JP2005047757A - Graphite-containing castable refractory - Google Patents

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Yoko Miyamoto
陽子 宮本
Sadakimi Kiyota
禎公 清田
Katsufumi Kino
勝文 城野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide graphite-containing castable refractory showing the strength in a wide temperature range from a low temperature to a high temperature which is required for the graphite-containing castable refractory used in iron industry and particularly having improved high temperature strength against molten metal or the like under a high temperature exceeding 1500°C. <P>SOLUTION: The graphite-containing castable refractory contains a mixture of pitch and metal powder with alumina cement and a metallic fiber in which the relation between the content [P] of the pitch and the content [M] of the metal powder satisfies 0.6≤[P]/([P]+[M])≤0.9, the content of alumina cement is controlled to ≤1.5 mass% of and the metallic fiber is contained by 2-4 mass% per mass of the mixture. excluding the metallic fiber. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、製鉄業で使用されるキャスタブル耐火物に関し、特に黒鉛を含有して低温から高温までの広い温度範囲で高い強度を発現するキャスタブル耐火物に関する。   The present invention relates to a castable refractory used in the steel industry, and more particularly to a castable refractory containing graphite and exhibiting high strength in a wide temperature range from low temperature to high temperature.

製鉄業では高温の溶銑や溶鋼等の溶融金属を保持する種々の容器や反応器が使用されており、このような高温の溶融金属に対する耐食性を向上させる目的で、黒鉛を含有する耐火レンガ(以下、黒鉛含有耐火レンガという)が使用されている。黒鉛含有耐火レンガとしては、一般に転炉で使用されるMgO−Cレンガや連鋳機で使用される Al23 −C質耐火レンガ等が広く知られており、耐火物原単位の低減等に効果をあげている。 In the steel industry, various containers and reactors that hold molten metal such as hot metal and molten steel are used. For the purpose of improving the corrosion resistance against such hot molten metal, refractory bricks containing graphite (below) Graphite-containing refractory bricks). As graphite-containing refractory bricks, MgO-C bricks generally used in converters and Al 2 O 3 -C refractory bricks used in continuous casters are widely known. Is effective.

近年では、黒鉛含有耐火レンガのような定形耐火物のみならず、黒鉛による高耐食性向上の効果を見込んで、高炉主樋用 Al23 −SiC−C質キャスタブル耐火物,傾注樋用 Al23 −MgO−C質キャスタブル耐火物,取鍋スラグライン用MgO−C質キャスタブル耐火物等の不定形耐火物が使用されるようになっている。これらの用途では、黒鉛の有する高耐食性を生かして、スラグ浸透を防ぎ、高耐スポーリング性を発揮できれば耐用性の向上が期待できる。しかしながら現状で使用されているSiC−C質キャスタブル耐火物やMgO−C質キャスタブル耐火物等の、黒鉛を含有するキャスタブル耐火物(以下、黒鉛含有キャスタブル耐火物という)では、耐用性が必ずしも向上せず、損耗が見られる問題があった。 In recent years, not only monolithic refractory, such as graphite-containing refractory bricks, expect the effect of the high corrosion resistance improvement by graphite, blast furnace main trough for Al 2 O 3 -SiC-C castable refractories, devote gutter for Al 2 Indeterminate refractories such as O 3 —MgO—C castable refractories and MgO—C castable refractories for ladle slag lines are used. In these applications, if the high corrosion resistance of graphite is utilized to prevent slag permeation and exhibit high spalling resistance, improvement in durability can be expected. However, castable refractories containing graphite (hereinafter referred to as graphite-containing castable refractories) such as SiC-C castable refractories and MgO-C castable refractories currently used do not necessarily improve durability. However, there was a problem that wear was observed.

