JP4441056B2 - Refractory block, manufacturing method thereof and molten metal container - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は溶融金属や高温物質を処理あるいは保持する窯炉あるいは設備に使用される耐火物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
耐火物は溶融金属を始めとする高温物質の処理と保持には欠かせない部材である。耐火物は高温の内容物の出入りにより熱衝撃にさらされ、破壊しやすい環境にある。特に溶融金属製錬工程で使用される搬送容器である取鍋用耐火物には、高い耐熱衝撃性と、溶融金属に付随するスラグによる溶損に対する耐食性が同時に要求される。
【０００３】
近年、鉄鋼精錬用取鍋には、アルミナ−マグネシア質流し込み材（以下、アルマグキャスタブルと略す）が多用されている。これは、この耐火物の高い耐食性と高い強度によるところが大きい。この耐火物にはアルミナ（コランダム）と通常１０質量％以下のマグネシア（ペリクレス）が配合されており、これらが使用中に熱を受け、化合して微細なスピネルを生成し、アルミナを強く結合するためと考えられる。一方、スピネルの生成に伴い、施工体は体積膨張を起こす。アルミナとマグネシアの銘柄や粒径を調整し、さらにシリカフラワーを添加する事で、膨張がかなり抑制することができるようになってきた。しかし、それでも１４００℃で熱処理すると２％程度の残存線膨張が生じる。
【０００４】
アルマグキャスタブルは、溶鋼取鍋の側壁を始め、湯当たりブロックにも使用される。湯当たりとは、転炉あるいは電気炉から溶鋼を取鍋に注入する際に溶鋼流が当たり損耗しやすい部位で、高強度、高耐食性で信頼性の高い耐火物を使用する。溶鋼取鍋がほとんどすべて不定形耐火物で内張りされるようになった昨今では、湯当たりにもキャスタブル耐火物が使用されることが多い。しかし取鍋に直接施工する方法では施工体の品質管理が容易ではないため、専用の工場で厳格な管理のもとに流し込み施工、乾燥することで製造した耐火物ブロック（プレキャストブロック）を湯当たりに使用することが多い。材質面では、アルマグキャスタブルからなる湯当たりブロックは、アルミナ−スピネル質やアルミナ質流し込み材よりも耐用性が良く、現在では広く使用されている。
【０００５】
ところで、実開平７−１５７６１号公報には、不定形耐火物の亀裂発生、内部れんがの目地開き、間隙発生を抑制するために、シール金物の下方に下端を開口したスリットを周方向に設けたＲＨ浸漬管が開示されている。一方、特開昭６０−１７００７号公報及び特開昭６１−２５２８４６号公報には耐火れんがブロック間の目地の厚さを適正化することで耐火物の損耗を抑制する技術が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述のようにアルマグキャスタブルはスピネル生成に伴う残存膨張が大きく、稼働面付近では材料が大きく膨張する。また、残存膨張のみならず、ほとんどの材料が熱膨張を起こすため、この膨張分がスピネル生成に伴う膨張に加算されるため、ブロック内には亀裂が生じ、ブロックの破壊が加速される。もしこの亀裂の発生が抑制できれば、アルマグキャスタブル製の湯当たりブロックの寿命は大幅に延びるものと期待される。なおアルマグキャスタブルでなくても、熱膨張により亀裂は発生するため、耐火物ブロック内部の亀裂発生抑制対策は耐火物技術全般における一般的な課題である。
【０００７】
実開平７−１５７６１号公報に記載の発明はシール金物の変形に起因する耐火物の亀裂などを抑制するために金物にスリットを設けた発明であり、金物を有さない耐火物ブロックの場合には全く適用できない。また、特開昭６０−１７００７号公報及び特開昭６１−２５２８４６号公報に記載の発明は、いずれも耐火物ブロック間の目地に着目した発明であり、耐火物ブロック自体あるいはその内部の亀裂発生等の問題に対しては、解決手段を何ら提供していない。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
これらの問題を解決すべく工夫を重ねた結果、本発明を得た。すなわち本発明の要旨とするところは、
