JPS5918174A - Lining material for molten metal treating vessel - Google Patents

Lining material for molten metal treating vessel

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JPS5918174A
JPS5918174A JP57127290A JP12729082A JPS5918174A JP S5918174 A JPS5918174 A JP S5918174A JP 57127290 A JP57127290 A JP 57127290A JP 12729082 A JP12729082 A JP 12729082A JP S5918174 A JPS5918174 A JP S5918174A
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JP
Japan
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weight
alumina
molten metal
slag
carbon
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Application number
JP57127290A
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Japanese (ja)
Inventor
尾花 保雄
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、β−アルミナ、炭化ケイ素、炭化ホウ素、窒
化ケイ素、窒化ホウ素、炭素を主成分とし、ソーダ灰を
含むスラグ・銑・鋼に対する耐食性、熱変化に対する耐
スポール性、高温における耐酸化性に優れ、しかもNI
L20.に20 アルカリ蒸気に対して容積が安定な耐
火物を用いて、溶融金属処理容器に内張シすることによ
って耐火物の損耗を抑制し、容器使用に際しての安g性
を増加し、容器の寿命延長を図った溶融金属処理容器の
内張シ材に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides corrosion resistance to slag, pig iron, and steel containing soda ash, and spalling resistance to thermal changes. It has excellent properties and oxidation resistance at high temperatures, and also has NI
L20. 20 By lining the molten metal processing container with a refractory whose volume is stable against alkali vapor, wear and tear of the refractory is suppressed, the stability of the container is increased when the container is used, and the life of the container is increased. This invention relates to a lining material for an extended molten metal processing container.

従来溶融金属処理容器では、主としてアルミナ−シリカ
質が使用されている。しかしながらスラグによる溶損お
よび熱的なスポーリングによシ低寿命になっている。さ
らに高アルミナ質、マグネシア質、マグクロ質、ドロマ
イト質は、高い熱膨張性、スラグ・溶融金属の組織への
侵入によるスポーリングが激しく実用化が難しい。また
マグネシアーカーゲン質は酸素の存在する雰囲気ではカ
ーボンが酸化し、気体となって散失し使用中には、稼動
面近辺に脱炭層を形成し、スラグの侵透防止効果を弱め
たシ、地金数シの場合容易に脱炭部よυ剥離し長寿命が
得られていない。またアルミナ−炭化ケイ素−カーボン
質は、Na2O・K20蒸気の発生する可能性のある場
合には、骨材のアルミナがNa2O・K2Oと反応して
β−アルミナを生成し、膨張崩壊する危険性がある。
Conventional molten metal processing vessels have primarily used alumina-siliceous materials. However, the service life is short due to erosion due to slag and thermal spalling. Furthermore, high alumina, magnesia, magnesia, and dolomite materials have high thermal expansion properties and are prone to spalling due to the penetration of slag and molten metal into their structures, making them difficult to put into practical use. In addition, in the presence of oxygen, the carbon of magnesia carbide oxidizes and dissipates as a gas. During use, a decarburized layer is formed near the operating surface, weakening the effect of preventing slag penetration. In the case of gold steel, it easily peels off from the decarburized part, making it impossible to obtain a long life. In addition, in the case of alumina-silicon carbide-carbon material, if there is a possibility that Na2O/K20 vapor may be generated, there is a risk that the alumina of the aggregate will react with Na2O/K2O and produce β-alumina, causing expansion and collapse. be.

本発明は、かかる耐火物の欠点を改良し、安定した操業
を行うことができる溶融金属処理容器の内張り利を提供
するものであシ、その特徴とするところは、3〜40重
量%の炭素材料、3〜30重量%の炭化物および窒化物
またはそのどちらか、30〜94重量%のβ−アルミナ
よυなる煉瓦を内張すするところにある。
The present invention aims to improve the drawbacks of such refractories and provide a lining structure for molten metal processing vessels that enables stable operation. The material is 3 to 30% by weight of carbides and/or nitrides, and 30 to 94% by weight of β-alumina.

