JP2022065401A - Castable refractory and molten steel ladle using the same - Google Patents

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陽子 宮本
Yoko Miyamoto
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Abstract

To provide a castable refractory that can develop strength earlier even at a low temperature and has excellent workability without generation of a low melt during use and a molten steel ladle using the castable refractory.SOLUTION: In a castable refractory containing alumina, carbon and magnesia, or a castable refractories containing alumina, carbon and spinel, a cement containing strontium aluminate of 7 mass% or larger and 20 mass% or smaller and a dispersant are contained, and a content of CaO in a raw material excluding the dispersant is 0.3 mass% or smaller. The castable refractory thus obtained is used as a lined refractory of the molten steel ladle.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、製鉄所内で使用されるキャスタブル耐火物およびそれを用いた溶鋼鍋に関する。 The present invention relates to a castable refractory used in a steel mill and a molten steel pan using the same.

近年、製鉄所で使用される耐火物に占めるキャスタブル耐火物の使用比率が増大している。中でも製鋼段階での二次精錬で使用される溶鋼鍋の内張耐火物として、製鉄所内で原料と水を混合して施工するキャスタブル耐火物が広く使用されている。 In recent years, the ratio of castable refractories to the refractories used in steelworks has increased. Among them, as a refractory lining of a molten steel pot used in secondary refractory at the steelmaking stage, a castable refractory that is constructed by mixing raw materials and water in a steelmaking plant is widely used.

溶鋼鍋内張耐火物の損傷形態としては、熱衝撃やスラグ浸透によるスポーリング、スラグによる侵食によるものが挙げられる。キャスタブル耐火物は、通常、結合剤としてCaOを含有するアルミナセメントを含有しているものが多いが、CaO成分は高温ではAl、MgO、SiOとともに低融物を生成し、熱間強度低下や化学的侵食をもたらす。 Examples of the damage form of the refractory material lining the molten steel pot include those caused by thermal shock, spalling due to slag infiltration, and erosion caused by slag. Most castable refractories usually contain alumina cement containing CaO as a binder, but the CaO component produces a low melt together with Al 2 O 3 , MgO, and SiO 2 at high temperatures, and is hot. It causes a decrease in strength and chemical erosion.

これに対し、特許文献1および特許文献2には、SrAl等のストロンチウムアルミネートを含有するキャスタブル耐火物用結合剤と、該結合剤を使用したキャスタブル耐火物に関する技術が提案されている。 On the other hand, Patent Document 1 and Patent Document 2 propose a binder for a castable refractory containing strontium aluminate such as SrAl 2 O 4 , and a technique for a castable refractory using the binder. ..

特許第5290125号明細書Japanese Patent No. 5290125 特許第6499464号明細書Japanese Patent No. 6499464

しかしながら、特許文献1および特許文献2で開示されるようなストロンチウムアルミネートを含有する結合剤は、CaOが固溶している場合、大量に添加した場合には使用中に低融物を生成するのが問題であった。 However, a binder containing strontium aluminate as disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 produces a low melt during use when CaO is dissolved in a solid solution and when added in a large amount. Was the problem.

本発明の目的は、前記課題を解決して、使用中に低融物の生成がない施工性のよいキャスタブル耐火物およびそれを用いた溶鋼鍋を提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a castable refractory having good workability and a molten steel pot using the same, which does not generate low melt during use.

本発明者らは、SrO-Al-SiO系およびSrO-MgO-Al系の鉱物が1650℃でも溶融しないこと、および、カーボンを含有するキャスタブル耐火物では、カルシウムアルミネートを含有するアルミナセメントではなくストロンチウムアルミネートを含有するセメントを使用することで、熱処理後の亀裂を抑制できること、を確認し、本発明を開発するに至ったものである。 The present inventors do not melt the SrO-Al 2 O 3 -SiO 2 system and SrO-MgO-Al 2 O 3 system minerals even at 1650 ° C., and in castable refractories containing carbon, calcium aluminate. It was confirmed that cracks after heat treatment can be suppressed by using a cement containing strontium aluminate instead of an alumina cement containing, and the present invention has been developed.

即ち、本発明は、アルミナ、カーボンおよびマグネシアを含有するキャスタブル耐火物、または、アルミナ、カーボンおよびスピネルを含有するキャスタブル耐火物において、ストロンチウムアルミネートを含有するセメントを7質量%以上20質量%以下、および分散剤を含有し、分散剤を除く原料中のCaOの含有率が0.3質量%以下であることを特徴とするキャスタブル耐火物である。 That is, in the present invention, in a castable refractory containing alumina, carbon and magnesia, or a castable refractory containing alumina, carbon and spinel, the cement containing strontium aluminate is contained in an amount of 7% by mass or more and 20% by mass or less. It is a castable refractory that contains a dispersant and has a CaO content of 0.3% by mass or less in the raw material excluding the dispersant.

