JP2010195617A - Magnesia chrome brick - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the slaking resistance and hot strength of magnesia chrome bricks using magnesia clinker. <P>SOLUTION: In the magnesia chrome bricks obtained by kneading a fire resistant raw material composition and baking at 1,700°C or higher after forming, the fire resistant raw material composition contains 0.2-1.0 mass% B<SB>2</SB>O<SB>3</SB>, 0.8 mass% or less CaO and 2.5 mass% or less SiO<SB>2</SB>. The fire resistant raw material composition further comprises a magnesia clinker having a bulk density of 3.20 g/cm<SP>3</SP>or more of 20-80 mass% and a chrome ore of 20-60 mass%. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、鉄鋼産業における溶融金属容器、RHやAODなどの2次精錬炉、セメントロータリーキルンなどで使用されるマグクロれんが(マグネシアクロムれんが)に関する。   The present invention relates to a mug brick (magnesia chrome brick) used in a molten metal container in the steel industry, a secondary smelting furnace such as RH and AOD, a cement rotary kiln, and the like.

マグクロれんがは高温・真空下における安定性が高いこと、熱間での機械的強度が高く、耐摩耗性に優れているといった長所を有するため、各種製鋼炉、とくにAOD、VOD炉やRH真空脱ガス炉などの2次精錬炉に幅広く使用されている。   Magcro bricks have the advantages of high stability under high temperature and vacuum, high mechanical strength in hot, and excellent wear resistance. Therefore, various steel making furnaces, especially AOD, VOD furnace and RH vacuum desorption. Widely used in secondary refining furnaces such as gas furnaces.

一般的なれんがの結合組織は、原料に含まれる不純物が原料と反応して生じた液相を介した結合であるのに対して、マグクロれんがではマグネシアやクロム鉱、酸化クロムが直接結合することからダイレクトボンド質と呼ばれている。このダイレクトボンド質マグクロれんがでは焼成工程において、原料であるマグネシアとクロム鉱あるいは酸化クロムとが反応し、(Mg、Fe)O・(Al、Fe、Cr)組成の複合スピネルが生じる。この複合スピネルの中でもMgO・Crスピネルは融点が高く、スラグに対する耐食性も高いことから、マグクロれんがの熱間強度、耐食性の向上のためにはこのスピネルの生成が重要となる。このためマグクロれんがの製造ではSiO、Al、Feの含有量が少ない原料を選択し、1700℃以上の高温で焼成を行うことでMgO・Crスピネルの生成を促進させている。 The general brick connective structure is a bond through the liquid phase generated by reaction of impurities contained in the raw material, whereas in magcro brick, magnesia, chromium ore, and chromium oxide are directly bonded. It is called direct bond quality. In this direct bond type magcro brick, magnesia, which is a raw material, reacts with chromium ore or chromium oxide in the firing step, and a composite spinel of (Mg, Fe) O. (Al, Fe, Cr) 2 O 3 composition is produced. Among these composite spinels, MgO · Cr 2 O 3 spinel has a high melting point and high corrosion resistance against slag, so that the generation of this spinel is important for improving the hot strength and corrosion resistance of magcro bricks. For this reason, in the manufacture of magcro bricks, raw materials with low contents of SiO 2 , Al 2 O 3 , and Fe 2 O 3 are selected, and firing is performed at a high temperature of 1700 ° C. or higher to produce MgO · Cr 2 O 3 spinel. Promoting.

また、アーク炉にてマグネシアとクロム鉱、あるいは酸化クロム等を電解溶融させて目標組成に調整した粒(以下「電融マグクロ粒」という。)を作製し、これを原料としたれんがの製造も行われている。   In addition, magnesia and chromium ore, or chromium oxide, etc. are electrolytically melted in an arc furnace to produce grains adjusted to the target composition (hereinafter referred to as “electrofused magcro grains”), and brick production using these as raw materials is also possible. Has been done.

この場合、一度スピネル結合が生じた電融マグクロ粒を原料に用いてれんが形状に成形し、焼成することで再度結合を生じさせてれんがとすることから、リボンド質マグクロれんがと呼ばれている。電融マグクロ粒は複合スピネルが発達した組織を持っており、比較的、焼結しやすいことから、リボンド質マグクロれんがは緻密な組織を持つれんがとなる。   In this case, electrofused magcro grains once having a spinel bond are used as a raw material, formed into a brick shape, and baked to form a bond again to form a brick. Therefore, ribbony magcro brick is called. The electrofused magcro grains have a structure in which a composite spinel is developed, and are relatively easy to sinter. Therefore, a ribbon-like magcro brick becomes a brick having a dense structure.

