JP2008151425A - Repair method of magnesia carbon brick - Google Patents
Repair method of magnesia carbon brick Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008151425A JP2008151425A JP2006340457A JP2006340457A JP2008151425A JP 2008151425 A JP2008151425 A JP 2008151425A JP 2006340457 A JP2006340457 A JP 2006340457A JP 2006340457 A JP2006340457 A JP 2006340457A JP 2008151425 A JP2008151425 A JP 2008151425A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mass
- magnesia
- less
- carbon
- brick
- 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
Images
Landscapes
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
Abstract
Description
本発明は、転炉、電気炉、取鍋、脱ガス炉、または溶融炉等の溶融金属容器の内張り耐火物として使用されるマグネシアカーボンれんがの補修方法に関する TECHNICAL FIELD The present invention relates to a magnesia carbon brick repair method used as a refractory for lining a molten metal container such as a converter, electric furnace, ladle, degassing furnace, or melting furnace.
マグネシアカーボンれんがは、マグネシア原料と黒鉛とを主成分としカーボンボンドで結合された耐火れんがであり、通常、黒鉛を20〜30質量%含有し、主として転炉、電気炉等または取鍋等の溶融金属容器の内張りれんがとして使用されている。 Magnesia carbon brick is a refractory brick composed mainly of magnesia and graphite and bonded by carbon bond, usually containing 20-30% by mass of graphite, mainly melting in converters, electric furnaces, ladles, etc. Used as a lining brick for metal containers.
近年、製鋼工程においてより一層の鋼製品の高品質化と、より厳しい組成コントロールが求められるようになってきている。そのため、マグネシアカーボンれんがに含有されるカーボンが溶鋼中へ溶解する現象(以下「カーボンピックアップ」という。)による溶鋼の汚染の問題が顕在化してきている。さらには、カーボンが高熱伝導率であるため溶鋼温度低下などの熱ロス、転炉の鉄皮変形、さらには、カーボンの燃焼にともなうCOガスの放出などの諸問題から、最近はマグネシアカーボンれんがの低カーボン化が望まれている。 In recent years, higher quality of steel products and stricter composition control have been demanded in the steelmaking process. Therefore, the problem of contamination of the molten steel due to the phenomenon that the carbon contained in the magnesia carbon brick dissolves into the molten steel (hereinafter referred to as “carbon pickup”) has become apparent. Furthermore, since carbon has a high thermal conductivity, magnesia carbon bricks have recently been used due to various problems such as heat loss such as a drop in molten steel temperature, iron core deformation of the converter, and CO gas emission accompanying carbon combustion. Low carbon is desired.
そこで近年、マグネシアカーボンれんがの低カーボン化が種々検討されている。例えば特許文献1には、耐火性原料と炭素を含有する炭素質原料とを含む原料配合物において、該原料配合物の熱間残留分100重量%に対して前記炭素質原料の固定炭素分が0.2〜5重量%あって、前記炭素質原料の少なくとも一部に、固定炭素が25重量%以上でかつ粘性が200ポイズ以下の有機バインダーとβ−レジン含有量が10質量%以下のピッチとを使用した低カーボン質炭素含有耐火物が開示されている。
In recent years, therefore, various attempts have been made to reduce the carbon content of magnesia carbon bricks. For example,
また特許文献2には、メソフェーズ含有ピッチ粉末を含有するマグネシアカーボンれんがが開示されており、このマグネシアカーボンれんがにおいては、液晶状のメソフェーズが粘性に富みしかも強力なカーボンボンドを作るため、熱応力を緩和し耐熱衝撃性を向上するために、耐用性が向上するとされている。そして実施例として黒鉛量が10質量%以下の低カーボン質マグネシアカーボンれんがが開示されている。
ところで、転炉にライニングされるマグネシアカーボンれんがは、カーボンの酸化、あるいはスラグによる侵食等により損耗が著しい。また、その損耗の程度は転炉の部位により様々であり、転炉の寿命延長のためには先行して損耗している部位を早期に補修する必要がある。このため、一般的には、不定形耐火物等で補修を繰り返して使用しており、これによって数千回の使用に耐用している。補修方法として乾式吹き付け、焼付け、スラグコーティング、あるいは溶射等が挙げられる。 By the way, magnesia carbon bricks lined in converters are significantly worn due to carbon oxidation or erosion by slag. Further, the degree of wear varies depending on the portion of the converter, and in order to extend the life of the converter, it is necessary to repair the previously worn portion at an early stage. For this reason, in general, repairs are repeatedly used with an irregular refractory material, etc., which makes it durable for thousands of uses. Repair methods include dry spraying, baking, slag coating, or thermal spraying.
これらの補修方法の中でも溶射は、火炎で耐火材料の一部を溶融させて吹き付ける方法であり、乾式吹き付けや焼付けのように水や溶剤のような蒸発成分を含まないこと、またスラグコーティングと比較して施工体の融点が高いことから、耐用性に優れる施工体が得られる。しかしながら、実際には溶射装置が高価であること、溶射作業が煩雑で人手を要すること、そしてこれらの溶射施工費用に見合うほどの施工体の耐用性が得られ難いことから、一部の製鉄所でしか使用されていないのが現状である。 Among these repair methods, thermal spraying is a method in which a part of the refractory material is melted and sprayed with a flame, and it does not contain evaporation components such as water and solvents like dry spraying and baking, and compared with slag coating. And since the melting point of a construction body is high, the construction body excellent in durability is obtained. However, in practice, some steelworks are expensive because the thermal spraying equipment is expensive, the thermal spraying work is complicated and labor-intensive, and it is difficult to obtain the durability of the construction body to meet these thermal spraying costs. It is currently used only in Japan.
