JP2003254673A - METHOD OF MANUFACTURING ALUMINA CASTABLE USING COATED MgO-C BRICK - Google Patents
METHOD OF MANUFACTURING ALUMINA CASTABLE USING COATED MgO-C BRICKInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、金属を溶融するた
めに使用される補強材としての定型MgO−Cれんがを
コーティング処理をすることにより、耐火物内の生成さ
れたメタンガスや水蒸気圧による耐火物の亀裂や組織崩
壊を抑制し、耐火物の寿命延長を目的とした製造方法に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention applies a coating treatment of a typical MgO-C brick as a reinforcing material used for melting a metal, to thereby produce a refractory material by the generated methane gas or steam pressure in a refractory material. The present invention relates to a manufacturing method for the purpose of extending the life of a refractory by suppressing cracks and tissue collapse of the refractory.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、量産鋼の高級化に伴い脱ガス、脱
Cを主目的とした真空精錬法、とりわけRH脱ガス法、
DH脱ガス法が一般的に採用され、多くのアルミナキャ
スタブルを使用した装置が使用されている。2. Description of the Related Art In recent years, as the mass production of steel has become higher grade, vacuum refining method mainly for degassing and decarbonization, especially RH degassing method,
The DH degassing method is generally adopted and many apparatuses using alumina castable are used.
【0003】従来アルミナキャスタブルを使用した製品
の一例には、金属を溶融中に製品の品質調整の為にキャ
リアガスや不活性ガスを吹き込む手段としてランスパイ
プがある。そのランスパイプは、使用目的、使用条件等
を考慮して様々なタイプがあり、耐久性において限りな
い研究が成されて来た。そこで、ランスパイプを例に挙
げて従来の製造方法を説明する。An example of a conventional product using alumina castables is a lance pipe as a means for blowing a carrier gas or an inert gas to adjust the product quality during melting of metal. There are various types of lance pipes in consideration of the purpose of use, conditions of use, etc., and endless research has been conducted on durability. Therefore, a conventional manufacturing method will be described by taking a lance pipe as an example.
【0004】図2のブロック図に示すように、ランスパ
イプ10を製造するに当り、溶融金属との耐食性、対ス
ポーリング性、高緻密化、の対策によりアルミナキャス
タブル3はアルミナ系、アルミナ−マグネシア系、アル
ミナ−カーボン系、アルミナ−クロム系など用途により
多種多様の製品が開発されて来た。As shown in the block diagram of FIG. 2, when the lance pipe 10 is manufactured, the alumina castable 3 is made of alumina or alumina-magnesia by taking measures against corrosion resistance against molten metal, spalling resistance and high densification. A wide variety of products have been developed depending on the application, such as a system, an alumina-carbon system, and an alumina-chromium system.
【0005】但し、これらのアルミナキャスタブル3で
も溶鋼流による摩耗、熱サイクルによるスポーリング、
スラグの目地侵入による損傷・欠落などの問題が多く、
未だにランスパイプ10の適切な延命対策には至ってい
ない。However, even with these alumina castables 3, wear due to molten steel flow, spalling due to thermal cycling,
There are many problems such as damage and loss due to joint intrusion of slag,
The appropriate life extension measures for the lance pipe 10 have not yet been reached.
【0006】そこで図2に於て、ランスパイプ10に定
型MgO−Cれんが4を配列することにより、スラグイ
ンによる溶損を解決し、ランスパイプ10を支える鉄芯
1の変形を抑制し、下部の欠落の抑制対策に効果を求め
る方法が考え出されている。然しその効果は、まだ不十
分でアルミナキャスタブル3と定型MgO−Cれんが4
との熱伝導率や熱膨張率の相違から両材質の境界部の目
地が拡大し、損傷を大きくしていた。またその対策とし
て凸凹配列や補強スタッド2を増設して対応していると
ころである。Therefore, referring to FIG. 2, by arranging the standard MgO-C bricks 4 on the lance pipe 10, the melting loss due to slag-in is solved, the deformation of the iron core 1 supporting the lance pipe 10 is suppressed, and A method has been devised that seeks an effect as a measure to suppress omissions. However, the effect is still insufficient and alumina castable 3 and standard MgO-C brick 4
Due to the difference in thermal conductivity and thermal expansion coefficient between the two materials, the joints between the two materials expanded and the damage was increased. As a countermeasure against this, an uneven array and a reinforcing stud 2 are being added to cope with this.
