JP3685568B2

JP3685568B2 - Indefinite refractory for secondary smelting ladle lining

Info

Publication number: JP3685568B2
Application number: JP29688296A
Authority: JP
Inventors: 隆志岡本; 正明小林; 利彦金重; 雄一高倉; 幸春田淵; 忠史杉原
Original assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd; Kobe Steel Ltd
Current assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd; Kobe Steel Ltd
Priority date: 1996-11-08
Filing date: 1996-11-08
Publication date: 2005-08-17
Anticipated expiration: 2016-11-08
Also published as: JPH10139555A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二次精錬取鍋内張り用不定形耐火物に関し、鉄鋼産業における取鍋(溶鋼容器)の内張りライニング用として使用する不定形耐火物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、高級鋼の溶製ニ−ズに対処するため、溶鋼取鍋にてＬＦ(Ladle Furnace)処理や真空脱ガス処理などの二次精錬処理が行われている。
この二次精錬処理処理用取鍋の内側り用ライニング材としては、マグネシア・カ−ボン質れんが(定形耐火物)が、高熱で長時間の精錬処理に耐える材質として、一般的に使用されている。
【０００３】
しかしながら、昨今の築炉作業の省力化および省人化、また、築炉工の高年齢化や築炉工の不足に対応するため、上記定形耐火物に代えて“築炉の機械化が可能な不定形耐火物”の適用が指向されてきている。そして、高耐食性を有する取鍋内張り用の不定形耐火物として、マグネシア原料を活用した流し込み材(マグネシア質流し込み材)が検討されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記マグネシア質流し込み材(不定形耐火物)は、前記マグネシア・カ−ボン質れんが(定形耐火物)と比較して、
(1) スラグ浸潤が大きく、構造的スポ−リングによる剥離を起こす、
(2) 耐食性が1／2以下であり、耐溶損性が極端に劣る、
などの欠点を有している。
【０００５】
このマグネシア質流し込み材のスラグ浸潤を抑制し、構造的スポ−リングの防止を意図した流し込み材(不定形耐火物)の材質として、(A)マグネシアとシリカを組み合わせた流し込み材(特公昭62−113号公報)，(B)ジルコニア含有マグネシア原料を使用した流し込み材(特公平7−37344号公報)が提案されている。
しかし、これらの流し込み材(A)，(B)は、マグネシア質流し込み材と比較して、スラグ浸潤抑制効果は認められるものの、前記したマグネシア・カ−ボン質れんが(定形耐火物)と比較して、スラグ浸潤抑制が未だ充分とは言えず、かつ耐溶損性も不十分である。
【０００６】
また、(C)縮合リン酸ソ−ダ系バインダ−とハイアルミナセメントを結合剤とした黒鉛を含有するマグネシア・カ−ボン質流し込み材(特開昭57−92581号公報)，(D)ピッチやフェノ−ルで金属や合金をコ−ティングしたカ−ボン原料を含有するマグネシア・カ−ボン質流し込み材(特公昭62−20153号公報)も提案されている。しかし、これらの流し込み材(C)，(D)についても、スラグ浸潤抑制効果は認められるものの、耐火物の組織的に不十分であり、組織の脆弱化などにより耐用性は不十分である。
【０００７】
本発明者等は、前記マグネシア含有質流し込み材の浸透を抑制し、かつ組織の脆弱化を抑制することにより、過酷な使用条件である二次精錬用取鍋内張りに適用可能な流し込み材を開発するために鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成したものである。
即ち、本発明の目的は、スラグの浸透および組織の脆弱化を抑制し、従来の前記マグネシア・カ−ボン質れんが(定形耐火物)に匹敵する耐用性を有する、水にて混練可能な流し込み材を提供することにあり、二次精錬用取鍋の内張りとして使用する不定形耐火物(流し込み材)を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る二次精錬取鍋内張り用不定形耐火物(流し込み材)は、固定炭素量として２重量％以上含むマグネシア・カ−ボン質、縮合リン酸ソ−ダ、ハイアルミナセメント及び水を添加してなる不定形耐火物であって、縮合リン酸ソ−ダが外掛けで０．５〜４重量％、ハイアルミナセメントが縮合リン酸ソ−ダの添加量に対して１０〜８０重量％、水の添加量が４〜８重量％であり、該水にて混練・流し込み施工し、１１０℃で２４時間乾燥した後の見掛気孔率が１２％以下であることを特徴とし、これにより前記目的を達成したものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明すると、本発明で使用するカ−ボン原料としては、機能性微粒子状フェノ−ル樹脂，粉末ピッチ，ピッチでコ−ティングされた黒鉛，処理コ−クス粉末，カ−ボンブラック，マグネシア・カ−ボンれんが未使用品あるいは使用後の破砕粒より選択された１種または２種以上を使用することができる。
