JP2000327401A

JP2000327401A - スライドゲート用プレート

Info

Publication number: JP2000327401A
Application number: JP11132583A
Authority: JP
Inventors: Isao Watanabe; 勲渡辺; Nobuhiro Hasebe; 悦弘長谷部; Kazuo Ito; 和男伊藤; Osamu Morita; 修森田
Original assignee: Toshiba Ceramics Co Ltd
Current assignee: Coorstek KK
Priority date: 1999-05-13
Filing date: 1999-05-13
Publication date: 2000-11-28

Abstract

(57)【要約】【課題】大幅なコスト増を招くことなく、多数回の使
用を可能とし得るスライドゲート用プレートを提供す
る。【解決手段】一種若しくは二種以上の耐火物材料から
なる耐火物骨材７５〜９６ｗｔ％、比表面積が３０００
ｃｍ² ／ｇ以上、１０００ｃｍ² ／ｇ以下の二種の金属
粉末０．５〜５ｗｔ％、及び炭素質粉末２〜１０ｗｔ％
の混合物に、外率で、熱効硬化樹脂３〜１０ｗｔ％を添
加して混練し、成形後、焼成してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄鋼業において溶
銑や溶鋼等の溶融金属の流量制御に使用されるスライド
ゲート用プレートに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のスライドゲート用プレー
トとしては、一種若しくは二種以上の耐火物材料、炭化
硼素粉末、アルミニウム粉末及び炭素粉末の混合物に、
タール、ピッチ又は合成樹脂を適量添加して混練し、成
形後、焼成してなるもの（特公昭６３−１１３１２号公
報参照）、又、耐火物材料、アルミニウム−シコリン合
金粉末若しくはアルミニウム粉末とシリコン粉末の混合
粉末、及び炭素粉末の混合物に、有機結合剤を適量添加
して混練し、成形後、焼成してなるもの（特公昭６１−
４１８６１号公報参照）が知られている。前者のスライ
ドゲート用プレートは、炭化硼素あるいはアルミニウム
が他の耐火物粉末及び炭素粉末とそれぞれ反応すること
で強度を発現し、かつ、それらの反応生成物が複雑に絡
み合って特異な組織形態を示すと共に、優れた耐酸化性
を示すというものである。又、後者のスライドゲート用
プレートは、アルミニウムとシリコンを窒化あるいは炭
化させることで、機械的強度に優れ、かつ、耐食性に優
れたものとなるというものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のスライ
ドゲート用プレートのうち、前者のものでは、炭化硼素
が溶融金属中の酸素と反応してガラス状の低融点化合物
を生成し、この低融点化合物が使用時に溶融金属流によ
って洗い流されるので、多数回の使用により組織脆弱化
あるいは強度の低下が進行し、摺動面の摩耗損傷が多く
なる不具合がある。又、後者のものでは、通常のＣＯ，
ＣＯ₂ ガス雰囲気において焼成した場合、その特徴であ
る窒化アルミニウムよりも炭化アルミニウムの方を生成
し易いので、焼成雰囲気を高濃度の窒素ガス雰囲気にし
なければならず、コスト高となる不具合がある。そこ
で、本発明は、大幅なコスト増を招くことなく、多数回
の使用を可能とし得るスライドゲート用プレートを提供
することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明のスライドゲート用プレートは、一種若しく
は二種以上の耐火物材料からなる耐火物骨材７５〜９６
ｗｔ％、比表面積が３０００ｃｍ² ／ｇ以上、１０００
ｃｍ² ／ｇ以下の二種の金属粉末０．５〜５ｗｔ％、及
び炭素質粉末２〜１０ｗｔ％の混合物に、外率で、熱硬
化性樹脂３〜１０ｗｔ％を添加して混練し、成形後、焼
成してなることを特徴とする。前記耐火物骨材は、アル
ミナ−ジルコニア系耐火物骨材であることが好ましい。
前記アルミナ−ジルコニア系耐火物骨材は、焼結アルミ
ナ系耐火物材料６５〜８０ｗｔ％、電融ジルコニア系耐
火物材料１０〜２０ｗｔ％、シリカ系耐火物材料０．５
〜５ｗｔ％、及び炭化珪素粉末０．５〜５ｗｔ％からな
ることが好ましい。

