JPH11278918A - Basic refractory raw material and basic refractory, its production and metal smelting furnace and baking furnace using the same - Google Patents
Basic refractory raw material and basic refractory, its production and metal smelting furnace and baking furnace using the sameInfo
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- JPH11278918A JPH11278918A JP10135889A JP13588998A JPH11278918A JP H11278918 A JPH11278918 A JP H11278918A JP 10135889 A JP10135889 A JP 10135889A JP 13588998 A JP13588998 A JP 13588998A JP H11278918 A JPH11278918 A JP H11278918A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄鋼等の金属精錬
や、セメント、石灰などの焼成に用いられる、塩基性耐
火物原料ならびに塩基性耐火物およびその製造方法なら
びにそれを使用した金属精錬窯炉および焼成炉に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a basic refractory raw material, a basic refractory, a method for producing the same, and a metal refining furnace using the same, which are used for refining metals such as iron and steel, and sintering cement and lime. Furnace and firing furnace.
【0002】[0002]
【従来技術】近年、鉄鋼精錬プロセスにおいて、鋼製品
の高級化や品質の厳格化に伴って、強攪拌や強還元など
の強力な精錬操作が行われるようになってきている。こ
れに伴い、精錬窯炉の内張り耐火物の損耗が大きくなる
ため、耐火物の原単位が上昇したり、原単価の高い耐火
物を使用せざるを得なくなっている。さらには、炉修
(耐火物の吹き付け補修や張り替え修理)頻度の増大に
よる生産効率の低下などにつながっている。このため、
耐火物の耐用性向上と耐火物内張りの寿命延長が強く求
められている。2. Description of the Related Art In recent years, in a steel refining process, a strong refining operation such as a strong stirring or a strong reduction has been performed along with an upgradation of steel products and strictness of quality. Along with this, the refractory lining of the refining kiln furnace is greatly worn, so that the basic unit of the refractory has to be increased and the refractory having a high unit price has to be used. In addition, the increase in the frequency of furnace repairs (spray repair of refractories and repair of refills) has led to a decrease in production efficiency. For this reason,
There is a strong demand for improving the durability of refractories and extending the life of refractory linings.
【0003】ステンレス鋼精錬においては、電気炉ある
いは転炉で溶製されたステンレス溶鋼にCOの分圧を下
げた状態で酸素を吹き込み、あるいは吹き付け、溶鋼中
の炭素をCOとして取り除くことでステンレス溶鋼を脱
炭する。CO分圧を下げるのは、溶鋼中のCr成分が酸
化するのを防ぐためである。その際、反応効率を上げて
短時間に低炭の溶鋼を得るために、溶鋼は強く攪拌され
る。脱炭終了後は、脱炭処理中に発生した酸化クロムを
再び溶鋼に戻すために、還元操作を行う。これらの精錬
操作を行う設備として、AOD(Argon Oxyg
en Decarburization)炉やVOD
(Vacuum Oxygen Decarburiz
ation)炉が多く用いられる。[0003] In the refining of stainless steel, oxygen is blown or blown into a molten stainless steel produced in an electric furnace or a converter while reducing the partial pressure of CO, thereby removing carbon in the molten steel as CO to remove the molten stainless steel. To decarburize. The reason for lowering the CO partial pressure is to prevent the Cr component in the molten steel from being oxidized. At that time, the molten steel is strongly stirred in order to increase the reaction efficiency and obtain a low-carbon molten steel in a short time. After the decarburization is completed, a reduction operation is performed to return the chromium oxide generated during the decarburization process to the molten steel again. As equipment for performing these refining operations, AOD (Argon Oxyg)
en Decarburization) Furnace and VOD
(Vacuum Oxygen Decarburiz
ation) furnaces are often used.
【0004】AOD炉では、側壁の炉底に近い位置から
酸素と同時にアルゴンを吹き込んで、CO分圧を下げな
がら脱炭すると共に強く攪拌する。また、VOD炉で
は、溶鋼を取鍋ごと真空容器に入れて減圧することでC
O分圧を下げる。この場合、酸素は湯面に上方から吹き
付け、さらに、取鍋底に設けたポーラスプラグからAr
ガスを吹き込み、溶鋼を攪拌する。[0004] In the AOD furnace, argon is blown simultaneously with oxygen from a position near the bottom of the side wall to decarbonize while lowering the CO partial pressure and agitate strongly. In a VOD furnace, the molten steel is put into a vacuum vessel together with the ladle and the pressure is reduced.
Reduce O partial pressure. In this case, oxygen is blown from above onto the surface of the molten metal, and Ar
Blow gas and stir the molten steel.
【0005】還元操作は、AOD炉、VOD炉とも、A
l、Si、Tiやこれらを含む合金などの還元剤を溶鋼
中に添加して行う。なお、AOD炉では、脱炭、脱ガ
ス、還元の各能力の増強を狙って、減圧機能を付加した
ものもある。[0005] The reduction operation is performed for both the AOD furnace and the VOD furnace.
This is performed by adding a reducing agent such as l, Si, Ti or an alloy containing these to molten steel. In some AOD furnaces, a decompression function is added in order to increase the decarburization, degassing, and reduction capabilities.
【0006】AOD炉やVOD炉の内張り耐火物として
は、マグネシア−クロム質れんが(以下、マグクロれん
がと記す)が使用される場合が多い。マグクロれんが
は、製造時に使用される原料によって、ダイレクトボン
ドれんが、セミリボンドれんが、リボンドれんがに分類
される。[0006] Magnesia-chrome brick (hereinafter, referred to as magcro brick) is often used as a refractory lining for AOD furnaces and VOD furnaces. Magcro bricks are classified into direct bond bricks, semi-ribbon bricks, and ribbon bricks, depending on the raw materials used during production.
【0007】ダイレクトボンドれんがは、クロム鉱のう
ちで比較的SiO2成分の少ないものと海水から合成し
たペリクレス(マグネシアともいう)を原料とする。ま
た、リボンドれんがは、クロム鉱とペリクレスを一旦電
気炉で溶解、固化させて粉砕した電融マグクロを原料と
する。なお、クロム鉱とは、クロマイト{(Mg,F
e)(Cr,Al)2O4}の集合体であるクロミタイ
トを破砕した天然産の耐火物原料である。セミリボンド
れんがは、ダイレクトボンドれんがとリボンドれんがの
中間のものであり、ペリクレス、クロム鉱、電融マグク
ロを原料とする。いずれのれんがの場合も、原料を配合
し、混練し、成形し、さらに、焼成して製造する。電融
マグクロは、れんがの焼成時に、配合された粒子の間に
微細なクロマイトを析出させて、れんがの焼結を促進し
緻密化する作用を有するため、電融マグクロを使用した
リボンドれんがあるいはセミリボンドれんがは、高耐食
性である。マグクロれんがの耐用性は、そのれんがが有
する性質と使用環境の関係で決まる。AOD炉やVOD
炉のような厳しい操業条件下では、耐火物の耐食性が重
要となるため、耐食性の高いセミリボンドれんがやリボ
ンドれんがが内張りに使用される場合が多い。[0007] Direct bonding brick, the Pericles synthesized from smaller ones and seawater relatively SiO 2 component of the chromium ore (also called magnesia) as a raw material. The raw material of the ribbon brick is an electrofused magcro obtained by temporarily melting, solidifying and pulverizing chromite ore and pericles in an electric furnace. Chromite is defined as chromite (Mg, F
e) A natural refractory raw material obtained by crushing chromitite, which is an aggregate of (Cr, Al) 2 O 4 }. Semi-bonded bricks are intermediate between direct-bonded and ribbon-bonded bricks and are made from pericles, chromite ore, and fused magcro. In the case of any of the bricks, the raw materials are blended, kneaded, molded, and fired to produce. The electrofused magcro has the function of accumulating fine chromite between the blended particles during firing of the brick to promote sintering of the brick and to densify it. Brick is highly corrosion resistant. The durability of the magcro brick is determined by the relationship between the properties of the brick and the use environment. AOD furnace and VOD
Under severe operating conditions such as furnaces, the corrosion resistance of refractories is important, and semi-ribbon bricks and ribbon bricks with high corrosion resistance are often used for lining.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかし、このように高
耐食性のマグクロリボンドれんがやセミリボンドれんが
を用いてAOD炉やVOD炉の内張りとしても、近来の
苛酷な精錬操作による耐火物の損耗はなお大きい。本発
明者らが、AOD炉やVOD炉で損耗した耐火物を回収
してその損耗状態を調査したところ、れんがの稼働面付
近のクロム鉱が還元され、一部は金属状態となって分解
されているのがしばしば観察された。このような状況
は、ステンレス溶鋼の脱炭時に発生した酸化クロムを還
元する際に、れんが中のクロム鉱も還元されたために生
じたものと考えられる。すなわち、クロム鉱は、マグク
ロれんがの内部で接着剤としての働きを担っているた
め、これが分解されるとれんがの強度が著しく低下し、
さらには、れんがが大きく損耗するものと考えられる。However, even if the lining of an AOD furnace or a VOD furnace is made using a high corrosion-resistant magcro ribbon brick or semi-ribbon brick as described above, the wear of refractories due to recent severe refining operations is still large. large. The present inventors recovered refractories worn in an AOD furnace or a VOD furnace and investigated the state of wear. The chromium ore near the operating surface of the brick was reduced, and a part of the chrome ore was decomposed into a metallic state. Was often observed. It is considered that such a situation occurred because chromium ore in the brick was also reduced when chromium oxide generated during decarburization of molten stainless steel was reduced. In other words, chromium ore plays a role as an adhesive inside the magcro brick, so when it is decomposed, the strength of the brick decreases significantly,
Further, it is considered that the brick is greatly worn.
