【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属を溶融するために使用される補強材としての定型ＭｇＯ−Ｃれんがをコーティング処理をすることにより、耐火物内の生成されたメタンガスや水蒸気圧による耐火物の亀裂や組織崩壊を抑制し、耐火物の寿命延長を目的とした製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、量産鋼の高級化に伴い脱ガス、脱Ｃを主目的とした真空精錬法、とりわけＲＨ脱ガス法、ＤＨ脱ガス法が一般的に採用され、多くのアルミナキャスタブルを使用した装置が使用されている。
【０００３】
従来アルミナキャスタブルを使用した製品の一例には、金属を溶融中に製品の品質調整の為にキャリアガスや不活性ガスを吹き込む手段としてランスパイプがある。そのランスパイプは、使用目的、使用条件等を考慮して様々なタイプがあり、耐久性において限りない研究が成されて来た。そこで、ランスパイプを例に挙げて従来の製造方法を説明する。
【０００４】
図２のブロック図に示すように、ランスパイプ１０を製造するに当り、溶融金属との耐食性、対スポーリング性、高緻密化、の対策によりアルミナキャスタブル３はアルミナ系、アルミナ−マグネシア系、アルミナ−カーボン系、アルミナ−クロム系など用途により多種多様の製品が開発されて来た。
【０００５】
但し、これらのアルミナキャスタブル３でも溶鋼流による摩耗、熱サイクルによるスポーリング、スラグの目地侵入による損傷・欠落などの問題が多く、未だにランスパイプ１０の適切な延命対策には至っていない。
【０００６】
そこで図２に於て、ランスパイプ１０に定型ＭｇＯ−Ｃれんが４を配列することにより、スラグインによる溶損を解決し、ランスパイプ１０を支える鉄芯１の変形を抑制し、下部の欠落の抑制対策に効果を求める方法が考え出されている。然しその効果は、まだ不十分でアルミナキャスタブル３と定型ＭｇＯ−Ｃれんが４との熱伝導率や熱膨張率の相違から両材質の境界部の目地が拡大し、損傷を大きくしていた。またその対策として凸凹配列や補強スタッド２を増設して対応しているところである。
【０００７】
また他の方法では、定型ＭｇＯ−Ｃれんが４の補強リングとしてアルミナキャスタブル３の中へ鋳込むことが考えだされている。この方法とは、ランスパイプ１０を製造する過程で鉄芯１と補強スタッド２の間に定型ＭｇＯ−Ｃれんが４の補強リングを挿入固定し、成形鋳型へアルミナキャスタブル３を流し込んで成形する方法である。
【０００８】
これは鉄芯１の補強と同等の発想で埋め込むことによりスラグなどの外部環境からの影響を保護し、アルミナキャスタブル３と定型ＭｇＯ−Ｃれんが４との貼り合わせの目地をなくすことによりスラグイン対策をして、補強効果により延命対策を施したものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
但し、この方法により新たに製造途中で炭素含有耐火物から生成される炭化アルミの水和反応が大きな問題点となってくる。
その問題を図３に於て示して説明すると、炭素含有耐火物である定型ＭｇＯ−Ｃれんが４ａは耐酸化性と熱間強度を改善するために、Ａｌ金属が添加されている。この添加Ａｌ金属は加熱中に約７００℃以上で炭素と反応してＡｌ4Ｃ3（図示なし）を生成する。
【００１０】
このＡｌ4Ｃ3は、耐火物が常温に冷却された場合、空気中の水蒸気と反応して水和物を定型ＭｇＯ−Ｃれんが内で生成する。図３に於いて、αは水の侵入方向を示している。又再加熱の際その化合物である水酸化アルミが分解して水蒸気８を発生する。具体的には下記の式化１、式化２で表わされる。
【００１１】
【化１】
（ｓ）は固体の状態を（ｇ）は気体の状態を表す。
【化２】
（ｓ）は固体の状態を（ｇ）は気体の状態を表す。
【００１２】
定型ＭｇＯ−Ｃれんが４ａ内で、この反応に伴いガス化したメタンガス７と水蒸気８が膨張し、定型ＭｇＯ−Ｃれんが４ａ内に亀裂９を及ぼし定型ＭｇＯ−Ｃれんが４ａの組織崩壊へと繋がって行くのである。
【００１３】
また、約３００℃以下の乾燥処理での不焼成工程では定型ＭｇＯ−Ｃれんが４内に空気中の水分が侵入し易いことが考えられ、またキャスタブルの鋳込み作業中でも水が侵入することがあり、Ａｌ4Ｃ3の水和反応とその化合物の熱分解が容易に発生し易いことが考えられる。この場合の水の侵入方向を方向βで表わす。
【００１４】
