JPH06263527A - Alumina refractory - Google Patents
Alumina refractoryInfo
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- JPH06263527A JPH06263527A JP5078975A JP7897593A JPH06263527A JP H06263527 A JPH06263527 A JP H06263527A JP 5078975 A JP5078975 A JP 5078975A JP 7897593 A JP7897593 A JP 7897593A JP H06263527 A JPH06263527 A JP H06263527A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は溶銑鍋、混銑車、溶鋼
鍋、タンディッシュなどの各種溶融金属容器に使用され
るアルミナ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 an alumina material, which is used for various molten metal containers such as a hot metal ladle, a mixing pig, a steel ladle and a tundish.
【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、溶融金属容
器の高温における耐食性の点からマグネシア・カ−ボン
れんがも使用されるようになってきている。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. Further, magnesia carbon brick has also been used from the viewpoint of the corrosion resistance of the molten metal container at high temperatures.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、溶融金
属容器においてマグネシア・カ−ボンれんがを使用する
と、このマグネシア・カ−ボンれんがは熱伝導率が高い
ため溶鋼や溶銑の温度が低下しやすいことや、低炭素鋼
の溶製においてはカ−ボンの溶け込みの心配からアルミ
ナ系の耐火物が使用される場合が多い。アルミナ系耐火
物にCr2O3を添加したものも考えられているが、Cr
2O3成分の添加は低粘性のスラグの浸透を防止する効果
が薄く、またクロム成分は環境面からも問題がある。従
って、アルミナ系耐火物において耐食性と耐スポ−リン
グ性を向上した耐火物が望まれている。However, when a magnesia carbon brick is used in a molten metal container, the magnesia carbon brick has a high thermal conductivity, so that the temperature of molten steel or hot metal tends to decrease. In the melting of low carbon steel, alumina-based refractory materials are often used because of concern about carbon penetration. Alumina refractory with Cr 2 O 3 added is also considered.
The addition of the 2 O 3 component has a small effect of preventing the penetration of low-viscosity slag, and the chromium component is also problematic from the environmental aspect. Therefore, there is a demand for a refractory having improved corrosion resistance and sponging resistance among alumina refractories.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明者らはアルミナ系
耐火物の耐食性と耐スポ−リング性の改善を検討した結
果、亜鉛酸化物がアルミナに固溶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、残部がアルミナを主体とす
る耐火材料よりなるアルミナ質耐火物である。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。DISCLOSURE OF THE INVENTION As a result of studying the improvement of corrosion resistance and spalling resistance of alumina-based refractory materials, the present inventors have found that zinc oxide is a solid solution in alumina and has a special low melting point. The inventors arrived at the present invention by paying attention to the fact that no compound is produced. That is, the present invention is an alumina 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 alumina. 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】本発明に使用するアルミナを主体とする耐
火材料はアルミナ系、アルミナシリカ系、マグネシア・
アルミナスピネル系の各種クリンカ−で、これらを単独
であるいは混合して用いることができる。これらの耐火
材料においてはAl2O3が50重量%以上あることがスラ
グ耐食性の上から好ましい。この他に通常使用される各
種耐火材料を少量併用することも可能である。Alumina-based refractory materials used in the present invention are alumina-based, alumina-silica-based, magnesia.
Various clinker of alumina spinel type can be used alone or in combination. In these refractory materials, Al 2 O 3 is preferably 50% by weight or more from the viewpoint of slag corrosion resistance. In addition to these, it is possible to use various commonly used refractory materials in combination.
