JPH1149561A - Production of magnesia-carbon brick - Google Patents

Production of magnesia-carbon brick

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JPH1149561A
JPH1149561A JP9207561A JP20756197A JPH1149561A JP H1149561 A JPH1149561 A JP H1149561A JP 9207561 A JP9207561 A JP 9207561A JP 20756197 A JP20756197 A JP 20756197A JP H1149561 A JPH1149561 A JP H1149561A
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JP
Japan
Prior art keywords
gas
magnesia
brick
carbon
vapor
Prior art date
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Pending
Application number
JP9207561A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Noriyuki Hiraga
紀幸 平賀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
Application filed by NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical NKK Corp
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Publication of JPH1149561A publication Critical patent/JPH1149561A/en
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the falling of a reinforcing body from the surface of a magnesia.carbon brick as well as to enhance the high-temp. strength of the brick by putting the brick after forming in a hermetically sealable space, filling the space with one of an Mg vapor-contg. gas and a CO-contg. gas and then feeding the other gas into the space. SOLUTION: The Mg vapor-contg. gas is Mg vapor optionally diluted with a gas not reacting with Mg vapor, e.g. N2 or Ar. The CO-contg. gas is CO optionally diluted with a gas not reacting with CO. The Mg vapor and CO gas deposit magnesia and carbon in accordance with the reaction formula Mg+CO → MgO+C and a layer of the deposits is formed on the surface of the magnesia.carbon brick. The reaction is preferably carried out at >=700 deg.C. The gases are preferably introduced into the hermetically sealable space after preheating.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、マグネシア・カ
ーボン煉瓦の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing magnesia carbon brick.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、工業炉や溶融金属用容器の内壁
を構成する煉瓦は、高温での使用のためマグネシアを主
体としている。その中でも、スラグや溶鋼による浸食に
対する耐スラグ性や耐溶鋼性の向上を図るため、カーボ
ンを適量添加したマグネシア・カーボン煉瓦が、広く用
いられている。この煉瓦は、高圧成型により組織の緻密
化を図っているが、それでも製品段階では気孔がかなり
残っており、気孔率にして3%前後となっている。
2. Description of the Related Art In general, bricks constituting the inner wall of an industrial furnace or a container for molten metal are mainly made of magnesia for use at high temperatures. Among them, magnesia-carbon bricks to which carbon is added in an appropriate amount are widely used in order to improve slag resistance and molten steel resistance against slag and molten steel erosion. Although the structure of the brick is densified by high-pressure molding, the pores still remain at the product stage, and the porosity is about 3%.

【0003】これらの煉瓦は、使用前に昇熱を行う。こ
れは、煉瓦に熱を加えることにより熱スポーリングを防
止するためと、操業を円滑に行うためである。また、こ
の昇熱は、マグネシア・カーボン煉瓦の場合、通常は大
気中で行われる。そのため、煉瓦の中のカーボン、即ち
炭素が大気中の酸素と結合して抜けてしまう。その結
果、乾燥後は気孔率が9%まで増加し、この気孔を通じ
て煉瓦が浸食されやすくなるという問題がある。例え
ば、溶融金属用容器の内壁に用いる場合、溶融金属を製
造する段階で発生するスラグが、煉瓦の気孔に侵入し煉
瓦内部の炭化珪素やカーボンと反応し煉瓦の浸食が進
む。
[0003] These bricks are heated before use. This is to prevent heat spalling by applying heat to the bricks and to operate smoothly. In addition, in the case of magnesia carbon brick, this heating is usually performed in the atmosphere. Therefore, carbon in the brick, that is, carbon is combined with oxygen in the atmosphere and escapes. As a result, the porosity increases to 9% after drying, and there is a problem that bricks are easily eroded through the pores. For example, when used for the inner wall of a container for molten metal, slag generated at the stage of producing the molten metal enters pores of the brick, reacts with silicon carbide and carbon inside the brick, and erosion of the brick proceeds.

【0004】そこでこれらの煉瓦では、使用中に損傷し
た部分を補修しつつ使用されている。一般に煉瓦の補強
方法としては、耐火物の粉末と水の混合物を損傷部に吹
き付ける方法、即ち乾式吹き付け法が知られている。
[0004] Therefore, these bricks are used while repairing portions damaged during use. In general, as a method of reinforcing a brick, a method of spraying a mixture of refractory powder and water to a damaged portion, that is, a dry spraying method is known.

