JP2530392B2 - Heat resistant ceramics - Google Patents

Heat resistant ceramics

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JP2530392B2
JP2530392B2 JP3174216A JP17421691A JP2530392B2 JP 2530392 B2 JP2530392 B2 JP 2530392B2 JP 3174216 A JP3174216 A JP 3174216A JP 17421691 A JP17421691 A JP 17421691A JP 2530392 B2 JP2530392 B2 JP 2530392B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、耐火物として産業廃棄
物の溶融炉炉壁や薄板連続鋳造設備のモールド堰などに
用いる耐熱セラミックスに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat resistant ceramic used as a refractory material for a furnace wall of an industrial waste melting furnace, a mold weir of a continuous thin plate casting facility, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、産業廃棄物の溶融炉炉壁や薄板連
続鋳造設備のモールド堰などに用いる耐火部材は苛酷な
条件下で使用されるため、その材料として窒化硅素(S
3 4 )や窒化硼素(BN)あるいは両者の混合物
(Si3 4 +BN)が主として用いられてきた。これ
らの材料特性は表1の通りである。
2. Description of the Related Art Conventionally, a melting furnace for industrial waste, a furnace wall or a thin plate series
Refractory materials used for mold weirs of continuous casting equipment are harsh
Since it is used under conditions, its material is silicon nitride (S
i3N Four) Or boron nitride (BN) or a mixture of both
(Si3NFour+ BN) has been mainly used. this
The material properties of these materials are shown in Table 1.

【0003】[0003]

【表1】 [Table 1]

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の材料のうちSi3 4 については、表1からも判
るように耐熱性は◎で良いが、耐熱衝撃性は△で不十分
であった。また、BNや混合物(Si3 4 +BN)に
ついては、耐熱性および耐熱衝撃性は◎で良いが、耐摩
耗性についてはBNは×、混合物(Si3 4 +BN)
は△で耐熱衝撃性に劣るなどの欠点があった。この耐摩
耗性はSi3 4 においても〇であり必ずしも十分とは
言えず、このことは何れも硬度が低いことが原因として
あげられる。
However, as can be seen from Table 1, among the above-mentioned conventional materials, Si 3 N 4 has a good heat resistance of ⊚, but a low thermal shock resistance of Δ. It was Further, for BN and the mixture (Si 3 N 4 + BN), the heat resistance and thermal shock resistance may be ⊚, but for the wear resistance, BN is ×, the mixture (Si 3 N 4 + BN)
Has a defect such as poor thermal shock resistance. This wear resistance is not necessarily sufficient even with Si 3 N 4 and is not necessarily sufficient, which is attributed to the low hardness.

【0005】ここで、本発明者等は、特開平2−111
664号公報および特願平2−217363号公報にお
いて連続鋳造設備用耐火材料として、混合物(Si3
4 +BN)にチタン、ジルコニウム、ハフニウムの硼化
物または窒化物を添加することにより必要な耐熱性、耐
熱衝撃性および耐摩耗性を満足する連続鋳造設備用耐火
物およびその製造方法を提案した。しかしながら、この
連続鋳造設備用耐火物を長時間高温大気下に晒した場合
に、耐酸化性に劣り、使用中に大きく減肉を生じるとい
う問題を有していた。このことは、表1に示すように、
上記従来の耐火部材であるSi3 4 、BN、Si3
4 +BNについても同様である。
Here, the inventors of the present invention have disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-111.
In Japanese Patent Application No. 664 and Japanese Patent Application No. 2-217363, a mixture (Si 3 N 3) is used as a refractory material for continuous casting equipment.
We have proposed a refractory for continuous casting equipment and a method for producing the refractory that satisfies the required heat resistance, thermal shock resistance and abrasion resistance by adding titanium, zirconium, hafnium boride or nitride to ( 4 + BN). However, when this refractory for continuous casting equipment is exposed to a high temperature atmosphere for a long period of time, it has a problem in that it is inferior in oxidation resistance and causes a large reduction in wall thickness during use. This means that, as shown in Table 1,
The above conventional refractory members Si 3 N 4 , BN, Si 3 N
The same applies to 4 + BN.

