JP2007217260A - Porous refractory material - Google Patents
Porous refractory material Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007217260A JP2007217260A JP2006043088A JP2006043088A JP2007217260A JP 2007217260 A JP2007217260 A JP 2007217260A JP 2006043088 A JP2006043088 A JP 2006043088A JP 2006043088 A JP2006043088 A JP 2006043088A JP 2007217260 A JP2007217260 A JP 2007217260A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fine powder
- refractory
- porous
- magnesia
- spherical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Furnace Charging Or Discharging (AREA)
Abstract
Description
本発明は、ポーラス耐火物に係り、特に、ポーラスプラグやポーラス上ノズル等を構成する耐火物として好適に用いられ得る、ポーラス耐火物に関するものである。 The present invention relates to a porous refractory, and more particularly to a porous refractory that can be suitably used as a refractory constituting a porous plug, a porous nozzle, and the like.
従来から、製鉄や非製鉄等の分野において、各種金属酸化物等を主要原料とする様々な耐火物が用いられているが、そのような耐火物の一種として、ポーラスプラグやポーラス上ノズル等に用いられるポーラス耐火物（多孔質炭化物）がある。 Conventionally, various refractories mainly made of various metal oxides have been used in the fields of iron making and non-steel making. As a kind of such refractories, porous plugs and nozzles on porous materials are used. There are porous refractories (porous carbides) used.
ここで、ポーラスプラグとは、一般に、円錐台形状を呈するポーラス耐火物と、かかる耐火物の側面を覆う金属ケースと、ガスを吹き込むためのパイプ（金属管）とから構成されるものであって、取鍋等の底部に装着された状態において、プラグを通じて溶湯中にアルゴンガス等の不活性ガスを吹き込むことにより、１）溶湯中の合金成分の均質分散化、２）溶湯温度の均一化、３）不活性ガスの気泡による不純物の浮上分離、等の促進を目的として用いられている。また、ポーラス上ノズルとは、通常、タンディッシュ等におけるスライディングノズルの上部に装着されて用いられ、アルゴンガス等を吹き込むことにより、それらポーラス上ノズル及びスライディングノズル、並びに、かかるスライディングノズルの下部に装着された下ノズル及び浸漬ノズルの内壁に、ガス皮膜を形成せしめ、これにより、スライディングノズル及び浸漬ノズルの閉塞を効果的に防止せしめるものである。 Here, the porous plug is generally composed of a porous refractory material having a truncated cone shape, a metal case covering the side surface of the refractory material, and a pipe (metal tube) for blowing gas. By blowing an inert gas such as argon gas through the plug into the molten metal while being attached to the bottom of a ladle, etc., 1) homogenous dispersion of alloy components in the molten metal, 2) uniformization of the molten metal temperature, 3) It is used for the purpose of promoting the floating and separation of impurities due to inert gas bubbles. In addition, the porous upper nozzle is usually used by being mounted on the upper part of the sliding nozzle in a tundish or the like. By blowing argon gas or the like, the porous upper nozzle and the sliding nozzle are mounted on the lower part of the sliding nozzle. A gas film is formed on the inner walls of the lower nozzle and the immersion nozzle, thereby effectively preventing the sliding nozzle and the immersion nozzle from being blocked.
そして、それらポーラスプラグやポーラス上ノズル等に用いられるポーラス耐火物としては、従来より、例えば特許文献１（特許第３３３０７７８号公報）にて提案されている如き、アルミナ質（Ａｌ2Ｏ3）を主成分とするものが主に採用されていた。 As a porous refractory used for the porous plug, the nozzle above the porous body and the like, alumina (Al 2 O 3 ) as conventionally proposed in, for example, Patent Document 1 (Japanese Patent No. 3330778) is used. The main component was mainly used.
しかしながら、従来のアルミナ質を主成分とするポーラス耐火物にあっては、溶湯（溶鋼）に対する溶損量が多く、また、耐溶湯浸透性の点においても未だ充分なものではなかったため、かかるアルミナ質を主成分とするポーラス耐火物よりなるポーラスプラグやポーラス上ノズルにおいては、以下のような問題があった。 However, in the conventional porous refractory mainly composed of alumina, the amount of erosion with respect to the molten metal (molten steel) is large, and in terms of resistance to molten metal penetration, it is not yet sufficient. A porous plug or a porous nozzle made of a porous refractory whose main component is quality has the following problems.
すなわち、ポーラスプラグを用いて溶湯中へのガス吹き込み作業を行なうと、通常、その作業開始から終了に至るまでの間、溶湯が耐火物中へ浸透する。このように溶湯が浸透したポーラスプラグを再度、使用する場合には、ガスの流通を確保すべく、溶湯が浸透した部分に酸素を吹き付けて、かかる浸透部分を取り除く作業（酸素洗浄）が必要とされるが、従来のアルミナ質を主成分とするポーラス耐火物よりなるポーラスプラグにあっては、浸透部分の厚さ（溶湯との接触面から耐火物内部への溶湯の浸透量）が約２０〜５０ｍｍ程となり、酸素洗浄後の耐火物の残厚が僅かとなってしまうため、このような酸素洗浄が、耐火物、ひいてはポーラスプラグの耐用性を低下せしめる原因となっていた。 That is, when a gas blowing operation into the molten metal is performed using the porous plug, the molten metal normally penetrates into the refractory from the start to the end of the operation. When the porous plug in which the molten metal has permeated in this way is used again, it is necessary to blow off oxygen to the portion where the molten metal has permeated and to remove the permeated portion (oxygen cleaning) in order to ensure gas circulation. However, in a conventional porous plug made of a porous refractory material mainly composed of alumina, the thickness of the infiltration portion (the amount of infiltration of the molten metal from the contact surface with the molten metal into the refractory) is about 20 Since the thickness of the refractory after the oxygen cleaning becomes about 50 mm, the oxygen cleaning causes a decrease in the durability of the refractory and, consequently, the porous plug.
また、アルミナ質を主成分とするポーラス耐火物よりなるポーラス上ノズルを、溶鋼の脱酸材としてアルミニウムやアルミニウム−シリコンを用いた、所謂、Ａｌ−Ｋｉｌｄ鋼やＡｌ−Ｓｉ鋼の鋳造に用いると、溶鋼（溶湯）中のアルミナ成分が、ポーラス上ノズルの内壁に付着し、その付着量が多い場合には、作業を停止せざるを得ないという問題があった。 Further, when a porous upper nozzle made of a porous refractory mainly composed of alumina is used for casting of so-called Al-Kild steel or Al-Si steel using aluminum or aluminum-silicon as a deoxidizer for molten steel. However, when the alumina component in the molten steel (molten metal) adheres to the inner wall of the nozzle on the porous body and the amount of adhesion is large, there is a problem that the operation must be stopped.
そこで、本願発明者等は、特許文献２（特開２００４−３２３２４５号公報）において、耐溶湯浸透性、ガス透過性及び耐食性等に優れたポーラスプラグ用耐火物として、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2 、ＳｉＯ2 及びＣａＯを主成分とし、それら各成分を所定割合において配合してなる配合物を用いて、この配合物を焼成して得られた多孔質耐火物からなるポーラスプラグ用耐火物を、先に提案している。 Therefore, the inventors of the present application disclosed in Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-323245) as MgO, Al 2 O 3 , as a porous plug refractory excellent in molten metal penetration resistance, gas permeability, corrosion resistance, and the like. A refractory for a porous plug comprising a porous refractory obtained by firing this composition using a composition comprising TiO 2 , SiO 2 and CaO as main components and blending these components at a predetermined ratio. Has been proposed earlier.
