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JP7610109B2 - Method for manufacturing carbon-containing slide plate refractory - Google Patents
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JP7610109B2 - Method for manufacturing carbon-containing slide plate refractory - Google Patents

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Description

本発明は、鉄鋼製錬工程における溶鋼の流量制御に用いられるカーボン含有スライドプレート耐火物の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a carbon-containing slide plate refractory material used to control the flow rate of molten steel in the steel smelting process.

鉄鋼の製錬において、溶鋼の流量を制御するためにスライドプレート耐火物が一般的に使われている。内孔を設けたスライドプレート耐火物を2枚または3枚重ね合わせ、拘束し、しかも面圧を付加しているスライドプレート耐火物を摺動させて孔の開度を調節することにより、取鍋やタンデイッシュなどの容器から排出される溶鋼の流量を制御することができる。このような厳しい条件で使われるスライドプレート耐火物は、拘束・面圧付加に耐える機械的強度、受鋼時の急激な熱衝撃に抵抗できる耐スポーリング性および溶鋼の侵食に対する耐食性などをすべて具備しなければならない。 In steel smelting, slide plate refractories are commonly used to control the flow rate of molten steel. Two or three slide plate refractories with internal holes are stacked on top of each other, restrained, and subjected to surface pressure. The amount of molten steel discharged from a vessel such as a ladle or tundish can be controlled by adjusting the aperture of the holes through sliding the slide plate refractories. Slide plate refractories used under such harsh conditions must have all the following: mechanical strength to withstand restraint and surface pressure, spalling resistance to withstand the sudden thermal shock when receiving steel, and corrosion resistance to erosion by molten steel.

まず、スライドプレート耐火物の耐スポーリング性を確保するためには、スライドプレート耐火物にカーボンを含有させることが一般的である。すなわち、スライドプレート耐火物を構成する耐火材料として、カーボンを含有するものが一般的に使われている。ここで、耐火材料を構成する骨材原料には、例えば、アルミナ、スピネル、マグネシア、ジルコニア等が用いられており、特にアルミナが用いられている。 First, in order to ensure the spalling resistance of the slide plate refractory, it is common for the slide plate refractory to contain carbon. In other words, refractory materials that contain carbon are generally used to make up the slide plate refractory. Here, for example, alumina, spinel, magnesia, zirconia, etc. are used as the aggregate raw material that makes up the refractory material, and alumina is particularly used.

しかしながら、骨材原料およびカーボンのみからなる耐火材料は、原料粒子間の結合がカーボンボンドのみで形成されているため、このような耐火材料からなるスライドプレート耐火物の強度が低くなるという問題点がある。この問題に対応するため、金属シリコンの耐火材料への添加が有効であることが知られている。これは、スライドプレート耐火物の熱処理(または焼成)において、その内部でカーボンボンドより結合力の強い炭化シリコンおよび酸化シリコン(シリカ)などのセラミックスボンドが形成されるためである。 However, refractory materials consisting only of aggregate raw materials and carbon have the problem that the strength of slide plate refractory materials made from such refractory materials is low because the bonds between the raw material particles are formed only by carbon bonds. To address this problem, it is known that adding metallic silicon to refractory materials is effective. This is because ceramic bonds such as silicon carbide and silicon oxide (silica), which have stronger binding strength than carbon bonds, are formed inside the slide plate refractory during heat treatment (or firing).

例えば、特許文献1には、炭素質原料5~20重量%、金属シリコン3~10重量%、ジルコニア質原料1~20重量%および残部が中性および又は塩基性耐火原料から形成されてなるスライディングノズル用プレート耐火物が開示されている。しかしながら、スライディングノズル用プレート耐火物に配合されている金属シリコンの一部は、プレート耐火物中で炭素質原料と反応して炭化ケイ素を形成するが、金属シリコンと炭化ケイ素は、ともに、プレート耐火物の使用中にシリカへ変化する。シリカの溶鋼に対する耐食性は低いため、添加された金属シリコンに起因して、高マンガン鋼、高酸素鋼やカルシウム処理鋼などの耐火物を溶損しやすい溶損鋼種に対するプレート耐火物の耐食性が大幅に低下してしまうという問題点がある。 For example, Patent Document 1 discloses a plate refractory for a sliding nozzle, which is formed from 5 to 20% by weight of a carbonaceous raw material, 3 to 10% by weight of metallic silicon, 1 to 20% by weight of a zirconia raw material, and the remainder being a neutral and/or basic refractory raw material. However, a part of the metallic silicon blended in the plate refractory for a sliding nozzle reacts with the carbonaceous raw material in the plate refractory to form silicon carbide, but both the metallic silicon and the silicon carbide are converted to silica during use of the plate refractory. Since silica has low corrosion resistance to molten steel, there is a problem in that the added metallic silicon significantly reduces the corrosion resistance of the plate refractory to steel types that are prone to erosion of refractories, such as high manganese steel, high oxygen steel, and calcium-treated steel.

この問題に対応するため、金属アルミニウムのスライドプレート耐火物への添加が提案されている。これは、添加された金属アルミニウムが最終的にはアルミナへと変化するが、シリカに比べてアルミナの溶鋼に対する耐食性が顕著に高いためである。しかしながら、金属アルミニウムを添加したスライドプレート耐火物を熱処理する際に、添加した金属アルミニウムとカーボンが反応して炭化アルミニウムを生成するが、炭化アルミニウムは、水和し易い性質をもち、炭化アルミニウムの生成量が多くなると、スライドプレート耐火物は、耐水和性が低下して保管中にスライドプレート耐火物内部に水和が生じ、亀裂が発生し、使用不能となるという欠点がある。 To address this issue, the addition of metallic aluminum to slide plate refractories has been proposed. This is because the added metallic aluminum eventually changes into alumina, which has significantly higher corrosion resistance to molten steel than silica. However, when a slide plate refractory with added metallic aluminum is heat treated, the added metallic aluminum reacts with carbon to produce aluminum carbide, which is easily hydrated. If a large amount of aluminum carbide is produced, the slide plate refractory has the disadvantage that its hydration resistance decreases, hydration occurs inside the slide plate refractory during storage, causing cracks and making it unusable.

上述のような金属アルミニウムを添加したスライドプレート耐火物における炭化アルミニウムの生成を抑制し、スライドプレート耐火物の耐水和性を向上させるために、種々の提案がなされている。 Various proposals have been made to suppress the formation of aluminum carbide in slide plate refractories to which metallic aluminum has been added as described above, and to improve the hydration resistance of slide plate refractories.

例えば、特許文献2には、アルミナ質耐火骨材及びカーボン含有原料を炭素含量として1~10質量%よりなる耐火性原料に対して外掛けで1~15質量%のAl-Si合金を含有してなり、1000℃を超え、1500℃までの温度範囲で焼成処理されていることを特徴とするアルミナ-カーボン質スライドゲートプレートが開示されている。 For example, Patent Document 2 discloses an alumina-carbon slide gate plate that is characterized by containing an alumina refractory aggregate and a carbon-containing raw material with a carbon content of 1 to 10 mass% and an Al-Si alloy with an outer percentage of 1 to 15 mass%, and being fired at a temperature range of more than 1000°C and up to 1500°C.