【０００５】上記手段においては、比表面積が３０００
ｃｍ² ／ｇ以上の金属粉末は、反応性が高く、焼成時に
蒸気化（ガス化）して耐火物の微細な組織まで分散し、
コークスブリーズ中あるいは添加した熱硬化性樹脂等の
カーボン源から発生するＣＯ，ＣＯ₂ ，Ｎ₂ ，Ｏ₂ 等の
ガスと容易に反応し、酸化物あるいは窒化物等となり組
織を緻密化する。一方、比表面積が１０００ｃｍ² ／ｇ
以下の金属粉末は、反応ガスとの接触面積は少なく、融
点以上の熱を受けた場合、まず、表層部分がＣＯ，ＣＯ
₂ ，Ｎ₂，Ｏ₂ 等のガスと反応し、酸化膜、炭化膜又は
窒化膜を形成し、その後、徐々に中心部分との反応が進
むので、比表面積が３０００ｃｍ² ／ｇ以上の金属粉末
と比較して反応性が低い。このため、融点を超える温度
で焼成を行っても、金属粉末の状態で残存することが多
く、使用時に溶融金属中の酸化物（例えば、ＦｅＯ）を
還元（ＦｅＯ＋金属粉→Ｆｅ＋金属酸化物）する。

【０００６】混合物中の耐火物骨材の添加量が、７５ｗ
ｔ％未満であると、耐食性が低下する、一方、９６ｗｔ
％を超えると、耐スポーリング性が低下する。混合物中
の耐火物骨材の添加量は、８０〜９５ｗｔ％が好まし
く、より好ましくは８２〜９０ｗｔ％である。

【０００７】混合物中の二種の金属粉末の添加量が、
０．５ｗｔ％未満であると、耐火物の組織を緻密化する
効果が少ない、一方、５ｗｔ％を超えると、焼成時の金
属粉末の反応により耐火物の組織を破壊するおそれがあ
る。二種の金属粉末の添加量は、１．０〜４．０ｗｔ％
が好ましく、より好ましくは２．０〜３．０ｗｔ％であ
る。一方の金属粉末の比表面積が、３０００ｃｍ² ／ｇ
未満であると、一方の金属粉末が溶融、ガス化し難く、
耐火物の微細な組織まで分散し、組織を緻密化させるこ
とができなくなる。一方の金属粉末の比表面積は、３５
００ｃｍ² ／ｇ以上が好ましく、より好ましくは４００
０ｃｍ² ／ｇ以上である。他方の金属粉末の比表面積
が、１０００ｃｍ² ／ｇを超えると、使用時に溶融金属
中の酸化物を還元する効果が得られ難く、かつ、比表面
積の異なる二種の金属粉末を添加併用する意義が失われ
る。他方の金属粉末の比表面積は、９００ｃｍ² ／ｇ以
下が好ましく、より好ましくは８００ｃｍ² ／ｇ以下で
ある。金属粉末としては、上述したような比表面積を有
するものであれば何ら制限されるものではないが、コス
トあるいは扱い易さ等の点から、アルミニウム（Ａ
ｌ）、シリコン（Ｓｉ）、Ａｌ−マグネシウム（Ｍｇ）
合金、Ｓｉ−Ａｌ合金、Ｍｇ等の粉末が用いられる。

【０００８】混合物中の炭素質粉末の添加量が、２ｗｔ
％未満であると、耐熱衝撃性が低下する一方、１０ｗｔ
％を超えると、耐食性が低下する。炭素質粉末の添加量
は、２〜８ｗｔ％が好ましく、より好ましくは４〜８ｗ
ｔ％である。