なお、前記のように構成される本発明に係るキャスタブル耐火物においては、
(1)前記ストロンチウムアルミネートを含有するセメントを11量%以上20質量%以下含有すること、
(2)前記ストロンチウムアルミネートを含有するセメントを11質量%以上14質量%以下含有すること、
がより好ましい解決手段となるものと考えられる。
In the castable refractory material according to the present invention configured as described above,
(1) The cement containing the strontium aluminumate should be contained in an amount of 11% by mass or more and 20% by mass or less.
(2) The cement containing the strontium aluminumate should be contained in an amount of 11% by mass or more and 14% by mass or less.
Is considered to be a more preferable solution.

また、本発明は、上述したキャスタブル耐火物を、内張耐火物として用いたことを特徴とする溶鋼鍋である。 Further, the present invention is a molten steel pan characterized in that the above-mentioned castable refractory is used as a lining refractory.

本発明に係るキャスタブル耐火物によれば、アルミナセメントに替えてストロンチウムアルミネートを含有するセメントを使用することで、セメント由来のCaOの含有が少なくなりCaOによる低融物の生成量が少なく、高い熱間強度と優れた耐食性を得られるようになった。また、分散剤を除く原料中のCaO量を、0.3質量%以下にすることにより、耐食性を落とすことなく、高い熱間強度を得られるようになった。 According to the castable refractory material according to the present invention, by using a cement containing strontium aluminate instead of the alumina cement, the content of CaO derived from the cement is reduced, and the amount of low melt produced by CaO is small and high. It has become possible to obtain hot strength and excellent corrosion resistance. Further, by setting the amount of CaO in the raw material excluding the dispersant to 0.3% by mass or less, high hot strength can be obtained without deteriorating the corrosion resistance.

また、アルミナセメントは1400℃以上の環境において、以下の(1)式:
CaAl+4Al→CaAl1219・・・(1)
の反応により体積膨張を生じる。カーボンを含有しないキャスタブル耐火物は1400℃以上で焼結により収縮するが、カーボンを含有するキャスタブル耐火物ではカーボンが焼結を阻害するため、(1)式の反応により冷却後に線変化率が大きくなり、施工体に亀裂が生じることがある。アルミナセメントではなくストロンチウムアルミネートを含有するセメントを使用すれば、(1)式の反応が生じないので熱処理後も残存膨張は必要以上に大きくならず、施工体に亀裂が生じないという効果もある。
In addition, alumina cement has the following formula (1): in an environment of 1400 ° C or higher.
CaAl 4 O 7 + 4Al 2 O 3 → CaAl 12 O 19 ... (1)
Volume expansion occurs due to the reaction of. Castable refractories that do not contain carbon shrink at 1400 ° C or higher due to sintering, but in castable refractories that contain carbon, carbon inhibits sintering, so the rate of linear change after cooling is large due to the reaction of equation (1). As a result, cracks may occur in the construction body. If cement containing strontium aluminate is used instead of alumina cement, the reaction of equation (1) does not occur, so the residual expansion does not become larger than necessary even after heat treatment, and there is also the effect that cracks do not occur in the construction body. ..

さらに、本発明に係る溶鋼鍋では、上述した耐食性や熱間強度等に優れる本発明に係るキャスタブル耐火物を内張耐火物として用いるため、耐用性の高い溶鋼鍋を得ることができる。 Further, in the molten steel pan according to the present invention, since the castable refractory according to the present invention, which is excellent in corrosion resistance and hot strength, is used as the lining refractory, a molten steel pan having high durability can be obtained.

本発明に係るキャスタブル耐火物は、アルミナ、カーボンおよびマグネシアを含有するキャスタブル耐火物、または、アルミナ、カーボンおよびスピネルを含有するキャスタブル耐火物において、ストロンチウムアルミネートを含有するセメントを7質量%以上20質量%以下、および分散剤を含有し、分散剤を除く原料中のCaOの含有率が0.3質量%以下であることを特徴としている。 The castable refractory according to the present invention is a castable refractory containing alumina, carbon and magnesia, or a castable refractory containing alumina, carbon and spinel, and contains 7% by mass or more and 20% by mass of cement containing strontium aluminate. % Or less, and the content of CaO in the raw material excluding the dispersant is 0.3% by mass or less.

