【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は、高耐用性、易交換性流出口れんがを
設置した溶融金属容器に関するものである。
この種溶融金属容器の１例として取鍋（レード
ル）がある。この取鍋は、転炉、電気炉等で溶解
精練された溶鋼を、普通造塊または連続鋳造に至
るまでの運搬および一時貯鋼を目的とするもの
で、鋼板製容器の内側を耐火物でライニングして
いる。内張り耐火物は鋼種の造塊方式で異なる
が、その使用条件は1550〜1650℃の高温のもと
に、20〜60分間の溶鋼に接することになる。
取鍋は出湯口として、取鍋内に位置した流出口
れんが（羽口れんが、ノズルれんが等）と取鍋外
に位置したスライデイングノズル等が設置され、
取鍋内の溶鋼はそれらを通つて鋳型（モールド）
へ注入される。流出口れんがは溶鋼流による摩
耗、高温長時間滞湯による侵食等で、流出口が溶
損拡大し、それに起因して、溶鋼流の乱れ、注入
時間の変化等、鋼品位の低下、製鋼工程のアンバ
ランス等が生じ、流出口れんがの交換補修が必要
になつてくる。この交換作業は取鍋内張の耐火物
の耐用面（耐スポール性等）からは高温下で行な
うことが望ましく、したがつて、作業環境は劣悪
である。
一方、流出口れんがの中でも、ノズルれんが等
は地金やスラグが付着または溶着する等で、交換
作業は高温下で重筋労働であり、従来から該れん
がの高耐用と迅速交換が切望されていた。
本発明は、上記の問題点を解消するためになさ
れたもので、溶融金属容器に設置される流出口れ
んがが不焼成マグネシア・カーボン質れんがから
成ることを特徴とする溶融金属容器である。
第１図は、従来の取鍋に対して本発明を実施し
た例についての全体の概要を示すもので、１は鉄
皮、２は粘土質の永久張りれんが、３はロー石質
およびジルコン質の内張りれんが、４，４′はジ
ルコン質の流出口れんが、５は高アルミナ質上部
ノズルれんが、６はスライデイングノズルの例で
ある。
第２図は、第１図の要部拡大図で、４，４′は
それぞれ上部流出口れんが、下部流出口れんがを
示し、本発明が実施される個所である。図示例で
は上下２分割となつているが、一体物（１個）で
あつてもよい。５は上部ノズルれんが、７は固定
プレート、８は摺動プレート、９は下部ノズルで
ある。
次に本発明の実施例を従来例と比較して具体的
に説明する。
第３図は第２図同様スライデイングノズル方式
での例で、基本的に変りはないが、流出口れんが
―上部ノズルれんがの組合せ構造に特徴を持たせ
たもので、耐用性向上と上部ノズルれんがの交換
を容易化したものである。
この取鍋は、150トン転炉から出鋼された溶鋼
を受鋼し、上注ぎ造塊を行なうもので、鋼種は未
脱酸鋼、受鋼温度は約1550〜1660℃、滞湯時間は
約50分である。流出口れんが４，４′はジルコン
れんがで、その品質は化学成分でZrO2 52％、
SiO2 30％、Al2O3 16％、物性値はカサ比重3.45、
見掛気孔率17.0％、圧縮強さ900Kg／cm2である。
これらの条件下で16ch注入作業を行なつた後
の流出口れんがの残存状態を第４図に示す。図
中、実線ａは使用前の流出口れんがの断面形状
を、２点鎖線ｂは16ch使用後の流出口れんがの
断面形状を示す。
下部流出口れんがの溶損については、使用前の
孔径φ65が、使用後φ170〜φ190の偏心円状に変
更している。これに伴ない断面積が33.2cm2から
254.3cm2となつている。断面積の増加は、溶鋼の
流出時間を早め、また偏心円状の断面は溶鋼流が
乱流となり、鋼片の品質不良を誘発する。これを
防止するため、第３図に示す摺動プレートれんが
８で溶鋼流出量を調整するので、摺動プレートれ
んがの損傷を早めることになる。またスラグ、地
金の付着、隣接れんがとの溶着も認められた。
そこで、これらの問題点を解消するため、流出
口れんがの開発を計画し適正炉材を撰定するため
に各種れんがと取鍋スラグとの耐食性テストを行
ない、第５図に示す結果を得た。第５図におい
