CN1287544A - 未烧成的含碳耐火物及熔融金属用容器 - Google Patents

未烧成的含碳耐火物及熔融金属用容器 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种不会使熔融金属用容器的内衬的耐用性降低、可以防止铁皮变形、增加罐体寿命、抑制熔钢温度的降低以及可以减低能量损失的适合做为熔融金属用容器的内衬的含碳耐火材料;本发明还提供一种可以消减能量损失且耐用性安定的熔融金属用容器。具体而言,本发明为一种非烧结含碳耐火材料,在包含耐火性骨材以及30重量%以下的至少一部份含石墨的碳原料的非烧结含碳耐火材料中,该耐火材料的碳含量X重量%与热传导率 λ(W/m℃)之间存在λ≤0.8X+7的关系,表观气孔率为10%以下,以及比1mm大的耐火性骨材,相对于耐火性骨材与碳原料总量100重量份的含量,为20重量份以上。本发明还提供以该耐火材料为内衬的熔融金属用容器。

Description

非烧结含碳耐火材料及熔融金属用容器
技术领域
本发明是关于一种适合熔融金属用容器内衬的非烧结含碳耐火材料，尤其是通过减低熔融金属用容器的铁皮温度，而可以使防止铁皮变形及抑制熔钢温度降低成为可能的适于熔融金属用容器的内衬的非烧结含碳耐火材料，以及熔融全属用容器。
背景技术
含有石墨等碳的氧化镁碳砖、氧化铝-碳砖等含碳耐火材料，因其优异耐蚀性及耐氧化性而显示高耐用性，所以现在常被用于做为铁水罐车、铁水包、转炉、盛钢水包、脱气炉、保持炉及电炉等搬运用及处理用(RH脱气、LF处理等)。尤其是制铁用的各种容器的内衬。
但是，由于碳的热传导率高，进行RH脱气、LF处理等熔钢处理时，因熔钢长时间滞留于容器内，铁皮温度会上升，而发生铁皮变形及散热增大等问题。
再者，使进行搬运及处理的熔融金属的温度下降增大，也有使能量损失变大的问题。
而且，若铁皮温度变高，铁皮容易变形，而有容器罐体的耐用性降低等问题。又，在底部同样由于暴露于高温，而发生因滑阀装置变形造成铸造时的困扰等问题。
在属于高能量消耗产业的制铁业或非铁金属业中，将能量效率提高至最大为最重要的课题之一。
关于这些问题，至目前为止曾揭示如下的技术：
在‘耐火材料，Vol.149，No.10，574-575，1997’中，揭示将微孔隔热材料(厚3mm)应用于钢水包的侧壁，则铁皮温度约下降55℃。但是将隔热材料用于侧壁背面的场合，耐火材料内衬的成本变高；又，隔热材料由于其内部有多数气孔，无法得到高强度，结果纳入钢时耐火材料发生热膨胀等，以致隔热材料的结构发生压缩变形且隔热性易于降低，而有难以得到连续效果的问题。通常隔热材料能有效使用的期间约为磨耗耐火材料的1-2倍。而且更换隔热材料的时候，必须将里衬耐火材料解体。结果，虽然里衬耐火材料的耐用期间通常为磨耗耐火材料的5-8倍，但若应用隔热材料，其耐用期间将变成磨耗耐火材料的约1-2倍。
再者，若应用隔热材料，由于热通过铁皮散逸至外部之前会充满在耐火材料内，使耐火材料整体的温度上升，所以有耐火材料(尤其是磨耗耐火材料)的耐用性降低等问题。
在‘耐火材料，Vol.141，No.7，365-370，1989’中，为使转炉的铁皮寿命延长，虽然炉腹及下部锥体用吹风冷却法冷却，上部锥体用水冷却管法冷却，但该系统导入LF容器时，从热损失的观点出发并不适用。
再者在转炉等中，为缓和在高温的应力，虽然藉着使用已考虑MgO-C砖膨胀性的内衬设计可使产生的应力降低，但若在铁皮温度高的状态下运转，基本上仍会有铁皮温度上升，有铁皮变形及热损失等问题。
如上所述，在现有技术中，为减低铁皮温度，虽然藉着导入水冷却或空气冷却系统、于里衬砖的背面侧应用隔热材料，或于加热期间减低产生的应力等，以防止铁皮变形，但在成本问题、耐用性降低及能量节省方面未充分解决。
鉴于上述的问题，本发明的目的为提供一种可以防止熔融金属用容器的铁皮变形、增加罐体寿命、抑制熔钢温度降低以及可以减低能量损失的适合做为熔融金属用容器的内衬的含碳耐火材料，尤其是能降低能量损失且不会使内衬的耐用性降低的含碳耐火材料；本发明亦提供一种以该含碳耐火材料为内衬而可以削减能量损失且耐用性安定的熔融金属用容器。
在本发明中。‘熔融金属用容器’系指做为铁水罐车、铁水包、转炉、钢水包、脱气炉、保持炉及电炉等搬运用及处理用(RH脱气、LF处理等)的各种容器。
发明的公开
本发明者反复仔细研究了有关使由熔融金属用容器的能量损失减低的技术，以及同时不使耐蚀性、耐剥落性及耐氧化性等耐用性降低的技术，结果达成上述目的而完成本发明。
以下将更详细地说明本发明。
目前，各种熔炉所用的内衬用含碳耐火材料，为依据于个自的使用条件得到良好耐用性的需要，选用碳含量适当的，所以因对象熔炉的不同，而使用碳含量不同的含碳耐火材料。
近年来，含碳耐火材料的制造技术或材质设计技术进步的结果，已可以得到高密度的含碳耐火材料。
