JPH0317783B2 - - Google Patents

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JPH0317783B2
JPH0317783B2 JP58100177A JP10017783A JPH0317783B2 JP H0317783 B2 JPH0317783 B2 JP H0317783B2 JP 58100177 A JP58100177 A JP 58100177A JP 10017783 A JP10017783 A JP 10017783A JP H0317783 B2 JPH0317783 B2 JP H0317783B2
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JP
Japan
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molten metal
bricks
brick
less
additives
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JP58100177A
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Shin Komatsu
Takeshi Nakamoto
Juzo Ootsuki
Hajime Yoshino
Yoshiji Fujio
Tsuneo Kitai
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、耐用寿命にすぐれると共に、溶融金
属への添加物の効果を損なわない、溶融金属容器
底部内張り用アルミナ−シリカ質耐火れんが製造
方法に関するものである。 製鉄産業で使用される取鍋、タンデツシユ等の
溶融金属容器において、その底部の内張りに要求
される条件は次のようなものである。 溶融金属を受けたとき、および排出する際の
加熱−冷却に伴う熱衝撃で亀裂を発生しないこ
と。 目地の先行溶損、れんがの角欠けがないこ
と。 容器内側に迫り出さないこと。 溶融金属の成分調整のために添加されるアル
ミニウム、マンガン、チタン等の添加物の作用
を損なわないこと。 以上は溶融金属容器全体の内張りに対する条件
であるが、底部は深度圧力が高く、かつ、溶融金
属を受ける際に湯当り部になるため、他の部位に
比べて特に高いものが要求される。 従来、底部の内張りとしては、酸性耐火原料を
主体としたSiO2成分に富む酸性れんが、Al2O3
たはCr2O3−Al2O3−M+2O(例えばMg,Ca等の
2価イオンの酸化物)系原料を主体とした中性れ
んが、MgOまたはM2 +3O3(例えばAl,Cr等の3
価イオンの酸化物)−MgO−CaO系原料を主体に
する塩基性れんが等が使用されている。しかしな
がら、これら従来のれんがはそれぞれに特徴を有
しているものの、いずれも一長一短があり、上述
の条件すべてを満足しうるものではなく、これを
内張りした容器は寿命の短いものであつた。 本発明者らはアルミナ−シリカ系れんがに的を
絞り、種々の実験を重ねた結果、その原料の種類
と割合、およびれんがの化学成分を特定化する
と、底部内張りの条件に見合う材質が得られるこ
とを知り、本発明を完成するに至つたものであ
る。 本発明の特徴とするところは、コランダム・シ
リマナイト質原料10〜40wt%、アンダルサイト
40〜75wt%、ろう石3〜40wt%、粘土2〜10wt
%よりなる配合物を混練、成形後、1000℃以上で
焼成し、しかして焼成後の化学成分がAl3O335〜
70wt%,SiO225〜60wt%,残部7wt%以下であ
る溶融金属容器底部内張り用アルミナ−シリカ質
れんが製造方法である。 まず、れんが製造における各配合原料の種類、
役割、割合限定の理由について述べる。これらの
原料は、いずれも耐火原料として公知のものであ
り、市販品より得られる。原料の化学分析値を第
1表に示す。 コランダム・シリマナイト質原料は天然産で得
られ、顕微鏡組織的には針状ないし繊維状のシリ
マナイト中に粒状のコランダムが点在して構成さ
れている。化学成分はAl2O355〜78wt%、SiO215
〜35wt%、その他成分6wt%以下が好適である。
この原料は、れんがに耐食性と耐スポーリング性
を付与する効果がある。また、1600℃以上で熱膨
張が大きく主として高温域での収縮を防止する。
10wt%未満では効果がなく、40wt%を超えると
熱膨張による応力で角欠け、迫り出し等の原因と
なる。 アンダルサイトは、天然に得られるシリマナイ
ト族鉱物である。れんがの耐スポーリング性付与
と、主として1450℃以上での収縮を防止する。
40wt未満では効果がなく、75wt%を超えると熱
膨張による応力で角欠け、迫り出し等をきたす。 ろう石はパイロフイライト、セリサイト、カオ
リン、石英を主に含有した原料で、天然産であ
る。1300℃以上の域での熱膨張で、れんがの収縮
を防止する。また、残存膨張が大きいため、溶融
金属排出による冷却時の収縮が防止される。3wt
%未満は効果がなく、40wt%を超えるとその分、
耐食性にすぐれた他の配合原料の割合が少なくな
つて、れんがの耐食性が低下する。 このように、本発明では熱膨張率の異なる原料
の組合せにより、低温から高温を通して目地開き
の原因となる収縮がなく、しかも熱応力過多によ
る角欠けや迫り出しを防止できるものと考えられ
る。さらに、ろう石は残存膨張が特に大きく、こ
れが容器の冷却時の目地開きを防止している。 粘土は、結合力と充填されやすさでれんがの素
地強度を増す。2wt%未満では効果がなく、10wt
%を超すと焼成収縮により、れんがに変形をきた
す。 さらに、必要により仮焼アルミナを10wt%以
下、配合してもよい。仮焼アルミナは、水酸化ア
ルミニウムを1000℃前後で熱処理して得られる。
一般に44μ以下の超微粉で、しかもAl2O399.8wt
%以上の高純度であることから、マトリツクスの
耐食性を向上させる効果がある。しかし、10wt
%を超えるとレンガ組織の緻密化から耐スポーリ