て、イはロー石れんが（SiO2 78.2％、R2O 0.2
％）、ロはジルコン質れんが（ZrO2 52.1％、
SiO2 32％）、ハはマグネシア・カーボン質れん
が（MgO 76.5％、FC 16.4％）、ニはドロマイト
質れんが（MgO 80％、CaO 18％）のそれぞれ
溶損指数を示す。
第５図によれば、ドロマイト質れんがニが最も
優れているが、耐火物の損傷原因は、耐食性、耐
スポーリング性に関する事例が多く、ドロマイト
質れんがの耐スポール性は、マグネシア・カーボ
ン質れんがのそれに較べて劣る。また溶鋼や鋼滓
との耐火物の反応（耐食性）に対しては、マグネ
シア質耐火物も優れているが、異種耐火物間の相
互反応温度について検討すれば、流出口に隣接す
るれんが（通常は粘土質れんが）とマグネシアれ
んがは、1400℃で相互反応を起し急速に溶損する
こと、および耐スポール性に劣るなどで、マグネ
シア質れんがは流出口れんがに適当でない。した
がつて、流出口れんが材質としてマグネシア・カ
ーボン質れんがを撰出した。
不焼成マグネシア・カーボン質れんがの特性
は、(1)耐食性が良好であること、(2)耐熱、耐構造
スポーリング抵抗性が良好であることなどであ
り、その特性を顕著に発揮する品質としては、次
のとおりである。
カーボンの含有量と耐食性については、カーボ
ン量が増加すれば耐食性も増加するが、耐火物の
熱伝導率上昇に伴なう溶融金属容器外鉄板の赤熱
化と溶鋼の温度低下を生じ、鋳込み作業に不都合
な状態となる。カーボン含有量は５〜30％、マグ
ネシア70〜95％が耐食性、耐スポーリング性とも
良好である。
物理的性質においては、見掛気孔率（％）で
1.5〜10の範囲がカーボンの酸化も少なく良好で
ある。圧縮強さ（Kg／cm2）は溶鋼流に対する耐摩
耗性から、150〜1000の範囲で高い方がよい。
該不焼成マグネシア・カーボン質れんがの製造
法は、マグネシア骨材、鱗状黒鉛等のカーボン配
合物をフエノール樹脂等の結合剤と共に混練成形
し、200〜300℃で加熱硬化させるものである。下
表にその品質例を示す。
The present invention relates to a molten metal container equipped with a highly durable and easily replaceable outlet brick. An example of this type of molten metal container is a ladle. This ladle is used to transport and temporarily store molten steel that has been melted and refined in a converter, electric furnace, etc. up to normal ingot making or continuous casting.The inside of the steel plate container is lined with a refractory material. It is lined. Lining refractories differ depending on the type of steel and the ingot forming method, but the conditions for use are that they are exposed to molten steel for 20 to 60 minutes at high temperatures of 1,550 to 1,650 degrees Celsius. The ladle is equipped with an outlet brick (tuyere brick, nozzle brick, etc.) located inside the ladle and a sliding nozzle located outside the ladle.