（１） 幅０．１〜１０ｍｍのスリットが３０〜５０００ｍｍの間隔で設けられ、該スリットが耐火粒子と高温で焼失し得る物質の混合物で充填されている耐火物ブロックにおいて、該スリットが方向の異なる２種以上の直線を有するものであって、耐火物ブロックの厚さ方向に２段以上に配置されている耐火物ブロック、
（２） 幅０．１〜１０ｍｍのスリットが３０〜５０００ｍｍの間隔で設けられ、該スリットが耐火粒子と高温で焼失し得る物質の混合物で充填されている耐火物ブロックにおいて、該スリットが多角形をなしながら、又は折れ線状をなしながら、耐火物ブロックの厚さ方向に２段以上に配置されている耐火物ブロック、
（３） スリットが背面から５０ｍｍの範囲を除いた部分に設けられている前記（１）または（２）記載の耐火物ブロック、
（４） 前記（１）〜（３）のいずれかに記載の耐火物ブロックを製造するに際し、耐火粒子と焼失し得る物質の板状の混合物を埋め込んで耐火物を形成し、乾燥または予熱してスリットを形成させる耐火物ブロックの製造方法、
（５） 前記（１）〜（３）のいずれかに記載の耐火物ブロックを一部または全部に内張りに使用したことを特徴とする溶湯容器にある。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明におけるスリットの役割を説明する。耐火物ブロックの稼働面が溶鋼等と接触して加熱されると、熱膨張と、アルマグキャスタブルの場合はスピネル生成に伴う膨張により、稼働面に並行な圧縮応力が生じ、背面側の温度が低く膨張が少ない部分には引っ張り応力が生じる。このため、ブロックが薄ければ背面側の強度が足りず、稼働面に垂直な亀裂が生じる。他方、ブロックが厚ければ、背面側の強度が十分であるため、膨張した稼働面近くの部分が皮が剥がれるように、稼働面に並行に近い亀裂が生じる。
【００１０】
本発明の耐火物ブロックの場合、スピネル生成に伴う膨張や熱膨張は、スリットがつぶれることで緩和されるため、亀裂が生じない、あるいは生じにくい。スリットの設置間隔は３０〜５０００ｍｍとする。これは３０ｍｍ未満ではスリットを形成させるために挿入するスペーサーの間の耐火物坏土あるいは混練物の充填が悪くなり、耐火物ブロックの品質が低下し、またスリット自体が耐火物ブロック内部の欠陥として作用し、耐火物ブロックの耐食性や耐スラグ浸潤性が低下するためである。また間隔が５０００ｍｍを越えると、必要なスリットの厚さが大きくなり、スリットへのスラグや溶鋼の侵入が起こる。推奨できるスリットの間隔は、例えば溶鋼取鍋の底に設置される縦横１．２ｍ程度の湯当たりブロックの場合なら、１００〜６００ｍｍ程度である。
【００１１】
図４は本発明の耐火物ブロックに形成されうるスリットのパターンを模式的に示したものであり、本図を参照してスリットの間隔について説明する。スリットの間隔とは、パターンが多角形の場合、該多角形に接する二本の平行線のうちで最も間隔の短い一対の平行線の間隔をスリットの間隔とする。（図４（ａ）〜（ｃ））。また、折れ線状の場合、交差しない直線の場合、任意の点から対向する線までの距離のうち、最短のものをスリットの間隔とする（図４（ｄ））。方向の異なる二種類以上の直線からなる場合は、各線分を延長して形成される多角形とみなして前述の多角形の場合と同様に、二本の平行線のうちで最も間隔の短い一対の平行線をスリットの間隔とする（図４（ｅ））。
スリットの幅は、０．１〜１０ｍｍとする。０．１ｍｍ未満のスリットを形成させるには、厚さ０．１ｍｍ未満のスペーサーが必要となる。それではスペーサー自体の強度が足りず、耐火物坏土あるいは混練物を施工する際に曲がったり壊れたりしてスリットを意図したように形成させることが困難である。一方スリット厚みが１０ｍｍを越えると、スリットがつぶれる前にスラグや溶鋼が侵入する危険がある。
【００１２】
スリットの幅は設置間隔と材料の熱膨張係数、残存膨張率により調節する。取り扱う高温物質、すなわち鉄鋼精錬設備であれば溶鋼の温度をＴ（℃）、耐火物材料自体の熱膨張係数をＥ（１／℃）、残存線変化率をＲ（％）、スリット間隔をＤ（ｍｍ）とすると、必要なスリット幅Ｗ（ｍｍ）の目安は（１）式で与えられる。
【００１３】
【数１】

【００１４】