また、特許文献3には、耐火性原料、フェノール系レジン、及び球状のアトマイズ粉からなるアルミニウム粉末の配合物を混練、成形した後、550~650℃の温度で加熱処理することを特徴とするスライドゲート用プレートの製造方法が開示されている。 Patent document 3 also discloses a method for manufacturing a plate for a slide gate, which is characterized by kneading and molding a mixture of fire-resistant raw material, phenolic resin, and aluminum powder made of spherical atomized powder, and then heat treating the mixture at a temperature of 550 to 650°C.

さらに、特許文献4には、(A)一種もしくは二種以上の耐火性無機材料から成る耐火物骨材が73重量%以上、96重量%以下、(B)ファイバー状金属アルミニウムが0.1重量%以上、0.5重量%以下、(C)フレーク状の金属アルミニウム粉末が、1重量%以上、5重量%以下、(D)炭素質粉末が2重量%以上、10重量%以下、(E)金属シリコン粉末が0.1重量%以上、5重量%以下の原料から成る混合物100重量%に対して、バインダーとして、外配で、熱硬化性樹脂を3重量%以上、10重量%以下添加し、混練、成型、焼成して得られた焼成耐火物より成ることを特徴とするスライドゲート用プレートが開示されている。 Furthermore, Patent Document 4 discloses a plate for a slide gate, which is characterized by being made of a fired refractory material obtained by kneading, molding, and firing a mixture of 100% by weight of raw materials consisting of (A) 73% to 96% by weight of refractory aggregate made of one or more fire-resistant inorganic materials, (B) 0.1% to 0.5% by weight of fibrous metallic aluminum, (C) 1% to 5% by weight of flaky metallic aluminum powder, (D) 2% to 10% by weight of carbonaceous powder, and (E) 0.1% to 5% by weight of metallic silicon powder, to which 3% to 10% by weight of a thermosetting resin is added as an external binder, and the mixture is then kneaded, molded, and fired.

しかしながら、特許文献2~4に開示されているスライドプレート耐火物は、長期間保管する際、耐水和性が不足すると共にカルシウム処理鋼に対する耐食性も不十分であるという問題点を有する。 However, the slide plate refractories disclosed in Patent Documents 2 to 4 have problems in that they lack hydration resistance when stored for long periods of time and also have insufficient corrosion resistance against calcium-treated steel.

この問題に対応するため、例えば、特許文献5には、耐火骨材および炭素質原料からなる耐火材料、およびアルミニウム-クロム系合金を含有してなることを特徴とするスライドプレート耐火物が開示されている。 To address this issue, for example, Patent Document 5 discloses a slide plate refractory that is characterized by containing a refractory material made of refractory aggregate and carbonaceous raw material, and an aluminum-chromium alloy.

さらに、特許文献6には、耐火骨材およびカーボン質原料からなる耐火材料、およびアルミニウム-クロム-シリコン系金属添加物を含有してなることを特徴とするスライドプレート耐火物が開示されている。 Furthermore, Patent Document 6 discloses a slide plate refractory material that is characterized by containing a refractory material made of refractory aggregate and a carbonaceous raw material, and an aluminum-chromium-silicon-based metal additive.

また、特許文献7には、耐火性無機材料60~97.4質量%、炭素質材料1~10質量%、AlまたはAl含有合金0.5~12質量%、熱処理中の最高温度における窒化物中の窒素原子1モル当りの標準生成ギブスエネルギーがAlNの標準生成ギブスエネルギーより大きくかつ負である窒化物0.1~10質量%及びバインダー1~8質量%よりなる配合物を混練し、所定の形状に成形した成形体を、Nを主体とし、O濃度が0.1体積%以下、CO+CO濃度が20体積%以下の非酸化性雰囲気中で最高温度が800~1400℃の条件で熱処理することを特徴とするスライディングノズル用炭素含有プレート耐火物の製造方法(請求項1);熱処理中の最高温度における窒化物中の窒素原子1モル当たりの標準生成ギブスエネルギーがAlNの標準生成ギブスエネルギーより大きくかつ負である窒化物がSi、Mg、BN、CrN及びCrNからなる群から選択される1種または2種以上である(請求項2)ことが開示されている。 Patent Document 7 also describes a method for producing a carbon-containing refractory plate for a sliding nozzle, which comprises kneading a mixture of 60 to 97.4 mass% of a refractory inorganic material, 1 to 10 mass% of a carbonaceous material, 0.5 to 12 mass% of Al or an Al-containing alloy, 0.1 to 10 mass% of a nitride in which the standard Gibbs energy of formation per mole of nitrogen atom in the nitride at the highest temperature during heat treatment is greater and more negative than the standard Gibbs energy of formation of AlN, and 1 to 8 mass% of a binder, and forming the resulting molded body into a predetermined shape. The molded body is heat-treated at a maximum temperature of 800 to 1400°C in a non-oxidizing atmosphere mainly composed of N2, with an O2 concentration of 0.1% by volume or less and a CO + CO2 concentration of 20% by volume or less; the nitride in which the standard Gibbs energy of formation per mole of nitrogen atom in the nitride at the highest temperature during heat treatment is greater and more negative than the standard Gibbs energy of formation of AlN is Si3N4 , Mg3N2 , or the like . It is disclosed that the material is one or more selected from the group consisting of BN, CrN and CrN2 (Claim 2).

さらに、特許文献8には、優れた耐熱スポール性に加えて、耐酸化性の向上を図ったスライディングノズル用プレートを提供することを目的として、アルミナ、シリカ、ジルコニア、マグネシア及びスピネル等の耐火性骨材原料を少なくとも1種以上と、膨張黒鉛を0.2~10.0重量%と、酸化防止剤として、少なくとも1種以上の金属0.1~8.0重量%とを添加すること(請求項1);さらには、上記酸化防止剤として、少なくとも1種以上のZrC、TiC、SiC、BCなどの炭化物又はTiB、ZrB、AlBなどの硼化物を0.05~10.0重量%併用添加すること(請求項2、[0014]段落)が開示されている。 Furthermore, Patent Document 8 discloses that, for the purpose of providing a sliding nozzle plate having excellent heat spalling resistance and improved oxidation resistance, at least one refractory aggregate raw material such as alumina, silica, zirconia, magnesia, spinel, etc., 0.2 to 10.0% by weight of expanded graphite, and 0.1 to 8.0% by weight of at least one metal as an oxidation inhibitor are added (claim 1); and further, at least one carbide such as ZrC, TiC, SiC, B 4 C, etc., or a boride such as TiB 2 , ZrB 2 , AlB 2 is added in an amount of 0.05 to 10.0% by weight as the oxidation inhibitor (claim 2, paragraph [0014]).