しかしながら、本願発明者等が先に提案のポーラスプラグ用耐火物は、優れた耐溶湯浸透性及び耐食性を発揮するものではあるものの、配合物の調製時に想定（設定）したガス透過性を発揮しない恐れがあるものであった。即ち、先に提案のポーラスプラグ用耐火物も、従来の耐火物と同様に、目的とするガス透過性等の特性に応じて各成分の配合割合を決定し、その割合に従って各成分の原料等を配合してなる配合物を焼成して得られたものであるところ、そのようにして得られた耐火物においては、そのガス透過性が、比較的良好ではあるものの、配合物を調製する際に想定（設定）した程度にまでは至らない恐れがあったのであり、この点において、未だ改良の余地が残されていたのである。 However, the porous plug refractory previously proposed by the inventors of the present application does not exhibit the gas permeability assumed (set) at the time of preparation of the compound, although it exhibits excellent molten metal penetration and corrosion resistance. There was a fear. That is, the previously proposed porous plug refractory is also determined in the same manner as the conventional refractory, with the mixing ratio of each component determined according to the target characteristics such as gas permeability, and the raw materials of each component according to the ratio. In the refractory material obtained in this way, the gas permeability is relatively good, but when preparing the formulation However, there was still a room for improvement in this respect.
ここにおいて、本発明は、かくの如き事情を背景にして為されたものであって、その解決すべき課題とするところは、溶湯（溶鋼）に対する耐食性や耐溶湯浸透性に優れ、更に、製造時に想定（設定）した高いガス透過性を有利に発揮し得る、ポーラス耐火物を提供することにある。 Here, the present invention has been made in the background as described above, and the problem to be solved is excellent in corrosion resistance and molten metal penetration resistance to molten metal (molten steel), and further manufactured. An object of the present invention is to provide a porous refractory material that can advantageously exhibit high gas permeability that is sometimes assumed (set).
そして、本発明は、かかる課題を解決するために、骨材としての、粒径が２．０〜０．３ｍｍの球状マグネシア粒子の１００重量部に対して、少なくともバインダーとして機能し得るマトリックス粉の５〜２０重量部を配合してなる配合物を用いて、かかる配合物を焼成して得られたポーラス耐火物を、その要旨とするものである。 And in order to solve this problem, the present invention provides at least a matrix powder that can function as a binder with respect to 100 parts by weight of spherical magnesia particles having a particle size of 2.0 to 0.3 mm as an aggregate. The gist of the present invention is a porous refractory obtained by firing such a blend using a blend of 5 to 20 parts by weight.
なお、そのような本発明に従うポーラス耐火物の好ましい態様の一つにおいては、前記骨材が、粒径が２．０〜０．３ｍｍの球状マグネシア粒子の３０〜９０重量部と、大きさが２．０〜０．３ｍｍの非球状粒子たるマグネシア及び／又はスピネルの１０〜７０重量部とから構成されている。 In one preferred embodiment of the porous refractory according to the present invention, the aggregate has a size of 30 to 90 parts by weight of spherical magnesia particles having a particle size of 2.0 to 0.3 mm. It is comprised from 10-70 weight part of magnesia and / or spinel which are non-spherical particles of 2.0-0.3 mm.
また、本発明のポーラス耐火物における好ましい態様の他の一つにおいては、前記マトリックス粉が、マグネシア微粉、酸化クロム微粉及び粘土のうちの少なくとも１種以上を含むものである。 In another preferred embodiment of the porous refractory of the present invention, the matrix powder contains at least one of magnesia fine powder, chromium oxide fine powder and clay.
さらに、本発明における望ましい態様の一つにおいては、前記マトリックス粉が、ジルコン微粉及び／又はジルコニア微粉を含むものである。 Furthermore, in one of the desirable embodiments in the present invention, the matrix powder contains zircon fine powder and / or zirconia fine powder.
加えて、本発明の別の望ましい態様の一つにおいては、前記マトリックス粉が、スピネル微粉、アルミナ微粉及びチタニア微粉のうちの少なくとも１種以上を含むものである。 In addition, in another desirable aspect of the present invention, the matrix powder contains at least one of spinel fine powder, alumina fine powder and titania fine powder.
このように、本発明に従うポーラス耐火物にあっては、骨材として、所定粒径の球状マグネシア粒子を用いてなるものであるところから、優れた耐溶湯浸透性及び耐食性を発揮するのみならず、製造時（配合物の調製時）に想定（設定）したガス透過性を有利に発揮するものとなる。 Thus, in the porous refractory according to the present invention, since it uses spherical magnesia particles having a predetermined particle size as an aggregate, it not only exhibits excellent molten metal penetration resistance and corrosion resistance. The gas permeability assumed (set) at the time of manufacture (at the time of preparation of the compound) is advantageously exhibited.
すなわち、粉砕物等のマグネシア非球状粒子のみを骨材とした耐火物は、他の原料等との混練時や成形体の作製時等において、かかる非球状粒子の一部が欠けて、より微細な粉状物（微粉）となって、配合物における各種原料の配合割合が予め定めたものからずれる（微粉の割合が多くなる）こととなり、その結果、得られた耐火物が、製造時（配合物の調製時）に想定（設定）した高いガス透過性を発揮し得ない恐れがあるのに対し、本発明の如く、球状マグネシア粒子を用いたポーラス耐火物にあっては、他の原料との混練時等において、かかる球状マグネシア粒子に対して力が加えられても、その破砕が効果的に防止され得るのであり、以て、製造時（配合物の調製時）に想定（設定）した高いガス透過性を有利に発揮するものとなるのである。 That is, a refractory material composed solely of magnesia non-spherical particles such as pulverized material lacks a part of the non-spherical particles when kneaded with other raw materials or when a molded body is produced. As a result, the obtained refractory is produced at the time of manufacture (the ratio of fine powder increases). In the case of porous refractories using spherical magnesia particles as in the present invention, there is a risk that the high gas permeability assumed (set) at the time of preparation of the composition may not be exhibited. Even when a force is applied to the spherical magnesia particles during kneading, etc., the crushing can be effectively prevented, and therefore assumed (set) at the time of manufacturing (preparation of the formulation) High gas permeability will be exhibited advantageously It is.
また、球状のマグネシア粒子を用いたことにより、物性のバラツキが少ない均質なポーラス耐火物となるのであり、優れた耐スポーリング性をも発揮することとなる。 Further, by using spherical magnesia particles, it becomes a homogeneous porous refractory with little variation in physical properties, and also exhibits excellent spalling resistance.
さらに、本発明において、粒径が２．０〜０．３ｍｍの球状マグネシア粒子の３０〜９０重量部と、大きさが２．０〜０．３ｍｍの非球状粒子たるマグネシア及び／又はスピネルの１０〜７０重量部とを骨材として用いてなるポーラス耐火物にあっては、上述の如き優れた特性をより有利に享受し得ると共に、強度の点においても優れたものとなる。 Further, in the present invention, 30 to 90 parts by weight of spherical magnesia particles having a particle size of 2.0 to 0.3 mm, and 10 of magnesia and / or spinel which are non-spherical particles having a size of 2.0 to 0.3 mm. In the porous refractory using -70 parts by weight as an aggregate, the above-described excellent characteristics can be enjoyed more advantageously, and the strength can be improved.
また、少なくともバインダーとして機能し得るマトリックス粉として、１）マグネシア微粉、酸化クロム微粉及び粘土のうちの少なくとも１種以上を含むものや、２）かかる１）のものと共に、又は１）のものに代えて、ジルコン微粉及び／又はジルコニア微粉を含むものや、或いは、３）前記１）及び／又は２）のものと共に、又はそれらに代えて、スピネル微粉、アルミナ微粉及びチタニア微粉のうちの少なくとも１種以上を含むものを用いると、マトリックス粉として用いたものの種類に応じて、得られたポーラス耐火物が更に優れた特性を発揮するものとなる。 In addition, as matrix powder that can function as at least a binder, 1) one containing at least one of magnesia fine powder, chromium oxide fine powder, and clay, or 2) in combination with 1) or in place of 1) And / or those containing zircon fine powder and / or zirconia fine powder, or 3) together with or in place of the above 1) and / or 2), at least one of spinel fine powder, alumina fine powder and titania fine powder When a material containing the above is used, the obtained porous refractory exhibits more excellent characteristics depending on the type of the material used as the matrix powder.