高密度的含碳耐火材料，一方面耐蚀性及耐氧化性优异且显示良好的耐用性，但另一方面由于热传导率高，内衬内的温度上升，使得熔炉的铁皮温度上升，由熔炉及熔融金属的放散热量变大。
目前，各种熔炉所用的高密度含碳耐火材料的热传导率λ(W/m℃)，虽视其的耐火性骨材的种类而定，但相对于该耐火材料的碳含量X重量％，大体在0.8X+8＜λ＜0.8X+16的范围内者为现状。
本发明者，研究了有关使来自熔融金属用容器的能量损失减低的技术，结果发现在含碳耐火材料中，至少一部分含石墨的碳原料占30重量％以下，以1-20重量％为较佳，以及该耐火材料的碳含量X重量％与热传导率λ(W/m℃)之间存在λ≤0.8X+7的关系，即可以达成上述目的，从而开发出本发明。
再者，本发明者研究了在使来自熔融金属用容器的能量损失减低的同时，不使耐蚀性、耐剥落性及耐氧化性等耐用性降低的技术，结果发现藉着在含碳耐火材料中，至少一部分含石墨的碳原料占30重量％以下，该耐火材料的碳含量X重量％与热传导率λ(W/m℃)之间存在λ≤0.8X+7的关系，表观气孔率为10％以下，以及比1mm大的耐火性骨材，相对于耐火性骨材与碳原料之总量100重量份的含量，为20重量份以上，可更进一步达成上述目的，从而开发出本发明。
因此一方面为高密度，一方面可以得到使来自熔融金属容器的能量损失减低的含碳耐火材料。
尤其是在至少一部份含石墨的碳原料占1-20重量％的场合，更发现与已用的具相同碳含量的含碳耐火材料相较，含碳耐火材料的热传导率降低10-30％以上，在以其内衬的熔融金属用容器中，含碳耐火砖的背面温度下降100-150℃，熔融金属用容器的铁皮温度在500℃以下，借此，开发出更为改善的本发明。
亦即，依照本发明的非烧结含碳耐火材料，
(1)其要旨(发明的特定事项)为‘一种非烧结含碳耐火材料，其特征为在包含耐火性骨材以及30重量％以下的至少一部份含石墨的碳原料的非烧结含碳耐火材料中，该耐火材料的碳含量X重量％与热传导率λ(W/m℃)之间存在λ≤0.8X+7的关系，表观气孔率为10％以下，以及比1mm大的耐火性骨材，相对于耐火性骨材与碳原料的总量100重量份的含量，为20重量份以上’。
再者，依照本发明的非烧结含碳耐火材料，
(2)其要旨(发明的特定事项)为‘一种非烧结含碳耐火材料，其特征为在包含(a)由50重量％以上的氧化镁组成的耐火性骨材以及(b)30重量％以下的至少一部份含石墨的碳原料的非烧结含碳耐火材料中，该耐火材料的碳含量X重量％与热传导率λ(W/m℃)之间存在λ≤0.8X+7的关系，表观气孔率为6％以下，以及比1mm大的耐火性骨材，相对于耐火性骨材与碳原料的总量100重量份的含量，为20重量份以上’。
再者，依照本发明的非烧结含碳耐火材料，
(3)其要旨(发明的特定事项)为‘一种非烧结含碳耐火材料，其特征为在包含(a)50重量％以上的碱含量在1重量％以下的氧化铝原料组成的耐火性骨材以及(b)30重量％以下的至少一部份含石墨的碳原料的非烧结含碳耐火材料中，该耐火材料的碳含量X重量％与热传导率λ(W/m℃)之间存在λ≤0.8X+5的关系，表观气孔率为10％以下，以及比1mm大的耐火性骨材，相对于耐火性骨材与与碳原料的总量100重量份的含量，为20重量份以上’。
再者，依照本发明的非烧结含碳耐火材料，
(4)其特征为‘在上述的非烧结含碳耐火材料中，该至少一部份含石墨的碳原料为1-20重量％的非烧结含碳耐火材料’。
再者，依照本发明的熔融金属用容器，
(5)其要旨(发明的特定事项)为‘一种熔融金属用容器，其特征为在熔融金属用容器中，于其内衬的至少一部份使用上述非烧结含碳耐火材料中任一种’。
再者，依照本发明的熔融金属用容器，
(6)其要旨(发明的特定事项)为‘一种熔融金属用容器，其特征为在熔融金属用容器中，于其内衬的至少一部份使用上述非烧结含碳耐火材料中任一种，以及铁皮温度在500℃以下’。
再者，依照本发明的熔融金属用容器，
(7)其要旨(发明的特定事项)为‘一种熔融金属用容器，其特征为在熔融金属用容器中，不将里衬隔热材料介于中间，而在内衬的至少一部分使用上述非烧结含碳耐火材料中的任一种，以及铁皮温度在500℃以下’。
再者，依照本发明的熔融金属用容器，
(8)其要旨(发明的特定事项)为‘一种熔融金属用容器，其特征为在熔融金属用容器中，于内衬的至少一部份使用上述非烧结含碳耐火材料中的任一种，该耐火材料的碳含量X重量％与热传导率λ(W/m℃)之间存在λ≤0.8X+7的关系以及铁皮温度在500℃以下’。
再者，依照本发明的熔融金属用容器，
(9)其要旨(发明的特定事项)为‘一种熔融金属用容器，其特征为在熔融金属用容器中，不将里衬隔热材料介于中间，而于内衬的至少一部分使用上述非烧结含碳耐火材料中的任一种，该耐火材料的碳含量X重量％与热传导率λ(W/m℃)之间存在λ≤0.8X+7的关系以及铁皮温度在500℃以下’。
