JP2019042770A - Aggregate for refractory, refractory, and plate for sliding nozzle - Google Patents

Aggregate for refractory, refractory, and plate for sliding nozzle Download PDF

Info

Publication number
JP2019042770A
JP2019042770A JP2017169029A JP2017169029A JP2019042770A JP 2019042770 A JP2019042770 A JP 2019042770A JP 2017169029 A JP2017169029 A JP 2017169029A JP 2017169029 A JP2017169029 A JP 2017169029A JP 2019042770 A JP2019042770 A JP 2019042770A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
refractory
aggregate
mass
alumina
component
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
Application number
JP2017169029A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
廣太 永水
Kota Nagami
廣太 永水
智博 余多分
Tomohiro Yodawake
智博 余多分
吉田 毅
Takeshi Yoshida
毅 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TYK Corp
Original Assignee
TYK Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TYK Corp filed Critical TYK Corp
Priority to JP2017169029A priority Critical patent/JP2019042770A/en
Publication of JP2019042770A publication Critical patent/JP2019042770A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

To provide an aggregate for a refractory excellent in corrosion resistance, wear resistance and thermal spalling resistance, a refractory, and a plate for a sliding nozzle.SOLUTION: Provided is an aggregate for a refractory incorporated into a refractory, in which, provided that the mass of the whole is defined as 100 mass%, a chromium component of 10 mass% or lower, and the balance alumina component are comprised so as to be formed, and also, porosity is 10 to 20%. Also provided is a refractory comprising: an aggregate for the refractory; and a base material dispersing the aggregate for the refractory, in which, provided that the mass of the whole of the refractory is defined as 100 mass%, the aggregate for the refractory is comprised by 20 to 70 mass%. Also provided is a plate for a sliding nozzle using the aggregate for the refractory.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、耐火物用骨材、それを用いた耐火物及びスライディングノズルプレートに関する。   The present invention relates to a refractory aggregate, a refractory using the same, and a sliding nozzle plate.

溶鋼を容器からノズルを経由して排出する際の流量制御には、スライディングノズルプレートを有するスライディングノズルが用いられている。スライディングノズルでは、スライディングノズル用プレートを相対的に摺動動作させることにより、溶鋼流路である内孔の開度を調整し溶鋼の流量制御を行っている。このスライディングノズル用プレートは耐火物により形成されている。   A sliding nozzle having a sliding nozzle plate is used for flow control when discharging the molten steel from the container via the nozzle. In the sliding nozzle, the sliding nozzle plate is made to relatively slide, thereby adjusting the opening degree of the inner hole which is the molten steel flow path, and performing flow control of the molten steel. The sliding nozzle plate is formed of a refractory.

スライディングノズル用プレートを形成する耐火物には、アルミナを主成分とするアルミナ質耐火物がある。アルミナ質耐火物は、アルミナを主成分とした粉末から製造される。詳しくは、焼結又は電融して塊状体とする。そして、塊状体を粉砕後、粗粒(例えば、粒度:3mm以上)、中粒(例えば、粒度:3〜1mm)、微粒(例えば、粒度:1〜0.1mm)に分級する。得られた粗粒〜微粒の粒子(骨材とも称する)を原料として、アルミナ質耐火物が製造される。   Refractories forming the sliding nozzle plate include alumina refractories having alumina as a main component. Alumina-based refractories are manufactured from powder based on alumina. Specifically, it is sintered or electrofused to form a massive body. Then, after the lump is crushed, it is classified into coarse particles (for example, particle size: 3 mm or more), middle particles (for example, particle size: 3 to 1 mm), and fine particles (for example, particle size: 1 to 0.1 mm). Alumina-based refractories are manufactured using the obtained coarse-fine to fine-grained particles (also referred to as aggregate) as a raw material.

アルミナ質耐火物において、骨材は、緻密で強度の高いものが好ましいとされている。このため、骨材には、気孔率が5%以下の粒子が使用されている。粗粒〜中粒粉末を70〜50mass%、微粒粉末を30〜50mass%の割合で混合し、水や樹脂及び微粉を添加して混練したはい土を成形し(プレスや鋳込み成形)、成形体を焼成(あるいは不焼成)して強度を持たせて製品化している。   Among the alumina-based refractories, the aggregate is preferably compact and high in strength. For this reason, particles having a porosity of 5% or less are used in the aggregate. 70 to 50 mass% of coarse to medium particle powders and 30 to 50 mass% of fine particles are mixed, water, resin and fine particles are added and kneaded to form a mixed clay (press or cast molding), a formed body Is fired (or unfired) to give strength for commercialization.

アルミナ質耐火物の主成分であるアルミナは、融点が高く、耐食性に優れている。一方、アルミナは、熱膨張率が高いため、耐熱スポーリング性に劣っている。このため、アルミナ質耐火物は、割れや剥離が発生するといった問題があった。   Alumina, which is the main component of the alumina refractory, has a high melting point and is excellent in corrosion resistance. On the other hand, alumina is inferior in heat resistance spalling resistance because it has a high coefficient of thermal expansion. For this reason, the alumina refractory has a problem that a crack and exfoliation occur.

この問題を解決するために、アルミナ質耐火物では、その内部に気孔をもうけることで耐熱スポーリング性を持たせている。しかしながら、骨材の粒子が緻密質であるため、アルミナ質の耐火物に含まれる気孔は、基材(マトリックス部)に集中している。基材に気孔が集中することで、アルミナ質耐火物を溶鋼(溶銑)用途(スライディングノズル用プレート)に使用した場合、基材の気孔に浸透するスラグ量が大きくなることや、気孔が基材に集中していることに起因する強度の低下が発生し、アルミナ質耐火物の耐摩耗性が低下するなどが生じていた。すなわち、耐火物の損傷は、気孔が存在する基材が先行して溶損し、耐火物の損傷が進んでいく。
また、耐火物の耐食性、耐摩耗性(すなわち、強度)を向上させるためには、基材の気孔率をできるだけ小さくすることが必要である。しかし、基材の気孔率を小さくすると、耐熱スポーリング性が低下していた。
このような問題に対し、特許文献1には、気孔率が10〜20%のアルミナ骨材を用いた耐火物(スライディングノズル用プレート)が開示されている。
In order to solve this problem, in the case of an alumina refractory, heat resistance spalling is provided by providing pores inside. However, since the particles of the aggregate are dense, the pores contained in the alumina refractory are concentrated in the base material (matrix portion). When pores are concentrated on the base material, the amount of slag permeating the pores of the base material increases when the alumina refractory is used for molten steel (hot metal) application (plate for sliding nozzle), and The decrease in strength occurs due to the concentration on the surface, and the wear resistance of the alumina refractory is reduced. That is, damage to the refractory is preceded by erosion of the substrate in which the pores are present, and damage to the refractory proceeds.
In addition, in order to improve the corrosion resistance and the wear resistance (that is, the strength) of the refractory, it is necessary to make the porosity of the substrate as small as possible. However, when the porosity of the substrate was reduced, the heat resistance spalling resistance was reduced.
For such a problem, Patent Document 1 discloses a refractory (a plate for a sliding nozzle) using an alumina aggregate having a porosity of 10 to 20%.

特開2016−175799号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2016-175799

しかしながら、多孔質のアルミナ骨材を用いた耐火物においても、耐食性が十分でないという問題があった。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、耐食性、耐摩耗性及び耐熱スポーリング性に優れた耐火物用骨材、それを用いた耐火物及びスライディングノズルプレートを提供することを課題とする。
However, even in a refractory using a porous alumina aggregate, there is a problem that the corrosion resistance is not sufficient.
The present invention was made in view of the above situation, and it is an object of the present invention to provide a refractory aggregate excellent in corrosion resistance, wear resistance and heat resistance spalling resistance, a refractory using the same and a sliding nozzle plate. Do.

上記課題を解決する本発明の耐火物用骨材は、基材に分散した状態で耐火物に含まれる耐火物用骨材であって、耐火物用骨材は、全体の質量を100mass%としたときに、10mass%以下のクロム成分と、残部のアルミナ成分とを含有して形成されたものであり、かつ気孔率が10〜20%であることを特徴とする。
本発明の耐火物用骨材は、アルミナ−クロム質の材質よりなる。特に、クロム成分を含有することで、従来のアルミナ質の耐火物用骨材と比較して、耐火物用骨材の耐食性が向上する。
また、本発明の耐火物用骨材は、10〜20%の気孔率を有する。耐火物用骨材が気孔を有することで、耐熱スポーリング性が向上する。
以上のように、本発明の耐火物用骨材は、耐食性、耐摩耗性及び耐熱スポーリング性に優れた耐火物を得られる効果を発揮する。
The aggregate for refractories according to the present invention for solving the above-mentioned problems is an aggregate for refractories contained in the refractory in a state of being dispersed in a base material, and the aggregate for refractories has a total mass of 100 mass% It is characterized in that it is formed by containing 10 mass% or less of the chromium component and the remaining alumina component, and the porosity is 10 to 20%.
The aggregate for refractories according to the present invention is made of an alumina-chromium material. In particular, by containing a chromium component, the corrosion resistance of the refractory aggregate is improved as compared to the conventional alumina aggregate for refractory.
Moreover, the aggregate for refractories of this invention has a porosity of 10 to 20%. The heat-resistant spalling resistance is improved because the aggregate for refractories has pores.
As mentioned above, the aggregate for refractories of this invention exhibits the effect which can obtain the refractories excellent in corrosion resistance, abrasion resistance, and heat-resistant spalling resistance.

