンカーを3〜20重量%、及び未安定化及び/
または安定化ジルコニア80〜97重量%からなること
を特徴とする。That is, the zirconia brick according to the present invention comprises 25 to 80% by weight of ZrO 2 and Al 2
3-20% by weight of a monoclinic zirconia-containing clinker having a composition of 20-75% by weight of O 3 , and unstabilized and / or
Alternatively, it is characterized by comprising 80 to 97% by weight of stabilized zirconia.
【0009】更に、本発明に係るジルコニア質れんが
は、ZrO225〜80重量%、Al2O320〜75重
量%、TiO2及び/またはSiO225重量%以下の組
成を有する単斜晶ジルコニア含有クリンカーを3〜20
重量%、及び未安定化及び/または安定化ジルコニア8
0〜97重量%からなることを特徴とする。Further, the zirconia brick according to the present invention has a monoclinic structure having a composition of 25 to 80% by weight of ZrO 2 , 20 to 75% by weight of Al 2 O 3 , and 25% by weight or less of TiO 2 and / or SiO 2. 3-20 clinkers containing zirconia
% By weight , and unstabilized and / or stabilized zirconia 8
0 to 97% by weight .
【0010】また、本発明に係るジルコニア質れんが
は、ZrO225〜80重量%及びAl2O320〜75
重量%の組成を有する単斜晶ジルコニア含有クリンカー
を3〜20重量%及びZrO225〜80重量%、Al2
O320〜75重量%、TiO2及び/またはSiO22
5重量%以下の組成を有する単斜晶ジルコニア含有クリ
ンカーを合計量で3〜20重量%、及び未安定化及び/
または安定化ジルコニア80〜97重量%からなること
を特徴とする。The zirconia brick according to the present invention comprises 25 to 80% by weight of ZrO 2 and 20 to 75% of Al 2 O 3.
The monoclinic zirconia-containing clinker having a composition in weight% 3 to 20 wt% and ZrO 2 25 to 80 wt%, Al 2
20 to 75% by weight of O 3 , TiO 2 and / or SiO 2 2
5 wt% or less of 3 to 20 wt% in a total amount of monoclinic zirconia-containing clinker having a composition, and unstabilized and /
Alternatively, it is characterized by comprising 80 to 97% by weight of stabilized zirconia.
【0011】[0011]
【作用】本発明のジルコニア質れんがに用いるジルコニ
ア含有クリンカーは単斜晶ジルコニアを含有し、100
0℃付近より単斜晶←→正方晶への転移膨張によってジ
ルコニア含有クリンカーの熱膨張は低く、ジルコニア質
れんがの熱膨張率を低減すると共に添加される未安定化
ジルコニア、安定化ジルコニアとは熱膨張挙動が異なる
ため、焼成中にマイクロクラックを生成し、弾性率が低
減し、耐熱衝撃性を向上させることができる。The zirconia-containing clinker used for the zirconia brick of the present invention contains monoclinic zirconia and has a content of 100%.
From around 0 ° C, the thermal expansion of the zirconia-containing clinker is low due to the transition expansion from monoclinic to tetragonal, which reduces the coefficient of thermal expansion of the zirconia brick and adds unstabilized zirconia and stabilized zirconia. Due to different expansion behavior, microcracks are generated during firing, the elastic modulus is reduced, and the thermal shock resistance can be improved.
【0012】単斜晶ジルコニア結晶を含有するジルコニ
ア含有クリンカー(以下、単にジルコニア含有クリンカ
ーという)はZrO225〜80重量%、Al2O320〜
75重量%、TiO2+SiO20〜25重量%の組成を
有する。以下、アルミナ・ジルコニア質クリンカーをA
Zと、アルミナ・ジルコニア・シリカ質クリンカーをA
ZS、アルミナ・ジルコニア・チタニア質クリンカーを
AZTと、アルミナ・ジルコニア・チタニア・シリカ質
クリンカーをAZTSとそれぞれ記載する。Zirconia-containing clinker containing monoclinic zirconia crystals (hereinafter simply referred to as zirconia-containing clinker) is 25 to 80% by weight of ZrO 2 and 20 to 20% by weight of Al 2 O 3.
It has a composition of 75% by weight and 0 to 25% by weight of TiO 2 + SiO 2 . Hereinafter, the alumina-zirconia clinker is referred to as A
Z and alumina, zirconia, siliceous clinker to A
ZS, alumina-zirconia-titania clinker is described as AZT, and alumina-zirconia-titania-silica clinker is described as AZTS.
【0013】ジルコニア含有クリンカーのZrO2含有
量が80重量%を超え、Al2O3含有量が20重量%未
満のジルコニア含有クリンカーはジルコニアとの熱膨張
差が少なく、ジルコニア質れんがのマイクロクラックの
生成が少ない。また、ZrO2含有量が25重量%未満
で、Al2O3含有量が75重量%を超えるとジルコニア
含有クリンカーの耐食性が低下する。更に、TiO2及
び/またはSiO2の含有量が25重量%を超えると耐
食性が低下する。A zirconia-containing clinker having a zirconia-containing clinker having a ZrO 2 content of more than 80% by weight and an Al 2 O 3 content of less than 20% by weight has a small difference in thermal expansion from zirconia, and thus has a small microcracked zirconia brick. Low generation. When the ZrO 2 content is less than 25% by weight and the Al 2 O 3 content exceeds 75% by weight, the corrosion resistance of the zirconia-containing clinker decreases. Further, when the content of TiO 2 and / or SiO 2 exceeds 25% by weight, the corrosion resistance decreases.