ところで、本発明に従うポーラス耐火物を製造するに際しては、先ず、所定の粒径を有する球状マグネシア粒子と共に、少なくともバインダーとして機能し得るマトリックス粉が用いられて、配合物が調製されることとなるが、そこにおいて用いられるマトリックス粉とは、少なくともバインダーとして機能し得るもの、即ち、少なくとも配合物を成形する際に有利な強度を付与せしめ得る、各種金属酸化物、鉱物等の粉状物、若しくはそれらの凝集物等をいう。本発明においては、そのような機能を発揮する金属酸化物の粉状物等であって、従来より耐火物を製造する際に用いられているものであれば、如何なるものをも用いることが可能であるが、特に、マグネシア微粉、酸化クロム微粉、粘土、ジルコン微粉、ジルコニア微粉、スピネル微粉、アルミナ微粉又はチタニア微粉のうちの少なくとも１種以上が、各々、下記の理由により有利に用いられる。なお、本願明細書及び特許請求の範囲における「微粉」とは、その大きさが５０μｍ以下の粉状物を意味する。 By the way, when producing a porous refractory according to the present invention, first, a blend is prepared by using a matrix powder capable of functioning at least as a binder together with spherical magnesia particles having a predetermined particle size. The matrix powder used therein is one that can function at least as a binder, that is, powders such as various metal oxides and minerals that can give at least advantageous strength when molding a compound, or those. Agglomerates and the like. In the present invention, any metal oxide powder that exhibits such a function can be used as long as it has been used in the production of refractories. However, in particular, at least one of magnesia fine powder, chromium oxide fine powder, clay, zircon fine powder, zirconia fine powder, spinel fine powder, alumina fine powder, and titania fine powder is advantageously used for the following reasons. In the present specification and claims, “fine powder” means a powdery material having a size of 50 μm or less.
先ず、マグネシア微粉は、得られる焼成物（耐火物）に充分な強度を与え得ると共に、耐溶湯浸透性及び耐食性の向上に寄与する。かかるマグネシア微粉は、所定粒径の球状マグネシア粒子（並びに、マグネシア非球状粒子及び／又はスピネル非球状粒子。以下、単に骨材ともいう。）の１００重量部に対して、１〜１５重量部程度の割合において、有利に用いられる。 First, the magnesia fine powder can give sufficient strength to the obtained fired product (refractory), and contributes to improvement of molten metal penetration resistance and corrosion resistance. Such magnesia fine powder is about 1 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of spherical magnesia particles having a predetermined particle size (and magnesia non-spherical particles and / or spinel non-spherical particles, hereinafter also simply referred to as aggregates). Are advantageously used.
また、酸化クロム微粉も、得られる焼成物（耐火物）における耐溶湯浸透性及び耐食性の向上に寄与するものであるが、多量に使用すると、焼成物（耐火物）の気孔率が上昇し、強度が低下して耐食性が低下する恐れがあるため、本発明においては、骨材の１００重量部に対して０．３〜１０重量部の割合において、好ましくは０．５〜５重量部の割合において、用いられる。なお、本発明においては、ＣｒＯ、Ｃｒ2Ｏ3、ＣｒＯ2 、Ｃｒ2Ｏ5、ＣｒＯ3 等の何れの酸化クロムであっても、用いることが可能である。 In addition, chromium oxide fine powder also contributes to the improvement of the molten metal penetration and corrosion resistance in the obtained fired product (refractory), but when used in a large amount, the porosity of the fired product (refractory) increases, In the present invention, since the strength may decrease and the corrosion resistance may decrease, in the ratio of 0.3 to 10 parts by weight, preferably in the ratio of 0.5 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the aggregate. Used in. In the present invention, any chromium oxide such as CrO, Cr 2 O 3 , CrO 2 , Cr 2 O 5 , and CrO 3 can be used.
さらに、粘土は、焼成前の配合物の成形性や保形性の向上のみならず、そこに含まれるＳｉＯ2 とＡｌ2Ｏ3とが、焼成によってムライトを形成することから、焼成物（耐火物）の強度の向上にも寄与する。粘土の配合量が少な過ぎると、そのような効果は得られず、一方、配合量が多過ぎると、焼成物中に低融点化合物が生成して、耐食性を低下せしめる恐れがあるところから、本発明においては、骨材の１００重量部に対して、１〜１０重量部の割合において、好ましくは２〜５重量部の割合において、用いられる。なお、そのような粘土としては、ボールクレイ、木節粘土、八草粘土、伊賀粘土等の世界各地で産出される各種の粘土が、適宜に用いられることとなる。 Furthermore, clay is not only improved in moldability and shape retention of the compound before firing, but also SiO 2 and Al 2 O 3 contained therein form mullite by firing, so that the fired product (fireproof) It also contributes to improving the strength of the object. If the amount of the clay is too small, such an effect cannot be obtained. On the other hand, if the amount of the clay is too large, a low melting point compound is formed in the fired product, which may reduce the corrosion resistance. In the invention, it is used in a ratio of 1 to 10 parts by weight, preferably in a ratio of 2 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the aggregate. In addition, as such clay, various clays produced in various parts of the world such as ball clay, Kibushi clay, Yakusa clay, and Iga clay are appropriately used.
また、ジルコン（ＺｒＳｉＯ4 ）微粉及びジルコニア微粉は、得られる焼成物（耐火物）の耐スポーリング性の向上に有利に寄与する。これらは、マグネシアと膨張差によって耐火物中に微細な亀裂を発生せしめ、この亀裂によって応力が吸収（緩和）されることにより、耐スポーリング性の向上に寄与すると考えられ、また、特にジルコン微粉については、加熱によって解離したＳｉＯ2 がＭｇＯと反応し、１８９６℃と比較的低い融点を有するフォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ2 ）を生成し、かかるフォルステライトの液相が生ずることも、耐スポーリング性向上の一因と考えられる。但し、ジルコン微粉やジルコニア微粉を多量に使用すると、得られる耐火物が緻密となって気孔率（ガス透過性）が低下し、割れ易くなる恐れがあるところから、本発明において、ジルコン微粉及び／又はジルコニア微粉は、骨材の１００重量部に対して、２〜１５重量部の割合において、好ましくは３〜１０重量部の割合において、用いられる。 Zircon (ZrSiO 4 ) fine powder and zirconia fine powder advantageously contribute to the improvement of the spalling resistance of the obtained fired product (refractory). These are considered to contribute to the improvement of spalling resistance by generating fine cracks in the refractory due to the difference in expansion from magnesia and absorbing (relaxing) stress due to the cracks. In addition, SiO 2 dissociated by heating reacts with MgO to produce forsterite (2MgO · SiO 2 ) having a relatively low melting point of 1896 ° C., and the liquid phase of such forsterite is also generated. It is thought to be a cause of improvement in sex. However, if a large amount of zircon fine powder or zirconia fine powder is used, the resulting refractory material becomes dense and the porosity (gas permeability) may be reduced, which may easily cause cracking. Or zirconia fine powder is used in the ratio of 2-15 weight part with respect to 100 weight part of an aggregate, Preferably in the ratio of 3-10 weight part.
