JP2022060911A - Method of producing lf-ladle magnesia-carbon brick - Google Patents

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誠一 高田
Seiichi Takada
雅之 江上
Masayuki Egami
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Abstract

To provide a method of producing LF-ladle magnesia-carbon bricks of low elasticity with a low graphite content, capable of suppressing opening of a horizontal joint from occurring while in use.SOLUTION: The method of producing LF-ladle magnesia-carbon bricks, includes kneading, molding and subsequently heat-treating a refractory raw material composition containing 3 to 9 mass% of scaly graphite, 1.5 to 4 mass% of aluminum, 1 to 6 mass% of silicon carbide, and 80 to 94 mass% of magnesia, with the content therein of expanded graphite being 2 mass% or less (including 0).SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、製鋼工程においてLF(Ladle Furnace)法で使用される溶鋼鍋(LF鍋)に使用するLF鍋用マグカーボンれんがの製造方法に関する。
なお、本発明では、LF(Ladle Furnace)法で使用される溶鋼鍋を「LF鍋」という。
The present invention relates to a method for producing a magcarbon brick for an LF pan used for a molten steel pan (LF pan) used in the LF (Ladle Furnace) method in a steelmaking process.
In the present invention, the molten steel pan used in the LF (Ladle Furnace) method is referred to as an "LF pan".

LF鍋では、内張りに耐火物がライニングされており、通常は、メタルラインにはキャスタブル又は黒鉛を含有する不焼成れんがが、スラグラインにはマグカーボンれんが(マグネシアカーボンれんが)が使用されている。 In the LF pan, the lining is lined with refractory material, and usually, non-fired brick containing castable or graphite is used for the metal line, and magcarbon brick (magnesia carbon brick) is used for the slag line.

このマグカーボンれんがは一般に黒鉛を10~20質量%含有するため熱伝導率が高く、内張りれんがとして使用した場合には、溶鋼鍋の鉄皮温度が上昇し、鉄皮の強度低下や変形が生じる問題がある。また、これによる熱放散で溶鋼温度が低下し溶鋼鍋のエネルギーロスが問題となる場合がある。このエネルギーロスの削減のためには、黒鉛含有率の低いマグカーボンれんがを使用することが考えられるが、黒鉛を減量すると、れんがが高弾性かつ高膨張となるため耐用性が不足してしまう問題がある。 Since this magcarbon brick generally contains 10 to 20% by mass of graphite, it has a high thermal conductivity, and when used as a lining brick, the iron skin temperature of the molten steel pan rises, causing the strength of the iron skin to decrease or deform. There's a problem. In addition, the heat dissipation due to this lowers the molten steel temperature, which may cause a problem of energy loss in the molten steel pan. In order to reduce this energy loss, it is conceivable to use magcarbon bricks with a low graphite content, but if the amount of graphite is reduced, the bricks will have high elasticity and high expansion, resulting in insufficient durability. There is.

特にLF鍋では溶鋼が電極によって加熱されるため、他の溶鋼鍋と比較して温度差が大きくなり、LF鍋にライニングされているマグカーボンれんがにより大きな熱応力が生じる。このため、黒鉛を減量したマグカーボンれんがをLF鍋に使用すると、熱応力に伴うれんがの稼動面から剥離が生じやすくなり、れんがが低寿命となる。さらに、LF鍋にライニングされたれんがは鉛直方向(上下方向)への膨張と収縮を繰り返すことで、水平方向の目地(水平目地)に発生する目地開きが、他の溶鋼鍋よりも大きくなり、目地開きによる亀裂への地金差しが剥離を助長する問題がある。 In particular, since the molten steel is heated by the electrodes in the LF pan, the temperature difference becomes large as compared with other molten steel pans, and the magcarbon bricks lined in the LF pan generate a large thermal stress. For this reason, when magcarbon bricks with a reduced amount of graphite are used in the LF pan, peeling easily occurs from the working surface of the bricks due to thermal stress, and the bricks have a short life. Furthermore, the brick lined in the LF pot repeats expansion and contraction in the vertical direction (vertical direction), so that the joint opening that occurs in the horizontal joint (horizontal joint) becomes larger than that of other molten steel pots. There is a problem that the plumb bob inserted into the crack due to the opening of the joint promotes peeling.