【0009】このような考察をもとに、本発明者らは、
上記課題に関連する周辺技術を検討した。すなわち、ク
ロム鉱を構成するクロマイトよりも還元に強く、しかも
ペリクレスと組み合わせて高耐用性耐火物を得ることが
でき得る鉱物としては、CaO組成を有するカルシア、
スピネル{MgOを28質量%、Al2O3を72質量
%含有した理論組成スピネル(MgAl2O4)を指
す}などが挙げられる。このようなペリクレス(Mg
O)とカルシア(CaO)からなるマグネシア−ドロマ
イト質れんがは、AOD炉用としてマグクロれんがに次
いで広く使用されている。しかし、その耐用性は、マグ
クロれんがには及ばないと言わざるを得ない。[0009] Based on such considerations, the present inventors:
Peripheral technologies related to the above issues were studied. That is, calcia having a CaO composition is a mineral that is more resistant to reduction than chromite constituting chromite ore and can obtain a highly durable refractory material in combination with pericles.
Spinel (refers to a spinel of theoretical composition (MgAl 2 O 4 ) containing 28% by mass of MgO and 72% by mass of Al 2 O 3 ). Such pericles (Mg
Magnesia-dolomite bricks consisting of O) and calcia (CaO) are widely used next to magcro bricks for AOD furnaces. However, it cannot be overstated that its durability is inferior to magcro brick.
【0010】他方、ペリクレス(MgO)とスピネル
(MgAl2O4)からなるマグネシア−スピネル質れ
んがは、セメントキルン用にマグクロれんがの代替品と
して開発され、鉄鋼精錬窯炉への適用も試みられてき
た。しかし、れんが組織内へスラグが浸潤し易く、スラ
グ浸潤層が熱衝撃で剥落する構造スポールを起こした
り、強度を失った変質層が損耗したり、比較的スラグに
弱いスピネルが先行溶損してれんが全体も侵食されるな
ど、一般的に耐用性は低い。On the other hand, magnesia-spinel bricks composed of pericles (MgO) and spinel (MgAl 2 O 4 ) have been developed as substitutes for magcro bricks for cement kilns, and their application to steel refining kiln furnaces has been attempted. Was. However, slag easily penetrates into the brick tissue, causing a structural spall in which the slag infiltration layer peels off due to thermal shock, a deteriorated layer that has lost strength is worn out, and spinel that is relatively weak to slag is prematurely melted and bricks are damaged. The service life is generally low, as the whole is eroded.
【0011】このようなマグネシア−スピネル質れんが
の耐スラグ浸潤性を向上させるための方策として、ジル
コニアを含むスピネルクリンカーを使用する発明や、こ
れを使用した耐火物の発明が特開平7−206511号
公報、特開平6−345521号公報などで開示されて
いる。しかし、ペリクレスと、ジルコニアを含有するス
ピネルクリンカーを組み合わせて耐火物とした場合、ス
ラグ浸潤抑制に効果があると考えられるジルコニア成分
はスピネルクリンカー中にしか存在しないため、スピネ
ルクリンカーから遠い部位ではスラグ浸潤抑制機能が発
現せず、結果的には、耐火物全体としての耐スラグ浸潤
性はあまり高くならないという問題がある。As a measure for improving the slag infiltration resistance of such magnesia-spinel bricks, an invention using a spinel clinker containing zirconia and an invention of a refractory using the same are disclosed in JP-A-7-206511. And Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-345521. However, when a refractory is formed by combining pericles and a spinel clinker containing zirconia, the zirconia component considered to be effective in suppressing slag infiltration is present only in the spinel clinker. As a result, there is a problem that the slag infiltration resistance of the refractory as a whole is not so high.
【0012】一方、セメントなどを焼成するロータリー
キルン用に、廃棄時に無害化処理が必要なマグクロれん
がの代替品として、マグネシア−スピネル質れんがが開
発され、使用されるようになってきた。しかし、マグネ
シア−スピネル質れんがは、マグクロれんがに比べてセ
メントコーティング層の付着性や熱間強度が不十分であ
り、操業温度が高い場合や熱負荷が高い場合に、その耐
用性に問題がある。また、このスピネルは、CaOを多
く含有するセメントと反応して低融点物質を生成し、ペ
リクレスに先行して溶損されるため、耐食性を悪化させ
るという欠点も有している。On the other hand, magnesia-spinel brick has been developed and used as a substitute for magcro brick which requires detoxification treatment at the time of disposal for a rotary kiln for firing cement or the like. However, magnesia-spinel brick has insufficient adhesiveness and hot strength of the cement coating layer compared to magcro brick, and has a problem in its durability when operating temperature is high or heat load is high. . In addition, this spinel has a disadvantage that it reacts with a cement containing a large amount of CaO to form a low-melting-point substance and is eroded prior to pericles, thereby deteriorating corrosion resistance.
【0013】このような問題点を改善する手法として、
特公平7−51458号公報に、セメントキルン用のペ
リクレスとスピネルとジルコニアを含む耐火物の発明が
開示されている。この耐火物は、ZrO2を0.5〜1
0%含むため、カルシアを主体とするセメントと反応し
て、高融点のカルシウムジルコネート(CaZrO3)
を生成し、セメントコーティング層の付着性を向上させ
るものである。しかし、スピネルがペリクレスに先行し
て溶損されるという欠点は依然として残っているため、
耐用性改善の効果は十分とはいえない。As a method of improving such a problem,
Japanese Patent Publication No. 7-51458 discloses an invention of a refractory containing pericles, spinel and zirconia for a cement kiln. This refractory has a ZrO 2 content of 0.5 to 1
Since it contains 0%, it reacts with the cement mainly composed of calcia to produce high melting point calcium zirconate (CaZrO 3 )
To improve the adhesion of the cement coating layer. However, the disadvantage that spinel is eroded ahead of pericles still remains,
The effect of improving the durability is not sufficient.
