JPH06227857A - Magnesia refractory - Google Patents
Magnesia refractoryInfo
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- JPH06227857A JPH06227857A JP5037376A JP3737693A JPH06227857A JP H06227857 A JPH06227857 A JP H06227857A JP 5037376 A JP5037376 A JP 5037376A JP 3737693 A JP3737693 A JP 3737693A JP H06227857 A JPH06227857 A JP H06227857A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は転炉、取鍋などの各種溶
融金属容器に使用されるマグネシア質材料を主体とする
耐火物に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a refractory material mainly composed of magnesia material used for various molten metal containers such as a converter and a ladle.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、取鍋などの溶融金属容器の内張り
耐火物は操業温度の高温化に伴って、スラグ耐食性の点
からロ−石を主体とする耐火物からアルミナを主体とす
る耐火物へと素材が変化している。さらに、転炉、取鍋
などの溶融金属容器の内張り用耐火物としてマグネシア
・カ−ボンれんがも広く使用されるようになってきてい
る。しかし、最近の極低炭素鋼の溶製には低炭素量のマ
グネシア・カ−ボンれんがやマグネシアれんがが使用さ
れるようになっている。2. Description of the Related Art In recent years, refractory linings of molten metal containers such as ladles are mainly refractory mainly composed of rock from alumina mainly refractory from the viewpoint of slag corrosion resistance as operating temperature rises. The material is changing. Furthermore, magnesia carbon bricks are also widely used as refractories for lining molten metal containers such as converters and ladles. However, in recent years, low-carbon magnesia carbon bricks and magnesia bricks have been used for the melting of ultra-low carbon steel.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】このように溶融金属容
器においてカ−ボンを含まないマグネシア質素材を主体
とする塩基性耐火物が使用されるようになると別の面で
の障害が生じてきた。即ち、この塩基性耐火物はスラグ
耐食性に優れているため、耐火物中に侵入した粘性の低
いスラグがそのまま耐火物の内部深く浸透し固化する
と、マグネシア部分とスラグ部分との熱膨張率の違いに
より構造スポ−リングを起こし、耐火物が剥離する現象
が発生するのである。この塩基性耐火物におけるスラグ
の浸透は、焼成れんがと比較して気孔率の大きい不焼成
れんがや不定形耐火物において顕著である。このスラグ
浸透を軽減するために酸化クロムを添加する方法が知ら
れている。しかし、酸化クロムは環境対策上使用したく
ない素材である。As described above, when a basic refractory material mainly containing a magnesia material not containing carbon is used in a molten metal container, another obstacle has occurred. . That is, since this basic refractory has excellent slag corrosion resistance, if the low-viscosity slag that has penetrated into the refractory penetrates deep into the refractory as it is and solidifies, the difference in the coefficient of thermal expansion between the magnesia part and the slag part As a result, structural sparking occurs, and a phenomenon occurs in which the refractory material peels off. The penetration of slag into this basic refractory is remarkable in unfired bricks and amorphous refractories having a higher porosity than in fired bricks. A method of adding chromium oxide to reduce the penetration of slag is known. However, chromium oxide is a material that we do not want to use as an environmental measure.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明者らはスラグの浸
透について検討し、耐火物の耐食性も合わせて考慮した
結果、亜鉛酸化物がマグネシアとは固溶体を形成するだ
けで特に低融点の特殊な化合物を生成しないことに注目
し本発明に到達したものである。即ち本発明は、亜鉛酸
化物をZnOとして0.1〜20重量%含有し、残部がマグ
ネシアを主体とする耐火材料よりなるマグネシア耐火物
である。また、本発明の耐火物は焼成、不焼成の定形耐
火物、不定形耐火物のように、いずれの形態でも使用で
きる特徴も有している。Means for Solving the Problems As a result of studying the penetration of slag and taking into consideration the corrosion resistance of refractory materials, the present inventors have found that zinc oxide forms a solid solution with magnesia and has a particularly low melting point. The inventors arrived at the present invention by paying attention to the fact that such compounds are not produced. That is, the present invention is a magnesia refractory material which is made of a refractory material containing zinc oxide in an amount of 0.1 to 20% by weight as ZnO and the balance being mainly magnesia. Further, the refractory material of the present invention has a feature that it can be used in any form such as a fired or non-fired fixed shape refractory material or an amorphous refractory material.