例えば特許文献1では、スピネル分散ペリクレースクリンカーを40~90重量%、黒鉛3~9重量%、残部がマグネシアクリンカーからなる黒鉛含有塩基性耐火物が開示されている。そして、このスピネル分散ペリクレースクリンカーは亀裂の伝播を分散し減衰させる効果をもつため、耐スポーリン性に優れると記載されている。しかし、このスピネル分散ペリクレースクリンカー中にはAlを5~15重量%含有するため、LF鍋のスラグラインに適用した場合には耐食性が不十分な問題があった。 For example, Patent Document 1 discloses a graphite-containing basic refractory in which spinel-dispersed pericule clinker is 40 to 90% by weight, graphite is 3 to 9% by weight, and the balance is magnesia clinker. It is described that this spinel-dispersed pericure clinker has an effect of dispersing and attenuating the propagation of cracks, and thus has excellent spolin resistance. However, since the spinel-dispersed pericure clinker contains 5 to 15% by weight of Al 2 O 3 , there is a problem that the corrosion resistance is insufficient when applied to the slag line of the LF pan.

また、特許文献2の実施例では黒鉛含有率が2質量%のマグカーボンれんがが開示されているが、このマグカーボンれんがは、黒鉛含有率が低いためれんがが高膨張かつ高弾性となる問題がある。その結果、この実施例のマグカーボンれんがをLF鍋のスラグラインで使用した場合には、前記の理由から稼動面と平行な亀裂が発生し稼動面からの剥落が発生しやすくなる。 Further, in the examples of Patent Document 2, a magcarbon brick having a graphite content of 2% by mass is disclosed, but this magcarbon brick has a problem that the brick has high expansion and high elasticity due to its low graphite content. be. As a result, when the mug carbon brick of this embodiment is used in the slag line of the LF pan, cracks parallel to the working surface are generated for the above reason, and peeling from the working surface is likely to occur.

また、特許文献3では厚さ12μm以下の薄肉膨張黒鉛1~12w%、粒径150メッシュ(タイラー標準篩)以下の炭化珪素0.5~10wt%、残部はマグネシアを主体とした耐火骨材組成100wt%に、金属粉及び結合剤を添加して製造されるマグネシア-炭素質不焼成れんがが開示されている。
しかし、この特許文献2のように、薄肉膨張黒鉛を含有するマグカーボンれんがは成形時の坏土の充填性が悪くなり高気孔率な組織となるため、耐食性に劣る問題がある。このため、スラグラインで使用すると耐食性が大幅に低下してLF鍋の寿命が低下することになる。
Further, in Patent Document 3, thin-walled expanded graphite having a thickness of 12 μm or less is 1 to 12 w%, silicon carbide having a particle size of 150 mesh (Tyler standard sieve) or less is 0.5 to 10 wt%, and the balance is a fire-resistant aggregate composition mainly composed of magnesia. A magnesia-carbonite non-firing brick produced by adding a metal powder and a binder to 100 wt% is disclosed.
However, as in Patent Document 2, magcarbon bricks containing thin-walled expanded graphite have a problem of poor corrosion resistance because the filling property of the clay during molding is deteriorated and the structure has a high porosity. Therefore, when used in a slag line, the corrosion resistance is significantly reduced and the life of the LF pan is shortened.

特開昭63-195161号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-195161 特許第6026495号公報Japanese Patent No. 6026495 特開2000-319063号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-319063

本発明が解決しようとする課題は、黒鉛含有率が低くても低弾性でしかも使用時の水平目地の目地開きの発生を抑制することができるLF鍋用マグカーボンれんがの製造方法を提供することにある。 An object to be solved by the present invention is to provide a method for producing magcarbon bricks for LF pots, which has low elasticity even if the graphite content is low and can suppress the occurrence of joint opening of horizontal joints during use. It is in.

本発明者らは、黒鉛含有率の低いマグカーボンれんがに特定量の炭化珪素を添加することで、弾性率が低下しかつ残存膨張が大きくなることを知見した。その結果、れんがの稼動面からの剥離あるいは水平目地の目地開きの発生を抑制して耐用性に優れるLF鍋用マグカーボンれんがが得られることを知見した。 The present inventors have found that by adding a specific amount of silicon carbide to magcarbon bricks having a low graphite content, the elastic modulus decreases and the residual expansion increases. As a result, it was found that magcarbon bricks for LF pots having excellent durability can be obtained by suppressing the occurrence of peeling of bricks from the working surface or the occurrence of joint opening of horizontal joints.

