JP2003335573A - スリット式ガス吹き込みプラグ - Google Patents

スリット式ガス吹き込みプラグ

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JP2003335573A
JP2003335573A JP2002147095A JP2002147095A JP2003335573A JP 2003335573 A JP2003335573 A JP 2003335573A JP 2002147095 A JP2002147095 A JP 2002147095A JP 2002147095 A JP2002147095 A JP 2002147095A JP 2003335573 A JP2003335573 A JP 2003335573A
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gas blowing
slit
type gas
alumina
refractory
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JP2002147095A
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English (en)
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Eiji Ishihara
英治 石原
Kimiaki Sasaki
王明 佐々木
Seijiro Tanaka
征二郎 田中
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JFE Refractories Corp
Original Assignee
Kawasaki Refractories Co Ltd
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  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶融金属容器の底部からガスを吹き込むた
めの耐熱スポール性に優れたスリット式ガス吹き込みプ
ラグを提供するにある。 【解決手段】 不定形耐火物や定形耐火物の所定の位
置に可燃性や溶解性、昇華性のシート材を埋設状態とし
て所定の温度で焼成したり、溶解してガス吹き込み用の
所定幅のスリットを開口したスリット式ガス吹き込みプ
ラグで、耐火骨材として粒径0.5mm以上のジルコニ
アムライト1〜14重量%にアルミナを主成分として配
合している。ジルコニアムライトの粒径は0.5mm以
上で、アルミナの最大粒径よりも小粒径のものとするの
が好ましく、ジルコニアムライトを2〜7重量%配合す
るのが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、冶金分野における
耐熱スポール性に優れたスリット式ガス吹き込みプラグ
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】溶融金属容器の底部からガスを吹き込む
ためのガス吹き込み用プラグとして、れんが内の気孔を
介して通気させていたポーラス式のポーラスプラグに代
わって、微密なれんがにプラグの底面から上面まで連統
した一定のスリットのガス通路を確保したスリツト式プ
ラグが広く使用されている。
【0003】このスリット式プラグの製造の際、ガス吹
き込み用のスリットは、たとえば可燃性シートに不定形
耐火物を充填して所定温度で焼成させることにより形成
されるが、そこで使用される不定形耐火物としては取鍋
精錬用内張り耐火物として優れたアルミナ系不定形耐火
物か採用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】スリット式プラグは、
ポーラスプラグと比較して微密であるため耐食性に優れ
ており、従来からの損傷要因である酸素洗浄時の損傷を
低減できて、高耐用を達成している。しかし、使用の際
の溶融金属による高温受熱と冷却により、熱的応力歪み
によって亀裂、いわゆる熱スポールが発生し、主な損傷
原因になっている。
【0005】この耐熱スポーリング性を向上させる手段
として、例えば特開平9−52168では粒子径50μ
m以下のジルコニアムライト微粉1〜5重量%をポーラ
スプラグに適用する方法が開示されているが、これをス
リット式ガス吹き込みプラグに使用した場合は、そのま
までは耐熱スポ─リング性を向上できないものであり、
その適用範囲が異なることが分った。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
点に鑑みたもので、上記の課題を解決するために不定形
耐火物や定形耐火物の所定の位置に可燃性や溶解性、昇
華性のシート材を埋設状態として所定の温度で焼成した
り、溶解してガス吹き込み用の所定幅のスリットを設け
たスリット式ガス吹き込みプラグであって、上記耐火骨
材が粒径0.5mm以上のジルコニアムライト1〜14
重量%にアルミナを主成分として配合したことを特徴と
する耐熱スポール性に優れたスリット式ガス吹き込みプ
ラグを提供するものである。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明のスリット式ガス吹き込み
プラグは、不定形耐火物や定形耐火物の所定の位置に可