ここでＡは合わせこみのための係数で０．２〜１、望ましくは０．５〜０．７程度である。残存線変化率は温度Ｔで熱処理した後に常温まで冷却した後の紙片の長さの熱処理前の長さに対するパーセンテージである。熱処理時間は残存線変化率が飽和するまでの時間とする。また、アルマグキャスタブルの熱膨張率を測定して熱膨張係数を測定しようとすると、スピネル生成に伴う残存線変化が加算された値となる。この場合はスピネルが殆ど生成しない１０００℃までの測定値を基に外挿してもよい。
【００１５】
スリットが可縮性耐火材、すなわち耐火モルタル、セラミックファイバー、可縮性キャスタブル、多孔質耐火物等で充填されていても、それらには可縮性があるため、スリットと同様の働きをする。なおこれらの可縮性耐火材を用いる場合は、それぞれの可縮率に応じてその施工厚さを調整する必要がある。すなわち可縮率をＳ％とすると、必要な厚みはスリット厚みを（Ｓ／１００）で割った値が必要施工厚さの目安である。
【００１６】
スリットの形成方法としては、板状の紙、木材、樹脂、融点の低い金属（例えばアルミニウム、亜鉛、錫、鉛、アンチモン、ビスマス、あるいはこれらの合金、化合物、混合物）をスペーサーとして埋め込み、耐火物を流し込みやプレスなどの方法で耐火物ブロック成形し、乾燥または予熱段階でスリットを形成させるのが容易である。なお金属や樹脂からなるスペーサーを成形後に抜き取ってスリットを形成させることも、またブレードやウォータージェットで切り込むこともできる。
【００１７】
スリットは通常は耐火物ブロックの表面から内部に向かって伸びた形に設けうるが、必ずしも表面に達している必要はなく、耐火物ブロック内部のみに存在していても良い。
【００１８】
可縮性の耐火材の設置方法としては、耐火粒子からなる板状の多孔体、セラミックファイバーからなるボード、あるいは耐火粒子と焼失し得る物質の混合物の板状のもの（たとえば耐火モルタルと樹脂を混合して練り、板状に成形したもの）などを埋め込んで耐火物ブロックを成形する方法が容易である。耐火粒子としては０．０１〜１ｍｍ程度の粒径のアルミナ、ムライト、シリカ、スピネル、マグネシア、クロム鉱、ジルコン、ジルコニア、粘土あるいはこれを焼成したもの、ろう石、炭化シリコンなど、耐火物原料として使用できるものが使用できる。樹脂は耐火物ブロックの乾燥あるいは予熱中に焼失し、耐火粒子が板状に残留する。樹脂は通常の接着や成形に使用されているものが使用できる。
【００１９】
耐火物ブロックの主要部分を構成する耐火物の材質は、塩基性、中性、酸性を問わない。またキャスタブル耐火物のように流し込み施工により成形するもの、れんがのようにプレス成形するもののどちらでも良い。ただし効果が現れやすいのは、熱膨張の大きいもの、あるいはアルマグキャスタブルにおけるスピネル生成に伴う膨張のような残存線変化の大きい材料である。
【００２０】
スリットは、高温となって膨張する耐火物ブロックの表面またはその近傍に存在する場合にその効果を発揮する。しかし耐火物は使用回数あるいは時間とともにその厚さが減じるので、スリットもある程度深くまで設置しておく必要がある。しかし、スリットが耐火物ブロックの裏側まで貫通していると、スリットを通じてスラグや溶鋼が流れ出す危険がある。そこで、スリットが耐火物ブロックの裏側すなわち背面側の５０ｍｍには存在しないようにしておけば、このような危険を回避できる。
【００２１】
また、スリットが稼働面から深部まで貫通していると、スラグや溶鋼が深くまで侵入する懸念がある。その場合、スリットが厚さ方向に面をなして貫通しておらず、少なくとも２段以上となっているようにすればよい。
【００２２】
一方、スリットの配置パターンも重要な要因である。稼働面に投影した場合のスリットの配置が並行線状だと、線に直角方向の膨張は緩和できるが、並行方向の膨張は緩和できない。スリットで仕切られる部分の形が三角形、四角形、六角形などの多角形の編目状の場合はどの方向への膨張も緩和できる。特に六角形にすると、各交点に集まるスリットの数を３本と少なくすることができるため、交点付近の損傷を最小限にとどめることができて好都合である。なお各種多角形の混在したパターンとしてもよい。この場合は五角形やその他の多角形とすることが可能である。またこれらの多角形の辺は直線（立体的には平面）である。またスリットは厚さ方向に２段以上で網目状に配置されていてもよい。