すなわち、本発明によれば、次の1~3のLF鍋用マグカーボンれんがの製造方法が提供している
1.
鱗状黒鉛を3~9質量%、アルミニウムを1.5~4質量%、炭化珪素を1~6質量%、及びマグネシアを80~94質量%含有すると共に膨張黒鉛の含有率が2質量%以下(0を含む。)である耐火原料配合物を混練し、成形後、熱処理するLF鍋用マグカーボンれんがの製造方法。
2.
成形時には、れんががLF鍋にライニングされたときの位置を基準としてれんがの上下面を加圧面として加圧成形する前記1に記載のLF鍋用マグカーボンれんがの製造方法。
3.
成形後のれんがの、成形時の加圧方向の厚みが80~120mmである前記2に記載のLF鍋用マグカーボンれんがの製造方法。
That is, according to the present invention, the following methods 1 to 3 for producing mug carbon bricks for LF pots are provided.
It contains 3 to 9% by mass of scaly graphite, 1.5 to 4% by mass of aluminum, 1 to 6% by mass of silicon carbide, and 80 to 94% by mass of magnesia, and the content of expanded graphite is 2% by mass or less ( A method for producing graphite for LF pan, which is kneaded with a fire-resistant raw material compound according to (including 0), molded, and then heat-treated.
2. 2.
The method for producing magcarbon bricks for LF pots according to 1 above, wherein the bricks are pressure-molded with the upper and lower surfaces of the bricks as a pressure surface based on the position when the bricks are lined in the LF pot at the time of molding.
3. 3.
The method for producing magcarbon bricks for LF pans according to the above 2, wherein the thickness of the bricks after molding in the pressure direction at the time of molding is 80 to 120 mm.

本発明の製造方法で得られるLF鍋用マグカーボンれんがは、黒鉛含有率が低くても弾性率が低く残存膨張が大きい。その結果、他の溶鋼鍋と比較して温度差が大きくなるLF鍋で使用しても、れんがの稼動面からの剥離あるいは水平目地の目地開きの発生を抑制して耐用性に優れるものとなる。また、黒鉛含有率が低いためエネルギーロスを抑制することができる。 The magcarbon brick for LF pan obtained by the production method of the present invention has a low elastic modulus and a large residual expansion even if the graphite content is low. As a result, even if it is used in an LF pan in which the temperature difference is large compared to other molten steel pans, it suppresses the occurrence of peeling of bricks from the working surface or the opening of horizontal joints, resulting in excellent durability. .. Moreover, since the graphite content is low, energy loss can be suppressed.

本発明の一実施例における成形時の加圧方向と成形後の形状を示す説明図。Explanatory drawing which shows the pressurizing direction at the time of molding and the shape after molding in one Example of this invention.

本発明で使用する耐火原料配合物は、鱗状黒鉛を3~9質量%、アルミニウムを1.5~4質量%、炭化珪素を1~6質量%、及びマグネシアを80~94質量%含有すると共に膨張黒鉛の含有率が2質量%以下(0を含む。)である。 The fire-resistant raw material compound used in the present invention contains 3 to 9% by mass of scaly graphite, 1.5 to 4% by mass of aluminum, 1 to 6% by mass of silicon carbide, and 80 to 94% by mass of magnesia. The content of expanded graphite is 2% by mass or less (including 0).

これら原料のうちマグネシアは、耐スラグ性に優れる原料である点から主原料として80~94質量%使用する。マグネシアが80質量%未満では耐スラグ性が不十分となり、94質量%を超えると耐スポーリング性が不十分となる。
マグネシアとしては、電融マグネシアや焼結マグネシアを使用することができ、MgO純度が93質量%以上のものを使用することができる。
Of these raw materials, magnesia is used as a main raw material in an amount of 80 to 94% by mass because it is a raw material having excellent slag resistance. If the amount of magnesia is less than 80% by mass, the slag resistance becomes insufficient, and if it exceeds 94% by mass, the spalling resistance becomes insufficient.
As the magnesia, fused magnesia or sintered magnesia can be used, and those having an MgO purity of 93% by mass or more can be used.