【0007】また他の方法では、定型MgO−Cれんが
4の補強リングとしてアルミナキャスタブル3の中へ鋳
込むことが考えだされている。この方法とは、ランスパ
イプ10を製造する過程で鉄芯1と補強スタッド2の間
に定型MgO−Cれんが4の補強リングを挿入固定し、
成形鋳型へアルミナキャスタブル3を流し込んで成形す
る方法である。In another method, it has been considered to cast it into the alumina castable 3 as a reinforcing ring of a standard MgO-C brick 4. In this method, a reinforcing ring of a standard MgO-C brick 4 is inserted and fixed between the iron core 1 and the reinforcing stud 2 in the process of manufacturing the lance pipe 10,
In this method, the castable alumina 3 is poured into a molding mold for molding.
【0008】これは鉄芯1の補強と同等の発想で埋め込
むことによりスラグなどの外部環境からの影響を保護
し、アルミナキャスタブル3と定型MgO−Cれんが4
との貼り合わせの目地をなくすことによりスラグイン対
策をして、補強効果により延命対策を施したものであ
る。By embedding the iron core 1 with the same idea as the reinforcement, the influence from the external environment such as slag is protected, and the alumina castable 3 and the standard MgO-C brick 4 are used.
Slag-in measures have been taken by eliminating the joints to be bonded with, and life-saving measures have been taken due to the reinforcing effect.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】但し、この方法により
新たに製造途中で炭素含有耐火物から生成される炭化ア
ルミの水和反応が大きな問題点となってくる。その問題
を図3に於て示して説明すると、炭素含有耐火物である
定型MgO−Cれんが4aは耐酸化性と熱間強度を改善
するために、Al金属が添加されている。この添加Al
金属は加熱中に約700℃以上で炭素と反応してAl4
C3(図示なし)を生成する。However, the hydration reaction of aluminum carbide newly produced from the carbon-containing refractory during the production by this method becomes a serious problem. Explaining the problem with reference to FIG. 3, the standard MgO-C brick 4a, which is a carbon-containing refractory, is added with Al metal in order to improve oxidation resistance and hot strength. This added Al
The metal reacts with carbon at about 700 ° C or higher during heating and Al 4
Generate C 3 (not shown).
【0010】このAl4C3は、耐火物が常温に冷却され
た場合、空気中の水蒸気と反応して水和物を定型MgO
−Cれんが内で生成する。図3に於いて、αは水の侵入
方向を示している。又再加熱の際その化合物である水酸
化アルミが分解して水蒸気8を発生する。具体的には下
記の式化1、式化2で表わされる。This Al 4 C 3 reacts with water vapor in the air when the refractory material is cooled to room temperature to form a hydrated form of MgO.
-C Generate in brick. In FIG. 3, α indicates the intrusion direction of water. Further, upon reheating, the compound aluminum hydroxide decomposes to generate water vapor 8. Specifically, it is expressed by the following formulas 1 and 2.
【0011】[0011]
【化1】 (s)は固体の状態を(g)は気体の状態を表す。[Chemical 1] (S) represents a solid state and (g) represents a gas state.
【化2】 (s)は固体の状態を(g)は気体の状態を表す。[Chemical 2] (S) represents a solid state and (g) represents a gas state.
【0012】定型MgO−Cれんが4a内で、この反応
に伴いガス化したメタンガス7と水蒸気8が膨張し、定
型MgO−Cれんが4a内に亀裂9を及ぼし定型MgO
−Cれんが4aの組織崩壊へと繋がって行くのである。In the typical MgO-C brick 4a, the gasified methane gas 7 and water vapor 8 expand with this reaction, causing cracks 9 in the typical MgO-C brick 4a and causing the typical MgO to break.
-C brick leads to the collapse of 4a.
【0013】また、約300℃以下の乾燥処理での不焼
成工程では定型MgO−Cれんが4内に空気中の水分が
侵入し易いことが考えられ、またキャスタブルの鋳込み
作業中でも水が侵入することがあり、Al4C3の水和反
応とその化合物の熱分解が容易に発生し易いことが考え
られる。この場合の水の侵入方向を方向βで表わす。Further, it is considered that moisture in the air is likely to penetrate into the typical MgO-C brick 4 in the non-firing process in the drying treatment at about 300 ° C. or less, and water also penetrates during castable casting work. Therefore, it is considered that the hydration reaction of Al 4 C 3 and the thermal decomposition of the compound easily occur. The water penetration direction in this case is represented by a direction β.
