JP2005152908A - Castable refractory for lining tundish - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鉄鋼分野等で用いられる溶融金属容器、特に、連続鋳造用タンディッシュの内張り用キャスタブルに関する。 The present invention relates to a molten metal container used in the steel field and the like, and more particularly, to a castable for lining a tundish for continuous casting.
鉄鋼分野等で用いられる溶融金属容器、特に連続鋳造用タンディッシュは、内張りを耐火物でライニングしている。そして、従来より、溶融金属容器等の内張り用耐火物としては、ろう石煉瓦や高アルミナ煉瓦等が使用されている。 Molten metal containers used in the steel field and the like, particularly tundish for continuous casting, have a lining lining with a refractory. Conventionally, as refractories for linings such as molten metal containers, wax stone bricks, high alumina bricks, and the like have been used.
しかし、稼動中、地金除去を容易にするために水冷却を行うことから、煉瓦のスポーリングによる割れ損傷が大きく、補修頻度が高いという問題があり、更に煉瓦とマグネシア質コーティング材との焼付き等の問題があった。
また、スラグ中のＣａＯ，ＦｅＯ，ＭｎＯ等による溶損あるいはスラグの浸透による構造スポーリング、さらには、目地開きによる地金差しの問題があった。
However, since water cooling is performed during operation to facilitate the removal of bullion, there is a problem that cracking damage due to spalling of bricks is large and repair frequency is high. There was a problem with sticking.
In addition, there has been a problem of melting due to CaO, FeO, MnO, etc. in the slag or structural spalling due to slag infiltration, and further a metal insertion due to joint opening.
溶融金属容器の内張り耐火物の築炉作業は、重筋作業であり、このため、近年では、不定形化による流し込み施工が主流となってきている。この流し込み施工によれば、煉瓦のような目地がなく、均一な施工体が得られ、継ぎ足し施工も可能であるため、省力化だけでなく、高耐用化に有効である。
また、上記流し込み施工に用いられる材質としては、アルミナ−シリカ系キャスタブルが広く使用されるようになり、そして、このキャスタブルの使用により、連続鋳造用タンディッシュの内張り耐火物の寿命は、従来使用されていたろう石煉瓦や高アルミナ煉瓦等と比べて向上している。
The furnace construction work of the refractory lining the molten metal container is a heavy reinforcement work, and for this reason, in recent years, pouring work by irregularization has become the mainstream. According to this casting construction, there is no joint like a brick, a uniform construction body can be obtained, and addition construction is also possible, which is effective not only for labor saving but also for high durability.
In addition, alumina-silica castables are widely used as the material used for the above casting construction, and the life of the lining refractories of tundish for continuous casting is conventionally used by using this castable. Compared with wax stone bricks and high alumina bricks.
しかし、近年、コスト低減の目的から、使用する際のＭｇＯ質コーティング材の薄肉化，溶融金属容器の操業条件の過酷化に伴い、数々の改善がなされているが、その使用が長期にわたるようになると、稼働面に垂直な亀裂が発生し、亀裂への地金差し、さらには地金除去作業時に、複数の亀裂が交差する部位から内張り耐火物の剥離が発生する、という新たな問題が発生した。
この新たな問題に対応するため、例えば、特許文献１(特開昭59−35067号公報)には「耐火性粒子70〜98重量％、アルミナセメント1〜17重量％、シリカフラワー1〜25重量％を配合してなるキャスタブル耐火物」が提案され、これにより、700〜1100℃の強度を向上させることが報告されている。
However, in recent years, for the purpose of cost reduction, a number of improvements have been made with the thinning of the MgO-based coating material and the severer operating conditions of the molten metal container. Then, a crack perpendicular to the working surface occurs, and a new problem arises that the refractory lining is peeled off from the part where multiple cracks intersect at the time of metal insertion into the crack and further the metal removal work did.
In order to cope with this new problem, for example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 59-35067) describes “70 to 98% by weight of refractory particles, 1 to 17% by weight of alumina cement, and 1 to 25% of silica flour. % Of castable refractories "is proposed, and it is reported that this improves the strength at 700 to 1100 ° C.
