JPH02172881A - Production of metal-impregnated refractories - Google Patents
Production of metal-impregnated refractoriesInfo
- Publication number
- JPH02172881A JPH02172881A JP32817888A JP32817888A JPH02172881A JP H02172881 A JPH02172881 A JP H02172881A JP 32817888 A JP32817888 A JP 32817888A JP 32817888 A JP32817888 A JP 32817888A JP H02172881 A JPH02172881 A JP H02172881A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refractory
- molten metal
- refractories
- metal
- impregnated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 18
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 title abstract description 26
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 92
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 92
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 19
- 238000007872 degassing Methods 0.000 claims description 9
- 238000004901 spalling Methods 0.000 abstract description 24
- 239000002893 slag Substances 0.000 abstract description 18
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 10
- 230000008961 swelling Effects 0.000 abstract 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 21
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 13
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 12
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 9
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 8
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 6
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 3
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018487 Ni—Cr Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 235000021110 pickles Nutrition 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
- C04B41/51—Metallising, e.g. infiltration of sintered ceramic preforms with molten metal
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、金属製造炉および熱処理炉等に用いられる耐
火物の製造方法に関する。(従来の技術)加圧炉等の熱
処理炉の内壁に用いられた耐火物は、約1000℃以上
の苛酷な条件下に曝されるので、徐々に表面剥離が起こ
ってしまう。一方、転炉、取鍋、−説ガス炉等の溶湯容
器の内壁は、溶出およびスラグに接触し、溶損や剥離を
生じる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Field of Application) The present invention relates to a method for manufacturing refractories used in metal manufacturing furnaces, heat treatment furnaces, and the like. (Prior Art) Refractories used for the inner walls of heat treatment furnaces such as pressurized furnaces are exposed to harsh conditions of about 1000° C. or higher, so that surface peeling gradually occurs. On the other hand, the inner wall of a molten metal container such as a converter, a ladle, or a gas furnace comes into contact with elution and slag, causing erosion and peeling.
特に、スラグラインでは、スラグに内壁耐火物が著しく
溶損し、更に溶融スラグが耐火物内部に侵入することに
より耐火物は破壊されてしまう。上記の問題点を解決す
るために、耐火物には、耐スポーリング性と耐スラグ浸
潤性が要求されている。In particular, in a slag line, the inner wall refractories are significantly damaged by slag, and the molten slag penetrates into the refractories, resulting in destruction of the refractories. In order to solve the above problems, refractories are required to have spalling resistance and slag infiltration resistance.
スポーリングとは、耐火物が熱衝撃、機械的または構造
的原因により割れを起こし、損壊する減少をいう。熱衝
撃によるスポーリング(以下、熱的スポーリングという
)は、急熱急冷時の熱応力により発生する。機械的原因
によるスポーリング(以下、機械的スポーリングという
)は、主に機械の作動による耐火物の損傷により発生す
る。また、構造的原因によるスポーリング(以下、構造
的スポーリングという)は、主にスラグの浸潤と関連し
て発生する。すなわち、レンガの開気孔に浸潤したスラ
グによって周囲のレンガ母材に熱応力が加わり、母材の
損壊を生じる。Spalling refers to the reduction in refractories that crack and fail due to thermal shock, mechanical or structural causes. Spalling due to thermal shock (hereinafter referred to as thermal spalling) occurs due to thermal stress during rapid heating and cooling. Spalling due to mechanical causes (hereinafter referred to as mechanical spalling) mainly occurs due to damage to refractories caused by mechanical operation. Furthermore, spalling due to structural causes (hereinafter referred to as structural spalling) mainly occurs in association with slag infiltration. That is, the slag infiltrated into the open pores of the brick applies thermal stress to the surrounding brick base material, causing damage to the base material.
これらのスポーリングのうち、機械的スポーリングは、
装置等の改良によりある程度まで改善することができる
。したがって、耐火レンガの特性の点では、特に耐熱的
スポーリング性および耐構造的スポーリング性の改善が
望まれる。耐構造的スポーリング性を改善するためには
、上記理由から耐スラグ浸潤性を改善しなければならな
い。また、スラグの浸潤はレンガ表面からの母材の溶損
を増大するから、溶損を抑制する意味からも耐スラグ浸
潤性に優れた耐火物が望まれている。Among these spallings, mechanical spalling is
This can be improved to some extent by improving equipment and the like. Therefore, in terms of the properties of refractory bricks, it is particularly desirable to improve the thermal spalling resistance and the structural spalling resistance. In order to improve the structural spalling resistance, the slag infiltration resistance must be improved for the above reasons. Furthermore, since slag infiltration increases erosion loss of the base material from the brick surface, a refractory with excellent slag infiltration resistance is desired in order to suppress erosion loss.