本発明の内張シ材は、たとえばソーダ灰hCaO,・F
eO,CAF2の添加によって合成したスラグを用いて
処理する容融金属処理容器に内張シして、高温では炭化
物・窒化物が酸化して、炭素の散失を防ぎ耐酸化性が良
好であり、アルカリ蒸気の存在下では、β−アルミナの
安定度が高くまた炭素により、スラグ・溶融金属に対し
て、侵食されることなく溶融金属処理容器に使用しても
侵食されることなく安定した高寿命を維持し、該処理容
器の稼働率全大幅に向上せしめるものである。
The lining material of the present invention is, for example, soda ash hCaO,.F
The slag synthesized by adding eO and CAF2 is used to line the molten metal processing vessel, which prevents carbides and nitrides from oxidizing at high temperatures and dissipating carbon, resulting in good oxidation resistance. In the presence of alkali vapor, β-alumina has high stability, and due to carbon, it does not erode against slag and molten metal, and has a stable and long lifespan without being eroded even when used in molten metal processing containers. , and greatly improves the overall operating rate of the processing vessel.

以−Fに本発明の内張シ耐人物の各構成条件の限β−ア
ルミナを使用するのは、β−アルミナはコランダム、A
t203−8102質と比較してNa2Oに20で安定
化されておυ、Na2O+ K2Oと反応して膨張、崩
壊したシ、低融点物を生成しないためである。
Hereinafter, the limits for using β-alumina in each constituent condition of the lining material of the present invention are as follows: β-alumina is corundum, A
This is because, compared to T203-8102, it is stabilized at 20% by Na2O and does not react with Na2O+K2O to swell, collapse, or produce low melting point products.

β−アルミナ吟を30〜94重量%に限定するのは、3
0重量%未満では他の成分が多くカシ、耐酸化性、耐食
性が劣り、94重量%を超えると、ソーダ以外のスラグ
成分に対する耐食性、および耐スポール性に対して好ま
しくないからである。
The reason why β-alumina gin is limited to 30 to 94% by weight is 3
This is because if it is less than 0% by weight, the content of other components will be large and the oak, oxidation resistance, and corrosion resistance will be poor, and if it exceeds 94% by weight, it will be unfavorable for corrosion resistance against slag components other than soda and spalling resistance.

炭化物、窒化物は高温で酸素と結びついて、例えば、炭
化ケイ素、窒化ケイ素は酸化して5102を生成し、炭
化ホウ素、窒化ホウ素は酸化してB2O3を生成し、炭
化チタン、窒化チタンは酸化してTlO2を生成し、こ
れ轡がβ−アルミナ中のNJL20・K2Oと反応して
粘稠な酸化物皮膜を煉瓦表面に形成して、煉瓦内部への
酸素の侵入を阻止し、煉瓦中の炭素の酸化を防止するの
である。炭化物および窒化物またはそのどちらかを3〜
30重量%に限定するのは3重量%未満では第1図(保
定1500℃X 2Hr)に示す如く酸化防止効果が得
られず30重量%を超えると第2図(保定1500℃x
2Hrsスラグ: CaO: 4、FeO: 4、Ca
F’z : 1、Na、、Co3: 1.8102:1
)に示す如く、スラグ、溶融金属(対する耐食性が低下
するので好ましくない。
Carbides and nitrides combine with oxygen at high temperatures. For example, silicon carbide and silicon nitride oxidize to form 5102, boron carbide and boron nitride oxidize to form B2O3, and titanium carbide and titanium nitride oxidize. This reacts with NJL20/K2O in β-alumina to form a viscous oxide film on the brick surface, which prevents oxygen from entering the brick and removes the carbon in the brick. This prevents the oxidation of 3 to 3 carbides and/or nitrides
The reason why it is limited to 30% by weight is that if it is less than 3% by weight, the antioxidant effect cannot be obtained as shown in Figure 1 (Retention 1500℃ x 2 hours), and if it exceeds 30% by weight, the
2Hrs slag: CaO: 4, FeO: 4, Ca
F'z: 1, Na,, Co3: 1.8102:1
), it is not preferable because the corrosion resistance against slag and molten metal decreases.