【0014】そこで、本発明は、上記課題を有利に解決
できる、塩基性耐火物原料ならびに塩基性耐火物および
その製造方法ならびにそれを使用した金属精錬窯炉およ
び焼成炉を提供することを目的とするものである。Accordingly, an object of the present invention is to provide a basic refractory raw material, a basic refractory, a method for producing the same, and a metal refining kiln and a firing furnace using the same, which can advantageously solve the above-mentioned problems. Is what you do.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の要旨は、下記の通りである。 (1) ペリクレス(MgO)とアルミナ(Al
2O3)を主要組成物とする原料を、電気炉で溶解し、
固化させて製造される塩基性耐火物原料において、ペリ
クレス(MgO)とスピネル(MgAl2O4)を主要
組成物とし、残部は不可避的な鉱物および不純組成物か
らなる塩基性耐火物原料であって、その化学組成は、A
l2O3を3.0〜13.0質量%含み、残部はMgO
および不可避的不純物であることを特徴とする、塩基性
耐火物原料。The gist of the present invention to achieve the above object is as follows. (1) Pericles (MgO) and alumina (Al)
A raw material containing 2 O 3 ) as a main composition is melted in an electric furnace,
Among the basic refractory raw materials produced by solidification, pericles (MgO) and spinel (MgAl 2 O 4 ) are the main compositions, and the remainder is a basic refractory raw material comprising unavoidable minerals and impure compositions. And its chemical composition is A
l 2 O 3 in an amount of 3.0 to 13.0% by mass, with the balance being MgO
And a basic refractory raw material, which is an unavoidable impurity.
【0016】(2) 上記(1)に記載の耐火物原料
に、粒径50μm以下のジルコニア(ZrO2)を2〜
10質量%配合し、さらに、常法にて、混練し、成形し
た後、1700℃以上の温度で焼成することを特徴とす
る、塩基性耐火物の製造方法。 (3) 前記耐火物原料の配合の際に、さらに、10質
量%以下の他の耐火粒子を配合することを特徴とする、
上記(2)に記載の耐火物の製造方法。(2) Two or more zirconia (ZrO 2 ) particles having a particle size of 50 μm or less are added to the refractory raw material described in (1) above.
A method for producing a basic refractory, comprising mixing 10% by mass, kneading and molding in a conventional manner, and firing at a temperature of 1700 ° C. or more. (3) At the time of mixing the refractory raw material, another refractory particle of 10% by mass or less is further mixed,
The method for producing a refractory according to the above (2).
【0017】(4) Al2O3を2.7〜12.7質
量%、ZrO2を2〜10質量%含み、残部はMgOお
よび不可避的不純物の化学組成を有する塩基性耐火物で
あって、そのミクロ組織は、ペリクレス(MgO)結晶
の粒内および/または粒界に、スピネル(MgAl2O
4)、ジルコニア(ZrO2)およびその他の鉱物が存
在し、該ジルコニア(ZrO2)の粒径が100μm以
下であるミクロ組織であることを特徴とする、塩基性耐
火物。 (5) 前記塩基性耐火物が、さらに、10質量%以下
の他の耐火物の化学組成を有することを特徴とする、上
記(4)に記載の塩基性耐火物。(4) A basic refractory containing 2.7 to 12.7% by mass of Al 2 O 3 and 2 to 10% by mass of ZrO 2 , and the remainder having a chemical composition of MgO and unavoidable impurities. The microstructure of spinel (MgAl 2 O) is formed within and / or at the grain boundaries of pericles (MgO) crystals.
4 ) A basic refractory, characterized in that zirconia (ZrO 2 ) and other minerals are present and the zirconia (ZrO 2 ) has a microstructure having a particle size of 100 μm or less. (5) The basic refractory according to (4), wherein the basic refractory further has a chemical composition of another refractory of 10% by mass or less.
【0018】(6) 上記(4)または(5)に記載の
塩基性耐火物を内張り材として使用したことを特徴とす
る、金属精錬窯炉。 (7) セメントや石灰などの焼成炉において、上記
(4)または(5)に記載の塩基性耐火物を内張り材と
して使用したことを特徴とする、焼成炉。(6) A metal refining kiln characterized by using the basic refractory as described in (4) or (5) above as a lining material. (7) A baking furnace for cement or lime, wherein the basic refractory described in (4) or (5) above is used as a lining material.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】まず、本発明の塩基性耐火物の作
用について以下に説明する。本発明の耐火物は、ペリク
レス(MgO)とアルミナ(Al2O3)を主要組成物
とする原料を、電気炉で溶解し、固化させて製造した塩
基性耐火物原料であって、ペリクレス(MgO)とスピ
ネル(MgAl2O4)を主要組成物とし、残部は不可
避的な鉱物および不純組成物からなる塩基性耐火物原料
であり、その化学組成は、Al2O3を3.0〜13.
0質量%含み、残部はMgOおよび不可避的不純物であ
る塩基性耐火物原料を使用し、さらに、粒径50μm以
下のジルコニア(ZrO2)を2〜10質量%配合し
て、製造される。この製造された耐火物は、Al2O3
を2.7〜12.7質量%、ZrO2を2〜10質量%
含み、残部はMgOおよび不可避的不純物の化学組成を
有する塩基性耐火物であって、そのミクロ組織は、ペリ
クレス(MgO)結晶の粒内および/または粒界に、ス
ピネル(MgAl2O4)、ジルコニア(ZrO2)お
よびその他の鉱物が存在し、該ジルコニア(ZrO2)
の粒径が100μm以下であるミクロ組織であることを
特徴とする。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the operation of the basic refractory of the present invention will be described below. The refractory of the present invention is a basic refractory raw material produced by melting and solidifying a raw material containing pericles (MgO) and alumina (Al 2 O 3 ) as main components in an electric furnace and solidifying the material. MgO) and spinel (MgAl 2 O 4) as a main composition, the balance is a basic refractory material consisting of unavoidable minerals and impure composition, its chemical composition, 3.0 to the Al 2 O 3 13.
It is manufactured by using MgO and basic refractory raw material which is an unavoidable impurity, and further blending 2 to 10% by mass of zirconia (ZrO 2 ) having a particle size of 50 μm or less. The manufactured refractory is made of Al 2 O 3
2.7 to 12.7% by mass, ZrO 2 2 to 10% by mass
The balance is a basic refractory having a chemical composition of MgO and unavoidable impurities, the microstructure of which is spinel (MgAl 2 O 4 ), within and / or at the grain boundaries of pericles (MgO) crystals. Zirconia (ZrO 2 ) and other minerals are present and the zirconia (ZrO 2 )
Is a microstructure having a particle size of 100 μm or less.
【0020】なお、ペリクレスとアルミナを原料とし電
融して製造し、主にペリクレスとスピネルからなる原料
を、以下では、単に電融マグスピと呼ぶ。電融マグスピ
の原料となるペリクレスは、海水等から合成したものを
用いるのが純度の点で望ましいが、天然のマグネサイト
を仮焼したものも使用できる。また、アルミナ原料も、
純度の点で合成品が望ましいが、焼成ボーキサイトなど
の天然原料も使用できる。これらをアーク式電気炉内で
溶解した後に冷却、固化させ、インゴットを得る。これ
を破砕し不純物の少ない部分を選別して耐火物原料とす
る。In addition, a raw material mainly made of pericles and spinel is manufactured by electromelting using pericles and alumina as raw materials, and hereinafter, a raw material mainly composed of pericles and spinel is simply referred to as electrofused magspy. It is desirable to use pericles synthesized from seawater or the like as pericles, which is a raw material of electrofused magnespies, but it is also possible to use calcined natural magnesite. Also, the alumina raw material,
Synthetic products are desirable in terms of purity, but natural materials such as calcined bauxite can also be used. These are melted in an electric arc furnace and then cooled and solidified to obtain an ingot. This is crushed and a portion containing less impurities is selected to be used as a refractory raw material.