これらの特性に比較的優れた耐火レンガとして、高アル
ミナ質レンガ、シャモットレンガ、マグネシアレンガ、
クロム・マグネシア質レンガ等が使用されている。また
最近では、耐熱的スポーリング性を改古したマグネシア
・カーボン質レンガ等の黒鉛添加耐火物や、金属ファイ
バーを含有するキャスタブル等が実用化されている。Refractory bricks with relatively excellent properties include high alumina bricks, chamotte bricks, magnesia bricks,
Chrome and magnesia bricks are used. Recently, graphite-added refractories such as magnesia-carbon bricks with improved heat-resistant spalling properties and castables containing metal fibers have been put into practical use.
さらに、耐スラグ浸潤性を改善するために、レンガの多
孔体にタールを含浸させたタール含浸レンガが、転炉や
ステンレス精練炉等の内張りに使用されている。タール
含浸レンガは、レンガの開気孔にタールが充填されてい
るので、スラグの浸潤が防止され、構造的スポーリング
が抑制される。Further, in order to improve slag infiltration resistance, tar-impregnated bricks, which are porous bricks impregnated with tar, are used for lining converters, stainless steel smelting furnaces, and the like. In tar-impregnated bricks, the open pores of the bricks are filled with tar, which prevents slag infiltration and suppresses structural spalling.
タール含浸レンガを製造する方法の一つに、ドロマイト
粉末をタールを結合剤として混合成形し、これを焼成し
て所望の見掛は気孔率とし、溶媒に希釈したタールに真
空槽内で常温常圧下にて浸漬する方法がある。One of the methods for manufacturing tar-impregnated bricks is to mix and mold dolomite powder with tar as a binder, then sinter it to obtain the desired apparent porosity, and then mix the tar diluted with a solvent in a vacuum chamber at room temperature. There is a method of immersion under pressure.
また、タール含浸レンガを製造する他の方法の一つに、
ドロマイト粉末をタールを結合剤として混合成形し、こ
れを焼成して所望の見掛は気孔率とし、真空槽内で温度
200乃至300℃のタールバスに浸漬し、これに3乃
至4 kg / c−の圧力を加える方法がある。Also, one of the other methods of producing tar-impregnated bricks is
Dolomite powder is mixed and molded using tar as a binder, fired to give the desired apparent porosity, and immersed in a tar bath at a temperature of 200 to 300°C in a vacuum chamber, and then 3 to 4 kg/c- There is a way to apply pressure.
(発明が解決しようとする課題)
しかしながら、上記のタール含浸レンガの製造方法にお
いては、タールの浸透深さに限界がある。(Problems to be Solved by the Invention) However, in the above method for manufacturing tar-impregnated bricks, there is a limit to the penetration depth of tar.
さらに、耐火物を炉等に使用した場合、高熱によりター
ルを含浸させるために用いた溶媒が揮発してしまい、レ
ンガの見掛は気孔率が上昇してしまう。このため、スラ
グの浸潤を十分に防止することができず、一般にレンガ
の寿命が短い。また、大型のレンガを製造することが困
難である。Furthermore, when a refractory is used in a furnace or the like, the solvent used to impregnate the refractory with tar evaporates due to high heat, resulting in an increase in the apparent porosity of the brick. For this reason, it is not possible to sufficiently prevent slag infiltration, and the life of the bricks is generally short. Also, it is difficult to manufacture large-sized bricks.
一般に、耐スラグ浸潤性を向上させるためには耐火物を
ち密化すればよいが、ち密化しすぎると熱的スポーリン
グが起り易くなる。このように、耐スラグ浸潤性および
耐スポーリング性の双方を向上させることは困難である
。Generally, in order to improve the slag infiltration resistance, it is sufficient to densify the refractory, but if it is densified too much, thermal spalling tends to occur. Thus, it is difficult to improve both slag infiltration resistance and spalling resistance.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、耐スラ
グ浸潤性、耐構造的スポーリング性並びに耐熱的スポー
リング性に優れた耐火物の製造方法を提供することを目
的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for producing a refractory that is excellent in slag infiltration resistance, structural spalling resistance, and heat resistant spalling resistance.