【0014】そこで定型MgO−Cれんが内に水分が容
易に侵入できない方法を開発し、更なる高耐用化を望む
ものである。Therefore, it is desired to develop a method in which moisture cannot easily penetrate into the standard MgO-C bricks and further improve the durability.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたものであり、その要旨 とすると
ころは、金属を溶融するために使用されるアルミナキャ
スタブル耐火物製品に於いて、補強材の定型MgO−C
れんがに耐水塗料や釉薬などを表面に塗布することによ
りコーティング処理を施し、耐火物製品の成形鋳型に埋
設して、アルミナキャスタブルを鋳込むことにより、定
型MgO−Cれんがへの水分の侵入を阻止して、水和反
応や熱分解で発生するメタンガスや水蒸気の発生を防止
して、耐久性保持の目的としたことを特徴とするコーテ
ィングを施したMgO−Cれんが使用のアルミナキャス
タブル製造方法に関するものであり、また約250℃で
乾燥処理をして得られた不焼成の定型MgO−Cれんが
を使用して製造したことを特徴とするコーティングを施
したMgO−Cれんが使用のアルミナキャスタブル製造
方法に関するものであり、更に約1400℃以下で熱処
理して得られた還元焼成の定型MgO−Cれんがを使用
して製造したことを特徴とするコーティングを施したM
gO−Cれんが使用のアルミナキャスタブル製造方法に
関するものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and its gist is to provide an alumina castable refractory product used for melting a metal. , Reinforcement standard MgO-C
The brick is coated with water-resistant paint or glaze on the surface, embedded in a mold for refractory products, and cast with alumina castable to prevent moisture from entering the standard MgO-C brick. And a method for producing an alumina castable using a coated MgO-C brick, which is characterized by preventing the generation of methane gas or water vapor generated by a hydration reaction or thermal decomposition to maintain durability. Further, the present invention relates to a method for producing an alumina castable using a coated MgO-C brick, which is produced by using a non-fired fixed-form MgO-C brick obtained by performing a drying treatment at about 250 ° C. Manufactured using heat-reduced and standardized MgO-C bricks obtained by heat treatment at about 1400 ° C. or lower. M subjected to the coating, characterized
The present invention relates to a method for producing castable alumina using gO-C bricks.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】本発明を実施例の図面を参照しな
がら詳細に説明する。The present invention will be described in detail with reference to the drawings of the embodiments.
【0017】(実施例)ブロック図の図2は、一例のラ
ンスパイプの一般的な製造工程を示す。一般にランスパ
イプは溶鋼、溶銑に脱Si,脱P,脱Sなどを目的とし
た処理剤をキャリアガスと共に吹き込むパウダーインジ
ェクションランスと溶鋼の温度制御、成分均一を目的と
し不活性ガスを吹き込むガスブローランスなどがある。(Example) FIG. 2 of a block diagram shows a general manufacturing process of an example lance pipe. Generally, a lance pipe is a powder injection lance that injects a treatment agent for the purpose of de-Si, de-P, de-S, etc. into molten steel and hot metal together with a carrier gas, and a gas blow lance that injects an inert gas for temperature control of molten steel and uniform components. and so on.
【0018】図1に於て、本発明の実施例のランスパイ
プ10の縦断面を示し、本発明のコーティング処理され
た定型MgO−Cれんが4の参考埋設位置とし、定型M
gO−Cれんが4の製品長さや厚みは参考であり、本図
で決定されるものではない。それぞれの目的に合わせて
形状や原料調整したアルミナキャスタブル3を鋳込み型
へ流し込んで性能に合わせてランスパイプ10を製造さ
れるため、本図では一般的な製造方法で説明する。FIG. 1 shows a longitudinal section of a lance pipe 10 according to an embodiment of the present invention, which is used as a reference embedding position for the coated MgO-C brick 4 of the present invention.
The product length and thickness of gO-C brick 4 are for reference and are not determined in this figure. The lance pipe 10 is manufactured according to the performance by pouring the alumina castable 3 whose shape and raw material are adjusted to each purpose into a casting mold, and therefore, a general manufacturing method will be described in this figure.
【0019】図1に於て、ランスパイプのスラグ湯面6
付近は、通常約φ400mmの口径で出来ており、全長
の約7000mmに渡って鉄芯1を補強材とし、アルミ
ナキャスタブル3の鋳込み固定のためV形状の補強スタ
ッド2が各要部に配設される。図1は、そのスラグ湯面
6付近のランスパイプの断面を示している。In FIG. 1, the slag surface 6 of the lance pipe
The vicinity is usually made with a diameter of about 400 mm, and the iron core 1 is used as a reinforcing material over about 7,000 mm of the total length, and V-shaped reinforcing studs 2 are arranged in each main part for casting and fixing the alumina castable 3. It FIG. 1 shows a cross section of the lance pipe near the slag molten metal surface 6.