燃性や溶解性、昇華性のシート材を埋設状態として所定
の温度で焼成したり、溶解してガス吹き込み用の所定幅
のスリットを設けたスリット式ガス吹き込みプラグであ
って、上記耐火骨材が粒径0.5mm以上のジルコニア
ムライト1〜14重量%にアルミナを主成分として配合
したことを特徴としている。
【0008】本発明の原理は、スリット式ガス吹き込み
プラグにおいて、アルミナ中にジルコニアムライト骨材
を含有することにより、耐熱スポール性を向上させるこ
とにある。
【0009】ガス吹き込みプラグ1のガス吹き込み用の
スリット2は、たとえば図1のように不定形耐火物3の
所定位置に可燃性や溶解性、昇華性の所定幅のシート材
4を渦巻き状態や多重円筒状等の埋設状態として所定の
温度で焼成したり、溶解してガス吹き込み用の所定幅の
ものを設けることができる。また、定形耐火物の側面に
シート材を貼り付けて埋設状態として設けることもで
き、公知の手段で行なうことができる。
【0010】この不定形耐火物3の耐火骨材は、粒径
0.5mm以上のジルコニアムライト1〜14重量%
と、残部ないし主成分をアルミナの配合として耐熱スポ
ール性に優れたスリット式ガス吹き込みプラグにでき
る。
【0011】ジルコニアムライトは、図2のような熱膨
張曲線を描いており、1100℃付近の単斜晶から正方
晶への結晶変態によるヒステリシス曲線が特徴的であ
り、アルミナに比較して熱膨張率が小さい。
【0012】このようなジルコニアムライト粒がアルミ
ナ中に存在しているとき、1100〜1700℃といっ
た温度域ではそれらの問には熱膨張率差があるため、ジ
ルコニアムライト粒に沿って空隙が発生する。この空隙
の発生により熱衝撃が緩和され、耐熱スポール性の向上
に起因する。
【0013】本発明のスリツト式ガス吹き込みプラグに
使用するジルコニアムライトの粒径としては、0.5m
m以上が好ましい。0.5mm未満であると、ジルコニ
アムライト粒の線変化量が小さいため、1100〜17
00℃といった温度域でアルミナとの熱膨張差による空
隙が発生しなく、耐熱スポール性が向上しない。しか
し、ジルコニアムライトの粒径がアルミナの最大粒径よ
りも大きくするのは、組織が脆弱になって好ましくな
く、アルミナの最大粒径と同一ないしそれより小粒径の
3mm以下とするのが好ましい。
【0014】また、スリツト式ガス吹き込みブラグに使
用するジルコニアムライトの使用量は、1〜14重量%
であり、好ましくは2〜7重量%、より好ましくは4〜
7重量%である。ジルコニアムライトの使用量が、1重
量%未満であると耐熱スポーリング性に及ぼすジルコニ
アムライトの効果が現われず、14重量%を越えるとジ
ルコニアムライト粒の1100〜1700℃といった温
度域でのアルミナとの熱膨張差による空隙の発生量か多
くなり過ぎるため、組織が脆弱になり、見掛け気孔率の
上昇や圧縮強さの低下を伴い、プラグとしての性能が低
下する。
【0015】本発明に用いるジルコニアムライトは、一
般に耐火物に使用されているジルコニアムライトが使用
できる。
【0016】また、本発明のスリット式ガス吹き込みプ
ラグに使用するアルミナは、一般に耐火物に使用されて
いる電融アルミナ、焼結アルミナ、電融スピネル、スピ
ネルクリンカー等のアルミナを主成分とする材料を単独
あるいは併用して使用できる。
【0017】また、必要に応じて、不定形耐火物の添加
剤として知られている、例えばアルミナセメント、分散
剤、シリカフラワー、粘土、マグネシア、ジルコニア、
炭化珪素、炭素粉、各種耐火性超微粉、金属粉、有機フ
ァイバー、無機ファイバーなどの一種または二種以上を
本発明の効果を損なわない範囲で添加することができ
る。
【0018】本発明のスリット式ガス吹き込みプラグ用
の不定形耐火物の施工は、たとえば水分を外掛けで3〜
15重量%程度添加し、混練後、鋳型に流し込み、バイ
ブレーターなどによって充填させる。この鋳込み成形し
たプレキャスト品は、400〜1800℃で熱処理した
ものとして使用できる。
【0019】
【実施例】表1に示す粒度構成の電融アルミナとジルコ
ニアムライトおよびアルミナセメント、分散剤等を適量
の添加水分にて混練し、0.5mm厚さの可燃性シート
材を渦巻き状とした型枠に流し込み、成形後1600℃
で10時間熱処理してスリット式ガス吹き込みブラグを
製造した。そして、その物性とスポーリング損傷指数を
表1に示した。
【0020】スポーリング損傷指数は、一般的な電気炉
に1辺30mm、長さ150mmの直方体を1400℃
で1時問加熱し、室温へ取り出した前後の弾性率低下率
を、比較例1の弾性率低下率を100として指数表示し
たものである。
【0021】一辺40mmの立方体の試片を回転式酸化
摩耗試験機によって1200℃で20分間処理した後の
重量減少率を、比較例1の損耗量を100として指数表
示したもので、数値の大きいほどスポーリングによる劣
化が大きいことを示している。
【0022】表1の結果から、本発明の実施例のジルコ
ニアムライトを使用したスリット式ガス吹き込みプラグ
は、比較例よりもスポーリング損傷指数が小さく、耐熱
スポール性が著しく向上している。さらに、本発明品の
実施例と従来品の比較例とをスリット式ガス吹き込みプ
ラグとして使用したときの耐用チャージ数は、比較例は
17〜24chであったのに対して本発明品の実施例は
26〜31chと耐用性か7〜9chも向上した。特
に、実施例1、2のジルコニアムライトを0.5〜3.