【００２３】
他方、スリットの配置パターンを多角形とせずに折れ線状としても良い。また方向の異なる直線の組み合わせとしても良い。
【００２４】
溶湯容器内張の耐火物施工体の材質は、塩基性、中性、酸性を問わない。
本発明に係るスリットを有するブロックは必ずしも溶湯容器内表面の全面に設けられている必要はなく、部分的でも良い。
【００２５】
【実施例】
本発明による耐火物ブロックの構造の例を図１〜３に示す。図１は六角形を組み合わせたハニカム型、図２は折れ線状、図３は千鳥型である。本発明の耐火物ブロックの製造方法の一例を図１の場合で説明すると、スリットは樹脂と耐火粒子を練って固めた板とし、六角形を組み合わせた網目状スリットを耐火物ブロック厚み方向に２段に配置し、スリットが面に貫通するのを防ぐため、上段の網目と下段の網目をずらしてある。また、背面側１００ｍｍにはスリットは配置されていない。なお耐火物ブロックの大きさは長さ１０００×幅１０００×厚さ４００ｍｍとした。
【００２６】
＜実施例１＞
図１に示した構造の耐火物ブロックを溶鋼取鍋の湯当たりブロックとして使用した。材質はＭｇＯを１０質量％、Ａｌ₂Ｏ₃を８５質量％含有し、残部がＳｉＯ₂、ＣａＯ、Ｆｅ₂Ｏ₃などからなるアルマグキャスタブルとし、スリットはフェノール樹脂３０質量％と粒径０．０１〜０．５ｍｍのアルミナ粒子７０質量％を練って固めた厚さ５ｍｍの板とした。このブロックを溶鋼取鍋の敷に通常とおり設置し、他の部分の耐火物も通常通り施工した上で乾燥、予熱し、実使用に供した。従来のスリットのない湯当たりブロックは５ｃｈ目までに大きな亀裂が発生するのに対して、本ブロックは１０ｃｈ目でも設置したスリット以外には顕著な亀裂は見られなかった。また従来のブロックは３０ｃｈ程度で交換を要する程に損耗するのに対し、本ブロックは５０ｃｈ以上安定して使用できた。
【００２７】
＜実施例２＞
図２に示した構造の耐火物ブロックを溶鋼取鍋の湯当たりブロックとして使用した。材質はアルマグキャスタブル、スリット材共に実施例１の場合と同じとした。このブロックを溶鋼取鍋の湯当たりブロックとして実施例１の場合と同様に試用した。従来のスリットのない湯当たりブロックは５ｃｈ目までに大きな亀裂が発生したのに対して、本ブロックは１２ｃｈ目でも設置したスリット以外には顕著な亀裂は見られなかった。また従来のブロックは３０ｃｈ程度で交換を要する程に損耗するのに対し、本ブロックは５０ｃｈ以上安定して使用できた。
【００２８】
＜実施例３＞
図３に示した構造の耐火物ブロックを実施例１及び２の場合と同様に製造して試用した。従来のスリットのない湯当たりブロックは５ｃｈ目までに大きな亀裂が発生したのに対して、本ブロックは１０ｃｈ目でも設置したスリット以外には顕著な亀裂は見られなかった。また従来のブロックは３０ｃｈ程度で交換を要する程に損耗するのに対し、本ブロックは５０ｃｈ以上安定して使用できた。
【００２９】
【発明の効果】
本発明により高耐用性の耐火物ブロックが得られるようになり、これを使用することで耐火物ライニングの寿命を大幅に向上させることができ、耐火物コストを大きく引き下げることができる。また耐火物の修理に要する時間や手間をも大幅に削減できるため、窯炉の稼働率向上も図ることができ、鉄鋼等の生産性を向上させることもでき、本発明は非常に有益であると言える。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の実施例である耐火物ブロックの平面図、および（ｂ）図１（ａ）の断面図（Ａ−Ａ断面）。
【図２】（ａ）本発明の実施例である耐火物ブロックの平面図、および（ｂ）図２（ａ）の断面図（Ｂ−Ｂ断面）。
【図３】（ａ）本発明の実施例である耐火物ブロックの平面図、および（ｂ）図３（ａ）の断面図（Ｃ−Ｃ断面）。
【図４】本発明の耐火物ブロックに形成されるスリットのパターンおよびスリットの間隔を説明するための模式図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a refractory used in a kiln or facility for treating or holding a molten metal or a high-temperature substance.