【０００９】アルミナ−ジルコニア系耐火物骨材中の主
骨材としての焼結アルミナ系耐火物材料の添加量が、６
５ｗｔ％未満であると、耐食性が低下する、一方、８０
ｗｔ％を超えると、耐スポーリング性が低下する。焼結
アルミナ系耐火物材料の添加量は、６８〜７８ｗｔ％が
好ましく、より好ましくは７０〜７５ｗｔ％である。

【００１０】アルミナ−ジルコニア系耐火物骨材中の電
融ジルコニア系耐火物材料は、耐食性と耐スポーリング
性の向上に寄与する。電融ジルコニア系耐火物材料の添
加量が、１０ｗｔ％未満であると、上記耐食性と耐スポ
ーリング性の向上効果がみられない、一方、２０ｗｔ％
を超えると、ジルコニアの異常膨張を生じ、プレートの
製造が困難になる。電融ジルコニア系耐火物材料の添加
量は、１０〜１８ｗｔ％が好ましく、より好ましくは１
２〜１５ｗｔ％である。

【００１１】アルミナ−ジルコニア系耐火物骨材中のシ
リカ系耐火物材料は、耐スポーリング性の向上に寄与す
る。シリカ系耐火物材料の添加量が、０．５ｗｔ％未満
であると、上記耐スポーリング性の向上効果がみられな
い、一方、５ｗｔ％を超えると、耐食性が低下する。シ
リカ系耐火物材料の添加量は、１〜４ｗｔ％が好まし
く、より好ましくは１〜２ｗｔ％である。

【００１２】アルミナ−ジルコニア系耐火物骨材中の炭
化珪素粉末は、強度の向上、低膨張化、酸化抑制に寄与
する。炭化珪素粉末の添加量が、０．５ｗｔ％未満であ
ると、上記強度の向上、低膨張化、酸化抑制効果がみら
れない、一方、５ｗｔ％を超えると、耐食性が低下す
る。炭化珪素の添加量は、１〜４ｗｔ％が好ましく、よ
り好ましくは１．５〜２ｗｔ％である。

【００１３】なお、焼成後、プレートにピッチあるいは
タールを１回又は２回以上含浸してもよい。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て具体的な実施例と比較例を参照して説明する。実施例１〜８先ず、表１に示す割合のアルミナ−ジルコニア系耐火物
骨材（焼結アルミナ系耐火物材料、電融ジルコニア系耐
火物材料、シリカ系耐火物材料及び炭化珪素粉末からな
る）、比表面積が３０００ｃｍ² ／ｇ以上、１０００ｃ
ｍ² ／ｇ以上の二種の金属粉末（例えば、Ａｌ粉末）、
及び炭素質粉末（カーボン粉末）の混合物に、外率で、
結合材として熱硬化性樹脂（フェノール樹脂）４ｗｔ％
を添加して混練し、スライドゲート用プレートの形状に
成形し、乾燥後、コークスブリーズを充填させた還元性
雰囲気において１２００℃の温度で焼成して各種のスラ
イドゲート用プレートを得た。各プレートの見掛気孔
率、圧縮強さ、耐食性及び耐熱衝撃性は、それぞれ表１
に示すようになった。

【００１５】

【表１】

【００１６】次に、実施例１、６、７、８のプレートの
外周にループ状をなす帯板状の鉄皮を嵌着し、摺動面に
研削加工を施し、上、下ノズルと相俟ってスライドゲー
トを構成して８０トン及び１１０トンの取鍋に実機使用
したところ、耐用回数は、表１に示すようになった。