タンディッシュは、鋳造終了後、整備場に運搬され、地金除去の際に機械的衝撃を受けることになり、その際に稼働面から約50〜80ｍｍの部位より剥離する場合が多くみられ、そして、発生部位の鋳造時に加熱される温度としては、約1100〜1300℃であることが計算により求められている。この温度域では、稼働面から背面の温度域の中で、強度が最小値を示し、この強度の谷間に、地金除去時の機械的衝撃による応力が集中することで、稼働面に対し並行な亀裂が入り、剥離に至っていると考えられる。 After the completion of casting, the tundish is transported to the maintenance site and will receive a mechanical impact during the removal of the metal, and in that case, the tundish is often peeled from the site of about 50 to 80 mm from the working surface, And it is calculated | required by calculation that it is about 1100-1300 degreeC as temperature heated at the time of casting of a generation | occurrence | production site | part. In this temperature range, the strength shows the minimum value in the temperature range from the operating surface to the back surface, and stress due to mechanical impact at the time of metal removal is concentrated in the trough of this strength, so it is parallel to the operating surface. It is thought that a crack occurred and it came to peeling.
したがって、上記温度域の強度を向上させることで、強度ギャップを低減させることが、対策の１つとして考えられる。
しかし、単に強度を向上させるために、シリカフラワーやアルミナセメントを増量していくと、強度は向上する一方で、1000℃以上での焼結収縮が大きくなり、亀裂の発生を助長するため、地金差しの問題については、解決することができない。
Therefore, reducing the strength gap by improving the strength in the temperature range is considered as one of the measures.
However, simply increasing the amount of silica flour or alumina cement to improve the strength increases the strength, but also increases the shrinkage of sintering at 1000 ° C or higher and promotes the generation of cracks. The money issue cannot be resolved.
これらの問題を解決するため、例えば、特許文献２(特開平4−42868号公報)には「700℃での熱膨張率が0.5〜0.9％で粒径10ｍｍ以下の不定形耐火材に、粒径0.2〜3ｍｍの珪石を3〜15重量％および／または粒径1〜10ｍｍのムライト質骨材を10〜30重量％含有してなる不定形耐火物」が提案され、これにより、耐食性，耐熱スポーリング性に優れた不定形耐火物を提供することが報告されている。 In order to solve these problems, for example, Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 4-42868) states that “an amorphous refractory material having a coefficient of thermal expansion at 700 ° C. of 0.5 to 0.9% and a particle size of 10 mm or less is used. "Amorphous refractory containing 3 to 15% by weight of quartzite with a diameter of 0.2 to 3mm and / or 10 to 30% by weight of mullite aggregate with a particle size of 1 to 10mm" has been proposed. It has been reported to provide an amorphous refractory with excellent spalling properties.
しかし、従来の材質（特許文献１参照）では、亀裂抑制を目的とした“珪石，ムライト質骨材の添加による微小亀裂の導入”は、耐スポーリング性を向上する一方で、微小亀裂の導入により強度を著しく低下させるという問題があり、特に、内部の強度低下を引き起こし、逆に稼働面との強度ギャップを増大させ、応力集中を助長する結果となり、剥離の問題が解決できなかった。 However, with conventional materials (see Patent Document 1), “introduction of microcracks by adding silica and mullite aggregate” for the purpose of crack suppression improves the spalling resistance while introducing microcracks. As a result, there is a problem that the strength is remarkably reduced. In particular, the internal strength is reduced, the strength gap with the working surface is increased, and stress concentration is promoted. Thus, the peeling problem cannot be solved.
特に、亀裂の発生による地金差しや剥離の発生は、最終的な耐用に大きく関係しているが、片方だけでは十分な耐用は得られず、双方の改善が必要不可欠である。すなわち、耐スポーリング性の向上，焼結収縮の抑制による亀裂の抑制と共に、稼働面から背面までの強度差を低減するということが必要具備特性として考えられるが、上記の従来材質では、双方を同時に改善することはできず、十分な耐用が得られない。 In particular, the insertion of a metal base and the occurrence of peeling due to the occurrence of cracks are greatly related to the final durability, but sufficient durability cannot be obtained with only one of them, and both improvements are indispensable. In other words, it is considered necessary to improve the spalling resistance, suppress cracking by suppressing sintering shrinkage, and reduce the difference in strength from the working surface to the back surface. At the same time, it cannot be improved and sufficient durability cannot be obtained.
