JPH02199088A - Production of metal-impregnated non-calcined refractory - Google Patents

Production of metal-impregnated non-calcined refractory

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JPH02199088A
JPH02199088A JP2020689A JP2020689A JPH02199088A JP H02199088 A JPH02199088 A JP H02199088A JP 2020689 A JP2020689 A JP 2020689A JP 2020689 A JP2020689 A JP 2020689A JP H02199088 A JPH02199088 A JP H02199088A
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metal
refractory
unfired refractory
unfired
molten metal
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JP2020689A
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Japanese (ja)
Inventor
Tetsushi Numata
哲始 沼田
Masato Iiyama
飯山 眞人
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/50Coating 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
    • C04B41/51Metallising, e.g. infiltration of sintered ceramic preforms with molten metal

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Abstract

PURPOSE:To readily provide a metal-impregnated non-calcined refractory having excellent spalling resistance and slag wetting resistance by pre-heating a porous non-calcined refractory, deaerating the gas existing in the open pores of the treated refractory, immersing the refractory in a melted metal and subsequently pressing the melted metal with a pressing plate to impregnate the melted metal into the open pores. CONSTITUTION:A pressing device comprising a piston 1a and a cylinder 1b is disposed in a metal-impregnating and pressing oven. A non-calcined refractory 13 is held with a piston 1a, inserted into a cylinder 1b, pre-heated with a pre- heating coil 9 and subsequently subjected to an evacuation treatment with a vacuum pump 7 to deaerate a gas existing in the open pores of the refractory 13. The piston is subsequently moved downward to immerse the melted metal 2 in the refractory 13 and simultaneously a pressure is applied to the melted metal 2 with the piston 1a to impregnate the melted metal 2 into the open pores of the refractory 13, thereby providing the metal-impregnated non-calcined refractory.

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不
焼成耐火物の製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a method for producing unfired refractories used in metal manufacturing furnaces, heat treatment furnaces, and the like.

[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1
000℃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、脱ガス炉
等の溶湯容器の内壁は、溶湯およびスラグに接触し、溶
損や剥離を生じる。
[Prior art] Refractories used for the inner walls of heat treatment furnaces such as pressurized furnaces have a
Since it is exposed to harsh conditions of 000°C or higher, surface peeling gradually occurs. On the other hand, the inner walls of molten metal containers such as converters, ladles, and degassing furnaces come into contact with molten metal and slag, causing erosion and peeling.

特に、スラグラインでは、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 slag lines, the inner wall refractories are severely eroded and
Furthermore, the molten slag penetrates into the interior of the refractory and the refractory is destroyed. 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、レンガ母材の熱応力が大きくなり、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 increases thermal stress in the brick base material, causing damage to the base material.

これらのスポーリングのうち、機械的スボ“−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。
Of these spalling types, mechanical spalling can be improved to a certain extent by improving equipment, etc. Therefore, in terms of the properties of firebricks, especially heat-resistant spalling properties and structural spalling properties can be improved. In order to improve the structural spalling resistance, it is necessary to improve the slag infiltration resistance for the reasons mentioned above.Slag infiltration also prevents erosion of the base material from the brick surface. Therefore, refractories with excellent slag infiltration resistance are desired from the viewpoint of suppressing melting 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善したマグネシア
・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 / cj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, then fired to obtain the desired apparent porosity, immersed in a tar bath at a temperature of 200 to 300°C in a vacuum chamber, and 3 to 4 kg/cj of 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、その効果は小さい。
[Problem to be solved by the invention] However, when the above tar-impregnated brick is used in a furnace, etc., the solvent used to impregnate the tar evaporates due to high heat, and the apparent porosity of the brick increases. Resulting in. For this reason, it is not possible to sufficiently prevent slag infiltration, and the effect is small.

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」ニ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 achieve 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
リング性に優れた不焼成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 manufacturing an unfired refractory having excellent 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、多孔質の不焼成耐火物を予熱する工程
と、予熱された不焼成耐火物の開気孔内に存在するガス
を脱気する工程と、脱気された不焼成耐火物をシリンダ
状容器内の溶融金属中に浸漬する工程と、前記シリンダ
状容器内に摺動自在に設けられたピストン状加圧板によ
って不焼成耐火物が浸漬されている溶融金属に圧力を印
加することにより、溶融金属を不焼成耐火物に含浸させ
る工程とを具備する金屑含浸不焼成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 preheat a porous unfired refractory, to degas the gas present in the open pores of the preheated unfired refractory, A step of immersing the degassed unfired refractory into molten metal in a cylindrical container, and the unfired refractory is immersed by a piston-shaped pressure plate slidably provided in the cylindrical container. This can be achieved by a method for producing a gold scrap-impregnated unfired refractory, which includes the step of impregnating the unfired refractory with the molten metal by applying pressure to the molten metal.