特開昭58-99161号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-99161 特開2012-192430号公報JP 2012-192430 A 特開2000-94121号公報JP 2000-94121 A 特開平11-199313号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-199313 特開2018-114507号公報JP 2018-114507 A 特開2018-144088号公報JP 2018-144088 A 特開2017-190254号公報JP 2017-190254 A 特開2003-245770号公報JP 2003-245770 A

しかしながら、特許文献5~8に開示されているスライドプレート耐火物では、耐水和性および耐食性は向上するものの、湿度の高い場所で長期間保管される場合にはスライドプレート耐火物の耐水和性が不足し、また、Ca処理鋼を多炉数鋳造する場合には、スライドプレート耐火物の耐食性が不十分である。 However, although the slide plate refractories disclosed in Patent Documents 5 to 8 have improved hydration resistance and corrosion resistance, the hydration resistance of the slide plate refractories is insufficient when stored for long periods in humid locations, and the corrosion resistance of the slide plate refractories is insufficient when Ca-treated steel is cast in multiple furnaces.

したがって、本発明の目的は、十分な機械的強度および耐スポーリング性を確保すると同時に、より高い耐水和性および耐食性を有するカーボン含有スライドプレート耐火物の製造方法を提供することにある。 The object of the present invention is therefore to provide a method for producing a carbon-containing slide plate refractory material that has sufficient mechanical strength and spalling resistance while at the same time having higher hydration resistance and corrosion resistance.

本発明者らは、炭化チタンおよび/または金属チタンを添加したカーボン含有スライドプレート耐火物について種々の検討を行うために、各種原料からなる混合物をプレス成形して得られた成形体を種々の条件で熱処理し、熱処理後スライドプレート耐火物の特性を評価した結果、以下の知見を得た。 To conduct various investigations into carbon-containing slide plate refractories with added titanium carbide and/or metallic titanium, the inventors press-molded a mixture of various raw materials to obtain a molded body, which was then heat-treated under various conditions. After evaluating the properties of the slide plate refractory after the heat treatment, they obtained the following findings.

例えば、炭化チタンおよび/または金属チタンを添加したカーボン含有スライドプレート耐火物用の成形体を、大気圧下の熱処理において、全気圧を1atmに換算して窒素分圧0.85atm以上の窒素雰囲気中で熱処理すると、炭化チタンおよび金属チタンは雰囲気中の窒素を容易に取り込み、炭窒化チタンまたは窒化チタンなどのチタン窒化物を含有する窒素元素を1~20質量%含有する窒素含有相(以下、総じて「窒素含有相」と称する)をその場(in-situ)で生成させることができ、得られるスライドプレート耐火物の溶鋼に対する耐食性と耐水和性を共に顕著に向上することができる。なお、窒素含有相の生成は、電子線マイクロアナライザ(EPMA)分析により確認することができる。 For example, when a molded body for a carbon-containing slide plate refractory to which titanium carbide and/or metallic titanium has been added is heat-treated under atmospheric pressure in a nitrogen atmosphere with a nitrogen partial pressure of 0.85 atm or more, calculated as a total pressure of 1 atm, the titanium carbide and metallic titanium can easily take up nitrogen in the atmosphere, and a nitrogen-containing phase containing titanium nitrides such as titanium carbonitride or titanium nitride and containing 1 to 20 mass% of nitrogen element (hereinafter collectively referred to as "nitrogen-containing phase") can be generated in situ, and both the corrosion resistance and hydration resistance of the resulting slide plate refractory to molten steel can be significantly improved. The generation of the nitrogen-containing phase can be confirmed by electron probe microanalyzer (EPMA) analysis.

溶鋼に対する耐食性が向上する理由は、窒素含有相がその場生成することによって、スライドプレート耐火物中の気孔の数が少なくなり、気孔径も小さくなり、耐火物組織が緻密になり、また、窒素含有相自体が溶鋼および溶鋼中液体介在物スラグに溶解し難く、仮に、窒素含有相が微量に溶解したとしても、溶鋼および液体介在物スラグの粘度を大きく高めることができるため、スライドプレート耐火物内部へ溶鋼および溶鋼中液体介在物スラグが浸透し難いことにある。 The reason for improved corrosion resistance to molten steel is that the nitrogen-containing phase is generated in situ, which reduces the number of pores in the slide plate refractory, reduces the pore size, and makes the refractory structure denser. In addition, the nitrogen-containing phase itself is less likely to dissolve in molten steel and liquid inclusion slag in molten steel. Even if a small amount of the nitrogen-containing phase does dissolve, the viscosity of the molten steel and liquid inclusion slag can be significantly increased, making it difficult for the molten steel and liquid inclusion slag to penetrate into the slide plate refractory.

スライドプレート耐火物の耐水和性が向上する理由は、以下のように考えられる:
まず、金属アルミニウムを添加しない場合には、炭化アルミニウムが生成することがなく、また、窒素含有相は水和しないので、スライドプレート耐火物が水和することがない。また、炭化チタンおよび/または金属チタンと金属アルミニウムを併用する場合には、熱処理中において、金属アルミニウムは、先に生成している窒素含有相を通じて、絶えずに雰囲気中の窒素を取り込み、窒化アルミニウムへ変化するため、炭化アルミニウムの生成は抑制され、その場生成した窒素含有相は活性が非常に高く、窒素含有相を経由する窒素の雰囲気から金属アルミニウムへの移動が起こり易く、その結果、炭化チタンおよび/または金属チタンと金属アルミニウムを併用する場合にも、スライドプレート耐火物は水和しない。
The reasons for the improved hydration resistance of the slide plate refractory are believed to be as follows:
First, when metallic aluminum is not added, aluminum carbide is not generated, and the nitrogen-containing phase is not hydrated, so the slide plate refractory is not hydrated. Also, when titanium carbide and/or metallic titanium are used in combination with metallic aluminum, metallic aluminum constantly absorbs nitrogen from the atmosphere through the nitrogen-containing phase that has already been generated during heat treatment, and changes to aluminum nitride, so that the generation of aluminum carbide is suppressed, and the nitrogen-containing phase generated in situ is very active, so that nitrogen is easily transferred from the atmosphere to metallic aluminum via the nitrogen-containing phase, and as a result, even when titanium carbide and/or metallic titanium are used in combination with metallic aluminum, the slide plate refractory is not hydrated.

一方、炭化チタンおよび/または金属チタンを添加せず、金属アルミニウムを添加しているスライドプレート用成形体を同じの窒素雰囲気中で熱処理しても、金属アルミニウムは窒化アルミニウムへと変化し難く、また、仮に窒化アルミニウムへと変化したとしても、窒化アルミニウムの生成量は非常に少なく、金属アルミニウムの大部分が水和し易い炭化アルミニウムへ変化する。 On the other hand, even if a molded body for a slide plate to which metallic aluminum is added, but no titanium carbide and/or metallic titanium is added, is heat-treated in the same nitrogen atmosphere, the metallic aluminum is unlikely to change to aluminum nitride. Even if it does change to aluminum nitride, the amount of aluminum nitride produced is very small, and most of the metallic aluminum changes to aluminum carbide, which is easily hydrated.