【0005】本発明に使用するマグネシアを主体とする
耐火材料は、電融マグネシアクリンカ−、焼結マグネシ
アクリンカ−、天然マグネシアクリンカ−などの既知の
マグネシア質耐火材料を単独で、あるいはこれら材料と
合成または天然ドロマイトクリンカ−やマグネシア・ア
ルミナスピネルと混合して用いることもできる。これら
の耐火材料はMgOが50重量%以上であることがスラグ
耐食性の上から好ましい。The magnesia-based refractory material used in the present invention may be a known magnesia refractory material such as an electrofused magnesia clinker, a sintered magnesia clinker or a natural magnesia clinker, or may be synthesized with these materials. Alternatively, it can be used as a mixture with a natural dolomite clinker or magnesia-alumina spinel. From the viewpoint of slag corrosion resistance, it is preferable that MgO content of these refractory materials is 50 wt% or more.
【0006】本発明の特徴である亜鉛酸化物としては、
ZnO、Zn2O、ZnO2などが知られており、本発明
ではいずれの形態の亜鉛酸化物でも使用可能であるがZ
nOを主成分とする酸化亜鉛が一般的である。その量は
ZnOとして耐火物中の0.1〜20重量%、好ましくは1
〜10重量%とする。亜鉛酸化物の量が0.1重量%未満で
あると十分なスラグ浸透抑制効果が発揮されず、20重量
%を越えると使用中に耐火物が過焼結によりかえってス
ポ−リングを起こし、また、耐食性も低下するので好ま
しくない。なお、本発明では亜鉛酸化物として、焼成中
あるいは使用中に亜鉛酸化物に変化する水酸化亜鉛、炭
酸亜鉛、硝酸亜鉛、硫酸亜鉛、塩化亜鉛、酢酸亜鉛、蓚
酸亜鉛なども使用可能である。The zinc oxide which is a feature of the present invention is
ZnO, Zn 2 O, ZnO 2 and the like are known, and any form of zinc oxide can be used in the present invention.
Zinc oxide containing nO as a main component is generally used. The amount of ZnO is 0.1 to 20% by weight in the refractory, preferably 1
~ 10% by weight. If the amount of zinc oxide is less than 0.1% by weight, a sufficient slag permeation suppression effect will not be exerted, and if it exceeds 20% by weight, the refractory will oversinter during use and cause spooling and corrosion resistance. Also decreases, which is not preferable. In the present invention, as the zinc oxide, zinc hydroxide, zinc carbonate, zinc nitrate, zinc sulfate, zinc chloride, zinc acetate, zinc oxalate, or the like, which changes into zinc oxide during firing or use, can also be used.
【0007】本発明のマグネシア質耐火物の製造方法
は、定形耐火物として使用する場合には、常法に従い、
マグネシアを主体とする耐火材料、亜鉛酸化物、その他
の原料を秤量し、結合剤を加えて混練後プレス成形す
る。これをそのままあるいは1000℃以下の温度で熱処理
して不焼成れんがとして使用することもできるし、1000
℃を越える温度で焼成した焼成れんがとして使用するこ
ともできる。結合剤としては、フェノ−ル樹脂などの有
機系結合剤、珪酸ソ−ダ、燐酸塩、苦汁などの無機系結
合剤のいずれも使用可能である。The method for producing a magnesia refractory material according to the present invention, when used as a standard refractory material, follows a conventional method,
A refractory material mainly containing magnesia, zinc oxide, and other raw materials are weighed, a binder is added, and the mixture is kneaded and press-molded. It can be used as it is or as a non-fired brick by heat treatment at a temperature of 1000 ℃ or less.
It can also be used as a fired brick fired at a temperature higher than ° C. As the binder, any of organic binders such as phenol resin and inorganic binders such as soda silicate, phosphate and bittern can be used.
【0008】また、不定形耐火物としては主として流し
込み成形材として使用されるが、これも常法通り耐火材
料、亜鉛酸化物、結合剤、分散剤、可塑剤、硬化調整剤
などを適宜選択し、水その他の溶剤と混合して使用され
る。結合剤としてはアルミナセメント、珪酸ソ−ダ、燐
酸塩などが使用できる。The amorphous refractory material is mainly used as a casting material, but in the usual manner, a refractory material, a zinc oxide, a binder, a dispersant, a plasticizer, a curing modifier, etc. are appropriately selected. , Mixed with water and other solvents. As the binder, alumina cement, sodium silicate, phosphate or the like can be used.
【0009】[0009]
【作用】本発明の亜鉛酸化物は熱膨張係数の値が7x10
-6/℃であり、これはマグネシアの14x10-6/℃よりは極
端に小さく、マグネシアの熱膨張を緩和する作用があ
り、耐火物の耐熱スポ−リング性向上に効果がある。こ
の作用はアルミナやクロミア(いずれも熱膨張係数約8
x10-6/℃)よりも顕著である。[Function] The zinc oxide of the present invention has a coefficient of thermal expansion of 7x10.