これに対して、溶射材料の耐用性を向上させるための技術が検討されている。例えば特許文献3には、マグネシア系溶射材料において、焼結カルシア−マグネシアクリンカーを5〜40wt%と、焼結マグネシアクリンカーおよび/または電融マグネシアを30〜70wt%と、スラグ10〜50wt%とを配合した溶射材料が開示されている。これによって、従来材質に比べて接着性および耐食性に優れた溶射材料が得られるとされている。 On the other hand, a technique for improving the durability of the thermal spray material has been studied. For example, Patent Document 3 discloses that in a magnesia-based thermal spray material, sintered calcia-magnesia clinker is 5 to 40 wt%, sintered magnesia clinker and / or electrofused magnesia is 30 to 70 wt%, and slag is 10 to 50 wt%. A blended thermal spray material is disclosed. As a result, it is said that a thermal spray material having superior adhesion and corrosion resistance compared to conventional materials can be obtained.
また、溶射時には、マグネシアカーボンれんがの表面がスラグで覆われており、このために溶射材料の接着性が低下すると考えられており、この改善策が特許文献4に開示されている。すなわち、溶射対象の耐火物表面の温度を1000℃以上に昇温し、耐火物表面の温度が1000℃以上の状態でその耐火物表面に向けて耐火物微粉末を溶射する火炎溶射方法が開示されている。この方法では、飛来した溶融状態または半溶融状態の耐火物微粉末が徐々に冷却されて、溶射材料と付着スラグとの接触面積が増加し、溶射層と内張り耐火物との接着力が高まり耐用性が増加するとされている。また、内張り耐火物を損傷せず、内張り耐火物が黒鉛含有耐火物であっても耐火物中の黒鉛を酸化させることなく、溶射層と内張り耐火物とを強固に接着させ、耐用性の高い溶射層を得ることができるとされている。
特許文献1および特許文献2の低カーボンタイプのマグネシアカーボンれんがを実際に転炉で使用した際には、製鋼時のスラグ組成等の使用環境によっては、従来の黒鉛の多い(20〜30質量%含有)マグネシアカーボンれんがと比較して十分な耐用が得られないケースが見受けられる。
When the low carbon type magnesia carbon bricks of
転炉で使用されるマグネシアカーボンれんがの耐用性は製鋼スラグ中の(FeO)量に影響を受ける。すなわち、製鋼工程における吹き止めカーボンレベル低減時あるいは吹錬時の酸素量増加等に伴うスラグの一時的・局部的な高(FeO)化に対しては、(FeO)による耐火物中カーボンの液相酸化が損耗を支配しており、黒鉛含有量の低減は耐用性の改善に有効である。しかしながら、スラグ中の(FeO)量あるいは塩基度によってはれんが中のマグネシアの溶損が損耗に大きく影響するため、れんがの黒鉛含有量低減での耐用改善効果が期待しづらく、転炉における先行損耗部位が現れ、依然として転炉寿命のネックとなりうる。さらに、黒鉛含有量を低減すると耐スポーリングが低下するので、結果として、低カーボンタイプのマグネシアカーボンれんがでは十分な耐用性が得られず、とくに転炉ではまだ本格的な実用化段階に至っていない。 The durability of magnesia carbon bricks used in converters is affected by the amount of (FeO) in steelmaking slag. In other words, for the temporary and local increase in slag (FeO) due to the reduction of the blown carbon level in the steelmaking process or the increase in the amount of oxygen during blowing, the liquid of carbon in the refractory by (FeO) Phase oxidation dominates wear and reducing the graphite content is effective in improving durability. However, because the amount of (FeO) in the slag or the basicity of the magnesia in the brick greatly affects the wear, it is difficult to expect an improvement effect in reducing the graphite content of the brick. Sites appear and can still be a bottleneck in converter life. In addition, reducing the graphite content reduces spalling resistance, and as a result, low carbon type magnesia carbon bricks do not provide sufficient durability, and in particular, converters have not yet reached a full-scale practical stage. .
これに対して、低カーボンタイプのマグネシアカーボンれんがの補修方法を改善してその耐用性を向上させることが考えられる。しかし、前記特許文献3のような溶射材料の改善では、従来材料と比較すると接着性および耐食性に優れた材料が得られるものの、前述の溶射施工費用に見合った溶射施工体の耐用性と言う点ではまだ不十分である。 On the other hand, it is conceivable to improve the durability by improving the repair method of the low carbon type magnesia carbon brick. However, in the improvement of the thermal spray material as in Patent Document 3, a material superior in adhesion and corrosion resistance can be obtained as compared with the conventional material, but the durability of the thermal spray construction body corresponding to the aforementioned thermal spraying construction cost is pointed out. That is not enough.
一般的に、溶射施工体の耐用性は補修される被施工面との接着性に大きく影響を受けるため、この接着界面をいかに密着かつ強固に結合させるかが重要な因子となる。つまり溶射施工体自体の耐用性をいかに向上させても高接着性を有しないのであれば、溶射施工体は剥落してしまい、耐用性が不十分となる。 In general, the durability of the thermal sprayed body is greatly influenced by the adhesiveness with the surface to be repaired, so how to bond and firmly bond this adhesive interface is an important factor. In other words, if the thermal sprayed construction body itself does not have high adhesiveness no matter how much the durability is improved, the thermal sprayed construction body will be peeled off and the durability will be insufficient.
そこで、上記特許文献4の方法では溶射粉末とスラグの接着性を改善するようにしているが、この方法によれば、接着界面が最も加熱されるのは溶射前の加熱よりも吹き付けられた溶融粉末が付着した後の蓄熱によってであり、結果として長時間、接着界面が2000℃以上の高温に晒されることになるため、後述のようにガス発生により溶射施工体の接着強度が低下するため、十分な耐用性は得られない。 Therefore, in the method of Patent Document 4 described above, the adhesion between the thermal spray powder and the slag is improved, but according to this method, the adhesion interface is most heated by the spraying rather than the heating before thermal spraying. This is due to heat storage after the powder adheres, and as a result, the adhesion interface will be exposed to a high temperature of 2000 ° C. or higher for a long time, so that the adhesive strength of the thermal sprayed construction body decreases due to gas generation as described below. Sufficient durability cannot be obtained.
