JP2000044327A - スライディングノズルプレート - Google Patents
スライディングノズルプレートInfo
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- JP2000044327A JP2000044327A JP10212621A JP21262198A JP2000044327A JP 2000044327 A JP2000044327 A JP 2000044327A JP 10212621 A JP10212621 A JP 10212621A JP 21262198 A JP21262198 A JP 21262198A JP 2000044327 A JP2000044327 A JP 2000044327A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 優れた耐熱衝撃性を備えたスライディングノ
ズルプレートを提供する。 【解決手段】 電融アルミナ−ジルコニア骨材を使用し
たスライディングノズルプレートを前提としており、ア
ルミナ初晶の平均径が５〜７０μｍでありジルコニア含
有量が５〜４３重量％である電融アルミナ−ジルコニア
を３〜４０重量％含むことを特徴とする。初晶として析
出されるアルミナの平均径が５〜７０μｍの場合、アル
ミナ初晶とアルミナ−ジルコニア共晶部分とが細かく複
雑に混合するため、電融アルミナ−ジルコニア粒子を割
るには大きなエネルギーを必要とする。
ズルプレートを提供する。 【解決手段】 電融アルミナ−ジルコニア骨材を使用し
たスライディングノズルプレートを前提としており、ア
ルミナ初晶の平均径が５〜７０μｍでありジルコニア含
有量が５〜４３重量％である電融アルミナ−ジルコニア
を３〜４０重量％含むことを特徴とする。初晶として析
出されるアルミナの平均径が５〜７０μｍの場合、アル
ミナ初晶とアルミナ−ジルコニア共晶部分とが細かく複
雑に混合するため、電融アルミナ−ジルコニア粒子を割
るには大きなエネルギーを必要とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐火物部材である
スライディングノズルプレートに関し、特に耐熱衝撃性
を大幅に向上したスライディングノズルプレートに関す
るものである。
スライディングノズルプレートに関し、特に耐熱衝撃性
を大幅に向上したスライディングノズルプレートに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、スライディングノズルプレート
は、アルミナや電融アルミナ−ジルコニア等の耐火原料
と炭素等とをＳｉ系バインダー・ピッチ・フェノール樹
脂等と混練したのち成形・焼成することによって製造さ
れ、図３に示すように、アルミナや電融アルミナ−ジル
コニア等の骨材２とアルミナやカーボン等のマトリック
ス３とから成る。
は、アルミナや電融アルミナ−ジルコニア等の耐火原料
と炭素等とをＳｉ系バインダー・ピッチ・フェノール樹
脂等と混練したのち成形・焼成することによって製造さ
れ、図３に示すように、アルミナや電融アルミナ−ジル
コニア等の骨材２とアルミナやカーボン等のマトリック
ス３とから成る。
【０００３】ところで、上記のようなスライディングノ
ズルプレート１は、製鋼用の取鍋・タンディッシュなど
のスライディングノズル装置の耐火物部材として使用さ
れるため、特に耐熱衝撃性に優れることが要求される。
すなわち、使用時に受ける激しい熱衝撃によって亀裂が
生じた場合、この亀裂の進展を抑制できることが要求さ
れる。
ズルプレート１は、製鋼用の取鍋・タンディッシュなど
のスライディングノズル装置の耐火物部材として使用さ
れるため、特に耐熱衝撃性に優れることが要求される。
すなわち、使用時に受ける激しい熱衝撃によって亀裂が
生じた場合、この亀裂の進展を抑制できることが要求さ
れる。
【０００４】そこで従来より、亀裂を屈曲させる（エネ
ルギーを消費させる）ことによって亀裂の進展を抑制す
る方法が提案されており、例えば「耐火物．Vol.36,No.
5,p300-304(1984)」「第５５回造塊用耐火物専門委員会
本委員会試料(1979)」「特許登録１３７３５６８号公
報」「特許登録１５８５２６２号公報」「特許登録２５
０９０９３号公報」等では、亀裂を屈曲させる骨材２と
して様々な組成が試みられている。すなわち、マトリッ
クス３とは異なる熱膨張率や弾性率をもつ骨材２あるい
はマトリックス３とは異なる熱膨張のヒステリシスを示
す骨材２を添加することによって、残留応力やマイクロ
クラックを発生させて骨材２周囲で亀裂を屈曲させるよ
うにしている。
ルギーを消費させる）ことによって亀裂の進展を抑制す
る方法が提案されており、例えば「耐火物．Vol.36,No.