本発明者等は、上記のような点に鑑み、鋭意研究を重ねた結果、(１)使用する材質に、特定粒度のα−石英を鉱物に含む膨張性骨材を特定量含有させることで、内部への亀裂伸展を抑制し、１０００℃以上での焼結収縮を低減すること、および、(２)シリカ質超微粉／アルミナセメント量比およびセメント量を特定することで、強度が向上し、且つ、稼働面から背面にかけての強度ギャップを低減することができ、これにより地金除去時の衝撃の応力集中を低減し、稼働面に対し平行な亀裂の発生を抑制することができること、を知得して本発明を完成した。また、(３)さらにシリマナイト族鉱物を添加して、０．２ＭＰａの荷重下にて１５００℃で５時間保持した時の「クリープ量」を特定範囲にすることで、マトリックス中の液相生成量が多くなっても、迫出しを起こさない程度に、稼働面に適度な残存膨張を付与することができ、これにより冷却時の亀裂の発生を抑制し、長期にわたり亀裂，剥離の発生を抑制することができること、を知得して本発明を完成するに至ったものである。 As a result of intensive studies in view of the above points, the present inventors, as a result of (1) adding a specific amount of expansive aggregate containing α-quartz having a specific particle size to the material to be used. , By suppressing crack extension to the inside, reducing sintering shrinkage at 1000 ° C or higher, and (2) specifying the siliceous ultrafine powder / alumina cement amount ratio and cement amount to improve strength And, it is possible to reduce the strength gap from the working surface to the back surface, thereby reducing the stress concentration of the impact when removing the bare metal, and suppressing the occurrence of cracks parallel to the working surface, Knowing this, the present invention has been completed. In addition, (3) by adding a sillimanite group mineral and setting the “creep amount” when held at 1500 ° C. for 5 hours under a load of 0.2 MPa within a specific range, the amount of liquid phase generated in the matrix Even if it increases, it can give an appropriate residual expansion to the working surface to the extent that it does not cause an extrusion, thereby suppressing the generation of cracks during cooling and suppressing the occurrence of cracks and delamination over a long period of time. The present invention has been completed by knowing that it is possible.
すなわち、本発明が解決しようとする課題は、亀裂からの地金差し、亀裂交差部位からの剥離の双方が発生し難い“高品質の内張り材用キャスタブルの開発”を意図したものであって、長期間にわたり、亀裂，剥離を抑制し、安定して使用することができる“高品質のタンディッシュの内張り用キャスタブル”を提供することである。 That is, the problem to be solved by the present invention is intended for "development of a high-quality lining material castable" in which both the bare metal from the crack and the peeling from the crack crossing site hardly occur, The object is to provide a “high quality tundish lining castable” that can be used stably over a long period of time, without cracking and peeling.
そして、本発明は、上記の課題を解決するための手段として、「アルミナ・シリカ質のタンディッシュの内張り用キャスタブルにおいて、０．３〜５ｍｍ粒度のα−石英を鉱物に含む膨張性骨材を２〜１５質量％、アルミナセメントを４〜１０質量％含有し、かつ、アルミナ超微粉およびシリカ質超微粉を含有し、このうちシリカ質超微粉／アルミナセメント比(質量比)が０．７〜１．５であること(請求項１)」、「さらにシリマナイト族鉱物の１種または２種以上を添加し、０．２ＭＰａの荷重下における“１５００℃で５時間保持した時のクリープ量”を０．５〜６％とすること(請求項２)」、および、「さらに１０〜３５ｍｍ粒度の粗大粒耐火骨材を５〜３０質量％添加してなること(請求項３)」を特徴としている。 And, as a means for solving the above-mentioned problems, the present invention provides “an expandable aggregate containing α-quartz having a particle size of 0.3 to 5 mm in a mineral in an alumina / silica tundish lining castable. 2 to 15% by mass, 4 to 10% by mass of alumina cement, and ultrafine alumina powder and siliceous ultrafine powder, of which the ultrafine siliceous powder / alumina cement ratio (mass ratio) is 0.7 to 1.5 (Claim 1) ”,“ Additional one or more of the sillimanite group minerals, and “creep amount when kept at 1500 ° C. for 5 hours” under a load of 0.2 MPa. 0.5 to 6% (Claim 2) ", and" Additional 5 to 30% by mass of coarse refractory aggregate having a particle size of 10 to 35 mm (Claim 3) " Yes.