The molten steel in the ladle passes through them into the mold.
injected into. The outlet bricks are abraded by the molten steel flow, eroded by high-temperature, long-term molten metal retention, etc., and the outlet is eroded and damaged, resulting in disturbances in the molten steel flow, changes in injection time, etc., deterioration of steel quality, and problems in the steelmaking process. This causes imbalance, etc., and it becomes necessary to replace and repair the outlet brick. It is desirable to carry out this replacement work at high temperatures in view of the durability of the refractory lining the ladle (spall resistance, etc.), and therefore the work environment is poor. On the other hand, among outlet bricks, nozzle bricks and the like are prone to adhesion or welding of metal and slag, and replacement work requires hard labor under high temperatures, and long-lasting and rapid replacement of these bricks has long been desired. Ta. The present invention has been made to solve the above problems, and is a molten metal container characterized in that the outlet brick installed in the molten metal container is made of an unfired magnesia carbon brick. Figure 1 shows the overall outline of an example in which the present invention is applied to a conventional ladle, in which 1 is an iron shell, 2 is a clay permanent brick, and 3 is a ladle and a zirconite ladle. The lining bricks 4 and 4' are zircon outlet bricks, 5 is a high alumina upper nozzle brick, and 6 is an example of a sliding nozzle. FIG. 2 is an enlarged view of the main part of FIG. 1, and 4 and 4' indicate an upper outlet brick and a lower outlet brick, respectively, where the present invention is implemented. In the illustrated example, it is divided into upper and lower halves, but it may be an integral piece (one piece). 5 is an upper nozzle brick, 7 is a fixed plate, 8 is a sliding plate, and 9 is a lower nozzle. Next, an embodiment of the present invention will be specifically described in comparison with a conventional example. Figure 3 shows an example of a sliding nozzle system similar to Figure 2. Although it is basically the same, it has a unique combination structure of the outlet brick and the upper nozzle brick, which improves durability and improves the upper nozzle. This simplifies the replacement of bricks. This ladle receives molten steel tapped from a 150-ton converter and performs top pouring.The steel type is non-deoxidized steel, the receiving temperature is approximately 1550-1660℃, and the residence time is It takes about 50 minutes. The outlet bricks 4 and 4' are zircon bricks, and their quality is ZrO 2 52% in terms of chemical composition.
SiO 2 30%, Al 2 O 3 16%, physical properties: bulk specific gravity 3.45,
The apparent porosity is 17.0% and the compressive strength is 900Kg/cm 2 . Figure 4 shows the remaining condition of the outlet brick after performing 16-channel injection work under these conditions. In the figure, the solid line a shows the cross-sectional shape of the outlet brick before use, and the two-dot chain line b shows the cross-sectional shape of the outlet brick after 16 channels have been used. Regarding erosion of the lower outlet brick, the hole diameter before use was changed from φ65 to an eccentric circle with a diameter of φ170 to φ190 after use. As a result, the cross-sectional area is from 33.2 cm 2
It is 254.3cm 2 . An increase in the cross-sectional area accelerates the outflow time of the molten steel, and an eccentric circular cross-section causes the molten steel flow to become turbulent, leading to poor quality of the steel billet. In order to prevent this, the amount of molten steel flowing out is adjusted by the sliding plate brick 8 shown in FIG. 3, which accelerates damage to the sliding plate brick. Adhesion of slag and metal, and welding to adjacent bricks were also observed. Therefore, in order to solve these problems, we planned the development of outlet bricks and conducted corrosion resistance tests on various bricks and ladle slag in order to select the appropriate furnace material, and obtained the results shown in Figure 5. . In Figure 5, A is a raw stone brick (SiO 2 78.2%, R 2 O 0.2