不焼成耐火物とは、フェノール樹脂等のバインダーを用
いて成形した後、約200〜300℃の温度でベーキン
グして製造された耐火物であり、例えば、マグネシア質
レンガ、クロム・マグネシア質レンガ、高アルミナ質レ
ンガ、およびシャモットレンガ等がある。
Unfired refractories are refractories manufactured by molding using a binder such as phenolic resin and then baking at a temperature of about 200 to 300°C, such as magnesia bricks, chromium-magnesia bricks, There are high alumina bricks and chamotte bricks.

なお、本発明の金属含浸不焼成耐火物の製造方法におい
て、不焼成耐火物を溶融金属中に浸漬する工程の前に、
不焼成耐火物をT−Mする工程を必ず行なうならば、予
熱工程、脱気工程、および浸漬工程は任意の順序で行な
うことができる。
In addition, in the method for manufacturing a metal-impregnated unfired refractory of the present invention, before the step of immersing the unfired refractory in molten metal,
As long as the process of TMing the unfired refractory is always performed, the preheating process, degassing process, and dipping process can be performed in any order.

[作用] 本発明に予熱工程を設けた理由は、不焼成耐火物を予熱
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、不焼成耐火物表面と溶融金属との温度差が
かなり大きいため、溶融金属は不焼成耐火物表面で急激
に冷却され凝固してしまい、不焼成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。不焼成耐火物表面
に金属波膜が生じると、それ以上不焼成耐火物内1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、不焼成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
、不焼成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 if the unfired refractory is immersed in the molten metal at the same temperature (that is, room temperature) without preheating, the temperature difference between the surface of the unfired refractory and the molten metal will increase. is quite large, the molten metal is rapidly cooled and solidified on the surface of the unfired refractory, and a film of molten metal is formed on the surface of the unfired refractory. When a metal wave film is formed on the surface of the unfired refractory, it becomes impossible to further impregnate a portion of the unfired refractory with metal. Therefore, it is necessary to preheat the unfired refractory before immersing it in molten metal to minimize the temperature difference between it and the molten metal and prevent the molten metal from solidifying on the surface of the unfired refractory. be.

本発明に脱気工程を設けた理由は、不焼成耐火物の開気
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。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、不焼成耐火物をほぼ完
全に脱気することが重要である。
The reason for providing the degassing step in the present invention is that if air remains in the open pores of the unfired refractory, impregnation of the metal will be inhibited by the remaining air, making it difficult. Even if the metal could be impregnated by applying pressure, a portion of the metal would be extruded by the compressed air in the open pores after the pressure was restored. Therefore, in this degassing step, it is important to degas the unfired refractory almost completely.

本発明に加圧工程を設けた理由は、不焼成耐火物が浸漬
している溶融金属に圧力を印加しないと、不焼成耐火物
の内部圧と溶融金属圧とが均衡し、溶融金属が不焼成耐
火物に開気孔中に含浸されないからである。逆に、印加
する圧力が不焼成耐火物の圧縮強度を越えると、不焼成
耐火物自体の損壊、金属含浸量の減少ならびに金属含浸
後の不焼成耐火物の熱間強度の低下等が起こるので、圧
力は不焼成耐火物の圧縮強度より小さくなければならな
い。
The reason why the pressure step is provided in the present invention is that if pressure is not applied to the molten metal in which the unfired refractory is immersed, the internal pressure of the unfired refractory and the molten metal pressure will be balanced, and the molten metal will become unfired. This is because it is not impregnated into the open pores of the fired refractory. Conversely, if the applied pressure exceeds the compressive strength of the unfired refractory, the unfired refractory itself will be damaged, the amount of metal impregnated will decrease, and the hot strength of the unfired refractory after metal impregnation will decrease. , the pressure must be less than the compressive strength of the unfired refractory.

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、図面を参照しながら、本発明の金属含浸不
焼成耐火物の製造方法に用いられる装置について説明す
る。
[Example] First, an apparatus used in the method for manufacturing a metal-impregnated unfired refractory of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は、本発明に用いることができる金属含浸不焼成
耐火物製造装置の一例を示した図である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a metal-impregnated unfired refractory manufacturing apparatus that can be used in the present invention.