とくに被施工耐火物の中でもマグネシアカーボンれんがの表面は、溶射時、溶射のフレームによって酸素ガスに曝され、また2000℃近い溶射材料の付着によって高温になる。その結果、れんがの表面付近からガスが発生し、このガスが溶射時にれんがと溶射施工体との界面中あるいはれんがと溶射施工体間に介在するスラグ中に滞留するため、接着界面が多孔質になり溶射施工体の剥落が発生すると推定される。その結果、マグネシアカーボンれんがに対する溶射は、その施工体自体が他の補修による施工体と比べて耐用性に優れているにもかかわらず、期待されるほどの高耐用性が得られないと考えられる。なお、れんが中から発生するガスとしては、れんが中の炭素成分の酸化によるCOやCO2、さらにはマグネシアクリンカーがれんが中の炭素成分あるいは酸化防止材として添加されるAlによって還元されて発生するMgガスあるいはCOが考えられる。 In particular, the surface of magnesia carbon brick among the refractories to be constructed is exposed to oxygen gas by the flame of thermal spraying and becomes high temperature due to adhesion of the thermal spray material close to 2000 ° C. As a result, gas is generated from the vicinity of the brick surface, and this gas stays in the interface between the brick and the sprayed body during spraying or in the slag interposed between the brick and the sprayed body. It is presumed that the thermal sprayed body peels off. As a result, thermal spraying on magnesia carbon bricks is considered not to have the expected high durability even though the construction body itself is superior in durability compared to other repaired construction bodies. . The gas generated from the brick includes CO and CO 2 resulting from oxidation of the carbon component in the brick, and further, Mg generated by reduction of the magnesia clinker by the carbon component in the brick or Al added as an antioxidant. Gas or CO can be considered.
本発明が解決しようとする課題は、低カーボンタイプのマグネシアカーボンれんがをライニングした溶融金属容器の寿命を向上させるために、低カーボンタイプのマグネシアカーボンれんがと溶射施工体との接着性を向上させるができる補修方法を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to improve the adhesion between the low carbon type magnesia carbon brick and the thermal sprayed construction body in order to improve the life of the molten metal container lined with the low carbon type magnesia carbon brick. The purpose is to provide a repair method.
本発明者は、マグネシアカーボンれんがと溶射施工体との接着力は、れんが中の炭素成分量に関係が強いと考えた。そこで、れんが中の炭素成分量(固定炭素量)と溶射施工体との接着力との関係について種々実験を行った。その結果、固定炭素量が少ないほど接着力が高いこと、しかも固定炭素量を13質量%以下とすることで、その接着力が格段に高くなることを知見した。そして、この固定炭素量を13質量%以下とすることで、接着力が固定炭素量20質量%の場合と比較すると2倍以上となり、溶射による補修を行うことで溶融金属容器の寿命を大幅に伸ばすことが可能となることがわかった。 The present inventor considered that the adhesive strength between the magnesia carbon brick and the thermal sprayed construction body is strongly related to the amount of carbon component in the brick. Therefore, various experiments were conducted on the relationship between the amount of carbon components in the brick (fixed carbon amount) and the adhesive strength between the thermal sprayed construction bodies. As a result, it has been found that the smaller the amount of fixed carbon, the higher the adhesive strength, and that the adhesive strength is remarkably increased when the amount of fixed carbon is 13% by mass or less. And by making this amount of fixed carbon 13 mass% or less, the adhesive strength is more than twice as compared with the case of 20 mass% fixed carbon, and by repairing by thermal spraying, the life of the molten metal container is greatly increased. It was found that it could be stretched.
すなわち、本発明は、溶融金属容器にライニングされたマグネシアカーボンれんがの補修方法であって、固定炭素量が13質量%以下(0を含まず)のマグネシアカーボンれんがに対して溶射を行うことを特徴とするものである。ここで、固定炭素量はJIS−M8812に準拠して測定される。 That is, the present invention is a method for repairing a magnesia carbon brick lined on a molten metal container, wherein the magnesia carbon brick having a fixed carbon content of 13% by mass or less (excluding 0) is sprayed. It is what. Here, the amount of fixed carbon is measured according to JIS-M8812.
マグネシアカーボンれんが中の固定炭素量は、少ないほど溶射施工体との接着強度が高くなり、13質量%以下とすることで溶射の効果が実用レベルになるが、さらに耐用性を高めるには1〜10質量%であることが好ましく、1〜7質量%であることがさらに好ましい。 The smaller the amount of fixed carbon in the magnesia carbon brick, the higher the adhesion strength with the thermal sprayed construction body, and the effect of thermal spraying becomes a practical level by setting it to 13% by mass or less. The content is preferably 10% by mass, and more preferably 1 to 7% by mass.
固定炭素量が13質量%を超えると、溶射材料と接するマグネシアクリンカーの総面積が減少すること、ガスの発生量が増加することによる接着界面のガス滞留による接着不足、さらにはそのガス滞留により吹き付けられた溶射材料が瞬時に温度低下するため半溶融状態の粒子が付着せずリバウンドすること等により、接着力が大幅に低下すると考えられる。 When the amount of fixed carbon exceeds 13% by mass, the total area of the magnesia clinker in contact with the thermal spray material decreases, the adhesion is insufficient due to gas retention at the adhesion interface due to the increase in the amount of gas generated, and further spraying due to the gas retention. It is considered that the adhesive force is greatly reduced due to the fact that the temperature of the sprayed material is instantaneously reduced and the particles in a semi-molten state do not adhere and rebound.