炭素材料を添加するのはβ−アルミナはソーダ灰以外の
スラグ成分であるCaO、CaF2 r FsOと反応
しやすく侵食されやすいので、スラグに藺れ難い炭素拐
料を添加することによって、該スラグに対して容積が安
定で且つ侵食され難い材質となる。
The reason why carbon material is added is because β-alumina reacts easily with CaO and CaF2 r FsO, which are slag components other than soda ash, and is easily eroded. On the other hand, the material is stable in volume and resistant to erosion.

また炭素材料の添加によシ耐スポール性の向上が図れる
。炭素量は3〜40重量%、好ましくは5〜30重量%
である。この範囲に限定する理由は3重量外未満ではス
ラグに濡れ易くなシ、第2図に示す如く溶損が犬となυ
且つ、耐スポーリング性が低下するためである。30重
量%を超えると強度が低下しまた第1図に示す如く耐酸
化性が低下する。
Furthermore, the spall resistance can be improved by adding the carbon material. Carbon content is 3-40% by weight, preferably 5-30% by weight
It is. The reason for limiting this range is that if the weight is less than 3, it will not easily get wet with slag, and as shown in Figure 2, the melting loss will be negligible.
In addition, this is because the spalling resistance decreases. If it exceeds 30% by weight, the strength decreases and the oxidation resistance decreases as shown in FIG.

以上の様に、β−アルミナ−炭化物・窒化物−炭素質耐
火物を内張シした、溶融金属処理容器では、ソーダ灰を
含む合成スラグに対し、耐食性に優れNa2Oの蒸気に
対して容積が安定で、耐酸化性、耐スポーリング性に優
れ高寿命を得ることができるのである。
As mentioned above, a molten metal processing vessel lined with β-alumina carbide/nitride carbonaceous refractory has excellent corrosion resistance against synthetic slag containing soda ash and a small volume against Na2O vapor. It is stable, has excellent oxidation resistance and spalling resistance, and has a long life.

本発明においてβ−アルミナ原料のうち目的によっては
他の酸化物複酸化物も併用してもよい。
In the present invention, among the β-alumina raw materials, other oxides and double oxides may also be used in combination depending on the purpose.

すなわち高耐食性を要求される部位ではマグネシア、ジ
ルコニアを併用し、ソーダ蒸気がないか極めて発生量の
少い場合にはムライト・ジルコン・溶融シリカ・コラン
ダムを併用することが可能である。
That is, magnesia and zirconia can be used in combination in areas where high corrosion resistance is required, and mullite, zircon, fused silica, and corundum can be used in combination when there is no soda vapor or the amount generated is extremely small.

また本発明における耐火物に、必要に応じて、金属シリ
コン、金属アルミニウムの両方か又はそのどちらかを含
有させることによυ配合中の炭素と結合して、炭化物を
生成して強度を発現せしめ特に高強度を必要とする部位
に適している。金属シリコン及び金属アルミニウムの添
加量は合量またはそれぞれ1〜10重量%が好ましく、
1重量−未満では強度が発現せず、10重量%を超える
と耐食性が低下するので好捷しくない。
Furthermore, if necessary, metal silicon and/or metal aluminum may be added to the refractory of the present invention to combine with carbon in the mixture to form carbide and develop strength. Particularly suitable for areas requiring high strength. The amount of metal silicon and metal aluminum added is preferably the total amount or 1 to 10% by weight each,
If it is less than 1% by weight, no strength will be developed, and if it exceeds 10% by weight, corrosion resistance will decrease, which is not preferable.

次(′?二本発明(C使用する耐火物の製造方法につい
て説明する。上記配合に粘結剤としてピッチ・タールま
たitフェノール樹脂を添加し、混練成形したのち加熱
乾燥する。
Next, the method for manufacturing the refractories used in the present invention (C) will be explained. Pitch tar or IT phenol resin is added as a binder to the above formulation, kneaded and formed, and then heated and dried.

本発明で使用する耐火物は、使用中の焼成効果を期待し
て不焼成でもよく、またβ−アルミナの安定性を阻害し
ない程度の温度で焼成してもよい。
The refractory used in the present invention may be unfired in order to obtain a firing effect during use, or it may be fired at a temperature that does not impede the stability of β-alumina.