本発明の耐火物用骨材は、20mass%以下でシリカ成分を含有することが好ましい。本発明の耐火物用骨材は、シリカを更に含有することで、アルミナ−シリカ−クロム質の材質よりなるものとなり、より耐火物用骨材の強度が向上する。   It is preferable that the aggregate for refractories of this invention contains a silica component by 20 mass% or less. By further containing silica, the aggregate for refractories of the present invention is made of an alumina-silica-chromium material, and the strength of the aggregate for refractories is further improved.

本発明の耐火物用骨材は、クロム成分としての酸化クロムと、アルミナ成分としてのアルミナと、シリカ成分のシリカと、が原子状態又は分子状態で混在していることが好ましい。各成分が混在した状態で構成されることで、本発明の耐火物用骨材は、耐熱性や耐食性が向上する。   In the aggregate for a refractory according to the present invention, it is preferable that chromium oxide as a chromium component, alumina as an alumina component, and silica as a silica component are mixed in an atomic state or a molecular state. By being comprised in the state in which each component was mixed, the heat resistance and corrosion resistance improve the aggregate for refractories of this invention.

また、上記課題を解決する本発明の耐火物は、本発明の耐火物用骨材(請求項1〜3に記載の耐火物用骨材)と、耐火物用骨材を分散する基材と、を有する耐火物であって、耐火物全体の質量を100mass%としたときに、耐火物用骨材が20〜70mass%で含有することを特徴とする。
本発明の耐火物は、本発明の耐火物用骨材を用いてなる耐火物であり、耐食性、耐摩耗性及び耐熱スポーリング性に優れた耐火物となる効果を発揮する。
本発明の耐火物は、基材が、主成分がアルミナよりなることが好ましい。この構成となることで、本発明の耐火物はアルミナを主成分として形成されるものとなり、上記の効果をより確実に発揮できる。
Further, the refractory of the present invention for solving the above problems comprises the aggregate for refractory of the present invention (the aggregate for refractory according to claims 1 to 3) and a base material for dispersing the aggregate for refractory And the aggregate for the refractory is contained at 20 to 70 mass% when the mass of the whole refractory is 100 mass%.
The refractory of the present invention is a refractory comprising the aggregate for a refractory of the present invention, and exhibits the effect of becoming a refractory excellent in corrosion resistance, wear resistance and heat resistance spalling resistance.
In the refractory of the present invention, the base material is preferably composed mainly of alumina. With this configuration, the refractory of the present invention is formed mainly of alumina, and the above-described effects can be more reliably exhibited.

また、上記課題を解決する本発明のスライディングノズル用プレートは、耐火物用骨材全体の質量を100mass%としたときに、10mass%以下のクロム成分と、残部のアルミナ成分とを含有して形成されたものであり、かつ気孔率が10〜20%である耐火物用骨材と、耐火物用骨材を分散する、アルミナを主成分として形成される基材と、を有するスライディングノズル用プレートであって、スライディングノズル用プレート全体の質量を100mass%としたときに、耐火物用骨材が20〜70mass%で含有することを特徴とする。
本発明のスライディングノズル用プレートは、本発明の耐火物よりなるものであることから、耐食性、耐摩耗性及び耐熱スポーリング性に優れたスライディングノズル用プレートとなる効果を発揮する。
本発明のスライディングノズル用プレートは、耐火物用骨材が、0.1〜5mmの粒径を備えることが好ましい。耐火物用骨材の粒径がこの範囲となることで、上記の効果をより確実に発揮できる。
Moreover, the plate for sliding nozzles of this invention which solves the said subject is formed by containing the chromium component of 10 mass% or less, and the alumina component of remainder, when the mass of the whole aggregate for refractories is 100 mass%. Plate for a sliding nozzle having a refractory aggregate having a porosity of 10 to 20% and a base material mainly composed of alumina for dispersing the refractory aggregate and having a porosity of 10 to 20% That is, when the mass of the whole plate for sliding nozzles is 100 mass%, it is characterized by containing the aggregate for fireproofs by 20-70 mass%.
Since the sliding nozzle plate of the present invention is made of the refractory of the present invention, it exhibits the effect of becoming a sliding nozzle plate excellent in corrosion resistance, wear resistance and heat resistance spalling resistance.
In the sliding nozzle plate of the present invention, the refractory aggregate preferably has a particle size of 0.1 to 5 mm. When the particle diameter of the aggregate for refractory is in this range, the above-mentioned effect can be more reliably exhibited.

本発明のスライディングノズル用プレートは、耐火物用骨材の気孔及び基材の気孔に、炭素が導入されていることが好ましい。この構成となることで、スライディングノズルを通過する溶融スラグとの濡れ性が低下する。この結果、スライディングノズル用プレートは、溶融スラグに対する耐食性が向上する。   In the sliding nozzle plate of the present invention, carbon is preferably introduced into the pores of the refractory aggregate and the pores of the base material. By this configuration, the wettability with the molten slag passing through the sliding nozzle is reduced. As a result, the sliding nozzle plate has improved corrosion resistance to molten slag.

試料Aの耐火物のピッチ含浸・熱処理後の断面のSEM写真である。It is a SEM photograph of the cross section after pitch impregnation and heat processing of the refractory of sample A. 試料Bの耐火物のピッチ含浸・熱処理後の断面のSEM写真である。It is a SEM photograph of the cross section after pitch impregnation and heat processing of the refractory of sample B. 試料Cの耐火物のピッチ含浸・熱処理後の断面のSEM写真である。It is a SEM photograph of the cross section after pitch impregnation and heat treatment of the refractory of sample C. 試料Dの耐火物のピッチ含浸・熱処理後の断面のSEM写真である。It is a SEM photograph of the cross section after pitch impregnation and heat treatment of the refractory of sample D. 耐火物用骨材の気孔率と耐火物の気孔率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the porosity of the aggregate for refractories, and the porosity of a refractory. 耐火物用骨材の気孔率と耐火物のかさ比重との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the porosity of aggregate for refractories, and the bulk specific gravity of refractories. 耐火物用骨材の気孔率と耐火物の曲げ強度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the porosity of the aggregate for refractory materials, and the bending strength of a refractory material. 耐火物用骨材の気孔率と耐火物の圧縮強度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the porosity of the aggregate for refractories, and the compressive strength of a refractor. 耐熱スポーリング試験における弾性率の劣化率変化を示すグラフである。It is a graph which shows the degradation rate change of the elastic modulus in a heat-resistant spalling test. 耐火物の酸素洗浄試験後の断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section after the oxygen washing | cleaning test of a refractory. 耐火物の耐酸化摩耗試験の試験結果を示すグラフである。It is a graph which shows the test result of the oxidation-proof abrasion test of a refractory.

以下、実施の形態を用いて本発明の耐火物用骨材及びそれを用いてなる耐火物であり、を具体的に説明する。なお、実施の形態は、本発明を具体的に説明するための1つの形態を示すものであり、本発明が実施の形態のみに限定されるものではない。   Hereinafter, the aggregate for refractories of the present invention and refractories using the same according to the embodiment will be specifically described. Note that the embodiment shows one form for specifically explaining the present invention, and the present invention is not limited to the embodiment.

[耐火物用骨材]
本形態の耐火物用骨材は、基材に分散した状態で耐火物に含まれる耐火物用骨材であって、耐火物用骨材は、全体の質量を100mass%としたときに、10mass%以下のクロム成分と、残部のアルミナ成分と、を含有するものである。
[Aggregate for refractory]
The aggregate for a refractory according to the present embodiment is an aggregate for a refractory contained in the refractory in a state of being dispersed in a base material, and the aggregate for a refractory is 10 mass when the entire mass is 100 mass%. % Or less of chromium component and the remainder alumina component.

耐火物用骨材は、10mass%以下のクロム成分と、残部のアルミナ成分と、を含有して形成されたものである。耐火物用骨材は、クロム成分とアルミナ成分とを含有して形成されたものである。ここで、クロム成分とアルミナ成分とを含有して形成されたものとは、クロム成分に相当する原料と、アルミナ成分に相当する原料とから形成(あるいは製造)されたものであることを示す。そして、本形態の耐火物用骨材は、後述する製造方法のように原料を溶融又は焼結するプロセスを経て製造される。このため、クロム成分のクロムがアルミナ成分に原子状態(あるいは分子状態)で拡散(あるいは分散)した構成を有している。
本形態の耐火物用骨材は、全体の質量を100mass%としたときに、クロム成分を10mass%以下で含有する。
The aggregate for refractories is formed by containing 10 mass% or less of the chromium component and the balance of the alumina component. The aggregate for refractories is formed by containing a chromium component and an alumina component. Here, what is formed by containing the chromium component and the alumina component indicates that it is formed (or manufactured) from the raw material corresponding to the chromium component and the raw material corresponding to the alumina component. And the aggregate for refractories of this form is manufactured through the process of fuse | melting or sintering a raw material like the manufacturing method mentioned later. Therefore, it has a configuration in which chromium of the chromium component is diffused (or dispersed) in the atomic state (or molecular state) in the alumina component.
The aggregate for a refractory according to the present embodiment contains the chromium component in an amount of 10 mass% or less, when the total mass is 100 mass%.