本発明者らは、上述のような知見に基づき本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明は、カーボン含有スライドプレート耐火物の製造方法において、アルミナ及びアルミナジルコニアからなる耐火骨材又はアルミナ、アルミナジルコニア及びジルコニアムライトからなる耐火骨材と炭素質原料より構成される主原料に対して、炭化チタンおよび/または金属チタンを外掛けで0.5~8質量%含んでいるスライドプレート用成形体を、大気圧下の熱処理において、全気圧を1atmに換算して窒素分圧が0.85atm以上の窒素雰囲気中、温度が400~1400℃で熱処理することを特徴とするカーボン含有スライドプレート耐火物の製造方法を提供することにある。
Based on the above findings, the present inventors have completed the present invention.
That is, the present invention provides a method for producing a carbon-containing slide plate refractory material, characterized in that a slide plate molded body containing 0.5 to 8 mass % of titanium carbide and/or metallic titanium in outer percent relative to a main raw material composed of a refractory aggregate made of alumina and alumina-zirconia or a refractory aggregate made of alumina, alumina- zirconia and zirconia-mullite and a carbonaceous raw material is heat-treated under atmospheric pressure in a nitrogen atmosphere having a nitrogen partial pressure of 0.85 atm or more when converted to a total atmospheric pressure of 1 atm, at a temperature of 400 to 1400°C.

また、本発明のカーボン含有スライドプレート耐火物の製造方法は、スライドプレート用成形体が、アルミナ及びアルミナジルコニアからなる耐火骨材又はアルミナ、アルミナジルコニア及びジルコニアムライトからなる耐火骨材と炭素質原料より構成される主原料に対して外掛けで8質量%以下の量のアルミニウム、シリコン、マグネシウム、クロムまたはこれらの合金類、炭化珪素、炭化硼素、窒化珪素、窒化硼素を含有することを特徴とする。 In addition, the manufacturing method of the carbon-containing slide plate refractory material of the present invention is characterized in that the slide plate molded body contains aluminum, silicon, magnesium, chromium or alloys thereof, silicon carbide, boron carbide, silicon nitride, boron nitride in an amount of 8 mass% or less in outer percentage relative to a main raw material composed of a refractory aggregate made of alumina and alumina-zirconia or a refractory aggregate made of alumina, alumina-zirconia, and zirconia-mullite and a carbonaceous raw material.

更に、本発明のカーボン含有スライドプレート耐火物の製造方法は、炭化チタンおよび金属チタンの粒度が180μm以下であり、熱処理の時間が3~30時間の範囲内であることを特徴とする。 Furthermore, the manufacturing method of the carbon-containing slide plate refractory of the present invention is characterized in that the particle size of the titanium carbide and metallic titanium is 180 μm or less, and the heat treatment time is within the range of 3 to 30 hours.

本発明のカーボン含有スライドプレート耐火物の製造方法によれば、十分な機械的強度および耐スポーリング性だけでなく、優れた耐食性および耐水和性を有するカーボン含有スライドプレート耐火物を提供することができるという効果を奏するものである。 The method for producing a carbon-containing slide plate refractory of the present invention has the effect of providing a carbon-containing slide plate refractory that has not only sufficient mechanical strength and spalling resistance, but also excellent corrosion resistance and hydration resistance.

(a)は、炭化チタン含有スライドプレート耐火物の供試体(熱処理後)の電子線マイクロアナライザ(EPMA)分析結果を示し、(b)は、金属チタン含有スライドプレート耐火物の供試体(熱処理後)の電子線マイクロアナライザ(EPMA)分析結果を示す。1A shows the results of an electron probe microanalyzer (EPMA) analysis of a titanium carbide-containing slide plate refractory specimen (after heat treatment), and FIG. 1B shows the results of an electron probe microanalyzer (EPMA) analysis of a titanium metal-containing slide plate refractory specimen (after heat treatment).

本発明のカーボン含有スライドプレート耐火物の製造方法は、耐火骨材と炭素質原料より構成される主原料に対して炭化チタンおよび/または金属チタンを外掛けで0.5~8質量%含むスライドプレート用成形体を、大気圧下の熱処理において、全気圧を1atmに換算して窒素分圧が0.85atm以上の窒素雰囲気中で熱処理するところに特徴がある。 The method for producing a carbon-containing slide plate refractory material of the present invention is characterized in that a slide plate molded body containing 0.5 to 8 mass% titanium carbide and/or metallic titanium as an outer percentage of the main raw material composed of refractory aggregate and carbonaceous raw material is heat-treated under atmospheric pressure in a nitrogen atmosphere with a nitrogen partial pressure of 0.85 atm or more when converted to a total pressure of 1 atm.

炭化チタンおよび/または金属チタンを含有するスライドプレート用成形体を、大気圧下の熱処理において、全気圧を1atmに換算して窒素分圧が0.85atm以上の窒素雰囲気中で熱処理することによって、成形体中の炭化チタンおよび/また金属チタンは、雰囲気中の窒素を容易に取り込み、炭窒化チタンまたは窒化チタンなどのチタン窒化物を含有する窒素元素を1~20質量%含有する窒素含有相をその場生成させ、それによって、得られるスライドプレート耐火物中の気孔数は少なくなり、気孔径も小さくなり、スライドプレート耐火物の組織は緻密化する。また、窒素含有相自体は、溶鋼および溶鋼中の液体介在物スラグに溶解し難く、仮に、微量の窒素含有相が溶解したとしても、溶鋼および液体介在物スラグの粘度を大きく高めることができる。 By heat treating a molded body for slide plates containing titanium carbide and/or metallic titanium in a nitrogen atmosphere with a nitrogen partial pressure of 0.85 atm or more when converted to a total pressure of 1 atm, the titanium carbide and/or metallic titanium in the molded body easily take up nitrogen in the atmosphere, and generate in situ a nitrogen-containing phase containing 1 to 20 mass% of nitrogen element containing titanium nitride such as titanium carbonitride or titanium nitride, thereby reducing the number of pores in the obtained slide plate refractory, reducing the pore size, and densifying the structure of the slide plate refractory. In addition, the nitrogen-containing phase itself is difficult to dissolve in molten steel and liquid inclusion slag in molten steel, and even if a small amount of the nitrogen-containing phase dissolves, the viscosity of the molten steel and liquid inclusion slag can be greatly increased.

このようなスライドプレート耐火物の組織緻密化、難溶解性および粘度増大によって、溶鋼および溶鋼中の液体介在物スラグが耐火物の内部へ浸透し難くなり,耐火物の溶鋼に対する耐食性を顕著に向上させることができる。 Due to the dense structure, low solubility and increased viscosity of this slide plate refractory, it becomes difficult for molten steel and liquid inclusion slag in the molten steel to penetrate into the refractory, significantly improving the corrosion resistance of the refractory to molten steel.