上記の手段によれば、亀裂の発生を抑制し、なお且つ、稼働面と内部との強度ギャップ(強度差)を低減することにより、地金除去時における“衝撃の応力集中の低減”を図ることで剥離を抑制することができ、長期間にわたり、亀裂，剥離を抑制し、安定して使用することができる“高品質のタンディッシュの内張り用キャスタブル”を提供することができる。 According to the above means, the occurrence of cracks is suppressed, and the strength gap (strength difference) between the working surface and the inside is reduced, thereby “reducing the stress concentration of impact” when removing the metal. Accordingly, it is possible to provide a “high quality tundish lining castable” which can suppress peeling, suppress cracking and peeling over a long period of time, and can be used stably.
本発明に係るタンディッシュの内張り用キャスタブルは、前記したように、「アルミナ・シリカ質のタンディッシュの内張り用キャスタブルにおいて、０．３〜５ｍｍ粒度のα−石英を鉱物に含む膨張性骨材を２〜１５質量％、アルミナセメントを４〜１０質量％含有し、かつ、アルミナ超微粉およびシリカ質超微粉を含有し、このうちシリカ質超微粉／アルミナセメント比(質量比)が０．７〜１．５である」ことを特徴としている。 As described above, the tundish lining castable according to the present invention is an "alumina-silica tundish lining castable comprising an expandable aggregate containing α-quartz having a particle size of 0.3 to 5 mm in the mineral. 2 to 15% by mass, 4 to 10% by mass of alumina cement, and ultrafine alumina powder and siliceous ultrafine powder, of which the ultrafine siliceous powder / alumina cement ratio (mass ratio) is 0.7 to 1.5 ”.
タンディッシュの内張り用キャスタブルは、水冷あるいは空冷時に、冷却収縮による引っ張り応力が生じて亀裂が発生し、この亀裂が背面に伸展して地金差しを引き起こす。
しかし、本発明で添加するα−石英を鉱物に含む膨張性骨材は、その転移膨張により、焼結収縮が低減するだけでなく、残存膨張が付与されることで、冷却収縮による亀裂，亀裂の伸展を抑制することができ、地金差しを抑制することができる。
The tundish lining castable has a crack due to a tensile stress caused by cooling shrinkage during water cooling or air cooling, and the crack extends to the back surface to cause a metal insert.
However, the expansive aggregate containing α-quartz added in the present invention in the mineral not only reduces the sintering shrinkage due to the transition expansion, but also gives the residual expansion, thereby causing cracks and cracks due to cooling shrinkage. It is possible to suppress the extension of the metal, and it is possible to suppress the ingot.
本発明において、α−石英を鉱物に含む膨張性骨材としては、珪石，珪砂，ろう石などを使用することができ、これらの一種または２種以上添加することができる。そして、α−石英を鉱物に含む膨張性骨材の粒度としては、０．３〜５ｍｍ（より好ましくは１〜４ｍｍ）である。５ｍｍを超えると、膨張が大き過ぎることで、キャスタブルの組織を破壊し、亀裂の原因になり、一方、０．３ｍｍより小さい場合は、残存膨張の付与の効果が小さく好ましくない。
また、α−石英を鉱物に含む膨張性骨材の添加量としては、２〜１５質量％（より好ましくは３〜１０質量％）である。２質量％未満では、残存膨張の付与の効果が小さく、一方、１５質量％を超えると、耐食性が著しく低下し、また、ＭｇＯコーティング材との焼付きが大きくなり好ましくない。
In the present invention, as the expansive aggregate containing α-quartz as a mineral, silica stone, silica sand, wax, and the like can be used, and one or more of these can be added. The particle size of the expandable aggregate containing α-quartz in the mineral is 0.3 to 5 mm (more preferably 1 to 4 mm). If it exceeds 5 mm, the expansion is too large, which destroys the castable structure and causes cracks. On the other hand, if it is less than 0.3 mm, the effect of imparting residual expansion is small, which is not preferable.