5,p300-304(1984)」「第５５回造塊用耐火物専門委員会
本委員会試料(1979)」「特許登録１３７３５６８号公
報」「特許登録１５８５２６２号公報」「特許登録２５
０９０９３号公報」等では、亀裂を屈曲させる骨材２と
して様々な組成が試みられている。すなわち、マトリッ
クス３とは異なる熱膨張率や弾性率をもつ骨材２あるい
はマトリックス３とは異なる熱膨張のヒステリシスを示
す骨材２を添加することによって、残留応力やマイクロ
クラックを発生させて骨材２周囲で亀裂を屈曲させるよ
うにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のスライディングノズルプレート１では、ある程度の
耐熱衝撃性は確保できるものの優れた耐熱衝撃性を期待
することは難しく、特に、内孔エッジ部（図示せず）の
亀裂による剥離・欠落が問題視されている。
来のスライディングノズルプレート１では、ある程度の
耐熱衝撃性は確保できるものの優れた耐熱衝撃性を期待
することは難しく、特に、内孔エッジ部（図示せず）の
亀裂による剥離・欠落が問題視されている。
【０００６】電融アルミナ−ジルコニア粒子を割ること
によりエネルギーを消費させて亀裂の進展を抑制する方
法も考えられるが、このような方法では、電融アルミナ
−ジルコニア粒子自体に亀裂が生じているような場合、
マトリックス３で発生した亀裂は直進することになり
（迂回するよりも電融アルミナ−ジルコニア粒子を割る
方が消費エネルギーが小さいため）、耐熱衝撃性向上の
効果は小さい。
によりエネルギーを消費させて亀裂の進展を抑制する方
法も考えられるが、このような方法では、電融アルミナ
−ジルコニア粒子自体に亀裂が生じているような場合、
マトリックス３で発生した亀裂は直進することになり
（迂回するよりも電融アルミナ−ジルコニア粒子を割る
方が消費エネルギーが小さいため）、耐熱衝撃性向上の
効果は小さい。
【０００７】本発明は上記従来の事情に基づいて提案さ
れたものであって、優れた耐熱衝撃性を備えたスライデ
ィングノズルプレートを提供することを目的とするもの
である。
れたものであって、優れた耐熱衝撃性を備えたスライデ
ィングノズルプレートを提供することを目的とするもの
である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために以下の手段を採用している。すなわち、本発
明は電融アルミナ−ジルコニア骨材を使用したスライデ
ィングノズルプレートを前提としており、アルミナ初晶
の平均径が５〜７０μｍでありジルコニア含有量が５〜
４３重量％である電融アルミナ−ジルコニアを３〜４０
重量％含むことを特徴とする。
するために以下の手段を採用している。すなわち、本発
明は電融アルミナ−ジルコニア骨材を使用したスライデ
ィングノズルプレートを前提としており、アルミナ初晶
の平均径が５〜７０μｍでありジルコニア含有量が５〜
４３重量％である電融アルミナ−ジルコニアを３〜４０
重量％含むことを特徴とする。
【０００９】初晶として析出されるアルミナの平均径が
５〜７０μｍの場合、アルミナ初晶とアルミナ−ジルコ
ニア共晶部分とが細かく複雑に混合するため、電融アル
ミナ−ジルコニア粒子を割るには大きなエネルギーを必
要とする。従って図１（ａ）に示すように、亀裂４は骨
材２周囲で屈曲することになる。一方、上記平均径が５
μｍより小さい場合は、電融アルミナ−ジルコニア粒子
を構成するアルミナとアルミナ−ジルコニア共晶とが細
かすぎるため割れやすくなる。また、上記平均径が７０
μｍより大きい場合は、図１（ｂ）に示すように、アル
ミナ−ジルコニア共晶のマトリックス３に大きなアルミ
ナが分散している組織となるため割れやすくなる（アル
ミナは熱衝撃に弱いため）とともに、上記共晶部分が数
百μｍ程度の領域に分かれ、この領域の境界５に亀裂が
生じやすくなる（従来の電融アルミナ−ジルコニア粒子
を使用したスライディングノズルプレートにおいて期待
されたほど耐熱衝撃性が向上しなかったのはこの理由に
よると思われる。）。
５〜７０μｍの場合、アルミナ初晶とアルミナ−ジルコ
ニア共晶部分とが細かく複雑に混合するため、電融アル
ミナ−ジルコニア粒子を割るには大きなエネルギーを必
要とする。従って図１（ａ）に示すように、亀裂４は骨
材２周囲で屈曲することになる。一方、上記平均径が５
μｍより小さい場合は、電融アルミナ−ジルコニア粒子
を構成するアルミナとアルミナ−ジルコニア共晶とが細
かすぎるため割れやすくなる。また、上記平均径が７０