【0021】この原料すなわち電融マグスピのミクロ組
織は、ぺリクレスが多くを占め、スピネルはペリクレス
結晶の粒内および粒界に存在する。その様子を図1に示
す。これは、Al2O3を8質量%含有する電融マグス
ピの走査型電子顕微鏡による反射電子像である。ペリク
レス結晶(濃い灰色部分)の粒内および粒界にスピネル
(明るい灰色部分)が見られ、粒界の一部には不可避的
な鉱物であるCaOを含む化合物(白い部分)が見られ
る。気孔(黒い部分)は、散在する程度で、量は少な
く、連続していないのが特徴である。この様な特徴のた
めに、電融マグスピがスラグに接触したとしても、スラ
グは気孔を通じて浸潤することはない。従って、耐火物
とした時にも、スラグに対する耐食性がペリクレスより
も低いスピネルも保護されて、耐火物の耐食性をあまり
損なわない。一方、ペリクレスは、その結晶粒界にスラ
グが浸入して崩壊し易い特性を有しているが、ぺリクレ
スの結晶粒界にスピネルが存在すると、その結晶粒界は
保護されて、スラグの浸潤が効果的に抑制されることに
なる。また、ペリクレスは、熱膨張係数が大きく、温度
変動に伴って熱応力を発生するが、粒界のスピネルが熱
応力を吸収あるいは逃がす役目をも果たすため、耐スポ
ール性を向上させることができる。The microstructure of this raw material, ie, electrofused magspy, is mostly pericles, and spinel is present in the grains and at the grain boundaries of pericles crystals. This is shown in FIG. This is a backscattered electron image of a fused magpie containing 8% by mass of Al 2 O 3 by a scanning electron microscope. Spinels (light gray parts) are found in the grains of the pericles crystals (dark gray parts) and at the grain boundaries, and compounds (white parts) containing CaO, an inevitable mineral, are found in some of the grain boundaries. The pores (black portions) are characterized by being scattered, small in volume, and not continuous. Due to such characteristics, even if the electrofused magsp contacts the slag, the slag does not infiltrate through the pores. Therefore, even when the refractory is used, the spinel whose corrosion resistance to slag is lower than that of pericles is also protected, and the corrosion resistance of the refractory is not significantly impaired. Pericles, on the other hand, has the property that slag easily penetrates into its grain boundaries and collapses.However, if spinel is present at the grain boundaries of Pericles, the grain boundaries are protected and the slag is infiltrated. Is effectively suppressed. Further, pericles have a large coefficient of thermal expansion and generate thermal stress with temperature fluctuation. However, spinel at the grain boundary also plays a role of absorbing or releasing thermal stress, so that spall resistance can be improved.
【0022】本発明の耐火物原料は、電気炉による溶
解、固化による方法で製造できるが、粉末原料を使用し
た焼結法では作成できない。焼結法で作成したものは、
気孔率が高く、また、スピネルをペリクレス結晶粒界に
うまく分布させることができず、耐食性、耐スラグ浸潤
性、耐スポール性とも劣ったものとなるからである。The refractory raw material of the present invention can be produced by a method of melting and solidifying in an electric furnace, but cannot be produced by a sintering method using a powder raw material. What was created by the sintering method,
This is because the porosity is high, the spinel cannot be well distributed at the pericles crystal grain boundaries, and the corrosion resistance, slag infiltration resistance, and spall resistance are poor.
【0023】次に、本発明の塩基性耐火物の製造方法に
ついて、試作評価結果に基づいて説明する。まず、本発
明の比較例として、従来技術である特公平7−5145
8号公報に記載の発明から想到できるペリクレスとスピ
ネルとジルコニアを配合して製造されるれんがを試作し
評価した。配合と評価の結果を表1にまとめて示す。試
作に用いた原料は、電融マグネシア(MgO)、ほぼ化
学量論的理論組成の電融スピネル(MgAl2O4)、
未安定化ジルコニア(ZrO2)、クロミア(Cr2O
3)、アルミナ(Al2O3)であった。いずれも純度
90質量%以上のものを使用した。ペリクレスの粒径は
5mm以下で、電融スピネルは粒径3mm以下の通常品
と150μm以下の細粒を準備した。ジルコニア、クロ
ミア、アルミナの粒径はいずれも50μm以下であっ
た。これらを表1に示す量比で配合し、多糖類水溶液を
加えて混練し、300tフリクションプレスで並形(6
5×114×230mm)に成形し、乾燥後、1800
℃で焼成した。なお、比較試料としてマグクロセミリボ
ンドれんがも準備した。Next, the method for producing a basic refractory of the present invention will be described based on the results of trial production evaluation. First, as a comparative example of the present invention, Japanese Patent Publication No. 7-5145,
A brick manufactured by blending pericles, spinel, and zirconia, which can be conceived from the invention described in Japanese Patent Publication No. 8, was prototyped and evaluated. Table 1 summarizes the blending and evaluation results. The raw materials used in the trial production were electrofused magnesia (MgO), electrofused spinel (MgAl 2 O 4 ) having a nearly stoichiometric theoretical composition,
Unstabilized zirconia (ZrO 2 ), chromia (Cr 2 O)
3 ) and alumina (Al 2 O 3 ). In each case, those having a purity of 90% by mass or more were used. The particle size of pericles was 5 mm or less, and the electrofused spinel was prepared as a regular product having a particle size of 3 mm or less and fine particles having a particle size of 150 μm or less. The particle diameters of zirconia, chromia and alumina were all 50 μm or less. These were blended in the ratios shown in Table 1, an aqueous polysaccharide solution was added, and the mixture was kneaded.
5 × 114 × 230mm), and after drying, 1800
Fired at ℃. In addition, a magcro semi-ribbon brick was also prepared as a comparative sample.
【0024】評価項目は、一般物性、熱間曲げ強度、耐
スポール性、耐食性とした。一般物性すなわち嵩比重、
見掛比重、見掛気孔率は、JIS規格の方法に則って測
定した。また、熱間曲げ強度は、試料サイズ40×40
×160mmとし、Ar雰囲気中で徐々に加熱し、最後
に1500℃で15分間保持した後に、スパン100m
mで測定した。The evaluation items were general physical properties, hot bending strength, spall resistance, and corrosion resistance. General physical properties, that is, bulk specific gravity,
The apparent specific gravity and apparent porosity were measured in accordance with JIS standard methods. The hot bending strength is 40 × 40 for the sample size.
× 160 mm, gradually heated in an Ar atmosphere, and finally kept at 1500 ° C. for 15 minutes, and then span 100 m
m.
【0025】耐スポール性は、溶銑浸漬試験で評価し
た。溶銑浸漬試験は、高周波誘導炉で溶解して温度16
00℃に保持した溶銑に試料を1分浸漬し、抽出後4分
放冷する試験サイクルを繰り返す試験方法であり、試料
下端が剥落するまでの繰り返し回数を調べた。試料形状
は、40×40×230mmで、試料の長手で下端から
110mmを浸漬した。試験結果は、マグクロれんがの
場合を100として指数化し、スポール指数とした。こ
の値が大きいほど、耐スポール性が優れている。The spall resistance was evaluated by a hot metal immersion test. In the hot metal immersion test, the molten iron
This is a test method in which a test cycle is repeated in which a sample is immersed in hot metal held at 00 ° C. for 1 minute, allowed to cool for 4 minutes after extraction, and the number of repetitions until the lower end of the sample peels off was examined. The sample shape was 40 × 40 × 230 mm, and 110 mm was immersed from the lower end in the longitudinal direction of the sample. The test results were indexed by taking the case of magcro brick as 100 and defined as the Spall index. The higher the value, the better the spall resistance.