リボンド質マグクロれんがとダイレクトボンド質マグクロれんがを比較した場合、リボンド質マグクロれんがは緻密な組織を持つため耐食性に優れるが、熱衝撃を受けたときに破壊しやすく、ダイレクトボンド質マグクロれんがは耐食性に劣るが、耐熱衝撃性に優れているため、これらのマグクロれんがを使用するときには使用条件を考えて、使用部分毎に材質を分けて使用している。   When rebonded magcro bricks are compared to direct bonded magcro bricks, ribbon-like magcro bricks have a dense structure and are excellent in corrosion resistance. Although it is inferior, it is excellent in thermal shock resistance. Therefore, when using these mug bricks, considering the use conditions, the materials are used separately for each use part.

また、電融マグクロ粒を用いたリボンド質マグクロれんがに対して、電融マグクロ粒の一部をマグネシア、クロム鉱、酸化クロム等の原料に置き換えたれんがは、セミリボンド質マグクロれんがと呼ばれており、耐熱衝撃性と耐食性の両立が求められる箇所にはセミリボンド質マグクロれんがが使用されている。   In contrast to ribbon-like magcro bricks that use electro-fused magcro grains, bricks in which some of the electro-fused mag-cro grains are replaced with raw materials such as magnesia, chromite, and chromium oxide are called semi-ribbon magcro bricks. Semiribboned magcro bricks are used in places where both thermal shock resistance and corrosion resistance are required.

近年、鋼の高純度化の要望の高まりに伴い、RH、DH、CASなど円筒状の精錬容器を溶鋼中に浸漬し、溶鋼の脱ガス、脱炭、脱硫などを行う、いわゆる二次精錬処理が重要となっている。これらの精錬容器は高温下で容器内を環流する溶鋼により侵食されるため、内張り耐火物の損傷が大きくなる。そのため、高温での耐摩耗性に優れたマグクロれんがが内張り耐火物として広く使用されている。   In recent years, with the increasing demand for high-purity steel, so-called secondary refining treatment is performed in which a cylindrical refining vessel such as RH, DH, and CAS is immersed in molten steel to degas, decarburize, and desulfurize the molten steel. Is important. Since these refining containers are eroded by molten steel circulating in the container at high temperatures, the damage to the lining refractory is increased. For this reason, mug bricks excellent in wear resistance at high temperatures are widely used as lining refractories.

この内張り用のマグクロれんがの特性としては、とくに熱間強度が重要である。この観点から、特許文献1には、れんが中のCaOやSiO等のフラックス成分をできるだけ少なくすることにより熱間強度を高めたマグクロれんが、具体的にはSiOの含有量が2質量%以下であり、かつCaOとSiOのモル比が0.7〜0.9であるダイレクトボンド質マグクロれんがが開示されている。 The hot strength is particularly important as a property of the lining magcro brick. From this point of view, Patent Document 1 discloses a magcro brick whose hot strength is increased by reducing flux components such as CaO and SiO 2 in the brick as much as possible. Specifically, the content of SiO 2 is 2% by mass or less. And a direct bond type magcro brick having a molar ratio of CaO to SiO 2 of 0.7 to 0.9 is disclosed.

また、特許文献2では、高マグネシア質れんがにおいて、原料として使用されるマグネシア中のBは熱間強度を低下させる成分であり、その含有量を0.015質量%以下に制限する必要があるとされている。 In Patent Document 2, the high magnesia bricks, B 2 O 3 in the magnesia which is used as a raw material is a component to lower the hot strength, necessary to limit its content to below 0.015 wt% It is said that there is.

一方、RHなどの用途においてマグクロれんがは、キャスタブル等の含水系の不定形耐火物と一緒に施工される。このような施工条件の場合、乾燥中にマグクロれんが中のマグネシアが水分と反応して水和する問題が発生することがある。この乾燥中の水和対策としては、Bを含有するマグネシアの使用が有効とされている。 On the other hand, in applications such as RH, magcro bricks are constructed together with water-containing amorphous refractories such as castable. In the case of such construction conditions, there may occur a problem that the magnesia in the magcro brick reacts with water to hydrate during drying. As a countermeasure against hydration during drying, it is considered effective to use magnesia containing B 2 O 3 .

例えば、特許文献3には、電融又は焼結マグクロクリンカ10〜60質量%、MgO含有量が95質量%以上でBを0.1〜0.8質量%含有したマグネシアクリンカ20〜70質量%、残部が低Bマグネシアクリンカ、クロム鉱石、酸化クロム粉末、れんが屑の1種以上からなり、1700℃以上で焼成してなるマグクロれんがが開示されている。 For example, Patent Document 3 discloses that magnesia clinker 20 containing 10 to 60% by mass of electrofused or sintered magcrocliner, 95% by mass or more of MgO, and 0.1 to 0.8% by mass of B 2 O 3 is included. There is disclosed a magcro brick which is composed of one or more of ˜70 mass%, the balance being low B 2 O 3 magnesia clinker, chromium ore, chromium oxide powder and brick scrap and fired at 1700 ° C. or higher.