炭化珪素は、残存膨張を大きくしかつ弾性率を低下させる目的で1~6質量%使用する。炭化珪素が1質量%未満ではこれらの効果が不十分となり、6質量%を超えると酸化(SiC+O→SiO+C)によって発生するSiOが低融点物質を生成するため耐食性が低下する。なお、炭化珪素には、後述するアルミニウムと同様に酸化防止の効果もある。
炭化珪素としては、耐火物用として一般に使用されているものであれば問題なく使用することができ、SiC純度が80%以上のものを使用することができる。また、炭化珪素の粒度としては、0.1mm以下のものを使用することができる。粒度0.1mm以下とすることで、残存膨張を大きくする効果及び弾性率を低下させる効果をより高くすることができる。
Silicon carbide is used in an amount of 1 to 6% by mass for the purpose of increasing the residual expansion and reducing the elastic modulus. If the amount of silicon carbide is less than 1% by mass, these effects are insufficient, and if it exceeds 6% by mass, SiO 2 generated by oxidation (SiC + O 2 → SiO 2 + C) produces a low melting point substance, so that the corrosion resistance is lowered. It should be noted that silicon carbide also has an antioxidant effect, similar to aluminum described later.
As the silicon carbide, any silicon carbide that is generally used for refractories can be used without any problem, and silicon carbide having a SiC purity of 80% or more can be used. Further, as the particle size of silicon carbide, those having a particle size of 0.1 mm or less can be used. By setting the particle size to 0.1 mm or less, the effect of increasing the residual expansion and the effect of lowering the elastic modulus can be further enhanced.

なお、本発明において「粒度」とは篩目の大きさであり、例えば粒度が0.1mm以下とは0.1mmの篩目を通過するものである。 In the present invention, the "particle size" is the size of the mesh, and for example, the particle size of 0.1 mm or less means that the particle size passes through the mesh of 0.1 mm.

れんが中の炭化珪素は、加熱されると前記のとおり酸化してSiOになるものと、酸化せずそのままの状態で存在するものとの2種類の状態で存在すると推定される。そして酸化してSiOになるものは体積が膨張するために残存膨張を大きくすることに寄与すると考えられる。一方、酸化しない炭化珪素は、主原料であるマグネシアとの熱膨張率の差が非常に大きいため、れんがが加熱された状態ではその膨張差によって炭化珪素粒子の周囲に隙間が発生すると考えられる。その後、れんがの温度が下がっても、れんがは残存膨張しているため、炭化珪素粒子の周囲には隙間が残った状態となりれんがの弾性率が低下すると考えられる。しかも、本発明のマグカーボンれんがは、鱗状黒鉛の含有率が低いため鱗状黒鉛による熱応力吸収作用(弾性率の低下効果)が不十分なため、炭化珪素添加による弾性率の低下効果がより顕著になる。 It is presumed that silicon carbide in brick exists in two types, one that oxidizes to SiO 2 as described above when heated and the other that exists as it is without oxidation. It is considered that what is oxidized to SiO 2 contributes to increasing the residual expansion because the volume expands. On the other hand, since silicon carbide that does not oxidize has a very large difference in the coefficient of thermal expansion from that of magnesia, which is the main raw material, it is considered that a gap is generated around the silicon carbide particles due to the difference in expansion when the brick is heated. After that, even if the temperature of the brick drops, the brick remains expanded, so that a gap remains around the silicon carbide particles, and it is considered that the elastic modulus of the brick decreases. Moreover, since the magcarbon brick of the present invention has a low content of scaly graphite, the thermal stress absorption action (effect of lowering the elastic modulus) by the scaly graphite is insufficient, so that the effect of lowering the elastic modulus by adding silicon carbide is more remarkable. become.