【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
あると耐スポ−リング性の効果が十分発揮されず、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. When the amount of zinc oxide is less than 0.1% by weight, the effect of spooling resistance is not sufficiently exerted, and when it exceeds 20% by weight, refractory causes oversintering during use to cause spooling. Corrosion resistance is also reduced, 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】本発明のアルミナ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、アル
ミナ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 an alumina refractory material of the present invention comprises:
When used as a standard refractory, a refractory material mainly containing alumina, zinc oxide, and other raw materials are weighed, a binder is added, and the mixture is kneaded and press-molded according to a conventional method. This can be used as it is or after being heat-treated at a temperature of 1000 ° C. or lower to be used as a non-fired brick, or can be used as a fired brick fired at a temperature of higher than 1000 ° 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】アルミナ質耐火物はアルミナシリカ質、ハイア
ルミナ質、純アルミナ質と次第にAl2O3含有量が高く
なるにつれて耐食性は向上するが、マグネシア質耐火物
ほどではないにしても、次第にスラグが浸透しやすくな
り耐スポ−リング性は低下して来る。特に、CaO/S
iO2が1.5以下の低塩基度スラグになるとスラグは耐火
物の奥深く侵入し構造スポ−リングを生じ易くなる。中
でも低塩基度で、かつAl2O3含有量が20%を超えるよ
うなスラグになると、スラグの粘性が著しく低下するた
めスラグは耐火物深く侵入し、CaO-Al2O3、Ca
O-Al2O3-SiO2、CaO-SiO2各系の化合物を
形成し、耐食性の低下と共に2次焼結による構造スポ−
リングの原因となる。[Function] Alumina refractory has higher corrosion resistance as the content of Al 2 O 3 gradually increases, such as alumina-silica, high-alumina and pure alumina. However, even if it is not as high as magnesia refractory, it gradually becomes slag. Becomes easier to permeate and the anti-spooling resistance is reduced. Especially CaO / S
When iO 2 becomes a low basicity slag of 1.5 or less, the slag easily penetrates deep into the refractory and easily causes structural sporing. Above all, when the slag has a low basicity and an Al 2 O 3 content of more than 20%, the viscosity of the slag remarkably decreases, so that the slag penetrates deeply into the refractory material, CaO-Al 2 O 3 , Ca
O-Al 2 O 3 -SiO 2 and CaO-SiO 2 compounds are formed, and the corrosion resistance is lowered and the structure is sputtered by secondary sintering.
It causes a ring.
【0010】本発明のアルミナ質耐火物においては、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、
アルミナ中にxAl2O3・(1−x)ZnOとして固溶
し適度の焼結効果を示し、アルミナとは特定の低融点の
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。In the alumina refractory material of the present invention, the added zinc oxide is added during use or firing during production.
As a solid solution as xAl 2 O 3 · (1-x) ZnO in alumina, which shows a moderate sintering effect, and does not form a compound with a specific low melting point with alumina, it greatly reduces the fire resistance of refractory materials. There is no.
【0011】本発明の耐火物の使用中において、スラグ
は耐火物中に浸透するが、その際に遊離の、あるいはマ
グネシアと固溶した亜鉛酸化物はスラグ中に融け込み粘
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、MgO、SiO2、A
l2O3やFe酸化物などと反応して、Ca2ZnSi2O
7、Zn2SiO4、Zn2Al4Si5O18、Mg2Si
O4、(Mg,Fe)2SiO4などの化合物となって析
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 penetrates into the refractory material, and at that time, zinc oxide free or dissolved in magnesia melts into the slag to increase the viscosity, Prevents slag from penetrating into refractories. Furthermore, slag components CaO, MgO, SiO 2 , A
Ca 2 ZnSi 2 O by reacting with l 2 O 3 and Fe oxide
7 , Zn 2 SiO 4 , Zn 2 Al 4 Si 5 O 18 , Mg 2 Si
O 4 and (Mg, Fe) 2 SiO 4 and other compounds are deposited and taken in, and at the same time the slag component is taken in, the pores are blocked, the refractory is densified, and it helps prevent the penetration of slag, and sponging resistance of the refractory. Contributes to the improvement of sex.
【0012】さらに、本発明の亜鉛酸化物は熱膨張係数
の値が7x10-6/℃であり、これはアルミナの8x10-6/℃
よりも小さく、ましてやマグネシアの14x10-6/℃よりは
極端に小さく、耐熱スポ−リング性の面でも効果があ
る。Further, the zinc oxide of the present invention has a coefficient of thermal expansion of 7x10 -6 / ° C, which is 8x10 -6 / ° C of alumina.