特公昭58−13511号公報Japanese Patent Publication No.58-13511 特開平8−133749号公報JP-A-8-13349 特許第3753396号公報Japanese Patent No. 3753396

特許文献1に開示されているように、ダイレクトボンド質マグクロれんがにおいて、れんが中のCaOやSiO等のフラックス成分を少なくすることにより熱間強度は向上するが、近年では、さらなる熱間強度の向上が望まれている。 As disclosed in Patent Document 1, in the direct bond type magcro brick, the hot strength is improved by reducing the flux components such as CaO and SiO 2 in the brick, but in recent years, the hot strength is further increased. Improvement is desired.

ただし、熱間強度を向上させるため、特許文献2に開示されているようにB含有量を少なくすると、耐消化性が低下するという問題が生じる。 However, if the B 2 O 3 content is reduced as disclosed in Patent Document 2 in order to improve the hot strength, there arises a problem that digestion resistance is lowered.

一方、特許文献3に開示されているようにBを含有するマグネシアクリンカを使用することにより耐消化性は向上するが、Bをほとんど含有しないマグネシアクリンカを使用した場合と比較して熱間強度が低下する。 On the other hand, as disclosed in Patent Document 3, digestion resistance is improved by using a magnesia clinker containing B 2 O 3 , but compared with a case where a magnesia clinker containing almost no B 2 O 3 is used. As a result, the hot strength decreases.

そこで、本発明が解決しようとする課題は、マグネシアクリンカを使用したマグクロれんがにおいて、耐消化性及び熱間強度を向上させることにある。   Therefore, the problem to be solved by the present invention is to improve digestion resistance and hot strength in magcro bricks using a magnesia clinker.

マグクロれんがの焼成過程において、クロム鉱起源のR成分(RはCr、Al、Fe)がマグネシア結晶(ペリクレース)に固溶した後、冷却時の離溶析出反応によって粒界に密着して析出するスピネル相は、ペリクレース相からエピタキシャルに析出することが期待されるため、この相の生成がマグクロれんがの熱間強度を支配する大きな要素である。 In the firing process of magchrom bricks, R 2 O 3 components (R is Cr, Al, Fe) originating from chromium ore are dissolved in magnesia crystals (periclase), and then adhered to the grain boundary by a dissolution dissolution reaction during cooling. Since the spinel phase that precipitates is expected to precipitate epitaxially from the periclase phase, the formation of this phase is a major factor that governs the hot strength of magcro bricks.

成分を含有しないマグネシアクリンカを出発原料の一つとするマグクロれんがにとって、焼成過程でクロム鉱成分、とりわけその主成分であるCrのマグネシアクリンカへの拡散は、上記スピネル相の生成を支配する大きな要素である。 For magcro bricks that start with magnesia clinker that does not contain R 2 O 3 components, the diffusion of chromite components, especially Cr, the main component, into magnesia clinker during the firing process controls the formation of the spinel phase. It is a big element to do.

本発明者は、Crのマグネシア原料粒子中への拡散は、マグネシアクリンカの組成によって大きく異なることを実験で確認した。すなわち、Bを0.2質量%以上含有するマグネシアクリンカは、Crの拡散係数が非常に大きくなることが分かった。そして、このBを含有するマグネシアクリンカ中のCaO量を少なくし、かつかさ密度を高くすることで、マグネシアクリンカを使用したマグクロれんがの熱間強度が向上することを知見した。 The inventor has confirmed through experiments that the diffusion of Cr into magnesia raw material particles varies greatly depending on the composition of the magnesia clinker. That is, it was found that the magnesia clinker containing 0.2% by mass or more of B 2 O 3 has a very large Cr diffusion coefficient. Then, the B 2 O 3 to reduce the CaO content in the magnesia clinker containing and by increasing the bulk density was found that improved hot strength of Magukuro bricks using magnesia clinker.

すなわち、本発明の一態様は、耐火原料配合物を混練し、成形後、1700℃以上の温度で焼成して得られるマグクロれんがであって、前記耐火原料配合物が、B含有量が0.2〜1.0質量%、CaO含有量が0.8質量%以下、及びかさ密度が3.20g/cm以上であるマグネシアクリンカ20〜80質量%と、クロム鉱20〜60質量%とからなり、かつ前記耐火原料配合物中のCaO含有量が0.8質量%以下でSiO含有量が2.5質量%以下であるマグクロれんがである。 That is, one aspect of the present invention is a magcro brick obtained by kneading a refractory raw material composition and firing it at a temperature of 1700 ° C. or higher, wherein the refractory raw material composition has a B 2 O 3 content. There 0.2-1.0 mass%, CaO content is 0.8 mass% or less, and a bulk density magnesia clinker 20-80 wt% is the 3.20 g / cm 3 or more, chromium ore 20-60 mass And the CaO content in the refractory raw material composition is 0.8% by mass or less and the SiO 2 content is 2.5% by mass or less.