そこで定型ＭｇＯ−Ｃれんが内に水分が容易に侵入できない方法を開発し、更なる高耐用化を望むものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その要旨 とするところは、金属を溶融するために使用されるアルミナキャスタブル耐火物製品に於いて、補強材の定型ＭｇＯ−Ｃれんがに耐水塗料や釉薬などを表面に塗布することによりコーティング処理を施し、耐火物製品の成形鋳型に埋設して、アルミナキャスタブルを鋳込むことにより、定型ＭｇＯ−Ｃれんがへの水分の侵入を阻止して、水和反応や熱分解で発生するメタンガスや水蒸気の発生を防止して、耐久性保持の目的としたことを特徴とするコーティングを施したＭｇＯ−Ｃれんが使用のアルミナキャスタブル製造方法に関するものであり、また約２５０℃で乾燥処理をして得られた不焼成の定型ＭｇＯ−Ｃれんがを使用して製造したことを特徴とするコーティングを施したＭｇＯ−Ｃれんが使用のアルミナキャスタブル製造方法に関するものであり、更に約１４００℃以下で熱処理して得られた還元焼成の定型ＭｇＯ−Ｃれんがを使用して製造したことを特徴とするコーティングを施したＭｇＯ−Ｃれんが使用のアルミナキャスタブル製造方法に関するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明を実施例の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
（実施例）
ブロック図の図２は、一例のランスパイプの一般的な製造工程を示す。
一般にランスパイプは溶鋼、溶銑に脱Ｓｉ，脱Ｐ，脱Ｓなどを目的とした処理剤をキャリアガスと共に吹き込むパウダーインジェクションランスと溶鋼の温度制御、成分均一を目的とし不活性ガスを吹き込むガスブローランスなどがある。
【００１８】
図１に於て、本発明の実施例のランスパイプ１０の縦断面を示し、本発明のコーティング処理された定型ＭｇＯ−Ｃれんが４の参考埋設位置とし、定型ＭｇＯ−Ｃれんが４の製品長さや厚みは参考であり、本図で決定されるものではない。
それぞれの目的に合わせて形状や原料調整したアルミナキャスタブル３を鋳込み型へ流し込んで性能に合わせてランスパイプ１０を製造されるため、本図では一般的な製造方法で説明する。
【００１９】
図１に於て、ランスパイプのスラグ湯面６付近は、通常約φ４００ｍｍの口径で出来ており、全長の約７０００ｍｍに渡って鉄芯１を補強材とし、アルミナキャスタブル３の鋳込み固定のためＶ形状の補強スタッド２が各要部に配設される。図１は、そのスラグ湯面６付近のランスパイプの断面を示している。
【００２０】
図２で示すように、別工程で定型ＭｇＯ−Ｃれんが４を中空パイプ状（通常約φ340〜380ｍｍｘφ220〜270ｍｍ）に成形し、これを約２５０℃で乾燥処理をして不焼成の定型ＭｇＯ−Ｃれんが４を製造する。ここで本発明のコーティング処理５の工程を説明する。
【００２１】
このコーティング処理５は、定型ＭｇＯ−Ｃれんが４への空気中またはアルミナキャスタブル３への水分の侵入を阻止し、定型ＭｇＯ−Ｃれんが４内でのＡｌ4Ｃ3の水和反応とその化合物の熱分解を防止する為のもので耐水塗料を塗布することが考えられる。耐水塗料を定型ＭｇＯ−Ｃれんが４の表面に浸漬または刷毛塗りで塗布することにより、表面を外部からの水の侵入を防止する為のコーティング処理５をすることが出来る。
【００２２】
また、定型ＭｇＯ−Ｃれんが４を約１４００℃以下で還元焼成した工程の製品にも耐水塗料を定型ＭｇＯ−Ｃれんが４の表面に浸漬または刷毛塗りで塗布することにより、更に表面を水の侵入を防止する為のコーティング処理をすることが出来る。
【００２３】
更に、コーティングの種類は耐水塗料に限らず、釉薬を表面に塗布して一定時間焼成しても水の侵入防止のコーティング処理が可能である。
【００２４】
図１により、コーティング処理５を施された定型ＭｇＯ−Ｃれんが４をランスパイプ成形鋳型に挿入し、所定の位置に装設した後、アルミナキャスタブル３を流入させ定型ＭｇＯ−Ｃれんが４を埋設させる。その後キャスタブル３を乾燥させて品質確認をしてランスパイプの製品を完成させることができる。
【００２５】
以上、定型ＭｇＯ−Ｃれんがを使用したアルミナキャスタブル製品であるランスパイプに於いて実施例としたが、一般に定型ＭｇＯ−Ｃれんがを使用するアルミナキャスタブル製品に於いても、すべてコーティングを施した定型ＭｇＯ−Ｃれんがを使用することができる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明により定型ＭｇＯ−Ｃれんがに耐水仕様のコーティングを施すことは、定型ＭｇＯ−Ｃれんがに含有されているＡｌ4Ｃ3の水和反応とその化合物の熱分解を阻止し、亀裂を防止することにより定型ＭｇＯ−Ｃれんがの耐久性が増し、ランスパイプの寿命延長に作用するものである。
【００２７】
本発明は、複雑な装置を使用せず容易に定型ＭｇＯ−Ｃれんがにコーティングすることで延命効果が期待できる優れたアルミナキャスタブルの補強方法と言えるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例のランスパイプの中間部にコーティング耐火れんがを埋設した参考断面図である