【0026】耐食性は、真空侵食試験で評価した。50
kg真空高周波誘導溶解炉内に短冊状に加工した試料を
内張りし、約15kgのステンレス塊と少量のAlを入
れて20torr以下に減圧しながら溶解して1600
℃に保持し、スラグを30分毎に200gずつ4回投入
し、合計2時間にわたって試料を侵食させた。スラグの
組成は、塩基度C/S(質量比)=1.5、Al2O3
=8質量%、MgO=13質量%とした。実験終了後に
溶鋼を排出し、冷却後に試料を取り出して縦に切断し、
最大溶損部の残存寸法を測定して、予め測定しておいた
元厚から差し引き、溶損深さとした。結果は、マグクロ
れんがの場合を100として指数化し、溶損指数とし
た。この値が小さいほど耐食性が優れている。また、最
大溶損部において目視でスラグが浸潤していないと判断
される部分の厚さを測定し、これを残存寸法から差し引
いてスラグ浸潤深さとした。これも、マグクロれんがの
場合を100として指数化し、スラグ浸潤指数とした。
この値が小さいほど耐スラグ浸潤性が優れている。The corrosion resistance was evaluated by a vacuum erosion test. 50
A sample processed into a strip shape was lined in a vacuum high-frequency induction melting furnace, and about 15 kg of a stainless steel lump and a small amount of Al were put therein and melted while reducing the pressure to 20 torr or less.
C. and 200 g of slag was injected four times every 30 minutes for a total of 2 hours to erode the sample. The composition of the slag is as follows: basicity C / S (mass ratio) = 1.5, Al 2 O 3
= 8% by mass and MgO = 13% by mass. Discharge the molten steel after the experiment, take out the sample after cooling, cut it vertically,
The remaining dimension of the maximum erosion portion was measured and subtracted from the previously measured original thickness to obtain the erosion depth. The results were indexed by setting the case of magcro brick to 100 and used as the erosion index. The smaller the value, the better the corrosion resistance. In addition, the thickness of the portion where the slag was judged not to be infiltrated visually in the maximum erosion portion was measured, and this was subtracted from the remaining dimension to obtain the slag infiltration depth. The slag infiltration index was also indexed by setting the case of magcro brick to 100.
The smaller this value is, the more excellent the slag infiltration resistance is.
【0027】[0027]
【表1】 [Table 1]
【0028】表1によれば、Eは比較品のマグクロれん
がよりもやや高耐食性であったが、他は同程度かあるい
はそれ以下であった。耐スラグ浸潤性については、クロ
ミアを添加したBとDは悪かったが、A、C、Eはマグ
クロれんがとほぼ同等であった。耐スポール性は、すべ
てマグクロれんがよりも良好であった。以上をまとめる
と、従来技術である特公平7−51458号公報に記載
の発明から想到できるようなペリクレスとスピネルとジ
ルコニアを単純に配合してれんがを製作しただけでは、
マグクロれんがの耐食性を大きく凌ぐものは得られなか
った。しかし、Eのように細粒のスピネルを10%程度
配合した場合には、やや耐食性が優れたものが得られる
ことはわかった。細粒のスピネルを10質量%配合した
場合には、スラグに比較的弱いスピネルが侵されても、
スピネルの占める容積が小さく、しかも微細で分散して
いるため、れんが全体に与えるダメージが少ないため耐
食性が向上するものと考えられた。According to Table 1, E was slightly higher in corrosion resistance than the comparative magcro brick, but the others were comparable or less. Regarding the slag infiltration resistance, B and D to which chromia was added were bad, but A, C and E were almost equivalent to magcro brick. The spall resistance was all better than the magcro brick. Summarizing the above, simply producing a brick by simply blending pericles, spinel, and zirconia as can be conceived from the invention described in Japanese Patent Publication No. Hei 7-51458,
Nothing greatly surpassed the corrosion resistance of magcro brick. However, it was found that when about 10% of fine-grained spinel was blended as in E, a slightly superior corrosion resistance was obtained. When 10% by mass of fine spinel is blended, even if the slag is affected by relatively weak spinel,
It was considered that the volume occupied by the spinel was small, and it was fine and dispersed, so that the damage to the entire brick was small and the corrosion resistance was improved.
【0029】本発明者らは、スラグに弱いスピネルの保
護を図る上では、原料を電融化してスピネルがペリクレ
スで囲まれた組織とするのが有効と考え、MgOが主組
成でAl2O3を14質量%含む電融マグスピの耐火物
原料を試作した。なお、この原料に含まれるスピネルの
量は約20質量%であった。原料としては、前述の表1
の試作に使用したものの他に、純度90質量%の焼結ス
ピネル粗粒、Cr2O3含有量約50質量%のクロム鉱
も使用した。いずれも、粒径は、1〜3mmであった。
各原料を使用して、前回と同様にれんがを試作し、れん
がの諸特性を評価した。配合と評価結果を表2に示す。[0029] The present inventors have found that in achieving protection weak spinel slag material to the electrostatic infusible believe effective to a tissue spinel is surrounded by Pericles, MgO is the main composition Al 2 O A refractory raw material of an electrofused magspi containing 14% by mass of No. 3 was experimentally produced. The amount of spinel contained in this raw material was about 20% by mass. As a raw material, see Table 1 above.
In addition to those used in the trial production, sintered spinel coarse particles having a purity of 90% by mass and chromium ore having a Cr 2 O 3 content of about 50% by mass were also used. In each case, the particle size was 1 to 3 mm.
Using each raw material, a brick was prototyped in the same manner as the previous time, and various characteristics of the brick were evaluated. Table 2 shows the composition and evaluation results.
【0030】[0030]
【表2】 [Table 2]
【0031】表2によれば、マグクロれんがを上回る耐
食性のものはなかったが、電融マグスピにジルコニアを
加えたKが比較的耐食性が優れていた。電融マグスピに
クロミアあるいはクロム鉱を加えたGあるいはHは耐食
性が劣った。耐スラグ浸潤性に関しては、電融マグスピ
にスピネル粗粒を加えたJが劣っていたが、他はマグク
ロれんがと同程度か、優れていた。耐スポール性はいず
れもマグクロれんがよりも優れていたが、Gは他の試作
品よりも相対的には劣っていた。以上をまとめると、A
l2O3を14質量%含有する電融マグスピを使用した
れんがは、いずれも耐食性の点でマグクロれんがに及ば
なかった。これは、電融マグスピ中のA12O3濃度、
すなわち、スピネル量が多すぎたためと考えられる。し
かし、単純にペリクレスとスピネルとジルコニアを配合
したMSよりも電融マグスピとジルコニアを配合したK
の方が耐食性が高いことから、電融マグスピの使用は有
効と考えられた。According to Table 2, there was no corrosion resistance higher than that of magcro brick, but K obtained by adding zirconia to electrofused magspita was relatively excellent in corrosion resistance. G or H obtained by adding chromia or chromite to the electrofused magpi had poor corrosion resistance. Regarding the slag infiltration resistance, J obtained by adding spinel coarse particles to electrofused magspi was inferior, but the others were comparable or superior to magcro brick. Although the spall resistance was superior to the magcro brick in all cases, G was relatively inferior to the other prototypes. To summarize the above, A
All the bricks using electrofused magspi containing 14% by mass of l 2 O 3 were inferior to magcro bricks in terms of corrosion resistance. This is due to the concentration of Al 2 O 3 in the electrofused
That is, it is considered that the spinel amount was too large. However, rather than simply combining MS with pericles, spinel, and zirconia, K with electrofused magspi and zirconia was compared.
It was thought that the use of electrofused magspi was effective because of the higher corrosion resistance.