さらにまた、スピネル（ＭｇＡｌ2Ｏ4）微粉は、得られる焼成物（耐火物）におけるガス透過性（気孔率）及び耐スポーリング性の向上に有利に寄与する。これは、スピネル中のアルミナとＭｇＯとが反応することによって、新たなスピネルが生成し、これが膨張することに起因するものであるが、多量に使用すると、気孔率が大きくなり過ぎて、焼成物の耐食性が低下する恐れがあることから、骨材の１００重量部に対して、２〜１５重量部の割合において、好ましくは３〜６重量部の割合において、用いられる。 Furthermore, spinel (MgAl 2 O 4 ) fine powder advantageously contributes to improvement of gas permeability (porosity) and spalling resistance in the obtained fired product (refractory). This is caused by the fact that alumina in the spinel reacts with MgO to generate new spinel, which expands. However, when used in a large amount, the porosity becomes too high, and the fired product Since the corrosion resistance of the steel may be lowered, it is used in a proportion of 2 to 15 parts by weight, preferably in a proportion of 3 to 6 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the aggregate.
加えて、アルミナ微粉及びチタニア微粉は、得られる焼成物（耐火物）における耐スポーリング性の向上に寄与する。これらは、それぞれ単独で用いても、焼成物の耐スポーリング性の向上に寄与し得るが、同時に使用することにより、得られる焼成物がより優れた耐スポーリング性を発揮することとなるところから、アルミナ微粉及びチタニア微粉は併用することがより好ましい。それらアルミナ微粉及びチタニア微粉を併用した場合の耐スポーリング性の更なる向上は、本願発明者等による焼成物の顕微鏡観察によれば、チタン酸マグネシウムとスピネルが固溶体を形成する過程で複雑な気孔形状が形成され、かかる気孔によって応力が吸収（緩和）されることに起因すると考えられる。なお、本願発明者等の研究によれば、アルミナ微粉及びチタニア微粉の配合量が多くなると、成形体の変形が多少認められたことから、骨材の１００重量部に対して、アルミナ微粉にあっては１〜１０重量部、好ましくは２〜７重量部の割合において、一方、チタニア微粉にあっては０．５〜１０重量部、好ましくは１〜６重量部の割合において、用いられることとなる。 In addition, the alumina fine powder and the titania fine powder contribute to the improvement of the spalling resistance in the obtained fired product (refractory product). These can be used alone to contribute to the improvement of the spalling resistance of the fired product, but when used at the same time, the resulting fired product will exhibit better spalling resistance. Therefore, it is more preferable to use alumina fine powder and titania fine powder together. Further improvement in the spalling resistance when these alumina fine powder and titania fine powder are used in combination, according to the microscopic observation of the fired product by the inventors of the present application, complicated pores in the process of magnesium titanate and spinel forming a solid solution. It is considered that the shape is formed and the stress is absorbed (relaxed) by the pores. According to the study by the inventors of the present application, when the amount of alumina fine powder and titania fine powder was increased, some deformation of the molded body was observed. 1 to 10 parts by weight, preferably 2 to 7 parts by weight, while in the case of titania fine powder, 0.5 to 10 parts by weight, preferably 1 to 6 parts by weight Become.
ここで、上述したような各種のマトリックス粉は、その合計の配合量が、骨材の１００重量部に対して、５〜２０重量部の割合となるような量において、使用される。けだし、マトリックス粉の配合量が多過ぎると、得られるポーラス耐火物が目的とする、高いガス透過性を有利に発揮し得ない恐れがあり、一方、少な過ぎると、充分な強度を有さないポーラス耐火物となる恐れがあるからである。 Here, the various matrix powders as described above are used in such an amount that the total blending amount is 5 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the aggregate. However, if the amount of the matrix powder is too large, the resulting porous refractory material may not be able to exhibit the desired high gas permeability. On the other hand, if the amount is too small, it will not have sufficient strength. This is because it may become a porous refractory.
そして、本発明に従うポーラス耐火物にあっては、それらマトリックス粉と、骨材たる所定粒径の球状マグネシア粒子と配合してなる配合物を、焼成してなるものであるところに大きな特徴を有するのである。 And in the porous refractory according to the present invention, it has a great feature in that it is obtained by firing a mixture formed by mixing these matrix powder and spherical magnesia particles having a predetermined particle size as an aggregate. It is.
すなわち、かかる所定粒径の球状マグネシア粒子を配合して得られた配合物を用いて、所定形状の成形体を作製し、かかる成形体を焼成することにより耐火物を製造すると、配合物の調製時や成形体の作製時等において球状マグネシア粒子に対して応力が加えられても、かかるマグネシア粒子は球状であることから、例えば角が取れる等の部分的な破壊の発生（微粉の発生）が効果的に抑制され、以て、得られた配合物が、製造時（配合物の調製時）に想定（設定）したガス透過性を有利に発揮することとなるのである。また、球状マグネシア粒子を用いることにより、得られる耐火物が、物性のバラツキが少ない均質なものとなるのであり、優れた耐スポーリング性をも発揮することとなる。 That is, using a blend obtained by blending spherical magnesia particles having a predetermined particle diameter, a molded body having a predetermined shape is produced, and a refractory is produced by firing the molded body. Even when stress is applied to the spherical magnesia particles at the time of manufacturing or forming a molded body, the magnesia particles are spherical, and therefore, for example, partial destruction such as removal of corners (generation of fine powder) occurs. It is effectively suppressed, and thus the obtained blend advantageously exhibits the gas permeability assumed (set) at the time of production (preparation of the blend). Further, by using spherical magnesia particles, the obtained refractory becomes homogeneous with little variation in physical properties, and exhibits excellent spalling resistance.
そのような優れた効果を発揮する球状マグネシア粒子のうち、本発明においては、粒径が２．０〜０．３ｍｍのものが用いられる。粒径が２．０ｍｍより大きいものを用いると、得られるポーラス耐火物が充分な強度を発揮し得ない恐れがあり、一方、０．３ｍｍより小さなものを用いると、得られる耐火物が、ポーラス耐火物として要求されるガス透過性を発揮し得ない恐れがあるからである。なお、一般に、ポーラスプラグに用いられるポーラス耐火物としては、通気率が０．７〜２．０［ｃｍ2 ／（ｓｅｃ・ｃｍＨ2Ｏ ）］程度のものが、また、ポーラス上ノズルに用いられるポーラス耐火物としては、かかるノズルが穏やかにガス皮膜を形成し得るように、通気率が０．１〜０．４［ｃｍ2 ／（ｓｅｃ・ｃｍＨ2Ｏ ）］程度のものが用いられるところから、目的とするポーラス耐火物に要求されるガス透過性（通気率）に応じて、用いられる球状マグネシア粒子の粒径は適宜に選択される。 Among the spherical magnesia particles exhibiting such excellent effects, those having a particle diameter of 2.0 to 0.3 mm are used in the present invention. If the particle size is larger than 2.0 mm, the obtained porous refractory material may not exhibit sufficient strength. On the other hand, if the particle size is smaller than 0.3 mm, the obtained refractory material becomes porous. This is because the gas permeability required as a refractory may not be exhibited. In general, as a porous refractory used for a porous plug, one having an air permeability of about 0.7 to 2.0 [cm 2 / (sec · cmH 2 O)] is also used for a porous upper nozzle. As a porous refractory, one having an air permeability of about 0.1 to 0.4 [cm 2 / (sec · cmH 2 O)] is used so that the nozzle can form a gas film gently. The particle size of the spherical magnesia particles to be used is appropriately selected according to the gas permeability (air permeability) required for the intended porous refractory.
なお、本発明においては、そのような所定の粒径を有する球状マグネシア粒子であれば、如何なるものであっても用いることが可能であり、例えば、球状マグネシア粒子として市販されているもの（マグネシアを主成分とし、他の成分を含有するものも含む。）や、粉砕物等の非球状粒子を研磨して半球状にしたもの、その他従来より公知の各種手法に従って製造されたもの等が、適宜に使用される。 In the present invention, any spherical magnesia particles having such a predetermined particle diameter can be used. For example, those commercially available as spherical magnesia particles (magnesia is used). As well as those containing non-spherical particles such as pulverized products, and those produced according to various conventionally known methods, as appropriate. Used for.