附图的简单说明
图1为以依照本发明的非烧结含碳耐火材料做为内衬的熔融金属用容器的部分剖面图。
图中，1为铁皮，2及3为里衬砖，4为内衬非烧结含碳耐火材料以及5为熔钢。
实施本发明的最佳方式
本发明的特征为在包含耐火性骨材以及30重量％以下(以20重量％以下为较佳)至少一部分含石墨的碳原料的非烧结含碳耐火材料中，该耐火材料的碳含量X重量％与热传导率λ(W/m℃)之间存在λ≤0.8X+7的关系，表观气率为10％以下，以及比1mm大的耐火性骨材，相对于耐火性骨材与碳原料的总量100重量份的含量，为20重量份以上。
再者，本发明的特征为使用非烧结含碳耐火材料做为熔融金属用容器的内衬，其中在包含耐火性骨材以及30重量％以下(以20重量％以下为较佳)至少一部分含石墨的碳原料的该非烧结含碳耐火材料中，该耐火材料的碳含量X重量％与热传导率λ(W/m℃)之间存在λ≤0.8X+7的关系。
即，本发明藉着使用热传导率减低的含碳耐火材料，可以抑制内衬内温度的上升及使铁皮温度降低，而减低来自熔炉及熔融金属的放散热量。
更特定而言，与已用的具有相同碳含量的含碳耐火材料相比较，藉着使用热传导率降低10-30％以上的含碳耐火材料，可以抑制内衬内温度上升，使含碳耐火材料的背面温度下降约100-150℃，使其铁皮温度成为500℃以下，而可以防止铁皮变形，以及减低由熔融金属用容器及熔融金属的放散热量。
即，使用上述热传导率减低的含碳耐火材料时，如一向所实行的那样，考虑内衬耐火材料的热传导率及其厚度，以及里衬耐火材料的热传导率及其厚度，可以使熔融金属容器的铁皮温度成为500℃以下。
铁皮温度较佳在400℃以下，更佳在380℃以下。
依照本发明的含碳耐火材料，为了做为熔融金属容器用的耐火材料，该耐火材料的碳含量X重量％与热传导率λ(W/m℃)之间必须存在λ≤0.8X+7的关系。
在λ＞0.8X+7的情况，内衬内的温度上升，使得熔融金属容器的铁皮温度上升，由熔融金属容器及熔融金属的放散热量变大，所以不佳。
为使含碳耐火材料的碳含量X重量％与热传导率λ(W/m℃)之间存在λ≤0.8X+7的关系，必须使用(1)被覆热传导率比碳更低的超微粉(例如氧化铝、氧化镁的超微粉)的石墨，(2)在碳原料表面形成热传导率比碳低的层的石墨，(3)将石墨经酸处理等得到的石墨结晶在C轴方向薄片化的石墨，或(4)粒径小的微细石墨，其量为碳原料的至少30重量％以上，更佳50重量％以上。
热传导率λ之值，大体有在常温的测定值以及在热状态的测量值，由于本发明的含碳耐火材料是在高温下被使用，所以在本文中系指在热状态的测定值，更特定而言，该热传导率λ的值采用在600℃热状态的测定值。
为何采用在600℃的测定值，因为依照本发明的含碳耐火材料非烧结品，在200-500℃，由于做为粘合剂的树脂等有机物进行碳化，所以正确的热状态下的热传导率难以表示，而在500℃以上时，由于有机粘合剂的碳化大约完结，热传导率不会大幅变动，所以用在600℃的测定值代表。
不过，在本发明中使用的热传导率λ的值意指在500℃以上的热特性值。
本发明使用的耐火性骨材，没有特殊限制，可以使用氧化镁、氧化铝、尖晶石、氧化钙、白云石、氧化锆、氧化硅等氧化物，或者碳化硅、碳化硼、硼化锆等非氧化物。
一般而言，含碳耐火材料所用的耐火性骨材多为氧化镁原料及氧化铝原料。
在本发明中所用的氧化镁原料，虽然电熔品及烧结品中的任一种皆可，但为得到高度耐蚀性，纯度期望在95重量％以上。
再者，在转炉，尤其是使用高碱性熔渣时时常被采用的转炉中，氧化镁原料中的不纯物组成宜符合CaO/SiO2≥2。
在高碱性熔渣共存下使用的场合，由于氧化镁耐蚀性优异，熔解速度延缓，因此不纯物浓缩而成的晶界的组成会强烈影响耐火材料的耐用性。
亦即，在CaO/SiO2＜2时，由于晶界的熔点低，在高温下生成液相，方镁石结晶易流出，所以不佳。
再者，在本发明中使用的氧化铝原料，可以为电熔品、烧结品及天然品中的任一种，纯度较佳在50重量％以上。
为了得到充分的耐蚀性，氧化铝原料的碱含量必须少，亦即宜在1重量％以下。
若使用50重量％以上的氧化镁原料做为耐火性骨材，则含碳耐火材料的碳含量X重量％与热传导率λ(W/m℃)之间取λ≤0.8X+7的关系，而且在减低放散热量上较佳。
藉着达到λ≤0.8X+7，熔融金属用容器的铁皮温度能成为500℃以下，较佳400℃以下，更佳380℃以下。
再者，若使用以氧化铝原料为主材料做为耐火性骨材，则由于其热传导率相对降低，所得含碳耐火材料的热传导率亦倾向显示低值。
所以，做为耐火性骨材，若使用50重量％以上的氧化铝原料，含碳耐火材料的碳含量X重量％与热传导率λ(W/m℃)之间取λ≤0.8X+5的关系，而且在减低放散热量上较佳。