【0014】本発明に使用するジルコニア含有クリンカ
ーはバッデライト(ZrO2)及びアルミナ、シリカ、ジ
ルコン、チタニアを用い、Al2O3、ZrO2、Si
O2、TiO2を所定量にして1600℃以上の温度で焼
成することにより得られる。また、溶融することにより
得ることがより好ましい。The zirconia-containing clinker used in the present invention uses badderite (ZrO 2 ) and alumina, silica, zircon and titania, and is composed of Al 2 O 3 , ZrO 2 , Si
It is obtained by baking at a temperature of 1600 ° C. or more with a predetermined amount of O 2 and TiO 2 . Further, it is more preferable to obtain by melting.
【0015】本発明において、ジルコニア含有クリンカ
ーの配合量は3〜20重量%である。配合量が3重量%
未満では耐熱衝撃性の付与効果はない。また、20重量
%を超えるとマイクロクラックを過剰に生成し、強度、
耐食性も低下する。In the present invention, the amount of the zirconia-containing clinker is 3 to 20% by weight. 3% by weight
If it is less than 1, there is no effect of imparting thermal shock resistance. On the other hand, if the content exceeds 20% by weight, microcracks are excessively generated, and the strength,
Corrosion resistance also decreases.
【0016】なお、ジルコニア含有クリンカーの粒度は
1mm以下であることが好ましく、1mmを超える粒子
を多く含むと組織内に比較的大きなクラックが発生し、
緻密な組織が得られず、強度が低下し易い。Incidentally, the particle size of the zirconia-containing clinker is preferably 1 mm or less, and if many particles exceeding 1 mm are contained, relatively large cracks occur in the tissue,
A dense structure cannot be obtained, and the strength tends to decrease.
【0017】本発明のジルコニア質れんがに配合するジ
ルコニアとしては未安定化ジルコニア、安定化ジルコニ
アの両方を用いることができる。未安定化ジルコニアと
しては例えばバッデライトまたはバッデライトから電融
精製した電融ジルコニアなどが使用できる。また、安定
化ジルコニアとしてはCaO、MgO、Y2O3等の固溶
体を生成させたものが使用できる。その配合量はジルコ
ニア含有クリンカーの残部すなわち80〜97重量%の
範囲内である。ジルコニアの粒度については特に制限は
ないが、緻密な組織を得るためには微粉末が50重量%
以上であることが好ましい。As the zirconia to be added to the zirconia brick of the present invention, both unstabilized zirconia and stabilized zirconia can be used. As the unstabilized zirconia, for example, buddleite or electrofused zirconia electrorefined from the baddelite can be used. Further, as the stabilized zirconia, those obtained by forming a solid solution such as CaO, MgO, and Y 2 O 3 can be used. The amount is in the range of the balance of the zirconia-containing clinker, that is, 80 to 97% by weight. The particle size of zirconia is not particularly limited, but in order to obtain a dense structure, 50% by weight of fine powder is used.
It is preferable that it is above.
【0018】本発明のジルコニア質れんがは、上述の粒
度調整したジルコニア含有クリンカー及びジルコニアを
所定割合で配合し、配合物に対し、パルプ廃液、糖蜜、
リグニンスルホン酸、水など耐火物の成形に一般的に用
いられる結合剤を1〜10重量%程度添加、混練して所
定の形状に成形し、1500〜1800℃で焼成するこ
とにより得られる。The zirconia brick of the present invention is prepared by mixing the above-mentioned zirconia-containing clinker and zirconia whose particle size has been adjusted in a predetermined ratio, and adding pulp waste liquid, molasses,
It is obtained by adding about 1 to 10% by weight of a binder generally used for molding refractories such as ligninsulfonic acid and water, kneading and molding into a predetermined shape, and firing at 1500 to 1800 ° C.
【0019】[0019]
実施例 本実施例に使用したAZクリンカー、AZTクリンカー
は、所定の原料配合物を電融し、クリンカーとしたもの
であり、AZSクリンカー、AZTSクリンカーはロー
タリーキルンにて焼結させ、クリンカーとしたものであ
る。これらのクリンカーの品質を下記の表1に示す。Examples The AZ clinker and AZT clinker used in this example are obtained by electromelting a predetermined raw material mixture to obtain clinker, and the AZS clinker and AZTS clinker are obtained by sintering in a rotary kiln to obtain clinker. is there. The quality of these clinkers is shown in Table 1 below.