また、当該窒素含有相は、水と反応しないため、水和を引き起さない。金属アルミニウムを併用する場合にも、熱処理中に、金属アルミニウムは、先に生成している窒素含有相を通じて、絶えず雰囲気中の窒素を取り込み、窒化アルミニウムへと変化するため、炭化アルミニウムの生成は抑制される。その場生成した窒素含有相は、活性が非常に高く、窒素含有相を経由する窒化アルミニウムの生成が生じ易い。この結果、金属アルミニウムを併用する場合でも、スライドプレート耐火物は水和し難い。 Furthermore, the nitrogen-containing phase does not react with water and therefore does not cause hydration. Even when metallic aluminum is used in combination, the metallic aluminum constantly absorbs nitrogen from the atmosphere through the nitrogen-containing phase that has already been formed during heat treatment and changes to aluminum nitride, suppressing the formation of aluminum carbide. The nitrogen-containing phase formed in situ is highly active, and aluminum nitride is likely to be formed via the nitrogen-containing phase. As a result, even when metallic aluminum is used in combination, the slide plate refractory is unlikely to hydrate.

スライドプレート用成形体を熱処理する際の窒素雰囲気は、窒素成分のほか、CO、CO、HやHOなどの窒素成分以外の成分を含んでも良いが、大気圧下の熱処理において、全気圧を1atmに換算して窒素雰囲気の窒素分圧は、0.85atm以上、望ましくは0.90atm以上である。 The nitrogen atmosphere in which the slide plate molded body is heat-treated may contain, in addition to the nitrogen component, components other than the nitrogen component, such as CO, CO2 , H2 , and H2O . In the heat treatment under atmospheric pressure, the nitrogen partial pressure of the nitrogen atmosphere is 0.85 atm or more, preferably 0.90 atm or more, when the total pressure is converted to 1 atm.

ここで、全気圧を1atmに換算した窒素分圧が0.85atm未満であると、スライドプレート用成形体中の炭化チタンおよび/または金属チタンが、熱処理の際に窒素雰囲気中の窒素と反応しないため、窒素含有相をその場生成することができず、この結果、得られるスライドプレート耐火物の溶鋼に対する耐食性と耐水和性とも不十分となるために好ましくない。 Here, if the nitrogen partial pressure converted to a total atmospheric pressure of 1 atm is less than 0.85 atm, the titanium carbide and/or metallic titanium in the slide plate compact will not react with the nitrogen in the nitrogen atmosphere during heat treatment, and therefore a nitrogen-containing phase cannot be generated in situ. As a result, the resulting slide plate refractory will have insufficient corrosion resistance to molten steel and hydration resistance, which is undesirable.

また、熱処理の温度は、400~1400℃、望ましくは500~1200℃である。熱処理の温度が400℃未満であると、窒素含有相の生成速度が遅くなり、生成量も少なくなるため、得られるスライドプレート耐火物の溶鋼に対する耐食性と耐水和性とも不十分となることがある。また、熱処理の温度が1400℃を超えると、窒素含有相の生成反応が速すぎ、熱処理中にスライドプレート耐火物に微細な亀裂が生じ、耐食性と耐水和性が低下することがある。 The heat treatment temperature is 400 to 1400°C, preferably 500 to 1200°C. If the heat treatment temperature is less than 400°C, the rate at which the nitrogen-containing phase is formed will be slow and the amount produced will be small, so that the resulting slide plate refractory may have insufficient corrosion resistance to molten steel and hydration resistance. If the heat treatment temperature exceeds 1400°C, the reaction to form the nitrogen-containing phase will be too fast, and fine cracks may occur in the slide plate refractory during the heat treatment, resulting in reduced corrosion resistance and hydration resistance.

なお、本発明のカーボン含有スライドプレート耐火物の製造方法において、窒素雰囲気中での熱処理に供されるスライドプレート用成形体は、耐火骨材およびカーボン原料から構成される主原料に対して、炭化チタンおよび/または金属チタンを外掛けで0.5~8質量%、望ましくは外掛けで1~6質量%含有してなるものである。ここで、炭化チタンおよび/または金属チタンの含有量が外掛けで0.5質量%未満であると、その場生成する窒素含有相の量が少なすぎ、得られるスライドプレート耐火物の溶鋼に対する耐食性と耐水和性とも不十分となるために好ましくない。また、炭化チタンおよび/または金属チタンの含有量が外掛けで8質量%を超えると、その場生成する窒素含有相の量が多くなり過ぎて、熱処理の際にスライドプレート用成形体にキレツが生じる可能性があるために好ましくない。 In the method for producing a carbon-containing slide plate refractory of the present invention, the slide plate molded body subjected to heat treatment in a nitrogen atmosphere contains titanium carbide and/or metallic titanium in an amount of 0.5 to 8 mass %, preferably 1 to 6 mass %, based on the main raw material consisting of refractory aggregate and carbon raw material. If the titanium carbide and/or metallic titanium content is less than 0.5 mass %, the amount of nitrogen-containing phase generated in situ is too small, and the corrosion resistance and hydration resistance of the obtained slide plate refractory to molten steel are insufficient, which is not preferable. If the titanium carbide and/or metallic titanium content exceeds 8 mass %, the amount of nitrogen-containing phase generated in situ is too large, which is not preferable, as there is a possibility that cracks will occur in the slide plate molded body during heat treatment.

なお、添加する炭化チタンおよび/金属チタンの原料は、粒度が180μm以下、望ましくは150μm以下であることが好ましい。炭化チタンおよび/金属チタンの原料の粒度が180μmを超えると、粒子サイズが大きくなり過ぎ、窒素含有相の生成速度が遅くなり、また、生成量も少なくなるため、得られるスライドプレート耐火物の溶鋼に対する耐食性と耐水和性とも不十分となることがある。ここで、本明細書に記載する「粒度」は、JIS Z8801-1試験用ふるい-第1部:金属製網ふるいによって篩分けた粒度である。 The particle size of the titanium carbide and/or metallic titanium raw materials to be added is preferably 180 μm or less, and more preferably 150 μm or less. If the particle size of the titanium carbide and/or metallic titanium raw materials exceeds 180 μm, the particle size becomes too large, the rate at which the nitrogen-containing phase is generated slows down, and the amount generated also decreases, so that the corrosion resistance and hydration resistance of the resulting slide plate refractory to molten steel may be insufficient. Here, the "particle size" described in this specification is the particle size sieved using JIS Z8801-1 test sieve - Part 1: metal mesh sieve.

なお、熱処理時間は、3~30時間、望ましくは4~25時間の範囲内である。ここで、熱処理時間は、400℃以上の温度範囲を経過する全部の時間を指す。熱処理時間が3時間未満であると、その場生成する窒素含有相の量が少な過ぎ、得られるスライドプレート耐火物の溶鋼に対する耐食性と耐水和性とも不十分となることがある。また、熱処理時間が30時間を超えても、熱処理効果が飽和し、経済的にも好ましくない。 The heat treatment time is in the range of 3 to 30 hours, preferably 4 to 25 hours. Here, the heat treatment time refers to the total time spent in the temperature range of 400°C or higher. If the heat treatment time is less than 3 hours, the amount of nitrogen-containing phase generated in situ is too small, and the resulting slide plate refractory may have insufficient corrosion resistance to molten steel and hydration resistance. Furthermore, if the heat treatment time exceeds 30 hours, the heat treatment effect saturates, which is not economically preferable.