本発明の他の態様は、耐火原料配合物を混練し、成形後、1700℃以上の温度で焼成して得られるマグクロれんがであって、前記耐火原料配合物が、B含有量が0.2〜1.0質量%、CaO含有量が0.8質量%以下、及びかさ密度が3.20g/cm以上であるマグネシアクリンカ20〜60質量%と、クロム鉱20〜60質量%と、マグクロクリンカ10〜60質量%とからなり、かつ前記耐火原料配合物中のCaO含有量が0.8質量%以下でSiO含有量が2.5質量%以下であるマグクロれんがである。 Another aspect of the present invention is a magcro brick obtained by kneading a refractory raw material composition and firing it at a temperature of 1700 ° C. or higher, wherein the refractory raw material composition has a B 2 O 3 content. 0.2 to 1.0% by mass, CaO content of 0.8% by mass or less, and magnesia clinker 20 to 60% by mass with a bulk density of 3.20 g / cm 3 or more, and chromium ore 20 to 60% by mass And magcro clinker 10 to 60% by mass, and the CaO content in the refractory raw material composition is 0.8% by mass or less and the SiO 2 content is 2.5% by mass or less. .

マグネシアクリンカ中のB含有量が1質量%を超えると、Mgなどの低融点化合物の生成によりマグクロれんがの熱間強度が低下し、B含有量が0.2質量%未満ではマグクロれんがの熱間強度の向上効果が不十分となるとともに、耐消化性が低下する。 When the B 2 O 3 content in the magnesia clinker exceeds 1% by mass, the hot strength of the mag brick is reduced due to the formation of a low melting point compound such as Mg 3 B 2 O 6 , and the B 2 O 3 content is 0 If it is less than 2% by mass, the effect of improving the hot strength of the magcro brick becomes insufficient, and the digestion resistance decreases.

マグクロれんがのようなMgO過剰な系では、シリケート相はMgO−CaO−SiOの3元系で近似でき、CaOを含有しなければシリケート相はフォルステライト(MgSiO、融点約1890℃)となって高融点であるが、CaO含有量の増加に伴い、より低融点のモンチセリ(CaMgSiO、融点約1485℃)が増加し、熱間強度低下の原因となる。よってマグネシアクリンカ中のCaO含有量は0.8質量%を上限とした。 In an MgO-excess system such as magcro brick, the silicate phase can be approximated by a ternary system of MgO—CaO—SiO 2. If no CaO is contained, the silicate phase is forsterite (Mg 2 SiO 4 , melting point about 1890 ° C.). Although the melting point is high and the CaO content increases, the lower melting point montisseri (CaMgSiO 4 , melting point about 1485 ° C.) increases, which causes a decrease in hot strength. Therefore, the upper limit of the CaO content in the magnesia clinker is 0.8% by mass.

また、かさ密度の低いマグネシアクリンカを使用すると、マグネシア結晶粒界に大きな隙間が生じ、熱間ではこれが外力で破断して強度が低下することから、マグネシアクリンカのかさ密度は3.20g/cm以上とした。 In addition, when a magnesia clinker having a low bulk density is used, a large gap is generated in the magnesia grain boundary, and this is broken by an external force in the hot state and the strength is lowered. Therefore, the bulk density of the magnesia clinker is 3.20 g / cm 3. That is all.

耐火原料配合物中のマグネシアクリンカの配合量は、20質量%未満では高塩基度スラグに対して耐食性が低下する。一方、マグネシアクリンカの配合量の上限は、マグクロクリンカ(マグネシアクロムクリンカ)を併用しない場合は80質量%、マグクロクリンカを併用する場合は60質量%である。この上限を超えると耐熱衝撃性が低下し、また2次スピネルによる耐スラグ性向上の効果が発揮されなくなる。   If the blending amount of magnesia clinker in the refractory raw material blend is less than 20% by mass, the corrosion resistance with respect to the high basicity slag is lowered. On the other hand, the upper limit of the amount of magnesia clinker is 80 mass% when not using magcro clinker (magnesia chrome clinker), and 60 mass% when using magcro clinker. When this upper limit is exceeded, the thermal shock resistance is lowered, and the effect of improving the slag resistance by the secondary spinel is not exhibited.

マグクロクリンカを使用する場合、その耐火原料配合物中の配合量は10質量%未満では耐食性が低下し、60質量%を超えると耐熱衝撃性が低下する。   When a magcro clinker is used, if the blending amount in the refractory raw material composition is less than 10% by mass, the corrosion resistance decreases, and if it exceeds 60% by mass, the thermal shock resistance decreases.

また、クロム鉱の配合量は、20質量%未満では低塩基度スラグに対する耐食性が低下し、60質量%を超えると原料由来の低融点物による熱間強度の低下や耐食性の低下が生じる。   Further, if the blending amount of chromium ore is less than 20% by mass, the corrosion resistance against low basicity slag is lowered, and if it exceeds 60% by mass, the hot strength and the corrosion resistance are lowered due to the low melting point material derived from the raw material.