また、本発明においては、上述の如き所定の粒径を有する球状マグネシア粒子のみを骨材として用い得ることは言うまでもないが、得られる焼成物（耐火物）における更なる特性の向上や、経済性（製造コスト）等の観点から、骨材として、粒径が２．０〜０．３ｍｍの球状マグネシア粒子と共に、大きさが２．０〜０．３ｍｍの非球状粒子たるマグネシア及び／又はスピネルとを用いることが好ましい。かかるマグネシア及び／又はスピネルの非球状粒子を、球状マグネシア粒子と併用することにより、より優れた強度を発揮し得る焼成物（耐火物）が製造可能であり、特にスピネルの非球状粒子を用いると、耐スポーリング性を更に向上せしめることが可能である。 Further, in the present invention, it is needless to say that only spherical magnesia particles having a predetermined particle size as described above can be used as an aggregate. However, further improvement in characteristics in the obtained fired product (refractory) and economic efficiency From the viewpoint of (manufacturing cost) and the like, as aggregate, together with spherical magnesia particles having a particle size of 2.0 to 0.3 mm, magnesia and / or spinel as non-spherical particles having a size of 2.0 to 0.3 mm Is preferably used. By using the non-spherical particles of magnesia and / or spinel together with the spherical magnesia particles, it is possible to produce a fired product (refractory) capable of exhibiting more excellent strength. Further, it is possible to further improve the spalling resistance.
ここで、所定粒径の球状マグネシア粒子と共に、所定大きさの非球状粒子たるマグネシア及び／又はスピネルとを併用する場合には、粒径が２．０〜０．３ｍｍの球状マグネシア粒子の３０〜９０重量部と、大きさが２．０〜０．３ｍｍの非球状粒子たるマグネシア及び／又はスピネルの１０〜７０重量部とから構成される骨材の１００重量部が用いられる。けだし、マグネシア等の非球状粒子が１０重量部より少ない（球状マグネシア粒子が９０重量部を超える）場合には、かかる非球状粒子の配合効果は認められず、一方、非球状粒子が７０重量部を超える（球状マグネシア粒子が３０重量部より少ない）場合には、ポーラス耐火物として要求されるガス透過性を発揮し得ない恐れがあるからである。なお、本発明において用いられる非球状粒子たるマグネシア及びスピネルとしては、一般に市販されているマグネシア破砕物等、従来より公知のものが何れも使用可能である。 Here, when using together with spherical magnesia particles of a predetermined particle size together with magnesia and / or spinel as non-spherical particles of a predetermined particle size, 30 to 30 of spherical magnesia particles with a particle size of 2.0 to 0.3 mm. 100 parts by weight of an aggregate composed of 90 parts by weight and 10 to 70 parts by weight of magnesia and / or spinel as non-spherical particles having a size of 2.0 to 0.3 mm is used. However, when the amount of non-spherical particles such as magnesia is less than 10 parts by weight (the amount of spherical magnesia particles exceeds 90 parts by weight), the blending effect of such non-spherical particles is not recognized, while the amount of non-spherical particles is 70 parts by weight. This is because the gas permeability required as a porous refractory material may not be exhibited when the amount exceeds 20 (the amount of spherical magnesia particles is less than 30 parts by weight). In addition, as magnesia and spinel which are non-spherical particles used in the present invention, any conventionally known materials such as commercially available pulverized magnesia can be used.
そして、本発明に従うポーラス耐火物を製造するに際しては、先ず、目的とするポーラス耐火物の特性（ガス透過性、耐溶湯浸透性、耐食性等）に応じた配合割合に従って、所定粒径の球状マグネシア粒子（必要に応じて、所定大きさの非球状粒子たるマグネシア及び／又はスピネル）と、上述の如きマトリックス粉とを配合したものを準備し、次いで、それに水、及び必要に応じてバインダーを加えて混練した後、得られた混練物を用いて、目的とする形状を有する成形体を作製し、その後、かかる成形体を所定の焼成温度（一般に１６００〜１９００℃程度）にて、所定時間（一般に３〜６時間程度）焼成することにより、焼成体として、目的とする耐火物を得ることが可能である。 In producing the porous refractory according to the present invention, first, spherical magnesia having a predetermined particle size is used in accordance with the blending ratio according to the characteristics (gas permeability, molten metal permeability, corrosion resistance, etc.) of the intended porous refractory. Prepare a mixture of particles (magnesia and / or spinel as non-spherical particles of a predetermined size if necessary) and matrix powder as described above, then add water and optionally a binder to it. After kneading, the obtained kneaded product is used to produce a molded body having a desired shape, and then the molded body is subjected to a predetermined firing temperature (generally about 1600 to 1900 ° C.) for a predetermined time ( By firing, it is possible to obtain the intended refractory as a fired body.
なお、その製造に際して用いられるバインダーとしては、従来より公知の各種のものを挙げることが可能であり、例えばポリビニルアルコール、各種フェノール樹脂、リグニン類、デンプン類、メチルセルロース類、糖蜜等が、適宜の割合において用いられ、目的とする形状に有利に形成される。 In addition, as the binder used in the production thereof, various conventionally known binders can be exemplified. For example, polyvinyl alcohol, various phenol resins, lignins, starches, methylcelluloses, molasses, and the like are in an appropriate ratio. And is advantageously formed into the desired shape.
そのようにして得られたポーラス耐火物は、例えば、耐火物の側面における溶湯との接触を防止するための金属ケースと、ガスを吹き込むための金属管が、所定形状のポーラス耐火物に取り付けられることにより、ポーラスプラグとして使用されることとなる。 In the porous refractory thus obtained, for example, a metal case for preventing contact with the molten metal on the side surface of the refractory and a metal tube for blowing gas are attached to the porous refractory having a predetermined shape. Thus, it is used as a porous plug.
以下に、本発明の代表的な実施例を幾つか示し、本発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明が、そのような実施例の記載によって何等の制約をも受けるものでないことは、言うまでもないところである。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には上記の具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加え得るものであることが理解されるべきである。なお、以下において、試料作製の際に用いた各原料は、全て市販のものであり、微粉とは、大きさが５０μｍ以下のものをいう。 Some typical examples of the present invention will be shown below, and the present invention will be clarified more specifically. However, the present invention is subject to any restrictions by the description of such examples. It goes without saying that it is not. In addition to the following examples, the present invention includes various changes, modifications, and modifications based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. It should be understood that improvements and the like can be added. In the following, all the raw materials used in the preparation of the sample are all commercially available, and the fine powder means one having a size of 50 μm or less.
−実験例１−
粒径が１．４１〜０．３ｍｍの球状マグネシア粒子（以下、単に球状マグネシア粒子ともいう。表中においても同じ。）と、大きさが１．４１〜０．３ｍｍの電融マグネシアの非球状粒子（粉砕物。以下、単に電融マグネシア非球状粒子ともいう。表中においても同じ。）と、電融マグネシアの微粉と、バインダーとしてのヘキサミン及びフェノール樹脂とを用いて、それらを下記表１に掲げる各配合割合にて配合し、６種類の配合物（試料Ｎｏ．１〜６）を調製した。
-Experimental Example 1-
Spherical magnesia particles having a particle size of 1.41 to 0.3 mm (hereinafter also simply referred to as spherical magnesia particles; the same applies in the table) and non-spherical shape of electrofused magnesia having a size of 1.41 to 0.3 mm Using particles (pulverized product, hereinafter simply referred to as electrofused magnesia non-spherical particles, the same applies in the table), electrofused magnesia fine powder, hexamine and phenol resin as binders, they are shown in Table 1 below. Were blended at the respective blending ratios listed in 6 to prepare 6 kinds of blends (sample Nos. 1 to 6).