本発明者らがその原因を調査したところ、黒鉛含有キャスタブル耐火物では、黒鉛の粒子は高温になっても他の黒鉛粒子や Al23 ,MgOと結合することがないため、溶融スラグや溶融金属が存在し流動している部位に使用された場合に、黒鉛粒子の周りの耐火物組織が損耗したときに、黒鉛粒子が脱落してしまい、これによって更に周囲の耐火物組織が損耗するという現象が生じることが分かった。したがって黒鉛による耐食性の向上効果を活かすためには、耐火物組織の強度を向上させる必要があることが判明した。 The inventors investigated the cause, and in the graphite-containing castable refractory, the graphite particles do not combine with other graphite particles, Al 2 O 3 , or MgO even at high temperatures. When the molten metal exists and is used in a flowing part, when the refractory structure around the graphite particles is worn out, the graphite particles fall off, thereby further damaging the surrounding refractory structures. It was found that this phenomenon occurs. Therefore, it has been found that the strength of the refractory structure needs to be improved in order to take advantage of the corrosion resistance improvement effect of graphite.

キャスタブル耐火物の熱間強度を向上させる技術としては、特許文献1に開示された技術がある。これは高温容器に使用されるモルタルに関する技術であるが、ここではタールピッチと金属珪素とを含むキャスタブル耐火物とすることによって、熱間においてSi−C結合を形成させて熱間でのモルタルとしての接着性を向上させる技術である。   As a technique for improving the hot strength of the castable refractory, there is a technique disclosed in Patent Document 1. This is a technology related to mortar used in high-temperature containers, but here, by using a castable refractory containing tar pitch and metallic silicon, a Si-C bond is formed in the hot state as a hot mortar. This is a technique for improving the adhesion of the material.

また特許文献2には、金属ファイバーを不定形耐火物に均一に分散添加することで、焼成後の曲げ強度を向上させることができるという技術が記載されている。   Patent Document 2 describes a technique in which bending strength after firing can be improved by uniformly dispersing and adding metal fibers to an irregular refractory.

しかしながら高炉主樋や取鍋等の製鉄業で使用されるキャスタブル耐火物は、使用現場で成形されて、乾燥,昇温の後、そのまま使用されるという過酷な条件で使用されるものであり、使用開始の低温条件からその後の1500℃を超える溶融金属等を保持する条件までの幅広い温度領域での使用に耐える必要がある。   However, castable refractories used in the steel industry such as blast furnace chiefs and ladles are used in harsh conditions where they are molded at the site of use, dried and heated, and then used as they are. It is necessary to withstand use in a wide temperature range from the low temperature condition at the start of use to the condition for holding molten metal exceeding 1500 ° C thereafter.

この点、特許文献1に開示されたモルタルは、ピッチ,金属が高温条件にあってSiC結合等の結合組織が成長して初めてその強度が発現されるものである。モルタルとして使用する場合には、溶融金属との直接の接触はほとんどないため、使用開始後の昇温過程における強度は必要ない。しかし本発明で対象とするような使用条件にあっては、キャスタブル耐火物の使用開始時の比較的低温の条件においても、溶融金属との直接の接触があるが、SiCの結合が成長する前に強度不良により著しい損耗が進む可能性がある。   In this respect, the mortar disclosed in Patent Document 1 exhibits its strength only when the pitch and metal are in a high temperature condition and a connective structure such as SiC bond grows. When used as a mortar, there is almost no direct contact with the molten metal, so strength in the temperature rising process after the start of use is not necessary. However, under the use conditions as intended in the present invention, there is direct contact with the molten metal even at relatively low temperature conditions at the start of use of the castable refractory, but before the SiC bond grows. In addition, there is a possibility that significant wear may progress due to poor strength.

また特許文献2に記載された技術では、金属ファイバーの効果で1000℃程度に焼成後の機械的強度が上がることは期待できるが、1500℃を超える溶融金属と接触する使用条件では、金属ファイバーそのものの強度が低下してしまうことによって熱間強度の向上は望めないという問題がある。
特公昭60-41027号公報 特開平11-157948 号公報
In addition, with the technique described in Patent Document 2, it can be expected that the mechanical strength after firing is increased to about 1000 ° C. due to the effect of the metal fiber, but the metal fiber itself is used under the conditions of contact with molten metal exceeding 1500 ° C. There is a problem that improvement in hot strength cannot be expected due to a decrease in strength.
Japanese Patent Publication No. 60-41027 Japanese Patent Laid-Open No. 11-157948