【0005】また、煉瓦の補修方法として、溶射法が提
案されている。この方法は、耐火物の粉末を、酸素およ
び燃料ガスからなる火炎中で、あるいはアルミニウムや
ケイ素の燃焼により、半溶融または溶融状態にして、マ
グネシア・カーボン煉瓦の損傷部位に接着させるもので
ある。例えば、特開昭62−15508号公報には、こ
のような目的に適用される火炎溶射材料が開示されてい
る。これらの溶射材料は火炎により溶融し、被補修部位
に衝突して急冷凝固し、ガラス相を主体とした溶射体を
形成する。
Further, as a method for repairing bricks, a thermal spraying method has been proposed. In this method, the refractory powder is brought into a semi-molten or molten state in a flame composed of oxygen and a fuel gas or by burning aluminum or silicon, and adheres to a damaged portion of the magnesia-carbon brick. For example, Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 62-15508 discloses a flame sprayed material applied for such a purpose. These sprayed materials are melted by the flame, collide with the repaired portion and rapidly solidify to form a sprayed material mainly composed of a glass phase.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術のよ
うに煉瓦を補修しつつ使用する方法には種々の問題があ
る。例えば、乾式吹き付け法は、炉温を低下させてから
行うので、炉の冷却と補強作業後の昇温に時間がかか
る。そのため、炉の運転を長期間にわたって停止する必
要がある。また、乾式吹き付け法は、吹き付けた耐火物
に強度が発現しないので、わずかな衝撃で剥離し易い。
従って、この方法は一時的な対策として用いられるにす
ぎない。
However, there are various problems in the method of repairing and using bricks as in the prior art. For example, since the dry spraying method is performed after lowering the furnace temperature, it takes time to cool the furnace and raise the temperature after the reinforcing operation. Therefore, it is necessary to stop the operation of the furnace for a long period of time. Further, in the dry spraying method, since the sprayed refractory has no strength, it is easily peeled off by a slight impact.
Therefore, this method is only used as a temporary measure.

【0007】特開昭62−15508号公報記載の、ガ
ラス相を主体とした溶射体は、冷却過程で結晶化し結晶
相に転移する。この相転移の際に体積が収縮するので、
ひび割れが発生する。このため、溶射補強体は母材との
結合が不十分となり、長期にわたる使用には耐えられな
い。特に母材が変質して強度が低下している場合には、
母材側から亀裂が進展して溶射補強体が脱落することに
なる。従って、溶射補強体の寿命は溶射体自身の強度や
耐スポーリング性だけでは決まらず、このような溶射補
強体の脱落の問題もあり、寿命は約20〜30チャージ
である。
[0007] The sprayed material mainly composed of a glass phase described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-15508 crystallizes during the cooling process and changes to a crystal phase. Since the volume shrinks during this phase transition,
Cracks occur. For this reason, the thermal spray reinforcement becomes insufficiently bonded to the base material, and cannot be used for a long time. Especially when the base material is deteriorated and the strength is reduced,
Cracks develop from the base metal side, and the thermal spray reinforcing member falls off. Therefore, the life of the thermal spray reinforcing body is not determined only by the strength and spalling resistance of the thermal spray body itself. There is also a problem of such a thermal spray reinforcing body falling off, and the life is about 20 to 30 charges.

【0008】このように、従来のマグネシア・カーボン
煉瓦は、昇熱により気孔率が増加して損傷しやすくな
り、補修しつつ使用する必要があったが、使用中の煉瓦
の補修は簡単ではなく、補修後の煉瓦の強度も不十分で
あった。
[0008] As described above, the conventional magnesia carbon brick has an increased porosity due to an increase in heat, and is liable to be damaged. Therefore, it is necessary to use the brick while repairing it. Also, the strength of the repaired brick was insufficient.