ここで、スライドプレート用成形体を作製するための混合物に添加する炭化チタンの原料としては、炭化チタン単体や、チタン含有複合炭化物、炭窒化物、例えば、チタンと、アルミニウム、シリコン、ジルコニウム、クロム、ニッケル、モリブデン、タングステン、ボロンなどの1種または2種以上からなる複合炭化物、炭窒化物などを用いることができる。なお、チタン含有複合炭化物、炭窒化物を用いる場合には、炭化チタンの含有量が0.5~8質量%の範囲となる量で使用する。 The titanium carbide raw material to be added to the mixture for producing the slide plate molded body can be titanium carbide alone, titanium-containing composite carbides and carbonitrides, such as composite carbides and carbonitrides consisting of titanium and one or more of aluminum, silicon, zirconium, chromium, nickel, molybdenum, tungsten, boron, etc. When titanium-containing composite carbides and carbonitrides are used, they are used in an amount such that the titanium carbide content is in the range of 0.5 to 8 mass%.

さらに、スライドプレート用成形体を作製するための混合物に添加する金属チタンの原料としては、金属チタン単体や、チタン含有合金、例えば、チタンと、アルミニウム、シリコン、マグネシウム、鉄、マンガン、ニッケル、銅、ジルコニウム、クロム、モリブデン、タングステン、ボロンなどの一種または二種以上からなる合金、チタン化合物、例えば、水素化チタンなどを用いることができる。なお、チタン合金やチタン化合物を用いる場合には、チタン含有量が炭化チタン換算で0.5~8質量%の範囲となる量で使用する。 The raw material for metallic titanium to be added to the mixture for producing the molded body for the slide plate may be metallic titanium itself, a titanium-containing alloy, for example, an alloy of titanium with one or more of aluminum, silicon, magnesium, iron, manganese, nickel, copper, zirconium, chromium, molybdenum, tungsten, boron, etc., or a titanium compound, for example, titanium hydride. When using a titanium alloy or titanium compound, it is used in an amount such that the titanium content is in the range of 0.5 to 8 mass% in terms of titanium carbide.

また、スライドプレート用成形体を作製するための混合物は、耐火骨材および炭素質原料から構成される主原料からなり、ここで、耐火骨材は、特に限定されるものではなく、例えば,慣用の原料であるアルミナ、マグネシア、ジルコニア、アルミナ-ジルコニア、ジルコニア-ムライト、スピネル、ムライトなどを単独で、もしくは組み合わせを使うことができる。なお、これらの原料は、焼結原料または電融原料として使用することができる。 The mixture for producing the slide plate molded body is composed of a main raw material consisting of a refractory aggregate and a carbonaceous raw material, where the refractory aggregate is not particularly limited, and for example, conventional raw materials such as alumina, magnesia, zirconia, alumina-zirconia, zirconia-mullite, spinel, and mullite can be used alone or in combination. These raw materials can be used as sintering raw materials or electrofusion raw materials.

さらに、主原料を構成する炭素質原料としては、例えば、カーボンブラック、ピッチ、コークス、天然黒鉛、人造黒鉛などの単独で、もしくは組み合わせて使用することができる。 Furthermore, the carbonaceous raw material constituting the main raw material may be, for example, carbon black, pitch, coke, natural graphite, artificial graphite, etc., which may be used alone or in combination.

なお、耐火骨材と炭素質原料の割合は、炭素質原料1~10質量%、望ましくは2~8質量%の範囲内である。炭素質原料の割合が1質量%未満であると、得られるスライドプレート耐火物の耐スポーリング性が低下することがある。また、炭素質原料の割合が10質量%を超えると、窒素含有相のその場生成が阻害されることがある。 The ratio of the refractory aggregate to the carbonaceous raw material is in the range of 1 to 10 mass% of the carbonaceous raw material, preferably 2 to 8 mass%. If the ratio of the carbonaceous raw material is less than 1 mass%, the spalling resistance of the resulting slide plate refractory may decrease. Also, if the ratio of the carbonaceous raw material exceeds 10 mass%, the in-situ formation of the nitrogen-containing phase may be inhibited.

また、スライドプレート用成形体には、炭素質原料の酸化防止効果やスライドプレート耐火物の機械的強度などをより向上させるなどの目的で、アルミニウム、シリコン、マグネシウム、クロムなどの金属またはこれらの合金類、炭化珪素や炭化硼素などの炭化物、窒化珪素や窒化硼素などの窒化物を適宜配合することもできる。なお、これらの成分の含有量は耐火骨材および炭素質原料から構成される主原料に対して外掛けで8質量%以下、望ましくは外掛けで6質量%以下とする。これらの成分の含有量が耐火骨材および炭素質原料から構成される主原料に対して外掛けで8質量%を超えると,その場生成する窒素含有相の効果が低下することがある。 In addition, for the purpose of further improving the oxidation prevention effect of the carbonaceous raw material and the mechanical strength of the slide plate refractory, metals such as aluminum, silicon, magnesium, and chromium, or alloys thereof, carbides such as silicon carbide and boron carbide, and nitrides such as silicon nitride and boron nitride can be appropriately blended into the slide plate molded body. The content of these components is 8% by mass or less, preferably 6% by mass or less, based on the main raw material consisting of the refractory aggregate and the carbonaceous raw material. If the content of these components exceeds 8% by mass, based on the main raw material consisting of the refractory aggregate and the carbonaceous raw material, the effect of the nitrogen-containing phase generated in situ may decrease.

さらに、スライドプレート用成形体には、結合剤としてタールやフェノール樹脂などを使用することもできる。これら結合剤の添加量は、特に限定されるものではなく、慣用の添加量、すなわち、スライドプレート用成形体を構成する上記成分の合計量に対して外掛けで1~10質量%、好ましくは2~8質量%の範囲内で使用することができる。 Furthermore, tar, phenolic resin, etc. can be used as a binder in the molded body for slide plates. The amount of these binders added is not particularly limited, and they can be used in the conventional amounts, that is, in the range of 1 to 10% by mass, preferably 2 to 8% by mass, based on the total amount of the above components constituting the molded body for slide plates.

本発明のカーボン含有スライドプレート耐火物の製造方法に用いられるスライドプレート用成形体は、上記の各原料を所定の配合割合で調整し、混練することにより得られた混合物を、所定の形状に成形し、乾燥することにより得ることができる。 The molded body for slide plate used in the manufacturing method of the carbon-containing slide plate refractory of the present invention can be obtained by adjusting and kneading the above-mentioned raw materials in a predetermined mixing ratio, forming the mixture into a predetermined shape, and drying it.