μｍより大きい場合は、図１（ｂ）に示すように、アル
ミナ−ジルコニア共晶のマトリックス３に大きなアルミ
ナが分散している組織となるため割れやすくなる（アル
ミナは熱衝撃に弱いため）とともに、上記共晶部分が数
百μｍ程度の領域に分かれ、この領域の境界５に亀裂が
生じやすくなる（従来の電融アルミナ−ジルコニア粒子
を使用したスライディングノズルプレートにおいて期待
されたほど耐熱衝撃性が向上しなかったのはこの理由に
よると思われる。）。
【００１０】電融アルミナ−ジルコニアのジルコニア含
有量は、上述したように５〜４３重量％とし、１０〜３
０重量％が好ましい。上記ジルコニア含有量が５重量％
未満の場合は、残留応力・マイクロクラックの発生がな
いため亀裂進展の抑制効果がなく、４３重量％を越える
場合は、ジルコニアが初晶となり熱膨張のヒステリシス
が大きくなりすぎるため骨材２周囲のマイクロクラック
が多くなりすぎて逆効果になる。
有量は、上述したように５〜４３重量％とし、１０〜３
０重量％が好ましい。上記ジルコニア含有量が５重量％
未満の場合は、残留応力・マイクロクラックの発生がな
いため亀裂進展の抑制効果がなく、４３重量％を越える
場合は、ジルコニアが初晶となり熱膨張のヒステリシス
が大きくなりすぎるため骨材２周囲のマイクロクラック
が多くなりすぎて逆効果になる。
【００１１】スライディングノズルプレートに添加する
電融アルミナ−ジルコニアは、上述したように３〜４０
重量％とし、５〜３０重量％好ましい。３重量％未満の
場合は耐熱衝撃性向上の効果がなく、４０重量％を越え
る場合は残留応力・マイクロクラックが多くなりすぎて
逆効果になる。
電融アルミナ−ジルコニアは、上述したように３〜４０
重量％とし、５〜３０重量％好ましい。３重量％未満の
場合は耐熱衝撃性向上の効果がなく、４０重量％を越え
る場合は残留応力・マイクロクラックが多くなりすぎて
逆効果になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に従って詳細に説明する。まず、実施例１〜５および比
較例１〜３として以下に示すスライディングノズルプレ
ートの残存強度比を表１に示す。この残存強度比は、各
スライディングノズルプレートから２０×２０×１００
ｍｍの試料を切り出し、切り出した試料を１２００℃に
急加熱した後徐冷し、その際に測定した加熱後強度を加
熱前強度で割ることによって算出した。
に従って詳細に説明する。まず、実施例１〜５および比
較例１〜３として以下に示すスライディングノズルプレ
ートの残存強度比を表１に示す。この残存強度比は、各
スライディングノズルプレートから２０×２０×１００
ｍｍの試料を切り出し、切り出した試料を１２００℃に
急加熱した後徐冷し、その際に測定した加熱後強度を加
熱前強度で割ることによって算出した。
【００１３】また、アルミナ初晶の平均径は、以下のよ
うにして測定した。すなわち、電融アルミナ−ジルコニ
アの切断面を顕微鏡写真に撮り、図２（ａ）に示すよう
に、アルミナ粒子の最大幅に対応する線分Ａの長さａと
該線分Ａの中点で直交する線分Ｂの長さｂとの平均値を
粒径とし（粒径＝（ａ＋ｂ）／２）、このように測定し
た３００の粒径の平均値を平均径とした。なお、図２
（ｂ）に示すように、複数のアルミナ粒子が相互に接合
している場合、粒径は、接合部分で分離して測定するよ
うにした。
うにして測定した。すなわち、電融アルミナ−ジルコニ
アの切断面を顕微鏡写真に撮り、図２（ａ）に示すよう
に、アルミナ粒子の最大幅に対応する線分Ａの長さａと
該線分Ａの中点で直交する線分Ｂの長さｂとの平均値を
粒径とし（粒径＝（ａ＋ｂ）／２）、このように測定し
た３００の粒径の平均値を平均径とした。なお、図２
（ｂ）に示すように、複数のアルミナ粒子が相互に接合
している場合、粒径は、接合部分で分離して測定するよ
うにした。
【００１４】なお、電融アルミナ−ジルコニアは、アル
ミナとジルコニアとの溶融物を冷却することによって得
られる。すなわち、ジルコニア含有量が４３重量％以下
の上記溶融物を冷却すると、アルミナが初晶として析出
された後、アルミナとジルコニアとが共晶として同時に
析出され、アルミナ初晶とアルミナ−ジルコニア共晶と
が混在した組織が得られる（冷却速度と組織との詳細な
関係は不明であるが、冷却速度によって組織が異なり、
冷却速度が速いと初晶のアルミナ粒子が小さくな
る。）。
ミナとジルコニアとの溶融物を冷却することによって得
られる。すなわち、ジルコニア含有量が４３重量％以下
の上記溶融物を冷却すると、アルミナが初晶として析出