(課題を解決するための手段)
本発明の目的は、多孔質の耐火物を予熱する工程と、予
熱された耐火物の開気孔内に存在するガスを脱気する工
程と、脱気された耐火物を溶融金属中に浸漬する工程と
、耐火物が浸漬されている溶融金属に0.1乃至200
0ky/cI#の圧力を加えることにより、溶融金属を
耐火物の開気孔内に含浸させる工程とを具備する金属含
浸耐火物の製造方法によって達成することができる。(Means for Solving the Problems) The object of the present invention is to provide a step of preheating a porous refractory, a step of deaerating the gas present in the open pores of the preheated refractory, and a step of deaerating the gas existing in the open pores of the preheated refractory. The step of immersing the refractory in the molten metal, and adding 0.1 to 200% to the molten metal in which the refractory is immersed.
This can be achieved by a method of manufacturing a metal-impregnated refractory, which comprises impregnating molten metal into the open pores of the refractory by applying a pressure of 0 ky/cI#.
なお、本発明の金属な浸耐火物の製造方法において、耐
火物を溶融金属中に浸漬した後、脱気を行なってもよい
。In addition, in the method for manufacturing a metallic immersed refractory of the present invention, deaeration may be performed after the refractory is immersed in the molten metal.
(作用)
本発明に予熱工程を設けた理由は、耐火物を予熱せず、
そのままの温度(すなわち室温)で溶融金属中に浸漬す
ると、耐火物表面と溶融金属との温度差がかなり大きい
ため、溶融金属は耐火物表面で急激に冷却され凝固して
しまい、耐火物表面に溶融金属の被膜が生じてしまうか
らである。耐火物表面に金属被膜が生じると、それ以上
耐火物内部に金属を含浸させることが不可能になる。し
たがって、溶融金属中に浸漬する前に、耐火物を予め加
熱することにより、溶融金属との温度差をできるだけ小
さくし、耐火物表面で溶融金属が凝固することを防止す
る必要がある。(Function) The reason why the preheating step is provided in the present invention is that the refractory is not preheated,
If immersed in molten metal at the same temperature (that is, room temperature), the molten metal will rapidly cool and solidify on the refractory surface because the temperature difference between the refractory surface and the molten metal will be very large. This is because a film of molten metal will be formed. Once a metal film forms on the surface of the refractory, it becomes impossible to impregnate the interior of the refractory with metal any further. Therefore, it is necessary to preheat the refractory before immersing it in the molten metal to minimize the temperature difference between the refractory and the molten metal and to prevent the molten metal from solidifying on the surface of the refractory.
本発明に脱気工程を設けた理由は、耐火物の開気孔中に
空気が残存すると、金属の含浸が残存する空気によって
阻止され困難になるからである。The reason for providing the degassing step in the present invention is that if air remains in the open pores of the refractory, impregnation of the metal will be inhibited by the remaining air, making it difficult.
仮に、加圧することにより金属を含浸できたとしても、
復圧後は開気孔中の圧縮空気により金属の一部が押出さ
れてしまう。したがって、本脱気工程において、耐火物
をほぼ完全に脱気することが重要である。Even if it were possible to impregnate metal by applying pressure,
After the pressure is restored, a portion of the metal is pushed out by the compressed air in the open pores. Therefore, in this degassing step, it is important to degas the refractory almost completely.
本発明の加圧工程における圧力を0.1乃至2000k
g/cm2の範囲とした理由は、外圧を全く加えないと
、耐火物多孔体の内部圧と溶融金属圧が均衡し、溶融金
属が開気孔内部に浸透しないからである。逆に、圧力が
2000kg/c−を越えると、耐火物自体が損壊する
恐れがある。一般に、圧力が耐火物の圧縮強度を越える
と、耐火物自体の損壊、金属含浸量の減少ならびに金属
含浸後の耐火物の熱間強度の低下等が起こるので、圧力
は耐火物の圧縮強度より小さくなければならない。The pressure in the pressurization process of the present invention is 0.1 to 2000k.
The reason for setting it in the range of g/cm2 is that if no external pressure is applied, the internal pressure of the refractory porous body and the molten metal pressure will be balanced, and the molten metal will not penetrate into the open pores. Conversely, if the pressure exceeds 2000 kg/c-, the refractory itself may be damaged. Generally, if the pressure exceeds the compressive strength of the refractory, the refractory itself will be damaged, the amount of metal impregnated will decrease, and the hot strength of the refractory after metal impregnation will decrease. Must be small.