鱗状黒鉛は、弾性率を低下させる目的で3~9質量%使用する。鱗状黒鉛が3質量%未満では弾性率が高くなり、9質量%を超えるとれんがの熱伝導率が高くなりエネルギーロスが大きくなる。マグカーボンれんがにおいてはその熱伝導率は黒鉛含有率によって決定することが知られており(例えば特許文献1の図)、本発明において鱗状黒鉛の含有率の上限値としては、未だLF鍋のスラグライン用マグカーボンれんがとして実用レベルに達していない9質量%を上限値とした。
鱗状黒鉛も通常マグカーボンれんがに使用されている鱗状黒鉛を使用することができる。
Scale graphite is used in an amount of 3 to 9% by mass for the purpose of reducing the elastic modulus. If the amount of scaly graphite is less than 3% by mass, the elastic modulus becomes high, and if it exceeds 9% by mass, the thermal conductivity of brick becomes high and the energy loss becomes large. It is known that the thermal conductivity of magcarbon bricks is determined by the graphite content (for example, the figure of Patent Document 1), and the upper limit of the scaly graphite content in the present invention is still the slag of the LF pan. The upper limit was 9% by mass, which did not reach the practical level for line magcarbon bricks.
As scaly graphite, scaly graphite usually used for magcarbon bricks can be used.

アルミニウムは、酸化防止、残存膨張付与及び強度付与の目的で1.5~4質量%使用する。アルミニウムが1.5質量%未満では強度が不十分となり、4質量%を超えると高弾性率となる。
なお、アルミニウムは酸化することでAlとなり、このAlがMgOと反応して残存膨張を付与する作用があるが、同時に組織を緻密化する作用もある。このため、アルミニウムの使用量が多すぎると耐スポーリング性が低下する問題がある。そこで本発明では、炭化珪素を併用することで、酸化防止等のために必要なアルミニウムの使用量を低減することができ、しかも耐スポーリング性の低下を抑制しつつ残存膨張を大きくすることができるメリットがある。
Aluminum is used in an amount of 1.5 to 4% by mass for the purpose of preventing oxidation, imparting residual expansion and imparting strength. If the amount of aluminum is less than 1.5% by mass, the strength becomes insufficient, and if it exceeds 4% by mass, the elastic modulus becomes high.
Aluminum is oxidized to Al 2 O 3 , and this Al 2 O 3 reacts with MgO to impart residual expansion, but at the same time, it also has an action of densifying the structure. Therefore, if the amount of aluminum used is too large, there is a problem that the spalling resistance is lowered. Therefore, in the present invention, by using silicon carbide in combination, it is possible to reduce the amount of aluminum used for antioxidant and the like, and it is possible to increase the residual expansion while suppressing the decrease in spalling resistance. There is a merit that can be done.

本発明において膨張黒鉛は使用しなくてもよいが、弾性率をさらに低下させたい場合には2質量%以下で使用することができる。ただし、膨張黒鉛が2質量%を超えると耐食性が低下する。
ここで、膨張黒鉛とは、鱗状黒鉛をその組織間に硫酸などを含ませた状態で急激に加熱し、数十倍あるいは百倍以上に膨張させたものであるが、本発明ではこの膨張黒鉛を解砕し、薄肉状としたものをいう。この膨張黒鉛も耐火物の原料として一般に市販されているものを使用することができる。
In the present invention, expanded graphite may not be used, but if it is desired to further reduce the elastic modulus, it can be used in an amount of 2% by mass or less. However, if the expanded graphite exceeds 2% by mass, the corrosion resistance is lowered.
Here, the expanded graphite is a scale-like graphite that is rapidly heated in a state where sulfuric acid or the like is contained between its structures and expanded several tens of times or 100 times or more. In the present invention, this expanded graphite is used. It is crushed into thin-walled material. As this expanded graphite, commercially available one can be used as a raw material for refractories.

本発明の耐火原料配合物には、上記以外の原料として、マグカーボンれんがの原料として一般的に使用されている原料を合量で5質量%以下程度であれば悪影響を及ぼさずに使用することができる。具体的には、アルミニウム合金、シリコン、硼化物、ピッチ、カーボンブラック、繊維、ガラス等である。 In the fire-resistant raw material compound of the present invention, as raw materials other than the above, raw materials generally used as raw materials for magcarbon bricks shall be used without adverse effects if the total amount is about 5% by mass or less. Can be done. Specifically, it is an aluminum alloy, silicon, boride, pitch, carbon black, fiber, glass and the like.