【0020】[0020]
【表1】 [Table 1]
【0021】上述のような化学組成、結晶構造を有する
AZTクリンカー、AZTSクリンカー、AZSクリン
カー、AZクリンカーを使用して以下の表2に示す配合
とし、得られた混合物に結合剤としてパルプ廃液と水を
添加してウェットパンを用いて混練し、所定の形状にオ
イルプレスを用いて成形したのち、乾燥、焼成を行っ
た。焼成はトンネルキルンを用い、焼成温度は1700
℃である。Using AZT clinker, AZTS clinker, AZS clinker and AZ clinker having the above-mentioned chemical composition and crystal structure, the composition shown in the following Table 2 is used. Was added and kneaded using a wet pan, molded into a predetermined shape using an oil press, and then dried and fired. The firing is performed using a tunnel kiln and the firing temperature is 1700.
° C.
【0022】[0022]
【表2】 [Table 2]
【0023】使用例1 本発明品1のジルコニア質れんがを、A製鉄所ビレット
CCマシーンのタンディッシュノズルに使用した結果、
亀裂やエッジの欠けが大幅に改善され、タンディッシュ
ノズルのライフを約1.5倍に延長することができた。Use Example 1 The zirconia brick of the product 1 of the present invention was used for a tundish nozzle of a billet CC machine of an A steelworks.
Cracking and chipping of the edge were greatly improved, and the life of the tundish nozzle could be extended by about 1.5 times.
【0024】使用例2 本発明品3のジルコニア質れんがを、B製鉄所鍋用プレ
ートれんがに適用した結果、亀裂やエッジの欠けが大幅
に改善され、大亀裂発生率が従来のジルコニア質れんが
と比較し、約1/3に減少し、プレートライフは1〜4
チャージが3〜4チャージと安定し、平均耐用が大幅に
向上した。Use Example 2 As a result of applying the zirconia brick of the product 3 of the present invention to a plate brick for a steel mill pan, cracks and chipping of edges are greatly improved, and the rate of occurrence of large cracks is reduced to that of the conventional zirconia brick. In comparison, the plate life was reduced to about 1/3, and the plate life was 1-4
The charge was stable at 3-4 charges, and the average service life was greatly improved.
【0025】[0025]
【発明の効果】上記のように本発明のジルコニア質れん
がは耐食性の低下なく耐スポーリング性を大幅に改善す
ることができる。As described above, the zirconia brick of the present invention can greatly improve spalling resistance without lowering corrosion resistance.
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C04B 35/42 - 35/49 C04B 35/00 - 35/22 Continuation of front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C04B 35/42-35/49 C04B 35/00-35/22
Claims (3)
20〜75重量%の組成を有する単斜晶ジルコニア含有
クリンカーを3〜20重量%、及び未安定化及び/また
は安定化ジルコニア80〜97重量%からなることを特
徴とするジルコニア質れんが。1. 25 to 80% by weight of ZrO 2 and Al 2 O 3
3-20% by weight of a monoclinic zirconia-containing clinker having a composition of 20-75% by weight , and unstabilized and / or
Is a zirconia brick comprising 80 to 97% by weight of stabilized zirconia.
0〜75重量%、TiO2及び/またはSiO225重量
%以下の組成を有する単斜晶ジルコニア含有クリンカー
を3〜20重量%、及び未安定化及び/または安定化ジ
ルコニア80〜97重量%からなることを特徴とするジ
ルコニア質れんが。 2. 25 to 80% by weight of ZrO 2 , Al 2 O 3 2
0-75% by weight, monoclinic zirconia-containing clinker having a composition of TiO 2 and / or SiO 2 25% by weight 3 to 20 wt%, and unstabilized and / or stabilizing di <br/> zirconia 80 Zirconia brick consisting of 9797% by weight .
20〜75重量%の組成を有する単斜晶ジルコニア含有
クリンカーを3〜20重量%及びZrO225〜80重
量%、Al2O320〜75重量%、TiO2及び/また
はSiO225重量%以下の組成を有する単斜晶ジルコ
ニア含有クリンカーを合計量で3〜20重量%、及び未
安定化及び/または安定化ジルコニア80〜97重量%
からなることを特徴とするジルコニア質れんが。3. 25 to 80% by weight of ZrO 2 and Al 2 O 3
20 to 75 3 to 20 wt% monoclinic zirconia-containing clinker having a weight percent of the composition and ZrO 2 25 to 80 wt%, Al 2 O 3 20 to 75 wt%, TiO 2 and / or SiO 2 25 wt% 3 to 20 wt% monoclinic zirconia-containing clinker having the following composition in a total amount, and non
80-97% by weight of stabilized and / or stabilized zirconia
Zirconia brick characterized by consisting of.
Priority Applications (1)
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JP03269375A JP3105961B2 (en) | 1991-10-17 | 1991-10-17 | Zirconia brick |
Applications Claiming Priority (1)
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JP03269375A JP3105961B2 (en) | 1991-10-17 | 1991-10-17 | Zirconia brick |
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JPH05105509A JPH05105509A (en) | 1993-04-27 |
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---|---|---|---|---|
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1991
- 1991-10-17 JP JP03269375A patent/JP3105961B2/en not_active Expired - Fee Related
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