%), B is zircon brick (ZrO 2 52.1%,
(SiO 2 32%), (c) shows the erosion index of magnesia-carbon brick (76.5% MgO, FC 16.4%), and (d) shows the erosion index of dolomite brick (80% MgO, 18% CaO). According to Figure 5, dolomite bricks are the best, but the causes of damage to refractories are often related to corrosion resistance and spalling resistance, and the spalling resistance of dolomite bricks is superior to that of magnesia carbon bricks. It is inferior to that of . Magnesia refractories are also excellent in terms of their reaction (corrosion resistance) with molten steel and steel slag; Magnesia bricks (clay bricks) and magnesia bricks are not suitable for use as outlet bricks because they react rapidly at 1400°C and dissolve rapidly, and they have poor spalling resistance. Therefore, magnesia carbon brick was selected as the material for the outlet brick. The characteristics of unfired magnesia/carbon bricks include (1) good corrosion resistance, (2) good heat resistance and structural spalling resistance, and as a quality that exhibits these characteristics prominently. is as follows. Regarding carbon content and corrosion resistance, as the amount of carbon increases, corrosion resistance also increases, but as the thermal conductivity of the refractory increases, the iron plate outside the molten metal container becomes red hot and the temperature of the molten steel decreases, making it difficult to cast. becomes inconvenient. A carbon content of 5 to 30% and a magnesia of 70 to 95% have good corrosion resistance and spalling resistance. In terms of physical properties, apparent porosity (%)
A range of 1.5 to 10 is good as carbon oxidation is less. The compressive strength (Kg/cm 2 ) is preferably higher in the range of 150 to 1000 from the viewpoint of wear resistance against molten steel flow. The method for producing the unfired magnesia carbon brick is to knead and mold a carbon compound such as magnesia aggregate and scaly graphite together with a binder such as a phenolic resin, and heat and harden the mixture at 200 to 300°C. Examples of the quality are shown in the table below.
【表】
該れんがを流出口れんがに使用した結果を、従
来品と対比の基に第６図に示す。４は上部流出口
れんが、４′は下部流出口れんがで、実線ａは使
用前のれんがの形状を、鎖線ｃは不焼成マグネシ
ア・カーボン質れんがで16ch使用後の残存れん
が形状を示す。また２点鎖線ｂはジルコン質れん
がの時の16ch使用後の残存れんが形状を示す。
ジルコン質れんがの使用後の溶鋼流出口断面積
254.3cm2について、不焼成マグネシア・カーボン
質れんがの16ch使用後の溶鋼流出口断面積は50.2
cm2であつた。使用前のれんがの溶鋼流出口断面
33.2cm2から、ジルコン質れんがは254.3cm2（7.7倍）
に、マグネシア・カーボン質れんがは50.2cm2
（1.5倍）に、それぞれ溶鋼流出口断面が拡大し
た。
不焼成マグネシア・カーボン質れんがの溶鋼流
出口断面の損耗量は、直径で使用前の直径より約
10mmで、ほヾ完全な真円形で溶鋼流の乱流もな
く、注入速度の変化も少なく、鋼品質も優れてい
た。また、れんがの溶鋼通過面えの地金、スラグ
などの付着も皆無の状態で、使用後、れんがの交
換作業も従来のれんが約30分に対して、不焼成マ
グネシア・カーボン質れんがは含有カーボンの特
性である濡れ性と反応性とにより、隣接するれん
が（実施例ではロー石質）との相互反応溶着がな
く、流出口れんがの交換時間が約15分と半分に短
縮された。
以上の実施例より、流出口れんがの材質として
不焼成マグネシア・カーボン質れんがは、(1)耐食
性、耐スポール性が非常に良好であること、(2)均
一な微少溶損で溶鋼流出が整流であること、(3)溶
鋼との接触面に地金およびスラグの付着が少なく
交換補修が容易であること、(4)流出口に隣接する
れんが（実施例では高けい酸ロー石質れんが）と
の相互反応がなく、隣接れんがに悪影響を与え
ず、溶着もなく交換補修も容易であることなどが
確認され、製鋼作業に大きく寄与することが実証
された。
以上は本発明をスライデイングノズル方式での
流出口れんがに実施した例を述べたが、第７図に
示すように、溶融金属中へガスを吹き込むポーラ
スプラグ１０を設置する羽口れんが４，４′（流
出口れんがに対応）にも実施できる。１１はポー
ラスプラグ受である。
さらに第８図に示すように、連続鋳造用タンデ
ツシユでの流出口れんが４，４′にも実施できる。
１２はノズル、１３は浸漬ノズルを示す。これら
に実施しても、前述同様の効果が得られるもので