本発明のマグカーボンれんがの製造方法は、以上のような耐火原料配合物を使用することを特徴とし、それ以外は一般的なマグカーボンれんがの製造方法と同様である。すなわち、耐火原料配合物に適量のバインダーを添加して混錬し、成形後に、熱処理する。熱処理温度は150~800℃程度とすることができる。バインダーとしては、フェノール樹脂やフラン樹脂等に溶剤を加えたもの等を使用することができる。 The method for producing magcarbon bricks of the present invention is characterized by using the above-mentioned fire-resistant raw material compound, and other than that, it is the same as a general method for producing magcarbon bricks. That is, an appropriate amount of binder is added to the fire-resistant raw material compound, kneaded, molded, and then heat-treated. The heat treatment temperature can be about 150 to 800 ° C. As the binder, a binder such as a phenol resin or a furan resin to which a solvent is added can be used.

本発明のマグカーボンれんがの製造方法において、成形時には、れんががLF鍋にライニングされたときの位置を基準としてれんがの上下面を加圧面として加圧成形することが好ましい。これにより、れんが中で鱗状黒鉛が加圧面と平行に配向することで、当該れんががLF鍋にライニングされたときの上下方向(鉛直方向)の弾性率を低下することができ、れんが使用時の熱応力を低減することができる。その結果、れんが稼動面からの剥離の抑制効果が得られる。成形機としては、れんがの製造に一般的に使用されている油圧プレスあるいはフリクションプレスなどを使用することができる。 In the method for producing magcarbon bricks of the present invention, it is preferable to perform pressure molding with the upper and lower surfaces of the brick as a pressure surface with reference to the position when the brick is lined in the LF pot at the time of molding. As a result, the scaly graphite is oriented parallel to the pressurized surface in the brick, so that the elastic modulus in the vertical direction (vertical direction) when the brick is lined in the LF pot can be reduced, and the elastic modulus when the brick is used can be reduced. Thermal stress can be reduced. As a result, the effect of suppressing the peeling of the brick from the moving surface can be obtained. As the molding machine, a hydraulic press or a friction press generally used for producing bricks can be used.

さらに本発明のマグカーボンれんがの製造方法において、成形後のれんがの厚みは、成形時の加圧方向の厚みとして80~120mmとすることが好ましい。この成形後のれんがの厚みは熱処理後もほぼ同じであり、LF鍋にライニングされる製品としてれんがの上下方向の厚み(れんがの積み高さ方向の厚み)もほぼ80~120mmとなる。一方で、従来一般的なLF鍋用のれんがの積み高さ方向の厚みは230mmである。
すなわち、成形後のれんがの厚みを80~120mmとすることで、従来に比べて、れんがをライニングした際の水平目地の数が増える。その結果、水平目地が膨張吸収代となって、れんがの熱膨張時のれんがへの応力を緩和することができる。
Further, in the method for producing a mug carbon brick of the present invention, the thickness of the brick after molding is preferably 80 to 120 mm as the thickness in the pressurizing direction at the time of molding. The thickness of the brick after molding is almost the same even after the heat treatment, and the vertical thickness of the brick (thickness in the stacking height direction of the brick) as a product lined in the LF pan is also about 80 to 120 mm. On the other hand, the thickness of the conventional general LF pot brick in the stacking height direction is 230 mm.
That is, by setting the thickness of the brick after molding to 80 to 120 mm, the number of horizontal joints when the brick is lined increases as compared with the conventional case. As a result, the horizontal joint serves as an expansion / absorption allowance, and the stress on the brick during thermal expansion of the brick can be relieved.

表1に示す耐火原料配合物にバインダーとしてフェノール樹脂を適量添加して混練し、オイルプレスによって図1に示すようなばち形のれんが形状に成形し、最高温度250℃で5時間保持の熱処理(乾燥処理)を施してマグカーボンれんがを得た。
なお、成形時の加圧方法は図1に示す矢印方向(上下方向)であり、れんががLF鍋にライニングされたときの位置を基準としてれんがの上下面を加圧面とした。成形後のれんがの厚みは、成形時の加圧方向の厚みで100mmとした。熱処理(乾燥処理)後のマグカーボンれんがの厚みも100mmであった。
このマグカーボンれんがから物性測定用試料を切り出して、熱間曲げ強さ、残存膨張率及び弾性率を測定すると共に耐食性を評価した。
An appropriate amount of phenol resin is added as a binder to the fire-resistant raw material formulation shown in Table 1, kneaded, molded into a beech-shaped brick shape as shown in FIG. 1 by an oil press, and heat-treated at a maximum temperature of 250 ° C. for 5 hours. (Drying treatment) was applied to obtain magcarbon bricks.
The pressurizing method at the time of molding is the arrow direction (vertical direction) shown in FIG. 1, and the upper and lower surfaces of the brick are set as the pressurizing surface with reference to the position when the brick is lined in the LF pan. The thickness of the brick after molding was 100 mm in the pressure direction at the time of molding. The thickness of the mug carbon brick after the heat treatment (drying treatment) was also 100 mm.
A sample for measuring physical characteristics was cut out from this magcarbon brick, and the hot bending strength, residual expansion coefficient and elastic modulus were measured and the corrosion resistance was evaluated.