由于达到λ≤0.8X+5，熔融金属用容器的铁皮温度能成为500℃以下，较佳400℃以下，更佳380℃以下。
依照本发明的含碳耐火材料，碳原料的含量以在30重量％以下为较佳。
若超过30重量％，氧化损伤将变大而发生耐用性降低的问题，再者由于热传导率变高，无法达到使熔炉的放散热量减低的本发明目的。
在此方面，碳原料的含量较佳在20重量％以下。
再者，在钢水包及RH真空脱气设备等熔钢保持时间长的容器中，为了尽可能抑制放散热量，碳原料的含量以更少为较佳，亦即期望不满17重量％。
碳原料含量的下限，虽然没有特别限制，但为了得到抑制熔渣浸润的碳效应，宜在1重量％以上。
再者，在本发明中做为碳原料，虽然必须使用包覆有热传导率比碳低的超微粉(例如氧化铝、氧化镁等)的石墨，在碳原料表面形成热传导率比碳低的层的石墨，将石墨经酸处理等得到的石墨结晶在C轴方向薄片化的石墨，或粒径小的微细石墨，但需要时，也可以使用上述以外的石墨。
上述以外的石墨的量，在碳原料中占10-70重量％，较佳占10-50重量％。
由于使用石墨，可以得到良好的充填性。
再者，为结晶质碳的石墨，由于耐蚀性及耐氧化优异，所以得到的含碳耐火材料有良好的耐氧化性及耐蚀性。
又，依照本发明的含碳耐火材料，表观气孔率必须在10％以下。
若超过10％，由于该耐火材料的充填性变低，耐蚀性及耐氧化性将降低而使耐用性劣化，所以不佳。
为使表观气孔率在10％以下，可以使用公知的手段，例如将原料混合时，加入有适当润滑性的粘合剂做成坯土，并在富于压力传达性的坯土状态下加压成形等，作为调整致密度的手段。
在使用以氧化镁原料为主体做为耐火性骨材的情况，由于氧化镁原料具有相对低的气孔率，所以得到的含碳耐火材料的表观气孔率有显示低值的倾向。
因此在本发明中，氧化镁原料使用50重量％以上的情况，表观气孔率为6％以下，在得到良好耐用性上更佳。
在使用以氧化铝原料为主体做为耐火性骨材的情况，得到的含碳耐火材料的表观气孔率必须为10％以下。
在热传导率低的场合或暴露于严酷温度变化条件的场合，耐火材料产生较广的温度分布，因此起因于热应变的热应力变高，有容易引起剥落性损伤的倾向。
在本发明中，为了克服此缺点，在耐火材料组织中，必须分散一定量以上一定尺寸以上的粗粒骨材。
一般而言，在含碳耐火材料组织中因热应力等发生的龟裂，一方面伸展至分散有丰富碳的基质中，一方面破坏耐火材料。
此时，在含碳耐火材料组织中，若将粗粒的耐火性骨材粒子以适当的频度分散，则传播伸展至组织中的龟裂在达到该粒子的时点，因该粗粒的干涉效果可以减低龟裂的传播力，而使其伸展受到抑制。
为得到该效果，在依照本发明的含碳耐火材料中，比1mm大的耐火性骨材，相对于耐火性骨材与碳原料的总量100重量份的含量，必须为20重量份以上。
未满20重量份时，将无法充分得到上述剥落性损伤抑制效果。
为得到更充分的效果，比1mm大的耐火性骨材，相对于耐火性骨材与碳原料之总量100重量份的含量，较佳为30重量份以上。
比1mm大的耐火性骨材的含量上限虽无特殊限定，但为形成良好的组织，较佳在70重量份以下。
藉着使用该特定粒度的耐火性骨材，在热传导率减低的含碳耐火材料中，可以得到不会使致密性及耐蚀性劣化而确保充分耐剥落性的特殊效果。
接下来，关于将本发明的非烧结含碳耐火材料内衬用于各种容器的场合，将参照附图说明其构成。
如图1所示，装入熔钢5的容器，例如LF容器等，是在铁皮1上施加里衬砖2及3，以及于其内侧设置内衬的非烧结含碳耐火材料4。
实施例
接下来，同时列举本发明的实施例及比较例，虽然更具体地说明了本发明，但本发明并不受下文记载的实施例限定。
(实施例1-7，比较例1-6)
如表1所示，使用由电熔原料组成的耐火性骨材，以及纯度为90％的鳞状石墨A及将其薄片化且包覆有耐火性骨材(例如氧化铝、氧化镁)的超微粉(20微米以下)的石墨B，将它们与表2所示的其他原料混合，藉加压混炼机混炼、成形，将成形物于200℃热处理12小时，而做成由非烧结含碳耐火材料组成的试料。
关于各试料，进行下述的各种评价试验。
(耐氧化性试验)
将试料在1300℃的大气中加热后，测定脱碳层的厚度(mm)。
(耐蚀性实验)
实例1及2以及比较例1及2的试料，于1400℃，用碱度2的熔渣实施熔渣侵蚀试验后，测定熔损深度(mm)。
其他的试料，在1650℃，用碱度3.8的熔渣实施熔渣侵蚀试验后，测定熔损深度(mm)。
(耐剥落试验)
将试料浸渍在熔融的生铁中并赋予热冲击后，测定在剖断面上所发现的龟裂产生量并将其数值化。
(铁皮表面温度)
模拟在表2中记载的各熔炉并考虑内衬的厚度而做成内衬模型，赋予一定的熔钢温度及外气温度以及实施稳定传热计算时所得到的铁皮表面温度。
                        表1
氧化铝原料(重量％) 氧化镁原料(重量％)
化学组成 Al2O3MgOSiO2CaOFe2O3Na2OK2O 94.70.21.20.30.10.40.1 0.198.30.40.90.2--