【００１０】
本発明において、上記カ−ボン原料の添加量としては、流し込み材での固定炭素量が２重量％以上に調整する必要があり、この点を本発明の特徴の１つとするものである。
その理由は、流し込み材中の固定炭素量が２重量％より少ない場合は、カ−ボンのスラグに対する難濡れ性の効果が少なく、スラグの浸透抑制効果が発揮できないからである。なお、固定炭素量の上限については、特に限定するものではないが、流し込み材の施工性に問題を与えないためには15重量％以下が好ましく、より好ましくは11重量％以下である。
【００１１】
また、流し込み材を構成するマグネシア原料としては、電融マグネシアクリンカ−，海水マグネシアクリンカ−，天然マグネシアクリンカ−の１種あるいは２種以上を使用することができ、これらを粉砕し所望粒度に調整したものが好ましい。
【００１２】
本発明に係る流し込み材は、前記したカ−ボン原料およびマグネシア原料を用いて得られたものであって、特に固定炭素量として２重量％以上含むマグネシア・カ−ボン質からなる点を特徴とするが、これを水にて混練・流し込み施工し、110℃で24時間乾燥した後の見掛気孔率が“12％以下”でなければならず、この点も本発明の特徴の１つとするものである。
見掛気孔率が12％より大きくなると、耐食性が低下し、かつ添加しているカ−ボン原料の酸化も促進され、耐用性が不十分となるので好ましくない。
【００１３】
本発明において、上記した見掛気孔率を12％以下にする手段としては、バインダ−(結合剤)として縮合リン酸ソーダを使用することにより達成することができ、その添加量としては0.5〜4重量％が好ましい。なお、縮合リン酸ソ−ダとしては、例えばス−パ−ヘキサメタリン酸ソ−ダのような長鎖のリン酸ソ−ダの使用が好ましい。
また、凝集作用を制御するため、ハイアルミナセメントを縮合リン酸ソーダと併用することが望ましく、その添加量としては、縮合リン酸ソーダの添加量に対して10〜80重量％、より好ましくは20〜75重量％である。
【００１４】
縮合リン酸ソーダの添加量が0.5重量％未満の場合は、見掛気孔率が12％より大きくなり、耐蝕性の低下や添加しているカーボン原料の酸化が促進するため、耐用性が不十分となるので好ましくない。一方、縮合リン酸ソーダの添加量が4重量％より多い場合は、流し込み材の粘性が増大し、施工に問題が発生しやすいので好ましくない。
また、凝集材として使用するハイアルミナセメントの添加量が縮合リン酸ソーダの添加量に対して10重量％未満の場合は、凝集が極端に遅くなり、一方、80重量％より多い場合は、可使時間が短くなり、施工面で問題が生じやすいので好ましくない。
【００１５】
本発明に係る二次精錬取鍋内張り用不定形耐火物(流し込み材)において、流動性を向上させるため、水酸化マグネシウム超微粉や軽焼マグネシア超微粉などのマグネシア超微粉，仮焼アルミナ超微粉，シリカ系超微粉などを添加することも可能であり、これらの添加も本発明に包含されるものである。
【００１６】
また、本発明において、流し込み材施工時の作業性や可使時間などを調整するため、塩基性乳酸アルミニウム，クエン酸，炭酸リチウム，水酸化カルシウムなどを使用することができ、また、必要に応じて、アルミニウム粉末，アルミニウム合金粉末，発泡剤，金属ファイバ−，有機ファイバ−，セラミックファイバ−，カ−ボンファイバ−などを、本発明の効果を阻害しない範囲で、添加することもできる。
さらに、マグネシア・カ−ボンれんがやマグネシア・カ−ボンペレットなどを６ｍｍ以上に破砕あるいは粒度調整した粗大粒を添加しても良い。
【００１７】
本発明に係る不定形耐火物(流し込み材)の施工方法としては、前記した配合組成に水を4〜8重量％添加・混練し、施工枠内に流し込むことによって行うことができる。この際、充分な充填性を得るため、ユ−ラスモ−タ−，棒状バイブレ−タ−，板状バイブレ−タ−などの振動機を併用するのが好ましい。
また、施工方法としては、直接取鍋内張りに施工するだけでなく、予め任意の形状に成形したブロックを製造し、該ブロックを用いて取鍋内張りに築炉しても良い。
【００１８】
【実施例】
次に、本発明の実施例を比較例と共に挙げ、本発明に係る不定形耐火物(流し込み材)について更に説明する。
【００１９】
（実施例１〜７，比較例１〜３）
表１に示す割合でマグネシア・カ−ボン質流し込み材を調製し、流し込み施工した。各実施例，比較例とも鍋内容量が20tonの二次精錬用取鍋で実施した。
【００２０】
各実施例，比較例で使用した耐火物の化学成分値，物性値，取鍋寿命，スラグライン部最大損傷速度，従来のマグネシア・カ−ボンれんがに対する寿命比較の各値を測定し、それらを表１に示す。
【００２１】
【表１】

【００２２】
表１から、本発明の範囲内の実施例１〜７では、従来のマグネシア・カ−ボンれんがと比較すると、1／2以上の耐用を得ることが認められ、充分に実用化可能であることが判明した。そして、この事実から、れんが積みに比較して築炉作業の負荷低減を図ることが可能になった。
【００２３】
