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JP2023122433A - Alumina-silica castable refractory - Google Patents

Alumina-silica castable refractory Download PDF

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JP2023122433A
JP2023122433A JP2022026132A JP2022026132A JP2023122433A JP 2023122433 A JP2023122433 A JP 2023122433A JP 2022026132 A JP2022026132 A JP 2022026132A JP 2022026132 A JP2022026132 A JP 2022026132A JP 2023122433 A JP2023122433 A JP 2023122433A
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JP
Japan
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alumina
refractory
less
silica
raw material
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Application number
JP2022026132A
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Japanese (ja)
Inventor
剛 松井
Tsuyoshi Matsui
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

To provide an alumina-silica castable refractory excellent in durability, with the thermal expansion thereof under restraint suppressed and the peel-off wear reduced.SOLUTION: The alumina-silica castable refractory comprising an alumina refractory raw material, an alumina-silica refractory raw material, ultrafine silica powder, alumina cement and mullite, with the alumina refractory raw material of a particle diameter of smaller than 75 μm among the alumina refractory raw material, the ultrafine silica powder, and the acicular mullite of length of shorter than 75 μm constituting granules, is characterized in that the particle diameter of the granule is not smaller than 0.3 mm and not larger than 1.0 mm.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明はアルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物に関する。 The present invention relates to alumina-siliceous castable refractories.

タンディッシュの内張り炉材に用いられるアルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物は、使用中に発生する亀裂が原因で剥離損耗を生じる課題があった。亀裂の発生には、タンディッシュに内張りされた前記キャスタブル耐火物の施工体の構造が関係する。前記キャスタブル耐火物をタンディッシュに内張りする場合には、その上端部分を金物で拘束する。これは、使用中にタンディッシュの側壁部に施工された前記キャスタブル耐火物の脱落を防止するためである。このように、アルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物の上端を拘束した状態で使用すると、前記耐火物の熱膨張により座屈が生じ、亀裂が発生することになる。 Alumina-silica castable refractory used for lining furnace material of tundish has the problem of exfoliation wear due to cracks generated during use. Crack initiation is related to the construction of the castable refractory installation lined in the tundish. When the castable refractory material is used to line a tundish, the upper end portion of the tundish is restrained with metal fittings. This is to prevent the castable refractories applied to the side walls of the tundish from coming off during use. When the alumina-silica castable refractory is used with its upper end restrained in this way, buckling occurs due to thermal expansion of the refractory, and cracks occur.

アルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物の使用中の座屈を防止するために、次の2点の方法が検討されてきた。1点目は、熱膨張を制御することにより、その熱膨張により発生する応力を低減する方法である。2点目は、熱膨張により発生する応力を緩和するために、アルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物にクリープを付与する方法である。 Two methods have been investigated to prevent buckling of alumina-siliceous castable refractories during use. The first point is a method of reducing the stress generated by the thermal expansion by controlling the thermal expansion. The second point is to impart creep to the alumina-silica castable refractory in order to relax the stress generated by thermal expansion.

特許文献1では、熱膨張を制御するために、アンダルサイトとムライトとからなる配合物を骨材として規定量配合したキャスタブル耐火物が開示されている。特許文献2では、0.2MPaの荷重下における1500℃で5時間保持した時のクリープ量を規定したアルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物が開示されている。 Patent Literature 1 discloses a castable refractory in which a mixture of andalusite and mullite is blended as an aggregate in a specified amount in order to control thermal expansion. Patent Literature 2 discloses an alumina-silica castable refractory having a specified creep amount when held at 1500° C. for 5 hours under a load of 0.2 MPa.

特開平5-17241号公報JP-A-5-17241 特開2005-152908号公報JP-A-2005-152908

しかし、特許文献1、2に記載のキャスタブル耐火物は、その使用中に発生する亀裂を起点とした剥離損耗が十分に抑制されるものとは言い難い。従来技術ではアルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物において、拘束下での熱膨張を制御することについて改善の余地がある。 However, it is difficult to say that the castable refractories described in Patent Documents 1 and 2 are sufficiently inhibited from peeling wear originating from cracks that occur during use. In the prior art, there is room for improvement in controlling thermal expansion under constraint in alumina-siliceous castable refractories.

本発明は、拘束下での熱膨張が制御されたアルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an alumina-silica castable refractory having controlled thermal expansion under restraint.

本発明者は、タンディッシュの内張り炉材に用いられるアルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物の損耗機構を調べた結果、剥離損耗の原因となる使用中に耐火物に生じる亀裂は、拘束下での前記耐火物の熱膨張率が原因で発生することを見出した。本発明者が鋭意検討した結果、アルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物が使用中に座屈により剥離損耗の原因となる亀裂が発生するか否かは、前記耐火物の拘束下での1500℃における熱膨張率と相関し、拘束下での熱膨張率が制御された耐火物であれば、剥離損耗が少なくできることを知見し、本発明のアルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物の開発を成すに至った。 As a result of investigating the wear mechanism of the alumina-silica castable refractory used for the lining furnace material of the tundish, the present inventor found that cracks that occur in the refractory during use, which causes peeling wear, It was found that the coefficient of thermal expansion of the refractory is the cause. As a result of intensive studies by the present inventors, it was found that whether or not cracks that cause peeling loss due to buckling occur during use of alumina-silica castable refractory is determined by heating at 1500 ° C. under restraint of the refractory. The inventors have found that a refractory with a controlled coefficient of thermal expansion under restraint, which correlates with the coefficient of expansion, can reduce exfoliation wear, leading to the development of the alumina-silica castable refractory of the present invention.

即ち、本発明の要旨とするところは、以下の通りである。
(1) アルミナ質耐火原料、アルミナ-シリカ質耐火原料、シリカ超微粉、アルミナセメント、及び、ムライトを含むアルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物であって
前記アルミナ質耐火原料のうち粒径75μm未満のもの、前記シリカ超微粉、及び、長さ75μm未満の針状の前記ムライトが造粒物を構成しており、
前記造粒物の粒径が0.3mm以上1.0mm以下であることを特徴とする、
アルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物。
(2) JIS R2209に準拠した耐火れんがの荷重軟化点の試験方法において、室温から1500℃に到達した時点での熱膨張率の測定値が0.5%以上1.0%以下となることを特徴とする、(1)に記載のアルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物。
(3) (1)又は(2)に記載のアルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物を内張り炉材として備える、タンディッシュ。
That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) Alumina refractory raw material, alumina-silica refractory raw material, ultrafine silica powder, alumina cement, and alumina-silica castable refractory containing mullite, wherein the particle size of the alumina refractory raw material is less than 75 μm , the silica ultrafine powder, and the needle-shaped mullite having a length of less than 75 μm constitute granules,
characterized in that the particle size of the granules is 0.3 mm or more and 1.0 mm or less,
Alumina-siliceous castable refractories.
(2) In the test method for the load softening point of refractory bricks in accordance with JIS R2209, the measured value of the coefficient of thermal expansion at the time of reaching 1500 ° C from room temperature is 0.5% or more and 1.0% or less. An alumina-siliceous castable refractory according to (1), characterized in that:
(3) A tundish comprising the alumina-silica castable refractory according to (1) or (2) as a lining furnace material.