It is even smaller than magnesia's 14x10 -6 / ° C, and it is also effective in terms of heat-resistant spooling.
【0013】[0013]
【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70
〜150℃で24時間乾燥したものであり、「熱」は300℃で
15時間熱処理したもの、「焼1」は1400℃で20時間焼成
したもの、「焼2」は1550℃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 70
It is dried at ~ 150 ℃ for 24 hours, and "heat" is at 300 ℃.
Heat treated for 15 hours, "Bake 1" was fired at 1400 ° C for 20 hours, and "Bake 2" was fired at 1550 ° C for 20 hours. The physical properties of the sample thus manufactured are also shown in Table 1.
【0014】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 25%、SiO2 22
%、Fe2O3 12%、CaO 33%、MnO2 3%、Mg
O 5.2%で、C/S 1.5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 spalling test. A rotary slag test furnace is used, and an oxygen-propane burner is used at 1600 to 1650 ° C. for a total of 3.5 hours. 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. Incidentally, the slag composition is Al 2 O 3 25%, SiO 2 22
%, Fe 2 O 3 12%, CaO 33%, MnO 2 3%, Mg
O 5.2% and C / S 1.5 were used. 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.
【0015】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10分間加
熱後直ちに取り出し、自然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 heat spooling test was performed in air at 10
The sample is heated at each temperature in increments of 100 ° C. between 00 and 1500 ° C. for 10 minutes, immediately taken out, and naturally air-cooled to represent the temperature at which cracks occur.
【0016】[0016]
【表1】 [Table 1]
【0017】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、3〜6)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 6), 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.
【0018】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、本発明の試料ではアルミナれんが
(比較例1)、アルミナ・スピネル系れんが(比較例
3)あるいはアルミナ・ムライト系れんが(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。Furthermore, the temperature at which cracks occur in the sample of the present invention, as seen in the thermal spooling test, is alumina brick (Comparative Example 1), alumina-spinel brick (Comparative Example 3) or alumina-mullite brick. (Comparative example 5)
It is 200 to 300 ° C. higher than that of No. 1, and it can be seen that the refractory material of the present invention is also excellent in heat-resistant spooling property.
【0019】[0019]
【発明の効果】本発明では、アルミナ質材料に亜鉛酸化
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。According to the present invention, zinc oxide is added to the alumina-based material to prevent the penetration of slag into the refractory material, as is clear from the results of the examples, and to provide structural spooling. It is possible to minimize damage to the refractory due to. Also, it has excellent heat-resistant spooling and slag corrosion resistance.
Claims (1)
%含有し、残部がアルミナを主体とする耐火材料よりな
ることを特徴とするアルミナ質耐火物。1. An alumina refractory material containing zinc oxide in an amount of 0.1 to 20% by weight as ZnO, and the balance being a refractory material mainly containing alumina.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5078975A JPH06263527A (en) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | Alumina refractory |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5078975A JPH06263527A (en) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | Alumina refractory |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06263527A true JPH06263527A (en) | 1994-09-20 |
Family
ID=13676907
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5078975A Pending JPH06263527A (en) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | Alumina refractory |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06263527A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009298633A (en) * | 2008-06-12 | 2009-12-24 | Nippon Crucible Co Ltd | Casting monolithic refractory |
JP2021020829A (en) * | 2019-07-29 | 2021-02-18 | 大光炉材株式会社 | Castable refractory |
-
1993
- 1993-03-12 JP JP5078975A patent/JPH06263527A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009298633A (en) * | 2008-06-12 | 2009-12-24 | Nippon Crucible Co Ltd | Casting monolithic refractory |
JP2021020829A (en) * | 2019-07-29 | 2021-02-18 | 大光炉材株式会社 | Castable refractory |
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