【0020】図2で示すように、別工程で定型MgO−
Cれんが4を中空パイプ状(通常約φ340〜380mmxφ
220〜270mm)に成形し、これを約250℃で乾燥処理
をして不焼成の定型MgO−Cれんが4を製造する。こ
こで本発明のコーティング処理5の工程を説明する。As shown in FIG. 2, in a separate step, a standard MgO-
C brick 4 is a hollow pipe (usually about 340 to 380 mm x φ
220 to 270 mm) and dried at about 250 ° C. to produce unfired standard MgO—C brick 4. Here, the steps of the coating treatment 5 of the present invention will be described.
【0021】このコーティング処理5は、定型MgO−
Cれんが4への空気中またはアルミナキャスタブル3へ
の水分の侵入を阻止し、定型MgO−Cれんが4内での
Al 4C3の水和反応とその化合物の熱分解を防止する為
のもので耐水塗料を塗布することが考えられる。耐水塗
料を定型MgO−Cれんが4の表面に浸漬または刷毛塗
りで塗布することにより、表面を外部からの水の侵入を
防止する為のコーティング処理5をすることが出来る。This coating treatment 5 is a standard MgO-
C to brick 4 in air or to alumina castable 3
Block the entry of moisture into the standard MgO-C brick 4
Al FourC3To prevent the hydration reaction of and its thermal decomposition
It is conceivable to apply a water resistant paint with the above. Water resistant coating
Dye or brush on the surface of standard MgO-C brick 4
Applying water to the surface will prevent water from entering from the outside.
A coating process 5 can be performed to prevent this.
【0022】また、定型MgO−Cれんが4を約140
0℃以下で還元焼成した工程の製品にも耐水塗料を定型
MgO−Cれんが4の表面に浸漬または刷毛塗りで塗布
することにより、更に表面を水の侵入を防止する為のコ
ーティング処理をすることが出来る。In addition, the typical MgO-C brick 4 is about 140
Apply water-resistant paint to the surface of standard MgO-C bricks 4 by dipping or brushing the product in the process of reduction baking at 0 ° C or less, and further perform coating treatment to prevent water from entering the surface. Can be done.
【0023】更に、コーティングの種類は耐水塗料に限
らず、釉薬を表面に塗布して一定時間焼成しても水の侵
入防止のコーティング処理が可能である。Furthermore, the type of coating is not limited to water-resistant paint, and a coating treatment for preventing water intrusion is possible even if a glaze is applied to the surface and baked for a certain period of time.
【0024】図1により、コーティング処理5を施され
た定型MgO−Cれんが4をランスパイプ成形鋳型に挿
入し、所定の位置に装設した後、アルミナキャスタブル
3を流入させ定型MgO−Cれんが4を埋設させる。そ
の後キャスタブル3を乾燥させて品質確認をしてランス
パイプの製品を完成させることができる。As shown in FIG. 1, a standard MgO-C brick 4 coated with a coating treatment 5 was inserted into a lance pipe molding mold, installed at a predetermined position, and then an alumina castable 3 was flowed thereinto to form a standard MgO-C brick 4. To be buried. After that, the castable 3 is dried and the quality is checked to complete the product of the lance pipe.
【0025】以上、定型MgO−Cれんがを使用したア
ルミナキャスタブル製品であるランスパイプに於いて実
施例としたが、一般に定型MgO−Cれんがを使用する
アルミナキャスタブル製品に於いても、すべてコーティ
ングを施した定型MgO−Cれんがを使用することがで
きる。Although the lance pipe, which is an alumina castable product using a typical MgO-C brick, has been described above as an example, all alumina castable products using a typical MgO-C brick are also coated. A typical MgO-C brick can be used.
【0026】[0026]
【発明の効果】本発明により定型MgO−Cれんがに耐
水仕様のコーティングを施すことは、定型MgO−Cれ
んがに含有されているAl4C3の水和反応とその化合物
の熱分解を阻止し、亀裂を防止することにより定型Mg
O−Cれんがの耐久性が増し、ランスパイプの寿命延長
に作用するものである。EFFECTS OF THE INVENTION By applying a water resistant coating to a typical MgO-C brick according to the present invention, the hydration reaction of Al 4 C 3 contained in the typical MgO-C brick and the thermal decomposition of its compound are prevented. , A standard Mg by preventing cracks
This increases the durability of the OC brick and extends the life of the lance pipe.