本発明のアルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物は、拘束下での熱膨張が制御されたものであり、拘束下で使用された場合の亀裂起因の剥離損耗が少なく、耐用性に極めて優れる。 The alumina-silica castable refractory of the present invention has controlled thermal expansion under restraint, exhibits less peeling loss due to cracks when used under restraint, and is extremely excellent in durability.

タンディッシュの断面における耐火物ライニングの構成を概略的に示している。Fig. 4 schematically shows the configuration of the refractory lining in the cross-section of the tundish;

1.アルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物
一実施形態に係るアルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物は、アルミナ質耐火原料、アルミナ-シリカ質耐火原料、シリカ超微粉、アルミナセメント、及び、ムライトを含む。ここで、前記アルミナ質耐火原料のうち粒径75μm未満のもの、前記シリカ超微粉、及び、長さ75μm未満の針状の前記針状ムライトが造粒物を構成しており、前記造粒物の粒径が0.3mm以上1.0mm以下である。
1. Alumina-Siliceous Castable Refractory An alumina-siliceous castable refractory according to one embodiment comprises an alumina-siliceous refractory raw material, an alumina-siliceous refractory raw material, silica ultrafine powder, alumina cement, and mullite. Here, the alumina refractory raw material having a particle size of less than 75 μm, the silica ultrafine powder, and the needle-like acicular mullite having a length of less than 75 μm constitute granules, and the granules has a particle size of 0.3 mm or more and 1.0 mm or less.

1.1 成分
1.1.1 アルミナ質耐火原料
アルミナ質耐火原料としては、例えば、電融アルミナ、焼結アルミナ、ボーキサイト、アルミナ超微粉、及び、アルミナゾルからなる群より選ばれる少なくとも1種の耐火原料を使用することができる。中でも、電融アルミナ、焼結アルミナ、ボーキサイト及びアルミナ超微粉からなる群より選ばれる少なくとも1種の耐火原料が好ましい。尚、本願にいう「アルミナ超微粉」とは、10μm以下の粒径(SEM画像等から特定される面積円相当直径、及び、篩分級による粒径、のうちの少なくとも一方であればよい)を有するアルミナ粉をいう。アルミナ質耐火原料の形状や大きさは特に限定されるものではない。ただし、後述するように、アルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物には、造粒物を構成する成分として粒径75μm未満のアルミナ質耐火原料が必須で含まれる。尚、アルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物に含まれる粒径75μm未満のアルミナ質耐火原料は、そのすべてが後述の造粒体を構成していてもよく、或いは、その一部が造粒体を構成せずに遊離した状態等で存在していてもよい。例えば、アルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物に含まれる粒径75μm未満のアルミナ質耐火原料は、その90質量%以上が後述の造粒体を構成していてもよい。また、アルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物には、骨材として粒径75μm以上のアルミナ質耐火原料が含まれ得る。アルミナ質耐火原料の含有量は特に限定されるものではない。アルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物は、アルミナ質耐火原料を、例えば、10質量%以上、15質量%以上、20質量%以上又は25質量%以上含んでいてもよく、45質量%以下、40質量%以下又は35質量%以下含んでいてもよい。中でも40質量%以下が好ましい。
1.1 Component 1.1.1 Alumina refractory raw material As the alumina refractory raw material, for example, at least one refractory selected from the group consisting of electrofused alumina, sintered alumina, bauxite, alumina ultrafine powder, and alumina sol. Raw materials can be used. Among them, at least one refractory raw material selected from the group consisting of electrofused alumina, sintered alumina, bauxite and alumina ultrafine powder is preferred. The term "alumina ultrafine powder" as used in the present application means a particle size of 10 μm or less (at least one of the area circle equivalent diameter specified from an SEM image and the like, and the particle size determined by sieve classification). Alumina powder with The shape and size of the alumina refractory raw material are not particularly limited. However, as will be described later, the alumina-silica castable refractory essentially contains an alumina refractory raw material having a particle size of less than 75 μm as a component constituting the granules. In addition, the alumina-based refractory raw material having a particle size of less than 75 μm contained in the alumina-silica castable refractory may all constitute granules described later, or a part thereof may constitute granules. It may exist in a free state or the like. For example, 90% by mass or more of the alumina-based refractory raw material having a particle size of less than 75 μm contained in the alumina-silica castable refractory may constitute the granules described later. In addition, the alumina-silica castable refractory may contain an alumina refractory raw material having a particle size of 75 μm or more as an aggregate. The content of the alumina refractory raw material is not particularly limited. The alumina-silica castable refractory may contain an alumina refractory raw material, for example, 10% by mass or more, 15% by mass or more, 20% by mass or more, or 25% by mass or more, and 45% by mass or less, 40% by mass. or less or 35% by mass or less. 40 mass % or less is especially preferable.

1.1.2 アルミナーシリカ質耐火原料
アルミナ-シリカ質耐火原料としては、例えば、アンダルサイト、及び、シャモットのうちの少なくとも一方を使用することができる。特に、アンダルサイトがより好適に使用され得る。アルミナ-シリカ質耐火原料の形状や大きさは特に限定されるものではない。また、アルミナーシリカ質耐火原料の含有量も特に限定されるものではない。アルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物は、アルミナーシリカ質耐火原料を、例えば、20質量%以上、24質量%以上、25質量%以上又は28質量%以上含んでいてもよく、60質量%以下、58質量%以下又は56質量%以下含んでいてもよい。中でも25質量%以上が好ましい。
1.1.2 Alumina-siliceous refractory raw material As the alumina-siliceous refractory raw material, for example, at least one of andalusite and chamotte can be used. In particular, andalusite can be used more preferably. The shape and size of the alumina-siliceous refractory raw material are not particularly limited. Also, the content of the alumina-siliceous refractory raw material is not particularly limited. The alumina-siliceous castable refractory may contain an alumina-siliceous refractory raw material, for example, 20% by mass or more, 24% by mass or more, 25% by mass or more, or 28% by mass or more, 60% by mass or less, 58 % or less or 56% by mass or less. 25 mass % or more is especially preferable.