本発明によれば、キャスタブル耐火物中のセメントをアルミナセメントに代えてストロンチウムアルミネートを含有するセメントにしたため、CaOを含む低融物、例えば、1600℃以下で溶融するCaAlSiO、CaAlSiO等の生成量が少なくなり、代わりに1650℃でも溶融しないSrAlSi、Sr0.92Mg0.91Al10.0917等を生成し、耐食性と熱間強度が向上した。また、CaO量を0.3質量%以下にすることにより、CaOを含む上記の低融物の生成量が少なくなるため耐食性を落とすことなく、高い熱間強度を得られるようになった。さらに、上記(1)式の反応が生じないことにより、熱処理後に亀裂が発生しなくなった。 According to the present invention, since the cement in the castable refractory is replaced with an alumina cement to be a cement containing strontium aluminate, a low melt containing CaO, for example, Ca 2 Al 2 SiO 7 , which melts at 1600 ° C. or lower, is used. The amount of CaAl 2 SiO 6 produced is reduced, and instead SrAl 2 Si 2 O 8 and Sr 0.92 Mg 0.91 Al 10.09 O 17 that do not melt even at 1650 ° C are produced, resulting in corrosion resistance and hot strength. Has improved. Further, by setting the amount of CaO to 0.3% by mass or less, the amount of the above-mentioned low melt containing CaO is reduced, so that high hot strength can be obtained without deteriorating the corrosion resistance. Further, since the reaction of the above formula (1) did not occur, cracks did not occur after the heat treatment.

ストロンチウムアルミネートを含有するセメントは、キャスタブル耐火物に対し、7質量%以上20質量%、好ましくは11質量%以上20質量%、より好ましくは11質量%以上14質量%含有する。ここで、ストロンチウムアルミネートを含有するセメントが7質量%未満では、脱枠に必要とされている強度を得られない。また、ストロンチウムアルミネートを含有するセメントが20質量%を超えると、施工性が低下して施工に必要な水分量が増大し、見かけ気孔率増大をもたらす。また、分散剤以外の原料に対するCaO含有量は0.3質量%以下とする。分散剤以外の原料に対するCaO含有量が0.3質量%を超えると、耐食性、熱間強度の低下をもたらす。 The cement containing strontium aluminate contains 7% by mass or more and 20% by mass, preferably 11% by mass or more and 20% by mass, and more preferably 11% by mass or more and 14% by mass with respect to the castable refractory. Here, if the cement containing strontium aluminate is less than 7% by mass, the strength required for deframement cannot be obtained. Further, when the cement containing strontium aluminate exceeds 20% by mass, the workability is lowered, the amount of water required for the work is increased, and the apparent porosity is increased. The CaO content with respect to the raw materials other than the dispersant shall be 0.3% by mass or less. When the CaO content with respect to the raw materials other than the dispersant exceeds 0.3% by mass, the corrosion resistance and the hot strength are lowered.

セメント以外の原料として、耐火性原料としてアルミナ、カーボンおよびマグネシア、または、アルミナ、カーボンおよびスピネル、を含有する。ここで、カーボンとは、鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛、土状黒鉛、人造黒鉛、ピッチ、カーボンブラック、無煙炭、コークスなどをいう。結合剤のストロンチウムアルミネートを含有するセメントについては、例えば、SrO=17.2質量%、Al=76.5質量%、CaO=1.5質量%、SiO=0.1質量%の市販品を使用することが出来る。結合剤としては、ストロンチウムアルミネートを含有するセメントに加えて、アルミナゾル、シリカゾルなどを併用して使用できる。その他、酸化防止剤として、金属シリコンなどの各種金属、炭化珪素、炭化ホウ素などの炭化物を含んでもよい。さらに、耐火性原料の一部として、5質量%以下程度であればシリカヒューム、粘土、を含んでもよい。以上の原料に加えて、ポリカルボン酸系、ポリエーテル系、ポリマー系、ナフタレンスルホン酸系などの各種分散剤、その他、キャスタブル耐火物に一般的に使用される各種添加剤を使用することができるものとする。 As a raw material other than cement, alumina, carbon and magnesia, or alumina, carbon and spinel are contained as refractory raw materials. Here, carbon refers to scaly graphite, scaly graphite, earthy graphite, artificial graphite, pitch, carbon black, anthracite, coke and the like. For cement containing the binder strontium aluminate, for example, SrO = 17.2% by mass, Al 2O 3 = 76.5% by mass, CaO = 1.5% by mass, SiO 2 = 0.1% by mass. Commercially available products can be used. As the binder, in addition to cement containing strontium aluminate, alumina sol, silica sol and the like can be used in combination. In addition, as the antioxidant, various metals such as metallic silicon and carbides such as silicon carbide and boron carbide may be contained. Further, silica fume and clay may be contained as a part of the refractory raw material as long as it is about 5% by mass or less. In addition to the above raw materials, various dispersants such as polycarboxylic acid-based, polyether-based, polymer-based, and naphthalene sulfonic acid-based, and various additives generally used for castable refractories can be used. It shall be.