本発明は、上記のような製鉄業で使用される黒鉛含有キャスタブル耐火物に要求される低温から高温までの広範囲の温度領域で強度を発現することができ、特に1500℃を超えるような高温条件においても溶融金属等の高温強度が大きい黒鉛含有キャスタブル耐火物を提供することを目的とする。   The present invention can exhibit strength in a wide temperature range from low temperature to high temperature required for the graphite-containing castable refractories used in the steel industry as described above, and in particular, high temperature conditions exceeding 1500 ° C. The purpose of the present invention is to provide a graphite-containing castable refractory having a high temperature strength such as molten metal.

製鉄業で使用される黒鉛含有キャスタブル耐火物の場合、その使用条件は低温から高温までの広範囲に亘ることになる。現実には黒鉛含有キャスタブル耐火物を常温で成形した後に、火炎等により乾燥,昇温を行ない、その後は溶融金属等の受容,排出を繰り返しながらも溶融金属等の温度である1500℃近辺の温度に保持される。このため、初期の昇温に係る間の低温強度を保持するとともに、高温となった後にも高温強度を継続して保持するという黒鉛含有キャスタブル耐火物であることが望ましい。   In the case of a graphite-containing castable refractory used in the iron and steel industry, the usage conditions range from a low temperature to a high temperature. In reality, a castable refractory containing graphite is molded at room temperature, then dried and heated by a flame, etc., and then the temperature around 1500 ° C, which is the temperature of the molten metal, etc., while repeatedly receiving and discharging the molten metal, etc. Retained. For this reason, it is desirable to be a graphite-containing castable refractory that retains the low temperature strength during the initial temperature rise and continues to maintain the high temperature strength even after the temperature rises.

本発明者らは、このような使用条件を考慮した上で本発明の構成に想到した。すなわち、キャスタブル耐火物を成形,乾燥,昇温する過程の比較的低温の条件においては、金属ファイバーによる強度向上を図るとともに、ピッチと金属粉末の構成に係る金属炭化物の生成を促して、昇温後においては生成した金属炭化物が強度を発現して熱間強度を向上させるという、昇温による経時変化を利用して低温から高温までの広い温度範囲において強度を保持できる黒鉛含有キャスタブル耐火物を発明したのである。   The present inventors have conceived the configuration of the present invention in consideration of such use conditions. In other words, under relatively low temperature conditions in the process of forming, drying, and raising the temperature of castable refractories, the strength is increased by metal fibers and the formation of metal carbides related to the pitch and metal powder composition is promoted to raise the temperature. Later, invented a graphite-containing castable refractory that can maintain strength in a wide temperature range from low temperature to high temperature by utilizing the change over time due to temperature rise, in which the generated metal carbide develops strength and improves hot strength. It was.

また、このような構成の黒鉛含有キャスタブル耐火物の強度発現効果を確認する上で、通常、結合材として使用されるアルミナセメントが、 800℃を超えるような高温領域ではセメント崩壊を起こして、高温強度発現のためには不利であることを知見して本発明にいたったものである。   In addition, when confirming the strength development effect of graphite-containing castable refractories having such a structure, alumina cement, which is usually used as a binder, causes cement collapse in a high temperature region exceeding 800 ° C. The present invention has been found out that it is disadvantageous for strength development.

すなわち本発明は、黒鉛を含有するキャスタブル耐火物において、ピッチ、金属粉末、アルミナセメントの混合物と金属ファイバーとを含み、前記ピッチの含有量(質量%)と前記金属粉末の含有量(質量%)が下記の (1)式を満足するとともに、前記アルミナセメントの含有量を 1.5質量%以下に制限し、かつ前記混合物の質量に対して前記金属ファイバーを外数で2〜4質量%含有してなることを特徴とする黒鉛含有キャスタブル耐火物である。   That is, the present invention is a castable refractory containing graphite, comprising pitch, metal powder, a mixture of alumina cement and metal fiber, and the pitch content (mass%) and the metal powder content (mass%). Satisfies the following formula (1), restricts the content of the alumina cement to 1.5% by mass or less, and contains 2 to 4% by mass of the metal fiber based on the mass of the mixture. This is a graphite-containing castable refractory characterized by