1.1.3 シリカ超微粉
シリカ超微粉としては、シリコンやシリコン合金の製造時に副生するシリカフラワーやシリカヒュームといったもの、気相法で製造したエアロゾル状のもの、湿式法で合成した非晶質含水シリカ、及び、それを乾燥させたもの、から選ばれる少なくとも1種のシリカ粉が使用できる。尚、本願にいう「シリカ超微粉」とは、1μm以下の粒径(SEM画像等から特定される面積円相当直径、及び、篩分級による粒径、のうちの少なくとも一方であればよい)を有するシリカ粉をいう。シリカ超微粉は、後述するシリカ質耐火原料としても機能し得る。シリカ超微粉の含有量は特に限定されるものではない。アルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物は、シリカ超微粉を、例えば、1質量%以上、2質量%以上又は3質量%以上含んでいてもよく、10質量%以下、7質量%以下又は5質量%以下含んでいてもよい。中でも1質量%以上5質量%以下が好ましい。尚、アルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物に含まれるシリカ超微粉は、そのすべてが後述の造粒体を構成していてもよく、或いは、その一部が造粒体を構成せずに遊離した状態等で存在していてもよい。例えば、アルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物に含まれるシリカ超微粉は、その90質量%以上が後述の造粒体を構成していてもよい。
1.1.3 Silica ultrafine powder Silica ultrafine powder includes silica flour and silica fume, which are by-produced during the production of silicon and silicon alloys, aerosol-like substances produced by the vapor phase method, and amorphous substances synthesized by the wet method. At least one silica powder selected from pure hydrous silica and its dried form can be used. The term “silica ultrafine powder” as used in the present application means a particle size of 1 μm or less (at least one of the area circle equivalent diameter specified from an SEM image, etc., and the particle size determined by sieve classification). It refers to silica powder that has Silica ultrafine powder can also function as a siliceous refractory raw material, which will be described later. The content of the ultrafine silica powder is not particularly limited. Alumina-silica castable refractory may contain silica ultrafine powder, for example, 1% by mass or more, 2% by mass or more, or 3% by mass or more, and 10% by mass or less, 7% by mass or less, or 5% by mass or less. may contain. Among them, 1% by mass or more and 5% by mass or less is preferable. In addition, the silica ultrafine powder contained in the alumina-silica castable refractory may all constitute granules described later, or a part thereof may be in a state of being isolated without constituting granules. and so on. For example, 90% by mass or more of the ultrafine silica powder contained in the alumina-siliceous castable refractory may constitute the granules described later.

1.1.4 アルミナセメント
アルミナセメントとしては、例えば、CaO・Alを含有するアルミナセメントが使用できる。CaO・Alに加えて、アルミナやスピネルを含むアルミナセメントを使用することも可能である。アルミナセメントの含有量は特に限定されるものではない。アルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物は、アルミナセメントを、例えば、1質量%以上、2質量%以上又は4質量%以上含んでいてもよく、10質量%以下、8質量%以下又は6質量%以下含んでいてもよい。中でも4質量%以上が好ましい。
1.1.4 Alumina Cement As the alumina cement, for example, an alumina cement containing CaO.Al 2 O 3 can be used. In addition to CaO.Al 2 O 3 , it is also possible to use alumina cement containing alumina or spinel. The content of alumina cement is not particularly limited. Alumina-siliceous castable refractories may contain alumina cement, for example, 1% by mass or more, 2% by mass or more, or 4% by mass or more, and 10% by mass or less, 8% by mass or less, or 6% by mass or less. You can stay. Above all, 4% by mass or more is preferable.

1.1.5 ムライト
ムライトとしては、例えば、ムライト繊維を粉砕したものが使用できる。後述するように、アルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物には、造粒物を構成する成分として所定の形状を有する針状ムライトが必須で含まれる。具体的には、造粒物を構成する針状ムライトは、その長さが75μm未満である。「針状」とは、直径に対して、それよりも長い長さを有することを意味する。長さの下限は特に限定されるものではないが、例えば、25μm以上であってもよい。直径についても特に限定されるものではないが、例えば、5μm以上7μm以下であってよい。針状ムライトの長さや直径は、例えば、SEMによる観察及び元素分析等によって特定され得る。すなわち、「長さ」は、SEM等にて観察される一つの針状ムライトについての長手方向の最大長さであってよく、「直径」は、SEM等にて観察される一つの針状ムライトの短辺方向(幅方向)の最大長さ、及び、短辺方向の断面における面積円相当直径の最大値、のうちの少なくとも一方であってよい。或いは、SEM等の画像解析に替えて、篩分級等の機械的操作によって針状ムライトの長さや直径が特定されてもよい。針状ムライトの含有量は特に限定されるものではない。アルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物は、長さ75μm未満の針状ムライトを、例えば、5質量%以上、7質量%以上又は10質量%以上含んでいてもよく、40質量%以下、35質量%以下又は30質量%以下含んでいてもよい。中でも10質量%以上30質量%以下が好ましい。尚、アルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物に含まれる長さ75μm未満の針状ムライトは、そのすべてが後述の造粒体を構成していてもよく、或いは、その一部が造粒体を構成せずに遊離した状態等で存在していてもよい。例えば、アルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物に含まれる長さ75μm未満の針状ムライトは、その90質量%以上が後述の造粒体を構成していてもよい。
1.1.5 Mullite As mullite, for example, pulverized mullite fibers can be used. As will be described later, the alumina-silica castable refractory essentially contains acicular mullite having a predetermined shape as a component constituting the granules. Specifically, the acicular mullite constituting the granules has a length of less than 75 μm. "Acicular" means having a length greater than the diameter. Although the lower limit of the length is not particularly limited, it may be, for example, 25 μm or more. The diameter is also not particularly limited, but may be, for example, 5 μm or more and 7 μm or less. The length and diameter of acicular mullite can be specified by, for example, SEM observation and elemental analysis. That is, the “length” may be the maximum length in the longitudinal direction of one acicular mullite observed by SEM or the like, and the “diameter” is the maximum length of one acicular mullite observed by SEM or the like. and at least one of the maximum length in the short side direction (width direction) and the maximum value of the area circle equivalent diameter in the cross section in the short side direction. Alternatively, instead of image analysis such as SEM, the length and diameter of acicular mullite may be specified by mechanical operation such as sieving. The content of acicular mullite is not particularly limited. The alumina-siliceous castable refractory may contain, for example, 5% by mass or more, 7% by mass or more, or 10% by mass or more, and 40% by mass or less, 35% by mass or less, of acicular mullite having a length of less than 75 μm. Alternatively, it may contain 30% by mass or less. Among them, 10% by mass or more and 30% by mass or less is preferable. The acicular mullite having a length of less than 75 μm contained in the alumina-silica castable refractory may entirely constitute the granules described later, or a part thereof may constitute the granules. It may exist in a free state or the like. For example, 90% by mass or more of acicular mullite having a length of less than 75 μm contained in the alumina-silica castable refractory may constitute granules described later.

1.1.6 その他の成分
アルミナーシリカ質キャスタブル耐火物には、上記以外の成分が含まれていてもよい。例えば、アルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物は、上記のシリカ超微粉以外のシリカ質耐火原料を含んでいてもよい。シリカ超微粉以外のシリカ質耐火原料としては、例えば、石英、溶融シリカのほか、未使用、或いは、使用済みの珪石煉瓦の破砕粒子等が例示できる。尚、アルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物は、シリカ超微粉以外のシリカ質耐火原料を、例えば、10質量%以下含んでいてもよい。
1.1.6 Other Components The alumina-siliceous castable refractory may contain components other than those described above. For example, the alumina-siliceous castable refractory may contain a siliceous refractory raw material other than the ultrafine silica powder described above. Examples of siliceous refractory raw materials other than ultrafine silica powder include quartz, fused silica, crushed particles of unused or used silica bricks, and the like. The alumina-siliceous castable refractory may contain, for example, 10% by mass or less of a siliceous refractory raw material other than ultrafine silica powder.