【0032】そこで、Al2O3含有量の少ない電融マ
グスピを2種類試作し、これを使用したれんがを試作
し、評価した。電融マグスピの化学組成を表3に示す。
電融マグスピAは、MgOを主組成とし、Al2O3を
8質量%(約11質量%のスピネル換算)を含有する。
電融マグスピBは、MgOを主組成とし、Al2O3を
13.0質量%(約18質量%のスピネル換算)を含有
する。これらと、前述の電融マグネシア、未安定化ジル
コニア、アルミナを用いて、これまでの場合と同様にれ
んがを試作し、評価した。配合と評価結果を表4に示
す。なお、P、Q、R、S、Uでは、多くの電融マグネ
シアを添加している。これは、れんが中のAl2O3す
なわちスピネルを希釈して、耐食性を向上させるための
試みであった。Therefore, two kinds of electrofused magpies having a small content of Al 2 O 3 were trial-produced, and bricks using these were trial-produced and evaluated. Table 3 shows the chemical composition of the electrofused magspy.
The electrofused magspy A has a main composition of MgO and contains 8% by mass of Al 2 O 3 (about 11% by mass in terms of spinel).
The electrofused magspi B has a main composition of MgO and contains 13.0% by mass of Al 2 O 3 (about 18% by mass in terms of spinel). Using these and the above-described electrofused magnesia, unstabilized zirconia, and alumina, bricks were prototyped and evaluated in the same manner as in the past. Table 4 shows the composition and the evaluation results. In addition, many electrofused magnesia is added to P, Q, R, S and U. This was an attempt to dilute Al 2 O 3, or spinel, in the brick to improve corrosion resistance.
【0033】[0033]
【表3】 [Table 3]
【0034】[0034]
【表4】 [Table 4]
【0035】表4によれば、電融マグスピを配合したす
べてのれんがの耐食性は、マグクロれんがのそれを上回
った。耐スラグ浸潤性については、L、M、N、Tは、
マグクロれんがよりも優っていた。しかし、電融マグネ
シアを添加したP、Q、R、S、Uでは、添加量に応じ
て耐スラグ浸潤性が悪化した。耐スポール性について
は、電融マグスピを使用したのものは、いずれもマグク
ロれんがを上回った。電融マグネシア配合量の多いU
は、比較的耐スポール性が低かった。以上をまとめる
と、Al2O3含有量が最大で13.0質量%の電融マ
グスピを使用し、3.0〜5.0質量%程度のジルコニ
アを配合して製造すると、高い耐食性、耐スラグ浸潤
性、耐スポール性を兼ね備えた耐火物を得ることができ
ることがわかった。According to Table 4, the corrosion resistance of all bricks containing the electrofused magspi exceeded that of the magcro brick. For slag infiltration resistance, L, M, N, T
Magcro was better than brick. However, in P, Q, R, S, and U to which electrofused magnesia was added, the slag infiltration resistance deteriorated according to the added amount. Regarding the spall resistance, those using electrofused magspi exceeded the magcro brick in all cases. U with a large amount of electrofused magnesia
Had relatively low spall resistance. Summarizing the above, when using an electrofused magspy having a maximum Al 2 O 3 content of 13.0% by mass and blending with zirconia of approximately 3.0 to 5.0% by mass, a high corrosion resistance and a high corrosion resistance can be obtained. It was found that a refractory having both slag infiltration and spall resistance could be obtained.
【0036】電融マグスピのAl2O3の含有量の上限
は、上記の通り13.0質量%である。他方、下限は
3.0質量%である。これを下回ると電融マグネシアを
添加した試料P、Q、R、S、Uのようにスラグ浸潤が
大きくなる。なお、電融マグスピのAl2O3含有量
は、望ましくは5.0〜10.0質量%である。この電
融マグスピを耐火物原料とする本発明の塩基性耐火物
は、上記電融マグスピのAl2O3から換算されるAl
2O3量である2.7〜12.7質量%を含有する。ジ
ルコニアの添加量は、10質量%を越えると耐食性が低
下し、また2質量%未満では耐食性と耐スラグ浸潤性が
悪化するため、2〜10質量%とする。なお、ジルコニ
アの配合量は、望ましくは3〜8質量%である。The upper limit of the content of Al 2 O 3 in the electrofused magpie is 13.0% by mass as described above. On the other hand, the lower limit is 3.0% by mass. Below this, the slag infiltration increases as in samples P, Q, R, S and U to which electrofused magnesia is added. The Al 2 O 3 content of the electrofused magsp is desirably 5.0 to 10.0% by mass. The basic refractory of the present invention using the electrofused magspy as a refractory raw material has an Al content of Al 2 O 3 converted from the above electrofused magspy.
It contains 2.7 to 12.7% by mass of 2 O 3 . If the amount of zirconia exceeds 10% by mass, the corrosion resistance decreases, and if it is less than 2% by mass, the corrosion resistance and the slag infiltration resistance deteriorate. In addition, the compounding quantity of zirconia is desirably 3 to 8% by mass.
【0037】電融マグスピ、ジルコニア以外の耐火粒子
は、10質量%以下を限度として、添加することができ
る。たとえば、表4のMのようにアルミナ(Al
2O3)を添加することも可能である。アルミナの他に
は、スピネル、クロム鉱、クロミア(Cr2O3)、ム
ライト(Al6Si2O13)、ジルコン(ZrSiO
4)、珪石(主成分SiO2)、シリカ(SiO2)、
カルシア(CaO)、ドロマイト{(Ca,Mg)
O}、あるいは、これらを混合して電融したもの、金
属、炭化物、硼化物、窒化物なども添加することは可能
である。ただし、その場合は、耐食性、耐スラグ浸潤
性、耐スポール性が損なわれないように、添加量と粒径
を調節する必要がある。この添加量の上限を10質量%
としたのは、これを越えると耐食性、耐スラグ浸潤性、
耐スポール性が損なわれるからである。Refractory particles other than electrofused magspy and zirconia can be added up to 10% by mass. For example, as shown in M of Table 4, alumina (Al
It is also possible to add 2 O 3 ). In addition to alumina, spinel, chromite, chromia (Cr 2 O 3 ), mullite (Al 6 Si 2 O 13 ), zircon (ZrSiO
4 ), silica stone (main component SiO 2 ), silica (SiO 2 ),
Calcia (CaO), Dolomite II (Ca, Mg)
It is also possible to add O} or a mixture obtained by electromelting them, a metal, a carbide, a boride, a nitride, or the like. However, in that case, it is necessary to adjust the addition amount and the particle size so that corrosion resistance, slag infiltration resistance, and spall resistance are not impaired. The upper limit of the amount added is 10% by mass.
Beyond this, corrosion resistance, slag infiltration resistance,
This is because the spall resistance is impaired.
【0038】本発明の耐火物の反射片を作成し、走査型
電子顕微鏡による反射電子像で微細組織を観察した。図
2、3、4には代表例として表4のNの反射電子像を示
す。図2では、中央から右下にかけて粒径数千μmの大
きな電融マグスピ粒子が見られ、また、左上約4分の1
は概ね300μm以下の粒径の電融マグスピと、その粒
界はジルコニア(白い部分)からなっているのがわか
る。スピネルの分布を調べるために、図2の中央部分を
拡大したのが図3である。ちょうど大きな電融マグスピ
の縁辺部が見えている。電融マグスピは、ペリクレス
(暗い灰色部分)と、そこに分散したスピネル(明るい
灰色部分)とジルコニアからなることがわかる。また、
左上の電融マグスピの粒界には多くのジルコニアが見ら
れ、さらに、ジルコニアの周囲にはスピネルが伴なって
いるのがわかる。ジルコニアの粒径は、概ね50μm以
下であるが、つながって粗大化し、長径が約100μm
程度のものも認められる。さらに、詳細にスピネルの分
布を調べるために、図3の中央やや右寄りの部分を拡大
したのが図4である。中央やや右寄りを上から下まで
「く」の字型に横断しているのがペリクレス結晶粒界の
スピネルである。元来、電融マグスピ内に存在していた
ものが、れんが製造後も残存したものと思われる。この
帯の右および左のペリクレス結晶粒内に微細なスピネル
とジルコニアが分布している。A reflection piece of the refractory of the present invention was prepared, and a fine structure was observed by a reflection electron image with a scanning electron microscope. 2, 3 and 4 show the reflected electron images of N in Table 4 as representative examples. In FIG. 2, large electrofused magspy particles having a particle size of several thousand μm are seen from the center to the lower right, and about one quarter of the upper left.