以下、実施例において、図面を参照しながら本発明をよ
り具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるも
のではない。Hereinafter, the present invention will be described in more detail in Examples with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the Examples.
(実施例)
まず初めに、第1図を参照しながら、本発明の金属含浸
耐大物の製造方法に用いられる装置について説明する。(Example) First, with reference to FIG. 1, an apparatus used in the method for manufacturing a metal-impregnated large-sized article of the present invention will be described.
第1図は、本発明に用いることができる金属含浸耐火物
製造装置の概念図である。第1図によると、金属含浸耐
火物製造装置は、予熱炉2、真空加圧炉1および焼鈍炉
3を具備している。FIG. 1 is a conceptual diagram of a metal-impregnated refractory manufacturing apparatus that can be used in the present invention. According to FIG. 1, the metal-impregnated refractory manufacturing apparatus includes a preheating furnace 2, a vacuum pressure furnace 1, and an annealing furnace 3.
予熱炉2は、耐火物を予め含浸させる金属の融点付近ま
で加熱するための装置である。したがって、予熱炉に要
求される性能は、予熱炉壁2″が含浸させる金属の融点
付近まで耐えられるものであることと、予熱コイル5が
耐火物を含浸させる金属の融点付近まで加熱できること
である。上記の性能を有する加熱炉であれば、本発明に
用いることができる。The preheating furnace 2 is a device for heating the metal with which the refractory is pre-impregnated to around the melting point. Therefore, the performance required of the preheating furnace is that the preheating furnace wall 2'' can withstand temperatures close to the melting point of the metal to be impregnated, and that the preheating coil 5 be able to heat the refractory to near the melting point of the metal to be impregnated. Any heating furnace having the above performance can be used in the present invention.
真空加圧炉1は、耐火物を脱気し、金属を含浸させる装
置である。真空加圧炉1は、加圧ガス共給管7と吸引管
8とを具備している。吸引管8は、真空加圧炉1内の圧
力を約20〜10−4Lorrに減圧するためのもので
ある。それとは逆に、加圧ガス供給管7は、前記吸引管
により減圧させた真空加圧炉1内に、ガスを噴入して加
圧するためのものである。さらに、真空加圧炉1の中に
は、メタルバス4が配置されている。メタルバス4は、
溶融金属を収容する容器であるので、耐熱性であること
が必要である。このメタルバス4には、通常の耐火物を
用いることができるが、特にち密質のものが望ましく、
マグネシアルツボが好ましい。The vacuum pressure furnace 1 is a device that deaerates refractories and impregnates them with metal. The vacuum pressure furnace 1 includes a pressurized gas common supply pipe 7 and a suction pipe 8. The suction pipe 8 is for reducing the pressure inside the vacuum pressurizing furnace 1 to about 20 to 10 −4 Lorr. On the contrary, the pressurized gas supply pipe 7 is for injecting and pressurizing the vacuum pressurizing furnace 1, which has been depressurized by the suction pipe. Furthermore, a metal bath 4 is arranged inside the vacuum pressurizing furnace 1 . Metal bus 4 is
Since it is a container for storing molten metal, it needs to be heat resistant. For this metal bath 4, ordinary refractories can be used, but particularly dense ones are preferable.
Magnesium crucibles are preferred.
メタルバス4の外壁周囲には、加熱コイル6が配置され
ている。この加熱コイル6によって、メタルバス4は金
属の融点以上に保たれている。A heating coil 6 is arranged around the outer wall of the metal bath 4. The heating coil 6 keeps the metal bath 4 at a temperature above the melting point of the metal.
焼鈍炉3は、金属を含浸させた耐火物を焼鈍するための
ものであり、従来の焼鈍炉を用いることができる。The annealing furnace 3 is for annealing the refractory impregnated with metal, and a conventional annealing furnace can be used.
本発明において、予熱炉2、真空加圧炉1および焼鈍炉
3は、必ずしも一体化されている必要はない。しかし、
第1図に示した通り、これらの炉を一体化し、レール9
、搬送保持アーム10および駆動装置(図示せず)等か
らなる保持搬送装置によって、r熱炉2、真空加圧炉1
および焼鈍炉′3の順に耐火物を保持および搬送するこ
とにより、連続操作することが可能である。In the present invention, the preheating furnace 2, the vacuum pressurizing furnace 1, and the annealing furnace 3 do not necessarily need to be integrated. but,
As shown in Figure 1, these furnaces are integrated and the rail 9
, the r-thermal furnace 2 and the vacuum pressurizing furnace 1 by a holding and transporting device consisting of a transporting and holding arm 10, a drive device (not shown), etc.