また、アルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物は、長さ75μm未満の針状ムライトに加えて、所望の効果が発揮される範囲で、それ以外のムライト(その他のムライト)を含んでいてもよい。その他のムライトが存在していても、存在していなくても、所望の効果が奏される。アルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物において、その他のムライトの含有量は、例えば、10質量%以下、5質量%以下又は1質量%以下であってもよい。 In addition to acicular mullite having a length of less than 75 μm, the alumina-silica castable refractory may contain other mullite (other mullite) as long as the desired effect is exhibited. The desired effect is achieved whether or not other mullite is present. In the alumina-siliceous castable refractory, the content of other mullite may be, for example, 10% by mass or less, 5% by mass or less, or 1% by mass or less.

また、アルミナーシリカ質キャスタブル耐火物は、分散剤や爆裂防止剤といった各種添加剤に由来する成分を含んでいてもよい。 The alumina-siliceous castable refractories may also contain components derived from various additives such as dispersants and explosion inhibitors.

分散剤としては、一般に使用されるものでよい。例えばトリポリリン酸ソーダ、ヘキサメタリン酸ソーダ、酸性ヘキサメタリン酸ソーダ、ポリアクリル酸ソーダ、ポリカルボン酸ソーダ、スルホン酸ソーダ、ナフタレンスルホン酸ソーダ、リグニンスルホン酸ソーダ、ウルトラポリリン酸ソーダ、炭酸ソーダ、ホウ酸ソーダ、クエン酸ソーダ等が使用できる。 Commonly used dispersants may be used. For example, sodium tripolyphosphate, sodium hexametaphosphate, acidic sodium hexametaphosphate, sodium polyacrylate, sodium polycarboxylate, sodium sulfonate, sodium naphthalenesulfonate, sodium lignosulfonate, sodium ultrapolyphosphate, sodium carbonate, sodium borate, Sodium citrate or the like can be used.

爆裂防止剤としては、一般に使用されるものでよい。例えばビニロンファイバー、乳酸アルミニウム、発泡剤である金属アルミニウム、アゾジカルボンアミド等が使用できる。 As the explosion prevention agent, one commonly used may be used. For example, vinylon fiber, aluminum lactate, metallic aluminum as a foaming agent, azodicarbonamide, and the like can be used.

1.2 熱膨張率について
本実施形態に係るアルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物は、JIS R2209に準拠した耐火れんがの荷重軟化点の試験方法において、室温(20℃)から1500℃に到達した時点での熱膨張率の測定値が0.5%以上1.0%以下となり得る。これにより、耐亀裂性に一層優れたものとなる。
1.2 Thermal expansion coefficient The alumina-silica castable refractory according to the present embodiment is tested in a test method for the softening point under load of a refractory brick in accordance with JIS R2209. The measured value of the thermal expansion coefficient of can be 0.5% or more and 1.0% or less. This makes the crack resistance even more excellent.

1.2.1 熱膨張率に影響を与える化学反応
アルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物において、0.2MPaの圧力を負荷しながら、1500℃まで加熱する過程では、例えば、下記の反応が生じることになる。
アンダルサイト → ムライト + 液相 (1)式
アルミナ + シリカ → ムライト (2)式
1.2.1 Chemical reaction affecting thermal expansion coefficient In the process of heating alumina-silica castable refractories to 1500°C while applying a pressure of 0.2 MPa, for example, the following reactions occur. Become.
Andalusite → Mullite + Liquid phase (1) Formula Alumina + Silica → Mullite (2) Formula

(1)式では、生成した液相の毛細管力によりアルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物は収縮し、(2)式ではムライト生成時に付随する体積膨張により前記耐火物は膨張することになる。したがって、アルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物のJIS R2209に準拠した耐火れんがの荷重軟化点の試験方法における室温から1500℃に到達した時点での熱膨張率は、前記耐火物を構成する耐火原料自体の熱膨張に加え、上記の(1)式による収縮や、(2)式による膨張を重畳した結果を表している。 In equation (1), the alumina-silica castable refractory shrinks due to the capillary force of the generated liquid phase, and in equation (2), the refractory expands due to volumetric expansion that accompanies mullite formation. Therefore, the thermal expansion coefficient at the time of reaching 1500 ° C. from room temperature in the test method for the load softening point of refractory bricks in accordance with JIS R2209 for alumina-silica castable refractories is the refractory raw material itself that constitutes the refractory. In addition to the thermal expansion, it represents the result of superimposing the contraction by the above formula (1) and the expansion by the formula (2).

熱膨張率の測定値が0.5%未満では、上記の(1)式の反応により液相生成量が多くなったものと判定される。タンディッシュに溶鋼等の溶融金属が存在する、つまり、アルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物が加熱されている際には、亀裂が発生することはない。しかし、タンディッシュに溶鋼等の溶融金属が存在しない、つまり、アルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物が冷却された際には、上記液相の固化時の体積収縮により、前記耐火物の収縮が過剰となり、亀裂が発生することになる。 If the measured value of the coefficient of thermal expansion is less than 0.5%, it is determined that the amount of liquid phase generated has increased due to the reaction of formula (1) above. Cracks do not occur when molten metal such as molten steel is present in the tundish, ie when the alumina-siliceous castable refractory is heated. However, when there is no molten metal such as molten steel in the tundish, that is, when the alumina-silica castable refractory is cooled, the refractory shrinks excessively due to volumetric shrinkage during solidification of the liquid phase. , cracks will occur.

熱膨張率の測定値が1.0%超では、上記の(2)式の反応が促進されたものと判定される。つまり、上記(2)式の反応により、アルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物の熱膨張が大きくなり、座屈が原因で、亀裂が発生することになる。 If the measured value of the coefficient of thermal expansion exceeds 1.0%, it is judged that the reaction of the above formula (2) has been accelerated. That is, due to the reaction of formula (2) above, the thermal expansion of the alumina-silica castable refractory increases, and cracking occurs due to buckling.

つまり、アルミナ質耐火原料、アルミナ-シリカ質耐火原料、シリカ質耐火原料、及び、アルミナセメントから成るアルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物において、拘束下での熱膨張率を規定するには、アルミナ-シリカ質耐火原料の一種であるアンダルサイトの上記(1)式の反応は不可避であることから、上記(2)式のアルミナとシリカの反応によるムライトの生成を制御することが重要となる。 In other words, in order to define the coefficient of thermal expansion under restraint in alumina-silica castable refractories composed of alumina refractory raw material, alumina-silica refractory raw material, siliceous refractory raw material, and alumina cement, alumina-silica Since the reaction of andalusite, which is a type of refractory raw material, is unavoidable in the above formula (1), it is important to control the formation of mullite by the reaction of alumina and silica in the above formula (2).