第1図によると、金属含浸不焼成耐火物製造装置は、予
熱炉■、金属含浸加圧炉!および焼鈍炉■を具備してい
る。
According to Figure 1, the metal-impregnated unfired refractory production equipment includes a preheating furnace (■) and a metal-impregnated pressure furnace (!). and an annealing furnace ■.

予熱炉■は、不焼成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1
2が不焼成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aする加熱炉であれば
、本発明に用いることができる。後述する通り、予熱工
程を金属含浸加圧炉l内で行なう場合は、本予熱炉■を
設ける必要はない。
The preheating furnace (2) is a device for heating the unfired refractory to around the melting point of the metal with which it is pre-impregnated. Therefore, the performance required of a preheating furnace is that the walls of the preheating furnace can withstand near the melting point of the metal to be impregnated, and that the preheating coil 1
Second, it can be heated to around the melting point of the metal with which the unfired refractory is impregnated. Any heating furnace that achieves the above performance can be used in the present invention. As will be described later, when the preheating step is carried out in the metal-impregnated pressurized furnace 1, it is not necessary to provide the preheating furnace 2.

金属含浸加圧炉lは、不焼成耐火物を脱気し、溶融金属
2内に浸漬させ、圧力を印加することにより金属を含浸
させる装置である。第2図は、金属含浸加圧炉lの拡大
図である。これによると、金属含浸加圧炉I内には、加
圧装置1が配置されている。加圧装置1はピストン1a
とシリンダ1bとからなっている。ピストン1aをシリ
ンダ1bに挿入することにより完全密封された空間3を
形成させ、ピストン1aをシリンダ1b内に退入させる
ことにより密封空間3に圧力を印加させることができる
。したがって、ピストン1aとシリンダ1bとの接触部
分4は密封性および摺動性に優れていなければならない
。さらに加圧装置1は、後述の通り、溶融金属2と接触
または接近するため耐熱性であることと、かなりの圧力
を印加するため耐圧性であることが必要である。これら
の条件を満たすため、加圧装置1の材質にはCr4C3
およびZrB2等のセラミック材料を用いるのが好まし
く、黒鉛−セラミック系材料を用いるのが特に好ましい
The metal impregnation pressure furnace 1 is a device that deaerates the unfired refractory, immerses it in the molten metal 2, and impregnates it with metal by applying pressure. FIG. 2 is an enlarged view of the metal impregnation pressurized furnace 1. According to this, a pressurizing device 1 is arranged in a metal impregnating pressurizing furnace I. The pressurizing device 1 is a piston 1a
and cylinder 1b. A completely sealed space 3 is formed by inserting the piston 1a into the cylinder 1b, and pressure can be applied to the sealed space 3 by withdrawing the piston 1a into the cylinder 1b. Therefore, the contact portion 4 between the piston 1a and the cylinder 1b must have excellent sealing properties and sliding properties. Furthermore, as will be described later, the pressurizing device 1 needs to be heat resistant because it comes into contact with or approaches the molten metal 2, and it needs to be pressure resistant because it applies a considerable pressure. In order to satisfy these conditions, the material of the pressurizing device 1 is Cr4C3.
It is preferable to use ceramic materials such as and ZrB2, and it is particularly preferable to use graphite-ceramic materials.

ピストン1aは、シリンダ1b内に挿入下降させること
によって密封空間3に圧力を印加させる装置である。ピ
ストン1aは不焼成耐火物保持装置5、搬送装置6、お
よび真空弁7を具備してる。
The piston 1a is a device that applies pressure to the sealed space 3 by being inserted and lowered into the cylinder 1b. The piston 1a is equipped with an unfired refractory holding device 5, a conveying device 6, and a vacuum valve 7.