これに対して、固定炭素量が本発明の範囲外の比較例１(固定炭素量：1.3ｗｔ％)、および、固定炭素量が本発明の範囲内であるけれども、110℃で24時間乾燥後の見掛気孔率が本発明の範囲外の比較例２，３(見掛気孔率：12.7％，14.0％)では、いずれも従来のマグネシア・カ−ボンれんが施工と比較して、1／3以下の耐用であり、実用化が不可能であった。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の二次精錬取鍋内張り用不定形耐火物(流し込み材)は、以上詳記したとおり、固定炭素量として２重量％以上含むマグネシア・カ−ボン質、縮合リン酸ソ−ダ、ハイアルミナセメント及び水を添加してなる不定形耐火物であって、縮合リン酸ソ−ダが外掛けで０．５〜４重量％、ハイアルミナセメントが縮合リン酸ソ−ダの添加量に対して１０〜８０重量％、水の添加量が４〜８重量％であり、該水にて混練・流し込み施工し、１１０℃で２４時間乾燥した後の見掛気孔率が１２％以下であることを特徴とし、このマグネシア・カ−ボン質流し込み材の適用により、二次精錬鍋内張りの寿命は、一般的に用いられているマグネシア・カ−ボンれんが内張りの寿命の1／2以上が可能であるという効果が生じる。そのため、本発明によれば、れんが積み施工と比較して、築炉作業の負荷低減を可能とするという顕著な効果を有するものである。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an irregular refractory for a secondary refining ladle lining, and to an irregular refractory used for lining a ladle (molten steel container) in the steel industry.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, secondary refining treatment such as LF (Ladle Furnace) treatment and vacuum degassing treatment has been performed in a molten steel ladle in order to cope with the melting needs of high-grade steel.
As a lining material for the inner side of this ladle for secondary refining treatment, magnesia carbon brick (standard refractory) is generally used as a material that can withstand high temperature and long time refining treatment. Yes.
[0003]
However, in order to cope with the labor-saving and labor-saving of the recent furnace building work, as well as the aging of the furnace builders and the shortage of the furnace builders, it is possible to replace the above-mentioned regular refractories with the possibility of mechanization of the furnace. The application of “unshaped refractories” has been directed. Then, as an irregular refractory for ladle lining having high corrosion resistance, a casting material (magnesia casting material) using a magnesia raw material has been studied.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the magnesia casting material (unshaped refractory) is compared with the magnesia carbon brick (standard refractory),
(1) Slag infiltration is large, causing peeling due to structural spoling,
(2) Corrosion resistance is 1/2 or less and melt resistance is extremely inferior.
Have the disadvantages.
[0005]
As a material of the casting material (indefinite refractory) intended to prevent slag infiltration of this magnesia casting material and to prevent structural spoiling, (A) a casting material combining magnesia and silica (Japanese Examined Patent Publication 62- No. 113), (B) a casting material using a zirconia-containing magnesia raw material (Japanese Patent Publication No. 7-37344) has been proposed.