また、炭素・窒素雰囲気で焼成して、配合中の金属シリ
コンと反応させて、炭化珪素、窒化ケイ素結合としても
よい。
Alternatively, it may be fired in a carbon/nitrogen atmosphere to react with metal silicon in the formulation to form a silicon carbide/silicon nitride bond.

炭素利料は天然黒鉛、電極屑、コークス、カーボンブラ
ックが使用され、炭化物・窒化物は、純度が80%以上
のものがよ<90%以上のものが好ましい。
Natural graphite, electrode scraps, coke, and carbon black are used as the carbon material, and carbides and nitrides preferably have a purity of 80% or more, preferably <90% or more.

β−アルミナはNa2Oとに20でそれぞれ安定化され
たものがあるが、NIL20蒸気の存在する雰囲気では
N a 20で安定化されたものを使用することが好ま
しい。
There are β-alumina stabilized with Na2O and 20, but it is preferable to use one stabilized with Na20 in an atmosphere where NIL20 vapor is present.

本発明で使用する馴大物は従来の耐火物と比較して次の
特徴を有する。
The refractory used in the present invention has the following characteristics compared to conventional refractories.

■ Na z O・K2Oのアルカリ蒸気の存在する雰
囲気においてAt203質、Az2o3− sic −
c質のようにN!L20(K2O) +11 At20
3 →Na2o(K2O) e 11 At203の反
応に伴う膨張崩壊の危険性がない。
■ At203 quality, Az2o3- sic - in an atmosphere where alkali vapor of NazO/K2O exists.
N like quality! L20 (K2O) +11 At20
3 → Na2o(K2O) e 11 There is no risk of expansion and collapse associated with the reaction of At203.

■ マグネシアーカーデン質、アルミナ−カーボン質に
比較して耐酸化性に優れる。すなわち、炭化物・窒化物
は酸化して、β−アルミナ中のNa2O’ K2Oと反
応し、酸化物皮膜を耐火物表面に形成し、炭素の酸化を
抑制する。また炭化物・窒化物は、酸化しなけれはいず
れも耐火性の高い鉱物であるためガラス粉を酸化防止剤
として添加したカーボン質耐火物よシも高温における強
度、耐食性に優れる。
■ Excellent oxidation resistance compared to magnesia carbon and alumina carbon. That is, carbides and nitrides are oxidized and react with Na2O'K2O in β-alumina, forming an oxide film on the refractory surface and suppressing carbon oxidation. Carbides and nitrides are both highly refractory minerals unless oxidized, so carbonaceous refractories containing glass powder as an antioxidant also have excellent strength and corrosion resistance at high temperatures.

以上の特性によシ、この耐火物を内張シした本発明の溶
融金属処理容器では長寿命を得ることができるのである
Due to the above characteristics, the molten metal processing vessel of the present invention lined with this refractory can have a long life.

次に本発明の実施例を第−表、第二光にて説明する。Next, examples of the present invention will be explained with reference to Table 1 and the second light.

第−表 実施例 第−表、第二表に示す配合割合を混合、混練したのち成
形し、250℃で8時間加熱乾燥を行った。
After mixing and kneading the compounding ratios shown in Table 1 and Table 2, the mixture was molded and dried by heating at 250° C. for 8 hours.

なお比較例も同様の方法で行った。これらの試料につい
ての特性値について測定した結果は第−表。
Note that comparative examples were also conducted in the same manner. Table 1 shows the results of measuring the characteristic values of these samples.

第二表に示す通りである。なお、耐酸化性、耐スラグ性
、耐スyIq  IJング性は次の方法で同時に測定し
た。
As shown in Table 2. Note that oxidation resistance, slag resistance, and sylq IJ resistance were simultaneously measured using the following methods.

