JP2006117453A - Metallic compound particle-containing organic resin binder and carbon-containing refractory using the same - Google Patents

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Eiji Iida
栄司 飯田
Masamichi Takai
政道 高井
Minoru Sudo
実 須藤
Kazuhiro Inoue
一浩 井上
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Shinagawa Refractories Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metallic compound particle-containing an organic resin binder bringing the improvement of the thermal spalling resistance to carbon-containing refractory and the carbon-containing refractory using the organic resin binder. <P>SOLUTION: The organic resin binder contains 1-50 wt.% metallic compound particle (the particle of oxide, carbide, nitride, oxynitride or boride of a metal) having 0.02-10 μm average particle diameter. The carbon-containing refractory uses the organic resin binder The quantity of the metallic compound particle contained in the carbon-containing refractory is 0.01-8.0 wt.%. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、金属化合物粒子含有有機樹脂バインダー及び該有機樹脂バインダーを用いた炭素含有耐火物に関し、特に、平均粒径が0.02〜10ミクロンの金属化合物粒子を含有する有機樹脂バインダー、および、該有機樹脂バインダーを用いた炭素含有耐火物に関する。   The present invention relates to a metal compound particle-containing organic resin binder and a carbon-containing refractory using the organic resin binder, in particular, an organic resin binder containing metal compound particles having an average particle size of 0.02 to 10 microns, and The present invention relates to a carbon-containing refractory using the organic resin binder.

炭素含有耐火物は、炭素質原料の添加により耐熱スポール性が向上すると共に、スラグに対する濡れ性も向上する等の特徴を有しており、製銑,製鋼に使用される窯炉の内張り耐火物として重要であり、現在では欠くことのできない耐火物となっている。
また、連続鋳造で使用される浸漬ノズルやロングノズルにおいても、炭素含有耐火物が一般的に使用されている。
Carbon-containing refractories have features such as improved heat-resistant spalling properties due to the addition of carbonaceous raw materials, and also improved wettability to slag. It is important as a refractory that is indispensable now.
Carbon-containing refractories are also commonly used in immersion nozzles and long nozzles used in continuous casting.

しかし、近年は、これら炭素含有耐火物の改良が進み、その寿命が延びてきているが、それらの耐火物の使用条件もますます過酷となっており、今以上の高耐用化が求められてきている。
こうした中で、耐火物中の炭素含有量は、例えば、連続鋳造で使用される浸漬ノズルを例にとると、当初は炭素量が30重量%程度であったものが、現在では20重量%程度のものまで使用されるようになっている。また、二次精錬に使用される窯炉においても、近年は、極低炭素鋼製造の要望が高まり、カーボンピックアップを極力抑える必要性が出てきており、必然的に耐火物の低炭素量化が進んでいる。現在では、合計の炭素量が3重量%程度の炭素含有耐火物も使用されるに至っている。
In recent years, however, these carbon-containing refractories have been improved and their life has been extended. However, the use conditions of these refractories have become increasingly severe, and there has been a demand for higher durability. ing.
Under these circumstances, the carbon content in the refractory is, for example, about an immersion nozzle used in continuous casting, for example, the initial carbon content was about 30% by weight, but now it is about 20% by weight. Even things are being used. In addition, in furnaces used for secondary refining, in recent years, there has been a growing demand for ultra-low carbon steel production, and the need to suppress carbon pickup as much as possible has emerged, inevitably reducing the carbon content of refractories. Progressing. At present, carbon-containing refractories with a total carbon content of about 3% by weight have been used.

しかし、炭素含有耐火物においては、耐火物中の炭素含有量を低下させていくと、耐熱スポール性に劣るようになり、使用初期の割れや剥離等、また、加熱,冷却の繰り返し等による割れ等、が発生し易くなるという欠点が生じてくる。
連続鋳造で使用される浸漬ノズルやロングノズルでは、使用しているアルミナ−カーボン系耐火材料中のカーボン量を減少させていくと、特に、鋳造初期の熱スポーリングによる割れが発生し易くなるという欠点がある。また、取鍋に使用されるマグネシア−カーボン質煉瓦やアルミナ−マグネシア−カーボン質煉瓦も、使用時の加熱,冷却により、その表面が剥離し易くなるという欠点がある。
However, in the case of carbon-containing refractories, if the carbon content in the refractory is decreased, the heat-resistant spalling property becomes inferior. Etc., which is likely to occur.
In immersion nozzles and long nozzles used in continuous casting, if the amount of carbon in the alumina-carbon refractory material used is reduced, cracking due to thermal spalling at the initial stage of casting tends to occur. There are drawbacks. Further, magnesia-carbon bricks and alumina-magnesia-carbon bricks used for ladles also have a drawback that their surfaces are easily peeled off by heating and cooling during use.

また、低炭素化した材質でなく、従来の炭素量を有する炭素含有耐火物においても、操業条件の変化等による使用時の熱スポーリングの発生は、現在の技術においても避けがたい点であり、その解決が炭素含有耐火物にとって大きな課題である。
なお、本発明において、「炭素量」が意味するものは、熱間で使用されている際の“耐火物中に含まれる固定炭素分量”であり、そこには、炭素原料の他に有機バインダー由来の炭素も含まれるものである。
In addition, even with conventional carbon-containing refractories that have a low carbon content, the occurrence of thermal spalling during use due to changes in operating conditions is unavoidable with current technology. The solution is a major issue for carbon-containing refractories.
In the present invention, “carbon content” means “amount of fixed carbon contained in the refractory” when used in the hot state, and includes an organic binder in addition to the carbon raw material. The carbon of origin is also included.

炭素含有耐火物の耐熱スポーリング性を改善する手法としては、従来からいろいろな手法が提案されているが、いまだ十分な耐熱スポーリング性は得られていない。
一般的に、従来の炭素含有耐火物では、炭素量を低減させていくと、耐スポーリング性が低下するという問題があった。この問題を解決するために、特に、低カーボン組成領域において、耐スポーリング性を向上させる検討がなされてきた。
例えば、耐火物を形成する段階で、充填性を低くして、気孔率を高くし、弾性率を低下させて耐スポーリング性を確保するという手法がある。しかし、このような手法では、耐火物の組織の緻密性が低下し、耐食性,耐摩耗性,耐酸化性等に劣るようになり、実用的にはそのような耐火物を使用することは困難である。
Various techniques have been proposed for improving the heat spalling resistance of carbon-containing refractories, but sufficient heat spalling resistance has not been obtained yet.
In general, the conventional carbon-containing refractories have a problem that the spalling resistance decreases as the carbon content is reduced. In order to solve this problem, studies have been made to improve the spalling resistance, particularly in the low carbon composition region.
For example, in the step of forming a refractory, there is a method of ensuring spalling resistance by lowering the filling property, increasing the porosity, and decreasing the elastic modulus. However, with such a technique, the denseness of the structure of the refractory is lowered and the corrosion resistance, wear resistance, oxidation resistance, etc. are deteriorated, and it is difficult to use such a refractory practically. It is.