不焼成耐火物保持装置5は、不焼成耐火物とピストン1
aとを連結させる装置である。不焼成耐火物保持装置5
には、まず不焼成耐火物をシリンダ1bや処理工程の途
中で落とさないようしっかりとピストン1aと連結させ
ておく保持性が必要であり、さらに保持装置5は溶融金
属2と接触または接近するため耐熱性や、密封空間3で
の圧力に曝されるため耐圧性等が必要である。これらの
条件を満たすものであれば、従来の保持装置を用いるこ
とができる。搬送装置6は、主にレール8、駆動装置(
図示せず)、および制御装置(図示せず)からなってい
る。この搬送装置6を設けることにより、本発明を連続
化あるいは自動化することができる。搬送装置6には、
従来のものを用いることができる。真空弁7は真空ポン
プ(図示せず)等を具備しているものであり、密封空間
3を減圧する装置である。これによって不焼成耐火物1
3の開気孔中にあるガスを脱気することができる。
The unfired refractory holding device 5 holds the unfired refractory and the piston 1.
This is a device that connects a. Unfired refractory holding device 5
First, it is necessary to have the ability to firmly connect the unfired refractory to the cylinder 1b or the piston 1a so as not to drop it during the processing process, and since the holding device 5 comes into contact with or approaches the molten metal 2, It requires heat resistance and pressure resistance since it is exposed to pressure in the sealed space 3. Any conventional holding device can be used as long as it satisfies these conditions. The transport device 6 mainly includes rails 8 and a drive device (
(not shown), and a control device (not shown). By providing this conveying device 6, the present invention can be made continuous or automated. The transport device 6 includes
Conventional ones can be used. The vacuum valve 7 is equipped with a vacuum pump (not shown), etc., and is a device for reducing the pressure in the sealed space 3. As a result, the unfired refractory 1
The gas present in the open pores of No. 3 can be evacuated.

シリンダ1bは、不焼成耐火物13の開気孔中に含浸さ
せる溶融金属2を収容しておく装置である。シリンダ1
bの周囲には、加熱コイル9が配置させている。この加
熱コイル9はシリンダ1bを加熱して、金属を溶融状態
に維持するためのものである。したがって、加熱コイル
9には、含浸させる金属の融点まで加熱できるものを用
いる。
The cylinder 1b is a device that stores molten metal 2 to be impregnated into the open pores of the unfired refractory 13. cylinder 1
A heating coil 9 is arranged around b. This heating coil 9 is for heating the cylinder 1b and maintaining the metal in a molten state. Therefore, the heating coil 9 is one that can be heated to the melting point of the metal to be impregnated.

焼鈍炉■は、金属を含浸させた不焼成耐火物を焼鈍する
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 (2) is for annealing the unfired refractory impregnated with metal, and a conventional annealing furnace can be used.

なお、上記の予熱炉■、金属含浸加圧炉!および焼鈍炉
■は、必ずしも一体化されている必要はない。
In addition, the above preheating furnace ■, metal impregnated pressure furnace! and annealing furnace (2) do not necessarily need to be integrated.

以下、本発明の金属含浸不焼成耐火物の製造方法を詳し
く説明する。
Hereinafter, the method for manufacturing the metal-impregnated unfired refractory of the present invention will be explained in detail.

本発明の金属含浸不焼成耐火物の製造方法は、不焼成耐
火物を予熱する工程と、不焼成耐火物の開気孔に金属を
含浸させる工程と、金属を含浸させた不焼成耐火物を焼
鈍する工程とに分けることができる。
The method for producing a metal-impregnated unfired refractory of the present invention includes the steps of preheating the unfired refractory, impregnating the open pores of the unfired refractory with metal, and annealing the unfired refractory impregnated with the metal. It can be divided into two steps:

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 予熱工程は溶融金属中に浸漬する前に、不焼成耐火物を
予熱するものである。
Preheating Step The preheating step is to preheat the unfired refractory before immersing it in molten metal.

予熱工程の目的は、以下の通りである。The purpose of the preheating step is as follows.

不焼成耐火物は、次工程において、溶融金属中に浸漬さ
れる。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、不焼成耐火物を予熱せ
ずにそのまま溶融金属に含浸すると、その温度差により
溶融金属は不焼成耐火物との接触面で急激に冷却され凝
固してしまう。
The unfired refractory is immersed in molten metal in the next step. Molten metal is at a fairly high temperature (for example, 1450°C or higher for stainless steel), and if unfired refractories are directly impregnated into molten metal without preheating, the molten metal will come into contact with the unfired refractories due to the temperature difference. It cools rapidly on the surface and solidifies.

また、不焼成耐火物は急冷されるため激しく熱的スポー
リングを起こし、損壊してしまう可能性もある。その結
果、不焼成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
に不焼成耐火物を予熱することによって、不焼成耐火物
表面と溶融金属の温度差をできるだけ小さくし、不焼成
耐火物表面での溶融金属の凝固を防ぐのである。
Furthermore, since unfired refractories are rapidly cooled, they may undergo severe thermal spalling and may be damaged. As a result, a metal film is formed on the surface of the unfired refractory, and no further metal can be impregnated therein. Therefore, by preheating the unfired refractory before immersion, the temperature difference between the surface of the unfired refractory and the molten metal is made as small as possible, and solidification of the molten metal on the surface of the unfired refractory is prevented.