【００１７】比較例１〜６先ず、表２に示す割合のアルミナ−ジルコニア系耐火物
骨材（焼結アルミナ系耐火物材料）、電融ジルコニア系
耐火物材料、シリカ系耐火物材料及び炭化珪素粉末から
なる）、比表面積が３０００ｃｍ² ／ｇ以上、３０００
ｃｍ² ／ｇ未満、１０００ｃｍ² ／ｇ超（表２において
は３０００ｃｍ² ／ｇ未満と記載されている）、及び１
０００ｃｍ² ／ｇ以下の三種の金属粉末（例えば、Ａｌ
粉末）、及び炭素質粉末（カーボン粉末）の混合物に、
外率で、結合材として、熱硬化性樹脂（フェノール樹
脂）４ｗｔ％を添加して混練し、スライドゲート用プレ
ートの形状に成形し、乾燥後、コークスブリーズを充填
させた還元性雰囲気において１２００℃の温度で焼成し
て各種のスライドゲート用プレートを得た。各プレート
の見掛気孔率、圧縮強さ、耐食性及び耐熱衝撃性は、そ
れぞれ表２に示すようになった。

【００１８】

【表２】

【００１９】次に、比較例１、３、６のプレートの外周
にルーブ状をなす帯板状の鉄皮を嵌着し、摺動面に研削
加工を施し、上、下ノズルと相俟ってスライドゲートを
構成して８０トン及び１００トンの取鍋に実機使用した
ところ、耐用回数は、表２に示すようになった。

【００２０】なお、耐食性は、１６００℃の温度の溶鋼
（ＳＳ鋼）中に試料を１０ｒｐｍで回転させながら６０
分間浸漬し、浸漬部分の損傷量の多少によって判定し、
又、耐熱衝撃性は、１６００℃の温度の溶鋼中に試料を
１分間浸漬し、取り出した後１分間送風して急冷する操
作を３回繰り返し、外観の亀裂の発生状況を観察して判
定した。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のスライド
ゲート用プレートによれば、通常の製造方法によって得
られるので、大幅なコスト増を招くことがなく、又、比
表面積３０００ｃｍ² ／ｇ以上の金属粉末が組織を緻密
化する一方、比表面積１０００ｃｍ² ／ｇ以下の金属粉
末が溶融金属中の酸化物を還元するので、従来のものに
比べて強度及び耐食性を高めることができ、かつ、多数
回の使用ができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ２７Ｄ 3/14 Ｃ０４Ｂ 35/10 Ｆ (72)発明者伊藤和男愛知県刈谷市小垣江町南藤１番地東芝セラミックス株式会社刈谷製造所内 (72)発明者森田修愛知県刈谷市小垣江町南藤１番地東芝セラミックス株式会社刈谷製造所内Ｆターム(参考） 4E014 MA12 4G030 AA17 AA36 AA37 AA47 AA60 AA61 BA23 BA29 BA33 GA14 PA14 4K002 AB04 BC03 BD03 4K055 JA11 JA18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一種若しくは二種以上の耐火物材料から
なる耐火物骨材７５〜９６ｗｔ％、比表面積が３０００
ｃｍ² ／ｇ以上、１０００ｃｍ² ／ｇ以下の二種の金属
粉末０．５〜５ｗｔ％、及び炭素質粉末２〜１０ｗｔ％
の混合物に、外率で、熱硬化性樹脂３〜１０ｗｔ％を添
加して混練し、成形後、焼成してなることを特徴とする
スライドゲート用プレート。
【請求項２】前記耐火物骨材が、アルミナ−ジルコニ
ア系耐火物骨材であることを特徴とする請求項１記載の
スライドゲート用プレート。
【請求項３】前記アルミナ−ジルコニア系耐火物骨材
が、焼結アルミナ系耐火物材料６５〜８０ｗｔ％、電融
ジルコニア系耐火物材料１０〜２０ｗｔ％、シリカ系耐
火物材料０．５〜５ｗｔ％、及び炭化珪素粉末０．５〜
５ｗｔ％からなることを特徴とする請求項２記載のスラ
イドゲート用プレート。