本発明では、固定炭素量が13質量%以下のマグネシアカーボンをライニングした溶融金属容器において、溶射補修を行う。溶射には、公知の装置および公知の材料を使用することができる。溶射は溶融金属容器が15回使用される間に最低1回行うと良い。15回を超えると耐火物の損傷が大きくなり、溶射してもその寿命延長効果が得られにくい。より好ましくは、溶融金属容器が15回使用される間に1〜3回溶射することである。ここで1回の使用とは、溶融金属を受けてから排出され次に溶融金属を受けるまでをいう。 In the present invention, thermal spray repair is performed in a molten metal container lined with magnesia carbon having a fixed carbon content of 13 mass% or less. A known apparatus and a known material can be used for the thermal spraying. Thermal spraying is preferably performed at least once while the molten metal container is used 15 times. If it exceeds 15 times, damage to the refractory increases, and even if it is sprayed, it is difficult to obtain a life extension effect. More preferably, the molten metal container is sprayed 1-3 times while being used 15 times. Here, the term “use once” refers to the period from when the molten metal is received until the molten metal is discharged and then the molten metal is received.
溶射は、他の補修材の効果が少ない部位あるいは他の補修材が適用できない部位にライニングされているれんがに対し行うと効果的である。これらの部位以外は、主として乾式吹き付け施工や焼付け補修等を使用することができ、溶射補修のみを行う場合よりもより低コストである。具体的には、溶射と他の補修方法との使用頻度については、消費する材料の量比で、溶射材料:乾式吹き付け材料および焼付け補修材が1:3〜1:10とすることができる。これにより、低コストな補修で高寿命化を達成することができる。 Thermal spraying is effective when applied to a brick lined to a site where the effect of other repair materials is small or to which other repair materials cannot be applied. Except for these parts, dry spraying or baking repair can be mainly used, and the cost is lower than when only spraying repair is performed. Specifically, with respect to the frequency of use of thermal spraying and other repair methods, the ratio of sprayed material: dry spraying material and baking repair material can be 1: 3 to 1:10, depending on the amount ratio of consumed materials. As a result, a long service life can be achieved with low-cost repair.
溶射材料としては、MgOとCaOとを主成分とする溶射材料を使用することができる。より具体的には、MgOとCaOの合量が70質量%以上である溶射材料を使用することで、接着強度の高い施工体を得ることできる。 As the thermal spray material, a thermal spray material mainly composed of MgO and CaO can be used. More specifically, by using a thermal spray material in which the total amount of MgO and CaO is 70% by mass or more, a construction body having high adhesive strength can be obtained.
本発明で使用するマグネシアカーボンれんがは、固定炭素量が13質量%以下のものである。具体的にはマグネシアクリンカーを60〜99質量%、鱗状黒鉛を1〜10質量%および必要に応じて金属等の酸化防止材等を含有する耐火原料配合物に適量の有機バインダーを添加して混練し、成形後熱処理して得られる。ただし、使用する炭素含有原料は、それぞれの炭素含有原料中の固定炭素量の合量が製造されるれんが中で13質量%以下になるように配合しておく。また、耐火原料配合物には公知のマグネシアカーボンれんがに使用されている一般的な耐火原料、例えばドロマイト、スピネル、カーボンブラック、および/またはコークス等を適量使用することもできる。 The magnesia carbon brick used in the present invention has a fixed carbon content of 13% by mass or less. Specifically, an appropriate amount of an organic binder is added and kneaded to a refractory raw material composition containing 60 to 99% by mass of magnesia clinker, 1 to 10% by mass of scaly graphite and, if necessary, an antioxidant such as metal. It is obtained by heat treatment after molding. However, the carbon-containing raw material to be used is blended so that the total amount of fixed carbon in each carbon-containing raw material is 13% by mass or less in the manufactured brick. In addition, an appropriate amount of a general refractory raw material used in known magnesia carbon bricks such as dolomite, spinel, carbon black, and / or coke can be used for the refractory raw material composition.
また、マグネシアカーボンれんがには黒鉛等の炭素質材料の酸化を防止するためにAl、Mg、Ca、Siまたはそれらを組み合わせた合金、SiC、B4Cなどの炭化物、さらには硼化金属化合物の適用が可能である。このうち、AlまたはAl合金については、Al含有量の合計が耐火原料配合物に占める割合として3質量%以下(0を含む)とすると、より溶射施工時のガス発生を抑制する効果が得られる。したがって、耐火原料配合物中のAlまたはAl合金の含有量は、Al含有量として3質量%以下(0を含む)であることが好ましい。3質量%を超えると溶射中にれんがの表面近くでマグネシアクリンカーがAlによって還元されガスを発生しやすくなる。また、れんがの表面近くにおいては多すぎるAl粉がマグネシアの還元反応よりも早く酸化反応を起こすため、逆に表面の組織劣化を引き起こしてしまうと考えられる。 In addition, magnesia carbon bricks are made of Al, Mg, Ca, Si, alloys combining them, carbides such as SiC, B 4 C, and metal borides in order to prevent oxidation of carbonaceous materials such as graphite. Applicable. Among these, for Al or Al alloy, if the total content of Al is 3% by mass or less (including 0) as a proportion of the refractory raw material composition, an effect of suppressing gas generation during thermal spraying can be obtained. . Accordingly, the content of Al or Al alloy in the refractory raw material composition is preferably 3% by mass or less (including 0) as the Al content. If it exceeds 3% by mass, the magnesia clinker is reduced by Al near the surface of the brick during spraying, and gas tends to be generated. In addition, it is considered that the Al powder that is too much near the surface of the brick causes an oxidation reaction earlier than the reduction reaction of magnesia.
耐火原料配合物中のマグネシアクリンカーは、炭素や金属Alによる還元反応を抑制するためには微粉の含有率を少なくすると良く、粒径75μm以下が耐火原料配合物中に占める割合として10質量%以下(0を含む)とすることが好ましい。粒径75μm以下が10質量%を超えると溶射時にガスが発生しやすくなるため溶射施工体との接着力が低下する傾向にある。 The magnesia clinker in the refractory raw material composition should be reduced in the content of fine powder in order to suppress the reduction reaction by carbon or metal Al, and the particle size of 75 μm or less accounts for 10% by mass or less in the refractory raw material composition. (Including 0) is preferable. When the particle size of 75 μm or less exceeds 10% by mass, gas tends to be generated during thermal spraying, so that the adhesive force with the thermal sprayed construction body tends to decrease.