本発明において、ストロンチウムアルミネートを含有するセメントおよび分散剤を除く原料中のCaOのそれぞれの含有量の他の組成の含有量は、一般的なキャスタブル耐火物で用いられるものと同様で、一例として以下の例が挙げられる。まず、アルミナ、カーボンおよびマグネシアを含むキャスタブル耐火物では、電融アルミナまたは焼結アルミナが39質量%以上85質量%以下、仮焼アルミナが2質量%以上20質量%以下、カーボンが1質量%以上10質量%以下、マグネシアが5質量%以上10質量%以下、分散剤が0.05質量%以上2.5質量%以下である。また、アルミナ、カーボンおよびスピネルを含むキャスタブル耐火物では、アルミナが12質量%以上73質量%以下、仮焼アルミナが2質量%以上20質量%以下、カーボンが1質量%以上10質量%以下、スピネルが17質量%以上37質量%以下、分散剤が0.05質量%以上2.5質量%以下である。 In the present invention, the content of each of the CaO contents in the raw materials excluding the cement containing strontium aluminate and the dispersant is the same as that used in a general castable refractory, and as an example. The following examples are given. First, in castable refractory materials containing alumina, carbon and magnesia, fused alumina or sintered alumina is 39% by mass or more and 85% by mass or less, calcined alumina is 2% by mass or more and 20% by mass or less, and carbon is 1% by mass or more. It is 10% by mass or less, magnesia is 5% by mass or more and 10% by mass or less, and the dispersant is 0.05% by mass or more and 2.5% by mass or less. In the castable refractory material containing alumina, carbon and spinel, alumina is 12% by mass or more and 73% by mass or less, calcined alumina is 2% by mass or more and 20% by mass or less, carbon is 1% by mass or more and 10% by mass or less, and spinel. Is 17% by mass or more and 37% by mass or less, and the dispersant is 0.05% by mass or more and 2.5% by mass or less.

骨材のアルミナの一部に、粒径が細かい仮焼アルミナを使用することで、ストロンチウムアルミネートを含有するセメントを使用する際に、特に冬場など気温が低い場合において、施工後1日経過した時点での強度の向上が期待でき、好適である。 By using calcined alumina with a fine particle size as part of the alumina of the aggregate, one day has passed since the construction when using cement containing strontium aluminate, especially when the temperature is low such as in winter. It is suitable because it can be expected to improve the strength at the time point.

<実施例1>
以下の表1に、アルミナ-マグネシア-カーボンキャスタブル耐火物に、ストロンチウムアルミネートを含有するセメント(以下、ストロンチウムセメントという)を適用した本発明例1~7と比較例3、4、および、アルミナセメントを適用した比較例2、さらに、アルミナ-マグネシアキャスタブル耐火物に、アルミナセメントを適用した比較例1を示す。
<Example 1>
Table 1 below shows Examples 1 to 7 of the present invention, Comparative Examples 3, 4 and Alumina Cement in which cement containing strontium aluminate (hereinafter referred to as strontium cement) was applied to an alumina-magnesia-carbon castable refractory. 2 is further shown, and Comparative Example 1 in which alumina cement is applied to an alumina-magnesia castable refractory is shown.

本発明例1~4は、いずれも鱗状黒鉛5質量%の場合であって、本発明例1はストロンチウムセメント7質量%、本発明例2はストロンチウムセメント11質量%、本発明例3はストロンチウムセメント14質量%、本発明例4はストロンチウムセメント20質量%を使用したアルミナ-マグネシア-カーボンキャスタブル耐火物である。本発明例5、本発明例6、本発明例7は、いずれもストロンチウムセメント7質量%の場合であって、本発明例5は鱗状黒鉛1質量%、本発明例6は鱗状黒鉛10質量%、本発明例7はピッチ2.5質量%とカーボンブラック2.5質量%を使用したアルミナ-マグネシア-カーボンキャスタブル耐火物である。 Examples 1 to 4 of the present invention are all cases of scale graphite 5% by mass, Example 1 of the present invention is 7% by mass of strontium cement, Example 2 of the present invention is 11% by mass of strontium cement, and Example 3 of the present invention is strontium cement. Example 4 of the present invention is an alumina-magnesia-carbon castable refractory using 14% by mass and 20% by mass of strontium cement. Examples 5 of the present invention, Example 6 of the present invention, and Example 7 of the present invention are all cases of 7% by mass of strontium cement, 1% by mass of scaly graphite in Example 5 of the present invention, and 10% by mass of scaly graphite in Example 6 of the present invention. Example 7 of the present invention is an alumina-magnesia-carbon castable fireproof material using 2.5% by mass of pitch and 2.5% by mass of carbon black.

比較例1は、アルミナセメント7質量%を使用したアルミナ-マグネシアキャスタブル耐火物である。比較例2は、アルミナセメント7質量%を使用したアルミナ-マグネシア-カーボンキャスタブル耐火物である。比較例3は、ストロンチウムセメント量が本発明範囲より少ない6質量%を使用したアルミナ-マグネシア-カーボンキャスタブル耐火物である。比較例4は、ストロンチウムセメント量が本発明例より多い21質量%であって、CaO含有量が本発明範囲より多いアルミナ-マグネシア-カーボンキャスタブル耐火物である。 Comparative Example 1 is an alumina-magnesia castable refractory using 7% by mass of alumina cement. Comparative Example 2 is an alumina-magnesia-carbon castable refractory using 7% by mass of alumina cement. Comparative Example 3 is an alumina-magnesia-carbon castable refractory using 6% by mass, which has a strontium cement amount smaller than the range of the present invention. Comparative Example 4 is an alumina-magnesia-carbon castable refractory having a strontium cement content of 21% by mass higher than that of the present invention and a CaO content higher than that of the present invention.