【0009】この発明は、以上の問題を解決するために
なされたものであり、煉瓦の熱間での強度を高めて損傷
を防止し、また、補強体等の煉瓦の表層材料の剥離・脱
落を防止できるマグネシア・カーボン煉瓦の製造方法を
提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. The present invention has been made to increase the strength of bricks during heating to prevent damage, and to remove and remove the surface material of bricks such as reinforcing members. It is an object of the present invention to provide a method for producing a magnesia carbon brick that can prevent the occurrence of cracks.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この発明は、マグネシア
・カーボン煉瓦を成型した後に密閉可能な空間内に装入
し、まず、マグネシウム蒸気を含有するガス、又は一酸
化炭素を含有するガスのうち、いずれか一方のガスを前
記空間内に供給して前記空間内を満たし、次いで他方の
ガスを前記空間内に供給することを特徴とするマグネシ
ア・カーボン煉瓦の製造方法である。
According to the present invention, a magnesia-carbon brick is molded and then charged into a sealable space, and first of all, a gas containing magnesium vapor or a gas containing carbon monoxide. And supplying one of the gases into the space to fill the space, and then supplying the other gas into the space, the method for producing a magnesia-carbon brick.

【0011】ここで、密閉可能な空間としては、反応に
使用するガスの漏れを防ぐことができれば、形式等は特
に問わない。また、マグネシウム蒸気を含有するガスと
は、マグネシウム蒸気、あるいはマグネシウム蒸気と反
応しないガスでマグネシウム蒸気を希釈したガスのこと
を言う。希釈ガスとしては、例えば、N2 又はArを使
用すればよい。同様に、一酸化炭素を含有するガスと
は、一酸化炭素あるいは一酸化炭素と反応しないガスで
一酸化炭素を希釈したガスのことを言う。希釈ガスとし
ては、例えば、N2 又はArを使用すればよい。
The type of the space that can be sealed is not particularly limited as long as the gas used for the reaction can be prevented from leaking. Further, the gas containing magnesium vapor refers to a gas obtained by diluting magnesium vapor with magnesium vapor or a gas that does not react with magnesium vapor. For example, N 2 or Ar may be used as the diluent gas. Similarly, a gas containing carbon monoxide refers to a gas obtained by diluting carbon monoxide with carbon monoxide or a gas that does not react with carbon monoxide. For example, N 2 or Ar may be used as the diluent gas.

【0012】マグネシウム蒸気と一酸化炭素ガスの反応
により、マグネシアMgOとカーボンCを析出させるこ
とができる。反応を下記に示す。 Mg+CO→MgO+C
[0012] Magnesia MgO and carbon C can be deposited by the reaction between magnesium vapor and carbon monoxide gas. The reaction is shown below. Mg + CO → MgO + C

【0013】ここで、反応式の右辺のCは、マグネシア
とともに析出する固体の炭素であり、このようにして、
マグネシア・カーボン煉瓦の主要構成物が得られる。
[0013] Here, C on the right side of the reaction formula is solid carbon precipitated together with magnesia.
The main constituent of magnesia carbon brick is obtained.

【0014】反応温度は、700℃以上の温度が望まし
い。これは、700℃未満ではMg蒸気の一部が反応場
所への移送の段階で凝縮し易いため、目的とする反応に
Mgが有効に利用できなくなるからである。
The reaction temperature is desirably 700 ° C. or higher. This is because if the temperature is lower than 700 ° C., part of the Mg vapor tends to be condensed at the stage of transfer to the reaction site, so that Mg cannot be effectively used for the intended reaction.

【0015】Mg蒸気は、溶融Mgの加熱によって発生
させてもよい。この場合、加熱温度は700〜1200
℃の範囲内が望ましい。これは、700℃未満ではMg
蒸気の発生速度が遅すぎるからであり、一方、1200
℃を超えると、Mg蒸気の発生が激しくなり、これを含
むガスの流量および圧力の制御が困難となるからであ
る。
The Mg vapor may be generated by heating molten Mg. In this case, the heating temperature is 700 to 1200
It is desirable to be in the range of ° C. This is because Mg below 700 ° C
This is because the rate of generation of steam is too low.
If the temperature exceeds ℃, the generation of Mg vapor becomes intense, and it becomes difficult to control the flow rate and pressure of a gas containing the same.