低カーボン質の炭素含有耐火物として、例えば、特許文献1(特開平5−4861号公報)や特許文献2(特開平9−87007号公報)などには、黒鉛の配合量が5重量%未満の例が開示されている。この低カーボン質の炭素含有耐火物は、従来の低カーボン質の耐火物と比較すると、耐熱スポール性に優れているが、実使用においては、長時間溶鋼から加熱されることによって、使用している耐火性原料の焼結が進行して高弾性率化し、耐スポーリング性が低下していくと問題がある。   For example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 5-4861) and Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 9-87007), etc., as low-carbon carbon-containing refractories have a graphite content of less than 5% by weight. Examples are disclosed. This low-carbon carbon-containing refractory is superior to conventional low-carbon refractories in heat-resistant spalling, but in actual use, it is used by being heated from molten steel for a long time. There is a problem when the sintering of the refractory raw material progresses to increase the elastic modulus and the spalling resistance decreases.

また、特許文献3(特開平11−322405号公報)、特許文献4(特開2004−107124号公報)には、5重量%未満の低炭素含有耐火物において、スピネル原料を使用した材質が開示されている。しかし、いずれも、実使用における長時間にわたる溶鋼からの受熱によって、緻密化が進行し、高弾性率化をもたらし、耐熱スポール性が劣化してくるという欠点がある。そのため、長期間にわたって安定した耐熱スポーリング性が得られているとは言い難い。   Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 11-322405) and Patent Document 4 (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-107124) disclose a material using a spinel material in a refractory material containing less than 5% by weight of low carbon. Has been. However, both have the drawbacks that densification progresses due to heat received from the molten steel for a long time in actual use, resulting in a high elastic modulus, and heat resistant spalling properties are deteriorated. Therefore, it is difficult to say that stable heat spalling properties are obtained over a long period of time.

また、通常、耐火物の製造には、有機樹脂バインダーを使用することが一般的であるが、この有機樹脂バインダーの改質による耐熱スポーリング性改善も含む、熱的特性向上を目的とした技術も開示されている。例えば、特許文献5(特開2002−226276号公報)には、耐火物用バインダーに炭素質粉末を混合し、これをバインダーとして使用した場合、強度特性が向上し、酸化特性にも優れることが開示されている。しかし、この特許文献5には、耐熱スポーリング性の向上についての実施例は開示されておらず、耐熱スポーリング性が向上しているとは言い難い。   In general, organic resin binders are generally used for the production of refractories, but technologies aimed at improving thermal characteristics, including improving heat spalling resistance by modifying these organic resin binders. Is also disclosed. For example, in Patent Document 5 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-226276), when carbonaceous powder is mixed in a refractory binder and used as a binder, strength characteristics are improved and oxidation characteristics are excellent. It is disclosed. However, this Patent Document 5 does not disclose an example of improving the heat resistant spalling property, and it is difficult to say that the heat resistant spalling property is improved.

更に、特許文献6(特開2002−316865号公報)には、耐火物混練用の有機樹脂中に、カーボンブラックあるいは黒鉛化カーボンブラックを単独で分散し、そのバインダーを使用することによる、耐熱スポーリング性向上の技術が開示されている。本技術によれば、低炭素組成での耐熱スポーリング性の向上には効果があると考えられるが、本技術によるカーボンブラック単独の添加では、耐スポーリング性の向上には限界がある。同様に、特許文献7(特開2004−67431号公報)においても、カーボンブラックを加熱,黒鉛化したグラファイト粒子や、カーボンブラックに金属,ホウ素,ケイ素から選ばれる1種または2種以上の元素の単体または諸元素を含有する化合物とを加熱して得られるグラファィト粒子を有機樹脂に分散させたことを特徴とする耐火物用バインダー及びそのバィンダーを用いた耐火物に関する技術が開示されている。しかし、本技術によっても耐熱スポール性の向上には限界がある。   Further, Patent Document 6 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-316865) discloses a heat resistant scrub by dispersing carbon black or graphitized carbon black alone in an organic resin for refractory kneading and using the binder. A technique for improving the polling property is disclosed. According to the present technology, it is considered effective to improve the heat spalling resistance at a low carbon composition, but the addition of carbon black alone according to the present technology has a limit in improving the spalling resistance. Similarly, in Patent Document 7 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-67431), graphite particles obtained by heating and graphitizing carbon black, or one or more elements selected from metals, boron, and silicon in carbon black are used. A technique relating to a refractory using a binder for a refractory and a binder for the refractory, characterized in that a graphite particle obtained by heating a simple substance or a compound containing various elements is dispersed in an organic resin is disclosed. However, even with this technology, there is a limit to the improvement of the heat resistant sparing property.

また、特許文献8(特開平3−54155号公報)には、加熱によって消失する物質を添加することによる耐スポール性向上の技術が開示されている。しかし、本技術で使用される加熱消失物は、その直径が0.1〜3.0mmと大きく、耐火物の組織の緻密化を阻害するという欠点がある。   Patent Document 8 (Japanese Patent Laid-Open No. 3-54155) discloses a technique for improving the spall resistance by adding a substance that disappears by heating. However, the heat-dissipated material used in the present technology has a large diameter of 0.1 to 3.0 mm, and has a defect that the densification of the structure of the refractory is inhibited.

特開平5−4861号公報(表1参照)Japanese Patent Laid-Open No. 5-4861 (see Table 1) 特開平9−87007号公報(請求項1参照)JP-A-9-87007 (refer to claim 1) 特開平11−322405号公報(請求項6,段落[0058]参照)Japanese Patent Laid-Open No. 11-322405 (see claim 6, paragraph [0058]) 特開2004−107124号公報(請求項1参照)JP 2004-107124 A (refer to claim 1) 特開2002−226276号公報(請求項1参照)JP 2002-226276 A (refer to claim 1) 特開2002−316865号公報(請求項1,段落[0024]参照)JP 2002-316865 A (refer to claim 1, paragraph [0024]) 特開2004−67431号公報(請求項1,2参照)JP 2004-67431 A (see claims 1 and 2) 特開平3−54155号公報(特許請求の範囲第1項参照)Japanese Patent Laid-Open No. 3-54155 (see claim 1)

本発明は、前記した従来技術の欠点,問題点を改善することを目的としたものであって、炭素含有耐火物の耐熱スポール性向上をもたらす“金属化合物粒子含有有機樹脂バインダー及び該有機樹脂バインダーを用いた炭素含有耐火物”を提供することを技術課題(目的)とするものである。   The present invention aims to remedy the drawbacks and problems of the prior art described above, and provides “an organic resin binder containing metal compound particles and an organic resin binder that can improve the heat resistance of carbon-containing refractories” It is a technical problem (objective) to provide a “carbon-containing refractory using”.

そして、本発明に係る有機樹脂バインダーは、「平均粒径が0.02〜10ミクロンの金属化合物粒子を含有すること」(請求項1)を特徴とし、これにより前記技術課題(目的)を解決したものである。
また、本発明に係る有機樹脂バインダーは、「前記金属化合物粒子の含有量が1〜50重量%であること」(請求項2)、「前記金属化合物粒子が、金属の酸化物,炭化物,窒化物,酸窒化物および硼化物から選ばれた少なくとも一種からなること」(請求項3)、「前記金属化合物粒子の融点あるいは分解温度ないしは昇華温度が、1500℃以上であること」(請求項4)、「前記有機樹脂バインダーがフェノール樹脂であること」(請求項5)を、本発明に係る有機樹脂バインダーの好ましい実施の形態とするものである。
The organic resin binder according to the present invention is characterized by “containing metal compound particles having an average particle size of 0.02 to 10 microns” (Claim 1), thereby solving the technical problem (object). It is what.
In addition, the organic resin binder according to the present invention includes “the content of the metal compound particles is 1 to 50% by weight” (Claim 2), “the metal compound particles are a metal oxide, carbide, nitriding. (Claim 3), "The melting point or decomposition temperature or sublimation temperature of the metal compound particles is 1500 ° C or higher" (Claim 4) ), “The organic resin binder is a phenol resin” (Claim 5) is a preferred embodiment of the organic resin binder according to the present invention.