各原料を表1に従い、鱗状黒鉛、ピッチ、カーボンブラックのみ別袋にして2.5kgになるように秤量、配合した後、粉体、液体とも5℃になっている冷蔵庫で1晩保存した。翌日、冷蔵庫から取り出して、鱗状黒鉛、ピッチ、カーボンブラック以外の原料を万能型ミキサーに入れ、1分間撹拌後に前記液体を入れ、2分間撹拌後、鱗状黒鉛、ピッチ、カーボンブラックを入れてさらに1分間撹拌した。その後、40×40×160mmの金型に流し込み、テーブル状バイブレーターで30秒加振した後、5℃になっている冷蔵庫に保管した。1日後に冷蔵庫から取り出し、脱型してJIS R 2553に従い、万能試験機を用いて曲げ試験を行った。曲げ試験の結果が0.8MPa以上あれば、冬季でも翌日に脱枠可能と判断する。 According to Table 1, each raw material was weighed and blended in a separate bag containing only scale graphite, pitch, and carbon black so as to weigh 2.5 kg, and then stored overnight in a refrigerator at 5 ° C. for both powder and liquid. The next day, take it out of the refrigerator, put raw materials other than scaly graphite, pitch, and carbon black in a universal mixer, add the liquid after stirring for 1 minute, and after stirring for 2 minutes, add scaly graphite, pitch, and carbon black, and add 1 more. Stir for minutes. Then, it was poured into a mold of 40 × 40 × 160 mm, vibrated with a table-shaped vibrator for 30 seconds, and then stored in a refrigerator at 5 ° C. One day later, it was taken out of the refrigerator, demolded, and subjected to a bending test using a universal testing machine according to JIS R 2553. If the result of the bending test is 0.8 MPa or more, it is judged that the frame can be removed the next day even in winter.

別途、各原料を表1に従い、鱗状黒鉛、ピッチ、カーボンブラックのみ別袋にして2.5kgになるように秤量、配合した後、鱗状黒鉛、ピッチ、カーボンブラック以外の原料を万能型ミキサーに入れて1分間撹拌し、液体を入れて2分間撹拌後、鱗状黒鉛、ピッチ、カーボンブラックを入れてさらに1分間撹拌した。熱間曲げ試験用は30×30×120mmの金型に流し込み、スラグ侵食試験用は40×40×40mmの金型に流し込んだ。型枠に流し込んだ後はテーブル状バイブレーターで30秒加振した。20℃で1日養生後に脱型した。 Separately, according to Table 1, weigh and mix each raw material into a separate bag containing only scale graphite, pitch, and carbon black so that the weight is 2.5 kg, and then put the raw materials other than scale graphite, pitch, and carbon black into a universal mixer. The mixture was stirred for 1 minute, liquid was added and stirred for 2 minutes, then scaly graphite, pitch and carbon black were added and stirred for another 1 minute. For the hot bending test, it was poured into a mold of 30 × 30 × 120 mm, and for the slag erosion test, it was poured into a mold of 40 × 40 × 40 mm. After pouring into the mold, it was vibrated for 30 seconds with a table-shaped vibrator. After curing at 20 ° C for 1 day, the mold was removed.

30×30×120mmのサンプルは、110℃×24時間乾燥した後、比較例1以外のサンプルは炭化珪素製の容器にコークスブリーズと共に入れて、比較例1のサンプルは容器に入れずに1400℃×3時間電気炉で熱処理を行い、1400℃に制御された電気炉内にコークスブリーズと共に入れてクロスヘッド下降速度0.5mm/分で熱間曲げ試験を行った。 The 30 × 30 × 120 mm sample was dried at 110 ° C. × 24 hours, and then the samples other than Comparative Example 1 were placed in a silicon carbide container together with coke breeze, and the sample of Comparative Example 1 was placed at 1400 ° C. without a container. Heat treatment was performed in an electric furnace for × 3 hours, and the mixture was placed in an electric furnace controlled at 1400 ° C. together with coke breeze to perform a hot bending test at a crosshead descent speed of 0.5 mm / min.