[0002]
[Prior art]
A refractory is an indispensable member for processing and holding high-temperature substances such as molten metal. Refractories are exposed to thermal shock due to the entry and exit of hot contents and are in an environment that is easily destroyed. In particular, a refractory for a ladle that is a transport container used in a molten metal smelting process is required to have both high thermal shock resistance and corrosion resistance against erosion caused by slag accompanying the molten metal.
[0003]
In recent years, an alumina-magnesia casting material (hereinafter abbreviated as “Almag castable”) is frequently used in a ladle for steel refining. This is largely due to the high corrosion resistance and high strength of this refractory. This refractory contains alumina (corundum) and usually 10% by mass or less of magnesia (pericles). These receive heat during use and combine to produce fine spinel, which strongly binds alumina. This is probably because of this. On the other hand, with the generation of spinel, the construction body undergoes volume expansion. By adjusting the brand and particle size of alumina and magnesia, and adding silica flour, the expansion can be suppressed considerably. However, even if heat treatment is performed at 1400 ° C., residual linear expansion of about 2% occurs.
[0004]
Almag castables are used not only for the side walls of molten steel ladle but also for the hot water block. Hot water is a part where molten steel flows easily when it is poured into a ladle from a converter or electric furnace, and uses a refractory with high strength, high corrosion resistance and high reliability. Nowadays, almost all molten steel ladles are lined with irregular refractories, and castable refractories are often used for hot water. However, since the quality control of the construction body is not easy with the method of applying directly to the ladle, the refractory block (precast block) manufactured by pouring and drying under strict control in a dedicated factory is hot water. Often used for. In terms of material, the hot water block made of Almag castable has better durability than alumina-spinel and alumina casting material, and is currently widely used.
[0005]
By the way, in Japanese Utility Model Laid-Open No. 7-15761, a slit having a lower end opened below the seal hardware is provided in the circumferential direction in order to suppress cracking of the irregular refractory, joint opening of the internal brick, and generation of gaps. An RH dip tube is disclosed. On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 60-17007 and 61-252846 disclose techniques for suppressing wear of refractory by optimizing the thickness of joints between refractory brick blocks.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the Almag castable has a large residual expansion due to spinel generation, and the material expands greatly in the vicinity of the working surface. In addition, since not only residual expansion but also most materials undergo thermal expansion, this expansion is added to the expansion associated with the generation of spinel, so that cracks are generated in the block and the destruction of the block is accelerated. If the generation of this crack can be suppressed, the life of the Almag Castable hot water block is expected to be greatly extended. Even if it is not an almag castable, cracks are generated due to thermal expansion, and therefore, countermeasures for suppressing the occurrence of cracks in the refractory block are a general problem in general refractory technology.
[0007]
The invention described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 7-15761 is an invention in which a slit is provided in a hardware in order to suppress cracking of the refractory due to deformation of the sealed hardware, and in the case of a refractory block having no hardware. Is not applicable at all. The inventions described in JP-A-60-17007 and JP-A-61-252846 are both inventions that focus on the joints between the refractory blocks, and the refractory blocks themselves or the occurrence of cracks therein. No solution is provided for such problems.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
As a result of repeated efforts to solve these problems, the present invention was obtained. That is, the gist of the present invention is that
(1) wide slit 0.1~10mm are provided at intervals of 30～5000Mm, in refractory blocks the slit is filled with a mixture of substances that may be destroyed in resistant fire particles and high temperature, the slit direction be one having a different 2 or more straight lines, refractory blocks disposed on 2 Dan以in the thickness direction of the refractory block,
(2) wide slit 0.1~10mm are provided at intervals of 30～5000Mm, in refractory blocks the slit is filled with a mixture of substances that may be destroyed in resistant fire particles and high temperature, the slit multi while none of the square, or while none of the polygonal line, refractory blocks disposed on 2 Dan以in the thickness direction of the refractory block,
(3) The refractory block according to (1) or (2), wherein the slit is provided in a portion excluding a range of 50 mm from the back surface,
( 4 ) In manufacturing the refractory block according to any one of (1) to (3) , a refractory is formed by embedding a plate-like mixture of refractory particles and a material that can be burned off, and then dried or preheated. A method of manufacturing a refractory block that forms slits,
( 5 ) A molten metal container in which the refractory block according to any one of (1) to (3) is partially or entirely used for a lining.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The role of the slit in the present invention will be described. When the working surface of the refractory block is heated in contact with molten steel, etc., thermal expansion and, in the case of an Almag castable, expansion due to the generation of spinel results in parallel compressive stress on the working surface, and the temperature on the back side Tensile stress is generated in the low and low expansion portion. For this reason, if the block is thin, the strength on the back side is insufficient, and a crack perpendicular to the working surface occurs. On the other hand, if the block is thick, the strength on the back side is sufficient, so that a crack close to the working surface is generated in parallel so that the portion near the expanded working surface is peeled off.