Moreover, the addition amount of the expansive aggregate containing α-quartz in the mineral is 2 to 15% by mass (more preferably 3 to 10% by mass). If it is less than 2% by mass, the effect of imparting residual expansion is small. On the other hand, if it exceeds 15% by mass, the corrosion resistance is remarkably lowered, and seizure with the MgO coating material becomes large.
通常、地金除去の際に生じる剥離は、前記したとおり、稼働面から約５０〜８０ｍｍ部位で発生し、その部位の温度としては、約１１００〜１３００℃であることが計算により求められている。この結果から、１５００℃と１２００℃の強度ギャップを低減することが有効であると考えられる。そのためには、シリカ質超微粉／アルミナセメント比(質量比)を「０．７〜１．５」とし、また、α−石英を鉱物に含む膨張性骨材の添加による“微亀裂発生による強度低下の改善”を図るためには、アルミナセメントの量を「４〜１０質量％」とすることが有効である。 Usually, the peeling that occurs during the removal of the bullion occurs at a site of about 50 to 80 mm from the working surface as described above, and the temperature of the site is about 1100 to 1300 ° C. by calculation. . From this result, it is considered effective to reduce the strength gap between 1500 ° C. and 1200 ° C. For this purpose, the siliceous ultrafine powder / alumina cement ratio (mass ratio) is set to “0.7 to 1.5”, and “strength due to the occurrence of microcracks” is obtained by adding an expansive aggregate containing α-quartz as a mineral. In order to “improve the reduction”, it is effective to set the amount of the alumina cement to “4 to 10% by mass”.
本発明において、シリカ質超微粉としては、シリカフラワー，珪石超微粉，溶融石英超微粉，ボールクレーなどを１種または２種以上を使用することができる。また、アルミナセメントとしては、ＣａＯが１０〜３０質量％含有するものが好ましい。 In the present invention, as the siliceous ultrafine powder, one kind or two or more kinds of silica flour, silica fine powder, fused quartz ultrafine powder, ball clay and the like can be used. Moreover, as an alumina cement, what contains 10-30 mass% of CaO is preferable.
シリカ質超微粉／アルミナセメント比(質量比)としては、０．７〜１．５（より好ましくは０．８〜１．４）である。０．７より小さくなる、あるいは、１．５より大きくなると、稼働面と内部の強度ギャップが大きくなるため、地金除去時の機械的衝撃が内部で応力集中を引き起こし、稼働面と並行な亀裂を発生し、剥離を引き起こすため好ましくない。また、アルミナセメントの量としては、４〜１０質量％（より好ましくは４〜８質量％）である。４質量％より少ないと、強度が小さくなり、地金除去の機械的衝撃により亀裂が発生し易くなるため好ましくない。また、１０質量％を超えると、液相生成量が増え、焼結収縮が大きくなり、亀裂の発生を引き起こすため好ましくない。 The siliceous ultrafine powder / alumina cement ratio (mass ratio) is 0.7 to 1.5 (more preferably 0.8 to 1.4). When it is smaller than 0.7 or larger than 1.5, the strength gap between the working surface and the inside becomes large, so the mechanical impact during the removal of the metal causes stress concentration inside and cracks parallel to the working surface. This is not preferable because it causes peeling. The amount of alumina cement is 4 to 10% by mass (more preferably 4 to 8% by mass). If the amount is less than 4% by mass, the strength is decreased, and cracks are likely to occur due to mechanical impact of removing the metal, which is not preferable. On the other hand, if it exceeds 10% by mass, the amount of liquid phase generated increases, sintering shrinkage increases, and cracks are generated, which is not preferable.