また、粒径75μm超〜1000μmのマグネシアクリンカーは、溶射施工体との接着力の面から、耐火原料配合物に占める割合で10〜70質量%含有させることが好ましく、より好ましくは20〜60質量%含有させる。10質量%未満ではれんが組織が粗になり強度が不足することにより溶射施工体の接着力が低下する。70質量%を超えるとれんが中のマグネシア同士あるいは溶射施工体との焼結が過剰となることから、原れんが部との組織差が大きくなり、温度サイクルの過程において境界部に亀裂が発生し、溶射施工体が安定して接着しづらくなる。 Further, the magnesia clinker having a particle size of more than 75 μm to 1000 μm is preferably contained in an amount of 10 to 70% by mass, more preferably 20 to 60% by mass in terms of the refractory raw material composition, from the viewpoint of the adhesive strength with the thermal sprayed body. % Content. If it is less than 10% by mass, the brick structure becomes rough and the strength is insufficient, so that the adhesion of the thermal sprayed construction body is lowered. When it exceeds 70% by mass, sintering between magnesia in the bricks or the thermal sprayed body becomes excessive, so that the structural difference from the original brick part becomes large, and cracks occur at the boundary part in the process of temperature cycle, Thermal sprayed body is stable and difficult to bond.
さらに、粒径1mm超〜5mmのマグネシアクリンカーは、耐火原料配合物に占める割合で10〜50質量%使用することが好ましい。10質量%未満では溶射時の熱衝撃によりれんが中に亀裂が発生しやすくなり、50質量%を超えると高気孔率となり溶射中に炭素成分が酸化されガスが発生しやすくなる。 Furthermore, it is preferable to use 10 to 50% by mass of magnesia clinker having a particle size of more than 1 mm to 5 mm in the ratio to the refractory raw material composition. If it is less than 10% by mass, cracks are likely to occur in the brick due to thermal shock during thermal spraying, and if it exceeds 50% by mass, the porosity becomes high and the carbon component is oxidized during the thermal spraying, and gas is easily generated.
一方、マグネシアカーボンれんがに使用する鱗状黒鉛としては、溶射中に発生するガスを低減する目的からその粒径が45〜1000μmの範囲のものを1〜10質量%使用することが好ましい。また、粒径が45μm未満ではガスが発生しやすくなるが、耐火原料配合物中で3質量%以下(0を含む)とすればガス発生を低減する効果が得られる。 On the other hand, as the scaly graphite used in the magnesia carbon brick, it is preferable to use 1 to 10% by mass of a particle having a particle size in the range of 45 to 1000 μm for the purpose of reducing the gas generated during spraying. Further, if the particle size is less than 45 μm, gas is likely to be generated, but if it is 3% by mass or less (including 0) in the refractory raw material composition, the effect of reducing gas generation can be obtained.
以上のことから、本発明の補修方法で溶射の対象とするマグネシアカーボンれんがは、粒径1mm超〜5mmのマグネシアクリンカーが10〜50質量%、粒径75μm超〜1000μmのマグネシアクリンカーが10〜70質量%、粒径75μm以下のマグネシアクリンカーが10質量%以下(0を含む)、粒径45〜1000μmの鱗状黒鉛が1〜10質量%、粒径45μm未満の鱗状黒鉛が3質量%以下(0を含む)、およびAlまたはAl合金がAl含有量として3質量%以下である耐火原料配合物に有機バインダーを添加して混練し、成形後熱処理して得られたものであることが最も好ましい。 From the above, the magnesia carbon brick to be sprayed by the repair method of the present invention is 10 to 50% by mass of magnesia clinker having a particle size of more than 1 mm to 5 mm, and 10 to 70 magnesia clinker having a particle size of more than 75 μm to 1000 μm. 10% by mass (including 0) of magnesia clinker having a particle size of 75 μm or less, 1 to 10% by mass of scaly graphite having a particle size of 45 to 1000 μm, and 3% by mass or less of scaly graphite having a particle size of less than 45 μm (0 Most preferably obtained by adding an organic binder to a refractory raw material composition having an Al or Al alloy content of 3 mass% or less, kneading, and heat-treating after molding.
なお、マグネシアカーボンれんがの製造時に使用する有機バインダーについては、通常、カーボン含有耐火物の有機バインダーとして使用されるものであれば、とくに限定されることなく使用することができる。具体的には、フェノール樹脂、フラン樹脂、ピッチ類、フェノール類、フルフリルアルコール類、フルフリルアルデヒド類、およびタール等からなる群のうち1種以上である。 In addition, about the organic binder used at the time of manufacture of a magnesia carbon brick, if it is normally used as an organic binder of a carbon containing refractory material, it can be used without being specifically limited. Specifically, it is at least one selected from the group consisting of phenol resins, furan resins, pitches, phenols, furfuryl alcohols, furfuryl aldehydes, tars and the like.
本発明によれば、溶射によって低カーボンタイプのマグネシアカーボンれんがの寿命を大幅に向上させることができるので、溶射によるコストアップに十分見合った溶融金属容器の耐用性向上を得ることができる。その結果、低カーボンタイプのマグネシアカーボンれんがを使用した溶融金属容器を安定した寿命で使用することができるので、適用する溶融金属容器を拡大することで、低カーボンれんがの特徴である、カーボンピックアップの低減による鋼の品質向上あるいは低熱伝導率化による省エネ等の効果を得ることができる。 According to the present invention, the lifetime of the low-carbon type magnesia carbon brick can be significantly improved by thermal spraying, so that it is possible to improve the durability of the molten metal container that is sufficiently commensurate with the cost increase due to thermal spraying. As a result, molten metal containers using low carbon type magnesia carbon bricks can be used with a stable life span, so by expanding the number of molten metal containers to be applied, the characteristics of the carbon pickup It is possible to obtain the effects of energy saving and the like by improving the quality of steel by the reduction or by reducing the thermal conductivity.
以下、実施例によって本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described by way of examples.