予熱温度は含浸させる金属の融点以上が好ましいが、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。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 point 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. As the preheating furnace (2) used in the preheating step, a conventional one can be used as long as it can obtain the desired temperature and is heat resistant.

なお、予熱工程は金属含浸加圧炉Iにおいて行なうこと
もできる。この場合は、予熱炉■は不要である。金属含
浸加圧炉Iで予熱を行なうには、不焼成耐火物を保持し
たピストン1aをシリンダ1bに挿入した後、溶融金属
中に含浸する前に、加熱コイル9によって加熱すればよ
い。このように、金属含浸加圧炉l内で予熱工程を行な
うことによって、本発明に用いる装置を簡略化すること
ができる。
Note that the preheating step can also be performed in the metal impregnated pressurized furnace I. In this case, the preheating furnace (2) is not necessary. To perform preheating in the metal impregnation pressurized furnace I, the piston 1a holding the unfired refractory may be inserted into the cylinder 1b and then heated by the heating coil 9 before being impregnated into the molten metal. As described above, by performing the preheating step in the metal-impregnated pressurized furnace 1, the apparatus used in the present invention can be simplified.

金属含浸工程 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。
Metal Impregnation Process This metal impregnation process can be further divided into the following three steps.

(a)脱気工程 本脱気工程は、不焼成耐火物の開気孔中に存在する空気
を除去することが目的である。
(a) Deaeration step The purpose of this deaeration step is to remove air present in the open pores of the unfired refractory.

不焼成耐火物13の開気孔からガスを除去する理由は、
開気孔内にガスが存在すると、以下の加圧工程(c)で
の加圧により含浸した金属が、復圧後、開気孔内の圧縮
ガスによって排出されてしまうからである。脱気工程は
、既述した予熱工程の前または後のいずれで行なっても
よい。
The reason for removing gas from the open pores of the unfired refractory 13 is as follows:
This is because if gas exists in the open pores, the metal impregnated by pressurization in the following pressurizing step (c) will be discharged by the compressed gas in the open pores after pressure is restored. The degassing step may be performed either before or after the preheating step described above.

脱気工程は、不焼成耐火物13を保持したピストン1a
をシリンダlb内に挿入し密封空間3を形成した後、真
空ポンプ(図示せず)等を具備した真空弁7で減圧する
ことにより行なうことができる。その際、不焼成耐火物
13を保持したピストン1aをシリンダlb内に挿入す
るとき1、シリンダ1b内に収容されている溶融金属の
上面10とピストン1aの下面11の間にある程度の距
離を設ける必要がある。この距離が小さすぎると、減圧
したときに溶融金属2が真空弁7から外部に吸い出され
てしまうからである。この距離は、減圧する程度および
溶融金属2の重量等に依存し、その組合わせによって変
化する。したがって、前記距離はシリンダlb内の溶融
金属量を調節したり、ピストン1aをシリンダ1bに挿
入させる距離を調節したりして所望の効果が得られるよ
う便宜選択する。
The deaeration process is performed using a piston 1a holding an unfired refractory 13.
This can be done by inserting the cylinder into the cylinder lb to form a sealed space 3, and then reducing the pressure using a vacuum valve 7 equipped with a vacuum pump (not shown) or the like. At that time, when inserting the piston 1a holding the unfired refractory 13 into the cylinder lb, a certain distance is provided between the upper surface 10 of the molten metal accommodated in the cylinder 1b and the lower surface 11 of the piston 1a. There is a need. This is because if this distance is too small, the molten metal 2 will be sucked out from the vacuum valve 7 when the pressure is reduced. This distance depends on the degree of pressure reduction, the weight of the molten metal 2, etc., and changes depending on the combination thereof. Therefore, the distance is conveniently selected so as to obtain a desired effect by adjusting the amount of molten metal in the cylinder lb or by adjusting the distance by which the piston 1a is inserted into the cylinder 1b.

また、ピストン1aに保持された不焼成耐火物がシリン
ダ1bの外にある状態で、金属含浸加圧炉1全体を減圧
し、不焼成耐火物を脱気することもできる。しかし、こ
の方法では金属含浸加圧炉Iの全体を減圧するため、比
較的大規模な真空ポンプを必要とする。
Moreover, the entire metal-impregnated pressure furnace 1 can be depressurized and the unfired refractory can be degassed while the unfired refractory held by the piston 1a is outside the cylinder 1b. However, this method requires a relatively large-scale vacuum pump to reduce the pressure in the entire metal impregnation pressurized furnace I.