本発明のマグクロれんがはマグネシアクリンカ及びクロム鉱を主原料として作られるが、一般的なマグクロれんがの場合と同様に、酸化クロム、アルミナ、及び酸化鉄のうち1種以上を焼結助剤として添加することもできる。ただし、これらが10質量%を超えると、焼結過多に伴う耐熱衝撃性の低下や、低融点物生成に伴う耐食性低下が大きくなり好ましくない。   The magcro brick of the present invention is made using magnesia clinker and chrome ore as the main raw material, but in the same way as in the case of general mag cloll brick, one or more of chromium oxide, alumina, and iron oxide are added as a sintering aid. You can also However, if they exceed 10% by mass, it is not preferable because the reduction in thermal shock resistance due to excessive sintering and the reduction in corrosion resistance due to the generation of low melting point substances become large.

本発明においては、Bを含有するマグネシアクリンカの使用による熱間強度の向上効果を引き出すために、耐火原料配合物全体のCaO含有量を0.8質量%以下、SiO含有量を2.5質量%以下にする。CaO含有量が0.8質量%を超えると熱間強度が低下する。SiO含有量が2.5質量%を超える場合にも同様に熱間強度が低下する。 In the present invention, in order to extract the effect of improving the hot strength by using the magnesia clinker containing B 2 O 3 , the CaO content of the entire refractory raw material composition is 0.8 mass% or less, the SiO 2 content is 2.5% by mass or less. When the CaO content exceeds 0.8% by mass, the hot strength decreases. Similarly, when the SiO 2 content exceeds 2.5% by mass, the hot strength decreases.

本発明のマグクロれんがは、耐消化性と熱間強度に優れるため、これを内張り材として適用した炉の寿命を延ばすことができる。   Since the magcro brick of the present invention is excellent in digestion resistance and hot strength, the life of a furnace to which this is applied as a lining material can be extended.

本発明で使用するマグネシアクリンカは、B含有量が0.2〜1.0質量%、CaO含有量が0.8質量%以下、及びかさ密度が3.20g/cm以上のものである。このような化学成分のマグネシアクリンカは、例えば水酸化マグネシウムを出発原料とするマグネシアの一般的な製造工程において、ホウ酸などのB源を添加することで得ることができる。また、かさ密度を3.20g/cm以上とするためには、マグネシアの焼成時の粒成長を抑えて緻密な組織とする。このためには例えばマグネシアの焼成過程において、1500℃以上での昇温速度を10℃/min以上とする。また、本発明で使用するマグネシアクリンカのマグネシア純度は98質量%以上が好ましい。98質量%未満では焼成時に低融点物が生成し、熱間強度が低下する場合がある。 The magnesia clinker used in the present invention has a B 2 O 3 content of 0.2 to 1.0 mass%, a CaO content of 0.8 mass% or less, and a bulk density of 3.20 g / cm 3 or more. It is. The magnesia clinker having such a chemical component can be obtained by adding a B 2 O 3 source such as boric acid in a general production process of magnesia using, for example, magnesium hydroxide as a starting material. Moreover, in order to set the bulk density to 3.20 g / cm 3 or more, the grain growth during firing of magnesia is suppressed to obtain a dense structure. For this purpose, for example, in the magnesia firing process, the heating rate at 1500 ° C. or higher is set to 10 ° C./min or higher. Further, the magnesia purity of the magnesia clinker used in the present invention is preferably 98% by mass or more. If it is less than 98% by mass, a low-melting-point product is generated during firing, and the hot strength may be lowered.

本発明で使用するマグクロクリンカは、マグネシアとクロム鉱とを焼成もしくは溶融して得られる合成原料であり、耐火物の原料として一般的に使用されているものを使用できる。   The magcro clinker used in the present invention is a synthetic raw material obtained by firing or melting magnesia and chromium ore, and one generally used as a refractory raw material can be used.

本発明で使用するクロム鉱としては、天然に産出するクロム鉱を使用することができるが、SiOが少ないものを使用することがより好ましい。 As the chromium ore used in the present invention, naturally occurring chromium ore can be used, but it is more preferable to use one having little SiO 2 .

本発明で使用する酸化クロム、アルミナ、及び酸化鉄としては、耐火物の原料として一般的に使用されているものを使用することができるが、いずれも純度が95質量%以上のものを使用することが好ましい。なお、酸化鉄としては、通常Feを使用する。 As chromium oxide, alumina, and iron oxide used in the present invention, those generally used as raw materials for refractories can be used, and those having a purity of 95% by mass or more are used. It is preferable. Note that Fe 2 O 3 is usually used as iron oxide.

以上の原料を所定の配合割合になるように調合し、バインダーを添加して混練し、加圧成形後、1700℃以上、より好ましくは1800〜1900℃の温度で焼成する公知のマグクロれんが製造方法によって本発明のマグクロれんがを得ることができる。   A known magcro brick manufacturing method in which the above raw materials are mixed so as to have a predetermined mixing ratio, a binder is added and kneaded, and after pressure forming, firing is performed at a temperature of 1700 ° C. or higher, more preferably 1800 to 1900 ° C. Thus, the magcro brick of the present invention can be obtained.