It can be seen that は is approximately 300 μm or less in particle size and that the grain boundary is made of zirconia (white portion). FIG. 3 is an enlarged view of the central part of FIG. 2 in order to examine the distribution of spinels. The edge of a large electrofused magpie is visible. It can be seen that the electrofused magspi is composed of pericles (dark gray part), spinels (light gray part) dispersed therein, and zirconia. Also,
A large amount of zirconia is seen at the grain boundary of the fused magspi in the upper left, and it can be seen that spinel is accompanied around the zirconia. The particle size of zirconia is approximately 50 μm or less, but it is connected and coarsened, and the major axis is about 100 μm.
Some are acceptable. FIG. 4 is an enlarged view of the center of FIG. 3 slightly closer to the right in order to examine the spinel distribution in detail. Crossing the center slightly to the right from top to bottom in the shape of a "<" is the spinel of the pericles grain boundary. It is thought that what originally existed in the electrofused magpie remained after the brick was manufactured. Fine spinel and zirconia are distributed in the right and left pericles crystal grains of this band.
【0039】本発明の耐火物中のスピネルは、ペリクレ
ス結晶の内部と粒界に存在している。スピネルは、相対
的にスラグに侵され易いにもかかわらず、量が少なく、
しかもペリクレスに保護されているため、れんがの耐食
性はほとんど損なわれない。一方、スピネルは、スラグ
が浸潤し易いぺリクレスの結晶粒界に存在しているた
め、スラグはペリクレスの粒界を伝って浸潤しにくい。
また、スピネルは、熱膨張係数の大きいペリクレスで発
生する熱応力を効果的に緩和する。分散して存在する細
粒のジルコニアは、浸潤してきたスラグに溶け込んで、
あるいは、スラグ中に懸濁することで、侵入スラグの粘
性を上昇させ、更なる浸潤を抑制する。The spinel in the refractory of the present invention exists inside the pericles crystal and at the grain boundaries. Spinel is relatively easy to be attacked by slag, but the amount is small,
Moreover, since it is protected by pericles, the corrosion resistance of the brick is hardly impaired. On the other hand, since spinel is present at the grain boundaries of pericles where slag is easily infiltrated, slag hardly penetrates along the grain boundaries of pericles.
In addition, spinel effectively reduces thermal stress generated in pericles having a large thermal expansion coefficient. Fine-grained zirconia that is present in a dispersed form dissolves into the infiltrated slag,
Alternatively, by suspending in the slag, the viscosity of the intruding slag is increased, and further infiltration is suppressed.
【0040】本発明の耐火物を、従来使用されてきた耐
火物、たとえばマグクロれんがと同様に取り扱って、窯
炉等の耐火物内張りを築造することができる。目地材
は、マグネシア質とすることが望ましいが、空目地で施
工することもできる。ただし、Cr2O3を20質量%
程度含有するマグクロれんがよりも熱膨張係数が大きい
傾向があるので、膨脹代の配置を最適化する必要があ
る。なお、本発明の耐火物ならびに耐火物内張りは、ス
テンレス精錬窯炉であるAOD炉やVOD炉用として適
するが、RHなどの脱ガス設備を始めとする二次精錬設
備、特殊鋼等の溶解精錬設備、溶融還元設備などにも好
適である。The refractory of the present invention can be handled in the same manner as a conventionally used refractory, for example, a magcro brick, to build a refractory lining such as a kiln. The joint material is desirably made of magnesia, but it can also be constructed at an empty joint. However, Cr 2 O 3 is 20% by mass.
Since the degree of thermal expansion coefficient tends to be larger than that of the contained magcro brick, it is necessary to optimize the arrangement of the expansion allowance. The refractory and refractory lining of the present invention are suitable for stainless steel refining kiln furnaces such as AOD furnaces and VOD furnaces. However, secondary refining facilities such as degassing facilities for RH, etc. It is also suitable for equipment and smelting reduction equipment.
【0041】[0041]
【実施例】(実施例1)表4のNを60tAOD炉の側
壁に部分的に施工して、使用後に状況を調査した。耐火
物の残存寸法から推定した損耗速度は、周囲のマグクロ
セミリボンドれんがのそれよりも約25%少なく、本発
明の有効性が確認できた。また、れんがを回収して調査
したところ、周囲のマグクロれんがと比較してスラグ浸
潤深さは約半分で、亀裂も認められなかった。(Example 1) N in Table 4 was partially applied to the side wall of a 60 tAOD furnace, and the situation was examined after use. The wear rate estimated from the remaining dimensions of the refractory was about 25% lower than that of the surrounding magcrosemi-ribbon brick, confirming the effectiveness of the present invention. When the bricks were collected and examined, the slag infiltration depth was about half that of the surrounding magcro bricks, and no cracks were observed.
【0042】(実施例2)同じく表4のNをセメント焼
成用ロータリーキルンの焼成帯に部分的に施工し、6ヶ
月間使用後に状況を調査した。耐火物の残存寸法から推
定した損耗速度は、周囲のマグネシア−スピネル質れん
がの従来品よりも約20%少なく、本発明の有効性が確
認できた。また、れんがを回収して調査したところ、周
囲のマグクロれんがと比較してコーティング層の厚みが
約2倍であり、れんが原質層との間に亀裂は認められな
かった。Example 2 Similarly, N in Table 4 was partially applied to the sintering zone of a rotary kiln for cement sintering, and the condition was examined after 6 months of use. The wear rate estimated from the residual size of the refractory was about 20% lower than that of the surrounding magnesia-spinel bricks, confirming the effectiveness of the present invention. Further, when the brick was collected and examined, the thickness of the coating layer was about twice as large as that of the surrounding magcro brick, and no crack was recognized between the brick and the raw material layer.
【0043】[0043]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
耐火物内張りの損耗速度を減じることができ、内張りと
炉の寿命を延長することができるので、耐火物コストの
削減、炉修頻度の低減による設備稼働率の向上と生産性
向上を図ることができ、鉄鋼、金属、セメント等の製造
コストを引き下げることが可能となる。As described in detail above, according to the present invention,
The wear rate of the refractory lining can be reduced, and the life of the lining and the furnace can be prolonged.Thus, it is possible to reduce the cost of refractory and improve the equipment operation rate and productivity by reducing the frequency of furnace repairs. It is possible to reduce the production cost of steel, metal, cement and the like.
【図1】本発明の耐火物原料のミクロ組織を、電子顕微
鏡による反射電子像で示す写真である。黒い部分は気
孔、濃い灰色の部分はペリクレス結晶、明るい灰色の部
分はスピネル、白い部分はCaOを含む化合物である。FIG. 1 is a photograph showing a microstructure of a refractory raw material of the present invention in a reflected electron image by an electron microscope. Black portions are pores, dark gray portions are pericles crystals, light gray portions are spinels, and white portions are compounds containing CaO.