不焼成耐火物を脱気するためには、密封空間3または金
属含浸加圧炉I全体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、密封空間3内に溶融金属
2が存在するため、該溶融金属2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、10−
2乃至20 torr程度の減圧が好ましい。
In order to degas the unfired refractories, it is desirable to reduce the pressure in the sealed space 3 or the entire metal-impregnated pressurized furnace I as much as possible. However, in reality, since the molten metal 2 exists in the sealed space 3, the pressure must be reduced in consideration of the vapor pressure of the molten metal 2. In the present invention, 10-
A reduced pressure of about 2 to 20 torr is preferred.

(b)浸漬工程 本浸漬工程は、不焼成耐火物を溶融金属中に浸漬する工
程であり、ピストン1aに保持された不焼成耐火物13
を溶融金属2中に浸漬することにより行なう。これは、
不焼成耐火物13が溶融金属2に浸漬されるまでピスト
ン1aを下降させることによって容易に行なうことがで
きる。また、不焼成耐火物13を保持装置5から外して
落下させてもよい。なお、浸漬工程を行なうとき、真空
弁7を閉じておくのが好ましい。
(b) Immersion process The main dipping process is a process in which the unfired refractory is immersed in molten metal, and the unfired refractory 13 held by the piston 1a
This is done by immersing it in molten metal 2. this is,
This can be easily done by lowering the piston 1a until the unfired refractory 13 is immersed in the molten metal 2. Alternatively, the unfired refractory 13 may be removed from the holding device 5 and dropped. Note that when performing the dipping step, it is preferable to keep the vacuum valve 7 closed.

金属の含浸速度は、溶融金属2の不焼成耐火物13に対
するぬれ性と、不焼成耐火物13の気孔率と、次工程に
よる圧力とに依存する。したがって、含浸時間は、用い
る不焼成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、5〜3
0分程度である。
The metal impregnation rate depends on the wettability of the molten metal 2 to the unfired refractory 13, the porosity of the unfired refractory 13, and the pressure of the next step. Therefore, the impregnation time varies depending on the combination of the type of unfired refractory used and the type of metal to be impregnated, so it cannot be stated unconditionally, but it is 5 to 3
It takes about 0 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。すなわち、脱気工程は不焼成耐火
物を溶融金属2に浸漬した状態で行なってもよい。しか
し、予熱工程は本含浸工程の前に行なわなければならな
い。これは前述した通り、溶融金属に浸漬する前に不焼
成耐火物を予熱することにより、不焼成耐火物表面で溶
融金属が凝固するのを防止するためである。
The previous degassing step (a) and the main dipping step (b) can be performed in any order. That is, the degassing step may be performed with the unfired refractory immersed in the molten metal 2. However, a preheating step must be performed before the main impregnation step. This is because, as described above, preheating the unfired refractory before immersing it in molten metal prevents the molten metal from solidifying on the surface of the unfired refractory.

なお、不焼成耐火物の脱気を完全に行なうことができる
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。
In addition, from the viewpoint that the unfired refractory can be completely degassed, it is preferable to perform the deaeration process before the dipping process.

(c)加圧工程 本加圧工程の目的は、不焼成耐火物13が溶融金属2内
に浸漬されているあいだ、ピストン1aによって加圧し
、その圧力を以て金属を不焼成耐火物13の開気孔内に
含浸させることである。
(c) Pressurizing process The purpose of this pressurizing process is to apply pressure with the piston 1a while the unfired refractory 13 is immersed in the molten metal 2, and use that pressure to push the metal through the open pores of the unfired refractory 13. It is to impregnate the inside of the body.

加圧方法としては、例えば以下の手段を用いることがで
きる。
As a pressurizing method, for example, the following means can be used.