Continuous operation is possible by holding and transporting the refractories in this order: and annealing furnace '3.
以下、本発明の金属含浸耐大物の製造方法を詳しく説明
する。Hereinafter, the method for producing a metal-impregnated large-sized article of the present invention will be explained in detail.
本発明の金属含浸耐火物の製造方法は、耐火物を予熱す
る:1―程と、耐火物の開気孔に金属を含浸させる工程
と、金属を含浸させた耐火物を焼鈍するY程とに分ける
ことができる。The method for producing a metal-impregnated refractory of the present invention includes preheating the refractory: step 1, impregnating the open pores of the refractory with metal, and step Y of annealing the metal-impregnated refractory. Can be divided.
以下、図面を参照しながら、各工程ごとに説明する。Each step will be explained below with reference to the drawings.
予熱工程
本予熱工程は溶融金属中に浸漬する前に、耐火物を予熱
するものである。Preheating Step This preheating step preheats the refractory before immersing it in molten metal.
本予熱工程の目的は、以下の通りである。The purpose of this preheating step is as follows.
耐火物は、次工程において、溶融金属中に浸漬される。In the next step, the refractory is immersed in molten metal.
溶融金属は、かなりの高温(例えば、ステンレスでは、
1450℃以上)であり、耐火物を予熱せずにそのまま
溶融金属に含浸すると、その温度差により溶融金属は耐
火物との接触面で急減に冷却され凝固してしまう。また
、耐火物は金属により急熱され、熱的スポーリングを起
こし割れてしまう。その結果、耐火物表面に金属被膜が
生じてしまい、それ以上金属を含浸させることができな
い。そこで、浸漬前に耐火物を予熱することによって、
耐火物表面と溶融金属の温度差をできるだけ小さくし、
耐火物表面での溶融金属の凝固を防ぐのである。Molten metal is heated to a fairly high temperature (for example, stainless steel
1450° C. or higher), and if the refractory is directly impregnated into molten metal without preheating, the molten metal will rapidly cool and solidify at the contact surface with the refractory due to the temperature difference. Furthermore, refractories are rapidly heated by metal, causing thermal spalling and cracking. As a result, a metal film is formed on the surface of the refractory, and no further metal can be impregnated into the refractory. Therefore, by preheating the refractory before dipping,
Minimize the temperature difference between the refractory surface and the molten metal as much as possible,
This prevents molten metal from solidifying on the refractory surface.
予熱温度は含浸させる金属の溶融温度以上が好ましいが
、本予熱工程の目的を達せられるならば、融点より小さ
くてもよい。また、本予熱工程に用いる予熱炉は、所望
の温度が得られ、かつ耐熱性ならば、従来のものを用い
ることができる。The preheating temperature is preferably higher than the melting temperature of the metal to be impregnated, but may be lower than the melting point as long as the purpose of the preheating step can be achieved. Further, as the preheating furnace used in this preheating step, a conventional one can be used as long as it can obtain the desired temperature and is heat resistant.
本金属含浸工程は、さらに以下の3工程に分けることが
できる。This metal impregnation step can be further divided into the following three steps.
(a)脱気工程
本脱気工程は、耐火物の開気孔中に存在する空気を除去
することがi]的である。(a) Degassing process The purpose of this degassing process is to remove the air present in the open pores of the refractory.
耐火物の開気孔から空気を除去する理由は、開気孔内に
空気が存在すると、以下の加圧工程(e)での加圧によ
り含浸した金属が、復圧後、開気孔内の圧縮空気によっ
て排出されてしまうからである。The reason why air is removed from the open pores of the refractory is that if air exists in the open pores, the metal impregnated by the pressurization in the pressurization step (e) below will absorb the compressed air in the open pores after the pressure is restored. This is because it is discharged by
本脱気工程の目的は、搬送保持アーム10により耐火物
11を予熱炉2から真空圧力炉1内に導入し、真空ポン
プ(図示せず)等を用いて減圧することによって達成す
ることができる。The purpose of this degassing step can be achieved by introducing the refractory 11 from the preheating furnace 2 into the vacuum pressure furnace 1 using the transfer holding arm 10 and reducing the pressure using a vacuum pump (not shown) or the like. .