本発明では、前記したシリカ質超微粉を添加するが、これ以外に、アルミナ超微粉(７５μｍ以下のアルミナ超微粉)を添加することを特徴としている。このアルミナ超微粉を添加目的は、キャスタブルの“流動性の向上”と、マトリックス部の液相生成量のコントロールによる“過焼結の抑制”のためである。
その添加量としては、８〜２５質量％（より好ましくは１０〜２０質量％）である。８質量％より少ないと、マトリックス中の液相生成量が大きくなり、冷却時の亀裂が発生しやすくなるため好ましくない。また、２５質量％を超えると、微粉の量が多くなりすぎ、施工性が悪くなるため好ましくない。
In the present invention, the above-mentioned siliceous ultrafine powder is added, but in addition to this, an alumina ultrafine powder (alumina ultrafine powder of 75 μm or less) is added. The purpose of adding the ultrafine alumina powder is to “improve fluidity” of the castable and “suppress oversintering” by controlling the amount of liquid phase generated in the matrix part.
The addition amount is 8 to 25% by mass (more preferably 10 to 20% by mass). If it is less than 8% by mass, the amount of liquid phase generated in the matrix becomes large, and cracking during cooling tends to occur, which is not preferable. Moreover, when it exceeds 25 mass%, since the quantity of fine powder increases too much and workability | operativity worsens, it is not preferable.
本発明に係るタンディッシュの内張り用キャスタブルは、「さらにシリマナイト族鉱物の１種または２種以上を添加し、０．２ＭＰａの荷重下における“１５００℃で５時間保持した時のクリープ量”を０．５〜６％とする」ことを特徴としている。シリマナイト族鉱物の添加目的は、残存膨張を付与し、冷却時の収縮亀裂を抑制するためである。
シリマナイト族鉱物としては、シリマナイト，アンダルサイト，カイヤナイトなどを使用することができ、上記のうち、一種または２種以上を使用することができる。このようなシリマナイト族鉱物を添加し、０．２ＭＰａの荷重下で“１５００℃で５時間保持した時のクリープ量”としては、前記したように、０．５〜６％（より好ましくは０．５〜５．５％）である。０．５％より小さいと、材料の膨張を吸収しきれず、迫出し，側壁の倒壊が発生するため好ましくない。また、６％を超えると、稼働面の残存膨張付与の効果が小さくなり、冷却時に亀裂が発生するため好ましくない。
The tundish lining castable according to the present invention has a “creep amount when kept at 1500 ° C. for 5 hours” with a load of 0.2 MPa under the addition of one or more of the sillimanite group minerals. .5-6% ". The purpose of adding the sillimanite group mineral is to provide residual expansion and suppress shrinkage cracks during cooling.
As the sillimanite group mineral, sillimanite, andalusite, kyanite, or the like can be used, and one or more of the above can be used. Such a sillimanite group mineral is added, and the “creep amount when kept at 1500 ° C. for 5 hours” under a load of 0.2 MPa, as described above, is 0.5 to 6% (more preferably 0.8%). 5 to 5.5%). If it is less than 0.5%, the expansion of the material cannot be absorbed, and it is not preferable because it protrudes and the side wall collapses. On the other hand, if it exceeds 6%, the effect of imparting residual expansion on the working surface is reduced, and cracks are generated during cooling, which is not preferable.
本発明において、シリマナイト族鉱物の粒径としては３ｍｍ以下が好ましい。また、その添加量は、３〜４５質量％が好ましく、より好ましくは５〜４０質量％である。３質量％より少ないと、残存膨張付与の効果が小さく、また、４５質量％を超えると、膨張が大きくなり過ぎ、迫り出しを引き起こすため、好ましくない。 In the present invention, the particle size of the sillimanite group mineral is preferably 3 mm or less. Moreover, 3-45 mass% is preferable, and, as for the addition amount, More preferably, it is 5-40 mass%. If the amount is less than 3% by mass, the effect of imparting residual expansion is small, and if it exceeds 45% by mass, the expansion becomes excessively large and causes unloading.