浸漬工程(b)が終了した状態でピストン1aが溶融金
属2の液面から離間しているときは、ピストン1aと溶
融金属2との間の密封空間3に高圧ガスを導入すること
によって、加圧を行なうことができる。その場合、ピス
トン1aをさらに下降させることによって、加圧効果を
高めることができる。場合によっては、特に高圧ガスを
用いることなく、密封空間3を常圧に戻した後にピスト
ン1aを下降させるだけで所望の加圧を行なうことがで
きる。また、条件的に可能な場合には、ピストン1aを
溶融金属2の液面に接触させた状態で下方に押圧するこ
とにより、溶融金属2を直接加圧してもよい。
When the piston 1a is separated from the liquid level of the molten metal 2 after the dipping step (b), high pressure gas is introduced into the sealed space 3 between the piston 1a and the molten metal 2. pressure can be applied. In that case, the pressurizing effect can be enhanced by further lowering the piston 1a. In some cases, desired pressurization can be achieved by simply lowering the piston 1a after returning the sealed space 3 to normal pressure, without using particularly high-pressure gas. Furthermore, if conditions permit, the molten metal 2 may be directly pressurized by pressing the piston 1a downward while in contact with the liquid surface of the molten metal 2.

先にも述べた通り、不焼成耐火物13への金属の含浸難
易(含浸速度)は、溶融金属2の不焼成耐火物13に対
するぬれ性と、不焼成耐火物13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、不焼成耐火物13に
金属を含浸させる難易は、主に本加圧工程で印加する圧
力に依存することになる。一般に、高い圧力を印加する
ほど金属を含浸させることができる。しかしながら、印
加する圧力が不焼成耐火物の圧縮強度以上になると、不
焼成耐火物自体の破壊、金属含浸量の減少あるいは金属
含浸後の不焼成耐火物の熱間強度の低下が生じるので、
不焼成耐火物の圧縮強度より小さい圧力を印加しなけれ
ばならない。また、不焼成耐火物に圧力を印加しない場
合は、不焼成耐火物の内部圧と溶融金翼圧均衡し、溶融
金属を開気孔内部に含浸させることができないので、あ
る程度の圧力を印加しなければならない。
As mentioned earlier, the difficulty of impregnating the unfired refractory 13 with metal (impregnation speed) depends on the wettability of the molten metal 2 to the unfired refractory 13, and the apparent porosity of the unfired refractory 13. , and the pressure applied in the main pressurization step. however,
There are certain limits to improving the wettability and apparent porosity. Therefore, the difficulty of impregnating the unfired refractory 13 with metal depends mainly on the pressure applied in the main pressurization step. Generally, the higher the pressure applied, the more metal can be impregnated. However, if the applied pressure exceeds the compressive strength of the unfired refractory, the unfired refractory itself may be destroyed, the amount of metal impregnated may decrease, or the hot strength of the unfired refractory after metal impregnation may decrease.
A pressure less than the compressive strength of the unfired refractory must be applied. In addition, if no pressure is applied to the unfired refractory, the internal pressure of the unfired refractory and the pressure of the molten metal blades will be balanced, and the molten metal will not be able to penetrate into the open pores, so a certain amount of pressure must be applied. Must be.

したがって、本加圧工程で印加する圧力は、不焼成耐火
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1 kg / c−
以上であることが必要であり、かつ本発明に用いる不焼
成耐火物の圧縮強度より小さいことが必要である。
Therefore, the pressure applied in the main pressurization step varies depending on the combination of the type of unfired refractory and the type of metal to be impregnated, so it cannot be generalized, but it is approximately 1 kg / c-
The compressive strength of the unfired refractory used in the present invention must be lower than the compressive strength of the unfired refractory used in the present invention.

焼鈍工程 前記浸漬工程では、不焼成耐火物13は溶融金属2中に
浸漬されており、不焼成耐火物自体もかなりの高温にな
っている。この不焼成耐火物を室温まで冷却する際、急
激に冷却すると、不焼成耐火物中に含浸された金属が急
激に凝固し、不焼成耐火物に割れやひびが生じてしまう
。したがって、本焼鈍工程によって、高温まで加熱され
た不焼成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 unfired refractory 13 is immersed in the molten metal 2, and the unfired refractory itself is at a fairly high temperature. If the unfired refractory is cooled rapidly to room temperature, the metal impregnated in the unfired refractory will rapidly solidify, causing cracks or cracks in the unfired refractory. Therefore, in the main annealing step, the unfired 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
、不焼成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19.5容積%のマグネシア
レンガを脱気し、Fe溶湯中に浸漬し、23 kg /
 cdの圧力をかけて、金属を含浸させた場合、見掛は
気孔率は0.01容積%まで低下した。
The open pores of the unfired refractory can be impregnated with metal by the above-mentioned preheating step, metal impregnation step, and annealing step. For example, a magnesia brick with an apparent porosity of 19.5% by volume is degassed and immersed in molten Fe, and the porosity is 23 kg/
When a pressure of CD was applied to impregnate metal, the apparent porosity decreased to 0.01% by volume.