このとき、耐火原料配合物中のCaO含有量を0.8質量%、SiO量を2.5質量%以下とするためには、あらかじめ使用する原料の化学成分を測定し、この測定値と各原料の配合割合とから算出される計算値に基づき、耐火原料配合物中のCaO含有量が0.8質量%以下、SiO含有量が2.5質量%以下となるように原料を選定して使用する。 In this case, the CaO content of the refractory raw material formulation 0.8 wt%, in order to the SiO 2 of 2.5 wt% or less, measured chemical composition of the raw material in advance using a measured value based on the calculated values calculated from the blending ratio of each raw material, CaO content is 0.8 mass% of the refractory material formulation below, selected raw materials such SiO 2 content of 2.5 wt% or less And use it.

以下、本発明の実施例及び比較例を示す。   Examples of the present invention and comparative examples are shown below.

表1は、本発明の実施例及び比較例で使用した、クロム鉱、酸化クロム、及びマグクロクリンカの特性を示す。表2〜表4は、実施例及び比較例で使用したマグネシアクリンカの特性、耐火原料配合物の組成、及び試作したマグクロれんがの特性試験結果を示す。   Table 1 shows the characteristics of chromite, chromium oxide, and magcroclinker used in Examples and Comparative Examples of the present invention. Tables 2 to 4 show the characteristics of the magnesia clinker used in the examples and comparative examples, the composition of the refractory raw material composition, and the results of the characteristics test of the prototype magcro brick.

使用したマグネシアクリンカは水酸化マグネシウムに必要に応じてCaO源、SiO源、B源などを添加し、焼成することによって得た。表2にはそれぞれのマグネシアクリンカのCrの拡散速度の測定結果も示している。拡散速度の測定は「耐火物 54 84−85(2002)」に準拠した。また、マグネシアクリンカのかさ密度の測定は、学振法2に準拠した。 The magnesia clinker used was obtained by adding a CaO source, a SiO 2 source, a B 2 O 3 source and the like to magnesium hydroxide as necessary, followed by firing. Table 2 also shows the measurement results of the Cr diffusion rate of each magnesia clinker. The diffusion rate was measured according to “Refractory 54 84-85 (2002)”. Moreover, the measurement of the bulk density of the magnesia clinker was based on the Gakushin Law 2.

表2〜表4に示す耐火原料配合物にバインダーを添加して混練し、フリクションプレスで並形形状に成形後、1850℃で焼成することでマグクロれんがを試作した。   A binder was added to the refractory raw material formulations shown in Tables 2 to 4 and kneaded. After forming into a parallel shape with a friction press, a magcro brick was produced by baking at 1850 ° C.

得られたれんがのかさ比重及び見掛け気孔率は、JIS R2205に準拠して測定し、熱間曲げ強さは、JIS R2656に準拠し、1480℃にて測定した。耐食性は、ASTM C874−77に記載の試験方法に沿って、回転スラグ試験法で測定した。具体的には、塩基度(CaO/SiO)が3の合成スラグ(市販の試薬混合物)を使用して1750℃で試験を実施し、実施例2の溶損量を100として溶損指数で表示した。この溶損指数が小さいほど耐食性が良好であることを示す。耐消化性は、JIS R2211に記載の試験方法に沿って、オートクレーブによる消化性試験を行い、圧力0.29MPa、3時間後の試験片の目視外観にて評価した。試験片の外観は崩壊:×、亀裂入り:△、亀裂無し(原形):○の3段階評価とした。 The bulk specific gravity and apparent porosity of the obtained brick were measured according to JIS R2205, and the hot bending strength was measured at 1480 ° C. according to JIS R2656. Corrosion resistance was measured by the rotating slag test method in accordance with the test method described in ASTM C874-77. Specifically, a test was conducted at 1750 ° C. using a synthetic slag (commercial reagent mixture) having a basicity (CaO / SiO 2 ) of 3, and the erosion index in Example 2 was 100. displayed. The smaller the melting index, the better the corrosion resistance. Digestion resistance was evaluated by a visual appearance of a test piece after 3 hours of pressure 0.29 MPa, after performing a digestibility test using an autoclave in accordance with a test method described in JIS R2211. The appearance of the test piece was evaluated as a three-step evaluation: collapse: ×, cracked: Δ, no crack (original shape): ○.

表2において、比較例1、実施例1〜4、比較例2及び比較例3は、B含有量がそれぞれ異なるマグネシアクリンカを使用した例であり、Bを本発明の範囲内で含有するマグネシアクリンカを使用した実施例1〜4は、Bを含有しないマグネシアクリンカを使用した比較例1と比較して、いずれも熱間曲げ強さが高くなっており、耐消化性も向上している。すなわち、Bを本発明の範囲内で含有するマグネシアクリンカを使用することで、マグクロれんがの熱間強度及び耐消化性が向上することが確認された。 In Table 2, Comparative Example 1, Examples 1 to 4, Comparative Example 2 and Comparative Example 3 are examples in which magnesia clinker having different B 2 O 3 contents are used, and B 2 O 3 is within the scope of the present invention. Examples 1-4 using the magnesia clinker contained therein have higher hot bending strength than Comparative Example 1 using the magnesia clinker that does not contain B 2 O 3. Digestibility is also improved. That is, it was confirmed that by using a magnesia clinker containing B 2 O 3 within the scope of the present invention, the hot strength and digestion resistance of magcro brick are improved.