なお、本発明のカーボン含有スライドプレート耐火物の製造方法により得られたスライドプレート耐火物は、プレートの全体に適用することができるが、プレートの一部、例えば、溶鋼と接触する稼働面付近のみにも適用することができる。 The slide plate refractory obtained by the manufacturing method of the carbon-containing slide plate refractory of the present invention can be applied to the entire plate, but it can also be applied to only a part of the plate, for example, only near the working surface that comes into contact with molten steel.

実施例1
以下の表1~8に記載する配合割合にて、スライドプレート用成形体を作製し、表1~8に記載する熱処理条件にて大気圧下で熱処理を行うことによって種々のカーボン含有スライドプレート耐火物の供試体を得、得られた供試体について、耐水和性評価テストおよび耐食性評価テストを行った。なお、スライドプレート用成形体を作製するに際して、バインダーとして、フェノール樹脂を外掛けで4質量%使用し、成形には、油圧プレス方法を利用した。また、窒素雰囲気の窒素分圧(atm)は全気圧を1atmに換算したときに窒素分圧を示す。
「耐水和性評価テスト」は、一辺が50mmの立方体を供試体として用い、オートクレーブ装置を用い、0.51MPaの加圧条件において154℃で供試体を8時間保持し、テスト前後の試料の質量増加率を測定したものである。質量増加率が小さいほど、供試体の水和程度が小さく、耐水和性が高いことを示す;
「耐食性評価テスト」は、幅25mm×25mm×高さ250mmの供試体を用い、高周波炉にてアルゴン雰囲気中で、カルシウム処理鋼(Ca含有量=40ppm)を溶解し、1560℃ で、供試体を5時間浸漬した。テスト後の試料の浸漬部の幅を測定し、テスト前後の試料の幅の変化を溶損量とした。溶損量が小さいほど,耐食性が高いことを示す;
「総合判断」は、耐水和性評価テストと耐食性評価テストから総合的に判断した。耐水和性評価テストと耐食性評価テストいずれもが優れている場合を「◎」、そのいずれかが若干劣る傾向にあるものを「○」、これら両評価テスト結果の一部に劣るものの、許容範囲内にあるものを「△」、これら両評価テストのいずれか、あるいは双方に劣る場合を「×」とした。
得られた結果を表1~8に併記する。
Example 1
A molded body for slide plate was prepared with the blending ratios shown in Tables 1 to 8 below, and various carbon-containing slide plate refractory specimens were obtained by performing heat treatment under atmospheric pressure under the heat treatment conditions shown in Tables 1 to 8. The obtained specimens were subjected to hydration resistance evaluation tests and corrosion resistance evaluation tests. In addition, when preparing the molded body for slide plate, phenolic resin was used as a binder in an outer amount of 4 mass%, and a hydraulic press method was used for molding. In addition, the nitrogen partial pressure (atm) of the nitrogen atmosphere indicates the nitrogen partial pressure when the total atmospheric pressure is converted to 1 atm.
The "hydration resistance evaluation test" used a cube with a side length of 50 mm as a test specimen, and held the test specimen at 154°C for 8 hours under a pressure of 0.51 MPa using an autoclave device, and measured the mass increase rate of the sample before and after the test. The smaller the mass increase rate, the smaller the degree of hydration of the test specimen and the higher the hydration resistance;
In the "corrosion resistance evaluation test", a specimen measuring 25 mm wide x 25 mm wide x 250 mm high was used, and calcium-treated steel (Ca content = 40 ppm) was melted in an argon atmosphere in a high-frequency furnace, and the specimen was immersed in the melted steel at 1560°C for 5 hours. After the test, the width of the immersed part of the specimen was measured, and the change in the width of the specimen before and after the test was taken as the amount of corrosion loss. The smaller the amount of corrosion loss, the higher the corrosion resistance;
The "overall judgment" was made based on a comprehensive assessment of the hydration resistance evaluation test and the corrosion resistance evaluation test. A "◎" was given to a case in which both the hydration resistance evaluation test and the corrosion resistance evaluation test were excellent, a "○" was given to a case in which either of them tended to be slightly inferior, a "△" was given to a case in which some of the results of both evaluation tests were inferior but within the acceptable range, and an "×" was given to a case in which either or both of these evaluation tests were inferior.
The results are shown in Tables 1 to 8.

表1、2は、本発明例と比較例にかかわる窒素雰囲気の窒素分圧の影響を示すものである。また、表3は、本発明例と比較例にかかわる炭化チタン添加量の影響を示すものである。さらに、表4は、本発明例にかかわる炭化チタン粒度の影響を示すものである。また、表5は、本発明例にかかわる熱処理の最高温度の影響を示すものである。さらに、表6は、本発明例にかかわる熱処理の時間の影響を示すものである。また、表7は、本発明例にかかわるチタン合金を用いた例を示すものである。なお、チタン合金としては、チタン含有量が45質量%のチタン-アルミニウム合金を用いた。また、表8は、本発明例にかかわる耐火骨材としてアルミナ、アルミナジルコニア及びジルコニアムライトを併用した例、金属アルミニウム、金属シリコン不含の例を示すものである。 Tables 1 and 2 show the effect of the nitrogen partial pressure in the nitrogen atmosphere for the present invention and comparative examples. Table 3 shows the effect of the amount of titanium carbide added for the present invention and comparative examples. Table 4 shows the effect of the titanium carbide particle size for the present invention. Table 5 shows the effect of the maximum temperature of the heat treatment for the present invention. Table 6 shows the effect of the heat treatment time for the present invention. Table 7 shows an example of the present invention using a titanium alloy. The titanium alloy used was a titanium-aluminum alloy with a titanium content of 45 mass%. Table 8 shows an example of the present invention using alumina, alumina-zirconia, and zirconia-mullite as refractory aggregates, and an example of the present invention not containing metallic aluminum or metallic silicon.