40×40×40mmのサンプルは、110℃×24時間乾燥した後、1650℃×1時間、電気炉で窒素ガスを流しながら熱処理を行った。サンプル上部にφ20×15mm穴をあけ、その穴の中にFe=0.9質量%、SiO=5.0質量%、Al=13.2質量%、CaCO=77.2質量%、MgO=3.8質量%に調整した試薬を7g詰めて、再度1650℃×1時間、電気炉で窒素ガスを流しながら熱処理を行った。冷却後に試験前後の穴の直径の寸法変化を測定し、溶損厚みを求め、比較例1を100として規格化し、溶損指数とした。結果を以下の表1に示す。 The 40 × 40 × 40 mm sample was dried at 110 ° C. × 24 hours and then heat-treated at 1650 ° C. × 1 hour while flowing nitrogen gas in an electric furnace. A hole of φ20 × 15 mm is made in the upper part of the sample, and Fe 2 O 3 = 0.9 mass%, SiO 2 = 5.0 mass%, Al 2 O 3 = 13.2 mass%, CaCO 3 = 77 in the hole. 7 g of the reagent adjusted to .2% by mass and MgO = 3.8% by mass was packed, and heat treatment was performed again at 1650 ° C. for 1 hour while flowing nitrogen gas in an electric furnace. After cooling, the dimensional change in the diameter of the hole before and after the test was measured to determine the melting loss thickness, and Comparative Example 1 was standardized as 100 and used as the melting loss index. The results are shown in Table 1 below.

Figure 2022065401000001
Figure 2022065401000001

表1の結果から以下のことがわかる。本発明例1~7は、いずれも5℃×1日養生後の曲げ強度が0.8MPa以上となり、ストロンチウムセメントを11質量%以上使用した本発明例2~4は、アルミナセメントを7質量%使用した比較例1および2より高強度となった。ストロンチウムセメントを6質量%使用した比較例3は、5℃×1日養生後の曲げ強度が0.8MPa未満となった。 The following can be seen from the results in Table 1. In Examples 1 to 7 of the present invention, the bending strength after curing at 5 ° C. × 1 day is 0.8 MPa or more, and in Examples 2 to 4 of the present invention using 11% by mass or more of strontium cement, 7% by mass of alumina cement is used. The strength was higher than that of Comparative Examples 1 and 2 used. In Comparative Example 3 in which 6% by mass of strontium cement was used, the bending strength after curing at 5 ° C. for 1 day was less than 0.8 MPa.

鱗状黒鉛5質量%、アルミナセメント7質量%を使用した比較例2は、1400℃×3時間熱処理後に膨張して亀裂が発生し、熱処理後の特性を評価することが出来なかったが、本発明例1~7は、いずれもアルミナセメント7質量%を使用した比較例1より1400℃×3時間熱処理後の線変化率が小さくなった。 In Comparative Example 2 using 5% by mass of scaly graphite and 7% by mass of alumina cement, it expanded and cracked after heat treatment at 1400 ° C. for 3 hours, and the characteristics after heat treatment could not be evaluated. In each of Examples 1 to 7, the rate of linear change after heat treatment at 1400 ° C. for 3 hours was smaller than that in Comparative Example 1 in which 7% by mass of alumina cement was used.

本発明例1~7は、いずれもアルミナセメント7質量%を使用した比較例1と比べて1400℃熱間曲げ強度が大きくなった。また、CaO分が少ないため、溶損指数が比較例1と比べて同等以下となり、耐食性が同等以上となった。 In each of Examples 1 to 7 of the present invention, the hot bending strength at 1400 ° C. was higher than that in Comparative Example 1 in which 7% by mass of alumina cement was used. Further, since the CaO content was small, the dissolution loss index was equal to or less than that of Comparative Example 1, and the corrosion resistance was equal to or higher than that of Comparative Example 1.

ストロンチウムセメント量が本発明例より多く、CaO分が多い比較例4では、CaOの多さと施工に必要な水量が8.8質量%と多いため、溶損指数が比較例1より大きくなり、耐食性が劣った。 In Comparative Example 4 in which the amount of strontium cement is larger than that of the example of the present invention and the amount of CaO is large, the amount of CaO is large and the amount of water required for construction is as large as 8.8% by mass. Was inferior.

<実施例2>
以下の表2に、アルミナ-スピネル-カーボンキャスタブル耐火物に、ストロンチウムセメントを適用した本発明例11~17と比較例13、14、および、アルミナセメントを適用した比較例12、さらに、アルミナ-スピネルキャスタブル耐火物に、アルミナセメントを適用した比較例11を示す。
<Example 2>
Table 2 below shows Examples 11 to 17 of the present invention in which strontium cement was applied to an alumina-spinel-carbon castable refractory, Comparative Examples 13 and 14, and Comparative Example 12 in which alumina cement was applied, and further, alumina-spinel. Comparative Example 11 in which alumina cement is applied to a castable refractory is shown.