耐火物を脱気するためには、真空加圧炉1を可能な限り
減圧することが望ましい。しかしながら、実際には、真
空加圧炉1内に溶融金属が存在するため、該溶融金属の
蒸気圧を考慮して減圧を行わなければならない。本発明
においては、20乃至10−4torr程度の減圧が好
ましい。In order to degas the refractory, it is desirable to reduce the pressure in the vacuum pressurized furnace 1 as much as possible. However, in reality, since molten metal is present in the vacuum pressure furnace 1, the pressure must be reduced in consideration of the vapor pressure of the molten metal. In the present invention, a reduced pressure of about 20 to 10<-4 >torr is preferred.
(b)浸漬工程
本浸漬工程は、脱気された耐火物11を溶融金属中に浸
漬する工程であり、脱気された耐火物11を搬送保持ア
ーム10によりメタルバス4中に?5?、漬する。(b) Immersion process The main dipping process is a process in which the degassed refractory 11 is immersed in molten metal. 5? , pickle.
金属の含浸速度は、溶融金属の耐火物に対するぬれ性と
、耐火物の気孔率と、次工程による圧力とに依存する。The rate of metal impregnation depends on the wettability of the molten metal to the refractory, the porosity of the refractory, and the pressure of the next step.
したがって、含浸時間は、用いる耐火物の種類および含
浸させる金属の種類の組合わせにより変化するので一慨
には言えないが、1〜120分程度で程度。Therefore, the impregnation time varies depending on the combination of the type of refractory used and the type of metal to be impregnated, so it cannot be stated unambiguously, but it is approximately 1 to 120 minutes.
先の脱気工程(a)と本浸漬工程(b)は、任意の順序
で行うことができるが、耐火物の脱気を完全に行なえる
という点から、浸漬工程の前に脱気工程を行なうのが好
ましい。The previous degassing step (a) and the main dipping step (b) can be performed in any order, but from the viewpoint of completely degassing the refractory, it is preferable to perform the degassing step before the dipping step. It is preferable to do so.
(c)加圧工程
本加圧工程の目的は、耐火物11がメタルバス4内に浸
漬されているあいだ加圧し、その圧力を以て金属を耐火
物1]の開気孔内に含浸させることである。(c) Pressurization process The purpose of this pressurization process is to pressurize the refractory 11 while it is immersed in the metal bath 4, and use that pressure to impregnate the open pores of the refractory 1 with metal. .
加圧方法は、加圧ガス供給管7から真空加圧炉1に加圧
ガスを(i(給することにより行なう。加圧ガスには、
不活性ガスまたは窒素ガスを用いることが好ましい。こ
れは、真空加圧炉内の雰囲気を非酸化性にすることによ
り、加熱コイル6の酸化を防止することができ、コイル
の熱効率低下を防止できるからである。The pressurization method is carried out by supplying pressurized gas (i) from the pressurized gas supply pipe 7 to the vacuum pressurizing furnace 1.
Preferably, inert gas or nitrogen gas is used. This is because by making the atmosphere in the vacuum pressurized furnace non-oxidizing, oxidation of the heating coil 6 can be prevented, and a decrease in thermal efficiency of the coil can be prevented.
先にも述べた通り、耐火物11への金属の含浸雑品(含
浸速度)は、溶融金属12の耐火物に対するぬれ性と、
耐火物の見掛は気孔率と、本加圧工程で適用する圧力と
に依存する。、しかしながら、前記ぬれ性および見掛は
気孔率を改善することには、ある程度の限界がある。し
たがって、耐火物に金属を含浸させる難易は、主に本加
圧工程で適用する圧力に依存することになる。一般に、
高い圧力を適用するほど金属を含浸させることができる
。しかしながら、適用する圧力が耐火物の圧縮強度以上
になると、耐火物自体の破壊、金属含浸量の減少あるい
は金属含浸後の耐火物の熱間強度の低下が起こってしま
う。したがって、耐火物の圧縮強度より小さい圧力を適
用しなければならない。As mentioned earlier, the impregnation rate of metal into the refractory 11 depends on the wettability of the molten metal 12 to the refractory,
The appearance of the refractory depends on the porosity and the pressure applied in the main pressurization step. However, there are certain limits to improving the wettability and apparent porosity. Therefore, the difficulty in impregnating the refractory with metal depends mainly on the pressure applied in the main pressurization step. in general,
The higher the pressure applied, the more metal can be impregnated. However, if the applied pressure exceeds the compressive strength of the refractory, the refractory itself may be destroyed, the amount of metal impregnated may decrease, or the hot strength of the refractory after metal impregnation may decrease. Therefore, a pressure less than the compressive strength of the refractory must be applied.