1.2.2 上記(2)式の反応に起因する熱膨張率を制御するための形態
本実施形態においては、粒径75μm未満のアルミナ質耐火原料、シリカ質耐火原料の一種であるシリカ超微粉、及び、長さ75μm未満(好ましくは、長さ75μm未満、且つ、直径5μm以上7μm以下)の針状ムライトが造粒物を構成することで、上記(2)式のアルミナとシリカの反応によるムライトの生成を制御することができる。
1.2.2 Form for controlling the coefficient of thermal expansion resulting from the reaction of the above formula (2) Fine powder and acicular mullite having a length of less than 75 μm (preferably less than 75 μm in length and a diameter of 5 μm or more and 7 μm or less) constitute the granules, so that the reaction between alumina and silica in the above formula (2) can control the formation of mullite by

造粒に使用するアルミナ質耐火原料の最大粒径を75μm未満とするのは、上記(2)式のシリカとの反応を制御するためである。アルミナ質耐火原料の最大粒径が75μm未満であると、上記(2)式のシリカとの反応が促進され易い。このような反応性の高いアルミナ質耐火原料をシリカ超微粉とともに造粒することで、上記(2)式の反応が適度に進行することとなり、拘束下での熱膨張率の測定値が0.5%以上1.0%以下に制御され易くなる。造粒物を構成するアルミナ質耐火原料の粒径の下限は特に限定されるものではないが、好ましくは25μm以上である。一方で、アルミナ質耐火原料の最大粒径が大き過ぎると、上記(2)式のシリカとの反応が進行しない結果、反応に付随する膨張が発現せず、上記(1)式の反応に起因する収縮のみが不可避的に生じることで、拘束下での熱膨張率の測定値が0.5%未満となり易い。 The reason why the maximum particle size of the alumina refractory raw material used for granulation is less than 75 μm is to control the reaction with silica in the above formula (2). If the maximum particle size of the alumina refractory raw material is less than 75 μm, the reaction with silica in the above formula (2) is likely to be promoted. By granulating such a highly reactive alumina refractory raw material together with ultrafine silica powder, the reaction of the above formula (2) proceeds appropriately, and the measured value of the coefficient of thermal expansion under restraint is 0.00. It becomes easy to control to 5% or more and 1.0% or less. Although the lower limit of the particle size of the alumina refractory raw material constituting the granules is not particularly limited, it is preferably 25 μm or more. On the other hand, if the maximum particle size of the alumina refractory raw material is too large, the reaction with silica in the above formula (2) does not proceed, and as a result, the expansion accompanying the reaction does not occur, resulting from the reaction of the above formula (1). Due to the unavoidable only shrinkage occurring, the measured value of the coefficient of thermal expansion under restraint is likely to be less than 0.5%.

造粒の際、長さ75μm未満(好ましくは、長さ75μm未満、且つ、直径5μm以上7μm以下)の針状ムライトを使用するのは、最大粒径が75μm未満のアルミナ質耐火原料とシリカ超微粉との反応によるムライトの生成が促進されることで、膨張が効果的に発現するからである。前記のアルミナとシリカとは高温で反応し、生成した液相からムライト結晶を析出させるが、ムライトの結晶核の生成には多大なエネルギーが必要となるため、容易にはムライトの析出は起こらない。このアルミナとシリカとの反応点の近傍に、長さ75μm未満(好ましくは、長さ75μm未満、且つ、直径5μm以上7μm以下)の針状ムライトが存在すると、アルミナとシリカとの反応によるムライトの析出、並びに、ムライトの成長が容易に起こる。結果として、上記(2)式の反応が適度に進行することとなり、拘束下での熱膨張率の測定値が0.5%以上1.0%以下に制御され易くなる。尚、粒径5μm以上7μm以下の粒状ムライトでは、膨張が効果的に発現するほどのムライトの生成、成長が生じない。この点、「粒状」ムライトではなく、上記のように一定の長さを有する「針状」ムライトを用いる必要がある。また、針状ムライトの長さが大き過ぎると、立体的な障害になり、最大粒径が75μm未満のアルミナ質耐火原料とシリカ超微粉との反応によるムライトの生成が阻害され易い。結果として、上記(2)式の反応が十分に進行せず、上記(1)式の反応のみが不可避的に生じて収縮が生じることで、拘束下での熱膨張率の測定値が0.5%未満となり易い。 At the time of granulation, acicular mullite with a length of less than 75 μm (preferably less than 75 μm in length and a diameter of 5 μm or more and 7 μm or less) is used in combination with an alumina refractory raw material having a maximum particle size of less than 75 μm and silica. This is because the formation of mullite due to the reaction with the fine powder is promoted, and the expansion is effectively developed. Alumina and silica react at a high temperature to precipitate mullite crystals from the resulting liquid phase, but since a large amount of energy is required to generate mullite crystal nuclei, mullite precipitation does not occur easily. . If acicular mullite having a length of less than 75 μm (preferably less than 75 μm in length and a diameter of 5 μm or more and 7 μm or less) exists in the vicinity of the reaction point between alumina and silica, mullite is formed by the reaction between alumina and silica. Precipitation as well as mullite growth occurs readily. As a result, the reaction of formula (2) proceeds appropriately, and the measured value of the thermal expansion coefficient under restraint is easily controlled to 0.5% or more and 1.0% or less. In the case of granular mullite having a particle size of 5 μm or more and 7 μm or less, mullite is not generated or grown to the extent that expansion is effectively exhibited. In this regard, rather than "granular" mullite, it is necessary to use "acicular" mullite having a certain length as described above. On the other hand, if the acicular mullite is too long, it becomes a steric hindrance and tends to hinder the formation of mullite through the reaction between the alumina refractory raw material having a maximum particle size of less than 75 μm and the ultrafine silica powder. As a result, the reaction of the above formula (2) does not proceed sufficiently, and only the reaction of the above formula (1) inevitably occurs, causing shrinkage, and the measured value of the thermal expansion coefficient under restraint is 0.0. It tends to be less than 5%.

1.2.3 造粒方式
粒径75μm未満のアルミナ質耐火原料、シリカ超微粉、及び、長さ75μm未満(好ましくは、長さ75μm未満、且つ、直径5μm以上7μm以下)の針状ムライトを造粒する方式としては、乾式での高速混合方式や湿式での混合方式を用いることができる。
1.2.3 Granulation method An alumina refractory raw material with a particle size of less than 75 μm, ultrafine silica powder, and acicular mullite with a length of less than 75 μm (preferably, a length of less than 75 μm and a diameter of 5 μm or more and 7 μm or less) are As a granulation method, a dry high-speed mixing method or a wet mixing method can be used.