クロム成分とは、クロム原子を含有する成分を示す。クロム成分は、含まれる金属元素の最も多い成分がクロムである成分を示す。すなわち、更に他の元素(金属元素)と化合物や複合体(固溶体)を形成していてもよい。クロム成分は、不可避不純物を除いた金属元素がクロムのみからなる成分(化合物)であることが好ましい。クロム成分は、酸化クロム(Cr)であることが好ましい。 The chromium component indicates a component containing a chromium atom. The chromium component indicates a component in which the most component of the contained metal element is chromium. That is, a compound or a complex (solid solution) may be formed with another element (metallic element). The chromium component is preferably a component (compound) in which the metal element excluding the inevitable impurities is only chromium. The chromium component is preferably chromium oxide (Cr 2 O 3 ).

本形態の耐火物用骨材では、クロム成分を含有することで、耐火物用骨材がクロム原子を有するものとなり、耐火物用骨材の耐食性(特に、耐酸化性)が向上する。クロム成分が10mass%を超えると、クロム成分が過剰となり、耐熱スポーリング性が低下する。クロム成分は、0.5〜5mass%で含有することが好ましく、1〜3mass%で含有することが更に好ましい。   In the aggregate for refractories of the present embodiment, the inclusion of the chromium component makes the aggregate for refractories have chromium atoms, and the corrosion resistance (particularly, the oxidation resistance) of the aggregate for refractories is improved. When the content of chromium exceeds 10% by mass, the content of chromium is excessive, and the heat resistance spalling resistance is lowered. The content of the chromium component is preferably 0.5 to 5 mass%, and more preferably 1 to 3 mass%.

本形態の耐火物用骨材は、残部がアルミナ成分から形成される。残部とは、耐火物用骨材を形成する材質のうち、クロム成分(及びその他の添加成分)を除いた成分としてアルミナ成分が利用されていることを示す。すなわち、本形態の耐火物用骨材は、アルミナを主成分として形成されている。   The remaining portion of the aggregate for a refractory of the present embodiment is formed of an alumina component. The remainder indicates that the alumina component is used as a component excluding the chromium component (and the other additive components) in the material forming the aggregate for refractories. That is, the aggregate for a refractory according to the present embodiment is formed mainly of alumina.

アルミナ成分は、アルミナを主成分(最も含有割合が多い成分)として含有する成分を示す。更に他の元素(金属元素)と化合物や複合体(固溶体)を形成していてもよい。アルミナ成分は、不可避不純物を除いてアルミナのみからなる成分(化合物)であることが好ましい。アルミナ成分は、アルミナ(Al)の含有割合が高いほど好ましく、純アルミナであることが最も好ましい。アルミナ成分を用いることで、アルミナ−ジルコニアやジルコニア−ムライトといった高価な原料を使用しないため、製造コストの上昇が抑えられる。また、アルミナ成分は、アルミナの含有割合が大きいほど、耐火物用骨材の耐食性が向上する。 An alumina component shows the component which contains an alumina as a main component (component with most content rate). Furthermore, a compound or a complex (solid solution) may be formed with another element (metal element). The alumina component is preferably a component (compound) consisting of only alumina except for unavoidable impurities. The higher the content of alumina (Al 2 O 3 ) is, the more preferable the alumina component is, and the most preferable is pure alumina. By using an alumina component, since expensive raw materials such as alumina-zirconia and zirconia-mullite are not used, an increase in manufacturing cost can be suppressed. Moreover, the corrosion resistance of the aggregate for refractory improves, so that the alumina component has a large content rate of alumina.

本形態の耐火物用骨材は、さらに20mass%以下でシリカ成分を含有することが好ましい。シリカ成分は、ケイ素を酸化物(シリカ、例えば、SiO)の状態で、主成分(最も含有割合が多い成分)として含有する成分を示す。シリカ成分は、不可避不純物を除いてシリカのみからなる成分(化合物)であることが好ましい。シリカ成分のシリカは、アルミナと化合物を形成していてもよい。すなわち、ムライト等のアルミノケイ酸塩を形成していてもよい。
本形態の耐火物用骨材は、シリカ成分を含有することで、耐火物用骨材自身の強度がより高くなる。一方、シリカ成分が20mass%を超えて含有すると、シリカ成分が過剰となり、耐火物用骨材の耐食性が低下する。
The aggregate for a refractory according to the present embodiment preferably further contains a silica component at 20% by mass or less. The silica component indicates a component containing silicon in the state of an oxide (silica, for example, SiO 2 ) as a main component (component with the highest content ratio). It is preferable that a silica component is a component (compound) which consists only of silica except an unavoidable impurity. The silica of the silica component may form a compound with alumina. That is, an aluminosilicate such as mullite may be formed.
In the refractory aggregate of the present embodiment, the strength of the refractory aggregate itself is further increased by containing the silica component. On the other hand, when the content of the silica component exceeds 20 mass%, the silica component becomes excessive, and the corrosion resistance of the aggregate for refractories decreases.

本形態の耐火物用骨材は、全体の質量を100mass%としたときに、他の元素を5mass%以下で含有することが好ましい。ここで、他の元素とは、アルミナ、クロム成分やシリカ成分と化合物を形成する元素及び不可避不純物を示す。   The aggregate for a refractory according to the present embodiment preferably contains other elements at 5 mass% or less, based on 100 mass% of the total mass. Here, the other elements indicate elements that form a compound with alumina, a chromium component or a silica component, and unavoidable impurities.

本形態の耐火物用骨材において、各成分の含有割合については、使用する原料の割合から決定できる。すなわち、後述の製造方法で製造する場合には、各成分に対応した原料を用いる場合、使用する原料の配合割合から、各成分の含有割合を決定できる。本形態の耐火物用骨材に対して、定性分析を行って含有割合を求めてもよい。   In the aggregate for a refractory according to the present embodiment, the content ratio of each component can be determined from the ratio of the raw material used. That is, in the case of manufacturing by the manufacturing method described later, when using the raw material corresponding to each component, the content ratio of each component can be determined from the mixing ratio of the raw material to be used. Qualitative analysis may be performed on the aggregate for refractory of the present embodiment to determine the content ratio.

本形態の耐火物用骨材は、気孔率が10〜20%である。10〜20%の気孔率を有することで、耐火物用骨材が気孔を備えた多孔質の構成となる。耐火物用骨材が気孔を有することで、耐火物に用いたときに、耐火物用骨材及び耐火物が熱衝撃により応力を発生しても、生じた応力を効果的に吸収できる。この結果、耐火物用骨材を含有する耐火物において亀裂が発生しても、耐火物用骨材が亀裂の進展を抑制することができる。   The aggregate for a refractory according to the present embodiment has a porosity of 10 to 20%. By having a porosity of 10 to 20%, the refractory aggregate has a porous configuration with pores. When the aggregate for refractories has pores, even when the aggregate for refractories and refractories generate stress due to thermal shock when used for a refractor, the generated stress can be effectively absorbed. As a result, even if a crack occurs in the refractory containing the aggregate for refractory, the aggregate for refractory can suppress the development of the crack.

より具体的には、本形態の耐火物用骨材を用いた耐火材(後述の本形態の耐火材)は、耐火物用骨材と、耐火物用骨材を分散する基材と、を有する構成を備えている。この耐火物に熱衝撃が加わると、耐火物に応力が発生する。本形態では耐火物用骨材自身が気孔を有することで、緻密質の場合よりも強度が低下しており、耐火物に発生した応力を基材だけでなく、耐火物用骨材でも吸収できる。そして、この応力に起因する亀裂が耐火材(基材)に発生したとしても、進展した亀裂が耐火物用骨材に到達したときに、亀裂を進展するための応力が耐火物用骨材に吸収される。この結果、亀裂の更なる進展を抑制することができる。   More specifically, a refractory material using the aggregate for a refractory of the present embodiment (a refractory material of the present embodiment described later) includes an aggregate for a refractory and a base material for dispersing the aggregate for a refractory. It has the composition which it has. When thermal shock is applied to the refractory, stress is generated in the refractory. In this embodiment, since the aggregate for refractories itself has pores, the strength is lower than in the case of the compact, and the stress generated in the refractory can be absorbed not only to the base material but also to the aggregate for refractories. . Then, even if a crack caused by this stress occurs in the refractory material (base material), when the developed crack reaches the refractory aggregate, the stress for the crack to propagate in the refractory aggregate Absorbed As a result, the further development of the crack can be suppressed.