一方、本発明に係る炭素含有耐火物は、「前記有機樹脂バインダーを使用したこと」(請求項6)を特徴とし、これにより前記技術課題(目的)を解決したものである。そして、該耐火物において、金属化合物粒子の含有量が0.01〜8.0重量%であること(請求項7)を、本発明に係る炭素含有耐火物の好ましい実施の形態とするものである。   On the other hand, the carbon-containing refractory according to the present invention is characterized by “use of the organic resin binder” (Claim 6), thereby solving the technical problem (object). In the refractory, the content of the metal compound particles is 0.01 to 8.0% by weight (Claim 7), which is a preferred embodiment of the carbon-containing refractory according to the present invention. is there.

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明するが、該説明と共に更に本発明について詳細に説明する。   BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The best mode for carrying out the present invention will be described below, but the present invention will be further described together with the description.

本発明者等は、鋭意検討を重ねた結果、微細な金属化合物粒子を分散させたフェノール樹脂やフラン樹脂等の有機樹脂バインダーを用いて耐火物を製造した場合、得られた耐火物の耐熱スポーリング性が大きく向上することを見い出して、本発明を完成したものである。   As a result of intensive studies, the present inventors have produced a refractory product using an organic resin binder such as phenol resin or furan resin in which fine metal compound particles are dispersed. The present invention has been completed by finding that the polling performance is greatly improved.

通常、炭素含有耐火物の製造に用いられる有機樹脂バインダーとしては、フェノール樹脂が一般的である。フェノール樹脂は、加熱により炭素化が進行し、残留した炭素が煉瓦を構成する原料同士を結びつける役割を果たし、煉瓦の強度発現の役目を果たしている。本発明者等は、フェノール樹脂やフラン樹脂のように、加熱後もその一部が固定炭素として残る有機樹脂中に、金属の酸化物や炭化物,硼化物等の微細な粒子を分散させ、該樹脂を炭素含有耐火物形成用のバインダーとして使用した場合、得られた耐火物の耐熱スポール性が大きく向上することを見出した。   Usually, a phenol resin is common as an organic resin binder used for production of a carbon-containing refractory. The phenol resin is carbonized by heating, and the remaining carbon plays a role of connecting the raw materials constituting the brick and plays a role of developing the strength of the brick. The present inventors disperse fine particles such as metal oxides, carbides, borides, etc. in organic resins such as phenol resins and furan resins, which remain as fixed carbon even after heating. It has been found that when the resin is used as a binder for forming a carbon-containing refractory, the heat resistant spall property of the obtained refractory is greatly improved.

上記樹脂を使用して得られたアルミナ−カーボン系煉瓦、マグネシア−カーボン系煉瓦等は、通常、非酸化雰囲気中で焼成して最終製品とするか、或いは不焼成で最終製品となる場合もあるが、いずれにしても、使用時においては溶鋼からの受熱により、煉瓦中の有機樹脂バインダーは炭素化が進行し、炭素が残留する。そして、残留した炭素中に金属の酸化物,炭化物等の非常に微細な粒子が分散した状態が得られる。   Alumina-carbon bricks, magnesia-carbon bricks, etc. obtained by using the above resins are usually fired in a non-oxidizing atmosphere to be the final product, or may be unfired to be the final product. However, in any case, the carbonization of the organic resin binder in the brick proceeds and carbon remains due to the heat received from the molten steel during use. Then, a state in which very fine particles such as metal oxides and carbides are dispersed in the remaining carbon can be obtained.

金属化合物の粒子は、有機樹脂バインダー中に分散しているため、その表面は、完全に有機樹脂バインダーで被覆された状態となる。その後、この有機樹脂バインダーは耐火性原料と共に混練されるため、金属化合物の微粒子は、有機樹脂バインダーで薄く被覆された状態で、耐火性原料の周囲に分散する。このとき、金属化合物の微粒子は、連続した有機樹脂バインダーの被膜中に分散している状態と、粒子単独で分散している状態とが考えられるが、本発明では、このような両方の状態を含むものである。   Since the metal compound particles are dispersed in the organic resin binder, the surface thereof is completely covered with the organic resin binder. Thereafter, since the organic resin binder is kneaded together with the refractory raw material, the fine particles of the metal compound are dispersed around the refractory raw material while being thinly coated with the organic resin binder. At this time, the fine particles of the metal compound are considered to be dispersed in the continuous organic resin binder film and dispersed in the particles alone. In the present invention, both of these states are considered. Is included.

本発明者等は、上記微細な金属化合物の粒子(有機樹脂バインダーが炭素化して残留した炭素中に存在する微細な金属化合物の粒子)が“耐火物の耐熱スポーリング性を大きく向上させる役割をする”ということを見出した。
耐熱スポール性が向上する理由としては、非常に微細な金属化合物の粒子が、熱衝撃を受けたときの応力緩和作用を果たしているためである、と考えられる。
The present inventors have described that the fine metal compound particles (fine metal compound particles present in the carbon remaining after the organic resin binder is carbonized) play a role in greatly improving the heat resistance spalling property of the refractory. I found out.
The reason why the heat-resistant spalling property is improved is considered to be that very fine metal compound particles have a stress relaxation effect when subjected to thermal shock.

本発明者等は、このような熱衝撃に対する応力の緩和機能は、金属化合物の微粒子を均一に耐火物中に分散させたときに、より高くなるということを見出した。金属化合物の微粒子の周囲には、炭化,残留した固定炭素の被膜が薄く存在するが、金属化合物微粒子の熱膨張率は、その周囲に存在している有機樹脂バインダーが炭化して得られた炭素の熱膨張挙動と異なっているため、焼成時や使用時の加熱,冷却によって、金属化合物粒子の周囲にマイクロクラックが生成する。そして、このマイクロクラックの存在が耐熱スポール性の向上をもたらしているものと考える。   The present inventors have found that the stress relaxation function against such a thermal shock becomes higher when the fine particles of the metal compound are uniformly dispersed in the refractory. There is a thin film of carbonized and remaining fixed carbon around the fine particles of the metal compound, but the thermal expansion coefficient of the fine metal compound particles is the carbon obtained by carbonization of the organic resin binder present around it. Therefore, microcracks are generated around the metal compound particles by heating and cooling during firing and use. And the presence of this microcrack is considered to have improved the heat-resistant spall property.