0mmを4重量%配合したものが優れている。
【0023】
【表1】
【0024】
【発明の効果】以上のように本発明にあっては、耐火骨
材が粒径0.5mm以上のジルコニアムライト1〜14
重量%にアルミナを主成分として配合したので、110
0〜1700℃といった温度域でジルコニアムライト粒
とアルミナの間に熱膨張率差があるためジルコニアムラ
イト粒に沿って空隙が発生し、この空隙の発生により熱
衝撃が緩和され、本発明のスリット式ガス吹き込みプラ
グは耐熱スポール性の向上に優れた耐熱スポール性を示
し、耐用チャージ数が向上して溶融金属の精錬の連続操
業を延長できて多大な工業的、経済的な利益を生じる。
【0025】また、ジルコニアムライトの粒径が0.5
mm以上で、アルミナの最大粒径よりも小粒径のものと
することによって、組織が脆弱にならずに見掛け気孔率
の減少、圧縮強さの向上がはかれ、スリット式ガス吹き
込みプラグの性能を一層高めることができる。
【0026】さらに、ジルコニアムライトを2〜7重量
%とし、残部がアルミナの配合とすることによって、ス
リット式ガス吹き込みプラグの性能を十分に奏するよう
にできる。
【0027】またさらに、可燃性等のシート材を渦巻き
状に耐火物中に埋設して渦巻き状のスリットを形成する
ことによって、上記したスリット式ガス吹き込みプラグ
を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のスリット式ガス吹き込みプ
ラグの一実施例の側断面図(a)と平面図(b)、
【図2】同上の特徴を示すジルコニアムライトとアルミ
ナの熱膨張率の比較図。
【符号の説明】
1…ガス吹き込みプラグ 2…スリット 3
…不定形耐火物 4…シート材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 征二郎 兵庫県赤穂市中広字東沖1576番地の2 川 崎炉材株式会社内 Fターム(参考) 4E014 LA09 4G030 AA17 AA36 AA37 BA23 BA28 GA11 4K013 CA00

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 不定形耐火物や定形耐火物の所定の位置
    に可燃性や溶解性、昇華性のシート材を埋設状態として
    所定の温度で焼成したり、溶解してガス吹き込み用の所
    定幅のスリットを設けたスリット式ガス吹き込みプラグ
    であって、 上記耐火骨材が粒径0.5mm以上のジルコニアムライ
    ト1〜14重量%にアルミナを主成分として配合したこ
    とを特徴とするスリット式ガス吹き込みプラグ。
  2. 【請求項2】 ジルコニアムライトの粒径が、0.5m
    m以上で、アルミナの最大粒径よりも小粒径のものとし
    た請求項1に記載のスリット式ガス吹き込みプラグ。
  3. 【請求項3】 ジルコニアムライトを2〜7重量%と
    し、残部がアルミナの配合とした請求項1または2に記
    載のスリット式ガス吹き込みプラグ。
  4. 【請求項4】 可燃性等のシート材を渦巻き状に耐火物
    中に埋設して渦巻き状のスリットを形成した請求項1な
    いし3のいずれかに記載のスリット式ガス吹き込みプラ
    グ。
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