-6 / ℃, which is much smaller than 14x10 -6 / ℃ of magnesia, has the effect of relaxing the thermal expansion of magnesia, and is effective in improving the heat-resistant spooling of refractory materials. This effect is due to alumina and chromia (both have a thermal expansion coefficient of about 8
x10 -6 / ℃) is more remarkable.
【0010】さらに、添加した亜鉛酸化物は使用中ある
いは製造時の焼成中に、ほとんどマグネシア中にMgx
Zn1-xOとして固溶し耐火材料の焼結に寄与する。そ
して亜鉛酸化物はマグネシアと特定の低融点の化合物を
生成しないため、耐火物の耐火度を大きく低下させるこ
とはない。Further, the added zinc oxide is almost exclusively Mg x in magnesia during use or during firing during production.
It forms a solid solution as Zn 1-x O and contributes to the sintering of the refractory material. Since zinc oxide does not form a compound with a specific low melting point together with magnesia, it does not significantly reduce the fire resistance of refractory materials.
【0011】本発明の耐火物の使用中において、スラグ
はマグネシア質材料との反応が少ないため、耐火物中に
深く浸透するが、その際にマグネシアと固溶した亜鉛酸
化物はスラグ中にとけ込み、粘性を増加させて、スラグ
の耐火物中への浸透を阻止する。さらに、スラグ成分の
CaO、SiO2、Al2O3やFe酸化物などと反応し
てCaZnSi2O7、Zn2SiO4、ZnAl22O37、
Mg2SiO4、(Mg,Fe)2SiO4などとなって析
出し、スラグ成分を取り込むと同時に気孔を閉塞し、耐
火物を緻密化し、スラグ浸透防止の一助となり耐火物の
耐スポ−リング性の向上に寄与する。During the use of the refractory material of the present invention, the slag has a small reaction with the magnesia material, so that it penetrates deeply into the refractory material. At that time, the zinc oxide solid-dissolved with magnesia melts into the slag material. It increases the viscosity and prevents the slag from penetrating into the refractory. Further, CaO slag components, SiO 2, Al 2 O 3 and CaZnSi reacts with such as Fe oxide 2 O 7, Zn 2 SiO 4 , ZnAl 22 O 37,
Precipitates as Mg 2 SiO 4 , (Mg, Fe) 2 SiO 4, etc., takes in the slag component and at the same time closes the pores, densifies the refractory, helps prevent slag penetration, and sponging resistant refractory Contributes to the improvement of sex.
【0012】[0012]
【実施例】表1に示すような組成の材料および結合剤を
用いて試作を行った。なお、表1の配合はすべて重量部
で表示してある。また、表1の成形方法「P」は常法に
従い混練、プレス成形したしたものであり、「V」は材
料に水を加えた後棒状バイブレ−タ−を使用して振動鋳
込みしたものである。同じく表1の焼成欄の「乾」は15
0℃で24時間乾燥したものであり、「焼1」は1400℃で2
0時間焼成したもの、「焼2」は1700℃で20時間焼成し
たものである。こうして製造した試料の物性も表1に示
す。[Examples] Trials were made using materials and binders having the compositions shown in Table 1. The formulations in Table 1 are all expressed in parts by weight. The molding method "P" in Table 1 is kneading and press molding according to a conventional method, and "V" is vibration casting using a rod-shaped vibrator after adding water to the material. . Similarly, "dry" in the firing column of Table 1 is 15
It was dried at 0 ℃ for 24 hours.
The one baked for 0 hours and the "baked 2" are those baked at 1700 ° C. for 20 hours. The physical properties of the sample thus manufactured are also shown in Table 1.
【0013】スラグテストは構造スポ−リング試験を兼
ねるもので、回転スラグ試験炉を用い、酸素−プロパン
バ−ナ−で1600〜1650℃で通算3.5時間行い、途中で設
定温度に達して1時間後バ−ナ−を切って30分間ファン
による強制空冷をする操作を3回行った。結果は表1に
示す。なお、スラグ組成はAl2O3 13.9%、SiO21
6.0%、Fe2O3 20.3%、CaO 40.1%、ZnO2 4.5
%、MgO 5.2%で、C/S 2.5のものを使用した。表
1の結果中、「無」は試験後の試料の切断面に亀裂の発
生のほとんど見られなかったもの、「大」は大きな亀裂
により試料が分離していたもの、「中」は中程度の亀裂
が見られたものである。The slag test also serves as a structural spooling test. A rotary slag test furnace is used to perform a total of 3.5 hours at 1600 to 1650 ° C. with an oxygen-propane burner, and one hour after the set temperature is reached. The operation of turning off the burner and performing forced air cooling with a fan for 30 minutes was performed three times. The results are shown in Table 1. The slag composition was Al 2 O 3 13.9%, SiO 2 1
6.0%, Fe 2 O 3 20.3%, CaO 40.1%, ZnO 2 4.5
%, MgO 5.2%, and C / S 2.5. In the results of Table 1, "none" indicates that almost no cracks were observed on the cut surface of the sample after the test, "large" indicates that the sample was separated by a large crack, and "medium" indicates medium. It is the crack of.