次いで、調製された各配合物を用いて、アムスラー成形機にて、直径：５０ｃｍ×高さ：５０ｃｍの円柱状の成形体を成形し、得られた成形体を１１０℃で８時間、乾燥せしめた後、電気炉にて、１７３０℃で３時間、焼成することにより、焼成物（耐火物）を得た。このようにして得られた各焼成物の嵩比重、見掛け気孔率及び通気率を測定した。かかる測定結果も、下記表１に併せて示す。 Next, using each of the prepared blends, a columnar molded body having a diameter of 50 cm × height: 50 cm was molded with an Amsler molding machine, and the obtained molded body was dried at 110 ° C. for 8 hours. After that, firing was performed at 1730 ° C. for 3 hours in an electric furnace to obtain a fired product (refractory). The bulk specific gravity, apparent porosity and air permeability of each fired product thus obtained were measured. Such measurement results are also shown in Table 1 below.
なお、焼成物（耐火物）の嵩比重及び見掛け気孔率は、ＪＩＳ−Ｒ−２２０５に従って測定して得られたものであり、また、通気率については、ＪＩＳ−Ｒ−２１１５に従って測定し、ＣＧＳ単位系にて算出した値［ｃｍ2 ／（ｓｅｃ・ｃｍＨ2Ｏ ）］を、下記表１に示している。 The bulk specific gravity and apparent porosity of the fired product (refractory) were obtained by measuring in accordance with JIS-R-2205, and the air permeability was measured in accordance with JIS-R-2115 to obtain CGS. The values [cm 2 / (sec · cmH 2 O)] calculated in the unit system are shown in Table 1 below.
かかる表１の結果からも明らかなように、本発明の如く、所定粒径の球状マグネシア粒子が所定の割合において配合された配合物（試料Ｎｏ．１〜４）を用いてなる耐火物にあっては、球状マグネシア粒子が全く配合されていない配合物（試料Ｎｏ．５）を焼成したものや、球状マグネシア粒子の配合割合が少ない配合物（試料Ｎｏ．６）を焼成したものと比較して、優れた通気率（ガス透過性）を有することが認められた。 As is clear from the results of Table 1, as in the present invention, there is a refractory using a compound (sample Nos. 1 to 4) in which spherical magnesia particles having a predetermined particle diameter are mixed in a predetermined ratio. Compared with a product obtained by firing a blend (sample No. 5) in which spherical magnesia particles are not blended at all, or a product obtained by firing a blend (sample No. 6) having a small blending ratio of spherical magnesia particles. It was observed that the air permeability (gas permeability) was excellent.
−実験例２−
粒径が１．４１〜０．３ｍｍの球状マグネシア粒子と、大きさが１．４１〜０．３ｍｍの電融マグネシアの非球状粒子と、電融マグネシアの微粉と、ジルコン微粉と、バインダーとしてのヘキサミン及びフェノール樹脂とを用いて、それらを下記表２に掲げる各配合割合にて配合し、５種類の配合物（試料Ｎｏ．７〜１１）を調製した。なお、試料Ｎｏ．１１の配合物は、実験例１における試料Ｎｏ．５の配合物と同一組成である。
-Experimental example 2-
Spherical magnesia particles having a particle diameter of 1.41 to 0.3 mm, non-spherical particles of electrofused magnesia having a size of 1.41 to 0.3 mm, electrofused magnesia fine powder, zircon fine powder, and binder Using hexamine and a phenol resin, they were blended at the blending ratios listed in Table 2 below to prepare five types of blends (Sample Nos. 7 to 11). Sample No. No. 11 is a sample No. 11 in Experimental Example 1. 5 and the same composition.
そのようにして得られた５種類の配合物を用いて、実験例１と同様の手法に従って、円柱状の成形体を成形し、これを焼成することにより、焼成物（耐火物）を得た。得られた焼成物について、実験例１と同様に、その嵩比重、見掛け気孔率及び通気率を測定し、その結果を下記表２に示す。 Using the five types of blends thus obtained, a cylindrical shaped body was formed according to the same method as in Experimental Example 1, and fired to obtain a fired product (refractory material). . About the obtained baked product, the bulk specific gravity, the apparent porosity, and the air permeability were measured in the same manner as in Experimental Example 1, and the results are shown in Table 2 below.
一方、耐スポーリング性を評価すべく、以下の実験を行なった。先ず、得られた５種類の配合物を用いて、４０ｃｍ×８０ｃｍ×３０ｃｍの大きさの成形体を作製した後、かかる成形体を実験例１と同様の焼成条件にて焼成することにより、煉瓦状の試料を得た。そして、得られた煉瓦状試料を、１４００℃に保たれた電気炉内に載置し、そこで３０分間加熱せしめた後、電気炉内から素速く水中に投入するという作業を繰り返し行ない、試料が壊れるまで繰り返した回数により、耐スポーリング性を評価した。その結果を、下記表２に併せて示す。 On the other hand, the following experiment was conducted in order to evaluate the spalling resistance. First, using the obtained five kinds of blends, a molded body having a size of 40 cm × 80 cm × 30 cm was prepared, and then the molded body was fired under the same firing conditions as in Experimental Example 1, thereby making a brick. A sample was obtained. Then, the obtained brick-shaped sample was placed in an electric furnace maintained at 1400 ° C., heated there for 30 minutes, and then repeatedly put into the water quickly from the electric furnace. The spalling resistance was evaluated by the number of repetitions until it broke. The results are also shown in Table 2 below.
かかる表２の結果からも明らかなように、マトリックス粉としてジルコン微粉を用いると、耐スポーリング性の向上が認められるものの、その配合量が多すぎると、得られる耐火物が緻密になって気孔率が低下し、割れやすくなることが認められた。 As apparent from the results in Table 2, when zircon fine powder is used as the matrix powder, an improvement in spalling resistance is recognized, but if the amount is too large, the resulting refractory becomes dense and pores are formed. It was observed that the rate decreased and it was more likely to break.
−実験例３−
下記表３に掲げる各原料を、そこに示す各配合割合にて配合し、５種類の配合物（試料Ｎｏ．１２〜１６）を調製した。なお、試料Ｎｏ．１６の配合物は、先の実験例における試料Ｎｏ．５及びＮｏ．１１の配合物と同一組成である。
-Experimental Example 3-
Each raw material listed in the following Table 3 was blended at each blending ratio shown therein to prepare five types of blends (Sample Nos. 12 to 16). Sample No. No. 16 formulation is sample No. in the previous experimental example. 5 and no. It is the same composition as 11 formulations.
そのようにして得られた５種類の配合物を用いて、実験例１と同様の手法に従って、５種類の焼成物（耐火物）を製造し、得られた各焼成物について、実験例１と同様に嵩比重、見掛け気孔率及び通気率を測定した。その結果を、下記表３に併せて示す。 Using the five types of blends thus obtained, five types of fired products (refractory materials) were produced according to the same procedure as in Experimental Example 1, and each of the resulting fired products was tested with Experimental Example 1 and Similarly, bulk specific gravity, apparent porosity, and air permeability were measured. The results are also shown in Table 3 below.
また、５種類の配合物を用いて、実験例２と同様の手法に従って煉瓦状試料を作製し、かかる煉瓦状試料について、実験例２と同様に耐スポーリング性を評価した。その結果も、下記表３に併せて示す。 In addition, brick samples were prepared using the five types of blends according to the same method as in Experimental Example 2, and the spalling resistance of these brick samples was evaluated in the same manner as in Experimental Example 2. The results are also shown in Table 3 below.
かかる表３の結果からも明らかなように、本発明において、マトリックス粉として、アルミナ微粉とチタニア微粉とを併用すると、得られる耐火物の耐スポーリング性がより向上することが認められた。 As apparent from the results of Table 3, it was recognized that when alumina fine powder and titania fine powder are used in combination as matrix powder in the present invention, the spalling resistance of the obtained refractory is further improved.