【0006】本発明は上記従来の問題を解決するもの
で、耐熱性、耐熱衝撃性および耐摩耗性に優れ、かつ耐
酸化性に優れた材料である耐熱セラミックスを提供する
ことを目的とするものである。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a heat resistant ceramic which is a material having excellent heat resistance, thermal shock resistance and wear resistance, and excellent oxidation resistance. Is.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の耐熱セラミックスは、Al2 3 、Y
2 3 、MgO、MgAl2 4 、ZrO2 、Si
2 、ZrSiO4 から選択される1種類以上の酸化物
を5〜20重量%と、BNを3〜25重量%と、チタン、ク
ロム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、タンタル、
タングステンの硅化物から選択される1種類以上の硅化
物を4〜20重量%とを含有し、残部がSi3 4 で構成
されることを特徴とするものである。
[Means for Solving the Problems] To solve the above problems
The heat-resistant ceramics of the present invention are2O3, Y
2O 3, MgO, MgAl2OFour, ZrO2, Si
O2, ZrSiOFourOne or more oxides selected from
5-20% by weight, BN 3-25% by weight, titanium,
Rom, zirconium, niobium, molybdenum, tantalum,
One or more silicifications selected from tungsten suicides
Content of 4 to 20% by weight, the balance being Si3NFourComposed of
It is characterized by being done.

【0008】[0008]

【作用】上記構成により、高強度耐熱材料のSi3 4
を母材としているので耐熱性には問題ない。また、Al
2 3 、Y2 3 、MgO、MgAl2 4 、Zr
2 、SiO2 、ZrSiO4 から選択される1種類以
上の酸化物の添加量を5〜20重量%としたので、焼結状
態は良好であり強度的にも問題なく、かつ熱膨張率の上
昇による耐熱衝撃性の悪化もなく良好に焼結助剤として
の機能を発揮する。さらに、BNの添加量を3〜25重量
%としたので、耐熱衝撃性を付与する効果が十分発揮さ
れ、熱膨張率の上昇による耐熱衝撃性の悪化もない。さ
らには、チタン、クロム、ジルコニウム、ニオブ、モリ
ブデン、タンタル、タングステンの硅化物から選択され
る1種類以上の硅化物を4〜20重量%としたので、硬度
に起因する耐摩耗性や使用中に減肉を生じる耐酸化性を
付与する硅化物の効果は良好に発揮され、また、熱膨張
率の上昇による耐熱衝撃性の悪化もない。
With the above structure, Si 3 N 4 which is a high strength heat resistant material
As the base material, there is no problem in heat resistance. Also, Al
2 O 3 , Y 2 O 3 , MgO, MgAl 2 O 4 , Zr
Since the addition amount of one or more kinds of oxides selected from O 2 , SiO 2 , and ZrSiO 4 was set to 5 to 20% by weight, the sintered state was good, there was no problem in strength, and the coefficient of thermal expansion was It exerts a good function as a sintering aid without deterioration of thermal shock resistance due to increase. Furthermore, since the amount of BN added is 3 to 25% by weight, the effect of imparting thermal shock resistance is sufficiently exerted, and the thermal shock resistance does not deteriorate due to an increase in the coefficient of thermal expansion. Furthermore, since 4 to 20% by weight of one or more kinds of silicides selected from titanium, chromium, zirconium, niobium, molybdenum, tantalum, and tungsten silicide is used, wear resistance due to hardness and during use The effect of the silicide that imparts the oxidation resistance that causes the thickness reduction is satisfactorily exhibited, and the thermal shock resistance is not deteriorated due to the increase in the thermal expansion coefficient.

【0009】[0009]

【実施例】溶融炉炉壁や薄板連続鋳造設備のモールド堰
の耐火部材として使用するための条件は以下の4点であ
る。
EXAMPLES The conditions for use as a refractory member of a mold weir of a melting furnace wall and a thin plate continuous casting facility are the following four points.

【0010】 曲げ強さが5Kgf/mm2 以上であること。 耐熱衝撃性が650 ℃以上であること。 ビッカース硬度が600 以上であること。Bending strength is 5 Kgf / mm 2 or more. Thermal shock resistance of 650 ° C or higher. Vickers hardness of 600 or more.

【0011】 1400℃大気中で500 時間酸化後の重量変化が10%以下
であること。 上記4条件を満足するために本発明の耐熱セラミックス
は、高強度耐熱材料のSi3 4 を母材とし、これに耐
熱衝撃性を付与するBNと、耐摩耗性および耐酸化性を
付与するチタン(Ti)、クロム(Cr)、ジルコニウ
ム(Zr)、ニオブ(Nb)、モリブデン(Mo)、タ
ンタル(Ta)、タングステン(W)の硅化物から選択
される1種類以上の硅化物を分散含有する。
The change in weight after oxidation for 500 hours in the atmosphere at 1400 ° C. is 10% or less. In order to satisfy the above four conditions, the heat-resistant ceramics of the present invention uses Si 3 N 4 which is a high-strength heat-resistant material as a base material, and imparts BN that imparts thermal shock resistance and abrasion resistance and oxidation resistance to it. Contains at least one silicide selected from silicides of titanium (Ti), chromium (Cr), zirconium (Zr), niobium (Nb), molybdenum (Mo), tantalum (Ta), and tungsten (W). To do.