なお、有機樹脂バインダーの炭素化が進行し、固定炭素となって残留する割合は100%ではなく、有機樹脂バインダーの種類や加熱条件等によって変化し、数%〜50%程度の間で変化することが一般的である。そのため、金属化合物粒子を分散させた有機樹脂バインダーが加熱された場合、金属化合物粒子の周囲が完全に残留した炭素で被覆されているとは限らず、その一部は、残留した炭素被膜からはみ出しているものや、あるいは完全に金属化合物粒子単独で存在しているものも存在していると考えられるが、本発明では、このような金属化合物粒子の存在も含むものであり、また、それによって耐熱スポール性の効果が減じるものではない。   In addition, the carbonization of the organic resin binder proceeds, and the ratio of remaining as fixed carbon is not 100%, but varies depending on the type of organic resin binder, heating conditions, and the like, and varies between several% to 50%. It is common. For this reason, when the organic resin binder in which the metal compound particles are dispersed is heated, the periphery of the metal compound particles is not necessarily completely covered with the remaining carbon, and a part of the metal resin particles protrudes from the remaining carbon film. However, in the present invention, the presence of such metal compound particles is also included in the present invention. The effect of heat resistance is not reduced.

本発明では、微細な金属化合物粒子を有機樹脂バインダー中に分散させて使用するため、従来の方法と比較して、はるかに均一に粒子を耐火物中に分散させることが可能となり、そのことが耐熱スポール性を大きく向上させた理由と考える。   In the present invention, since fine metal compound particles are used by being dispersed in an organic resin binder, it is possible to disperse the particles in the refractory much more uniformly as compared with the conventional method. This is considered to be the reason why the heat-resistant spall is greatly improved.

耐火原料は、通常、その製造工程において、ハイスピードミキサーやウエットパン,ニーダー等の混練機械を用いてバインダーと共に、常温あるいは加熱下で混練される。そのとき、耐火原料は、添加されたフェノール樹脂等のバインダーによってその周囲が被覆される。このとき、添加するフェノール樹脂等のバインダー中に、予め金属化合物であるアルミナ,炭化珪素等の酸化物,炭化物等の微細な粒子を分散させておけば、それらの微細粒子を耐火原料の周囲に均一に被覆させることが可能となる。   The refractory raw material is usually kneaded at room temperature or under heating with a binder using a kneading machine such as a high speed mixer, wet pan, kneader or the like in the production process. At that time, the periphery of the refractory raw material is covered with a binder such as an added phenol resin. At this time, if fine particles such as alumina, silicon carbide and other oxides and carbides, which are metal compounds, are dispersed in advance in a binder such as a phenol resin to be added, these fine particles are placed around the refractory raw material. It becomes possible to coat uniformly.

従来、ミクロンオーダーの超微粉原料を添加する場合、それらの超微粉原料は、他の耐火性原料粉末と同時にミキサー中に入れて混練することが一般的であり、バインダーは、それらの耐火性原料粉末を混合した後、あるいは混合する前に添加していた。
しかし、このような従来の手法では、超微粉原料を均一に分散させることは困難であり、また、混練中に集塵機から集塵され、所定量が混練されない可能性も非常に高い。本発明は、このような超微粉原料の不均一な分散性も同時に改善できるものであり、この点も本発明の特徴のひとつである。
Conventionally, when adding ultrafine raw materials of micron order, these ultrafine raw materials are generally kneaded in a mixer at the same time as other refractory raw material powders, and binders are those refractory raw materials. The powder was added after mixing or before mixing.
However, with such a conventional method, it is difficult to uniformly disperse the ultrafine powder raw material, and it is highly possible that the dust is collected from the dust collector during kneading and a predetermined amount is not kneaded. The present invention can also improve the non-uniform dispersibility of such an ultrafine raw material at the same time, and this is one of the features of the present invention.

有機樹脂バインダー中への金属化合物粒子の分散のさせ方としては、使用する有機樹脂バインダーに容易に拡散する溶剤を用い、まず、この溶剤中に金属化合物の微粒子を分散させ、一次分散溶液を作製する。その後、この一次分散溶液をフェノール樹脂等の有機樹脂バインダーに添加し、金属化合物の微粒子が分散した有機樹脂バインダーを作製する。
ここで使用する溶剤としては、有機樹脂バインダーに拡散することが可能なものであれば、特にその種類を限定するものではない。エタノール,エチレングリコール,プロパノール等のアルコール類、酢酸エチル等のエステル類、トルエン,キシレン等の芳香族系炭化水素、灯油等の脂肪族系炭化水素、ケトン類等の溶剤を、使用する有機バインダーに合わせて選定することが可能である。また、水も溶剤として使用可能である。
To disperse the metal compound particles in the organic resin binder, a solvent that easily diffuses into the organic resin binder used is used. First, the fine particles of the metal compound are dispersed in the solvent to prepare a primary dispersion solution. To do. Thereafter, this primary dispersion solution is added to an organic resin binder such as a phenol resin to produce an organic resin binder in which fine particles of a metal compound are dispersed.
The solvent used here is not particularly limited as long as it can diffuse into the organic resin binder. Use organic solvents such as ethanol, ethylene glycol, propanol and other alcohols, ethyl acetate and other esters, toluene, xylene and other aromatic hydrocarbons, kerosene and other aliphatic hydrocarbons, and ketones as solvents. It is possible to select them together. Water can also be used as a solvent.

一次分散溶液の有機樹脂バインダーヘの添加は、常温において十分可能であるが、加熱下において実施することも可能である。特に、有機樹脂バインダーの粘性が高く、一次分散溶液との混合が困難な場合は、加熱下での実施が効果的である。
なお、金属化合物粒子を溶剤中に分散させる場合、分散剤を用いると効果的である。更に、超音波振動等の機械的な手法を併用することも、分散に対して効果的である。また、ボールミル,振動ミル等の機械的な混合手法も効果的に用いることができる。
The primary dispersion solution can be sufficiently added to the organic resin binder at room temperature, but can also be carried out under heating. In particular, when the organic resin binder has a high viscosity and is difficult to mix with the primary dispersion solution, it is effective to perform under heating.
When dispersing the metal compound particles in a solvent, it is effective to use a dispersant. Furthermore, using a mechanical method such as ultrasonic vibration is also effective for dispersion. Also, a mechanical mixing method such as a ball mill or a vibration mill can be used effectively.

このようにして作製した金属化合物粒子を分散させた有機樹脂バインダーを用いて、アルミナ−カーボン系やマグネシア−カーボン系,スピネル−カーボン系等の炭素含有耐火物を製造する。
炭素含有耐火物の最終的な製品形態としては、成形後の乾燥のみで製品となる不焼成品及び成形後に一度、非酸化性雰囲気中で焼成して得られる焼成品がある。また、成形を行わずに使用される、不定形耐火物もその製品形態として挙げられる。
Carbon-containing refractories such as alumina-carbon, magnesia-carbon, and spinel-carbon are produced using the organic resin binder in which the metal compound particles thus produced are dispersed.
The final product form of the carbon-containing refractory includes an unfired product that becomes a product only by drying after molding, and a fired product obtained by firing in a non-oxidizing atmosphere once after molding. In addition, an amorphous refractory material that is used without being molded is also mentioned as its product form.