                            表2
实施例 比较例1 实施例2 比较例2 实施例3 比较例3 实施例4 比较例4 实施例5 实施例6 比较例5 实施例7 比较例6
原料 氧化铝原料    ＞3mm     10     10     5     5     5
氧化铝原料    3～1mm     30     30     25     10     20     20
氧化铝原料    ＜1mm     30     30     40     60     57     57
氧化镁原料    ＞3 mm     5     5     5     5     10     20     10     10
氧化镁原料    3～1mm     35     35     5     5     35     35     15     50     50
氧化镁原料    ＜1mm     40     40     43     40     73     34     34
碳化硅     15     15     15     15
石墨B    ※     10     15     20     6     12     15     3
石墨A     15     20     6     12
焦炭     5     15     2     2     3     6
铝     2     2     2     2     3     3     3     3     5     3     5     1     1
粘合剂     4     6     3     3     3     3  3.5  3.5     3     3     3  2.5     4
物性值 表观气孔率    (％)     7     13     6     6     4     4     6     6     5     4     7     5     8
热传导率    (W/m℃) 11     8     13     19     18     26     8     14     10     16     17     7     10
试验结果 耐氧化性 3.5  6.5  3.0  3.0  3.5  3.5  2.0  2.0  2.0  3.0  3.0  3.0  6.0
耐蚀性 6.0  10.0 5.0  5.5  4.5  4.5  8.5  9.0  3.5  3.5  4.0  3.5  7.0
耐剥落性 3.0  3.5  3.0  8.0  7.5  7.5  5.0  5.5  9.5     7  16.5  8.5 0.0
    熔炉 铁水罐车 铁水罐车 铁水罐车 铁水罐车 转炉 转炉 钢水包 钢水包 钢水包 钢水包 钢水包 R H下部槽 RH下部槽
内衬厚度    (mm) 400  400  300  300  600  600  250  250  250  250  250  350  350
铁皮表面温度(℃) 270  250  280  330  250  320  340  420  380  400  460  300  340
在实施例1，2，4及比较例1，2，4中，使用氧化铝超微粉，其他则使用氧化镁超微粉。
从表2可知，依照本发明的含碳耐火材料，具有耐蚀性、耐剥落性及耐氧化性同时优异的特征，在用于各种熔融金属用容器的场合，具有减低铁皮温度的效果。
因此，可以明白依照本发明的含碳耐火材料：
(1)具有高耐蚀性、耐剥落性及耐氧化性的优异耐用性，同时在使用时显示减低能量损失的特别优异效果，
(2)有优异的耐用性，而且能减低能量损失，因此可以得到至目前为止极难实现的优异熔融金属容器用内衬，以及
(3)藉着其使用，在为高能量消费产业的制铁业或非铁制造业中，可使能量更进一层地节省，而有高的工业价值。
(实施例8，比较例7)
在通常所用的60t-LF容器的内衬砖方面，将以上述表2的实施例6记载的MgO-C砖内衬的本发明容器与以已用非烧结含碳耐火材料比较品(除石墨外，组成与实施例6者相同)内衬的容器做成如表3所示的厚度，以及做成如图1所示的构成。又在里衬砖方面，使用高氧化铝质砖。
本发明容器与比较例容器中的内衬非烧结含碳耐火材料的热传导率及碳含量被示于表4中。
再者，该二容器的稳定传热计算，于熔钢温度为1650℃及外气温度为30℃下，以常用方法进行。
计算结果被示于表5中。
                                表3
Figure 9980172300151
*1：图1的内衬砖3