本発明で使用する主原料は、Ａｌ２Ｏ３とＳｉＯ２を主成分としたシャモット、高アルミナ質の通常の高アルミナ質キャスタブルに使われるものであれば、特に問わない。また、同様の材質の“１０〜３５ｍｍ粒度の粗大粒耐火骨材”の添加は、亀裂伸展抑制に効果があり、これを併用することができる。この粗大粒耐火骨材の添加量は５〜３０質量％が好ましい。３０質量％より多いと、施工性に問題があり、５質量％より少ないと、亀裂伸展抑制効果が少ないので好ましくない。
その他、分散剤，硬化調整剤として一般に知られているリン酸塩や有機酸を使用して差し支えない。また、耐熱鋼ファイバーや有機繊維などは、亀裂抑制に効果があり、これを併用することも望ましい。
The main raw material used in the present invention is not particularly limited as long as it is used for a chamotte whose main components are Al 2 O 3 and SiO 2 and a high alumina normal high alumina castable. Further, the addition of “coarse refractory aggregate having a particle size of 10 to 35 mm” of the same material is effective in suppressing crack extension, and this can be used in combination. The addition amount of the coarse refractory aggregate is preferably 5 to 30% by mass. When it is more than 30% by mass, there is a problem in workability, and when it is less than 5% by mass, the effect of suppressing crack extension is small, which is not preferable.
In addition, a phosphate or an organic acid generally known as a dispersant or a curing regulator may be used. In addition, heat-resistant steel fibers and organic fibers are effective in suppressing cracks, and it is also desirable to use them in combination.
次に、本発明の実施例を比較例と共に挙げて、本発明を具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例１〜８によって限定されるものではない。 Next, although the Example of this invention is given with a comparative example and this invention is demonstrated concretely, this invention is not limited by the following Examples 1-8.
（実施例１〜８，比較例１〜５）
表１〜表３に示す配合量（いずれも“質量％”）からなるタンディッシュの内張り用キャスタブルを作製した。
得られた内張り用キャスタブルに対して、「線変化率(1000℃-3ｈ)」(注１)、「曲げ強度比(1500℃/1200℃-3ｈ)」(注２)、「圧縮強度比(1500℃/1200℃-3ｈ)」(注３)および「クリープ量」(注４)を測定し、また、「耐スポーリング性」(注５)を評価し、これらを表１〜３に併記した。
(Examples 1-8, Comparative Examples 1-5)
Tundish lining castables having the blending amounts shown in Tables 1 to 3 (both “% by mass”) were prepared.
For the lining castable obtained, “Linear change rate (1000 ° C-3h)” (Note 1), “Bending strength ratio (1500 ° C / 1200 ° C-3h)” (Note 2), “Compressive strength ratio ( 1500 ° C / 1200 ° C-3h) ”(Note 3) and“ Creep amount ”(Note 4) were measured, and“ Spalling resistance ”(Note 5) was evaluated. did.
(注１)：「線変化率( 1000℃-3ｈ)」は、１０００℃で３時間焼成した後の線変化率である。
(注２)：「曲げ強度比(1500℃/1200℃-3ｈ)」は、１２００℃で３時間焼成後に対する１５００℃で３時間焼成後の曲げ強度比である。
(注３)：「圧縮強度比(1500℃/1200℃-3ｈ)」は、１２００℃で３時間焼成後に対する１５００℃で３時間焼成後の圧縮強度比である。
(注４)：「クリープ量」は、その測定方法として、試料形状を“４０ｍｍφ×４０ｍｍ”とし、０．２ＭＰａの荷重下にて“１５００℃まで４℃／分”で昇温し、１５００℃に達してから、５時間保持し、保持開始から保持終了までの変形量を測定し、この変化量を「クリープ量」として示した。
(注５)：「耐スポーリング性」は、その試験方法として、試料寸法を並型(２３０×１１４×６５ｍｍ)とし、先端より１０ｍｍを「１５００℃に保持した電気炉に４５分挿入して加熱した後、空冷を１５分」を“１サイクル”とし、これを１５回繰り返した後の「亀裂の発生，伸展の程度」について評価した。そして、この“評価の優劣”としては、優れるものから順に「◎＞○＞△＞×」で示した。
(Note 1): “Linear change rate (1000 ° C.−3 h)” is the linear change rate after firing at 1000 ° C. for 3 hours.
(Note 2): “Bending strength ratio (1500 ° C./1200° C.−3 h)” is a bending strength ratio after baking at 1500 ° C. for 3 hours with respect to after baking at 1200 ° C. for 3 hours.
(Note 3): “Compressive strength ratio (1500 ° C./1200° C.−3 h)” is a compressive strength ratio after firing at 1500 ° C. for 3 hours with respect to after firing at 1200 ° C. for 3 hours.