0.6 ≦[P]/([P]+[M])≦ 0.9 ・・・ (1)
[P]:ピッチの含有量(質量%)
[M]:金属粉末の含有量(質量%)
0.6 ≦ [P] / ([P] + [M]) ≦ 0.9 (1)
[P]: Pitch content (% by mass)
[M]: Metal powder content (% by mass)

本発明では、アルミナセメントを低減し、金属ファイバーを少量添加し、ピッチと金属粉末を所定の比率で添加することによって、常温から高温まで強度低下の小さい黒鉛含有キャスタブル耐火物を得ることができる。   In the present invention, it is possible to obtain a graphite-containing castable refractory having a small strength drop from room temperature to high temperature by reducing alumina cement, adding a small amount of metal fiber, and adding pitch and metal powder in a predetermined ratio.

本発明の黒鉛含有キャスタブル耐火物は、アルミナセメントの含有量を 1.5質量%以下とする。 1.5質量%を超えてアルミナセメントを添加すると、黒鉛含有キャスタブル耐火物を施工後に昇温する過程で 800℃近辺でセメント崩壊が顕著となって、施工体全体の熱間強度が低下してしまう。また、さらに昇温して高温の溶銑や溶鋼を受容する1500℃を超える温度で使用したときに、液相の生成による強度低下が生じる可能性がある。そのため、アルミナセメントは 1.5質量%以下に制限する必要がある。   The graphite-containing castable refractory according to the present invention has an alumina cement content of 1.5% by mass or less. If alumina cement is added in excess of 1.5% by mass, the cement collapse becomes noticeable at around 800 ° C in the process of heating the graphite-containing castable refractory after construction, and the hot strength of the entire construction body decreases. In addition, when the temperature is further increased and used at a temperature exceeding 1500 ° C. that accepts high-temperature hot metal or molten steel, there is a possibility that a decrease in strength occurs due to generation of a liquid phase. Therefore, alumina cement must be limited to 1.5% by mass or less.

ただしアルミナセメントの添加量が少ない場合は、黒鉛含有キャスタブル耐火物を施工,乾燥し、使用を開始したとき、昇温過程における材料強度が不足し、損耗が大きくなる傾向がある。そのため本発明では、黒鉛含有キャスタブル耐火物中に金属ファイバーを2〜4質量%含有させる。金属ファイバーの添加により常温から1100℃程度までの黒鉛含有キャスタブル耐火物の施工体の強度を強化することができ、昇温中の施工体の損耗を低減できる。   However, when the amount of alumina cement added is small, when the graphite-containing castable refractory is applied, dried, and used, the material strength in the temperature rising process is insufficient and wear tends to increase. Therefore, in this invention, 2-4 mass% of metal fibers are contained in a graphite containing castable refractory. By adding metal fiber, the strength of the construction body of castable refractory containing graphite from room temperature to about 1100 ° C can be strengthened, and the wear of the construction body during temperature rise can be reduced.

金属ファイバーの添加量が2質量%未満の場合には、発現する強度が小さく、昇温中の損耗を低減する効果が乏しい。一方、 4質量%を超えて添加すると、金属ファイバー自身の熱膨張や酸化による永久膨張によって、黒鉛含有キャスタブル耐火物の施工体内に発生する応力で亀裂を生じ強度低下を招くため、好ましくない。金属ファイバーの材質は、浸炭し難い材質が好ましいが、通常のキャスタブル耐火物で使用されているスチールファイバーやステンレスファイバーでも十分である。   When the addition amount of the metal fiber is less than 2% by mass, the developed strength is small and the effect of reducing wear during temperature rise is poor. On the other hand, adding over 4% by mass is not preferable because the thermal expansion of the metal fiber itself or the permanent expansion due to oxidation causes cracking due to the stress generated in the construction body of the graphite-containing castable refractory, resulting in a decrease in strength. The material of the metal fiber is preferably a material that is difficult to carburize, but steel fiber or stainless fiber used in ordinary castable refractories is also sufficient.