湿式での混合方式では、粒径75μm未満のアルミナ質耐火原料、シリカ超微粉、及び、長さ75μm未満(好ましくは、長さ75μm未満、且つ、直径5μm以上7μm以下)の針状ムライトを、例えば、ミキサーに装填して混合し、撹拌中に樹脂材料、例えばエポキシ樹脂、フラン樹脂、フェノール樹脂のいずれか1つの樹脂を有機溶剤で希釈した溶液を添加することで、化学結合力により造粒物を作製することができる。 In the wet mixing method, an alumina refractory raw material with a particle size of less than 75 μm, ultrafine silica powder, and acicular mullite with a length of less than 75 μm (preferably, a length of less than 75 μm and a diameter of 5 μm or more and 7 μm or less) are For example, a mixer is charged and mixed, and a resin material such as an epoxy resin, a furan resin, or a phenolic resin diluted with an organic solvent is added during stirring to form granules by chemical bonding force. You can create things.

1.2.4 造粒物の大きさ
粒径75μm未満のアルミナ質耐火原料、シリカ超微粉、及び、長さ75μm未満(好ましくは、長さ75μm未満、且つ、直径5μm以上7μm以下)の針状ムライトによって構成される造粒物は、0.3mm以上1.0mm以下の粒径を有する。このような粒径を有することで、ムライトの生成時に付随する体積膨張が制御され易くなる。造粒物の粒径が小さ過ぎると、ムライトの生成時に付随する体積膨張が過少となる。一方で、造粒物の粒径が大き過ぎると、ムライトの生成時に付随する体積膨張が過剰となる。尚、本願において、造粒物の粒径は、例えば、以下のようにして測定することができる。すなわち、アルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物をSEM等で観察し、耐火物に含まれる粒子の形状を観察するとともに、EDX等による元素分析によって、観察画像に含まれる造粒物を特定する。特定された造粒物の面積を円に換算し、「面積円相当直径」として造粒物の粒径を特定する。或いは、原料の段階で篩分級によって粒径が選別されてもよい。
1.2.4 Size of granules Alumina refractory raw material with a particle size of less than 75 μm, ultrafine silica powder, and needles with a length of less than 75 μm (preferably, a length of less than 75 μm and a diameter of 5 μm or more and 7 μm or less) The granules composed of shaped mullite have a particle size of 0.3 mm or more and 1.0 mm or less. Having such a particle size helps control the volume expansion that accompanies the formation of mullite. If the particle size of the granules is too small, too little volume expansion will accompany the formation of mullite. On the other hand, if the particle size of the granules is too large, the accompanying volume expansion during mullite formation will be excessive. In addition, in this application, the particle size of the granules can be measured, for example, as follows. That is, the alumina-silica castable refractory is observed with an SEM or the like to observe the shape of particles contained in the refractory, and the granules contained in the observed image are specified by elemental analysis such as EDX. The area of the identified granules is converted into a circle, and the particle size of the granules is identified as the "area circle equivalent diameter". Alternatively, the particle size may be selected by sieve classification at the raw material stage.

1.3 補足
アルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物の拘束下での熱膨張率をJIS R2209に準拠した耐火れんがの荷重軟化点の試験方法で測定する理由は以下の通りである。
1.3 Supplement The reason why the coefficient of thermal expansion under restraint of the alumina-silica castable refractory is measured by the test method for softening point under load of refractory bricks in accordance with JIS R2209 is as follows.

JIS R2209に記載された耐火れんがの荷重軟化点の試験方法とは、耐火れんがに0.2MPaの圧力を負荷しながら、室温から所定温度まで加熱し、その温度で所定の時間、加熱する過程での熱膨張を測定する方法である。ここで、アルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物に負荷する0.2MPaという圧力が、使用中のアルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物の拘束条件の代表値として適切であるためである。負荷する圧力が小さ過ぎると、拘束条件が弱いために、前記耐火物の熱膨張率を過大に測定することになり、負荷する圧力が大き過ぎると、拘束条件が強いために、前記耐火物の熱膨張率を過少に測定することになり、前記耐火物の耐亀裂性を正確に評価することができない。 The test method for the load softening point of refractory bricks described in JIS R2209 is to heat the refractory bricks from room temperature to a predetermined temperature while applying a pressure of 0.2 MPa, and heat at that temperature for a predetermined time. It is a method of measuring the thermal expansion of This is because the pressure of 0.2 MPa applied to the alumina-silica castable refractory is appropriate as a representative value of the constraint conditions for the alumina-silica castable refractory in use. If the applied pressure is too small, the restraint conditions are weak, and the coefficient of thermal expansion of the refractory is overmeasured. The coefficient of thermal expansion is undermeasured, and the crack resistance of the refractory cannot be evaluated accurately.

0.2MPaの圧力下でのアルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物の熱膨張率の測定温度を1500℃とするのは、使用中に前記耐火物が曝されている温度の代表値として適切であるためである。測定温度が低過ぎても、高過ぎても、使用中の前記耐火物の熱膨張率を正確に測定することができないため、前記耐火物の耐亀裂性を正確に評価することができない。 The measurement temperature of the coefficient of thermal expansion of the alumina-silica castable refractory under a pressure of 0.2 MPa is 1500 ° C., because it is appropriate as a representative value of the temperature to which the refractory is exposed during use. is. If the measurement temperature is too low or too high, the coefficient of thermal expansion of the refractory in use cannot be accurately measured, and the crack resistance of the refractory cannot be evaluated accurately.

2.アルミナーシリカ質キャスタブル耐火物の製造方法
アルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物は、例えば、以下のような製造方法によって製造され得る。すなわち、一実施形態に係るアルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物の製造方法は、
第1工程:粒径75μm未満のアルミナ質耐火原料と、シリカ超微粉と、長さ75μm未満(好ましくは、長さ75μm未満、且つ、直径5μm以上7μm以下)の針状ブライトとを造粒して造粒物を得ること、及び、
第2工程:アルミナ質耐火原料と、アルミナーシリカ質耐火原料と、アルミナセメントと、前記造粒物とを混合すること、
を含むものであってもよい。
2. Method for producing alumina-siliceous castable refractory The alumina-siliceous castable refractory can be produced, for example, by the following production method. That is, the method for producing an alumina-siliceous castable refractory according to one embodiment includes:
First step: granulating an alumina refractory raw material with a particle size of less than 75 μm, ultrafine silica powder, and acicular bright with a length of less than 75 μm (preferably, a length of less than 75 μm and a diameter of 5 μm or more and 7 μm or less). to obtain granules, and
Second step: mixing an alumina refractory raw material, an alumina siliceous refractory raw material, alumina cement, and the granules;
may include.

第1工程については上述した通りである。第2工程については、一般的な方法によって混合されればよい。具体的な混合方法については、施工時の条件等に応じて適宜選択されればよい。例えば、前記組成を満たすキャスタブル耐火物100質量%に対し、外掛けで5~8質量%の水を添加し、ミキサーで混練し型枠に流し込むことによって、各種形状に成形された耐火物を作製してもよい。作製の際には充填性を向上させるため、混練物を流し込んだ型枠に振動を付与してもよい。 The first step is as described above. About the 2nd process, what is necessary is just to mix by a general method. A specific mixing method may be appropriately selected according to the conditions at the time of construction. For example, 5 to 8% by mass of water is added to 100% by mass of the castable refractory that satisfies the above composition, kneaded with a mixer and poured into a mold to produce refractories molded into various shapes. You may Vibration may be applied to the mold into which the kneaded material is poured in order to improve the filling property during production.