また、本発明例2の供試体(熱処理後)の電子線マイクロアナライザ(EPMA)分析にて得られた微組織の結果を図1(a)に示す。配合された炭化チタンは、チタン含有量63.7質量%、炭素含有量26.9質量%、窒素含有量9.4質量%の炭窒化物へ変化しており、窒素を1~20質量%含有する窒素含有相が存在することが確認された。また、併用している金属アルミニウムは、窒素およびアルミニウムなどから構成される鉱物相に変化していることが確認された。
さらに、本発明例5の供試体(熱処理後)の電子線マイクロアナライザ(EPMA)分析にて得られた微組織の結果を図1(b)に示す。配合された金属チタンは、チタン含有量83.6質量%、窒素含有量16.4質量%の窒化物へ変化しており、窒素を1~20質量%含有する窒素含有相が存在することが確認された。また、併用している金属アルミニウムは、窒素およびアルミニウムなどから構成される鉱物相に変化していることが確認された。
また、他の本発明例で得られた供試体についても窒素を1~20質量%含有する窒素含有相が存在することが確認された。
さらに、チタン-アルミニウム合金を使用した本発明例30~33は、チタン-アルミニウム合金を構成するチタンとアルミニウムのいずれもが窒素およびアルミニウムなどから構成される鉱物相並びに炭窒化チタン、窒化チタンなどのチタン窒化物を含有する窒素元素を1~20質量%含有する窒素含有相に変化していることが確認された。
The microstructure of the specimen (after heat treatment) of Example 2 of the present invention was analyzed by an electron probe microanalyzer (EPMA) and the results are shown in Figure 1 (a). It was confirmed that the titanium carbide contained 63.7% by mass of titanium, 26.9% by mass of carbon, and 9.4% by mass of nitrogen, and that a nitrogen-containing phase containing 1 to 20% by mass of nitrogen was present. It was also confirmed that the metallic aluminum used in combination was changed to a mineral phase composed of nitrogen, aluminum, etc.
Furthermore, the results of the microstructure obtained by the electron probe microanalyzer (EPMA) analysis of the specimen (after heat treatment) of Example 5 of the present invention are shown in Figure 1 (b). It was confirmed that the mixed metallic titanium was changed to a nitride with a titanium content of 83.6 mass% and a nitrogen content of 16.4 mass%, and that a nitrogen-containing phase containing 1 to 20 mass% of nitrogen was present. It was also confirmed that the metallic aluminum used in combination was changed to a mineral phase composed of nitrogen, aluminum, etc.
It was also confirmed that the test specimens obtained in other examples of the present invention also contained a nitrogen-containing phase containing 1 to 20 mass % nitrogen.
Furthermore, in Examples 30 to 33 of the present invention, which used a titanium-aluminum alloy, it was confirmed that both the titanium and aluminum constituting the titanium-aluminum alloy were changed to a mineral phase composed of nitrogen and aluminum, etc., and a nitrogen-containing phase containing titanium nitrides such as titanium carbonitride and titanium nitride and containing 1 to 20 mass % nitrogen element.

表1~8に示す結果より明らかなように、比較例に比べて、本発明の方法により得られた供試体は、耐水和性と耐食性とも顕著に高かった。
さらに、本発明の方法により得られた供試体は、十分な機械強度と耐スポーリング性を有するものであった。
As is clear from the results shown in Tables 1 to 8, the test specimens obtained by the method of the present invention were significantly higher in both hydration resistance and corrosion resistance than the comparative examples.
Furthermore, the test specimens obtained by the method of the present invention had sufficient mechanical strength and spalling resistance.

実施例2
表1の本発明例2で得られたカーボン含有スライドプレート耐火物を取鍋用スライドプレート耐火物として実機カルシム処理鋼の鋳造に使用した。比較例1で得られたカーボン含有スライドプレート耐火物よりなる取鍋用スライドプレート耐火物の使用寿命が4chであったのに対し、本発明例2で得られたカーボン含有スライドプレート耐火物よりなる取鍋用スライドプレート耐火物の使用寿命は6chに達した。
また、本発明例2で得られたカーボン含有スライドプレート耐火物は、湿度が70%以上と高い場所に約2年間放置されても、スライドプレート耐火物にキレツは生じなかったが、比較例1で得られたカーボン含有スライドプレート耐火物、多数の大きなキレツが発生した。
Example 2
The carbon-containing slide plate refractory obtained in Example 2 of the present invention in Table 1 was used as a ladle slide plate refractory for casting calcium-treated steel in an actual plant. The service life of the ladle slide plate refractory made of the carbon-containing slide plate refractory obtained in Comparative Example 1 was 4ch, whereas the service life of the ladle slide plate refractory made of the carbon-containing slide plate refractory obtained in Example 2 of the present invention reached 6ch.
In addition, the carbon-containing slide plate refractory obtained in Example 2 of the present invention did not develop any cracks even when left in a place with a high humidity of 70% or more for about two years, but the carbon-containing slide plate refractory obtained in Comparative Example 1 developed many large cracks.

本発明の方法により得られたカーボン含有スライドプレート耐火物は、十分な機械的強度および耐スポーリング性を確保すると同時に、優れた耐食性および耐水和性を有するものであり、鉄鋼産業界における利用可能性が極めて高い。 The carbon-containing slide plate refractory obtained by the method of the present invention has sufficient mechanical strength and spalling resistance, while at the same time having excellent corrosion resistance and hydration resistance, making it highly applicable in the steel industry.

Claims (4)

カーボン含有スライドプレート耐火物の製造方法において、アルミナ及びアルミナジルコニアからなる耐火骨材又はアルミナ、アルミナジルコニア及びジルコニアムライトからなる耐火骨材と炭素質原料より構成される主原料に対して炭化チタンおよび/または金属チタンを外掛けで0.5~8質量%含んでなるスライドプレート用成形体を、大気圧下の熱処理において、全気圧を1atmに換算して窒素分圧が0.85atm以上の窒素雰囲気中、温度400~1400℃で熱処理することを特徴とするカーボン含有スライドプレート耐火物の製造方法。 A method for producing a carbon-containing slide plate refractory material, comprising heat-treating a molded body for a slide plate, the molded body comprising refractory aggregate made of alumina and alumina-zirconia, or refractory aggregate made of alumina, alumina-zirconia, and zirconia-mullite, and a carbonaceous raw material as a main raw material, with titanium carbide and /or metallic titanium being contained in an outer percentage of 0.5 to 8 mass % relative to the main raw material, the outer percentage being ... スライドプレート用成形体が、アルミナ及びアルミナジルコニアからなる耐火骨材又はアルミナ、アルミナジルコニア及びジルコニアムライトからなる耐火骨材と炭素質原料より構成される主原料に対して外掛けで8質量%以下の量のアルミニウム、シリコン、マグネシウム、クロムまたはこれらの合金類、炭化珪素、炭化硼素、窒化珪素、窒化硼素を含有する、請求項1記載のカーボン含有スライドプレート耐火物の製造方法。 2. The method for producing a carbon-containing slide plate refractory material according to claim 1, wherein the slide plate molded body contains aluminum, silicon, magnesium, chromium or alloys thereof, silicon carbide, boron carbide, silicon nitride, or boron nitride in an amount of 8 mass% or less in terms of outer percentage based on a main raw material composed of a refractory aggregate made of alumina and alumina-zirconia or a refractory aggregate made of alumina, alumina-zirconia, and zirconia-mullite and a carbonaceous raw material. 炭化チタンおよび金属チタンの粒度が180μm以下である、請求項1記載のカーボン含有スライドプレート耐火物の製造方法。 The method for producing a carbon-containing slide plate refractory material according to claim 1, wherein the particle size of the titanium carbide and metallic titanium is 180 μm or less. 熱処理の時間が3~30時間の範囲内である、請求項1ないし3のいずれか1項記載のカーボン含有スライドプレート耐火物の製造方法。 The method for producing a carbon-containing slide plate refractory material according to any one of claims 1 to 3, wherein the heat treatment time is within the range of 3 to 30 hours.
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