[発明の効果] 本発明の方法によって、不焼成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不焼成耐火物を製造する
ことができる。
[Effects of the Invention] By the method of the present invention, the open pores of an unfired refractory can be impregnated with metal, and a metal-impregnated unfired refractory having excellent spalling resistance and slag infiltration resistance can be manufactured. Can be done.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の金属含浸不焼成耐火物の製造方法に
用いることができる装置の一例を示した図。 第2図は、金属含浸加圧炉の断面図。 1・・・加圧装置、2・・・溶融金属、3・・・密封空
間、5・・・不焼成耐火物保持装置、6・・・搬送装置
、8・・・真空弁、9・・・加熱コイル、12・・・予
熱コイル、13・・・不焼成耐火物 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
FIG. 1 is a diagram showing an example of an apparatus that can be used in the method for producing a metal-impregnated unfired refractory of the present invention. FIG. 2 is a sectional view of the metal impregnating pressurized furnace. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Pressure device, 2... Molten metal, 3... Sealed space, 5... Unfired refractory holding device, 6... Transfer device, 8... Vacuum valve, 9...・Heating coil, 12... Preheating coil, 13... Patent attorney Takehiko Suzue, representative of the applicant for unfired refractories

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)多孔質の不焼成耐火物を予熱する工程と、予熱さ
れた不焼成耐火物の開気孔内に存在するガスを脱気する
工程と、脱気された不焼成耐火物をシリンダ状容器内の
溶融金属中に浸漬する工程と、前記シリンダ状容器内に
摺動自在に設けられたピストン状加圧板によって不焼成
耐火物が浸漬されている溶融金属に圧力を印加すること
により、溶融金属を不焼成耐火物に含浸させる工程とを
具備する金属含浸不焼成耐火物の製造方法。
(1) A step of preheating a porous unfired refractory, a step of deaerating the gas present in the open pores of the preheated unfired refractory, and a step of storing the degassed unfired refractory in a cylindrical container. By applying pressure to the molten metal in which the unfired refractory is immersed by a piston-shaped pressure plate slidably provided in the cylindrical container, the molten metal is immersed in the molten metal. A method for producing a metal-impregnated unfired refractory, comprising the step of impregnating the unfired refractory with a metal-impregnated unfired refractory.
(2)多孔質の不焼成耐火物を予熱する工程と、予熱さ
れた不焼成耐火物をシリンダ状容器内の溶融金属中に浸
漬する工程と、溶融金属中に浸漬された不焼成耐火物の
開気孔内に存在するガスを脱気する工程と、前記シリン
ダ状容器内に摺動自在に設けられたピストン状加圧板に
よって不焼成耐火物が浸漬されている溶融金属に圧力を
印加することにより、溶融金属を不焼成耐火物に含浸さ
せる工程とを具備する金属含浸不焼成耐火物の製造方法
(2) A step of preheating a porous unfired refractory, a step of immersing the preheated unfired refractory into molten metal in a cylindrical container, and a step of immersing the unfired refractory into the molten metal. By degassing the gas present in the open pores and applying pressure to the molten metal in which the unfired refractory is immersed by a piston-shaped pressure plate slidably provided in the cylindrical container. A method for producing a metal-impregnated unfired refractory, comprising the steps of: impregnating the unfired refractory with molten metal.
(3)多孔質の不焼成耐火物の開気孔内に存在するガス
を脱気する工程と、脱気された不焼成耐火物を予熱する
工程と、予熱された不焼成耐火物をシリンダ状容器内の
溶融金属中に浸漬する工程と、前記シリンダ状容器内に
摺動自在に設けられたピストン状加圧板によって不焼成
耐火物が浸漬されている溶融金属に圧力を印加すること
により、溶融金属を不焼成耐火物に含浸させる工程とを
具備する金属含浸不焼成耐火物の製造方法。
(3) A step of degassing the gas present in the open pores of the porous unfired refractory, a step of preheating the degassed unfired refractory, and a step of storing the preheated unfired refractory in a cylindrical container. By applying pressure to the molten metal in which the unfired refractory is immersed by a piston-shaped pressure plate slidably provided in the cylindrical container, the molten metal is immersed in the molten metal. A method for producing a metal-impregnated unfired refractory, comprising the step of impregnating the unfired refractory with a metal-impregnated unfired refractory.
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