表1〜3に耐火原料配合物の組成とその耐火原料配合物から得られた耐火物の試験結果を示す。表1〜3に示す耐火原料配合物に有機バインダーとしてフェノール樹脂を添加して混練し、フリクションプレスにて並形に加圧成形後、250℃で24時間加熱した。フェノール樹脂は、エチレングリコールを主成分とする溶媒で希釈し粘性を調整したものを使用した。表1〜3中の耐火原料配合物は、最大粒径を5mmとした。得られた供試耐火物について、耐食性および接着強度を測定した。耐食性は回転侵食法により、転炉スラグを用いて1700℃で5時間侵食させたのちに、溶損寸法を測定し、実施例5の溶損寸法を100として指数で示した。なお、実施例3の耐火物は、かさ比重3.2、見掛け気孔率3%、1400℃での熱間曲げ強さ15MPaであった。固定炭素量はJIS−M8812に準拠して測定した。 Tables 1 to 3 show the composition of the refractory raw material composition and the test results of the refractory obtained from the refractory raw material composition. A phenol resin was added as an organic binder to the refractory raw material formulations shown in Tables 1 to 3 and kneaded. After pressure-molding in parallel using a friction press, the mixture was heated at 250 ° C. for 24 hours. The phenol resin used was diluted with a solvent containing ethylene glycol as a main component and adjusted in viscosity. The refractory raw material formulations in Tables 1 to 3 had a maximum particle size of 5 mm. The obtained test refractories were measured for corrosion resistance and adhesive strength. Corrosion resistance was measured by the rotary erosion method after erosion at 1700 ° C. for 5 hours using a converter slag, and the erosion dimension was measured. The refractory of Example 3 had a bulk specific gravity of 3.2, an apparent porosity of 3%, and a hot bending strength at 1400 ° C. of 15 MPa. The amount of fixed carbon was measured according to JIS-M8812.
図1は、溶射施工体と被施工体である供試耐火物との接着強度の測定方法を示す概略図である。一様な切欠部1aを設けた炭素質プレート1を、10mm厚みにスラグを溶融付着させた供試耐火物(マグネシアカーボンれんが)2に密着するようにセットした後、溶射バーナー3で切欠部1aへ溶射施工体4の厚みが50mmに達するまで吹き付けた。そして、溶射施工体4の表面温度が1100℃になるまで放冷した後、ジャッキ5で溶射施工体4を炭素質プレート1とともに垂直上向きに押し上げ、剪断した時の数値を接着面積で除した値を接着強度とした。溶射材料としては、焼結カルシア−マグネシアクリンカー20質量%と、マグネシアクリンカー60質量%(MgO純度97質量%)と、スラグ20質量%とを配合したものを使用した。焼結カルシアーマグネシアクリンカーはMgOが41質量%、CaOが58質量%であった。スラグはCaOを44質量%、FeOを27質量%、SiO2を13%質量%、及びMgOを5質量%含有する転炉スラグを使用した。
FIG. 1 is a schematic view showing a method for measuring the adhesive strength between a thermal sprayed construction body and a test refractory material to be constructed. A
表1は、鱗状黒鉛の添加量を変化させてマグネシアカーボンれんが中の固定炭素量が溶射施工体との接着強度に与える影響を調査した結果である。実施例1〜5は固定炭素量が13質量%以下であり接着強度が3Mpa以上である。とくに実施例3および実施例4は耐食性と接着強度とのバランスに優れており総合評価として非常に良いレベルである。実施例1および実施例2は鱗状黒鉛が少ないため、実施例3および実施例4と比較して耐食性がやや劣っている。一方、比較例1〜3は固定炭素量が本発明の範囲外であり接着強度が実施例5と比較すると大幅に低くなっている。 Table 1 shows the results of investigating the influence of the amount of fixed carbon in magnesia carbon brick on the adhesive strength with the thermal sprayed construction body by changing the amount of scale graphite added. In Examples 1 to 5, the amount of fixed carbon is 13% by mass or less, and the adhesive strength is 3 Mpa or more. Especially Example 3 and Example 4 are excellent in the balance of corrosion resistance and adhesive strength, and are a very good level as comprehensive evaluation. Since Example 1 and Example 2 have less scaly graphite, the corrosion resistance is slightly inferior to that of Example 3 and Example 4. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 3, the amount of fixed carbon is outside the range of the present invention, and the adhesive strength is significantly lower than that in Example 5.
実施例1〜5の接着強度は、従来一般的な固定炭素量が20質量%の比較例3の接着強度が1.7MPaに対して、2倍以上と大幅に向上している。さらに接着試験において、実施例1〜5ではれんが内部から破断していたが、比較例1〜3では接着界面あるいは溶射施工体中の界面近傍からの破断していた。つまり実施例1〜5では界面接着力および溶射施工体強度がれんが強度よりも明らかに高くなったと考えられる。また、実施例1〜5の破断面は溶射施工体自体にもガスによる気孔がほとんど無く健全層を保持している状態であり、逆に比較例1〜3の接着界面および溶射施工体破断面では多数の気孔が連なる、あるいは気孔間が密接していることにより亀裂が伝播した状態となっていた。これらの試験結果から、固定炭素量が13質量%以下のマグネシアカーボンれんがは、溶射補修することで実炉における耐用性が格段に向上すると言える。 The adhesive strengths of Examples 1 to 5 are significantly improved by a factor of 2 or more compared to the adhesive strength of Comparative Example 3 in which the conventional fixed carbon amount is 20 mass% and 1.7 MPa. Further, in the adhesion test, in Examples 1 to 5, the brick was broken from the inside, but in Comparative Examples 1 to 3, it was broken from the adhesion interface or the vicinity of the interface in the thermal sprayed construction body. That is, in Examples 1 to 5, it is considered that the interfacial adhesive force and the thermal sprayed body strength were clearly higher than the brick strength. Moreover, the fracture surface of Examples 1-5 is in the state which has few pores by gas in the thermal spraying construction body itself, and is holding the sound layer, and conversely, the adhesion interface of Comparative Examples 1-3 and the thermal spraying construction body fracture surface. In this case, cracks propagated because many pores were connected or the pores were close to each other. From these test results, it can be said that magnesia carbon bricks having a fixed carbon content of 13 mass% or less are remarkably improved in durability in an actual furnace by repairing by thermal spraying.