気孔率が10%未満となると、亀裂の進展を抑制する効果が小さくなる。気孔率が20%を超えて大きくなると、耐火物用骨材の強度が低下する。そうすると、耐火物として使用しているときの熱衝撃や摩耗により、耐火物用骨材に割れが発生したり、損耗したりすることが起こり得る。気孔率は、15%〜19%であることがより好ましい。本形態において、気孔率とはJIS R2205に準じて算出する見掛け気孔率を示す。   When the porosity is less than 10%, the effect of suppressing the growth of cracks is reduced. When the porosity is increased to more than 20%, the strength of the refractory aggregate is reduced. In this case, the refractory aggregate may be cracked or worn away due to thermal shock or abrasion when used as a refractory. The porosity is more preferably 15% to 19%. In the present embodiment, the porosity indicates an apparent porosity calculated according to JIS R2205.

本形態の耐火物用骨材に形成される気孔の径は、限定されるものではない。耐火物用骨材を用いて形成される耐火物の使用用途により適宜決定できる。例えば、気孔径(平均細孔径,D50)は、0.1〜10μmであることが好ましく、0.5〜5μmであることが更に好ましい。また、孔径分布についても、D10とD90の間隔が0.05〜25μmであることが好ましい。   The diameter of the pores formed in the refractory aggregate of the present embodiment is not limited. It can determine suitably by the use application of the refractory formed using an aggregate for refractories. For example, the pore diameter (average pore diameter, D50) is preferably 0.1 to 10 μm, and more preferably 0.5 to 5 μm. Moreover, it is preferable that the space | interval of D10 and D90 is 0.05-25 micrometers also about a hole diameter distribution.

本形態の耐火物用骨材において、気孔は、均一に分布していることが好ましい。気孔が耐火物用骨材において均一に分布することで、耐火物用骨材全体で応力を緩和(吸収)することが可能となり、耐火物(及び耐火物用骨材)において亀裂の進展を抑制することができる。気孔が耐火物用骨材に不均一に分布すると、耐火物用骨材に加わった応力を緩和(吸収)することが不十分となるおそれがあり、亀裂の進展を抑制することが不十分となる可能性が生じる。ここで、気孔の分布は、SEM写真等を用いて直接観察することができる。   In the aggregate for a refractory of the present embodiment, the pores are preferably uniformly distributed. The uniform distribution of pores in the aggregate for refractories makes it possible to relieve (absorb) stress throughout the aggregate for refractories, and suppress the development of cracks in the refractories (and the aggregate for refractories). can do. If the pores are unevenly distributed in the refractory aggregate, it may be insufficient to relieve (absorb) the stress applied to the refractory aggregate, and it is insufficient to suppress the growth of the crack. There is a possibility of Here, the distribution of pores can be directly observed using a SEM photograph or the like.

[耐火物]
本形態の耐火物は、本形態の耐火物用骨材と、耐火物用骨材を分散する基材と、を有する耐火物である。そして、耐火物全体の質量を100mass%としたときに、耐火物用骨材を20〜70mass%で含有する。
[Refractory]
The refractory of the present embodiment is a refractory having the aggregate for a refractory of the present embodiment and a base material for dispersing the aggregate for a refractory. And when the mass of the whole refractory is 100 mass%, 20 to 70 mass% contains the aggregate for refractory.

本形態の耐火物に含まれる耐火物用骨材は、上記した本形態の耐火物用骨材である。耐火物全体の質量を100mass%としたときに、耐火物用骨材が20〜70mass%で含有する。耐火物用骨材が20〜70mass%で含有することで、耐火物が、耐食性、耐摩耗性及び耐熱スポーリング性に優れたものとなる。   The aggregate for refractory contained in the refractory of the present embodiment is the aggregate for refractory of the present embodiment described above. When the mass of the whole refractory is 100 mass%, the aggregate for refractory is contained by 20-70 mass%. By containing the aggregate for refractory at 20 to 70 mass%, the refractory becomes excellent in corrosion resistance, wear resistance and heat resistance spalling resistance.

耐火物用骨材が20mass%未満では、耐火物において発生した亀裂の進展を抑制する効果が十分に発揮されなくなる。また、耐火物用骨材が70mass%を超えて大きくなると、耐火物において、耐火物用骨材を分散する基材の量が不足する可能性が高くなる。すなわち、耐火物の強度の低下を招くおそれがある。30〜65mass%で含有することがより好ましい。   If the aggregate for refractory is less than 20 mass%, the effect of suppressing the growth of the crack generated in the refractory is not sufficiently exhibited. Moreover, when the aggregate for refractories increases by more than 70 mass%, the possibility that the quantity of the base material which disperses the aggregate for refractories may run short in refractories becomes high. That is, the strength of the refractory may be reduced. It is more preferable to contain by 30-65 mass%.

本形態の耐火物において、耐火物用骨材の粒径は限定されない。耐火物用骨材の粒径は、0.1mm〜5mmであることが好ましい。耐火物用骨材の粒径がこの範囲内となることで、耐火物の製造性(成形性)が向上する。粒径が5mmを超えて大きくなると、はい土のまとまりが悪くなり塊が作れないことや、セグリゲーションが発生し成形性を悪化させるおそれがある。つまり、耐火物の製造時の成形性が低下する。また、粒径が0.1mmよりも小さくなると、はい土の粘りが大きくなり、施工性が低下し、ひいては耐火物の耐食性の低下や強度の低下を引き起こすおそれがある。   In the refractory of this embodiment, the particle diameter of the aggregate for refractory is not limited. The particle diameter of the aggregate for refractory is preferably 0.1 mm to 5 mm. When the particle size of the refractory aggregate falls within this range, the productivity (formability) of the refractory is improved. If the particle size is larger than 5 mm, the cohesiveness of the soil may be deteriorated, lumps may not be formed, segregation may occur, and formability may be deteriorated. That is, the formability at the time of manufacture of a refractory falls. On the other hand, when the particle size is smaller than 0.1 mm, the tenacity of the soil becomes large, the workability is lowered, and the corrosion resistance and the strength of the refractory may be lowered.

また、耐火物用骨材の粒径は、この好ましい範囲内において、大きさの異なる粒子(耐火物用骨材粒子)を組み合わせて用いることが好ましい。例えば、5mm未満3mm以上の粒度の粗粒、3mm未満1mm以上の中粒、1mm未満0.1mm以上の微粒のように、大きさの異なる粒度に分けて分級し、これらをそれぞれ適宜組み合わせて用いることができる。なお、粒度とは、JIS R2552に準じて測定された値をいう。   Moreover, as for the particle size of the aggregate for refractories, it is preferable to use combining the particle | grains (aggregate aggregate particles for refractories) from which a magnitude | size differs in this preferable range. For example, coarse particles of less than 5 mm and 3 mm or more, medium particles of less than 3 mm and 1 mm or more, and fine particles of less than 1 mm and 0.1 mm or more are divided into different particle sizes and classified, and these are appropriately combined and used be able to. In addition, a particle size means the value measured according to JISR2552.

本形態の耐火物を構成する基材は、耐火物用骨材を分散するものである。具体的な構成は限定されず、従来の耐火物と同様に形成できる。基材は、結合剤と、アルミナ微粉とから形成されることが好ましい。基材がアルミナ微粉を含むように形成されることで、基材の主成分がアルミナより形成される。   The base material which comprises the refractory of this form disperse | distributes the aggregate for refractory. The specific configuration is not limited, and can be formed in the same manner as a conventional refractory. The substrate is preferably formed of a binder and alumina fine powder. By forming the base material to contain alumina fine powder, the main component of the base material is formed of alumina.

また、本形態の耐火物を構成する基材は、気孔を有する構成であっても、気孔が少ない緻密質の構成であっても、いずれでもよい。耐熱スポーリング性を確保するため、気孔を有する構成であることがより好ましい。
基材が気孔を有する場合、その具体的な気孔特性(気孔率、気孔の孔径分布、平均細孔径等)については限定されない。耐火物用骨材を用いる従来の耐火物と同様の気孔特性を有するものであることが好ましい。
Moreover, the base material which comprises the refractory of this form may be either the structure which has a pore, or even if it is a dense structure with few pores. In order to ensure heat resistance spalling resistance, it is more preferable that it is the structure which has a pore.
When the substrate has pores, the specific pore characteristics (porosity, pore diameter distribution of pores, average pore diameter, etc.) are not limited. It is preferable to have the same pore characteristics as conventional refractories using a refractory aggregate.