【0016】Mg蒸気の出発物質としてのMgは、イン
ゴツトでも粉末でもよい。Mgが粉末の場合、Mg単一
でも、Mg−CaOおよびMg−Al等の混合粉末でも
よい。Mg粉末は発火し易いので、混合粉末の方が望ま
しい。
Mg as a starting material for the Mg vapor may be ingot or powder. When Mg is a powder, it may be a single Mg or a mixed powder of Mg-CaO and Mg-Al. Since Mg powder easily ignites, mixed powder is more desirable.

【0017】Mg蒸気を発生させるには、MgOとAl
を次のように反応させて発生させてもよい。 3MgO+2Al→3Mg+Al2 3
In order to generate Mg vapor, MgO and Al
May be generated by reacting as follows. 3MgO + 2Al → 3Mg + Al 2 O 3

【0018】この場合反応温度は、850〜1700℃
の範囲内が望ましい。これは、850℃未満では反応速
度が遅すぎるからであり、一方、1700℃を超える
と、Mg蒸気の発生が激しくなり、これを含むガスの流
量および圧力の制御が困難となるからである。
In this case, the reaction temperature is 850 to 1700 ° C.
Is preferably within the range. This is because if the temperature is lower than 850 ° C., the reaction rate is too slow. On the other hand, if the temperature exceeds 1700 ° C., the generation of Mg vapor becomes intense, and it becomes difficult to control the flow rate and pressure of the gas containing the same.

【0019】Mg蒸気を含有するガス(希釈ガス)の中
に含まれるMg蒸気の濃度は、0.1vol.%以上で
あることが望ましい。これは、0.1vol.%未満で
は反応速度が遅すぎるからである。
The concentration of the Mg vapor contained in the gas containing the Mg vapor (diluent gas) is 0.1 vol. % Is desirable. This corresponds to 0.1 vol. If the amount is less than 10%, the reaction rate is too slow.

【0020】一酸化炭素ガスを含有するガス(希釈ガ
ス)の中に含まれる一酸化炭素ガスの濃度は、1vo
l.%以上であることが望ましい。これは、1vol.
%未満では反応速度が遅すぎるからである。
The concentration of carbon monoxide gas contained in the gas (diluent gas) containing carbon monoxide gas is 1 vol.
l. % Is desirable. This corresponds to 1 vol.
If the amount is less than 10%, the reaction rate is too slow.

【0021】次に、煉瓦の表面および表層部分における
反応について説明する。煉瓦の気孔の内部にも浸透して
いるマグネシウム蒸気(を含有するガス)は、前述の一
酸化炭素ガスと反応する。この反応は、固体表面では触
媒作用により促進され、煉瓦の表面で優先的に進行す
る。この反応が続くと、塩化マグネシウムを含有するガ
スが消費されるので、一酸化炭素ガスが次第に気孔等の
内部に侵入していく。このようにして、2種類のガスの
反応界面が気孔等の奥に進行しつつ気孔の内部にマグネ
シアとカーボンを析出し、気孔は埋まっていく。
Next, the reaction on the surface and the surface of the brick will be described. The magnesium vapor (containing gas) that has also penetrated into the pores of the brick reacts with the above-mentioned carbon monoxide gas. This reaction is catalyzed on the solid surface and proceeds preferentially on the brick surface. If this reaction continues, the gas containing magnesium chloride is consumed, so that the carbon monoxide gas gradually penetrates into pores and the like. In this manner, magnesia and carbon are deposited inside the pores while the reaction interface of the two types of gas proceeds deep inside the pores and the like, and the pores are filled up.

【0022】また、この発明では、煉瓦(マグネシア・
カーボン煉瓦)の主要組成であるマグネシアとカーボン
を析出させることにより、補強体と煉瓦が一体化し、補
強部分からの脱落等の問題を解決することもできる。
In the present invention, the brick (magnesia
By precipitating magnesia and carbon, which are the main components of the carbon brick, the reinforcing body and the brick are integrated, and problems such as falling off from the reinforcing portion can be solved.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】実施にあたっては、工業炉あるい
は窯業炉等で蓋のできる炉を、密閉可能な空間として用
いればよい。この中に成型されたマグネシア・カーボン
煉瓦を装入する。次いで、成型後の煉瓦に含まれる水分
を除去するため、加熱する。煉瓦の加熱は、煉瓦の表面
におけるガスの反応、即ちマグネシアとカーボンの析出
を促進する観点からも望ましい。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In practice, a furnace that can be covered with an industrial furnace or a ceramic furnace may be used as a hermetically sealable space. The magnesia carbon brick molded in this is inserted. Next, heating is performed to remove moisture contained in the brick after molding. The heating of the brick is also desirable from the viewpoint of accelerating the gas reaction on the surface of the brick, that is, the precipitation of magnesia and carbon.