【図２】本発明の実施例のランスパイプの中間部にコーティング耐火れんがを埋設したランスパイプの製造工程を示したブロック図である
【図３】従来のランスパイプの中間部に通常の耐火れんがを埋設した参考断面図である
【符号の説明】
１ 鉄芯
１ａ 鉄芯
２ 補強スタッド
２ａ 補強スタッド
３ アルミナキャスタブル
３ａ アルミナキャスタブル
４ 定型ＭｇＯ−Ｃれんが
４ａ 定型ＭｇＯ−Ｃれんが
５ コーティング処理
６ スラグ湯面
７ メタンガス
８ 水蒸気
９ 亀裂
10 ランスパイプ
10ａ ランスパイプ
α 方向
β 方向[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the present invention, the fixed MgO-C brick as a reinforcing material used for melting the metal is coated to prevent cracking or structural collapse of the refractory due to the generated methane gas or water vapor pressure in the refractory. The present invention relates to a manufacturing method for suppressing and extending the life of a refractory.
[0002]
[Prior art]
In recent years, vacuum refining methods mainly for degassing and decarbonization, especially RH degassing method and DH degassing method have been generally adopted along with the upgrading of mass-produced steel, and many devices using alumina castables are used. Has been.
[0003]
An example of a product using an alumina castable in the past is a lance pipe as a means for blowing a carrier gas or an inert gas to adjust the quality of the product while melting the metal. There are various types of lance pipes in consideration of the purpose of use, conditions of use, etc., and endless research has been conducted on durability. Therefore, a conventional manufacturing method will be described by taking a lance pipe as an example.
[0004]
As shown in the block diagram of FIG. 2, when the lance pipe 10 is manufactured, the alumina castable 3 is made of alumina, alumina-magnesia, or alumina by taking measures against corrosion resistance against molten metal, resistance to spalling, and densification. -A wide variety of products have been developed depending on applications such as carbon and alumina-chromium.
[0005]
However, even these alumina castables 3 have many problems such as wear due to molten steel flow, spalling due to thermal cycling, and damage / missing due to slag joint intrusion.