【0027】本発明は、複雑な装置を使用せず容易に定
型MgO−Cれんがにコーティングすることで延命効果
が期待できる優れたアルミナキャスタブルの補強方法と
言えるものである。The present invention can be said to be an excellent method for reinforcing alumina castables in which a life prolonging effect can be expected by easily coating a standard MgO-C brick without using a complicated device.
【図1】本発明の実施例のランスパイプの中間部にコー
ティング耐火れんがを埋設した参考断面図であるFIG. 1 is a reference cross-sectional view in which a coated refractory brick is embedded in an intermediate portion of a lance pipe according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施例のランスパイプの中間部にコー
ティング耐火れんがを埋設したランスパイプの製造工程
を示したブロック図であるFIG. 2 is a block diagram showing a manufacturing process of a lance pipe in which a coated refractory brick is embedded in an intermediate portion of the lance pipe according to the embodiment of the present invention.
【図3】従来のランスパイプの中間部に通常の耐火れん
がを埋設した参考断面図であるFIG. 3 is a reference cross-sectional view in which a normal refractory brick is embedded in the middle portion of a conventional lance pipe.
1 鉄芯 1a 鉄芯 2 補強スタッド 2a 補強スタッド 3 アルミナキャスタブル 3a アルミナキャスタブル 4 定型MgO−Cれんが 4a 定型MgO−Cれんが 5 コーティング処理 6 スラグ湯面 7 メタンガス 8 水蒸気 9 亀裂 10 ランスパイプ 10a ランスパイプ α 方向 β 方向 1 iron core 1a iron core 2 Reinforcement stud 2a Reinforcement stud 3 Alumina castable 3a Alumina castable 4 Standard MgO-C brick 4a Standard MgO-C brick 5 coating treatment 6 slag surface 7 Methane gas 8 water vapor 9 cracks 10 Lance pipe 10a Lance pipe α direction β direction
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 真一 岐阜県多治見市大畑町3−1 東京窯業株 式会社内 (72)発明者 富松 宏康 岐阜県多治見市大畑町3−1 東京窯業株 式会社内 (72)発明者 今枝 孝文 岐阜県多治見市大畑町3−1 東京窯業株 式会社内 Fターム(参考) 4K051 EA02 FA08 GA01 GA05 LC00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Shinichi Goto 3-1 Ohatacho, Tajimi City, Gifu Prefecture Tokyo Ceramic Industry Co., Ltd. Inside the company (72) Inventor Hiroyasu Tomimatsu 3-1 Ohatacho, Tajimi City, Gifu Prefecture Tokyo Ceramic Industry Co., Ltd. Inside the company (72) Inventor Takafumi Imaeda 3-1 Ohatacho, Tajimi City, Gifu Prefecture Tokyo Ceramic Industry Co., Ltd. Inside the company F-term (reference) 4K051 EA02 FA08 GA01 GA05 LC00
Claims (3)
ナキャスタブル耐火物製品に於いて、補強材の定型Mg
O−Cれんがに耐水塗料や釉薬などを表面に塗布するこ
とによりコーティング処理を施し、耐火物製品の成形鋳
型に埋設して、アルミナキャスタブルを鋳込むことによ
り、定型MgO−Cれんがへの水分の侵入を阻止して、
水和反応や熱分解で発生するメタンガスや水蒸気の発生
を防止して、寿命延長を目的としたことを特徴とするコ
ーティングを施したMgO−Cれんが使用のアルミナキ
ャスタブル製造方法。1. A standard Mg reinforcing material in an alumina castable refractory product used to melt metals.
O-C bricks are coated with a water-resistant paint or glaze on the surface of the bricks, then embedded in a mold for refractory products and cast into alumina castables to remove moisture from the standard MgO-C bricks. To stop the intrusion,
A method for producing alumina castables using a coated MgO-C brick, which is characterized by preventing the generation of methane gas or water vapor generated by hydration or thermal decomposition and extending the life.
焼成の定型MgO−Cれんがを使用して製造したことを
特徴とする請求項1に記載のコーティングを施したMg
O−Cれんが使用のアルミナキャスタブル製造方法。2. The coated Mg according to claim 1, which is produced by using a non-fired standard MgO-C brick obtained by drying at about 250 ° C.
A method for producing alumina castables using OC bricks.
還元焼成の定型MgO−Cれんがを使用して製造したこ
とを特徴とする請求項1に記載のコーティングを施した
MgO−Cれんが使用のアルミナキャスタブル製造方
法。3. The coated MgO-C brick as claimed in claim 1, which is manufactured by using a reduced-sized typical MgO-C brick obtained by heat treatment at about 1400 ° C. or lower. Alumina castable manufacturing method.
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