−実験例４−
下記表４に掲げる各原料を、そこに示す各配合割合にて配合し、６種類の配合物（試料Ｎｏ．１７〜２２）を調製した。なお、試料Ｎｏ．２２の配合物は、先の実験例における試料Ｎｏ．５、Ｎｏ．１１及びＮｏ．１６の配合物と同一組成である。
-Experimental example 4-
Each raw material listed in the following Table 4 was blended at each blending ratio shown therein to prepare six kinds of blends (Sample Nos. 17 to 22). Sample No. The formulation of No. 22 is sample No. in the previous experimental example. 5, no. 11 and no. It is the same composition as 16 formulations.
そのようにして得られた６種類の配合物を用いて、実験例１と同様の手法に従って、６種類の焼成物（耐火物）を製造し、得られた各焼成物について、実験例１と同様に嵩比重、見掛け気孔率及び通気率を測定した。その結果を、下記表４に併せて示す。 Using the 6 types of blends thus obtained, 6 types of fired products (refractory materials) were produced according to the same procedure as in Example 1 and each of the resulting fired products was obtained from Experimental Example 1 and Similarly, bulk specific gravity, apparent porosity, and air permeability were measured. The results are also shown in Table 4 below.
また、得られた各焼成物の一部を用いて、回転侵食試験により、溶損寸法及び浸透厚みを測定した。具体的には、１）焼成物上に侵食材（溶融状態のＦｅ）を載せ、２）侵食材を載せた状態の焼成物を、１６５０〜１７００℃の雰囲気下において、３０分間回転せしめ、３）その回転終了後、侵食材を一旦廃滓する、との工程を１サイクルとして、これを１０サイクル（５時間）繰り返した後、焼成物の溶損寸法（ｍｍ）と侵食材の浸透厚み（ｍｍ）を、それぞれ測定した。その結果を、下記表４に示す。 In addition, by using a part of each obtained fired product, the melt size and the penetration thickness were measured by a rotary erosion test. Specifically, 1) an erosion material (melted Fe) is placed on the fired product, and 2) the fired product on which the erosion material is placed is rotated for 30 minutes in an atmosphere at 1650 to 1700 ° C. ) After completion of the rotation, the process of once abandoning the erodant is regarded as one cycle, and after repeating this for 10 cycles (5 hours), the erosion dimension (mm) of the fired product and the penetration thickness of the erodant ( mm) were measured respectively. The results are shown in Table 4 below.
さらに、６種類の配合物を用いて、実験例２と同様の手法に従って煉瓦状試料を作製し、かかる煉瓦状試料について、実験例２と同様に耐スポーリング性を評価した。その結果も、下記表４に併せて示す。 Furthermore, using six kinds of blends, a brick-like sample was produced according to the same method as in Experimental Example 2, and the spalling resistance of this brick-like sample was evaluated in the same manner as in Experimental Example 2. The results are also shown in Table 4 below.
かかる表４の結果からも明らかなように、スピネル非球状粒子や、マトリックス粉としてのスピネル微粉を用いると、得られる耐火物の気孔率が上昇し、優れた通気率（ガス透過性）を有することが認められた。また、スピネル微粉を用いることによって、耐スポーリング性の向上が認められるが、その配合量が多くなるに従って、溶損寸法が多くなり、また、浸透厚みも増し、耐食性の低下が認められた。但し、別途、現行品であるアルミナ質を主成分とするポーラス耐火物について同様の回転侵食試験を実施したところ、溶損寸法：２３．７ｍｍ、浸透厚み：１２ｍｍであったことから、かかるアルミナ質を主成分とするポーラス耐火物との比較においては、優れた耐食性を有することが分かる。 As is clear from the results in Table 4, when spinel non-spherical particles and spinel fine powder as matrix powder are used, the porosity of the refractory obtained is increased and the gas has excellent air permeability (gas permeability). It was recognized that Further, by using the spinel fine powder, an improvement in the spalling resistance was observed, but as the blending amount increased, the erosion dimension increased, the penetration thickness increased, and a decrease in corrosion resistance was observed. However, when the same rotary erosion test was conducted on a porous refractory mainly composed of alumina, which is the current product, the erosion dimension was 23.7 mm and the penetration thickness was 12 mm. In comparison with a porous refractory containing as a main component, it can be seen that it has excellent corrosion resistance.
−実験例５−
下記表５に掲げる各原料を、そこに示す各配合割合にて配合し、６種類の配合物（試料Ｎｏ．２３〜２８）を調製した。なお、試料Ｎｏ．２８の配合物は、先の実験例における試料Ｎｏ．５、Ｎｏ．１１、Ｎｏ．１６及びＮｏ．２２の配合物と同一組成である。
-Experimental example 5
Each raw material listed in the following Table 5 was blended at each blending ratio shown therein to prepare six kinds of blends (Sample Nos. 23 to 28). Sample No. The formulation of No. 28 is sample No. in the previous experimental example. 5, no. 11, no. 16 and no. It is the same composition as 22 formulations.
そのようにして得られた６種類の配合物を用いて、実験例４と同様に、焼成物を製造し、得られた焼成物について、嵩比重、見掛け気孔率、通気率、溶損寸法及び浸透厚みを測定した。その結果を、下記表５に併せて示す。 Using the 6 types of blends thus obtained, a fired product was produced in the same manner as in Experimental Example 4, and the obtained fired product was obtained with a bulk specific gravity, an apparent porosity, an air permeability, a erosion dimension, and the like. The penetration thickness was measured. The results are also shown in Table 5 below.
かかる表５の結果からも明らかなように、マトリックス粉として酸化クロム微粉を用いて得られた耐火物（焼成物）にあっては、浸透厚みが小さくなることが認められたが、多量の酸化クロムを配合すると、気孔率が高くなり、その結果、耐食性が低下することが認められた。 As is clear from the results in Table 5, the refractory (baked product) obtained using the chromium oxide fine powder as the matrix powder was found to have a small penetration thickness. When chromium was added, the porosity was increased, and as a result, it was recognized that the corrosion resistance was lowered.
−実験例６−
下記表６に掲げる各原料を、そこに示す各配合割合にて配合し、４種類の配合物（試料Ｎｏ．２９〜３２）を調製した。各配合物を用いて、上底面の直径：８５ｍｍ×下底面の直径：１３０ｍｍ×高さ：１３５ｍｍなるサイズの直円錐台形状（ポーラスプラグ形状）の成形体を、各配合物につき５個ずつ作製し、かかる成形体を、実験例１と同様の焼成条件に従って焼成した。得られたポーラスプラグ形状の焼成物に、所定の金属ケース及び金属管を取り付けて、ポーラスプラグとした後、このポーラスプラグを精錬炉内の取鍋（２５０トン）に取り付け、実際に溶鋼の精錬作業を実施した。
-Experimental Example 6
Each raw material listed in the following Table 6 was blended at each blending ratio shown therein to prepare four kinds of blends (Sample Nos. 29 to 32). Using each compound, five shaped parts of a right circular truncated cone shape (porous plug shape) having a diameter of the upper base: 85 mm × a diameter of the lower base: 130 mm × height: 135 mm are prepared for each compound. The molded body was fired according to the same firing conditions as in Experimental Example 1. A predetermined metal case and a metal tube are attached to the obtained porous plug-shaped fired product to form a porous plug, and this porous plug is then attached to a ladle (250 tons) in a refining furnace. Work was carried out.