*2：图1的内衬砖2
                        表4
Figure 9980172300161
                        表5
实例8 比较例7
MgO-C砖的表面温度 1635℃ 1632℃
Mg0-C砖的背面侧温度 1271℃ 1387℃
高氧化铝质砖(*1)的铁皮侧表面温度 748℃ 824℃
高氧化铝质砖(*2)的铁皮侧表面温度 490℃ 580℃
铁皮的表面温度 485℃ 522℃
*1：图1的里衬砖3
*2：图1的里衬砖2
从稳定传热计算的结果可以明白下列事项：
·相对于在比较容器中的已用MgO-C砖的背面侧温度为1387℃，本发明容器中的低热传导性MgO-C砖的背面侧温度为1271℃，亦即与已知MgO-C砖内衬的场合相比，以本发明的低热传导性MgO-C砖内衬的场合，内衬耐火材料的背面侧温度下降116℃。
由此，有里衬砖的耐用性提高的效果。
·相对于比较例容器中的铁皮温度为522℃，本发明容器中的铁皮温度为485℃，铁皮温度约降低40℃。
因此，经由应用本发明的低热传导率MgO-C砖，可以防止铁皮变形以及减低由铁皮侧的放散热量。
·再者，在本发明的容器中，藉着减低内衬耐火材料的热传导率，可以使来自熔钢的热在内衬耐火材料中的蓄积量减少，而在抑制熔钢温度的降低上有所贡献。
接下来说明将本发明的非烧结含碳耐火材料应用于具有图1所示构成的实际熔炉的实施例。
(实施例9)
于100t-LF容器的铁皮1上设有分别做为里衬砖2及3的高氧化铝质砖及镁铬砖，在其内侧用上述表2的实施例5记载的MgO-C砖4做成厚200mm的内衬，在如此制成的本发明容器中进行铁皮温度的测定，结果为320℃。
(实施例10)
于25t-LF容器的铁皮1上设有分别做为里衬砖2及3的滤石(口-石)及MgO-C砖，在其内侧用上述表2的实例5记载的MgO-C砖4做成厚150mm的内衬，在如此制成的本发明容器中进行铁皮温度的测定，结果为330℃。
(实施例11)
于100t-LF容器的铁皮1设有分别做为里衬砖2及3的滤石及MgO-C砖，在其内侧用上述表2的实例6记载的MgO-C砖4做成厚200mm的内衬，在如此制成的本发明容器中进行铁皮温度的温度，结果为440℃。
从在上述实际熔炉中实施结果，可以确认藉着应用本发明的非烧结含碳耐火材料，可以得到下列优异的效果：
·在各实施例中铁皮温度的平均各为320℃、330℃及440℃，铁皮变形的问题被解除，以及
·在铁皮温度以外的耐用性方面，可以得到与以已用非烧结含碳耐火材料内衬同等的结果。
更进一步而言，在实例9中，确认可以得到下列优异的效果：
·在实际熔炉作业时，得到LF处理时间缩短约10％的效果，
·电力用量，得到减低约10％的效果，而有节省能量的效果，
·LF容器放冷时的保温性提高，而有抑制熔钢温度降低的效果，以及
·由于能够抑制熔钢温度下降，而有电炉出钢温度减低的效果等。
产业上的利用可能性
本发明可以得到下列的优异效果：
·藉着在包含耐火性骨材以及30重量％以下的至少一部份含石墨的碳原料的非烧结含碳耐火材料中，该耐火材料的含量X重量％与热传导率λ(W/m℃)之间存在λ≤0.8X+7的关系，表观气孔率为10％以下，以及比1mm大的耐火性骨材，相对于耐火性骨材与碳原料的总量100重量份的含量，为20重量份以上，能够提供一种耐蚀性、耐剥落性及耐氧化性等耐火材料本来重要的特性不会劣化，而且能量损失减低及耐用性安定的熔融金属用容器；
·由于使用上述非烧结含碳耐火材料，可以提供一种能量损失削减以及耐用性安定的熔融金属用容器；以及
·由于在熔融金属用容器中，于内衬的至少一部分使用碳含量X重量％与热传导率λ(W/m℃)之间存在λ≤0.8X+7的关系的非烧结含碳耐火材料，且不将里衬隔热材料介于中间(未使用里衬隔热材料)，可以提供一种熔融金属用容器的铁皮温度在500℃以下，能量损失少且铁皮损伤轻微的熔融金属用容器。

Claims (9)

1．一种非烧结含碳耐火材料，该耐火材料包含耐火性骨材以及30重量％以下的至少一部份含石墨的碳原料；其特征在于：该耐火材料的碳含量X重量％与热传导率λ(W/m℃)之间存在λ≤0.8X+7的关系，表观气孔率为10％以下，且比1mm大的耐火性骨材，相对于耐火性骨材与碳原料总量100重量份的含量，为20重量份以上。
2．一种非烧结含碳耐火材料，该耐火材料包含(a)由50重量％以上的氧化镁原料构成的耐火性骨材以及(b)30重量％以下的至少一部份含石墨的碳原料；其特征在于：该耐火材料的碳含量X重量％与热传导率λ(W/m℃)之间存在λ≤0.8X+7的关系，表观气孔率为6％以下，且比1mm大的耐火性骨材，相对于耐火性骨材与碳原料的总量100重量份的含量，为20重量份以上。