アルミナ微粉は、従来、耐火物用粉体組成物に用いられているアルミナ微粉を用いることが好ましい。アルミナ微粉は、それ自体の凝集力が強く、耐火物用粉体組成物を耐火物とする際に硬化を促進する作用を発揮する。アルミナ微粉は、その凝集により耐火物の硬化を促進する観点から、平均粒径(D50)が10μm未満のものを用いることができ、5μm未満であることが好ましい。   As the alumina fine powder, it is preferable to use alumina fine powder conventionally used in powder compositions for refractories. Alumina fine powder is strong in its own cohesion and exhibits an action of promoting hardening when the powder composition for a refractory is used as a refractory. From the viewpoint of promoting hardening of the refractory by aggregation of alumina fine powder, those having an average particle diameter (D50) of less than 10 μm can be used, and it is preferable that the alumina fine powder is less than 5 μm.

アルミナ微粉には、更にシリカ微粉を添加することもできる。シリカ微粉は、従来、耐火物用粉体組成物に用いられているシリカ微粉を用いることが好ましい。アルミナ微粉とシリカ微粉を併用することにより、より粉体組成物の硬化を促進することができる。このシリカ微粉としては、その平均粒径(D50)が10μm未満であることが好ましく、1μm未満であることがより好ましい。更にシリカ微粉を添加する場合、その含有割合が限定されない。アルミナ微粉よりも少量であることが好ましく、耐火物用骨材のシリカ成分の含有割合と同じであることがより好ましい。   Silica fine powder can also be added to the alumina fine powder. As the silica fine powder, it is preferable to use the silica fine powder conventionally used in powder compositions for refractories. By using alumina fine powder and silica fine powder in combination, the curing of the powder composition can be further promoted. The fine silica powder preferably has an average particle size (D50) of less than 10 μm, and more preferably less than 1 μm. Furthermore, when adding a silica fine powder, the content rate is not limited. The amount is preferably smaller than that of the alumina fine powder, and more preferably the same as the content ratio of the silica component of the aggregate for refractory.

さらに、アルミナ微粉にカーボンを併用することや、アルミナ微粉にマグネシア微粉を併用することもできる。更にカーボンやマグネシア微粉を併用する場合、その含有割合が限定されない。従来と同様に、アルミナ微粉よりも少量であることが好ましい。
さらに、上記の成分に加えて、本発明の効果を阻害しない範囲で、適宜、酸化防止剤や機能的強度を向上させるための金属等を使用することができる。
Furthermore, carbon can be used in combination with alumina fine powder, or magnesia fine powder can be used in combination with alumina fine powder. Furthermore, when using carbon and magnesia fine powder together, the content rate is not limited. As in the prior art, the amount is preferably smaller than that of alumina fine powder.
Furthermore, in addition to the above components, antioxidants, metals for improving functional strength, and the like can be used as appropriate, as long as the effects of the present invention are not impaired.

酸化防止剤としては、ZrC、TiC、SiC、BCなどの炭化物、TiB、ZrB、AlBなどのホウ化物、AlN、Siなどの窒化物を挙げることができる。機能的強度を向上させる金属としては、Al、Si、Niや、Al−Mg合金、Al−Si合金などを挙げることができる。 Examples of the antioxidant include carbides such as ZrC, TiC, SiC and B 4 C, borides such as TiB 2 , ZrB 2 and AlB 2, and nitrides such as AlN and Si 3 N 4 . As a metal which improves functional strength, Al, Si, Ni, an Al-Mg alloy, an Al-Si alloy etc. can be mentioned.

結合剤は、従来、耐火物用粉体組成物に用いられている結合剤を用いることが好ましい。結合剤は、特に限定されないが、タールやフェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フラン樹脂などの熱硬化性樹脂を使用することが望ましい。   It is preferable to use the binder conventionally used for the powder composition for refractories as a binder. The binder is not particularly limited, but it is desirable to use a thermosetting resin such as tar, phenol resin, epoxy resin, silicone resin, or furan resin.

本形態の耐火物は、耐食性、耐摩耗性及び耐熱スポーリング性に優れたものであり、その使用用途は限定されない。例えば、スライディングノズル用プレート、耐熱レンガを挙げることができる。本形態の耐火物は、スライディングノズル用プレートであることがより好ましい。   The refractory of this embodiment is excellent in corrosion resistance, wear resistance and heat resistance spalling resistance, and the use application thereof is not limited. For example, a sliding nozzle plate and heat-resistant brick can be mentioned. More preferably, the refractory of the present embodiment is a sliding nozzle plate.

[スライディングノズル用プレート]
本形態のスライディングノズル用プレートは、耐火物用骨材全体の質量を100mass%としたときに、10mass%以下のクロム成分と、残部のアルミナ成分とを含有して形成され、かつ気孔率が10〜20%である耐火物用骨材と、耐火物用骨材を分散する、アルミナを主成分として形成される基材と、を有するスライディングノズル用プレートである。そして、スライディングノズル用プレート全体の質量を100mass%としたときに、耐火物用骨材が20〜70mass%で含有する。
[Plate for sliding nozzle]
The sliding nozzle plate of the present embodiment is formed by containing 10 mass% or less of the chromium component and the balance of the alumina component when the mass of the entire aggregate for refractory is 100 mass%, and the porosity is 10 It is a plate for sliding nozzles which has an aggregate for refractories which is -20%, and a base material which makes an alumina the main ingredients which distribute an aggregate for refractories. And when the mass of the whole plate for sliding nozzles is 100 mass%, the aggregate for refractories contains at 20-70 mass%.

すなわち、本形態のスライディングノズル用プレートは、上記した本形態の耐火材により形成されたスライディングノズル用プレートである。すなわち、本形態のスライディングノズル用プレートは、耐食性、耐摩耗性及び耐熱スポーリング性に優れたスライディングノズル用プレートとなる効果を発揮する。   That is, the sliding nozzle plate of the present embodiment is a sliding nozzle plate formed of the above-described refractory material of the present embodiment. That is, the sliding nozzle plate of this embodiment exhibits the effect of becoming a sliding nozzle plate excellent in corrosion resistance, wear resistance and heat resistance spalling resistance.

本形態のスライディングノズル用プレートは、耐火物用骨材が、0.1〜5mmの粒径を備えることが好ましい。耐火物用骨材の粒径がこの範囲内となることで、スライディングノズル用プレートの製造性(成形性)が向上する。   In the sliding nozzle plate of the present embodiment, the refractory aggregate preferably has a particle diameter of 0.1 to 5 mm. When the particle size of the refractory aggregate falls within this range, the productivity (formability) of the sliding nozzle plate is improved.

また、耐火物用骨材の粒径は、この好ましい範囲内において、大きさの異なる粒子(耐火物用骨材粒子)を組み合わせて用いることが好ましい。例えば、5mm未満3mm以上の粒度の粗粒、3mm未満1mm以上の中粒、1mm未満0.1mm以上の微粒のように、大きさの異なる粒度に分けて分級し、これらをそれぞれ適宜組み合わせて用いることができる。   Moreover, as for the particle size of the aggregate for refractories, it is preferable to use combining the particle | grains (aggregate aggregate particles for refractories) from which a magnitude | size differs in this preferable range. For example, coarse particles of less than 5 mm and 3 mm or more, medium particles of less than 3 mm and 1 mm or more, and fine particles of less than 1 mm and 0.1 mm or more are divided into different particle sizes and classified, and these are appropriately combined and used be able to.

本形態のスライディングノズル用プレートは、基材が気孔を有し、耐火物用骨材の気孔及び基材の気孔には、炭素が導入されていることが好ましい。耐火物用骨材及び基材の気孔に炭素を導入することにより、スライディングノズル用プレートの全体の気孔に炭素が導入される。そうすると、スライディングノズル用プレートと溶融スラグとの濡れ性が低下し、スライディングノズル用プレートの気孔に溶融スラグが浸入しなくなる。この結果、溶融スラグによる腐食が抑えられる。すなわち、耐食性の向上につながる。本形態では、耐火物用骨材の気孔と基材の気孔の両者に炭素が導入されるものであり、耐火物用骨材及び基材の耐食性が向上する。   In the sliding nozzle plate of the present embodiment, it is preferable that the base material has pores, and carbon is introduced into the pores of the refractory aggregate and the pores of the base material. By introducing carbon into the pores of the refractory aggregate and the base material, carbon is introduced into the whole pores of the sliding nozzle plate. Then, the wettability between the sliding nozzle plate and the molten slag is reduced, and the molten slag does not infiltrate into the pores of the sliding nozzle plate. As a result, corrosion by molten slag is suppressed. That is, it leads to the improvement of corrosion resistance. In this embodiment, carbon is introduced into both the pores of the aggregate for refractory and the pores of the base material, and the corrosion resistance of the aggregate for refractory and the base material is improved.

気孔に炭素を導入すると、スライディングノズル用プレートの気孔の内表面が炭素で被覆する。なお、気孔に導入された炭素は、気孔の空間に充填されることがより好ましい。炭素が気孔に充填すると、スライディングノズル用プレート(耐火物)全体の気孔率が減少する。このため、スライディングノズル用プレート(耐火物)の強度が向上する。
本形態のスライディングノズル用プレートにおいて、気孔に炭素を導入する方法は限定されず、後述のピッチ含浸を用いることができる。
When carbon is introduced into the pores, the inner surface of the pores of the sliding nozzle plate is coated with carbon. The carbon introduced into the pores is more preferably filled in the pores of the pores. When carbon fills the pores, the porosity of the entire sliding nozzle plate (refractory) decreases. Therefore, the strength of the sliding nozzle plate (refractory) is improved.
In the sliding nozzle plate of the present embodiment, the method of introducing carbon into the pores is not limited, and pitch impregnation described later can be used.