ング性を低下させる。 その他、本発明効果を損なわない範囲であれば
例えば鱗状黒鉛、酸化クロム等を10wt%以下配
合してもよい。10wt%以下では、成形時のラミ
ネーシヨン等の原因となつて好ましくない。 以上の配合原料は、常法どうり粗粒、中粒、微
粒に粒度調整し、結合剤として例えばデキストリ
ン、水ガラス、リグニンスルフオン酸ソーダ、り
ん酸アルミニウム等の有機または無機の結合剤
と、必要により水を添加して混練し、オイルプレ
ス・フレクシヨンプレス等で加圧成形後、1000℃
以上、好ましくは1100〜1300℃で焼成する。 ところで、容器内の溶融金属中にマンガン、ア
ルミニウム、チタン等の添加物を投入する精錬法
が、最近盛んに行われるようになつた。これらの
添加物は溶融金属中で他成分と反応して他物質に
変化し、その効果が失なわれるものも少くない。
本発明者らの実験によると、添加物の歩留まり
(添加物が単体の状態で溶融金属中に残留する量)
は、れんが中のSiO2成分に大きく影響されるこ
とがわかつた。すなわち、れんが中のSiO2成分
がSiの形で溶出し、これが添加物と反応しやすい
からと思われる。第1図にマンガン、アルミニウ
ム、チタンの各添加物の歩留りと、れんが中の
SiO2含有量の関係を示す。従来例1のれんが
(S:O286wt%)の各金属の歩留りを1.0とした
比。添加物を投入後の溶融金属をサンプリング
し、成分を測定した結果である。SiO2含有量の
増加に伴つて添加物の歩留まりの低下が見られ
る。 そこで、本発明では他の特性を失なわない範囲
でれんが中のSiO2成分を低減させるため、れん
が中の化学成分をAl2O335〜70wt%、SiO225〜
60wt%、残部7wt%以下に限定した。Al2O3
35wt%未満では耐食性が低下し、70wt%を超え
ると耐スポーリング性が低下する。SiO2が25wt
未満では耐スポーリング性が小さく、60wt%を
超えると溶融金属への添加物の歩留まりが小さく
なる。最も好ましい範囲はそれぞれAl2O330〜
50wt%、SiO220〜50wt%、残部5wt以下である。 以上の本発明によつて得られるアルミナ−シリ
カ質耐火れんがは、稼動に際して溶融金属を受け
ると加熱されるが、昇温過程において適度な熱膨
張応力を持続するので目地開きがなく、しかも応
力過多による角欠け、迫り出しが殆んど生じな
い。また、残存膨張によつて、溶融金属排出後の
冷却による目地開きも防止されるため、一旦、完
全に冷却されてから再度使用される取鍋において
特に顕著な効果がある。 さらに、れんが中の成分を限定することで、上
記効果を失なうことなく、かつ、溶融金属の精錬
を目的とする添加物の効果が損われるのを極力少
なくすることができる。 つぎに、本発明実施例、比較例、従来例をあ
げ、それぞれについての試験結果を示す。 各例は第2表に示す原料配合を混練し、フレク
シヨンプレスで加圧成形後、トンネルキルンにて
焼成して耐火れんがを得た。このれんがの試験結
果を第3表の上部に示す。さらに、このれんがを
260t取鍋の底部に実際に内張りした場合の試験結
果を同表の下部に示す。
The present invention relates to a method for producing an alumina-siliceous refractory brick for lining the bottom of a molten metal container, which has an excellent service life and does not impair the effects of additives to the molten metal. The following conditions are required for the bottom lining of molten metal containers such as ladles and tundishes used in the steel industry. No cracks will occur due to thermal shock associated with heating and cooling when receiving and discharging molten metal. No prior melting of joints or chipped corners of bricks. Do not protrude inside the container. Do not impair the effects of additives such as aluminum, manganese, titanium, etc. added to adjust the composition of molten metal. The above conditions are for the lining of the entire molten metal container, but the bottom part has a high depth pressure and becomes the contact area when receiving molten metal, so it is required to have particularly high lining conditions compared to other parts. Conventionally, the bottom lining has been made of acidic bricks rich in SiO2 , mainly made of acidic refractory raw materials, Al2O3 or Cr2O3 - Al2O3 - M +2O (for example, SiO2- rich bricks such as Mg, Ca, etc. ). Neutral bricks based mainly on oxides of valent ions), MgO or M 2 +3 O 3 (e.g. Al, Cr, etc.)