3．一种非烧结含碳耐火材料，该耐火材料包含(a)由50重量％以上的碱含量在1重量％以下的氧化铝原料构成的耐火性骨材以及(b)30重量％以下的至少一部份含石墨的碳原料；其特征在于：该耐火材料的碳含量X重量％与热传导率λ(W/m℃)之间存在λ≤0.8X+5的关系，表观气孔率为10％以下，且比1mm大的耐火性骨材，相对于耐火性骨材与碳原料的总量100重量份的含量，为20重量份以上。
4．根据权利要求1至3项中任一项所述的非烧结含碳耐火材料，其特征在于，上述至少一部份含石墨的碳原料的含量为1-20重量％。
5．一种熔融金属用容器，其特征在于，在熔融金属用容器内，内衬的至少一部份使用权利要求1至4项中任一项所述的非烧结含碳耐火材料。
6．一种熔融金属用容器，其特征在于，在熔融金属用容器内，内衬的至少一部分使用权利要求1至4项中的任一项所述的非烧结含碳耐火材料，且铁皮温度在500℃以下。
7．一种熔融金属用容器，其特征在于，在熔融金属用容器内，不将里衬隔热材料介于中间，对于内衬的至少一部份使用权利要求1至4项中任一项所述的非烧结含碳耐火材料，且铁皮温度在500℃以下。
8．一种熔融金属用容器，其特征在于，在熔融金属用容器内，内衬的至少一部份使用非烧结含碳耐火材料，该耐火材料的碳含量X重量％与热传导率λ(W/m℃)之间存在λ≤0.8X+7的关系，且铁皮温度在500℃以下。
9．一种熔融金属用容器，其特征在于，在熔融金属用容器内，不将里衬隔热材料介于中间，对于内衬的至少一部分使用非烧结含碳耐火材料，该耐火材料的碳含量X重量％与热传导率λ(W/m℃)之间存在λ≤0.8X+7的关系，且铁皮温度在500℃以下。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103109149A (zh) * 2010-05-20 2013-05-15 新日铁住金株式会社 金属锭用热处理炉、金属锭用热处理炉的修补方法、及金属锭用热处理炉所用的炉床填充用材料的制造方法
CN103620332A (zh) * 2012-03-28 2014-03-05 新日铁住金株式会社 熔融金属容器的炉壁结构及熔融金属容器的炉壁施工方法
CN106029259A (zh) * 2014-02-28 2016-10-12 黑崎播磨株式会社 钢的铸造用耐火物、及滑动喷嘴装置用板、以及钢的铸造用耐火物的制造方法
RU2632820C2 (ru) * 2012-11-12 2017-10-10 ЗетТиИ Корпорейшн Цифровое уравнивающее ток устройство, аналоговое уравнивающее ток устройство, способ и система уравнивания тока
CN113213958A (zh) * 2021-06-07 2021-08-06 中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司 一种含碳耐火材料中尖晶石原位反应调控方法

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10052352B4 (de) * 2000-10-21 2005-04-14 Refractory Intellectual Property Gmbh & Co. Kg Verwendung eines Reduktionsmittels in MgO-Sinter-Massen
US20050254543A1 (en) * 2004-05-13 2005-11-17 Sgl Carbon Ag Lining for carbothermic reduction furnace
DE102009052279A1 (de) * 2009-11-09 2011-06-01 Lwb Refractories Gmbh Kohlenstoffhaltiges feuerfestes Material zur Verwendung beim Vergießen von Stahl im Untergussverfahren und daraus hergestellte Formkörper
US20130092589A1 (en) * 2010-01-15 2013-04-18 Jnc Corporation Melt container
JP5477274B2 (ja) * 2010-12-14 2014-04-23 新日鐵住金株式会社 精錬炉
JP6287918B2 (ja) * 2015-03-24 2018-03-07 Ｊｆｅスチール株式会社 高温用容器の製造方法
TWI750205B (zh) * 2016-08-24 2021-12-21 美商維蘇威美國公司 具有包覆的金屬層的冶金容器內襯及將熔融金屬之氧化縮減到最小的方法