[0010]
In the case of the refractory block of the present invention, the expansion and thermal expansion associated with the generation of spinel are alleviated by crushing the slit, so that no crack is generated or is hardly generated. The interval between the slits is 30 to 5000 mm. If this is less than 30 mm, the filling of the refractory clay or the kneaded material between the spacers inserted to form the slits deteriorates, the quality of the refractory block deteriorates, and the slit itself is a defect inside the refractory block. This is because it acts and the corrosion resistance and slag infiltration resistance of the refractory block decreases. On the other hand, if the distance exceeds 5000 mm, the required slit thickness increases, and slag or molten steel enters the slit. The recommended slit spacing is, for example, about 100 to 600 mm in the case of a hot water block of about 1.2 m in length and width installed at the bottom of the molten steel ladle.
[0011]
FIG. 4 schematically shows a slit pattern that can be formed in the refractory block of the present invention. The slit spacing will be described with reference to FIG. The spacing of the slits, the pattern is the case of a polygon, and most spacing apart the slit interval short pair of parallel lines among the two parallel lines in contact with the polygon. (FIGS. 4A to 4C). Also, in the case of polygonal line, for straight lines do not intersect, of the distance to the line opposite from any point, the shortest ones and spacing of slits (Fig. 4 (d)). When different two or more straight lines or Ranaru is direction, as in the case of polygonal above is regarded as a polygon formed by extending each line segment, the most distance among the two parallel lines A pair of short parallel lines is defined as the interval between the slits (FIG. 4E).
The width of the slit is 0.1 to 10 mm. In order to form a slit having a thickness of less than 0.1 mm, a spacer having a thickness of less than 0.1 mm is required. Then, the strength of the spacer itself is insufficient, and it is difficult to form the slit as intended by bending or breaking when constructing the refractory clay or kneaded material. On the other hand, if the slit thickness exceeds 10 mm, there is a risk that slag or molten steel may enter before the slit collapses.
[0012]
The width of the slit is adjusted by the installation interval, the thermal expansion coefficient of the material, and the residual expansion coefficient. In the case of high-temperature materials to be handled, that is, steel refining equipment, the temperature of molten steel is T (° C), the thermal expansion coefficient of the refractory material itself is E (1 / ° C), the residual line change rate is R (%), and the slit interval is D Assuming (mm), the required slit width W (mm) is given by equation (1).
[0013]
[Expression 1]

[0014]
Here, A is a coefficient for fitting and is about 0.2 to 1, preferably about 0.5 to 0.7. The residual line change rate is a percentage of the length of the paper piece after being heat-treated at the temperature T and then cooled to room temperature to the length before the heat treatment. The heat treatment time is the time until the residual line change rate is saturated. Further, when the thermal expansion coefficient is measured by measuring the thermal expansion coefficient of the Almag castable, it becomes a value obtained by adding the residual line change accompanying the spinel generation. In this case, extrapolation may be performed based on the measured values up to 1000 ° C. at which almost no spinel is generated.
[0015]
Even if the slit is filled with a contractible refractory material, that is, a refractory mortar, ceramic fiber, a contractible castable, a porous refractory, etc., since they are contractible, they function similarly to the slit. In addition, when using these contractible refractory materials, it is necessary to adjust the construction thickness according to each contractibility. That is, when the shrinkage ratio is S%, the required thickness is a value obtained by dividing the slit thickness by (S / 100) as a guideline for the required construction thickness.