成形後に乾燥のみで使用される製品については、使用時の溶鋼からの受熱によって煉瓦が加熱され、その熱によって煉瓦中の有機樹脂バインダーの炭素化が進み、そのとき、有機樹脂バインダーの一部が炭素として残留する。そして、この有機樹脂バインダー中に含まれていた金属化合物の粒子が、バインダーが固定炭素分として残った炭素中に残留する。また、有機樹脂バインダーは、その全量が固定炭素として残るわけではないため、有機樹脂バインダー中に添加されていた金属化合物粒子の一部は、直接、他の耐火性原料と接する状態も存在する。このようにして導入された微細な金属化合物粒子が、耐火物の耐熱スポーリング性の向上をもたらす役割を果たす。   For products that are used only for drying after molding, the brick is heated by receiving heat from the molten steel during use, and the carbonization of the organic resin binder in the brick progresses due to the heat. Remains as carbon. And the particle | grains of the metal compound contained in this organic resin binder remain in carbon with which the binder remained as fixed carbon content. In addition, since the entire amount of the organic resin binder does not remain as fixed carbon, some of the metal compound particles added in the organic resin binder may be in direct contact with other refractory raw materials. The fine metal compound particles thus introduced serve to improve the heat-resistant spalling property of the refractory.

一方、成形後に一度、非酸化性雰囲気中で焼成するものについては、この焼成時においてバインダーとして用いた有機樹脂が炭素化し、残留した固定炭素中に金属化合物の微細な粒子が含有された状態となる。   On the other hand, for those that are fired once in a non-oxidizing atmosphere after molding, the organic resin used as the binder at the time of firing is carbonized, and the remaining fixed carbon contains fine particles of the metal compound. Become.

本発明で使用する金属化合物粒子の粒度としては、平均粒径で、10ミクロン以下が望ましく、好適には、2ミクロン以下である。10ミクロンを超えると、耐熱スポール性向上に対する効果が著しく減少し、不適当である。一方、平均粒径0.02ミクロン未満の超微粒子の場合、該粒子の溶剤中への分散や有機樹脂バインダー中への分散が困難となり、不適当である。したがって、本発明で使用する金属化合物粒子の粒度としては、平均粒径0.02〜10ミクロンが好適である。   The average particle size of the metal compound particles used in the present invention is preferably 10 microns or less, and preferably 2 microns or less. If it exceeds 10 microns, the effect of improving the heat resistance sparing property is remarkably reduced, which is inappropriate. On the other hand, in the case of ultrafine particles having an average particle size of less than 0.02 microns, it is difficult to disperse the particles in a solvent or in an organic resin binder. Therefore, the average particle size of 0.02 to 10 microns is preferable as the particle size of the metal compound particles used in the present invention.

使用する金属化合物としては、金属の酸化物,炭化物,硼化物,窒化物,酸窒化物あるいは、それらの混合物を好適に用いることができる。そして、これらの金属化合物の融点あるいは分解温度ないしは昇華温度は、1500℃以上であることが望ましい。1500℃未満の場合、溶鋼からの受熱によりこれらの金属化合物粒子が溶融する場合があり、その場合、金属化合物粒子の組織が大きく変化すると共に、粒子同士の結合が起きるようになり、本発明の効果が得られなくなるという欠点が生じ、好ましくない。なお、加熱によって分解が生じる化合物、たとえばCaCOやMgCO等は、その分解温度が1500℃以下であるが、分解によって生じる金属化合物(CaO,MgO)の融点は1500℃以上であり、このような化合物については、本発明においては何ら問題なく使用することができる。 As the metal compound to be used, a metal oxide, carbide, boride, nitride, oxynitride, or a mixture thereof can be suitably used. The melting point or decomposition temperature or sublimation temperature of these metal compounds is preferably 1500 ° C. or higher. When the temperature is lower than 1500 ° C., these metal compound particles may be melted by receiving heat from the molten steel. In that case, the structure of the metal compound particles is greatly changed and the bonding between the particles occurs. The disadvantage that the effect cannot be obtained occurs, which is not preferable. The compound decomposition caused by heat, for example CaCO 3 or MgCO 3 or the like, but the decomposition temperature of 1500 ° C. or less, the melting point of the metal compound produced by decomposition (CaO, MgO) is at 1500 ° C. or higher, such These compounds can be used without any problem in the present invention.

本発明において好適に用いられる金属化合物粒子としては、例えば、Al,SiO,MgO,CaO,ZrO,3Al・2SiO,SiC,TiC,BN,BC,Si等が挙げられるが、本発明ではこれらの化合物に限定されるものではない。さらに、それらの金属化合物は、結晶質あるいは非晶質であっても好適に使用することができる。 Examples of the metal compound particles suitably used in the present invention include Al 2 O 3 , SiO 2 , MgO, CaO, ZrO 2 , 3Al 2 O 3 .2SiO 2 , SiC, TiC, BN, B 4 C, and Si 3. N 4 and the like can be mentioned, but the present invention is not limited to these compounds. Furthermore, those metal compounds can be suitably used even if they are crystalline or amorphous.

炭素含有耐火物の製造においては、通常、フェノール樹脂を使用する例が多いが、本発明においても、フェノール樹脂を好適に用いることができる。フェノール樹脂は、炭素原料への濡れ性が優れており、炭素含有耐火物用有機樹脂バインダーとして好適である。フェノール樹脂には、熱硬化性タイプ(レゾールタイプ)と熱可塑性タイプ(ノボラックタイプ)の2種があるが、本発明ではいずれのタイプも好適に使用することができる。
加熱により炭素化が進み、炭素分が残る樹脂としては、例えば、フェノール樹脂以外では、フラン樹脂,エポキシ樹脂,メラミン樹脂,尿素樹脂等が挙げられるが、本発明では、その種類を限定するものではない。
In the production of a carbon-containing refractory, there are usually many examples in which a phenol resin is used, but the phenol resin can also be suitably used in the present invention. The phenol resin has excellent wettability to the carbon raw material, and is suitable as an organic resin binder for carbon-containing refractory. There are two types of phenolic resins, a thermosetting type (resole type) and a thermoplastic type (novolak type), and any type can be suitably used in the present invention.
Examples of the resin that is carbonized by heating and remains carbon content include, for example, furan resin, epoxy resin, melamine resin, urea resin, etc. other than phenol resin, but in the present invention, the type is not limited. Absent.

金属化合物粒子の添加量としては、有機樹脂バインダーに対して1〜50重量%の範囲が適している。50重量%を超えると、有機樹脂バインダー中への金属化合物粒子の分散が困難となり、不適当である。一方、1重量%未満の場合、炭素含有耐火物中に金属化合物粒子の必要量を添加するための有機樹脂バインダー添加量が過剰となるため、不適当である。   The addition amount of the metal compound particles is suitably in the range of 1 to 50% by weight with respect to the organic resin binder. If it exceeds 50% by weight, it is difficult to disperse the metal compound particles in the organic resin binder, which is inappropriate. On the other hand, when the amount is less than 1% by weight, the amount of the organic resin binder added to add the necessary amount of metal compound particles to the carbon-containing refractory becomes excessive, which is inappropriate.