本加圧工程で適用する圧力は、耐火物の種類と含浸させ
る金属の種類の組合わせによって変化するので一慨には
言えないが、約0.1乃至2000kg/c−が適切で
ある。The pressure applied in this pressurizing step varies depending on the combination of the type of refractory and the type of metal to be impregnated, so it cannot be generalized, but approximately 0.1 to 2000 kg/c is appropriate.
焼鈍工程
前記浸漬工程では、耐火物11は約1500℃以上のメ
タルバス4中に浸漬されており、耐火物自体もほぼ同じ
程度になっている。この耐火物を室忍まで冷却する際、
急激に冷却すると、耐火物中に含浸された金属が急激に
凝固し、耐火物に割れやひびが生じてしまう。また、耐
火物の内外に生じる温度差に起因する熱応力により、熱
的スポーリングを起こす可能性もある。したがって、本
焼鈍工程によって、高温まで加熱された耐火物を徐々に
室温まで冷却する。本焼鈍工程には、従来の焼鈍炉を用
いることができる。Annealing Step In the immersion step, the refractory 11 is immersed in the metal bath 4 at about 1500° C. or higher, and the refractory itself is at about the same temperature. When cooling this refractory to Muronin,
When cooled rapidly, the metal impregnated in the refractory solidifies rapidly, causing cracks and cracks in the refractory. Furthermore, thermal stress caused by temperature differences between the inside and outside of the refractory may cause thermal spalling. Therefore, in the main annealing step, the refractory heated to a high temperature is gradually cooled to room temperature. A conventional annealing furnace can be used in the main annealing step.
上述の予熱工程、金属含浸工程および焼鈍工程によって
、耐火物の開気孔に金属を含浸させることができる。例
えば、見掛は気孔率13容積%の高アルミナレンガを脱
気し、Ni−Cr溶湯中に浸漬し、20kg/cIiY
の圧力をかけて、金属を含浸させた場合、見掛は気孔率
は0.2容積%まで低下した。The open pores of the refractory can be impregnated with metal through the preheating step, metal impregnation step, and annealing step described above. For example, a high alumina brick with an apparent porosity of 13% by volume is degassed, immersed in Ni-Cr molten metal, and 20kg/cIiY
When the metal was impregnated under a pressure of
また、変形例として、上記加圧工程(c)を用いない方
法がある。Moreover, as a modification, there is a method that does not use the above-mentioned pressurizing step (c).
第3図に、変形例を示した。FIG. 3 shows a modified example.
これによると、真空加圧炉内に数メートルの高さを有す
るメタルバス4″が提供されている。本変形例では、搬
送保持アーム10′により、予熱した耐火物11がメタ
ルバス4′の底まで浸漬されている。本変形例は、ガス
加圧の代わりに溶融金属12の!I!atで耐火物11
を圧縮するものであり、その他の工程は上記と同様であ
る。According to this, a metal bath 4'' having a height of several meters is provided in a vacuum pressurized furnace.In this modification, the preheated refractory 11 is transferred to the metal bath 4' by a conveying and holding arm 10'. In this modification, the refractory 11 is immersed in the !I!at of the molten metal 12 instead of gas pressurization.
The other steps are the same as above.
(発明の効果)
本発明の方法によって、耐火物の開気孔に金属を含浸さ
せることができ、耐スポーリング性および耐スラグ浸潤
性が優れている金属含浸耐大物を製造することができる
。(Effects of the Invention) According to the method of the present invention, the open pores of a refractory can be impregnated with metal, and a metal-impregnated large-sized refractory can be manufactured that has excellent spalling resistance and slag infiltration resistance.
第1図は、本発明の金属含浸耐大物の製造方法を概念的
に示した図。
第2図は、真空加圧炉の拡大図。
第3図は、真空加圧炉の変形例を示した図。
1・・・真空加圧炉、2・・・予熱炉、3・・・焼鈍炉
、44′・・・メタルバス、5・・・予熱コイル、6・
・・加熱コイル、7・・・加圧ガス共給管、8・・・吸
引管、10・・・搬送保持アーム、11・・・耐火物、
12・・・溶巖金属出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
第3図FIG. 1 is a diagram conceptually showing the method for manufacturing a metal-impregnated large-sized article of the present invention. FIG. 2 is an enlarged view of the vacuum pressure furnace. FIG. 3 is a diagram showing a modification of the vacuum pressure furnace. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Vacuum pressure furnace, 2... Preheating furnace, 3... Annealing furnace, 44'... Metal bath, 5... Preheating coil, 6...