However, these casting materials (A) and (B) are less effective in suppressing slag infiltration compared to the magnesia casting material, but compared to the magnesia-carbon brick (standard refractory). Therefore, the suppression of slag infiltration is not yet sufficient, and the resistance to erosion is insufficient.
[0006]
Further, (C) a magnesia-carbonaceous casting material containing graphite having a binder of a condensed phosphate soda binder and a high alumina cement as a binder (Japanese Patent Laid-Open No. 57-92581), (D) pitch Also proposed is a magnesia carbonaceous casting material (Japanese Patent Publication No. Sho 62-20153) containing a carbon raw material coated with a metal or alloy with phenol or phenol. However, although these casting materials (C) and (D) also have a slag infiltration suppressing effect, they are structurally insufficient for refractories and have insufficient durability due to weakening of the structure.
[0007]
The present inventors have developed a casting material that can be applied to the ladle lining for secondary refining, which is a severe use condition, by suppressing the penetration of the magnesia-containing material casting material and suppressing the weakening of the structure. The present invention has been completed as a result of intensive studies to achieve this.
That is, the object of the present invention is to suppress the infiltration of slag and the weakening of the structure, and has a durability comparable to the conventional magnesia-carbon brick (standard refractory), and can be kneaded with water. It is to provide materials, and to provide an irregular refractory material (casting material) used as a lining for a ladle for secondary refining.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The irregular refractory (casting material) for secondary smelting ladle lining according to the present invention comprises magnesia / carbonaceous matter , condensed phosphate soda, high alumina cement and water containing 2% by weight or more of fixed carbon. An amorphous refractory formed by adding condensed phosphate soda as an outer coating in an amount of 0.5 to 4% by weight, and high alumina cement in an amount of 10 to 80% based on the amount of condensed phosphate soda added %, an addition amount of 4-8% by weight of water, kneading and casting and construction with the water, apparent porosity after drying for 24 hours at 110 ° C. is equal to or less than 12%, which The above-mentioned purpose is achieved.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the embodiment of the present invention will be described. The carbon raw material used in the present invention includes functional fine particle phenol resin, powder pitch, graphite coated with pitch, and treated coke powder. , Carbon black, magnesia carbon brick, one or more selected from unused or crushed grains after use can be used.
[0010]
In the present invention, the amount of the carbon raw material to be added needs to be adjusted so that the amount of fixed carbon in the casting material is 2% by weight or more, and this is one of the features of the present invention.
The reason for this is that when the amount of fixed carbon in the casting material is less than 2% by weight, the effect of the hard wettability of carbon on the slag is small and the effect of suppressing the penetration of slag cannot be exhibited. The upper limit of the amount of fixed carbon is not particularly limited, but is preferably 15% by weight or less, more preferably 11% by weight or less so as not to give a problem to the workability of the casting material.
[0011]
Moreover, as a magnesia raw material which comprises a casting material, 1 type, or 2 or more types of an electrofusion magnesia clinker, a seawater magnesia clinker, and a natural magnesia clinker can be used, and these were pulverized and adjusted to a desired particle size. Those are preferred.
[0012]
The casting material according to the present invention is obtained by using the above-mentioned carbon raw material and magnesia raw material, and is characterized in that it is made of magnesia carbon containing at least 2 wt% of fixed carbon. However, the apparent porosity after kneading and pouring with water and drying at 110 ° C. for 24 hours must be “12% or less”, which is also a feature of the present invention. Is.
If the apparent porosity is larger than 12%, the corrosion resistance is lowered, and the oxidation of the added carbon raw material is promoted, so that the durability becomes insufficient.
[0013]
In the present invention, the means for reducing the apparent porosity to 12% or less can be achieved by using condensed sodium phosphate as a binder (binder). % By weight is preferred. As the condensed phosphoric acid soda, for example, it is preferable to use a long-chain phosphoric acid soda such as super hexametaphosphate soda.
Further, in order to control the coagulation action, it is desirable to use high alumina cement in combination with condensed sodium phosphate, and the addition amount thereof is 10 to 80% by weight, more preferably 20%, based on the addition amount of condensed sodium phosphate. ~ 75% by weight.
[0014]
When the added amount of condensed sodium phosphate is less than 0.5% by weight, the apparent porosity becomes larger than 12%, and the corrosion resistance is reduced and the oxidation of the added carbon raw material is promoted. Therefore, it is not preferable. On the other hand, when the amount of the condensed sodium phosphate added is more than 4% by weight, the viscosity of the casting material increases, and problems are likely to occur in construction, which is not preferable.