[0006]
Therefore, in FIG. 2, by arranging the regular MgO-C bricks 4 on the lance pipe 10, the melting damage due to slag is solved, the deformation of the iron core 1 supporting the lance pipe 10 is suppressed, and the lack of the lower part is suppressed. A method has been devised to obtain an effect on the countermeasures. However, the effect is still inadequate, and due to the difference in thermal conductivity and coefficient of thermal expansion between the alumina castable 3 and the regular MgO-C brick 4, the joints at the boundary between the two materials have expanded and the damage has been increased. In addition, as countermeasures, an uneven arrangement and reinforcing studs 2 are added.
[0007]
In another method, it has been considered that the regular MgO-C brick is cast into the alumina castable 3 as a reinforcing ring of 4. This method is a method in which a reinforcing ring of a fixed MgO-C brick 4 is inserted and fixed between the iron core 1 and the reinforcing stud 2 in the process of manufacturing the lance pipe 10, and the alumina castable 3 is poured into a forming mold and formed. is there.
[0008]
This protects the influence from the external environment such as slag by embedding with the same idea as the reinforcement of the iron core 1, and measures against slag in by eliminating the joint between the alumina castable 3 and the regular MgO-C brick 4 Thus, measures to prolong life are provided by the reinforcing effect.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, the hydration reaction of aluminum carbide newly produced from the carbon-containing refractory during the production by this method becomes a serious problem.
The problem will be described with reference to FIG. 3. In order to improve the oxidation resistance and the hot strength, the regular MgO-C brick 4a, which is a carbon-containing refractory, is added with Al metal. This added Al metal reacts with carbon at about 700 ° C. or higher during heating to produce Al 4 C 3 (not shown).
[0010]
When the refractory is cooled to room temperature, this Al 4 C 3 reacts with water vapor in the air to produce a hydrate in the regular MgO—C brick. In FIG. 3, α indicates the direction of water penetration. Further, upon reheating, the compound aluminum hydroxide is decomposed to generate water vapor 8. Specifically, it is represented by the following Formula 1 and Formula 2.
[0011]
[Chemical 1]
(S) represents a solid state, and (g) represents a gas state.
[Chemical 2]
(S) represents a solid state, and (g) represents a gas state.
[0012]
In the regular MgO-C brick 4a, the methane gas 7 and the water vapor 8 gasified with this reaction expand, and the regular MgO-C brick 4a cracks 9 in the regular MgO-C brick 4a. To go.
[0013]
In addition, in the non-firing step in the drying process of about 300 ° C. or less, it is considered that moisture in the air is likely to enter the regular MgO-C brick 4, and water may enter even during castable casting work. It is conceivable that the hydration reaction of Al 4 C 3 and the thermal decomposition of the compound easily occur. The water intrusion direction in this case is represented by direction β.
[0014]
Therefore, we have developed a method in which moisture cannot easily penetrate into the regular MgO-C brick and hope for further high durability.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and the gist of the present invention is that in the alumina castable refractory product used for melting the metal, the standard MgO-C brick of the reinforcing material is used. The surface is coated with water-resistant paint or glaze, embedded in a mold for refractory products, and cast with alumina castable to prevent moisture from entering the regular MgO-C brick. The present invention relates to an alumina castable manufacturing method using a coated MgO-C brick which is characterized by the purpose of maintaining durability by preventing the generation of methane gas and water vapor generated by hydration reaction and thermal decomposition. A coating characterized by being produced using unfired, regular MgO-C brick obtained by drying at about 250 ° C. The present invention relates to an alumina castable manufacturing method using MgO-C brick subjected to heat treatment, and further using a reduced-fired fixed MgO-C brick obtained by heat treatment at about 1400 ° C. or less. The present invention relates to an alumina castable manufacturing method using MgO-C brick subjected to.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described in detail with reference to the drawings of the embodiments.
[0017]
(Example)
FIG. 2 of the block diagram shows a typical manufacturing process for an example lance pipe.