Basic bricks, etc., which are mainly made of valence ion oxides)-MgO-CaO-based raw materials, are used. However, although these conventional bricks each have their own characteristics, they all have advantages and disadvantages, and cannot satisfy all of the above conditions, and containers lined with these bricks have a short lifespan. The inventors focused on alumina-silica bricks and conducted various experiments. By identifying the type and proportion of the raw materials and the chemical composition of the bricks, the inventors were able to obtain a material that met the requirements for the bottom lining. Knowing this, we have completed the present invention. The characteristics of the present invention are that 10 to 40 wt% of corundum/sillimanite raw material, andalusite
40-75wt%, waxite 3-40wt%, clay 2-10wt
After kneading and molding a compound consisting of
This is a method for producing an alumina-siliceous brick for lining the bottom of a molten metal container, which contains 70 wt%, SiO 2 25 to 60 wt%, and the balance 7 wt% or less. First, the types of raw materials used in brick manufacturing,
Describe the role and reason for limiting the proportion. All of these raw materials are known as refractory raw materials and can be obtained from commercially available products. The chemical analysis values of the raw materials are shown in Table 1. The corundum-sillimanite raw material is obtained naturally, and its microscopic structure consists of acicular or fibrous sillimanite interspersed with granular corundum. Chemical composition is Al 2 O 3 55-78wt%, SiO 2 15
~35 wt%, and other components preferably 6 wt% or less.
This raw material has the effect of imparting corrosion resistance and spalling resistance to bricks. In addition, it has a large thermal expansion above 1600°C and mainly prevents shrinkage in high temperature ranges.
If it is less than 10wt%, it is ineffective, and if it exceeds 40wt%, stress due to thermal expansion may cause corner chipping, extrusion, etc. Andalusite is a naturally occurring sillimanite group mineral. Provides spalling resistance to bricks and mainly prevents shrinkage at temperatures above 1450℃.
If it is less than 40wt%, it will not be effective, and if it exceeds 75wt%, stress due to thermal expansion will cause corner chipping, protrusion, etc. Waxite is a naturally occurring raw material that mainly contains pyrofluorite, sericite, kaolin, and quartz. Thermal expansion at temperatures above 1300℃ prevents bricks from shrinking. Furthermore, since the residual expansion is large, shrinkage during cooling due to discharge of molten metal is prevented. 3wt
If it is less than 40wt%, it has no effect, and if it exceeds 40wt%,
The proportion of other blended raw materials with excellent corrosion resistance decreases, and the corrosion resistance of the bricks decreases. In this way, in the present invention, by combining raw materials with different coefficients of thermal expansion, there is no shrinkage that causes joint opening from low to high temperatures, and it is thought that corner chipping and extrusion due to excessive thermal stress can be prevented. Furthermore, waxite has a particularly large residual expansion, which prevents the opening of the joints when the container is cooled. Clay increases the strength of the brick matrix through its cohesive strength and ease of filling. Less than 2wt% has no effect, 10wt
%, the bricks will be deformed due to firing shrinkage. Furthermore, if necessary, 10 wt% or less of calcined alumina may be added. Calcined alumina is obtained by heat-treating aluminum hydroxide at around 1000°C.
Generally ultra-fine powder of 44μ or less, and Al 2 O 3 99.8wt
% or more, it has the effect of improving the corrosion resistance of the matrix. However, 10wt
If it exceeds %, the spalling resistance decreases due to the densification of the brick structure. In addition, up to 10 wt% or less of scaly graphite, chromium oxide, etc. may be added as long as the effects of the present invention are not impaired. If it is less than 10 wt%, it may cause lamination during molding, which is undesirable. The above blended raw materials are adjusted in particle size to coarse, medium, and fine particles by a conventional method, and are combined with an organic or inorganic binder such as dextrin, water glass, sodium lignin sulfonate, or aluminum phosphate as a binder. Add water if necessary, knead, pressurize using an oil press, flexion press, etc., and then heat to 1000°C.