された後、アルミナとジルコニアとが共晶として同時に
析出され、アルミナ初晶とアルミナ−ジルコニア共晶と
が混在した組織が得られる（冷却速度と組織との詳細な
関係は不明であるが、冷却速度によって組織が異なり、
冷却速度が速いと初晶のアルミナ粒子が小さくな
る。）。
【００１５】（実施例１）アルミナ初晶の平均径が３０
μｍ以下でありジルコニア含有量が２５重量％である電
融アルミナ−ジルコニアが５重量％、アルミナが８５重
量％、残部がカーボン等からなるスライディングノズル
プレート。
μｍ以下でありジルコニア含有量が２５重量％である電
融アルミナ−ジルコニアが５重量％、アルミナが８５重
量％、残部がカーボン等からなるスライディングノズル
プレート。
【００１６】（実施例２）アルミナ初晶の平均径が３０
μｍ以下でありジルコニア含有量が２５重量％である電
融アルミナ−ジルコニアが１５重量％、アルミナが７５
重量％、残部がカーボン等からなるスライディングノズ
ルプレート。
μｍ以下でありジルコニア含有量が２５重量％である電
融アルミナ−ジルコニアが１５重量％、アルミナが７５
重量％、残部がカーボン等からなるスライディングノズ
ルプレート。
【００１７】（実施例３）アルミナ初晶の平均径が３０
μｍ以下でありジルコニア含有量が２５重量％である電
融アルミナ−ジルコニアが２５重量％、アルミナが６５
重量％、残部がカーボン等からなるスライディングノズ
ルプレート。
μｍ以下でありジルコニア含有量が２５重量％である電
融アルミナ−ジルコニアが２５重量％、アルミナが６５
重量％、残部がカーボン等からなるスライディングノズ
ルプレート。
【００１８】（実施例４）アルミナ初晶の平均径が３０
μｍ以下でありジルコニア含有量が１０重量％である電
融アルミナ−ジルコニアが１５重量％、アルミナが７５
重量％、残部がカーボン等からなるスライディングノズ
ルプレート。
μｍ以下でありジルコニア含有量が１０重量％である電
融アルミナ−ジルコニアが１５重量％、アルミナが７５
重量％、残部がカーボン等からなるスライディングノズ
ルプレート。
【００１９】（実施例５）アルミナ初晶の平均径が３０
μｍ以下でありジルコニア含有量が４０重量％である電
融アルミナ−ジルコニアが１５重量％、アルミナが７５
重量％、残部がカーボン等からなるスライディングノズ
ルプレート。
μｍ以下でありジルコニア含有量が４０重量％である電
融アルミナ−ジルコニアが１５重量％、アルミナが７５
重量％、残部がカーボン等からなるスライディングノズ
ルプレート。
【００２０】（比較例１）アルミナ初晶の平均径が８０
μｍ以下でありジルコニア含有量が３０重量％である電
融アルミナ−ジルコニアが１５重量％、アルミナが７５
重量％、残部がカーボン等からなるスライディングノズ
ルプレート。
μｍ以下でありジルコニア含有量が３０重量％である電
融アルミナ−ジルコニアが１５重量％、アルミナが７５
重量％、残部がカーボン等からなるスライディングノズ
ルプレート。
【００２１】（比較例２）アルミナ初晶の平均径が３０
μｍ以下でありジルコニア含有量が２５重量％である電
融アルミナ−ジルコニアが２重量％、アルミナが８８重
量％、残部がカーボン等からなるスライディングノズル
プレート。
μｍ以下でありジルコニア含有量が２５重量％である電
融アルミナ−ジルコニアが２重量％、アルミナが８８重
量％、残部がカーボン等からなるスライディングノズル
プレート。
【００２２】（比較例３）アルミナ初晶の平均径が３０
μｍ以下でありジルコニア含有量が２５重量％である電
融アルミナ−ジルコニアが４０重量％、アルミナが６０
重量％、残部がカーボン等からなるスライディングノズ
ルプレート。
μｍ以下でありジルコニア含有量が２５重量％である電
融アルミナ−ジルコニアが４０重量％、アルミナが６０
重量％、残部がカーボン等からなるスライディングノズ
ルプレート。
【００２３】
【表１】
【００２４】表１に示すように、実施例１〜５のスライ
ディングノズルプレートは、比較例１〜３のスライディ
ングノズルプレートに比べて残存強度比が大きい。すな
わち、アルミナ初晶の平均径が５〜７０μｍでありジル
コニア含有量が５〜４３重量％である電融アルミナ−ジ
ルコニアを３〜４０重量％含むスライディングノズルプ
レートは耐熱衝撃性に優れていることが判る（残存強度
比が大きいほど耐熱衝撃性に優れている。）。
ディングノズルプレートは、比較例１〜３のスライディ
ングノズルプレートに比べて残存強度比が大きい。すな
わち、アルミナ初晶の平均径が５〜７０μｍでありジル