[製造方法]
本形態の耐火物用骨材及び耐火物(スライディングノズル用プレート)は、その製造方法が限定されない。例えば、以下の方法で製造することができる。
耐火物用骨材の製造方法としては、焼結クリンカー又は電融クリンカーの塊から破砕により得る方法、所定の含有量となるように調合された原料をアーク電気炉などで溶解し出湯時に高速のエアー等で細粒化する方法(以下、溶融法と称す)や、調整された原料を噴霧粒子化し焼結する方法などの製造方法を挙げることができる。
[Production method]
The method for producing the aggregate for refractory and the refractory (plate for sliding nozzle) of the present embodiment is not limited. For example, it can be manufactured by the following method.
As a method of producing the aggregate for refractories, a method of obtaining by crushing from a lump of sintered clinker or electrofusion clinker, a raw material prepared to have a predetermined content is dissolved in an electric arc furnace etc. Examples of such a method include a method of fine-graining with air or the like (hereinafter referred to as a melting method), and a method of atomizing and sintering the adjusted raw material.

より具体的には、クロム成分としての酸化クロム(Cr)粉末、アルミナ成分としてのアルミナ(Al)粉末、シリカ成分としてのシリカ(SiO)粉末を準備し、混合する。このとき、造孔剤や任意の添加剤を合わせて混合してもよい。混合粉末を圧分成形した後に加熱して、焼結させ、焼結クリンカーを製造する。
次に、焼結クリンカーの塊を破砕する。破砕体は、分級して粒度を調節することができる。以上により、本形態の耐火物用骨材が製造される。
More specifically, chromium oxide (Cr 2 O 3 ) powder as a chromium component, alumina (Al 2 O 3 ) powder as an alumina component, and silica (SiO 2 ) powder as a silica component are prepared and mixed. At this time, the pore forming agent and optional additives may be combined and mixed. The mixed powder is compacted and heated and then sintered to produce a sintered clinker.
The mass of sintered clinker is then broken up. The crushed body can be classified to adjust the particle size. By the above, the aggregate for refractories of this form is manufactured.

また、耐火物(スライディングノズル用プレート)の製造方法としては、上記の各原料(耐火物用骨材、アルミナ微粉及び結合剤、更にシリカ微粉等)を所定の割合で調整した後、混練し、所定のキャビティを持つ成形型に入れて所定の形状に成形し、乾燥後、熱処理することにより製造することができる。ここで、乾燥温度は100℃〜300℃の範囲内が望ましい。また、熱処理温度は1000℃以下の不焼成でも、1000℃より高い温度での焼成であっても良い。
さらに、熱処理後、耐火物(スライディングノズル用プレート)の気孔に炭素を導入するためピッチ含浸を行うことが望ましい。
In addition, as a method of manufacturing a refractory (plate for sliding nozzle), the above-mentioned respective raw materials (aggregate for refractory, fine powder of alumina and binder, further fine powder of silica, etc.) are adjusted at a predetermined ratio and then kneaded. It can be manufactured by placing it in a mold having a predetermined cavity, molding it into a predetermined shape, drying it, and heat treating it. Here, the drying temperature is desirably in the range of 100 ° C. to 300 ° C. Further, the heat treatment temperature may be non-baking at 1000 ° C. or less or baking at a temperature higher than 1000 ° C.
Furthermore, it is desirable to carry out pitch impregnation in order to introduce carbon into the pores of the refractory (plate for sliding nozzle) after heat treatment.

以下、実施例を用いてより具体的に本発明を説明する。
[実施例及び比較例]
耐火物用骨材として表1に示す割合で、高純度アルミナ、酸化クロム(Cr)、シリカ(SiO)の各粉末を秤量し、常温で十分に混練した後、一軸プレスを用いて230×114×80mmの並型レンガ形状に成形したものを、150℃で24時間乾燥後、温度を1000℃以上で高温焼成し(焼結させ)、ブロック状の耐火物用骨材(試料a〜d)を得た。
Hereinafter, the present invention will be more specifically described using examples.
[Examples and Comparative Examples]
Powders of high purity alumina, chromium oxide (Cr 2 O 3 ) and silica (SiO 2 ) are weighed at a ratio shown in Table 1 as an aggregate for refractory, sufficiently kneaded at room temperature, and then uniaxially pressed. A block-shaped aggregate for fireproofing is obtained by baking at a temperature of 1000 ° C. or higher (sintered) after being dried at 150 ° C. for 24 hours and then sintered at a temperature of 1000 ° C. or higher. ad) got.

試料a〜dの耐火物用骨材(ブロック状)の気孔率を測定し、表1に合わせて示した。表1に示したように、試料aは気孔率が18.2%のアルミナ−クロム質の多孔質体である。試料bは気孔率が6.6%のアルミナ質の多孔質体である。試料cは気孔率が4.9%のアルミナ−クロム質の多孔質体である。試料dは気孔率が25.1%のアルミナ−クロム質の多孔質体である。
また、試料a及び試料dの耐火物用骨材(ブロック状)の表面(切断面)を観察した。これによると、試料aの耐火物用骨材は、ほぼ均一に微細な気孔が分散していることが確認できた。対して、試料dの耐火物用骨材は、試料aより多量の気孔を備えていることが確認できた。
次に、製造したブロック状の耐火物用骨材(試料a〜d)を粉砕し、3mm以上の粒度の粗粒、3mm未満1mm以上の中粒、1mm未満0.1mm以上の微粒のように、大きさの異なる粒度に分けて分級した。
The porosity of the aggregate (block-like) for refractories for samples a to d was measured and is shown in Table 1. As shown in Table 1, Sample a is an alumina-chromium porous body having a porosity of 18.2%. Sample b is an alumina porous body having a porosity of 6.6%. Sample c is an alumina-chromium porous body having a porosity of 4.9%. Sample d is an alumina-chromium porous body having a porosity of 25.1%.
Moreover, the surface (cut surface) of the aggregate (block shape) for refractory materials of the sample a and the sample d was observed. According to this, it was confirmed that in the aggregate for a refractory of Sample a, fine pores were dispersed almost uniformly. On the other hand, it was confirmed that the aggregate for refractories for sample d had more pores than sample a.
Next, the manufactured block-like aggregate for refractories (samples a to d) is crushed, and coarse particles of 3 mm or more, medium particles of less than 3 mm, 1 mm or more, fine particles of less than 1 mm, 0.1 mm or more , And classified into different particle sizes of different sizes.

分級した試料a〜dの耐火物用骨材(中粒及び微粒)、アルミナ微粉、結合剤としてフェノール樹脂を表2に示したように配合し、常温で混練した後、一軸プレスを用いて340×190×40mmのプレート形状に成形したものを、150℃で約60分間乾燥後、温度を250℃〜1500℃で熱処理をし、プレート状の耐火物を得た。なお、表2では、アルミナ微粉及び結合剤を、その他の成分として合わせて示した。   Aggregates for refractory for classified samples a to d (medium particles and fine particles), alumina fine powder, and phenol resin as a binder as shown in Table 2 and compounded at normal temperature, and then 340 using a uniaxial press What was formed into a plate shape of × 190 × 40 mm was dried at 150 ° C. for about 60 minutes and then heat-treated at a temperature of 250 ° C. to 1500 ° C. to obtain a plate-like refractory. In addition, in Table 2, the alumina fine powder and the binder were shown collectively as another component.

そして、得られたプレート状の耐火物にピッチ含浸を行った。具体的には、プレート状の耐火物を含浸槽に挿入した後、含浸槽内を真空状態にし、加熱されたピッチを含浸槽に充填する。その後、含浸槽内を加圧し、所定時間保持した後、含浸槽内のピッチを排出した状態で含浸槽内を徐々に冷却して、プレート状の耐火物を取り出し、試料A〜Dの耐火物を作成した。   And pitch impregnation was performed to the obtained plate-like refractory. Specifically, after inserting a plate-like refractory into the impregnation tank, the inside of the impregnation tank is put into a vacuum state, and the heated pitch is filled into the impregnation tank. Thereafter, the inside of the impregnation tank is pressurized and held for a predetermined time, and then the inside of the impregnation tank is gradually cooled in a state where the pitch in the impregnation tank is discharged, the plate-like refractory is taken out, and the refractories of samples A to D It was created.

試料A〜Dの耐火物のSEM写真を撮影し、図1〜4に示した。試料Aは図1に、試料Bは図2に、試料Cは図3に、試料Dは図4に、それぞれ示した。なお、図1〜4は、ピッチ含浸処理が施された試料A〜Dの耐火物に、加熱処理を施し、放冷した後の状態で撮影された写真である。   The SEM photographs of the refractories of the samples A to D were taken and shown in FIGS. The sample A is shown in FIG. 1, the sample B in FIG. 2, the sample C in FIG. 3, and the sample D in FIG. FIGS. 1 to 4 are photographs of the refractories of the samples A to D subjected to the pitch impregnation process after being subjected to heat treatment and allowed to cool.