表2において、実施例6〜10は耐火原料配合物中における粒径45μm未満の鱗状黒鉛の占める割合が溶射施工体との接着性に与える影響を調査したものである。粒径45μm未満の鱗状黒鉛の占める割合が少ないほど溶射施工体との接着強度が高い傾向になっており、実施例6〜8は接着力、耐食性ともに実施例9および実施例10よりも優れる結果になっている。 In Table 2, Examples 6-10 investigate the influence which the ratio for which the scale-like graphite with a particle size of less than 45 micrometers in a refractory raw material composition has on adhesiveness with a thermal spraying construction body. The smaller the proportion of scaly graphite having a particle size of less than 45 μm, the higher the adhesive strength with the thermal sprayed construction, and Examples 6 to 8 are superior to Examples 9 and 10 in both adhesive strength and corrosion resistance. It has become.
実施例11〜14は耐火原料配合物中における粒径75μm以下のマグネシアクリンカーの占める割合が溶射施工体との接着性に与える影響を調査したものである。粒径75μm以下のマグネシアクリンカーの占める割合が少ないほど溶射施工体との接着強度が高い傾向になっており、実施例11および実施例12は接着力、耐食性ともに実施例13および実施例14よりも優れる結果になっている。 Examples 11-14 investigate the influence which the ratio for which the magnesia clinker with a particle size of 75 micrometers or less in a refractory raw material composition has affects the adhesiveness with a thermal spraying construction body. The smaller the proportion of the magnesia clinker having a particle size of 75 μm or less, the higher the adhesive strength with the thermal sprayed construction body. In Example 11 and Example 12, both adhesive strength and corrosion resistance are higher than those in Example 13 and Example 14. Excellent results.
実施例15〜18は耐火原料配合物中における粒径75μm超〜1000μmのマグネシアクリンカーの占める割合が溶射施工体との接着性に与える影響を調査したものである。粒径75μm超〜1000μmのマグネシアクリンカーの占める割合が5質量%と少ない実施例15および75質量%と多い実施例18は溶射施工体との接着強度がやや低くなっている。 Examples 15-18 investigate the influence which the ratio for which the magnesia clinker with a particle size of more than 75 micrometers-1000 micrometers in the refractory raw material composition has on adhesiveness with a thermal spraying construction body. Example 15 in which the proportion of magnesia clinker having a particle size of more than 75 μm to 1000 μm occupies as small as 5% by mass and Example 18 as large as 75% by mass has a slightly low adhesive strength with the thermal sprayed body.
表3は、AlまたはAl合金粉の添加割合が溶射施工体との接着性に与える影響を調査したものである。AlまたはAl合金粉の添加量は少ないほど接着強度は高くなる傾向にあることがわかる。
1 炭素質プレート
1a 切欠部
2 供試耐火物(マグネシアカーボンれんが)
3 溶射バーナー
4 溶射施工体
5 ジャッキ
1 Carbonaceous
3 Thermal spray burner 4 Thermal spray body 5 Jack
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006340457A JP2008151425A (en) | 2006-12-18 | 2006-12-18 | Repair method of magnesia carbon brick |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006340457A JP2008151425A (en) | 2006-12-18 | 2006-12-18 | Repair method of magnesia carbon brick |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008151425A true JP2008151425A (en) | 2008-07-03 |
Family
ID=39653778
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006340457A Pending JP2008151425A (en) | 2006-12-18 | 2006-12-18 | Repair method of magnesia carbon brick |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008151425A (en) |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102040391A (en) * | 2010-11-18 | 2011-05-04 | 江苏苏嘉集团新材料有限公司 | Boron iron powder-containing magnesia carbon product |
JP2013072090A (en) * | 2011-09-26 | 2013-04-22 | Kurosaki Harima Corp | Method for operating converter, magnesia carbon brick used in the converter, method for manufacturing the brick, and lining structure of the converter |
WO2014112493A1 (en) * | 2013-01-16 | 2014-07-24 | 黒崎播磨株式会社 | Magnesia-carbon brick |
WO2014119593A1 (en) * | 2013-01-31 | 2014-08-07 | 黒崎播磨株式会社 | Magnesia carbon brick |
JP2014166943A (en) * | 2013-01-31 | 2014-09-11 | Kurosaki Harima Corp | Magnesia-carbon brick |
JP2014196229A (en) * | 2013-03-06 | 2014-10-16 | 黒崎播磨株式会社 | Magnesia carbon brick |
JP2015189605A (en) * | 2014-03-27 | 2015-11-02 | 黒崎播磨株式会社 | magnesia carbon brick |
JP2015231922A (en) * | 2014-06-09 | 2015-12-24 | 黒崎播磨株式会社 | Magnesia-carbon brick |
CN106946549A (en) * | 2017-04-05 | 2017-07-14 | 海城市中兴高档镁质砖有限公司 | A kind of converter cap brick made using the residual brick of magnesium carbon as primary raw material and production method |
JP6340131B1 (en) * | 2017-12-28 | 2018-06-06 | 黒崎播磨株式会社 | Hot repair spray material |
CN110042197A (en) * | 2019-04-28 | 2019-07-23 | 阳春新钢铁有限责任公司 | A method of utilizing waste magnesia carbon bricks fettling |
CN111960835A (en) * | 2020-08-28 | 2020-11-20 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | Pointing material for reducing oxidation of electric furnace magnesia carbon brick and preparation and use methods thereof |
CN116332661A (en) * | 2023-03-29 | 2023-06-27 | 营口富宏耐材制造有限公司 | Magnesia carbon brick for electric furnace and preparation method thereof |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6124983A (en) * | 1984-07-13 | 1986-02-03 | 川崎炉材株式会社 | Method of repairing kiln wall of industrial kiln |
JPH03134486A (en) * | 1989-10-05 | 1991-06-07 | Glaverbel Sa | Ceramic welding method and lance used for the method |
-
2006