Generally, the lance pipe is a molten steel, a powder injection lance that blows a treatment agent for removing Si, P, and S together with a carrier gas to the hot metal, and a gas blow lance that blows an inert gas to control the temperature of the molten steel and to make the components uniform. and so on.
[0018]
In FIG. 1, the longitudinal cross section of the lance pipe 10 of the Example of this invention is shown, it is set as the reference embedment position of the coated regular MgO-C brick 4 of the present invention, the product length of the regular MgO-C brick 4 The thickness is for reference only and is not determined in this figure.
Since the lance pipe 10 is manufactured according to the performance by pouring the alumina castable 3 whose shape and raw material are adjusted for each purpose into a casting mold, a general manufacturing method will be described in this drawing.
[0019]
In FIG. 1, the slag surface 6 near the lance pipe is usually formed with a diameter of about 400 mm, and the iron core 1 is used as a reinforcing material over a total length of about 7000 mm, and the castable of the alumina castable 3 is fixed to V. Reinforcing studs 2 having a shape are arranged in each main part. FIG. 1 shows a cross section of the lance pipe in the vicinity of the slag hot water surface 6.
[0020]
As shown in FIG. 2, in a separate process, the regular MgO-C brick 4 is formed into a hollow pipe shape (usually about φ340 to 380 mm × φ220 to 270 mm), and this is dried at about 250 ° C. to form unfired regular MgO C brick 4 is produced. Here, the process of the coating treatment 5 of the present invention will be described.
[0021]
This coating treatment 5 prevents the penetration of moisture into the regular MgO-C brick 4 in the air or into the alumina castable 3, and the hydration reaction of Al 4 C 3 in the regular MgO-C brick 4 and its compound. It is conceivable to apply a water resistant paint to prevent thermal decomposition. By coating the surface of the regular MgO-C brick 4 with a water-resistant paint by dipping or brushing, the surface 5 can be coated 5 to prevent water from entering from the outside.
[0022]
In addition, water-resistant paint is applied to the surface of the regular MgO-C brick 4 by dipping or brushing the product in the process of reducing and firing the regular MgO-C brick 4 at about 1400 ° C. or less. It is possible to perform a coating process to prevent this.
[0023]
Furthermore, the type of coating is not limited to water-resistant paint, and coating treatment for preventing water intrusion is possible even if a glaze is applied to the surface and baked for a certain time.
[0024]
As shown in FIG. 1, the fixed MgO-C brick 4 subjected to the coating treatment 5 is inserted into a lance pipe molding mold and installed at a predetermined position, and then the alumina castable 3 is introduced to embed the fixed MgO-C brick 4. . Thereafter, the castable 3 can be dried to check the quality and complete the product of the lance pipe.
[0025]
In the above, an example was given for a lance pipe which is an alumina castable product using a standard MgO-C brick. However, in general, an alumina castable product using a standard MgO-C brick is also coated with a standard MgO. -C brick can be used.
[0026]
【The invention's effect】
Applying a water-resistant coating to a regular MgO-C brick according to the present invention prevents cracking by preventing the hydration reaction of Al 4 C 3 contained in the regular MgO-C brick and thermal decomposition of the compound. As a result, the durability of the regular MgO-C brick is increased, which acts to extend the life of the lance pipe.
[0027]
The present invention can be said to be an excellent alumina castable reinforcement method that can be expected to have a life-extending effect by easily coating a regular MgO-C brick without using a complicated apparatus.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a reference cross-sectional view in which a coating refractory brick is embedded in an intermediate portion of a lance pipe of an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a lance in which a coating refractory brick is embedded in an intermediate portion of the lance pipe of an embodiment of the present invention. Fig. 3 is a block diagram showing the manufacturing process of a pipe. Fig. 3 is a reference sectional view in which a conventional refractory brick is embedded in the middle part of a conventional lance pipe.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Iron core 1a Iron core 2 Reinforcement stud 2a Reinforcement stud 3 Alumina castable 3a Alumina castable 4 Standard MgO-C brick 4a Standard MgO-C brick 5 Coating processing 6 Slag hot water surface 7 Methane gas 8 Water vapor 9 Crack
10 Lance pipe
10a Lance pipe α direction β direction