図1,3〜4に示したように、試料A〜Dにおいては、耐火物用骨材の内部にまでピッチが含浸していることが確認できる。特に、耐火物用骨材の気孔率の大きな試料A(図1)及び試料D(図4)において、耐火物用骨材と基材の色のコントラストが小さくなっていることから、耐火物用骨材の内部にまでピッチが含浸していることが確認できる。   As shown in FIGS. 1 and 3, in Samples A to D, it can be confirmed that the pitch is impregnated to the inside of the aggregate for a refractory. In particular, in the samples A (FIG. 1) and D (FIG. 4) with large porosity of the aggregate for refractories, since the contrast of the color of the aggregate for refractories and the substrate is small, for refractories It can be confirmed that the pitch is impregnated to the inside of the aggregate.

また、試料A〜Dの耐火物のピッチ含浸の前後での気孔率、かさ比重、曲げ強度及び圧縮強度を測定し、表3に示した。かさ比重は見掛けの容積と質量から算出し、曲げ強度はJIS R2213に基づき測定し、圧縮強度はJIS R2206に基づき測定した。   Further, the porosity, bulk specific gravity, flexural strength and compressive strength before and after pitch impregnation of the refractories of Samples A to D were measured, and are shown in Table 3. Bulk specific gravity was calculated from apparent volume and mass, bending strength was measured based on JIS R2213, and compressive strength was measured based on JIS R2206.

また、図5に、耐火物用骨材の気孔率と、耐火物の気孔率との関係を図示した。図6に、耐火物用骨材の気孔率と、耐火物のかさ比重との関係を図示した。図7に、耐火物用骨材の気孔率と、耐火物の曲げ強度との関係を図示した。図8に、耐火物用骨材の気孔率と、耐火物の圧縮強度との関係を図示した。   Further, FIG. 5 illustrates the relationship between the porosity of the refractory aggregate and the porosity of the refractory. FIG. 6 illustrates the relationship between the porosity of the refractory aggregate and the bulk specific gravity of the refractory. FIG. 7 illustrates the relationship between the porosity of the refractory aggregate and the bending strength of the refractory. FIG. 8 illustrates the relationship between the porosity of the refractory aggregate and the compressive strength of the refractory.

表3及び図5〜8(特に図7〜8)に示したように、試料A〜Dの耐火物は、ピッチを含浸することで、含浸していないものと比較して、いずれも強度が向上していることが確認できる。また、耐火物用骨材の気孔率が所定の範囲内となることで、耐火物の強度(曲げ強度及び圧縮強度)がより向上することが確認できる。   As shown in Table 3 and FIGS. 5 to 8 (in particular, FIGS. 7 to 8), the refractories of Samples A to D are stronger in all by impregnating the pitch, compared with those not impregnated. It can confirm that it is improving. Moreover, it can be confirmed that the strength (bending strength and compressive strength) of the refractory is further improved by the porosity of the aggregate for refractory being in a predetermined range.

(耐熱スポーリング試験)
次に、試料A〜Dの耐火物に対し、耐熱スポーリング試験を施した。耐熱スポーリング試験は、試料A〜Dの耐火物を40×40×230mmのブロック状に形成し、1450℃の電気炉に20分挿入した後、室温まで空冷するサイクルを繰り返し、各々のサイクルにおける空冷後のヤング率を測定した。測定したヤング率と、最初の加熱前のヤング率とから、ヤング率の低下率(弾性劣化率)を算出し、図9に3サイクル繰り返した場合の測定結果を示した。
図9に示すように、耐火物用骨材の気孔率が大きくなるほど、耐熱スポーリング性に優れていることが確認できる。
(Heat resistant spalling test)
Next, the heat resistant spalling test was applied to the refractories of Samples A to D. In the heat resistant spalling test, the refractories of samples A to D are formed into a block of 40 × 40 × 230 mm, inserted into a 1450 ° C. electric furnace for 20 minutes, and then air cooling cycles to room temperature are repeated, and in each cycle The Young's modulus after air cooling was measured. From the measured Young's modulus and the Young's modulus before the first heating, the rate of decrease of the Young's modulus (elastic deterioration rate) was calculated, and the measurement result in the case of repeating three cycles is shown in FIG.
As shown in FIG. 9, it can be confirmed that the heat-resistant spalling resistance is more excellent as the porosity of the aggregate for refractory is larger.

(耐食性試験)
そして、試料A〜Dの耐火物に対し、耐食性試験を施した。耐食性試験は、各試料の耐火物をスライディングノズルプレートの酸素洗浄時のFeOによる溶損を想定した酸素洗浄試験である。
(Corrosion resistance test)
And the corrosion resistance test was done with respect to the refractory material of sample AD. The corrosion resistance test is an oxygen cleaning test on the assumption that the refractory of each sample is melted away by FeO at the time of oxygen cleaning of the sliding nozzle plate.

酸素洗浄試験では、まず、試料A〜Dの耐火物を回転ドラムに内装する。具体的には、軸方向に垂直な面での断面形状が台形形状の柱状に各試料の耐火物の試験片を形成する。断面台形形状の試験片を、台形の上底が内径側に、下底が外径側に位置するように、回転ドラムの内周面に全周にわたって固定する(複数の試験片により、回転ドラムの内周面が全周にわたって被覆される。)。本形態では、各試料の耐火物を、一つの回転ドラムに、周方向位置を変えて固定している。   In the oxygen cleaning test, first, the refractories of the samples A to D are mounted on a rotating drum. Specifically, the test pieces of the refractory of each sample are formed in a columnar shape having a trapezoidal cross section in a plane perpendicular to the axial direction. The test piece of trapezoidal cross section is fixed to the inner peripheral surface of the rotating drum over the entire circumference such that the upper base of the trapezoidal shape is located on the inner diameter side and the lower base is located on the outer diameter side. The inner circumferential surface of is coated all around. In this embodiment, the refractories of each sample are fixed to one rotating drum while changing the circumferential position.

そして、回転ドラムをバーナ加熱により1750℃以上の高温に加熱し、10rpmで回転させ、回転ドラムの内部(回転ドラムの内周面、試料A〜Dの耐火物の試験片の上底に対応した表面)に、酸素圧力0.9Mpaで160NL/minの酸素ガスを吹き込んだ。酸素ガスの吹き込みは、鉄パイプを通じて行い、鉄パイプが溶けて短くなったら、すぐに別の鉄パイプと取り替え、途切れることなく継続して行った。酸素ガスの吹き込みは、4本の鉄パイプを用いて、合計約8分間行った。その後、耐食性を評価した。なお、鉄パイプは、1000mm長のものを使用した。   Then, the rotary drum was heated to a high temperature of 1750 ° C. or higher by burner heating, rotated at 10 rpm, and the inside of the rotary drum (the inner surface of the rotary drum, the upper bottom of the test piece of the refractory of the samples A to D Oxygen gas of 160 NL / min was blown into the surface at an oxygen pressure of 0.9 Mpa. Oxygen gas was blown through the iron pipe, and as soon as the iron pipe melted and shortened, it was replaced with another iron pipe and continued without interruption. The oxygen gas was blown for a total of about 8 minutes using four iron pipes. Thereafter, the corrosion resistance was evaluated. In addition, the iron pipe used the thing of 1000 mm length.

図10は、試料A〜Dの耐火物の酸素洗浄試験後の切断面を観察した写真である。図10中に記載された数値は、試験前の各耐火物と試験終了後の各耐火物とを比較して、各耐火物が酸素洗浄試験において侵食された大きさである。この数値が小さいものほど耐食性に優れることを示す。
図10に示したように、耐火物用骨材の気孔率が大きくなるほど、耐食性が低下していることが確認できる。
FIG. 10: is the photograph which observed the cut surface after the oxygen washing test of the refractory material of sample AD. The numerical value described in FIG. 10 is the magnitude by which each refractory was corroded in the oxygen cleaning test, comparing each refractory before the test and each refractory after the test. The smaller the value, the better the corrosion resistance.
As shown in FIG. 10, it can be confirmed that the corrosion resistance is lowered as the porosity of the refractory aggregate is increased.

また、試料A〜Dの耐火物の酸素洗浄試験後の切断面を観察した結果、耐火物用骨材の気孔率が大きくなるほど、耐食性が低下していることが確認できる。特に、耐火物用骨材の気孔率が大きな試料A及び試料Dにおいては、酸素洗浄により耐火物用骨材の気孔に含浸したピッチが揮発し、含浸処理前の高気孔の状態となったことで、酸素洗浄試験での溶損が増加したと考えられる。   Moreover, as a result of observing the cut surface after the oxygen washing | cleaning test of the refractory material of sample AD, it can confirm that corrosion resistance is falling, so that the porosity of the aggregate for refractory materials becomes large. In particular, in sample A and sample D in which the porosity of the aggregate for refractories is large, the pitch impregnated in the pores of the aggregate for refractory is volatilized by the oxygen washing, and it becomes a state of high porosity before the impregnation treatment It is considered that the dissolution in the oxygen cleaning test has increased.