最終的な、炭素含有耐火物中に含有される、有機樹脂バインダー中分散により添加される金属化合物粒子の添加量としては、0.01〜8重量%が適している。0.01重量%未満の場合、耐熱スポール性の向上効果が得られ難く、一方、8重量%を超えると、添加する有機樹脂バインダーの量が過剰となるため、煉瓦の緻密性が低下し、不適当である。また、8重量%を超える場合、炭素含有耐火物の耐食性や耐酸化性に劣る場合が生じ、不適当である。   A final addition amount of the metal compound particles contained in the carbon-containing refractory and added by dispersion in the organic resin binder is suitably 0.01 to 8% by weight. When the content is less than 0.01% by weight, it is difficult to obtain the effect of improving the heat resistance spalling property. On the other hand, when the content exceeds 8% by weight, the amount of the organic resin binder to be added becomes excessive, and the denseness of the brick decreases. Inappropriate. Moreover, when exceeding 8 weight%, the case where it is inferior to the corrosion resistance and oxidation resistance of a carbon containing refractory material arises, and it is unsuitable.

本発明においては、炭素含有耐火物の製造において使用する原料の種類,粒度については、特に限定するものではなく、従来使用されている耐火性原料を好適に用いることができる。例えば、連続鋳造用の炭素含有耐火物を例にとると、アルミナ−シリカ−カーボン系やジルコニア−カーボン系の耐火物が一般的に使用されているが、それらの原料の種類や粒度については限定するものではない。また、溶鋼鍋や溶銑鍋の内張り用炉材として使用されている、マグネシア−カーボン系耐火物やアルミナ−炭化珪素−カーボン系耐火物,アルミナ−スピネル−カーボン系耐火物等においても同様である。これらの耐火物には、通常、少量の金属粉やガラス粉,ピッチ,炭化物,硼化物等を併用することが一般的であるが、それらの少量添加物も、本発明においては好適に使用することができる。   In the present invention, the type and particle size of the raw materials used in the production of the carbon-containing refractory are not particularly limited, and conventionally used refractory raw materials can be suitably used. For example, taking carbon-containing refractories for continuous casting as an example, alumina-silica-carbon and zirconia-carbon refractories are generally used, but the types and particle sizes of these raw materials are limited. Not what you want. The same applies to magnesia-carbon refractories, alumina-silicon carbide-carbon refractories, alumina-spinel-carbon refractories, and the like, which are used as lining materials for molten steel pans and hot metal pans. These refractories are generally used in combination with a small amount of metal powder, glass powder, pitch, carbide, boride, etc., but these small amounts of additives are also preferably used in the present invention. be able to.

また、その混練,成形,乾燥,焼成等の製造方法についても、本発明においては、その製造方法を限定するものではなく、従来の方法を好適に用いることができる。   In addition, regarding the production method such as kneading, molding, drying, and firing, the production method is not limited in the present invention, and a conventional method can be suitably used.

本発明の特徴とするところは、炭素含有耐火物が形成される段階において、バインダーとして用いられる有機樹脂中に、微細な金属化合物粒子を分散させておくものであり、それによって、炭素含有耐火物が高温下で使用された段階において、バインダーが炭化して形成された固定炭素中に、微細な金属化合物粒子を導入するものである。
すなわち、本発明では、フエノール樹脂等の有機樹脂バインダー中に、金属化合物粒子を予め分散させておくため、これらの微細な粒子を、耐火原料の周囲に均一に被覆させることが可能となる。この点が本発明の大きな特徴であり、耐熱スポーリング性が大きく向上できる理由である。
A feature of the present invention is that fine metal compound particles are dispersed in an organic resin used as a binder in a stage where a carbon-containing refractory is formed, whereby a carbon-containing refractory is formed. In a stage where is used at a high temperature, fine metal compound particles are introduced into fixed carbon formed by carbonization of the binder.
That is, in the present invention, since the metal compound particles are dispersed in advance in an organic resin binder such as phenol resin, these fine particles can be uniformly coated around the refractory raw material. This is a major feature of the present invention, which is why the heat-resistant spalling properties can be greatly improved.

次に、本発明の実施例を比較例と共に挙げ、本発明を具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例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.

(実施例1〜6、比較例1〜7)
表1に示す内容で実施例1〜6の有機樹脂バインダーを作製した。
また、表2に示す内容で比較例1〜6の有機樹脂バインダー(本発明範囲外の有機樹脂バインダー)を作製し、更に、同じく表2に示す内容で比較例7の有機樹脂バインダー(有機樹脂バインダー単独の例であって、金属化合物粒子未添加の例)を作製した。
(Examples 1-6, Comparative Examples 1-7)
The organic resin binder of Examples 1-6 was produced with the content shown in Table 1.
Moreover, the organic resin binder of Comparative Examples 1-6 (the organic resin binder outside the scope of the present invention) was prepared with the contents shown in Table 2, and the organic resin binder of Comparative Example 7 with the contents shown in Table 2 (organic resin). An example of a binder alone, in which no metal compound particles were added, was prepared.

Figure 2006117453
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Figure 2006117453
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(実施例7〜10、比較例8〜12)
表3に示す内容で実施例7〜10及び比較例8〜12のアルミナ−シリカ−カーボン系材質の浸漬ノズルを製作した。製作した浸漬ノズルの形状を図1に示す。
浸漬ノズルは、表3に示す配合内容で、アルミナ−シリカ−カーボン系の混練物を作製し、これを、図1に示す本体部1の部位(パウダーライン部2以外の部位)に適用した。パウダーライン部2については、別途用意したジルコニア−カーボン系材質を適用した。
(Examples 7 to 10, Comparative Examples 8 to 12)
The immersion nozzles of the alumina-silica-carbon materials of Examples 7 to 10 and Comparative Examples 8 to 12 were manufactured with the contents shown in Table 3. The shape of the manufactured immersion nozzle is shown in FIG.
The immersion nozzle prepared the alumina-silica-carbon-based kneaded material with the formulation shown in Table 3, and applied this to the site of the main body 1 (the site other than the powder line 2) shown in FIG. For the powder line part 2, a separately prepared zirconia-carbon material was applied.

原料の混練は、ニーダーを用いて行い、得られた混練物は、ゴム型に充填した後、CIPを用いて1200Kg/cmの圧力で成形した。得られた成形体は、200℃で3時間乾燥した後、非酸化雰囲気中、1100℃で2時間の焼成を行った。焼成後、試料の外形加工を行い、スポーリング試験用浸漬ノズルを得た。
また、混練物の一部を用いて、上記と同一条件でブロック状の試料を作製し、品質測定用試料とした。
The raw materials were kneaded using a kneader, and the obtained kneaded material was filled into a rubber mold and then molded using CIP at a pressure of 1200 kg / cm 2 . The obtained molded body was dried at 200 ° C. for 3 hours and then fired at 1100 ° C. for 2 hours in a non-oxidizing atmosphere. After firing, the sample was trimmed to obtain an immersion nozzle for a spalling test.
Moreover, a block-shaped sample was produced under the same conditions as above using a part of the kneaded material, and used as a sample for quality measurement.

加工後の浸漬ノズルを用いて溶銑浸漬によるスポーリング試験を実施した。スポーリング試験は、1600℃で保持した溶銑中に、浸漬ノズルの下端からパウダーライン部2の中央部の位置まで漬かるように、常温の状態から装入し、3分間保持した後、取り出して空冷した。その結果を表3に表示した。また、「焼成後品質」として「見かけ気孔率(%)」「かさ比重」「曲げ強度(MPa)」を測定し、該結果を表3に表示した。   A spalling test by hot metal immersion was performed using the immersion nozzle after processing. In the spalling test, in a hot metal held at 1600 ° C., it was charged from room temperature so as to be immersed from the lower end of the immersion nozzle to the center of the powder line part 2, held for 3 minutes, then taken out and air-cooled. did. The results are shown in Table 3. Further, “apparent porosity (%)”, “bulk specific gravity”, and “bending strength (MPa)” were measured as “quality after firing”, and the results are shown in Table 3.