[0016]
The slits can be formed by embedding plate paper, wood, resin, low melting point metals (for example, aluminum, zinc, tin, lead, antimony, bismuth, or alloys, compounds, or mixtures thereof) as spacers and refractories. It is easy to form a refractory block by a method such as pouring or pressing, and to form a slit in the drying or preheating stage. A spacer made of metal or resin can be extracted after molding to form a slit, or can be cut with a blade or a water jet.
[0017]
Although the slit can be normally provided in a shape extending from the surface of the refractory block to the inside, it does not necessarily have to reach the surface, and may exist only inside the refractory block.
[0018]
As a method for installing the compressible refractory material, a plate-shaped porous body made of refractory particles, a board made of ceramic fibers, or a plate-shaped mixture of refractory particles and a material that can be burned out (for example, refractory mortar and resin). A method of forming a refractory block by embedding a mixture, kneading, and forming into a plate shape is easy. As refractory particles such as alumina, mullite, silica, spinel, magnesia, chrome ore, zircon, zirconia, clay or those fired from this, fluorite, silicon carbide, etc. What can be used can be used. The resin burns down during drying or preheating of the refractory block, and the refractory particles remain in a plate shape. As the resin, those used for normal bonding and molding can be used.
[0019]
The material of the refractory constituting the main part of the refractory block may be basic, neutral or acidic. Moreover, either what is shape | molded by pouring construction like a castable refractory and what is press-molded like a brick may be sufficient. However, the effect is likely to appear for materials having a large thermal expansion or a material having a large change in residual line such as expansion accompanying spinel generation in an Almag castable.
[0020]
The slit exerts its effect when it is present at or near the surface of the refractory block that expands at a high temperature. However, since the thickness of the refractory decreases with the number of use or time, it is necessary to install the slit deeply to some extent. However, if the slit penetrates to the back side of the refractory block, there is a risk that slag or molten steel flows out through the slit. Therefore, if the slit does not exist on the back side of the refractory block, that is, 50 mm on the back side, such a risk can be avoided.
[0021]
Moreover, if the slit penetrates from the working surface to the deep part, there is a concern that slag or molten steel may penetrate deeply. In that case, the slits do not penetrate through the surface in the thickness direction, but may have at least two steps.
[0022]
On the other hand, the arrangement pattern of the slits is also an important factor. If the slits are arranged in parallel lines when projected onto the working surface, expansion in the direction perpendicular to the lines can be reduced, but expansion in the parallel direction cannot be reduced. When the shape of the portion partitioned by the slit is a polygonal stitch such as a triangle, a quadrangle, or a hexagon, expansion in any direction can be reduced. In particular, the hexagonal shape is advantageous in that the number of slits gathered at each intersection can be reduced to three, so that damage near the intersection can be minimized. A pattern in which various polygons are mixed may be used. In this case, it can be a pentagon or other polygons. Also these polygons edges are straight lines (three-dimensional in the plane). Further, the slits may be arranged in a mesh pattern in two or more steps in the thickness direction.
[0023]
On the other hand, the arrangement pattern of the slits may be a polygonal line instead of a polygon. Or it may be a combination of directions different straight lines.
[0024]
The material of the refractory construction body of the molten metal lining may be basic, neutral or acidic.
The block having the slit according to the present invention is not necessarily provided on the entire inner surface of the molten metal container, and may be partial.
[0025]
【Example】
Examples of the structure of the refractory block according to the present invention are shown in FIGS. 1 is a honeycomb type combining hexagons, FIG. 2 is a polygonal line, and FIG. 3 is a staggered type. An example of the manufacturing method of the refractory block according to the present invention will be described in the case of FIG. 1. The slit is a plate made by kneading resin and refractory particles, and a hexagonal mesh slit is formed in the refractory block thickness direction. place in stages, to prevent the slit that penetrates the surface, it is shifted second upper web and the lower web eyes. Further, no slit is arranged on the back side 100 mm. The size of the refractory block was set to length 1000 × width 1000 × thickness 400 mm.
[0026]
<Example 1>
The refractory block having the structure shown in FIG. 1 was used as a hot water per block of a molten steel ladle. The material is 10% by mass of MgO and 85% by mass of Al ₂ O ₃ , the balance is made of Almag castable composed of SiO ₂ , CaO, Fe ₂ O _3, etc. A plate having a thickness of 5 mm was prepared by kneading 70 mass% of alumina particles of 01 to 0.5 mm. This block was installed as usual on the ladle of the molten steel ladle, and other parts of the refractory were constructed as usual, then dried, preheated and used for actual use. While the conventional hot water block without slits had a large crack by the 5th channel, this block had no significant cracks other than the slit installed at the 10th channel. Further, the conventional block is worn out to the extent that it needs to be replaced in about 30 channels, whereas this block can be used stably for 50 channels or more.