棒状の試験体を内面が多角柱になるように張シ合わせ、
中にCa(LFeO,CaF2+ Na2CO3+ 8
102がそれぞれ重量比で4:4:1:l:4になる合
成スラグを−たん別容器で1500℃で溶融させたのち
入れ、1500℃で1時間加熱した。その後スラグを排
滓し、内面に空気を吹きつけることを15分間行い強制
的に冷却及び酸化させた。この操作を5回くり返した後
、切断して溶損寸法及び脱炭層の厚さを測定し、亀裂の
状況を観察した。
Stretch the rod-shaped specimens together so that the inner surface becomes a polygonal prism.
Ca(LFeO, CaF2+ Na2CO3+ 8
Synthetic slag with a weight ratio of 102 of 4:4:1:l:4 was melted at 1500°C in a separate container and then heated at 1500°C for 1 hour. Thereafter, the slag was removed, and air was blown onto the inner surface for 15 minutes to forcibly cool and oxidize. After repeating this operation five times, it was cut to measure the dimensions of erosion and the thickness of the decarburized layer, and the state of cracks was observed.

本発明における実施例1〜8はいずれも比較例Jニジも
耐食性・耐スポール性・耐酸化性に良好な結果を示した
In Examples 1 to 8 of the present invention, Comparative Example J Niji also showed good results in corrosion resistance, spalling resistance, and oxidation resistance.

本発明の内張耐火物の配設形態としては、合成スラグを
底置する場合、又は湯市内でインジェクションする場合
には溶融金属処理容器に全張りしてもよく、又湯面上に
投入添加′1石場合は少(ともヌラグライン部に内張り
17ればよい。
The refractory lining of the present invention may be placed completely in the molten metal processing vessel when the synthetic slag is placed at the bottom or when injected within the hot water chamber, or it may be placed above the hot water surface. If only 1 stone is added, it may be small (at least 17 linings are needed in the nura line part).

以上の説明で明らかなように本発明の溶融金属処理容器
用内張り耐火物は、β−アルミナ80重緻%、黒船10
重量%、炭化ケイ素10重量%の実施例1としたことに
より、Na2CO3+ FeO+ CaO+CaF2の
合成スラグを用いて容器に内張すしたところ容器の寿命
延長を用層にし、稼働率を向上させ産業に寄与すること
多大であった。
As is clear from the above description, the lining refractory for molten metal processing vessels of the present invention is composed of 80% β-alumina, Kurofune 10%
By using Example 1 with 10% by weight of silicon carbide, the container was lined with a synthetic slag of Na2CO3 + FeO + CaO + CaF2, which extended the life of the container, improved the operating rate, and contributed to industry. There was a lot to do.

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

第1図は、耐酸化性との関係を示す特性図、第2図は、
本発明の溶融金属処理容器の内張耐火物における炭化ケ
イ素、黒鉛社と耐食性の関係を示す図表である。
Figure 1 is a characteristic diagram showing the relationship with oxidation resistance, and Figure 2 is a characteristic diagram showing the relationship with oxidation resistance.
It is a chart showing the relationship between silicon carbide, graphite, and corrosion resistance in the refractory lining of the molten metal processing vessel of the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、 β−アルミナ:30〜94重量%、炭素材料:3
〜40重量%、炭化物および又は窒化物:3〜30重量
%からなることを特徴とする溶融金属処理容器の内張シ
拐。 2、 β−アルミナの他に、マグネシア、ジルコニア、
マグネシアアルミナスピネル、アルミナ、Lライト、ジ
ルコン、溶融シリカの酸化物、複酸化物のうち少くとも
1種又は2種以上:30〜94重量%、炭素材料:3〜
40重量%、炭化物および又は窒化物:3〜30重量%
を配合したことを特徴とする溶融金属処理容器の内張υ
材。
[Claims] 1. β-alumina: 30 to 94% by weight, carbon material: 3
-40% by weight, carbide and/or nitride: 3-30% by weight, lining for a molten metal processing vessel. 2. In addition to β-alumina, magnesia, zirconia,
At least one or two or more of magnesia alumina spinel, alumina, L-light, zircon, fused silica oxide, and double oxide: 30-94% by weight, carbon material: 3-94% by weight
40% by weight, carbide and/or nitride: 3-30% by weight
Lining υ of a molten metal processing container characterized by containing
Material.
JP57127290A 1982-07-21 1982-07-21 Lining material for molten metal treating vessel Pending JPS5918174A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63153399U (en) * 1987-03-30 1988-10-07
JPH03138073A (en) * 1988-08-02 1991-06-12 Dresser Ind Inc Method of preventing slag sticking to the interior of ladle and ladle for said method

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