金属ファイバーの寸法は、平均直径 0.3〜0.6mm ,長さ20〜40mm程度のものが好適である。金属ファバーが短かすぎると強度向上の効果が小さくなり、長すぎるとキャスタブル耐火物としての施工性が悪化する。形状はストレートのものや波形のものがあるが、いずれでも良い。   The metal fiber preferably has an average diameter of 0.3 to 0.6 mm and a length of about 20 to 40 mm. If the metal fiber is too short, the effect of improving the strength is reduced, and if it is too long, the workability as a castable refractory deteriorates. There are straight and corrugated shapes, but any of them may be used.

なお、昇温中のような比較的低温における強度発現剤として、アルミナセメントの代わりにさらに塩基性乳酸アルミニウム,水硬性アルミナ等を5質量%程度添加しても、本発明の効果を減じるものではない。   Even if about 5% by mass of basic aluminum lactate, hydraulic alumina or the like is added in place of alumina cement as a strength developing agent at a relatively low temperature such as during temperature rise, the effect of the present invention is not reduced. Absent.

1100℃を超えた温度で強度を発現させるために、本発明ではピッチとAl,Si等の金属粉末とを添加する。これらを添加することで、ピッチ中の揮発分と金属粉末とによる炭化物生成反応が生じて、この炭化物が強度発現に寄与する。したがって、高強度を得るためにはピッチから揮発分を多く発生させることが望ましいが、揮発分の発生が多すぎると、施工体に気孔が増え、黒鉛含有キャスタブル耐火物全体としての耐食性が低下する。こういった観点から本発明では、常温において固体となるピッチで揮発分量が20〜40%であるものを3質量%以上、10質量%以下の範囲で添加することが好ましい。   In order to develop strength at a temperature exceeding 1100 ° C., pitch and metal powder such as Al and Si are added in the present invention. By adding these, the carbide | carbonized_material production | generation reaction by the volatile matter in a pitch and metal powder arises, and this carbide | carbonized_material contributes to intensity | strength expression. Therefore, in order to obtain high strength, it is desirable to generate a large amount of volatile matter from the pitch. However, if too much volatile matter is generated, the construction body has increased pores and the corrosion resistance of the entire graphite-containing castable refractory is reduced. . From this point of view, in the present invention, it is preferable to add a pitch that is solid at room temperature and has a volatile content of 20 to 40% in a range of 3% by mass to 10% by mass.

ピッチの形状は球晶あるいは破砕物を使用することができ、粒径は2mm以下程度が良い。より好ましくは1mm以下が好適である。ピッチは加熱すると軟化し、耐火物の気孔を通して流動,拡散する。そして、元にあった場所は空洞となるため、粒径の大きいピッチを使用すると強度低下の原因となるので、小さい方が良い。   As the shape of the pitch, spherulites or crushed materials can be used, and the particle size is preferably about 2 mm or less. More preferably, it is 1 mm or less. The pitch softens when heated and flows and diffuses through the pores of the refractory. Since the original place becomes a cavity, the use of a pitch having a large particle diameter causes a decrease in strength.

金属粉末は粒径 100μm以下程度とする。金属粉末は微細な方が反応しやすいので、好適である。   The metal powder has a particle size of about 100 μm or less. A fine metal powder is preferred because it is more reactive.