熱間曲げ強さは、JIS R 2656に準拠し窒素雰囲気下、1400℃で測定した。熱間曲げ強さは12MPa以上を合格とした。 The hot bending strength was measured at 1400 ° C. under a nitrogen atmosphere in accordance with JIS R 2656. The hot bending strength of 12 MPa or more was accepted.

残存膨張率は1400℃で3時間還元焼成後の線変化率の測定結果である。残存膨張率は0.5%以上を合格とした。 The residual expansion coefficient is a measurement result of the linear change rate after reduction firing at 1400 ° C. for 3 hours. A residual expansion rate of 0.5% or more was regarded as acceptable.

弾性率は1400℃で3時間還元焼成後の音速弾性率の測定結果である。音速弾性率の測定においては形状50×50×50mmの試料をコークスブリーズ中に埋め、電気炉において1400℃まで昇温し、3時間保持して自然放冷した。その後、試料の成形時の加圧方向及びこれと直交する非加圧方向の音速を測定し、加圧方向弾性率及び非加圧方向弾性率を求めた。弾性率は低いほど耐スポーリング性向上に有効である。具体的には、加圧方向弾性率が25GPa以下、かつ非加圧方向弾性率が35GPa以下を合格とした。 The elastic modulus is a measurement result of the sound velocity elastic modulus after reduction firing at 1400 ° C. for 3 hours. In the measurement of the sonic elastic modulus, a sample having a shape of 50 × 50 × 50 mm was embedded in a coke breeze, heated to 1400 ° C. in an electric furnace, held for 3 hours, and allowed to cool naturally. Then, the speed of sound in the pressurizing direction and the non-pressurizing direction orthogonal to the pressurizing direction at the time of molding the sample was measured, and the elastic modulus in the pressurizing direction and the elastic modulus in the non-pressurizing direction were obtained. The lower the elastic modulus, the more effective it is in improving the spalling resistance. Specifically, the elastic modulus in the pressurizing direction was 25 GPa or less and the elastic modulus in the non-pressurizing direction was 35 GPa or less.

耐食性は、回転侵食試験にて評価した。回転侵食試験では、水平の回転軸を有するドラム内面を供試れんがでライニングし、スラグを投入、加熱して、れんが表面を侵食させた。加熱源は酸素-プロパンバーナーとし、試験温度は1750℃、スラグ組成はCaO:40質量%、SiO:20質量%、Al:20質量%、FeO+Fe:20質量%とし、スラグの排出、投入を30分毎に10回繰り返した。試験終了後、各れんがの最大溶損部の寸法(れんがの残寸)を測定し、表1に記載の実施例1のれんがの残寸を100とする耐食性指数で表示した。この耐食性指数は数値が小さいほど耐食性が優れていることを示し、具体的には100以下を合格とした。 Corrosion resistance was evaluated by a rotary erosion test. In the rotary erosion test, the inner surface of the drum having a horizontal axis of rotation was lined with a test brick, and slag was added and heated to erode the surface of the brick. The heating source was an oxygen-propane burner, the test temperature was 1750 ° C., the slag composition was CaO: 40% by mass, SiO 2 : 20% by mass, Al 2O 3 : 20% by mass, FeO + Fe 2O 3 : 20% by mass. The slag was discharged and charged 10 times every 30 minutes. After the test was completed, the size of the maximum melted part of each brick (remaining size of the brick) was measured and displayed as a corrosion resistance index with the remaining size of the brick of Example 1 shown in Table 1 as 100. The smaller the value of this corrosion resistance index, the better the corrosion resistance, and specifically, 100 or less was regarded as acceptable.

総合評価は、前記の全ての評価が合格の場合を合格(〇)、それ以外を不合格(×)とした。 In the comprehensive evaluation, the case where all the above evaluations passed was regarded as a pass (〇), and the other cases were regarded as a fail (×).