In addition, when the amount of high alumina cement used as the agglomerate is less than 10% by weight relative to the amount of condensed sodium phosphate, the agglomeration is extremely slow, whereas when the amount is greater than 80% by weight, it is acceptable. It is not preferable because the working time is shortened and problems in construction are likely to occur.
[0015]
In order to improve the fluidity in the secondary refractory ladle lining refractory (pouring material) according to the present invention, magnesium hydroxide ultrafine powder and light calcined magnesia ultrafine powder, calcined alumina ultrafine powder, etc. It is also possible to add silica-based ultrafine powder, and these additions are also included in the present invention.
[0016]
Further, in the present invention, basic aluminum lactate, citric acid, lithium carbonate, calcium hydroxide, etc. can be used to adjust workability and pot life at the time of casting material construction, and if necessary, In addition, aluminum powder, aluminum alloy powder, foaming agent, metal fiber, organic fiber, ceramic fiber, carbon fiber, and the like can be added as long as the effects of the present invention are not impaired.
Further, coarse particles obtained by crushing or adjusting the particle size of magnesia / carbon brick, magnesia / carbon pellet, etc. to 6 mm or more may be added.
[0017]
As a construction method of the irregular refractory (casting material) according to the present invention, it can be carried out by adding and kneading 4 to 8% by weight of water to the above-described composition, and pouring it into the construction frame. At this time, in order to obtain sufficient filling properties, it is preferable to use a vibrator such as a ulas motor, a rod-like vibrator, or a plate-like vibrator.
In addition, as a construction method, not only the ladle lining is directly constructed, but also a block molded in an arbitrary shape in advance is manufactured, and the ladle lining is constructed using the block.
[0018]
【Example】
Next, examples of the present invention will be given together with comparative examples to further describe the amorphous refractory (casting material) according to the present invention.
[0019]
(Examples 1-7, Comparative Examples 1-3)
A magnesia carbonaceous casting material was prepared at the ratio shown in Table 1 and cast. Each example and comparative example were carried out in a ladle for secondary refining with a pot capacity of 20 tons.
[0020]
Measure the chemical composition value, physical property value, ladle life, maximum slag line damage rate, life comparison for conventional magnesia and carbon bricks used in each example and comparative example. Table 1 shows.
[0021]
[Table 1]

[0022]
From Table 1, in Examples 1 to 7 within the scope of the present invention, it is recognized that a durability of 1/2 or more is obtained compared to the conventional magnesia carbon brick, and can be sufficiently put into practical use. There was found. And from this fact, it became possible to reduce the load of building work compared to brickwork.
[0023]
In contrast, Comparative Example 1 (fixed carbon content: 1.3 wt%) outside the scope of the present invention and fixed carbon content within the scope of the present invention, but after drying at 110 ° C. for 24 hours In Comparative Examples 2 and 3 (apparent porosity: 12.7%, 14.0%), the apparent porosity of which is outside the scope of the present invention is 1/3 compared to the conventional magnesia carbon brick construction. It has the following durability and cannot be put to practical use.
[0024]
【The invention's effect】
The irregular refractory (casting material) for secondary smelting ladle lining of the present invention, as detailed above, includes magnesia / carbonaceous matter , condensed phosphate soda, high It is an amorphous refractory formed by adding alumina cement and water, with condensed phosphate soda being 0.5 to 4% by weight on the outside, and high alumina cement being added to the amount of condensed phosphate soda. 10 to 80 wt% Te, an addition amount of 4-8% by weight of water that, kneading and casting and construction with the water, apparent porosity after drying for 24 hours at 110 ° C. is not more than 12% With the use of this magnesia-carbon casting material, the life of the secondary refining pan lining can be more than 1/2 the life of the commonly used magnesia-carbon brick lining. The effect that there is. Therefore, according to this invention, it has the remarkable effect that the load reduction of a furnace construction operation is attained compared with a brick construction.

Claims

This is an amorphous refractory made by adding magnesia / carbonaceous matter , condensed phosphate soda, high alumina cement and water with a fixed carbon content of 2% by weight or more. in 0.5 to 4 wt%, the high alumina cement is condensed phosphoric oxygen - 10 to 80% by weight relative to the amount of da, the amount of water added is 4 to 8 wt%, kneading and at the water An amorphous refractory for a secondary smelting ladle lining having an apparent porosity of 12% or less after casting and drying at 110 ° C. for 24 hours.