Figure 2006117453
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表3の「スポーリング試験の結果」に示すように、本発明例(実施例7〜10)の浸漬ノズルは、亀裂の発生が認められなかった。これに対して、比較例9〜12の浸漬ノズルについては、吐出孔部において亀裂が発生していることが確認された。このうち、比較例10の浸漬ノズルは、実施例4の有機樹脂バインダー(BNを40%含有する有機樹脂バインダー)を多量(22重量%)使用した例であって、BN(金属化合物粒子)の含有量が“8.8重量%(22×40=8.8)”と多量のBNを含む比較例であり、表3に「備考」として示すように、成形後の乾燥時に亀裂の発生が認められた。
また、比較例8の浸漬ノズルでは、亀裂の発生が認められなかったが、表3に「備考」として示すように、焼成後の曲げ強度が極めて低いことが確認された。さらに、比較例9,11,12のいずれの浸漬ノズルも、表3の「焼成後品質」の項に表示するように、本発明例(実施例7〜10)の浸漬ノズルと異なり、曲げ強度が低い傾向を示した。
As shown in “Results of Spalling Test” in Table 3, no cracks were observed in the immersion nozzles of the inventive examples (Examples 7 to 10). On the other hand, about the immersion nozzle of Comparative Examples 9-12, it was confirmed that the crack has generate | occur | produced in the discharge hole part. Among these, the immersion nozzle of Comparative Example 10 is an example in which a large amount (22% by weight) of the organic resin binder (organic resin binder containing 40% of BN) of Example 4 was used, and BN (metal compound particles) was used. This is a comparative example containing 8.8% by weight (22 × 40 = 8.8) and a large amount of BN. As shown in Table 3 as “Remarks”, cracks were observed during drying after molding. It was.
In the immersion nozzle of Comparative Example 8, no crack was observed, but as shown in Table 3 as “Remarks”, it was confirmed that the bending strength after firing was extremely low. Further, any immersion nozzles of Comparative Examples 9, 11, and 12 are different from the immersion nozzles of the inventive examples (Examples 7 to 10) as shown in the “post-firing quality” section of Table 3 in bending strength. Showed a low trend.

(実施例11〜15、比較例13〜16)
表4に示す内容で実施例11〜15及び比較例13〜16のマグネシア−カーボン煉瓦を作製した。すなわち、表4で示す配合物をウエットパンで混練し、得られた混練物を1500Kg/cmの圧力で成形し、100×200×250(mm)の形状の成形体を得た。この成形体を200℃で5時間乾燥した後、1000℃で5時間の焼成を行った。得られた焼成体を用いて、下記の各種試験を実施した。
(Examples 11-15, Comparative Examples 13-16)
Magnesia-carbon bricks of Examples 11 to 15 and Comparative Examples 13 to 16 were produced with the contents shown in Table 4. That is, the formulations shown in Table 4 were kneaded with a wet pan, and the obtained kneaded product was molded at a pressure of 1500 Kg / cm 2 to obtain a molded body having a shape of 100 × 200 × 250 (mm). The molded body was dried at 200 ° C. for 5 hours and then fired at 1000 ° C. for 5 hours. The following various tests were implemented using the obtained fired body.

(1)耐スポーリング試験
得られた焼成体から40×40×250(mm)形状のスポーリングテスト用サンプルを切り出した。本試料を用いて、1500℃で保持した溶銑中に浸漬した。3分間保持した後、取り出して空冷し、冷却後に切断を行った。切断後の切断面に観察される亀裂の発生量を測定し、数値化を行った。その結果を表4の「耐スポーリング性」の項に表示した。なお、この数値が高いほうが、耐スポーリング性が悪いことを示している。
(2)耐酸化性試験
前記焼成体から50×50×50(mm)形状の試料を切り出し、大気中、1300℃で3時間保持した後、冷却し、試料を切断した。切断面の脱炭層厚さを測定し、耐酸化性の評価を行った。その結果を表4の「耐酸化性(mm)」の項に表示した。
(3)耐食性試験
前記焼成体から、40×40×250(mm)形状の試料を切り出し、1600℃で、塩基度3.0のスラグを用いてスラグ侵食テストを行った。テスト後に、スラグライン部の溶損深さを測定し、耐食性の評価を行った。その結果を表4の「耐食性(mm)」の項に表示した。
(4)その他
前記焼成体について、「焼成後品質」として「見かけ気孔率(%)」「圧縮強度(MPa)」を測定し、その結果を表4に表示した。
(1) Spalling resistance test A 40 × 40 × 250 (mm) -shaped sample for spalling test was cut out from the obtained fired body. Using this sample, it was immersed in hot metal held at 1500 ° C. After holding for 3 minutes, it was taken out and air-cooled, and cut after cooling. The amount of cracks observed on the cut surface after cutting was measured and digitized. The results are shown in the “Spalling resistance” section of Table 4. Note that a higher value indicates poorer spalling resistance.
(2) Oxidation resistance test A sample having a shape of 50 x 50 x 50 (mm) was cut out from the fired body, held in the atmosphere at 1300 ° C for 3 hours, then cooled, and the sample was cut. The thickness of the decarburized layer on the cut surface was measured and the oxidation resistance was evaluated. The results are shown in the “Oxidation resistance (mm)” section of Table 4.
(3) Corrosion Resistance Test A 40 × 40 × 250 (mm) shape sample was cut out from the fired body, and a slag erosion test was performed at 1600 ° C. using slag having a basicity of 3.0. After the test, the erosion depth of the slag line part was measured to evaluate the corrosion resistance. The results are shown in the “Corrosion resistance (mm)” section of Table 4.
(4) Others About the fired body, “apparent porosity (%)” and “compressive strength (MPa)” were measured as “post-fired quality”, and the results are shown in Table 4.

Figure 2006117453
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表4から、実施例11〜15(本発明に係る炭素含有耐火物)は、耐スポーリング性に優れると共に、耐食性や耐酸化性にも優れた特徴を有していることがわかる。   From Table 4, it can be seen that Examples 11 to 15 (carbon-containing refractories according to the present invention) are excellent in spalling resistance and have excellent characteristics in corrosion resistance and oxidation resistance.

(実施例16,17、比較例17)
表5に示す内容で実施例16,17及び比較例17の連続鋳造用ロングノズルを作製した。すなわち、前記実施例8,9に示す配合を適用した連続鋳造用ロングノズル(実施例16,17)、および、比較例12に示す配合を適用したロングノズル(比較例17)を作製した。この実施例16,17、比較例17の配合とも、ロングノズルの全体に適用した。
(Examples 16 and 17, Comparative Example 17)
The long nozzles for continuous casting of Examples 16 and 17 and Comparative Example 17 were produced with the contents shown in Table 5. That is, a long nozzle for continuous casting (Examples 16 and 17) to which the formulation shown in Examples 8 and 9 was applied and a long nozzle (Comparative Example 17) to which the formulation shown in Comparative Example 12 was applied were prepared. The blends of Examples 16 and 17 and Comparative Example 17 were applied to the entire long nozzle.