実施例1〜4において、熱間曲げ強さは、Bを0.3質量%及び0.5質量%含有するマグネシアクリンカを使用した実施例2及び実施例3が比較的高く、これらよりもB含有量の多いマグネシアクリンカを使用すると熱間強度は低下する傾向になることがわかる。そして、Bを1.1質量%含有するマグネシアクリンカを使用した比較例2はBを含有しないマグネシアクリンカを使用した比較例1と熱間曲げ強さが同レベルまで低下することがわかる。マグネシアクリンカ中のB含有量が多すぎる場合には、Mgなどの低融点化合物の影響によりマグクロれんがの熱間強度が低下すると考えられる。 In Examples 1 to 4, the hot bending strength is relatively high in Examples 2 and 3 using a magnesia clinker containing 0.3% by mass and 0.5% by mass of B 2 O 3. It can be seen that when a magnesia clinker having a higher B 2 O 3 content is used, the hot strength tends to decrease. Then, B 2 O 3 1.1 wt% Comparative Example 2 using magnesia clinker containing the B 2 O 3 was not magnesia clinker Comparative Example 1 and the hot bending strength was used contained is lowered to the same level I understand that. When the content of B 2 O 3 in the magnesia clinker is too large, it is considered that the hot strength of magcro brick is lowered due to the influence of a low melting point compound such as Mg 3 B 2 O 6 .

表2において、実施例5、実施例6、比較例4及び比較例5は、CaO含有量がそれぞれ異なるマグネシアクリンカを使用した例であり、マグネシアクリンカ中のCaO含有量が多いほど熱間曲げ強さが低下する傾向にある。とくにCaOが0.9質量%の比較例4は、Bを含有しないマグネシアクリンカを使用した比較例1と同レベルとなり、CaOが1.3質量%の比較例4は、Bを含有しないクリンカを使用した比較例1よりも低くなっている。このことから、CaO含有量が多いマグネシアクリンカを使用すると、Bによる熱間強度向上効果が失われ、CaO含有量は0.8質量%以下にする必要があることがわかる。 In Table 2, Example 5, Example 6, Comparative Example 4 and Comparative Example 5 are examples in which magnesia clinker having different CaO contents is used, and the higher the CaO content in the magnesia clinker, the higher the hot bending strength. Tend to decrease. In particular, Comparative Example 4 in which CaO is 0.9% by mass is at the same level as Comparative Example 1 in which a magnesia clinker containing no B 2 O 3 is used, and Comparative Example 4 in which CaO is 1.3% by mass is B 2 O. It is lower than the comparative example 1 using the clinker which does not contain 3 . From this, it is understood that when a magnesia clinker having a large CaO content is used, the effect of improving the hot strength by B 2 O 3 is lost, and the CaO content needs to be 0.8% by mass or less.

表3において、実施例7、実施例2、比較例6及び比較例7は、かさ密度がそれぞれ異なるマグネシアクリンカを使用した例である。マグネシアクリンカのかさ密度を3.20以上とすることで、かさ密度が3.20未満の場合に比べ、熱間曲げ強さを約10%向上できることがわかる。また、耐食性の面からも、マグネシアクリンカのかさ密度は3.20以上とすることが好ましいと言える。   In Table 3, Example 7, Example 2, Comparative Example 6 and Comparative Example 7 are examples using magnesia clinker having different bulk densities. It can be seen that by setting the bulk density of the magnesia clinker to 3.20 or more, the hot bending strength can be improved by about 10% compared to the case where the bulk density is less than 3.20. From the viewpoint of corrosion resistance, it can be said that the bulk density of magnesia clinker is preferably 3.20 or more.

表4は、マグネシアクリンカの配合量が異なる場合、あるいは他の原料を使用した場合を示すが、本発明の要件を充足する実施例は、いずれも同条件の比較例と比べて熱間強度が向上していることがわかる。   Table 4 shows the case where the blending amount of magnesia clinker is different, or the case where other raw materials are used, but the examples satisfying the requirements of the present invention all have hot strength as compared with the comparative example under the same conditions. It can be seen that it has improved.