本発明例11~14は、いずれも鱗状黒鉛3質量%の場合であって、本発明例11はストロンチウムセメント7質量%、本発明例12はストロンチウムセメント11質量%、本発明例13はストロンチウムセメント14質量%、本発明例14はストロンチウムセメント20質量%を使用したアルミナ-スピネル-カーボンキャスタブル耐火物である。本発明例15~17は、いずれもストロンチウムセメント7質量%の場合であって、本発明例15は鱗状黒鉛1質量%、本発明例16は鱗状黒鉛10質量%、本発明例17はピッチ1.5質量%とカーボンブラック1.5質量%を使用したアルミナ-スピネル-カーボンキャスタブル耐火物である。 Examples 11 to 14 of the present invention are all cases of scale graphite 3% by mass, Example 11 of the present invention is 7% by mass of strontium cement, Example 12 of the present invention is 11% by mass of strontium cement, and Example 13 of the present invention is strontium cement. 14% by mass, Example 14 of the present invention is an alumina-spinel-carbon castable refractory using 20% by mass of strontium cement. Examples 15 to 17 of the present invention are all cases of 7% by mass of strontium cement, Example 15 of the present invention is 1% by mass of scaly graphite, Example 16 of the present invention is 10% by mass of scaly graphite, and Example 17 of the present invention is pitch 1. Alumina-spinel-carbon castable fireproof material using 5.5% by mass and 1.5% by mass of carbon black.

比較例11は、アルミナセメント7質量%を使用したアルミナ-スピネルキャスタブル耐火物である。比較例12は、アルミナセメント7質量%を使用したアルミナ-スピネル-カーボンキャスタブル耐火物である。比較例13は、ストロンチウムセメント量が本発明範囲より少ない6質量%を使用したアルミナ-スピネル-カーボンキャスタブル耐火物である。比較例14は、ストロンチウムセメント量が本発明例より多い21質量%であって、CaO分が本発明範囲より多いアルミナ-スピネル-カーボンキャスタブル耐火物である。 Comparative Example 11 is an alumina-spinel castable refractory using 7% by mass of alumina cement. Comparative Example 12 is an alumina-spinel-carbon castable refractory using 7% by mass of alumina cement. Comparative Example 13 is an alumina-spinel-carbon castable refractory using 6% by mass, which has a strontium cement amount smaller than the range of the present invention. Comparative Example 14 is an alumina-spinel-carbon castable refractory in which the amount of strontium cement is 21% by mass, which is larger than that of the present invention, and the CaO content is larger than the range of the present invention.

各原料を使用して、実施例1と同様にサンプルを作製し、作製したサンプルを評価した。結果を以下の表2に示す。 Using each raw material, a sample was prepared in the same manner as in Example 1, and the prepared sample was evaluated. The results are shown in Table 2 below.

Figure 2022065401000002
Figure 2022065401000002

表2の結果から以下のことがわかる。本発明例11~17は、いずれも5℃×1日養生後の曲げ強度が0.8MPa以上となり、ストロンチウムセメントを11質量%以上使用した本発明例12~14は、アルミナセメント7質量%を使用した比較例11および12より高強度となった。ストロンチウムセメントを6質量%使用した比較例12は、5℃×1日養生後の曲げ強度が0.8MPa未満となった。 The following can be seen from the results in Table 2. In the examples 11 to 17 of the present invention, the bending strength after curing at 5 ° C. × 1 day is 0.8 MPa or more, and in the examples 12 to 14 of the present invention using 11% by mass or more of strontium cement, 7% by mass of alumina cement is used. The strength was higher than that of Comparative Examples 11 and 12 used. In Comparative Example 12 in which 6% by mass of strontium cement was used, the bending strength after curing at 5 ° C. for 1 day was less than 0.8 MPa.

鱗状黒鉛3質量%、アルミナセメント7質量%を含有する比較例12は、1400℃×3時間熱処理後に膨張し、施工体に亀裂が発生したが、本発明例11~17は、いずれもアルミナセメント7質量%を含有する比較例11と同等の線変化率となり、亀裂は発生しなかった。 Comparative Example 12 containing 3% by mass of scaly graphite and 7% by mass of alumina cement expanded after heat treatment at 1400 ° C. for 3 hours, and cracks were generated in the construction body. However, all of Examples 11 to 17 of the present invention were alumina cement. The linear change rate was the same as that of Comparative Example 11 containing 7% by mass, and no crack was generated.

本発明例11~17は、いずれもアルミナセメント7質量%を使用した比較例11と比べて1400℃熱間曲げ強度が大きくなった。また、CaO分が少ないため溶損指数が比較例11と比べて同等以下となり、耐食性が同等以上であった。 In each of Examples 11 to 17 of the present invention, the hot bending strength at 1400 ° C. was higher than that in Comparative Example 11 in which 7% by mass of alumina cement was used. Further, since the CaO content was small, the dissolution loss index was equal to or less than that of Comparative Example 11, and the corrosion resistance was equal to or higher than that of Comparative Example 11.