実施例16,17及び比較例17のロングノズルは、ニーダーにより混練を行い、得られた混練物をゴム型に充填後、CIPで1200Kg/cmの圧力で成形し、その後200℃で5時間の乾燥を行った後、非酸化雰囲気中1000℃で5時間の焼成を行った。焼成後試料は、旋盤で外周加工を行った後、酸化防止剤を塗布し、最終製品とした。そして、本ロングノズルを、220t容量の取鍋に取り付け、無予熱の条件下で、max.12chまでの使用を行った。1chの鋳造時間は約35分であった。 The long nozzles of Examples 16 and 17 and Comparative Example 17 were kneaded by a kneader, and the obtained kneaded material was filled into a rubber mold and then molded with CIP at a pressure of 1200 kg / cm 2 , and then at 200 ° C. for 5 hours. After drying, baking was performed at 1000 ° C. for 5 hours in a non-oxidizing atmosphere. After firing, the sample was processed with a lathe and then coated with an antioxidant to obtain a final product. And this long nozzle is attached to a ladle having a capacity of 220 t, and max. Up to 12 ch was used. The casting time for 1ch was about 35 minutes.

Figure 2006117453
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各配合を適用したロングノズルを、各10本ずつ使用した結果を表5に示した。その結果、表5の「使用結果」の項に示すように、実施例16,17のロングノズルは、max.12chまでの使用において縦割れ等発生せずに問題なく使用された。一方、比較例17のロングノズルは、10本中2本が鋳造初期の1ch目で本体部での縦割れが発生した。この結果から、本発明に係る炭素含有耐火物は、耐スポーリング性の面で優れた効果を有していることが判明した。   Table 5 shows the results of using 10 long nozzles to which each formulation was applied. As a result, as shown in the “Usage results” section of Table 5, the long nozzles of Examples 16 and 17 had max. It was used without any problems without vertical cracks in use up to 12ch. On the other hand, in the long nozzle of Comparative Example 17, two of the ten nozzles had vertical cracks in the main body at the first channel of the initial casting. From this result, it was found that the carbon-containing refractory according to the present invention has an excellent effect in terms of spalling resistance.

(実施例18、比較例18)
実施例18として、前記実施例13で使用した配合を適用したマグネシア−カーボン煉瓦を作製した。また、比較例18として、前記比較例15で使用した配合を適用したマグネシア−カーボン煉瓦を作製した。
得られた実施例18及び比較例18のマグネシア−カーボン煉瓦を、220t溶鋼鍋のスラグライン部に適用し、実炉での使用を行った。
(Example 18, Comparative Example 18)
As Example 18, a magnesia-carbon brick to which the formulation used in Example 13 was applied was produced. In addition, as Comparative Example 18, a magnesia-carbon brick to which the formulation used in Comparative Example 15 was applied was produced.
The obtained magnesia-carbon bricks of Example 18 and Comparative Example 18 were applied to a slag line portion of a 220 t molten steel pan and used in an actual furnace.

実施例18のマグネシア−カーボン煉瓦を適用した溶鋼鍋は、60chまでの耐用を示し、計画での補修となった。一方、比較例18のマグネシア−カーボン煉瓦をスラグライン部に適用した鍋は、20ch使用された段階で、部分的に煉瓦の表層剥離が発生した。この表層剥離は、溶鋼鍋の繰り返し使用時における熱スポーリングによって発生したものと推定される。本溶鋼鍋は、その後継続使用されるも、45ch使用された段階で剥離の影響によってスラグライン部の損傷が大きく、計画に達しない段階での補修となった。
以上のことから、本発明の炭素含有耐火物は、耐熱スポール性に優れているということが明らかとなった。
The molten steel pan to which the magnesia-carbon brick of Example 18 was applied showed the durability up to 60 ch, and was repaired as planned. On the other hand, in the pan in which the magnesia-carbon brick of Comparative Example 18 was applied to the slag line portion, the surface peeling of the brick partially occurred at the stage where 20 ch was used. This surface peeling is presumed to have occurred due to thermal spalling during repeated use of the molten steel pan. Although this molten steel pan was used continuously thereafter, the slag line part was greatly damaged due to the influence of peeling when 45ch was used, and it was repaired at a stage where it did not reach the plan.
From the above, it has been clarified that the carbon-containing refractory of the present invention is excellent in heat-resistant spall property.

本発明は、以上詳記したように、炭素含有耐火物の耐熱スポール性向上をもたらす「金属化合物粒子含有有機樹脂バインダー及び該有機樹脂バインダーを用いた炭素含有耐火物」を提供するものであり、その利用可能性が極めて顕著である。   As described in detail above, the present invention provides a `` metal compound particle-containing organic resin binder and a carbon-containing refractory using the organic resin binder '' that brings about an improvement in heat resistance of the carbon-containing refractory. Its availability is very remarkable.

浸漬ノズルの形状を示す図である。It is a figure which shows the shape of an immersion nozzle.

符号の説明Explanation of symbols

1 本体部
2 パウダーライン部
1 Body part 2 Powder line part

Claims (7)

平均粒径が0.02〜10ミクロンの金属化合物粒子を含有することを特徴とする、有機樹脂バインダー。 An organic resin binder comprising metal compound particles having an average particle size of 0.02 to 10 microns. 前記金属化合物粒子の含有量が1〜50重量%であることを特徴とする、請求項1に記載の有機樹脂バインダー。 The organic resin binder according to claim 1, wherein the content of the metal compound particles is 1 to 50% by weight. 前記金属化合物粒子が、金属の酸化物,炭化物,窒化物,酸窒化物および硼化物から選ばれた少なくとも一種からなることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の有機樹脂バインダー。 The organic resin binder according to claim 1 or 2, wherein the metal compound particles are made of at least one selected from metal oxides, carbides, nitrides, oxynitrides, and borides. 前記金属化合物粒子の融点あるいは分解温度ないしは昇華温度が、1500℃以上であることを特徴する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の有機樹脂バインダー。 The organic resin binder according to any one of claims 1 to 3, wherein the melting point or decomposition temperature or sublimation temperature of the metal compound particles is 1500 ° C or higher. 前記有機樹脂バインダーが、フェノール樹脂であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の有機樹脂バインダー。 The organic resin binder according to any one of claims 1 to 4, wherein the organic resin binder is a phenol resin. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の有機樹脂バインダーを使用したことを特徴とする、炭素含有耐火物。 A carbon-containing refractory using the organic resin binder according to any one of claims 1 to 5. 請求項6に記載の炭素含有耐火物において、金属化合物粒子の含有量が0.01〜8.0重量%であることを特徴とする、炭素含有耐火物。 The carbon-containing refractory according to claim 6, wherein the content of the metal compound particles is 0.01 to 8.0% by weight.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014169214A (en) * 2013-03-05 2014-09-18 Kurosaki Harima Corp Refractory and refractory structure
JP2017081786A (en) * 2015-10-29 2017-05-18 Jfeスチール株式会社 Carbon-containing unfired brick refractory
JP2017095784A (en) * 2015-11-27 2017-06-01 Jfeスチール株式会社 Molten iron transport container for making iron

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