ピッチと金属粉末の比率は、炭化物である Al43 ,SiC等を生成するのに適正な範囲が好ましく、具体的には質量比率で
0.6 ≦[P]/([P]+[M])≦ 0.9 ・・・ (1)
[P]:ピッチの含有量(質量%)
[M]:金属粉末の含有量(質量%)
とする。0.9 を超える比率でピッチと金属粉末を添加しても、炭化物生成に寄与しないピッチや金属粉末が増えることになり、炭化物による強度発現の効果が減殺される。一方、 0.6 未満では、炭化物が十分に生成しないので、強度発現の効果が得られない。
The ratio between the pitch and the metal powder is preferably in an appropriate range for producing carbides such as Al 4 C 3 and SiC.
0.6 ≦ [P] / ([P] + [M]) ≦ 0.9 (1)
[P]: Pitch content (% by mass)
[M]: Metal powder content (% by mass)
And Even if pitch and metal powder are added at a ratio exceeding 0.9, pitch and metal powder that do not contribute to carbide formation increase, and the effect of strength development by carbide is diminished. On the other hand, if it is less than 0.6, carbides are not sufficiently generated, and the effect of strength development cannot be obtained.

このようにして本発明では、黒鉛含有キャスタブル耐火物のアルミナセメント含有量を 1.5質量%以下とし、仮にアルミナセメントを添加しない場合(すなわちアルミナセメントの含有量がゼロ)でも、金属ファイバー,ピッチ,金属粉末を含有することによって、黒鉛含有キャスタブル耐火物の施工体の損耗を低減することができる。   In this way, in the present invention, even if the alumina cement content of the graphite-containing castable refractory is 1.5% by mass or less and no alumina cement is added (that is, the alumina cement content is zero), the metal fiber, pitch, metal By containing the powder, the wear of the construction body of the graphite-containing castable refractory can be reduced.

本発明の黒鉛含有キャスタブル耐火物に使用する黒鉛原料には特に制限がなく、鱗状黒鉛,人造黒鉛,土状黒鉛などが使用できる。また、これらの黒鉛原料について、水への分散性,施工時の充填性を高めるような表面処理を施すことも可能である。   There is no restriction | limiting in particular in the graphite raw material used for the graphite containing castable refractory of this invention, Scaly graphite, artificial graphite, earthy graphite, etc. can be used. These graphite raw materials can be subjected to a surface treatment that improves the dispersibility in water and the filling property during construction.

他の耐火物原料についても特に制限はなく、一般的に使用される骨材,微粉,超微粉,酸化防止剤,分散剤等の添加剤類は、不定形耐火物の諸特性(流動性,可使時間,硬化時間など)を損なわない範囲において、任意の配合比にて問題なく用いることができる。さらに、黒鉛,ピッチ以外の炭素質原料、たとえば粉末フェノールレジン,カーボンブラック等や、炭化珪素,炭化ホウ素等の炭化物原料を併用することも本発明の効果を妨げるものではない。   Other refractory raw materials are not particularly limited, and generally used aggregates, fine powders, ultrafine powders, antioxidants, dispersants, and other additives are used for various properties (fluidity, As long as the pot life, curing time, etc. are not impaired, they can be used at any blending ratio without problems. Further, the combined use of carbonaceous raw materials other than graphite and pitch, such as powdered phenol resin, carbon black, and carbide raw materials such as silicon carbide and boron carbide, does not impede the effects of the present invention.

黒鉛含有キャスタブル耐火物の一例として、傾注樋敷材として使用される Al23 −MgO−C系キャスタブル耐火物および Al23 −スピネル−C系キャスタブル耐火物の特性を調査した。なお調査にあたって、それぞれの耐火物に、金属粉末としてSi粉末を添加し、金属ファイバーとしてSUSファイバー(SUS304,平均直径0.45mm,長さ25mm,波形)を添加した。さらにSiO2 微粉,人造黒鉛,カーボンブラックをそれぞれ一定量添加し、 Al23 ,MgO,アルミナセメント,ピッチ(粒径1mm以下の粉砕品)およびSi粉末(75μmの篩下,平均粒径46μm)の含有量を種々変化させた。その含有量は、いずれも本発明の範囲内とした。これを発明例とする。その組成は、表1に示す通りである。表1中の添加水分は、下記の (2)式で算出される値である。 As an example of a graphite-containing castable refractory, the characteristics of Al 2 O 3 —MgO—C castable refractory and Al 2 O 3 —Spinel-C castable refractory used as tilting bedding materials were investigated. In the investigation, Si powder was added as metal powder to each refractory, and SUS fiber (SUS304, average diameter 0.45 mm, length 25 mm, corrugated) was added as metal fiber. Further, a certain amount of SiO 2 fine powder, artificial graphite and carbon black were added, and Al 2 O 3 , MgO, alumina cement, pitch (pulverized product with a particle size of 1 mm or less) and Si powder (75 μm sieve, average particle size 46 μm) ) Content was varied. The content was all within the scope of the present invention. This is an invention example. The composition is as shown in Table 1. The added water in Table 1 is a value calculated by the following equation (2).