[0027]
<Example 2>
The refractory block having the structure shown in FIG. 2 was used as a hot water per block of a molten steel ladle. The material was the same as in Example 1 for both the Almag castable and the slit material. This block was used in the same manner as in Example 1 as a block per hot water of a molten steel ladle. While the conventional hot water block without slits had large cracks by the 5th channel, this block had no significant cracks other than the slits installed at the 12th channel. Further, the conventional block is worn out to the extent that it needs to be replaced in about 30 channels, whereas this block can be used stably for 50 channels or more.
[0028]
<Example 3>
A refractory block having the structure shown in FIG. 3 was produced and tested in the same manner as in Examples 1 and 2. While the conventional hot water block without slits had large cracks by the 5th channel, this block had no significant cracks other than the slits installed at the 10th channel. Further, the conventional block is worn out to the extent that it needs to be replaced in about 30 channels, whereas this block can be used stably for 50 channels or more.
[0029]
【The invention's effect】
According to the present invention, a highly durable refractory block can be obtained. By using this block, the life of the refractory lining can be significantly improved, and the refractory cost can be greatly reduced. Moreover, since the time and labor required for repairing the refractory can be greatly reduced, the operating rate of the kiln can be improved, and the productivity of steel and the like can be improved. The present invention is very useful. It can be said.
[Brief description of the drawings]
1A is a plan view of a refractory block according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view of FIG. 1A (A-A cross section).
2A is a plan view of a refractory block according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a cross-sectional view of FIG. 2A (BB cross section).
3A is a plan view of a refractory block according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a cross-sectional view (CC cross section) of FIG.
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining slit patterns and slit intervals formed in the refractory block of the present invention.

Claims (5)

幅０．１〜１０ｍｍのスリットが３０〜５０００ｍｍの間隔で設けられ、該スリットが耐火粒子と高温で焼失し得る物質の混合物で充填されている耐火物ブロックにおいて、該スリットが方向の異なる２種以上の直線を有するものであって、耐火物ブロックの厚さ方向に２段以上に配置されている耐火物ブロック。Slit width 0.1~10mm are provided at intervals of 30～5000Mm, differ in refractory blocks the slit is filled with a mixture of substances that may be destroyed in resistant fire particles and high temperature, the slit is directional 2 be one having a seed or a straight line, refractory blocks disposed on 2 Dan以in the thickness direction of the refractory block. 幅０．１〜１０ｍｍのスリットが３０〜５０００ｍｍの間隔で設けられ、該スリットが耐火粒子と高温で焼失し得る物質の混合物で充填されている耐火物ブロックにおいて、該スリットが多角形をなしながら、又は折れ線状をなしながら、耐火物ブロックの厚さ方向に２段以上に配置されている耐火物ブロック。Slit width 0.1~10mm are provided at intervals of 30～5000Mm, in refractory blocks the slit are filled with a mixture of substances that may be destroyed in resistant fire particles and high temperature, the slit forms the polygon while, or while none of the polygonal line, refractory blocks disposed on 2 Dan以in the thickness direction of the refractory block. スリットが背面から５０ｍｍの範囲を除いた部分に設けられている請求項１または２記載の耐火物ブロック。  The refractory block according to claim 1 or 2, wherein the slit is provided in a portion excluding a range of 50 mm from the back surface. 請求項１〜３の何れか１項に記載の耐火物ブロックを製造するに際し、耐火粒子と焼失し得る物質の板状の混合物を埋め込んで耐火物を形成し、乾燥または予熱してスリットを形成させる耐火物ブロックの製造方法。When manufacturing a refractory block according to any one of claims 1 to 3 , a refractory is formed by embedding a plate-like mixture of refractory particles and a material that can be burned off, and then dried or preheated to form a slit. A method for manufacturing a refractory block. 請求項１〜３の何れか１項に記載の耐火物ブロックを一部または全部に内張りに使用したことを特徴とする溶湯容器。The refractory block according to any one of claims 1 to 3 , wherein the refractory block is partially or entirely used for a lining.

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