【0014】さらに、熱スポ−リング試験は大気中で10
00〜1500℃の間で100℃刻みの各温度に試料を加熱後、
強制空冷して亀裂の発生した温度で表したものである。In addition, the thermal spooling test was performed in air at 10
After heating the sample to each temperature of 100 ℃ increments between 00 and 1500 ℃,
This is the temperature at which cracking occurred after forced air cooling.
【0015】[0015]
【表1】 [Table 1]
【0016】表1のスラグテストの結果に見られるよう
に、本発明の亜鉛酸化物を添加した試料(実施例1〜
6)はいずれも、亜鉛酸化物を含まないもの(比較例
1、3〜5)に比して、スラグの浸透深さが非常に浅
く、構造スポ−リングによると見られる亀裂の発生もほ
とんどなく、溶損も少ない結果が得られた。しかし、亜
鉛酸化物の量が多すぎる(比較例2)と、スラグの浸透
はある程度防止できても、溶損量が増加している。As can be seen from the results of the slag test in Table 1, samples containing the zinc oxide of the present invention (Examples 1 to 1)
Compared to those containing no zinc oxide (Comparative Examples 1, 3 to 5), 6) had a very shallow penetration depth of slag, and almost no cracks were observed due to structural spooling. The result was that there was little melting loss. However, if the amount of zinc oxide is too large (Comparative Example 2), penetration of slag can be prevented to some extent, but the amount of erosion is increased.
【0017】さらに、熱スポ−リング試験をみても、亀
裂の発生する温度は、本発明の試料ではマグネシアれん
が(比較例1)、マグクロれんが(比較例3)あるいは
マグネシア・スピネルれんが(比較例5)に比較して、
200〜300℃高く、本発明の耐火物が耐熱スポ−リング性
にも優れていることがわかる。Further, the temperature at which cracks occur in the sample of the present invention is also magnesia brick (comparative example 1), magcro brick (comparative example 3), or magnesia spinel brick (comparative example 5), even when the heat sporing test is performed. ) Compared to
It can be seen that the refractory material of the present invention is excellent in heat-resistant spooling because it is higher by 200 to 300 ° C.
【0018】[0018]
【発明の効果】本発明では、マグネシア質材料を主とす
る塩基性耐火物に亜鉛酸化物を添加することにより、実
施例の結果からも明らかなように、耐火物中へのスラグ
の浸透を防止して、構造スポ−リングによる耐火物の損
傷を最小限に押さえることが可能となる。また、耐熱ス
ポ−リング性やスラグ耐食性にも優れている。INDUSTRIAL APPLICABILITY In the present invention, by adding zinc oxide to a basic refractory material mainly composed of magnesia material, the penetration of slag into the refractory material can be prevented, as is clear from the results of the examples. By doing so, it is possible to minimize damage to the refractory due to the structural spooling. Also, it has excellent heat-resistant spooling and slag corrosion resistance.
Claims (1)
%含有し、残部がマグネシアを主体とする耐火材料より
なることを特徴とするマグネシア耐火物。1. A magnesia refractory material containing zinc oxide as ZnO in an amount of 0.1 to 20% by weight, and the balance being a refractory material mainly containing magnesia.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5037376A JPH06227857A (en) | 1993-02-02 | 1993-02-02 | Magnesia refractory |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5037376A JPH06227857A (en) | 1993-02-02 | 1993-02-02 | Magnesia refractory |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06227857A true JPH06227857A (en) | 1994-08-16 |
Family
ID=12495807
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5037376A Pending JPH06227857A (en) | 1993-02-02 | 1993-02-02 | Magnesia refractory |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06227857A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009298633A (en) * | 2008-06-12 | 2009-12-24 | Nippon Crucible Co Ltd | Casting monolithic refractory |
-
1993
- 1993-02-02 JP JP5037376A patent/JPH06227857A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009298633A (en) * | 2008-06-12 | 2009-12-24 | Nippon Crucible Co Ltd | Casting monolithic refractory |
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