添加水分(質量%)= 100×W/(R+F) ・・・ (2)
W:添加した水分の質量(kg)
R:黒鉛含有キャスタブル耐火物の質量(kg)
F:SUSファイバーの質量(kg)
一方、比較例として、本発明の範囲を外れる Al23 −MgO−C系キャスタブル耐火物についても特性を調査した。その組成を表1に併せて示す。
Added moisture (mass%) = 100 x W / (R + F) (2)
W: Mass of added water (kg)
R: Mass of castable refractory containing graphite (kg)
F: Mass of SUS fiber (kg)
On the other hand, as a comparative example, the characteristics of an Al 2 O 3 —MgO—C castable refractory outside the scope of the present invention were also investigated. The composition is also shown in Table 1.

Figure 2005047757
Figure 2005047757

発明例1〜6は、本発明の Al23 −MgO−C系キャスタブル耐火物(すなわち黒鉛含有キャスタブル耐火物)である。一方、比較例1はピッチとSi粉末を含まない例であり、 (1)式の[P]/([P]+[M])値は計算できない。また、比較例2はピッチを含まず (1)式の[P]/([P]+[M])値が本発明の範囲より小さい例,比較例3はSi粉末を含まず (1)式の[P]/([P]+[M])値が本発明の範囲を超える例,比較例4はSUSファイバーを含まない例,比較例5はSUSファイバーの添加量が本発明の範囲を超える例であり、比較例6はアルミナセメントが本発明の範囲を超える例である。発明例7,比較例7は、 Al23 −スピネル−C系キャスタブル耐火物の例である。 Invention Examples 1 to 6 are Al 2 O 3 —MgO—C castable refractories (that is, graphite-containing castable refractories) of the present invention. On the other hand, Comparative Example 1 is an example not including pitch and Si powder, and the value of [P] / ([P] + [M]) in equation (1) cannot be calculated. Further, Comparative Example 2 does not include pitch (1) [P] / ([P] + [M]) value of the formula is smaller than the range of the present invention, Comparative Example 3 does not include Si powder (1) [P] / ([P] + [M]) values in the formula exceed the range of the present invention, Comparative Example 4 does not include SUS fiber, and Comparative Example 5 includes the added amount of SUS fiber within the range of the present invention. Comparative Example 6 is an example in which alumina cement exceeds the scope of the present invention. Invention Example 7 and Comparative Example 7 are examples of Al 2 O 3 -spinel-C castable refractories.

発明例1〜5と比較例1〜5について、乾燥後の強度,熱間曲げ強度を調査した。その結果を表2に示す。   Inventive Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5 were examined for strength after drying and hot bending strength. The results are shown in Table 2.

ここで乾燥後の強度とは、 110℃乾燥体強度である。これは、フロー試験で15回タップ後のフロー値が 140となるように耐火物に水を加えて混練し、40×40×160mm の四角柱の形状にして、成形後24時間養生した後、枠から外し、 110℃にて24時間乾燥した試験片をミハエリス式曲げ試験機で3点曲げ試験を行なった結果を MPa単位で表示したものである。   Here, the strength after drying is 110 ° C. dry body strength. After adding water to the refractory and kneading so that the flow value after tapping 15 times in the flow test is 140, it is shaped into a square column of 40 x 40 x 160 mm, after curing for 24 hours after molding, The result of a three-point bending test performed on a test piece removed from the frame and dried at 110 ° C. for 24 hours with a Michaelis-type bending tester is displayed in MPa.