Figure 2022060911000001
Figure 2022060911000001

実施例1から実施例3は、炭化珪素の含有率が本発明の範囲内で異なるものであり、いずれも耐食性に優れしかも十分な残存膨張率と低い弾性率が得られている。これに対して比較例1は、炭化珪素を含有しないものであり、残存膨張率が小さく弾性率が高い。比較例2は炭化珪素の含有率が本発明の上限値を上回るものであり、耐食性が低下している。 In Examples 1 to 3, the content of silicon carbide differs within the range of the present invention, and all of them are excellent in corrosion resistance and have a sufficient residual expansion coefficient and a low elastic modulus. On the other hand, Comparative Example 1 does not contain silicon carbide, has a small residual expansion coefficient, and has a high elastic modulus. In Comparative Example 2, the content of silicon carbide exceeds the upper limit of the present invention, and the corrosion resistance is lowered.

実施例4から実施例6は、鱗状黒鉛の含有率が本発明の範囲内で異なるものであり、いすれも良好な結果となっている。これに対して比較例3は、鱗状黒鉛の含有率が本発明の下限値を下回るものであり、弾性率が高くなっている。 In Examples 4 to 6, the content of scaly graphite differs within the range of the present invention, and all of them have good results. On the other hand, in Comparative Example 3, the content of scaly graphite is lower than the lower limit of the present invention, and the elastic modulus is high.

実施例7から実施例9は、アルミニウムの含有率が本発明の範囲内で異なるものであり、いずれも良好な結果となっている。これに対して比較例4は、アルミニウムの含有率が本発明の下限値を下回るものであり、熱間曲げ強さが低下している。また、比較例5はアルミニウムの添加量が本発明の上限値を上回るものであり、弾性率が高くなっている。 In Examples 7 to 9, the aluminum content differs within the scope of the present invention, and all of them have good results. On the other hand, in Comparative Example 4, the aluminum content is lower than the lower limit of the present invention, and the hot bending strength is lowered. Further, in Comparative Example 5, the amount of aluminum added exceeds the upper limit of the present invention, and the elastic modulus is high.

実施例11と実施例12は膨張黒鉛を2質量%以下の範囲で含有するものであり、良好な結果となっている。これに対して比較例6は、膨張黒鉛の含有率が本発明の上限値を超えており、耐食性が低下している。 Examples 11 and 12 contain expanded graphite in a range of 2% by mass or less, which is a good result. On the other hand, in Comparative Example 6, the content of expanded graphite exceeds the upper limit of the present invention, and the corrosion resistance is lowered.

Claims (3)

鱗状黒鉛を3~9質量%、アルミニウムを1.5~4質量%、炭化珪素を1~6質量%、及びマグネシアを80~94質量%含有すると共に膨張黒鉛の含有率が2質量%以下(0を含む。)である耐火原料配合物を混練し、成形後、熱処理するLF鍋用マグカーボンれんがの製造方法。 It contains 3 to 9% by mass of scaly graphite, 1.5 to 4% by mass of aluminum, 1 to 6% by mass of silicon carbide, and 80 to 94% by mass of magnesia, and the content of expanded graphite is 2% by mass or less ( A method for producing graphite for LF pan, which is kneaded with a fire-resistant raw material compound according to (including 0), molded, and then heat-treated. 成形時には、れんががLF鍋にライニングされたときの位置を基準としてれんがの上下面を加圧面として加圧成形する請求項1に記載のLF鍋用マグカーボンれんがの製造方法。 The method for producing magcarbon bricks for LF pots according to claim 1, wherein at the time of molding, pressure molding is performed with the upper and lower surfaces of the bricks as a pressure surface with reference to the position when the bricks are lined in the LF pot. 成形後のれんがの、成形時の加圧方向の厚みが80~120mmである請求項2に記載のLF鍋用マグカーボンれんがの製造方法。 The method for producing a magcarbon brick for an LF pan according to claim 2, wherein the thickness of the brick after molding in the pressure direction at the time of molding is 80 to 120 mm.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115057688A (en) * 2022-07-01 2022-09-16 江西嘉逸陶瓷有限公司 Method for preparing heat-resistant ceramic pot from synthetic black jade

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