3.用途の一例
本実施形態に係るアルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物は、拘束下での熱膨張が制御され、拘束しつつ使用される場合に、亀裂起因の剥離損耗が少なく、耐用性に極めて優れる。このような特性が生かされる用途としては様々なものがあるが、特に、タンディッシュの内張り炉材が好適である。すなわち、本開示の技術は、上記のアルミナーシリカ質キャスタブル耐火物を内張り炉材として備えるタンディッシュとしての側面も有する。図1に、一実施形態に係るタンディッシュ10の断面における耐火物ライニングの構成を概略的に示す。図1に示されるように、タンディッシュ10は、外枠としての金物1と、金物1の内壁の少なくとも一部を覆うパーマ耐火物2と、パーマ耐火物2の表面の少なくとも一部を覆う内張り炉材3と、内張り炉材3の表面の少なくとも一部を覆うコーティング材4とを備えるものであってよい。ここで、図1に示されるように、内張り炉材3は、その上端部分が、金物1によって拘束され得る。このような内張り炉材3が上記のアルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物によって構成されることで、拘束下での熱膨張が制御され、亀裂起因の剥離損耗等が抑制され易い。尚、金物1、パーマ耐火物2及びコーティング材4については、従来公知のものが採用されればよく、各々の形状等についても、タンディッシュ10の形状等に応じて適宜決定されればよい。
3. Application Example The alumina-silica castable refractory according to the present embodiment has controlled thermal expansion under restraint, and when used under restraint, has little peeling loss due to cracks and is extremely excellent in durability. There are various applications in which such characteristics can be utilized, and lining furnace materials for tundishes are particularly suitable. That is, the technology of the present disclosure also has an aspect as a tundish having the alumina-silica castable refractory as a lining furnace material. FIG. 1 schematically illustrates the configuration of the refractory lining in cross section of a tundish 10 according to one embodiment. As shown in FIG. 1, the tundish 10 includes a hardware 1 as an outer frame, a permanent refractory 2 covering at least part of the inner wall of the hardware 1, and a lining covering at least part of the surface of the permanent refractory 2. It may comprise a furnace material 3 and a coating material 4 covering at least part of the surface of the lining furnace material 3 . Here, as shown in FIG. 1, the lining furnace material 3 can be restrained by the hardware 1 at its upper end portion. When the lining furnace material 3 is made of the above alumina-silica castable refractory, the thermal expansion under restraint is controlled, and peeling loss caused by cracks is easily suppressed. As for the hardware 1, the perm refractory 2 and the coating material 4, conventionally known ones may be adopted, and the shape of each may be appropriately determined according to the shape of the tundish 10 and the like.

以下、実施例を示しつつ本発明についてさらに説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be further described below with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.

表1に、アルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物の原料配合と評価結果を示す。表1の配合で作製したキャスタブル耐火物100質量%に対して、外掛けで5~8質量%の範囲で水を添加し、二軸ミキサーを用いて3分間混練し、混練物を所定寸法の金枠に振動を付与させながら流し込んだ。そして、室温で24時間養生した後に、110℃で24時間乾燥させることにより評価試料を作製した。比較例1は特許文献1(特開平5-17241号公報)で開示されたアルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物を模して作製した例であり、比較例2は特許文献2(特開2005-152908号公報)で開示されたアルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物を模して作製した例である。 Table 1 shows raw material blends and evaluation results of alumina-silica castable refractories. Water is added to 100% by mass of the castable refractory produced with the formulation in Table 1 in the range of 5 to 8% by mass, and kneaded for 3 minutes using a twin-screw mixer to form a kneaded product of a predetermined size. It was poured into the metal frame while giving it vibration. Then, after aging at room temperature for 24 hours, it was dried at 110° C. for 24 hours to prepare an evaluation sample. Comparative Example 1 is an example produced by simulating the alumina-silica castable refractory disclosed in Patent Document 1 (JP-A-5-17241), and Comparative Example 2 is Patent Document 2 (JP-A-2005-152908 This is an example produced by simulating the alumina-silica castable refractory disclosed in JP-A-2003-120000.

長さ75μm未満の針状ムライトは、三菱ケミカル社製ムライト繊維(直径5μm以上7μm以下)を粉砕し、目開き75μmの篩を通過したもの(長さ75μm未満のもの)と、通過しなかったもの(長さ75μm以上のもの)とを使用した。尚、本実施例において、長さ75μm以上の針状ムライトは、目開き75μmの篩を実質的に通過しないことが確認された。 Acicular mullite with a length of less than 75 μm is obtained by pulverizing Mitsubishi Chemical Corp. mullite fiber (5 μm or more and 7 μm or less in diameter) and passing through a sieve with an opening of 75 μm (length less than 75 μm) or not passing through. (75 μm or more in length) were used. In this example, it was confirmed that acicular mullite having a length of 75 μm or more did not substantially pass through a sieve with an opening of 75 μm.

粒径75μm未満のアルミナ質耐火原料、シリカ超微粉、及び、長さ75μm未満の針状ムライトの造粒は湿式混合方式を用いて行った。具体的には、粒径75μm未満のアルミナ質耐火原料、シリカ超微粉、及び、長さ75μm未満、且つ、直径5μm以上7μm以下の針状ムライトをプロシェアミキサーを用いて混合、撹拌し、撹拌中にエチレングリコール溶液で1000分の1に希釈したフェノール樹脂を添加することにより、造粒を行った。得られた造粒物に対しては、篩分けを行い、粒径0.3mm未満の造粒物と、粒径0.3mm以上1.0mm以下の造粒物と、粒径1.0mm超の造粒物とを各々を得た。 The granulation of the alumina refractory raw material with a particle size of less than 75 μm, ultrafine silica powder, and acicular mullite with a length of less than 75 μm was performed using a wet mixing method. Specifically, an alumina refractory raw material having a particle size of less than 75 μm, ultrafine silica powder, and acicular mullite having a length of less than 75 μm and a diameter of 5 μm or more and 7 μm or less are mixed and stirred using a proshare mixer. Granulation was carried out by adding a phenolic resin diluted 1/1000 with an ethylene glycol solution. The obtained granules are sieved to separate granules having a particle size of less than 0.3 mm, granules having a particle size of 0.3 mm or more and 1.0 mm or less, and particles having a particle size of more than 1.0 mm. of granules were obtained.

アルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物の拘束下での1500℃での熱膨張率の測定は、JIS R2209に規定された耐火れんがの荷重軟化点の試験方法に準じて行った。 The coefficient of thermal expansion at 1500° C. under restraint of the alumina-silica castable refractory was measured according to the method for testing the softening point under load of refractory bricks specified in JIS R2209.

アルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物の1500℃でのクリープ量の測定は、JIS R2209に規定された耐火れんがの荷重軟化点の試験方法に準じて行った。クリープ量は、1500℃到達時点での熱膨張率から、1500℃で5時間経過した時点での熱膨張率を差し引くことで算出した。 The amount of creep at 1500° C. of the alumina-silica castable refractories was measured according to the test method for softening point under load of refractory bricks specified in JIS R2209. The creep amount was calculated by subtracting the coefficient of thermal expansion after 5 hours at 1500°C from the coefficient of thermal expansion when reaching 1500°C.

アルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物の無拘束下での熱膨張率の測定は、JIS-R2207に規定された耐火物の熱膨張の試験方法に準じて行った。 The unrestrained thermal expansion coefficient of the alumina-silica castable refractories was measured according to the test method for thermal expansion of refractories specified in JIS-R2207.

一方で実機使用時のアルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物の亀裂起因の剥離損耗の発生有無の確認は、表1の各例の配合割合からなるアルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物100質量%に対して、外掛けで5~8質量%の範囲で水を添加し、二軸ミキサーを用いて3分間混練し、混練物を容量70tのタンディッシュの内張り炉材として施工し、このタンディッシュを400回(ch)繰り返し使用した後に、タンディッシュ側壁部に施工された当該耐火物の表面を目視観察することで行った。 On the other hand, to confirm the presence or absence of peeling wear caused by cracks in the alumina-silica castable refractory during actual use, the alumina-silica castable refractory having the blending ratio of each example in Table 1 is 100% by mass, Add water in the range of 5 to 8% by mass in an outer hook, knead for 3 minutes using a twin-screw mixer, construct the kneaded product as a lining furnace material for a tundish with a capacity of 70 tons, and rotate this tundish 400 times ( ch) After repeated use, the surface of the refractory applied to the side wall of the tundish was visually observed.

Figure 2023122433000001
Figure 2023122433000001

表1に示されるように、実施例1~5のキャスタブル耐火物は、粒径75μm未満のアルミナ質耐火原料、シリカ超微粉、及び、長さ75μm未満の針状ムライトが造粒され、かつ、造粒物の粒径が0.3mm以上1.0mm以下であることから、ムライトの生成に付随する体積膨張を制御できた結果、拘束下での1500℃の熱膨張率が0.5%~1.0%の範囲にあり、実機で使用しても亀裂起因の剥離損耗が発生しないことが実証された。 As shown in Table 1, the castable refractories of Examples 1 to 5 were granulated with an alumina refractory raw material with a particle size of less than 75 μm, silica ultrafine powder, and acicular mullite with a length of less than 75 μm, and Since the particle size of the granules is 0.3 mm or more and 1.0 mm or less, the volume expansion associated with the formation of mullite can be controlled. As a result, the thermal expansion coefficient at 1500 ° C. It was in the range of 1.0%, and it was demonstrated that peeling loss caused by cracks did not occur even when used in an actual machine.

比較例1、比較例2では、長さ75μm未満の針状ムライトが配合されておらず、さらには、造粒もされていないために、実際に実機で使用すると亀裂起因の剥離損耗が発生していた。 In Comparative Examples 1 and 2, acicular mullite having a length of less than 75 μm was not blended, nor was it granulated. was

比較例3では、使用した針状ムライトの長さが75μm以上であったため、拘束下での1500℃の熱膨張率が0.5%未満となった結果、実際に実機で使用すると亀裂起因の剥離損耗が発生していた。 In Comparative Example 3, since the length of the acicular mullite used was 75 μm or more, the coefficient of thermal expansion at 1500° C. under restraint was less than 0.5%. Delamination wear had occurred.

比較例4では、造粒物の粒径が0.3mm未満であったために、ムライトの生成時に付随する体積膨張が過少となり、拘束下での1500℃の熱膨張率が0.5%未満となった結果、実際に実機で使用すると亀裂起因の剥離損耗が発生していた。 In Comparative Example 4, since the grain size of the granules was less than 0.3 mm, the volume expansion accompanying the formation of mullite was too small, and the thermal expansion coefficient at 1500°C under restraint was less than 0.5%. As a result, when actually used in an actual machine, peeling wear caused by cracks occurred.

比較例5では、造粒物の粒径が1mm超であったために、ムライトの生成時に付随する体積膨張が過剰となり、拘束下での1500℃の熱膨張率が1.0%超となった結果、実際に実機で使用すると亀裂起因の剥離損耗が発生していた。 In Comparative Example 5, since the particle size of the granules was more than 1 mm, the volume expansion accompanying the generation of mullite was excessive, and the coefficient of thermal expansion at 1500°C under restraint was more than 1.0%. As a result, when actually used in an actual machine, peeling wear caused by cracks occurred.

本発明によれば、耐用性に極めて優れたアルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物及び当該キャスタブル耐火物を用いた実機(例えば、タンディッシュ)を製造することができる。 According to the present invention, it is possible to manufacture an alumina-silica castable refractory with extremely excellent durability and an actual machine (for example, a tundish) using the castable refractory.

1 金物
2 パーマ耐火物
3 内張り炉材
4 コーティング材
10 タンディッシュ
1 hardware 2 permanent refractory 3 lining furnace material 4 coating material 10 tundish

Claims (3)

アルミナ質耐火原料、アルミナ-シリカ質耐火原料、シリカ超微粉、アルミナセメント、及び、ムライトを含むアルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物であって、
前記アルミナ質耐火原料のうち粒径75μm未満のもの、前記シリカ超微粉、及び、長さ75μm未満の針状の前記ムライトが造粒物を構成しており、
前記造粒物の粒径が0.3mm以上1.0mm以下であることを特徴とする、
アルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物。
An alumina-siliceous castable refractory comprising an alumina-siliceous refractory raw material, an alumina-siliceous refractory raw material, silica ultrafine powder, alumina cement, and mullite,
Granules are composed of the alumina refractory raw material having a particle size of less than 75 μm, the silica ultrafine powder, and the needle-shaped mullite having a length of less than 75 μm,
characterized in that the particle size of the granules is 0.3 mm or more and 1.0 mm or less,
Alumina-siliceous castable refractories.
JIS R2209に準拠した耐火れんがの荷重軟化点の試験方法において、室温から1500℃に到達した時点での熱膨張率の測定値が0.5%以上1.0%以下となることを特徴とする、
請求項1に記載のアルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物。
In a method for testing the softening point under load of refractory bricks according to JIS R2209, the measured value of the coefficient of thermal expansion at the time of reaching 1500 ° C. from room temperature is 0.5% or more and 1.0% or less. ,
The alumina-siliceous castable refractory according to claim 1.
請求項1又は2に記載のアルミナ-シリカ質キャスタブル耐火物を内張り炉材として備える、
タンディッシュ。
Equipped with the alumina-silica castable refractory according to claim 1 or 2 as a lining furnace material,
tundish.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117945738A (en) * 2024-03-26 2024-04-30 辽宁嘉顺科技有限公司 Preparation method of heat-conducting insulating magnesium oxide for high-temperature-resistant heating tube

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