ストロンチウムセメント量が本発明例より多く、CaO分が多い比較例14では、CaOの多さと施工に必要な水量が8.5質量%と多いため、溶損指数が比較例11より大きくなり、耐食性が劣った。 In Comparative Example 14 in which the amount of strontium cement is larger than that of the example of the present invention and the amount of CaO is large, the amount of CaO is large and the amount of water required for construction is as large as 8.5% by mass. Was inferior.

<実施例3>
本発明例12のアルミナ-スピネル-カーボンキャスタブル耐火物を、容量300tの溶鋼鍋の敷部に11.5tを流し込み施工した。また、比較例1のアルミナ-マグネシアキャスタブル耐火物を、別の300t溶鋼鍋の敷部に12t流し込み施工した。いずれも1日後に鋼浴部にアルミナ-マグネシアキャスタブル耐火物を流し込み、スラグライン部にマグネシア-カーボンれんがを積んだ。その後、どちらの溶鋼鍋も同じ条件で乾燥・予熱して溶鋼を受鋼した。本発明例12の方が施工量が少ないのは、黒鉛のかさ比重がアルミナより小さいことから、アルミナ-スピネル-カーボンキャスタブル耐火物の方がアルミナ-マグネシアキャスタブル耐火物よりかさ比重が小さくなるためである。比較例1では110回使用後に補修を行ったのに対し、本発明例では132回使用することが出来た。
<Example 3>
The alumina-spinel-carbon castable refractory of Example 12 of the present invention was constructed by pouring 11.5 tons into the base of a molten steel pot having a capacity of 300 tons. Further, the alumina-magnesia castable refractory of Comparative Example 1 was cast by pouring 12 tons into the floor of another 300 ton molten steel pot. In each case, one day later, alumina-magnesia castable refractory was poured into the steel bath part, and magnesia-carbon brick was loaded on the slag line part. After that, both molten steel pots were dried and preheated under the same conditions to receive the molten steel. The reason why the construction amount of Example 12 of the present invention is smaller is that the bulk specific gravity of graphite is smaller than that of alumina, and therefore the bulk specific gravity of the alumina-spinel-carbon castable refractory is smaller than that of the alumina-magnesia castable refractory. be. In Comparative Example 1, the repair was performed after 110 times of use, whereas in the example of the present invention, it could be used 132 times.

Figure 2022065401000003
Figure 2022065401000003

上述した実施例から明らかなように、本発明に係るキャスタブル耐火物は、高い熱間強度と優れた耐食性を得ることができ、施工体に亀裂が生じにくい。そのため、本発明に係るキャスタブル耐火物を内張耐火物として用いた溶鋼鍋は、高熱の下で使用されても高い耐用性を有する。 As is clear from the above-mentioned examples, the castable refractory material according to the present invention can obtain high hot strength and excellent corrosion resistance, and cracks are less likely to occur in the construction body. Therefore, the molten steel pot using the castable refractory according to the present invention as the lining refractory has high durability even when used under high heat.

本発明に係るキャスタブル耐火物は、上記の実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲において種々の応用を加えることが可能であり、製鉄所内で使用されるキャスタブル耐火物全てにおいて応用が可能である。 The castable refractory material according to the present invention is not limited to the above embodiment, and various applications can be added within the scope of the present invention, and the castable refractory material used in the steelworks can be applied to all castable refractory materials. It is possible.

Claims (4)

アルミナ、カーボンおよびマグネシアを含有するキャスタブル耐火物、または、アルミナ、カーボンおよびスピネルを含有するキャスタブル耐火物において、ストロンチウムアルミネートを含有するセメントを7質量%以上20質量%以下、および分散剤を含有し、分散剤を除く原料中のCaOの含有率が0.3質量%以下であることを特徴とするキャスタブル耐火物。 In a castable refractory containing alumina, carbon and magnesia, or a castable refractory containing alumina, carbon and spinel, the cement containing strontium aluminate is contained in an amount of 7% by mass or more and 20% by mass or less, and a dispersant. , A castable refractory having a CaO content of 0.3% by mass or less in the raw material excluding the dispersant. 前記ストロンチウムアルミネートを含有するセメントを11質量%以上20質量%以下含有することを特徴とする請求項1に記載のキャスタブル耐火物。 The castable refractory according to claim 1, wherein the cement containing the strontium aluminumate is contained in an amount of 11% by mass or more and 20% by mass or less. 前記ストロンチウムアルミネートを含有するセメントを11質量%以上14質量%以下含有することを特徴とする請求項1に記載のキャスタブル耐火物。 The castable refractory according to claim 1, wherein the cement containing the strontium aluminumate is contained in an amount of 11% by mass or more and 14% by mass or less. 請求項1~3のいずれか1項に記載のキャスタブル耐火物を、内張耐火物として用いたことを特徴とする溶鋼鍋。 A molten steel pan characterized in that the castable refractory according to any one of claims 1 to 3 is used as a lining refractory.
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