また、 800℃熱間曲げ強度とは、耐火物を 110℃乾燥体強度の試料と同様の条件で30×30×140mm の四角柱の形状の乾燥体試料を作成し、コークスブリーズ中で 800℃,3時間の熱処理を行なった後に、窒素雰囲気( 800℃)に保持した電気炉内で3点曲げ試験を行なった結果を MPa単位で表示したものである。1400℃熱間曲げ強度とは、 800℃熱間曲げ強度と同様の条件で作成した乾燥体試料を、コークスブリーズ中で1400℃,3時間の熱処理を行なった後に、窒素雰囲気(1400℃)に保持した電気炉内で3点曲げ試験を行なった結果を MPa単位で表示したものである。   The 800 ° C hot bending strength is a 30 × 30 × 140mm square shaped dry body sample made of refractory under the same conditions as a 110 ° C dry body strength sample. The results of a three-point bending test in an electric furnace maintained in a nitrogen atmosphere (800 ° C.) after heat treatment for 3 hours are displayed in units of MPa. What is 1400 ° C hot bending strength? A dry sample prepared under the same conditions as 800 ° C hot bending strength is heat treated in coke breeze at 1400 ° C for 3 hours, and then in a nitrogen atmosphere (1400 ° C). The results of a three-point bending test in a held electric furnace are displayed in units of MPa.

Figure 2005047757
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表2から明らかなように、発明例1〜7は、いずれも 110℃で乾燥後の強度が0.8MPa以上であり、かつ 800℃の熱間曲げ強度が3.8MPa以上,1400℃の熱間曲げ強度が2.2MPa以上となり、実炉で使用する際の全温度域において強度低下のない施工体が得られた。   As is apparent from Table 2, Invention Examples 1 to 7 all have a strength after drying at 110 ° C. of 0.8 MPa or more, a hot bending strength of 800 ° C. of 3.8 MPa or more, and a hot bending of 1400 ° C. The strength was 2.2 MPa or more, and a construction body with no strength reduction was obtained in all temperature ranges when used in an actual furnace.

これに対して比較例1〜3では、1400℃で十分な熱間曲げ強度が得られなかった。比較例4では、 110℃で乾燥後の強度と 800℃の熱間曲げ強度が不十分であった。比較例5では、 800℃の熱間曲げ強度が発明例と比べて小さい。また比較例6,7は、いずれも 800℃および1400℃の熱間曲げ強度が不十分であった。   On the other hand, in Comparative Examples 1-3, sufficient hot bending strength was not obtained at 1400 degreeC. In Comparative Example 4, the strength after drying at 110 ° C. and the hot bending strength at 800 ° C. were insufficient. In Comparative Example 5, the hot bending strength at 800 ° C. is smaller than that of the inventive example. In Comparative Examples 6 and 7, the hot bending strength at 800 ° C. and 1400 ° C. was insufficient.

Claims (1)

黒鉛を含有するキャスタブル耐火物において、ピッチ、金属粉末、アルミナセメントの混合物と金属ファイバーとを含み、前記ピッチの含有量(質量%)と前記金属粉末の含有量(質量%)が下記の (1)式を満足するとともに、前記アルミナセメントの含有量を 1.5質量%以下に制限し、かつ前記混合物の質量に対して前記金属ファイバーを外数で2〜4質量%含有してなることを特徴とする黒鉛含有キャスタブル耐火物。
0.6 ≦[P]/([P]+[M])≦ 0.9 ・・・ (1)
[P]:ピッチの含有量(質量%)
[M]:金属粉末の含有量(質量%)
The castable refractory containing graphite contains a mixture of pitch, metal powder, alumina cement and metal fiber, and the pitch content (mass%) and the metal powder content (mass%) are as follows: ), The content of the alumina cement is limited to 1.5% by mass or less, and the metal fiber is contained in an external number of 2 to 4% by mass with respect to the mass of the mixture. Graphite-containing castable refractory.
0.6 ≦ [P] / ([P] + [M]) ≦ 0.9 (1)
[P]: Pitch content (% by mass)
[M]: Metal powder content (% by mass)
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