(耐酸化摩耗試験)
さらに、試料A〜Dの耐火物に対し、耐酸化摩耗試験を施した。耐酸化摩耗試験は、試料A〜Dの耐火物を50×50×40mmのプレート状に形成し、電気炉を用いて1000℃で2時間、大気雰囲気下で加熱する。電気炉から取り出し、#20のSiC粒子を、プレート状の耐火物の表面(酸化面)に30秒間、ショットブラスト装置で吹き付ける。吹きつけ前後で、損耗した体積(質量/かさ比重)を算出し、損耗指数とする。測定結果を図13に示した。
(Antioxidative wear test)
Furthermore, the oxidation resistance wear test was applied to the refractories of Samples A to D. In the oxidation resistance wear test, the refractories of the samples A to D are formed in a plate shape of 50 × 50 × 40 mm, and heated in an air atmosphere at 1000 ° C. for 2 hours using an electric furnace. It takes out from an electric furnace, and # 20 SiC particle is sprayed for 30 seconds on the surface (oxidized surface) of a plate-like refractory with a shot blasting apparatus. Before and after spraying, the worn volume (mass / bulk specific gravity) is calculated and used as the wear index. The measurement results are shown in FIG.

図11に示したように、耐火物用骨材の気孔率が大きくなるほど、耐酸化性、耐摩耗性が向上している。このことは、耐火物用骨材の気孔にピッチの含浸が促進され、強度が向上したことを示す。ただし、試料Dについては、耐火物用骨材の気孔が多く、気孔に含浸したピッチが揮発したものと考えられる。   As shown in FIG. 11, as the porosity of the aggregate for refractories increases, the oxidation resistance and the wear resistance are improved. This indicates that the impregnation of the pitch into the pores of the refractory aggregate is promoted and the strength is improved. However, for sample D, it is considered that there are many pores in the aggregate for refractory, and the pitch impregnated in the pores is volatilized.

以上に示したように、所定の組成を有し、かつ所定の気孔率をもつ耐火物用骨材を用いた耐火物は、耐食性、耐摩耗性及び耐熱スポーリング性に優れた耐火物を得られる効果を発揮することが確認できた。
この耐火物は、耐熱スポーリング性と耐食性をバランス良く兼ね備えるものとなっている。そのため、スライディングノズル用プレートのような鉄鋼業において使用することが好ましい。
As described above, a refractory using a refractory aggregate having a predetermined composition and a predetermined porosity provides a refractory excellent in corrosion resistance, wear resistance and heat resistance spalling resistance. It could be confirmed that the
This refractory has a good balance of heat resistance spalling resistance and corrosion resistance. Therefore, it is preferable to use in the steel industry such as a plate for sliding nozzles.

Claims (8)

基材に分散した状態で耐火物に含まれる耐火物用骨材であって、
前記耐火物用骨材は、全体の質量を100mass%としたときに、10mass%以下のクロム成分と、残部のアルミナ成分とを含有して形成されたものであり、かつ気孔率が10〜20%であることを特徴とする耐火物用骨材。
An aggregate for a refractory, which is contained in the refractory in a state of being dispersed in a substrate,
The aggregate for a refractory is formed by containing 10 mass% or less of a chromium component and the balance of an alumina component when the total mass is 100 mass%, and the porosity is 10 to 20. Refractory aggregate characterized in%.
前記耐火物用骨材は、さらに20mass%以下でシリカ成分を含有する請求項1に記載の耐火物用骨材。   The aggregate for refractory according to claim 1, wherein the aggregate for refractory further contains a silica component at 20 mass% or less. 前記クロム成分としての酸化クロムと、前記アルミナ成分としてのアルミナと、前記シリカ成分のシリカと、が原子状態又は分子状態で混在している請求項2に記載の耐火物用骨材。   The aggregate for refractory according to claim 2, wherein the chromium oxide as the chromium component, the alumina as the alumina component, and the silica as the silica component are mixed in an atomic state or a molecular state. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の前記耐火物用骨材と、前記耐火物用骨材を分散する基材と、を有する耐火物であって、
前記耐火物全体の質量を100mass%としたときに、前記耐火物用骨材が20〜70mass%で含有することを特徴とする耐火物。
A refractory comprising the aggregate for a refractory according to any one of claims 1 to 3 and a base material for dispersing the aggregate for a refractory,
The refractory according to claim 1, wherein the aggregate for refractory is contained at 20 to 70 mass% when the mass of the entire refractory is 100 mass%.
前記基材は、主成分がアルミナよりなる請求項4に記載の耐火物。   The refractory according to claim 4, wherein the base material is composed mainly of alumina. 耐火物用骨材全体の質量を100mass%としたときに、10mass%以下のクロム成分と、残部のアルミナ成分とを含有して形成され、かつ気孔率が10〜20%である耐火物用骨材と、
前記耐火物用骨材を分散する、アルミナを主成分として形成される基材と、
を有するスライディングノズル用プレートであって、
前記スライディングノズル用プレート全体の質量を100mass%としたときに、前記耐火物用骨材が20〜70mass%で含有することを特徴とするスライディングノズル用プレート。
A bone for a refractory comprising 10 mass% or less of a chromium component and the balance of an alumina component and having a porosity of 10 to 20% when the mass of the aggregate for the refractory is 100 mass%. Materials,
A base material formed of alumina as a main component, which disperses the refractory aggregate;
A sliding nozzle plate having
When the mass of the whole plate for sliding nozzles is 100 mass%, the aggregate for refractories contains at 20-70 mass%, The plate for sliding nozzles characterized by the above-mentioned.
前記耐火物用骨材は、0.1〜5mmの粒径を備える請求項6に記載のスライディングノズル用プレート。   The plate for a sliding nozzle according to claim 6, wherein the refractory aggregate has a particle size of 0.1 to 5 mm. 前記基材は、気孔を有し、前記耐火物用骨材の前記気孔及び前記基材の前記気孔には、炭素が導入されている請求項6〜7のいずれか1項に記載のスライディングノズル用プレート。   The sliding nozzle according to any one of claims 6 to 7, wherein the base material has pores, and carbon is introduced into the pores of the aggregate for refractory and the pores of the base material. Plate.
JP2017169029A 2017-09-01 2017-09-01 Aggregate for refractory, refractory, and plate for sliding nozzle Pending JP2019042770A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017169029A JP2019042770A (en) 2017-09-01 2017-09-01 Aggregate for refractory, refractory, and plate for sliding nozzle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017169029A JP2019042770A (en) 2017-09-01 2017-09-01 Aggregate for refractory, refractory, and plate for sliding nozzle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2019042770A true JP2019042770A (en) 2019-03-22

Family

ID=65813484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017169029A Pending JP2019042770A (en) 2017-09-01 2017-09-01 Aggregate for refractory, refractory, and plate for sliding nozzle

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2019042770A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI606993B (en) Magnesia carbon brick
JP6279052B1 (en) Magnesia carbon brick and method for producing the same
CN105198457A (en) Converter slag-stopping inner nozzle brick and preparation method thereof
JP2020100511A (en) Method of producing magnesia-carbon brick
CN111732417B (en) Scouring-resistant ultra-low-carbon magnesia-carbon brick with excellent oxidation resistance and preparation method thereof
JP6353284B2 (en) Magnesia carbon brick
JP5126984B2 (en) Method for producing SiC-containing castable refractory
JP5192970B2 (en) Basic plate refractories for sliding nozzle devices
JP2019042770A (en) Aggregate for refractory, refractory, and plate for sliding nozzle
JP2012192430A (en) Alumina carbon-based slide gate plate
JP6583968B2 (en) Refractory brick
JP7130903B2 (en) Refractory materials for low-melting non-ferrous metals
TWI762076B (en) refractory
JP6744555B2 (en) Sliding gate type plate refractory
JP6855646B1 (en) Refractory for sliding nozzle plate and its manufacturing method
WO2017150333A1 (en) Refractory for casting, and plate for sliding nozzle device
WO2019049815A1 (en) Monolithic refractory
JPH11199313A (en) Plate for slide gate and its production
JP5578680B2 (en) Carbon-containing refractories
JP4279370B2 (en) Method for producing metal-ceramic composite material
JP6557032B2 (en) Plate refractory for sliding nozzle
JP6464831B2 (en) Immersion nozzle for continuous casting and method for continuous casting of steel
JP4671141B2 (en) Upper nozzle brick
CN116639963A (en) Refractory castable for blast furnace cast house iron runner and preparation method thereof
JP2022087681A (en) Magnesia-spinel-carbon brick for stainless molten steel ladle slag line

Legal Events

Date Code Title Description
A80 Written request to apply exceptions to lack of novelty of invention

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A80

Effective date: 20170915