... Heating coil, 7... Pressurized gas common supply pipe, 8... Suction pipe, 10... Conveyance holding arm, 11... Refractory,
12...Representative for Fugan Metals Applicant Patent Attorney Takehiko Suzue Figure 3
Claims (3)
火物の開気孔内に存在するガスを脱気する工程と、脱気
された耐火物を溶融金属中に浸漬する工程と、耐火物が
浸漬されている溶融金属に0.1乃至2000kg/c
m^2の圧力を加えることにより、溶融金属を耐火物の
開気孔内に含浸させる工程とを具備する金属含浸耐火物
の製造方法。(1) a step of preheating a porous refractory, a step of deaerating the gas present in the open pores of the preheated refractory, and a step of immersing the degassed refractory in molten metal; 0.1 to 2000 kg/c to the molten metal in which the refractory is immersed
A method for producing a metal-impregnated refractory, comprising the step of impregnating molten metal into the open pores of the refractory by applying a pressure of m^2.
火物を溶融金属中に浸漬する工程と、溶融金属中に浸漬
された耐火物の開気孔内に存在するガスを脱気する工程
と、耐火物が浸漬されている溶融金属に0.1乃至20
00kg/cm^2の圧力を加えることにより、溶融金
属を耐火物の開気孔内に含浸させる工程とを具備する金
属含浸耐火物の製造方法。(2) Preheating the porous refractory, immersing the preheated refractory into molten metal, and degassing the gas present in the open pores of the refractory immersed in the molten metal. process and the molten metal in which the refractory is immersed.
A method for producing a metal-impregnated refractory, comprising the step of impregnating molten metal into the open pores of the refractory by applying a pressure of 00 kg/cm^2.
いことを特徴とする請求項1または請求項2のいずれか
に記載の金属含浸耐火物の製造方法。(3) The method for manufacturing a metal-impregnated refractory according to claim 1 or 2, wherein the maximum value of the pressure is smaller than the compressive strength of the refractory.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32817888A JPH02172881A (en) | 1988-12-26 | 1988-12-26 | Production of metal-impregnated refractories |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32817888A JPH02172881A (en) | 1988-12-26 | 1988-12-26 | Production of metal-impregnated refractories |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02172881A true JPH02172881A (en) | 1990-07-04 |
Family
ID=18207344
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32817888A Pending JPH02172881A (en) | 1988-12-26 | 1988-12-26 | Production of metal-impregnated refractories |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02172881A (en) |
-
1988
- 1988-12-26 JP JP32817888A patent/JPH02172881A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5983973A (en) | Method for high throughput pressure casting | |
US5494868A (en) | Inverse shape replication method of making ceramic composite articles | |
EP0454847B1 (en) | Metal-impregnated refractory and production thereof | |
JPH02172881A (en) | Production of metal-impregnated refractories | |
JPH02199090A (en) | Production of metal-impregnated calcined refractory | |
KR100393233B1 (en) | Casting and its manufacturing process with an outer layer capable of forming an impermeable layer in the gas | |
JPH02199087A (en) | Production of metal-impregnated non-calcined refractory | |
JPH02199083A (en) | Preparation of metal-impregnated amorphous refractory molded product | |
EP0409197A1 (en) | Method for impregnating a melt into a porous body | |
JPH02199089A (en) | Production of metal-impregnated calcined refractory | |
JPH02175680A (en) | Production of metal-impregnated refractory | |
JPH02199084A (en) | Production of metal-impregnated amorphous refractory molded product | |
JPH02199088A (en) | Production of metal-impregnated non-calcined refractory | |
JP3016124B2 (en) | Molten container and aluminum holding furnace | |
KR20050057141A (en) | Gas purged nozzle | |
JPH02217384A (en) | Production of metal-impregnated calcined refractory | |
JPH02199086A (en) | Production of metal-impregnated non-calcined refractory | |
JPH02199085A (en) | Metal-impregnated amorphous refractory molded product | |
JP2762540B2 (en) | Tuyere and its manufacturing method | |
JPH02233576A (en) | Furnace wall for high-temperature atmosphere furnace | |
JPH02172880A (en) | Production of metal-impregnated refractories | |
JPH06227881A (en) | Method of impregnating metal into refractory | |
JPH0327864A (en) | Sliding nozzle | |
JP2002513731A (en) | Ceramic composite | |
JPH0427290B2 (en) |