The above temperature is preferably 1100 to 1300°C. Incidentally, a refining method in which additives such as manganese, aluminum, and titanium are added to molten metal in a container has recently become popular. These additives react with other components in the molten metal and change into other substances, and many of them lose their effects.
According to experiments conducted by the inventors, the yield rate of additives (the amount of additives remaining in the molten metal as a single substance)
was found to be greatly affected by the SiO2 content in the brick. In other words, this seems to be because the SiO2 component in the brick is eluted in the form of Si, which easily reacts with additives. Figure 1 shows the yield of manganese, aluminum, and titanium additives, and the
The relationship between SiO 2 content is shown. Ratio where the yield of each metal in the brick of Conventional Example 1 (S:O 2 86wt%) is 1.0. These are the results of sampling the molten metal after adding additives and measuring the components. A decrease in the yield of additives is observed as the SiO 2 content increases. Therefore, in the present invention, in order to reduce the SiO 2 component in the brick without losing other properties, the chemical components in the brick are changed to 35 to 70 wt% Al 2 O 3 and 25 to 25 wt% SiO 2 .
The content was limited to 60wt% and the remainder to 7wt% or less. Al 2 O 3
If it is less than 35wt%, corrosion resistance will decrease, and if it exceeds 70wt%, spalling resistance will decrease. 25wt SiO2
If it is less than 60 wt%, the spalling resistance will be low, and if it exceeds 60 wt%, the yield of additives to the molten metal will be low. The most preferred range is Al 2 O 3 30~
50wt%, SiO 2 20-50wt%, and the remainder 5wt% or less. The alumina-silica refractory brick obtained by the present invention as described above is heated when exposed to molten metal during operation, but maintains appropriate thermal expansion stress during the temperature rising process, so there is no joint opening and there is no excessive stress. Almost no corner chipping or protrusion occurs. In addition, the residual expansion prevents joint opening due to cooling after discharging the molten metal, which is particularly effective in ladles that are once completely cooled and then used again. Furthermore, by limiting the components in the brick, it is possible to minimize the loss of the effect of additives intended for refining molten metal without losing the above effects. Next, examples of the present invention, comparative examples, and conventional examples will be given, and test results for each will be shown. In each example, the raw materials shown in Table 2 were kneaded, pressure-molded using a flexion press, and fired in a tunnel kiln to obtain refractory bricks. The test results for this brick are shown at the top of Table 3. Furthermore, this brick
The test results when the bottom of a 260t ladle was actually lined are shown at the bottom of the table.

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】 なお、この場合、側壁の内張り材質は、高アル
ミナ質れんがである。 以上の結果からも明らかなように、容器底部の
内張りに要求される条件を、本発明実施例はいず
れも満足し、その結果、容器底部の耐用寿命の延
長と、この容器が製造工程上にある鋼製品の品質
向上を図ることができた。
[Table] In this case, the lining material for the side walls is high alumina brick. As is clear from the above results, all of the examples of the present invention satisfy the conditions required for the lining of the bottom of the container, and as a result, the useful life of the bottom of the container is extended and the container is improved in the manufacturing process. We were able to improve the quality of certain steel products.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、れんが中のSiO2成分含有量と、添
加物の歩留まりとの関係を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the SiO 2 component content in bricks and the yield of additives.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 コランダム・シリマナイト質原料10〜40wt
%,アンダルサイト40〜75wt%,ろう石3〜
40wt%,粘土2〜10wt%よりなる配合物を混練、
成形後、1000℃以上で焼成し、しかして焼成後の
化学成分がAl3O335〜70wt%,SiO225〜60wt%,
残部7wt%以下である溶融金属容器底部内張り用
アルミナ−シリカ質耐火れんがの製造方法。
1 Corundum/sillimanite raw material 10~40wt
%, andalusite 40~75wt%, waxite 3~
Knead a mixture consisting of 40wt% and 2 to 10wt% clay,
After molding, it is fired at 1000℃ or higher, and the chemical components after firing are Al 3 O 3 35-70wt%, SiO 2 25-60wt%,
A method for producing an alumina-silica refractory brick for lining the bottom of a molten metal container with a residual content of 7 wt% or less.
JP58100177A 1983-06-07 1983-06-07 Molten metal vessel lined with alumina-silica refractory brick on bottom Granted JPS59227768A (en)

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JP6758147B2 (en) * 2016-10-11 2020-09-23 黒崎播磨株式会社 How to make cordierite-containing alumina-silica brick
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