コニア含有量が５〜４３重量％である電融アルミナ−ジ
ルコニアを３〜４０重量％含むスライディングノズルプ
レートは耐熱衝撃性に優れていることが判る（残存強度
比が大きいほど耐熱衝撃性に優れている。）。
【００２５】なお、電融アルミナ−ジルコニアの粒径は
特に限定されるものではないが、０．５〜５ｍｍとする
のが好ましい。０．５ｍｍより小さい場合はマイクロク
ラックの効果が少なくなり、５ｍｍより大きい場合はス
ライディングノズルプレートの強度が若干低下する。
特に限定されるものではないが、０．５〜５ｍｍとする
のが好ましい。０．５ｍｍより小さい場合はマイクロク
ラックの効果が少なくなり、５ｍｍより大きい場合はス
ライディングノズルプレートの強度が若干低下する。
【００２６】
【発明の効果】以上のように、本発明は、組成や粒度で
なく粒子の微構造に着目することによって、耐熱衝撃性
に優れたスライディングノズルプレートを提供すること
を可能とした。
なく粒子の微構造に着目することによって、耐熱衝撃性
に優れたスライディングノズルプレートを提供すること
を可能とした。
【図１】亀裂進展の説明図である。
【図２】粒径の測定方法の説明図である。
【図３】スライディングノズルプレートの説明図であ
る。
る。
【符号の説明】 １ スライディングノズルプレート ２ 骨材 ３ マトリックス
Claims (1)
- 【請求項１】 電融アルミナ−ジルコニア骨材を使用し
たスライディングノズルプレートにおいて、 アルミナ初晶の平均径が５〜７０μｍでありジルコニア
含有量が５〜４３重量％である電融アルミナ−ジルコニ
アを３〜４０重量％含むことを特徴とするスライディン
グノズルプレート。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10212621A JP2000044327A (ja) | 1998-07-28 | 1998-07-28 | スライディングノズルプレート |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10212621A JP2000044327A (ja) | 1998-07-28 | 1998-07-28 | スライディングノズルプレート |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000044327A true JP2000044327A (ja) | 2000-02-15 |
Family
ID=16625721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10212621A Pending JP2000044327A (ja) | 1998-07-28 | 1998-07-28 | スライディングノズルプレート |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000044327A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112009000274T5 (de) | 2008-01-30 | 2011-02-10 | Krosakiharima Corp., Kitakyushu-shi | Refraktäres Zirkoniumdioxid-Mullit-Rohmaterial und plattenförmiger Ziegel |
-
1998
- 1998-07-28 JP JP10212621A patent/JP2000044327A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112009000274T5 (de) | 2008-01-30 | 2011-02-10 | Krosakiharima Corp., Kitakyushu-shi | Refraktäres Zirkoniumdioxid-Mullit-Rohmaterial und plattenförmiger Ziegel |
| US8138109B2 (en) | 2008-01-30 | 2012-03-20 | Krosakiharima Corporation | Zirconia-mullite refractory raw material and a plate brick |
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