【0024】マグネシウム蒸気を含有するガスは、予熱
してから炉内に導入する。ガスが炉内に充満した後に、
一酸化炭素ガスを導入する。一酸化炭素ガスも、反応温
度を確保する観点からは、できるだけ予熱しておくこと
が望ましい。このようにして、2つのガスを反応させれ
ば、マグネシア・カーボン煉瓦の表面にマグネシアとカ
ーボンの析出物からなる層が形成される。
The gas containing magnesium vapor is introduced into the furnace after preheating. After the gas fills the furnace,
Introduce carbon monoxide gas. It is desirable that the carbon monoxide gas is preheated as much as possible from the viewpoint of securing the reaction temperature. Thus, by reacting the two gases, a layer composed of magnesia and carbon precipitates is formed on the surface of the magnesia-carbon brick.

【0025】密閉可能な空間として、真空炉を用いて真
空引きを行えば、炉内の雰囲気ガスをマグネシウム蒸気
を含有するガスに置換する際、後者のガスのロスが少な
くて済む。また、真空炉の使用は、この中に装入された
マグネシア・カーボン煉瓦を構成するカーボンの酸化を
防ぐ観点からも望ましい。
[0025] If vacuuming is performed using a vacuum furnace as a space that can be sealed, when the atmosphere gas in the furnace is replaced with a gas containing magnesium vapor, the loss of the latter gas can be reduced. The use of a vacuum furnace is also desirable from the viewpoint of preventing oxidation of the carbon constituting the magnesia-carbon brick charged therein.

【0026】煉瓦の表面のマグネシアの層の厚さを厚く
したい場合は、この操作を複数回繰り返すことにより、
目的を達成できる。
When it is desired to increase the thickness of the magnesia layer on the surface of the brick, this operation is repeated a plurality of times.
You can achieve your goals.

【0027】[0027]

【発明の効果】この発明では、マグネシウム蒸気ガス又
はこれを含有するガスと一酸化炭素ガスを反応させて、
マグネシア・カーボン煉瓦の表面にマグネシアを析出さ
せることにより煉瓦の保護を行っているので、熱間での
強度が補強される。また、煉瓦の主要組成であるマグネ
シアとカーボンを析出させることにより、補強体とマグ
ネシア・カーボン煉瓦が一体化し、補強体の煉瓦表面か
らの脱落等の問題を解決できる。
According to the present invention, a magnesium vapor gas or a gas containing the same is reacted with a carbon monoxide gas,
Since the brick is protected by depositing magnesia on the surface of the magnesia-carbon brick, the strength during hot work is reinforced. Further, by precipitating magnesia and carbon, which are the main components of the brick, the reinforcing body and the magnesia-carbon brick are integrated, and the problem of the reinforcing body falling off from the brick surface can be solved.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マグネシア・カーボン煉瓦を成型した後
に密閉可能な空間内に装入し、まず、マグネシウム蒸気
を含有するガス又は一酸化炭素を含有するガスのうち、
いずれか一方のガスを前記空間内に供給して前記空間内
を満たし、次いで他方のガスを前記空間内に供給するこ
とを特徴とするマグネシア・カーボン煉瓦の製造方法。
Claims 1. A magnesia carbon brick is molded and then charged into a sealable space. First, of a gas containing magnesium vapor or a gas containing carbon monoxide,
A method for manufacturing a magnesia-carbon brick, comprising supplying one of the gases into the space to fill the space, and then supplying the other gas into the space.
JP9207561A 1997-08-01 1997-08-01 Production of magnesia-carbon brick Pending JPH1149561A (en)

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