【図2】本発明の塩基性耐火物のミクロ組織を、電子顕
微鏡による反射電子像で示す写真である。黒い部分は気
孔、暗い灰色の部分は電融マグスピ粒子、白い部分はジ
ルコニアである。中央から右下には粒径数千μmの大き
な電融マグスピ粒が見え、また、左上約4分の1には、
概ね300μm以下の粒径の電融マグスピが見え、その
粒界はジルコニアからなることが分かる。FIG. 2 is a photograph showing a microstructure of a basic refractory of the present invention as a reflected electron image by an electron microscope. The black parts are pores, the dark gray parts are electrofused magspy particles, and the white parts are zirconia. Large electrofused magspy grains with a particle size of several thousand μm are visible at the lower right from the center.
An electrofused magspy having a particle size of approximately 300 μm or less can be seen, and it can be seen that the grain boundary is made of zirconia.
【図3】図2の中央部分の拡大写真である。黒い部分は
気孔である。図1の電融マグスピには暗い灰色の部分
(ペリクレス)と、それよりもやや明るい灰色の部分
(スピネル)があることが識別できる。また、図1のジ
ルコニアの部分は白い部分(ジルコニア)と、その周囲
のやや明るい灰色の部分(スピネル)からなっている。FIG. 3 is an enlarged photograph of a central portion of FIG. Black portions are pores. It can be recognized that the electrofused magnet of FIG. 1 has a dark gray portion (pericles) and a slightly lighter gray portion (spinel). The zirconia part in FIG. 1 is composed of a white part (zirconia) and a slightly light gray part (spinel) around it.
【図4】図3の中央やや右寄りの部分の拡大写真であ
る。暗い灰色の部分はペリクレス、やや明るい灰色の部
分はスピネル、白い部分はジルコニアである。中央やや
右寄りを上から下まで「く」の字型に横断しているやや
灰色の帯状の部分がペリクレス結晶粒界のスピネルであ
る。この帯の右および左のペリクレス結晶粒内には微細
なスピネルとジルコニアが見られる。FIG. 4 is an enlarged photograph of a portion slightly to the right in the center of FIG. 3; The dark gray areas are pericles, the light gray areas are spinels, and the white areas are zirconia. The slightly gray belt-like portion that crosses the center slightly to the right from top to bottom in the shape of a "<" is the spinel of the pericles grain boundary. Fine spinel and zirconia can be seen in the right and left pericles grains of this band.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI // B22D 41/02 C04B 35/44 101 (72)発明者 清水 公一 福岡県北九州市八幡西区東浜町1番1号 黒崎窯業株式会社技術研究所内 (72)発明者 吉富 丈記 福岡県北九州市八幡西区東浜町1番1号 黒崎窯業株式会社技術研究所内 (72)発明者 玉木 健之 福岡県北九州市八幡西区東浜町1番1号 黒崎窯業株式会社技術研究所内──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI // B22D 41/02 C04B 35/44 101 (72) Inventor Koichi Shimizu 1-1-1, Higashihama-cho, Yawata-nishi-ku, Kitakyushu-shi, Fukuoka Kurosaki Inside the Ceramics Research Institute (72) Inventor Takeki Yoshitomi 1-1, Higashihama-cho, Yawatanishi-ku, Kitakyushu-city, Fukuoka No. 1 Kurosaki Ceramics Co., Ltd.
Claims (7)
2O3)を主要組成物とする原料を、電気炉で溶解し、
固化させて製造される塩基性耐火物原料において、ペリ
クレス(MgO)とスピネル(MgAl2O4)を主要
組成物とし、残部は不可避的な鉱物および不純組成物か
らなる塩基性耐火物原料であって、その化学組成は、A
l2O3を3.0〜13.0質量%含み、残部はMgO
および不可避的不純物であることを特徴とする、塩基性
耐火物原料。1. A method according to claim 1, wherein pericles (MgO) and alumina (Al) are used.
A raw material containing 2 O 3 ) as a main composition is melted in an electric furnace,
Among the basic refractory raw materials produced by solidification, pericles (MgO) and spinel (MgAl 2 O 4 ) are the main compositions, and the remainder is a basic refractory raw material comprising unavoidable minerals and impure compositions. And its chemical composition is A
l 2 O 3 in an amount of 3.0 to 13.0% by mass, with the balance being MgO
And a basic refractory raw material, which is an unavoidable impurity.
0μm以下のジルコニア(ZrO2)を2〜10質量%
配合し、さらに、混練し、成形した後、1700℃以上
の温度で焼成することを特徴とする、塩基性耐火物の製
造方法。2. The refractory raw material according to claim 1, wherein
2 to 10% by mass of zirconia (ZrO 2 ) of 0 μm or less
A method for producing a basic refractory, comprising blending, further kneading, molding, and firing at a temperature of 1700 ° C. or higher.
10質量%以下の他の耐火粒子を配合することを特徴と
する、請求項2に記載の耐火物の製造方法。3. The method according to claim 1, further comprising the step of:
The method for producing a refractory according to claim 2, wherein another refractory particle of 10% by mass or less is blended.
ZrO2を2〜10質量%含み、残部はMgOおよび不
可避的不純物の化学組成を有する塩基性耐火物であっ
て、そのミクロ組織は、ペリクレス(MgO)結晶の粒
内および/または粒界に、スピネル(MgAl
2O4)、ジルコニア(ZrO2)およびその他の鉱物
が存在し、該ジルコニア(ZrO2)の粒径が100μ
m以下であるミクロ組織であることを特徴とする、塩基
性耐火物。4. An Al 2 O 3 content of 2.7 to 12.7% by mass,
2 to 10% by mass of ZrO 2 , the balance being a basic refractory having a chemical composition of MgO and unavoidable impurities, the microstructure of which is within the grains and / or grain boundaries of pericles (MgO) crystals, Spinel (MgAl
2 O 4 ), zirconia (ZrO 2 ) and other minerals, and the particle size of the zirconia (ZrO 2 ) is 100 μm.
m. A basic refractory having a microstructure of not more than m.
%以下の他の耐火物の化学組成を有することを特徴とす
る、請求項4に記載の塩基性耐火物。5. The basic refractory according to claim 4, wherein the basic refractory further has a chemical composition of another refractory of 10% by mass or less.
を内張り材として使用したことを特徴とする、金属精錬
窯炉。6. A furnace for refining a metal, wherein the basic refractory according to claim 4 or 5 is used as a lining material.
請求項4または5に記載の塩基性耐火物を内張り材とし
て使用したことを特徴とする、焼成炉。7. A firing furnace for cement, lime, etc.,
A firing furnace, wherein the basic refractory according to claim 4 or 5 is used as a lining material.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10135889A JPH11278918A (en) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | Basic refractory raw material and basic refractory, its production and metal smelting furnace and baking furnace using the same |
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JP10135889A JPH11278918A (en) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | Basic refractory raw material and basic refractory, its production and metal smelting furnace and baking furnace using the same |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11278918A true JPH11278918A (en) | 1999-10-12 |
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ID=15162174
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JP10135889A Withdrawn JPH11278918A (en) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | Basic refractory raw material and basic refractory, its production and metal smelting furnace and baking furnace using the same |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH11278918A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004262740A (en) * | 2003-03-03 | 2004-09-24 | Yotai Refractories Co Ltd | Magnesia-alumina-based clinker and refractory obtained by using it |
KR20160079239A (en) * | 2014-12-26 | 2016-07-06 | 주식회사 포스코 | Refractory for installation producing alloy steel containing manganese and manufacturing method thereof |
WO2020168885A1 (en) * | 2019-02-20 | 2020-08-27 | 中钢洛耐新材料科技有限公司 | High-strength melting furnace for non-ferrous enhanced smelting |
CN112094125A (en) * | 2020-09-22 | 2020-12-18 | 武汉科技大学 | Low-thermal-conductivity low-thermal-expansion magnesium-based raw material and preparation method thereof |
-
1998
- 1998-03-30 JP JP10135889A patent/JPH11278918A/en not_active Withdrawn
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---|---|---|---|
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