CN107056254B (zh) * 2017-06-05 2019-10-11 武汉科技大学 一种镁质可塑料及其制备方法
DE112017007680T5 (de) * 2017-06-21 2020-05-14 Demin Srm Gmbh Verfahren zur Herstellung von kohlenstoffhaltigen feuerfesten Erzeugnissen
US10508057B2 (en) * 2017-09-06 2019-12-17 O'brien Asset Management, Llc Regenerative burner media
JP7180340B2 (ja) * 2018-12-06 2022-11-30 日本製鉄株式会社 Ｌｆ処理用溶鋼取鍋側壁部れんがの試験方法、溶鋼のｌｆ処理方法、およびｌｆ処理用溶鋼取鍋
US20220170123A1 (en) * 2019-04-05 2022-06-02 Jfe Steel Corporation Refining vessel for high-temperature melt

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55107749A (en) 1979-02-09 1980-08-19 Kyushu Refract Co Ltd Carbon-containing fire brick
DE3149485A1 (de) 1981-12-14 1983-06-30 Dr. C. Otto & Comp. Gmbh, 4630 Bochum Verfahren zur herstellung von ungebrannten feuerfesten steinen
JPS59169968A (ja) 1983-03-12 1984-09-26 黒崎窯業株式会社 黒鉛含有耐火物
JPS60176970A (ja) 1984-01-17 1985-09-11 品川白煉瓦株式会社 炭素含有耐火組成物
JPS62260768A (ja) * 1986-05-07 1987-11-13 新日本製鐵株式会社 高炉湯溜帯用耐火物
JPH0354155A (ja) * 1989-07-24 1991-03-08 Harima Ceramic Co Ltd 溶融金属容器内張り用黒鉛含有れんがの製造方法
JP2545307B2 (ja) 1991-04-03 1996-10-16 新日本製鐵株式会社 高炉用耐火物の製造方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103109149A (zh) * 2010-05-20 2013-05-15 新日铁住金株式会社 金属锭用热处理炉、金属锭用热处理炉的修补方法、及金属锭用热处理炉所用的炉床填充用材料的制造方法
CN103109149B (zh) * 2010-05-20 2015-04-01 新日铁住金株式会社 金属锭用热处理炉、金属锭用热处理炉的修补方法、及金属锭用热处理炉所用的炉床填充用材料的制造方法
CN103620332A (zh) * 2012-03-28 2014-03-05 新日铁住金株式会社 熔融金属容器的炉壁结构及熔融金属容器的炉壁施工方法
CN103620332B (zh) * 2012-03-28 2015-09-02 新日铁住金株式会社 熔融金属容器的炉壁结构及熔融金属容器的炉壁施工方法
RU2632820C2 (ru) * 2012-11-12 2017-10-10 ЗетТиИ Корпорейшн Цифровое уравнивающее ток устройство, аналоговое уравнивающее ток устройство, способ и система уравнивания тока
CN106029259A (zh) * 2014-02-28 2016-10-12 黑崎播磨株式会社 钢的铸造用耐火物、及滑动喷嘴装置用板、以及钢的铸造用耐火物的制造方法
CN106029259B (zh) * 2014-02-28 2018-08-03 黑崎播磨株式会社 钢的铸造用耐火物、及滑动喷嘴装置用板、以及钢的铸造用耐火物的制造方法
CN113213958A (zh) * 2021-06-07 2021-08-06 中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司 一种含碳耐火材料中尖晶石原位反应调控方法

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