すなわち、実施例8と比較例8はBを同レベルで含有するマグネシアクリンカを使用しその使用量は75質量%と同じであるが、マグネシアクリンカ中のCaO含有量の低い実施例8の方が熱間曲げが高い結果となっている。同様に実施例9と比較例9、及び実施例10と比較例10を対比してもマグネシアクリンカ中のCaO含有量の低い実施例の方が熱間曲げが高い結果となっている。このように、マグネシアクリンカの使用量が異なっても本発明の範囲内であれば、Bを含有し、かつCaO含有量が少ないマグネシアクリンカを使用することで、マグクロれんがの熱間強度が向上する効果が得られることがわかる。 That is, Example 8 and Comparative Example 8 use a magnesia clinker containing B 2 O 3 at the same level and the amount used is the same as 75% by mass, but Example 8 having a low CaO content in the magnesia clinker. The result is higher in hot bending. Similarly, even when Example 9 and Comparative Example 9 are compared, and Example 10 and Comparative Example 10 are compared, the example with a lower CaO content in the magnesia clinker results in higher hot bending. In this way, even if the amount of magnesia clinker used is different, it is within the scope of the present invention. By using a magnesia clinker containing B 2 O 3 and having a low CaO content, the hot strength of magcro bricks is increased. It turns out that the effect which improves is acquired.

一方、比較例11は、SiO含有量の高いクロム鉱を使用したため、耐火原料配合物中のSiO含有量が2.8質量%と本発明の範囲外となり、熱間曲げ強さが4.3MPaと低いレベルとなった。比較例12は、CaO含有量の高いクロム鉱を使用したため、耐火原料配合物中のCaO量が0.9質量%と本発明の範囲外となり、熱間曲げ強さが低いレベルとなった。 On the other hand, Comparative Example 11, since using the high chromium ore with SiO 2 content, SiO 2 content of refractory raw material formulation is outside the range of 2.8 wt% and the present invention, hot bending strength is 4 The level was as low as 3 MPa. Since the comparative example 12 used chromium ore with high CaO content, the amount of CaO in the refractory raw material composition was 0.9% by mass and outside the scope of the present invention, and the hot bending strength was low.

実施例11は、マグクロクリンカを使用したセミリボンド質マグクロれんがの例であるが、マグネシアクリンカとしては本発明の範囲内のマグネシアクリンカを使用したものである。マグネシアクリンカ中のCaO含有量が本発明の範囲外の比較例13と比べると、熱間曲げ強さが優れていることがわかる。   Example 11 is an example of a semi-ribboned magcro brick using a magcro clinker, and as the magnesia clinker, a magnesia clinker within the scope of the present invention is used. When compared with Comparative Example 13 in which the CaO content in the magnesia clinker is outside the range of the present invention, it can be seen that the hot bending strength is excellent.

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Claims (3)

耐火原料配合物を混練し、成形後、1700℃以上の温度で焼成して得られるマグクロれんがであって、前記耐火原料配合物が、B含有量が0.2〜1.0質量%、CaO含有量が0.8質量%以下、及びかさ密度が3.20g/cm以上であるマグネシアクリンカ20〜80質量%と、クロム鉱20〜60質量%とからなり、かつ前記耐火原料配合物中のCaO含有量が0.8質量%以下でSiO含有量が2.5質量%以下であるマグクロれんが。 The refractory raw material composition is kneaded and fired at a temperature of 1700 ° C. or higher after molding, and the refractory raw material composition has a B 2 O 3 content of 0.2 to 1.0 mass. %, CaO content of 0.8% by mass or less, and a bulk density of 20 to 80% by mass of magnesia clinker having a bulk density of 3.20 g / cm 3 or more, and 20 to 60% by mass of chromium ore, and the refractory raw material Magcro bricks having a CaO content of 0.8% by mass or less and a SiO 2 content of 2.5% by mass or less in the blend. 耐火原料配合物を混練し、成形後、1700℃以上の温度で焼成して得られるマグクロれんがであって、前記耐火原料配合物が、B含有量が0.2〜1.0質量%、CaO含有量が0.8質量%以下、及びかさ密度が3.20g/cm以上であるマグネシアクリンカ20〜60質量%と、クロム鉱20〜60質量%と、マグクロクリンカ10〜60質量%とからなり、かつ前記耐火原料配合物中のCaO含有量が0.8質量%以下でSiO含有量が2.5質量%以下であるマグクロれんが。 The refractory raw material composition is kneaded and fired at a temperature of 1700 ° C. or higher after molding, and the refractory raw material composition has a B 2 O 3 content of 0.2 to 1.0 mass. %, CaO content of 0.8% by mass or less, and bulk density of 20 to 60% by mass of chrome ore having a bulk density of 3.20 g / cm 3 or more; wt% and consists, and the refractory CaO content of the feed formulation is the SiO 2 content of 0.8 mass% or less 2.5% or less is Magukuro bricks. 前記耐火原料配合物が、酸化クロム、アルミナ、及び酸化鉄のうち1種以上を10質量%以下含む請求項1又は2に記載のマグクロれんが。   The magcro brick according to claim 1 or 2, wherein the refractory raw material composition contains 10% by mass or less of one or more of chromium oxide, alumina, and iron oxide.
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