- 2006-12-18 JP JP2006340457A patent/JP2008151425A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6124983A (en) * | 1984-07-13 | 1986-02-03 | 川崎炉材株式会社 | Method of repairing kiln wall of industrial kiln |
JPH03134486A (en) * | 1989-10-05 | 1991-06-07 | Glaverbel Sa | Ceramic welding method and lance used for the method |
Cited By (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102040391A (en) * | 2010-11-18 | 2011-05-04 | 江苏苏嘉集团新材料有限公司 | Boron iron powder-containing magnesia carbon product |
JP2013072090A (en) * | 2011-09-26 | 2013-04-22 | Kurosaki Harima Corp | Method for operating converter, magnesia carbon brick used in the converter, method for manufacturing the brick, and lining structure of the converter |
WO2014112493A1 (en) * | 2013-01-16 | 2014-07-24 | 黒崎播磨株式会社 | Magnesia-carbon brick |
EP2952494A4 (en) * | 2013-01-31 | 2016-07-20 | Krosakiharima Corp | Magnesia carbon brick |
WO2014119593A1 (en) * | 2013-01-31 | 2014-08-07 | 黒崎播磨株式会社 | Magnesia carbon brick |
JP2014166943A (en) * | 2013-01-31 | 2014-09-11 | Kurosaki Harima Corp | Magnesia-carbon brick |
CN104903271A (en) * | 2013-01-31 | 2015-09-09 | 黑崎播磨株式会社 | Magnesia carbon brick |
US9522846B2 (en) | 2013-01-31 | 2016-12-20 | Krosakiharima Corporation | Magnesia carbon brick |
TWI558683B (en) * | 2013-01-31 | 2016-11-21 | Krosakiharima Corp | Magnesium oxide carbon brick |
AU2014213475B2 (en) * | 2013-01-31 | 2016-06-02 | Krosakiharima Corporation | Magnesia carbon brick |
JP2014196229A (en) * | 2013-03-06 | 2014-10-16 | 黒崎播磨株式会社 | Magnesia carbon brick |
JP2015189605A (en) * | 2014-03-27 | 2015-11-02 | 黒崎播磨株式会社 | magnesia carbon brick |
JP2015231922A (en) * | 2014-06-09 | 2015-12-24 | 黒崎播磨株式会社 | Magnesia-carbon brick |
CN106946549A (en) * | 2017-04-05 | 2017-07-14 | 海城市中兴高档镁质砖有限公司 | A kind of converter cap brick made using the residual brick of magnesium carbon as primary raw material and production method |
JP6340131B1 (en) * | 2017-12-28 | 2018-06-06 | 黒崎播磨株式会社 | Hot repair spray material |
JP2019119622A (en) * | 2017-12-28 | 2019-07-22 | 黒崎播磨株式会社 | Spray material for use in hot repairing |
CN110042197A (en) * | 2019-04-28 | 2019-07-23 | 阳春新钢铁有限责任公司 | A method of utilizing waste magnesia carbon bricks fettling |
CN111960835A (en) * | 2020-08-28 | 2020-11-20 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | Pointing material for reducing oxidation of electric furnace magnesia carbon brick and preparation and use methods thereof |
CN111960835B (en) * | 2020-08-28 | 2022-05-24 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | Pointing material for reducing oxidation of electric furnace magnesia carbon brick and preparation and use methods thereof |
CN116332661A (en) * | 2023-03-29 | 2023-06-27 | 营口富宏耐材制造有限公司 | Magnesia carbon brick for electric furnace and preparation method thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2008151425A (en) | Repair method of magnesia carbon brick | |
JP4681456B2 (en) | Low carbon magnesia carbon brick | |
WO2010095637A1 (en) | Unburned alumina-carbon brick and kiln facility utilizing same | |
WO2009125484A1 (en) | Hot spray repairing material | |
KR20090082203A (en) | Durable sleeve bricks | |
JP5448190B2 (en) | Alumina-carbon unfired brick for lining of molten metal holding furnace and manufacturing method, kiln furnace equipment and construction method using the same | |
WO2007011038A1 (en) | Carbon-containing refractory, method for manufacture thereof, and pitch-containing refractory raw material | |
JP2020100511A (en) | Method of producing magnesia-carbon brick | |
JP2013072090A (en) | Method for operating converter, magnesia carbon brick used in the converter, method for manufacturing the brick, and lining structure of the converter | |
JP6353284B2 (en) | Magnesia carbon brick | |
JP6600729B1 (en) | Spinel-magnesia-carbon brick for vacuum degassing apparatus and vacuum degassing apparatus lining this on the side wall of lower tank | |
JP5192970B2 (en) | Basic plate refractories for sliding nozzle devices | |
JP2006056735A (en) | Magnesia-graphite brick | |
JP6154772B2 (en) | Alumina-silicon carbide-carbon brick | |
JP4527706B2 (en) | Hot spray repair material | |
JP4187183B2 (en) | Magnesia-carbon brick | |
CN114315391A (en) | Expandable magnesium-carbon fire clay and preparation method and application thereof | |
JP2009242122A (en) | Brick for blast furnace hearth and blast furnace hearth lined with the same | |
JP2006021972A (en) | Magnesia-carbon brick | |
TWI415821B (en) | Hot spray repair materials | |
JP6361705B2 (en) | Lining method of converter charging wall | |
JP4234804B2 (en) | Plate brick for sliding nozzle device | |
JP4163783B2 (en) | Alumina-silicon carbide refractories | |
JP4822192B2 (en) | Non-fired carbon-containing refractories | |
JP4527906B2 (en) | Carbon-containing amorphous refractory and its wet spraying method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20091210 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120928 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121102 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121217 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20130910 |