ある。[Table] The results of using this brick as an outlet brick are shown in Figure 6 in comparison with conventional products. 4 is an upper outlet brick, 4' is a lower outlet brick, the solid line a shows the shape of the brick before use, and the chain line c shows the shape of the unfired magnesia carbon brick remaining after 16 channels have been used. In addition, the two-dot chain line b shows the shape of the remaining brick after using 16 channels when using zircon bricks. Molten steel outlet cross-sectional area after using zircon bricks
For 254.3cm 2 , the cross-sectional area of the molten steel outlet after using 16 channels of unfired magnesia carbon bricks is 50.2
It was warm in cm2 . Cross section of molten steel outlet of brick before use
From 33.2cm 2 to 254.3cm 2 of zircon brick (7.7 times)
The magnesia carbon brick is 50.2cm 2
(1.5 times), the cross section of the molten steel outlet expanded. The amount of wear on the cross section of the molten steel outlet of unfired magnesia/carbon bricks is approximately
At 10mm, it was almost perfectly circular, there was no turbulence in the flow of molten steel, there was little change in injection speed, and the quality of the steel was excellent. In addition, there is no adhesion of bare metal or slag on the surface of the brick through which molten steel passes, and it takes about 30 minutes to replace the brick after use compared to conventional bricks. Due to the characteristics of wettability and reactivity, there was no mutual reaction welding with adjacent bricks (roascite in the example), and the time to replace the outlet brick was cut in half to about 15 minutes. From the above examples, unfired magnesia carbon bricks are recommended as the material for the outlet brick because (1) it has very good corrosion resistance and spalling resistance, and (2) the outflow of molten steel is rectified by uniform minute melting loss. (3) There is little base metal and slag adhering to the contact surface with molten steel, and replacement and repair is easy. (4) The bricks adjacent to the outlet (high silicate lousite bricks in the example) It has been confirmed that there is no interaction with other bricks, there is no adverse effect on adjacent bricks, there is no welding, and it is easy to replace and repair, proving that it will greatly contribute to steelmaking work. The above describes an example in which the present invention is applied to an outlet brick using a sliding nozzle method, but as shown in FIG. ′ (corresponding to the outlet brick) can also be carried out. 11 is a porous plug receiver. Furthermore, as shown in FIG. 8, the present invention can also be applied to the outlet bricks 4, 4' of a tundish for continuous casting.
12 is a nozzle, and 13 is an immersion nozzle. Even if these methods are implemented, the same effects as described above can be obtained.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第１図は本発明が実施される溶融金属容器の１
例である取鍋の縦断面図、第２図は第１図の要部
拡大縦断面図、第３図はスライデイングノズル方
式の別の例を示す要部縦断面図、第４図は従来の
流出口れんがの使用前後の状態を示す縦断面図、
第５図は各種れんがの耐食性比較試験結果を示す
図表、第６図は本発明と従来の流出口れんがの使
用前後の状態を示す縦断面図、第７図は本発明の
ポーラスプラグ方式における要部縦断面図、第８
図は本発明の連続鋳造用タンデツシユ方式におけ
る要部縦断面図である。
FIG. 1 shows one of the molten metal containers in which the present invention is implemented.
FIG. 2 is an enlarged vertical sectional view of the main part of FIG. 1, FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the main part showing another example of the sliding nozzle method, and FIG. 4 is a conventional one. A vertical sectional view showing the state of the outlet brick before and after use,
Fig. 5 is a chart showing the results of a comparative test of corrosion resistance of various bricks, Fig. 6 is a vertical cross-sectional view showing the state of the present invention and the conventional outlet brick before and after use, and Fig. 7 is the main points of the porous plug method of the present invention. Sectional longitudinal sectional view, No. 8
The figure is a longitudinal cross-sectional view of essential parts of the tundish system for continuous casting of the present invention.