それぞれのポーラスプラグ形状の焼成物（耐火物）について、ポーラスプラグとして使用不能となるまで繰り返し精錬作業を実施して、それぞれの耐火物について使用不能となるまでの回数を記録し、各々の配合物について、５個の焼成物における結果から、使用不能となるまでの回数の平均を算出し、これを平均耐用回数とした。その結果を、下記表６に示す。 For each porous plug-shaped fired product (refractory), repeat the refining work until it becomes unusable as a porous plug, and record the number of times until each refractory becomes unusable. About the result in five baked products, the average of the frequency | count until it became unusable was computed, and this was made into the average number of times of use. The results are shown in Table 6 below.
また、使用不能になった際の、ポーラスプラグ形状の焼成物（耐火物）における溶鋼の浸透厚みを測定し、各々の配合物について、５個の焼成物における結果から溶鋼の浸透厚みの平均値を算出し、これを平均浸透厚みとした。その結果を、下記表６に示す。 In addition, the infiltration thickness of the molten steel in the porous plug-shaped fired product (refractory) when it became unusable was measured, and the average value of the infiltrated thickness of the molten steel from the results in five fired products for each compound. Was calculated as the average penetration thickness. The results are shown in Table 6 below.
さらに、使用不能になったポーラスプラグ形状の焼成物（耐火物）について、その表面を目視にて観察し、その結果を、下記表６に示した。なお、かかる表６中の「微」とは、微細な亀裂が存在していたことを意味し、また、「中」とは、中程度の大きさ（幅：０．５〜２ｍｍ）の亀裂が存在していたことを意味する。 Furthermore, the surface of the porous plug-shaped fired product (refractory material) that became unusable was visually observed, and the results are shown in Table 6 below. “Fine” in Table 6 means that a fine crack was present, and “medium” means a medium-sized crack (width: 0.5 to 2 mm). Means that existed.
なお、現行品のアルミナ質を主成分とするポーラス耐火物であって、上記ポーラスプラグ形状を呈するものを、別途、準備し、これに所定の金属ケースと金属管を取り付け、上記と同様に実際の精錬作業に用いたところ、平均耐用回数は１２回、平均浸透厚みは３３ｍｍであり、中程度の大きさの亀裂が存在していた。 In addition, the current porous refractories mainly composed of alumina and having the above-mentioned porous plug shape are separately prepared, and a predetermined metal case and metal tube are attached thereto, and the same as above. When used for the refining work, the average service life was 12 times, the average penetration thickness was 33 mm, and there was a medium-sized crack.
かかる表６の結果からも明らかなように、本発明に係るポーラス耐火物を用いたポーラスプラグにあっては、現行品のアルミナ質を主成分とするポーラス耐火物を用いたものと比較して、優れた寿命を発揮することが認められ、また、操業中の酸素洗浄が不要であることも、確認されたのである。
As is clear from the results in Table 6, the porous plug using the porous refractory according to the present invention is compared with the current product using the porous refractory mainly composed of alumina. It has been confirmed that it exhibits an excellent life, and that oxygen cleaning during operation is unnecessary.
Claims (5)
The porous refractory according to any one of claims 1 to 4, wherein the matrix powder includes at least one of spinel fine powder, alumina fine powder, and titania fine powder.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006043088A JP2007217260A (en) | 2006-02-20 | 2006-02-20 | Porous refractory material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006043088A JP2007217260A (en) | 2006-02-20 | 2006-02-20 | Porous refractory material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007217260A true JP2007217260A (en) | 2007-08-30 |
Family
ID=38494942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006043088A Pending JP2007217260A (en) | 2006-02-20 | 2006-02-20 | Porous refractory material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2007217260A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112745134A (en) * | 2021-01-13 | 2021-05-04 | 营口四通高温新材料科技有限公司 | Air brick containing corundum ceramic balls and preparation method thereof |
| CN117433295A (en) * | 2023-12-20 | 2024-01-23 | 中钢洛耐科技股份有限公司 | Long-life melting furnace for coal-based direct reduction |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6051659A (en) * | 1983-08-30 | 1985-03-23 | ハリマセラミック株式会社 | Porous nozzle |
| JPS6065778A (en) * | 1983-09-19 | 1985-04-15 | ハリマセラミック株式会社 | Porous slag |
| JPH03159956A (en) * | 1989-11-17 | 1991-07-09 | Harima Ceramic Co Ltd | Production of porous refractory for gas blowing |
| JPH03205341A (en) * | 1989-12-29 | 1991-09-06 | Harima Ceramic Co Ltd | Production of porous refractory for gas blowing |
| JPH05104215A (en) * | 1991-10-16 | 1993-04-27 | Nkk Corp | Upper nozzle for tundish |
-
2006
- 2006-02-20 JP JP2006043088A patent/JP2007217260A/en active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6051659A (en) * | 1983-08-30 | 1985-03-23 | ハリマセラミック株式会社 | Porous nozzle |
| JPS6065778A (en) * | 1983-09-19 | 1985-04-15 | ハリマセラミック株式会社 | Porous slag |
| JPH03159956A (en) * | 1989-11-17 | 1991-07-09 | Harima Ceramic Co Ltd | Production of porous refractory for gas blowing |
| JPH03205341A (en) * | 1989-12-29 | 1991-09-06 | Harima Ceramic Co Ltd | Production of porous refractory for gas blowing |
| JPH05104215A (en) * | 1991-10-16 | 1993-04-27 | Nkk Corp | Upper nozzle for tundish |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112745134A (en) * | 2021-01-13 | 2021-05-04 | 营口四通高温新材料科技有限公司 | Air brick containing corundum ceramic balls and preparation method thereof |
| CN117433295A (en) * | 2023-12-20 | 2024-01-23 | 中钢洛耐科技股份有限公司 | Long-life melting furnace for coal-based direct reduction |
| CN117433295B (en) * | 2023-12-20 | 2024-03-12 | 中钢洛耐科技股份有限公司 | Long-life melting furnace for coal-based direct reduction |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4681456B2 (en) | Low carbon magnesia carbon brick | |
| JP5212456B2 (en) | Irregular refractory | |
| JP5943032B2 (en) | Manufacturing method of lightweight heat-insulating alumina / magnesia refractory | |
| JP4796170B2 (en) | Chromium castable refractories and precast blocks using the same | |
| JP7003849B2 (en) | Manufacturing method of castable refractory | |
| JP2015081225A (en) | High-chromia-enriched castable refractory, precast block using the refractory and waste melting furnace lined with the refractory and/or the block | |
| JP2016199449A (en) | Monolithic refractory composition and monolithic refractory | |
| JP2007217260A (en) | Porous refractory material | |
| JPH082975A (en) | Refractory for casting application | |
| JP2007055848A (en) | Spherical magnesia-based clinker and refractory obtained by using the same | |
| JP2012062232A (en) | Air-permeability refractory and its manufacturing method | |
| JP5663122B2 (en) | Castable refractories for non-ferrous metal smelting containers and precast blocks using the same | |
| JP4408552B2 (en) | Alumina-magnesia castable refractories using magnesium carbonate as a magnesia source | |
| JP2005008496A (en) | Monolithic refractory | |
| JP2012192430A (en) | Alumina carbon-based slide gate plate | |
| JP4373081B2 (en) | Refractory | |
| JP2009242122A (en) | Brick for blast furnace hearth and blast furnace hearth lined with the same | |
| JP3741595B2 (en) | Unshaped refractory raw material and unshaped refractory | |
| JPH0952755A (en) | Magnesia-chrome refractory | |
| JPH0633179B2 (en) | Irregular refractory for pouring | |
| JP3622545B2 (en) | Magnesia-chrome regular refractories | |
| JPH0952169A (en) | Refractory for tuyere of molten steel container | |
| JP2747734B2 (en) | Carbon containing refractories | |
| JP2007099562A (en) | Air permeable refractory and method of producing the same | |
| JP3604301B2 (en) | Refractory raw materials, kneaded raw materials and refractories |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20081031 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110125 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110201 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20111025 |