(Note 4): “Creep amount” is measured by setting the sample shape to “40 mmφ × 40 mm”, raising the temperature to “1500 ° C. at 4 ° C./min” under a load of 0.2 MPa, and 1500 ° C. The amount of deformation from the start of holding to the end of holding was measured, and this amount of change was shown as “creep amount”.
(Note 5): “Spalling resistance” is a test method in which the sample size is a parallel type (230 × 114 × 65 mm), and 10 mm from the tip is inserted into an electric furnace maintained at 1500 ° C. for 45 minutes. After heating, “15 minutes of air cooling” was defined as “one cycle”, and this was repeated 15 times to evaluate “the degree of crack generation and extension”. The “evaluation superiority or inferiority” is indicated by “◎>○>Δ> ×” in order from the best.
表１〜３に示す「曲げ強度比(1500℃/1200℃-3ｈ)」および「圧縮強度比(1500℃/1200℃-3ｈ)」は、耐剥離性，亀裂抑制の指標として示すものであるが、実機での結果から耐剥離性，亀裂抑制に効果が見られた範囲としては、その強度比が“０．８〜１．３”の範囲に設定することで、剥離が発生しなくなる傾向が認められている。つまり、“０．８”より小さいと、稼働面の組織の脆化が大きくなっていることを示し、冷却や地金除去時の衝撃により稼働面から背面方向への亀裂が発生しやすくなるので好ましくない。また、“１．３”より大きいと、強度の谷間ができていることを示し、稼働面に並行な亀裂が発生しやすく、剥離が発生する可能性が高くなり、好ましくない。 “Bending strength ratio (1500 ° C./1200° C.-3 h)” and “Compressive strength ratio (1500 ° C./1200° C.-3 h)” shown in Tables 1 to 3 are shown as indexes of peel resistance and crack suppression. However, as a range where the effect of peeling resistance and crack suppression was seen from the results of the actual machine, the strength ratio is set to a range of “0.8 to 1.3”, and peeling does not tend to occur. Is allowed. In other words, if it is less than “0.8”, it indicates that the working surface is becoming more brittle, and cracks from the working surface to the back surface are more likely to occur due to the impact of cooling and metal removal. It is not preferable. On the other hand, when the value is larger than “1.3”, it indicates that a trough of strength is formed, and a parallel crack tends to occur on the operating surface, and the possibility of occurrence of peeling increases, which is not preferable.
以上のように、本発明にあっては、アルミナ・シリカ質キャスタブルにおいて、０．３〜５ｍｍ粒度のα−石英を鉱物に含む膨張性骨材を２〜１５質量％含有し、かつ、シリカ質超微粉／アルミナセメント比(質量比)を０．７〜１．５とし、アルミナセメント量を４〜１０質量％とすることで、亀裂を抑制し、剥離の発生も抑制して、タンディッシュの内張りの耐用性を向上させることができる。 As described above, in the present invention, the alumina / silica castable contains 2 to 15% by mass of expansive aggregate containing α-quartz having a particle size of 0.3 to 5 mm as a mineral, and siliceous. By setting the ultrafine powder / alumina cement ratio (mass ratio) to 0.7 to 1.5 and the amount of alumina cement to 4 to 10% by mass, cracks are suppressed and occurrence of peeling is also suppressed. The durability of the lining can be improved.
また、本発明にあっては、更にシリマナイト族鉱物の１種または２種以上を添加し、０．２ＭＰａの荷重下にて１５００℃で５時間保持した時のクリープ量を０．５〜６％とすることで、長期にわたり、亀裂の抑制効果を発揮でき、タンディッシュの内張りの耐用性を向上させることができる。
さらに、粗大粒耐火骨材を添加することによって、亀裂の抑制効果をより一層はかることができる。
In the present invention, one or more silimanite group minerals are further added, and the creep amount when held at 1500 ° C. for 5 hours under a load of 0.2 MPa is 0.5 to 6%. By doing so, the crack suppressing effect can be exhibited over a long period of time, and the durability of the tundish lining can be improved.
Furthermore, the effect of suppressing cracks can be further enhanced by adding coarse refractory aggregates.
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