【0012】また、Al2 3 、Y2 3 、MgO、M
gAl2 4 、ZrO2 、SiO2 、ZrSiO4 はい
ずれもSi3 4 の焼結助剤であり、5重量%以下の場
合には焼結不十分で強度が低くなり、また、20重量%以
上の場合には熱膨張率の上昇により耐熱衝撃性が悪くな
るので、Al2 3 、Y2 3 、MgO、MgAl2
4 、ZrO2 、SiO2 、ZrSiO4 から選択される
1種類以上の酸化物の最適組成を5〜20重量%とした。
また、BNは、3重量%以下の場合には耐熱衝撃性を付
与する効果が不十分となり、また、25重量%以上の場合
には強度的に低下するので、BNの最適組成を3〜25重
量%とした。さらに、チタン(Ti)、クロム(C
r)、ジルコニウム(Zr)、ニオブ(Nb)、モリブ
デン(Mo)、タンタル(Ta)、タングステン(W)
の硅化物は、耐酸化性を付与する物質であるが、4重量
%以下の場合には耐摩耗や耐酸化の効果が不十分とな
り、また、20重量%以上の場合には熱膨張率の上昇によ
り耐熱衝撃性が悪化するので、各硅化物から選択される
1種類以上の硅化物の最適組成を4〜20重量%とした。
Al 2 O 3 , Y 2 O 3 , MgO, M
All of gAl 2 O 4 , ZrO 2 , SiO 2 , and ZrSiO 4 are sintering aids of Si 3 N 4 , and if the content is 5% by weight or less, insufficient sintering will result in low strength. %, The thermal shock resistance deteriorates due to an increase in the coefficient of thermal expansion, so Al 2 O 3 , Y 2 O 3 , MgO, MgAl 2 O
The optimum composition of one or more kinds of oxides selected from 4 , ZrO 2 , SiO 2 , and ZrSiO 4 is set to 5 to 20% by weight.
Further, if BN is less than 3% by weight, the effect of imparting thermal shock resistance becomes insufficient, and if it is more than 25% by weight, the strength is lowered. Therefore, the optimum composition of BN is 3 to 25%. It was set to% by weight. Furthermore, titanium (Ti), chromium (C
r), zirconium (Zr), niobium (Nb), molybdenum (Mo), tantalum (Ta), tungsten (W)
Silicide is a substance that imparts oxidation resistance, but when it is 4% by weight or less, the effects of abrasion resistance and oxidation resistance become insufficient, and when it is 20% by weight or more, the coefficient of thermal expansion Since the thermal shock resistance is deteriorated by the increase, the optimum composition of one or more kinds of silicides selected from the respective silicides is set to 4 to 20% by weight.

【0013】次に、上記の最適組成を決定するために実
施した具体的実験例について述べる。まず、Si3 4
粉末(粒径0.8 μm)、Al2 3 粉末(粒径0.5 μ
m)、MgO粉末(粒径0.5 μm)、BN粉末(粒径1
μm)、さらに、TiSi2 、CrSi2 、ZrS
2 、NbSi2 、MOSi2 、TaSi2 、WSi2
の各粉末(粒径1 μm)を表2に示した試料No.1〜
23の材料組成(重量%)にそれぞれなるように配合す
る。
Next, concrete experimental examples carried out to determine the optimum composition will be described. First, Si 3 N 4
Powder (particle size 0.8 μm), Al 2 O 3 powder (particle size 0.5 μm
m), MgO powder (particle size 0.5 μm), BN powder (particle size 1
μm), and further TiSi 2 , CrSi 2 , ZrS
i 2, NbSi 2, MOSi 2 , TaSi 2, WSi 2
Each powder (particle size 1 μm) of Sample No. 1 to
It is blended so as to have 23 material compositions (% by weight).

【0014】その後、それをエタノール中で16時間ボー
ルミル混練した。本スラリーを120℃で10時間乾燥後、
径100 mmの金型中で300 Kgf/cm2 の圧力で一軸
成形し、さらに、3ton/cm2 の圧力でCIP成形
した。そして、この成形体を1770℃で1.5 atmのN2
雰囲気中で2時間焼結して表2の各試料を得た。
Then, it was ball milled for 16 hours in ethanol. After drying this slurry at 120 ° C for 10 hours,
Uniaxial molding was performed in a mold having a diameter of 100 mm at a pressure of 300 Kgf / cm 2 , and further CIP molding was performed at a pressure of 3 ton / cm 2 . Then, this molded body was heated at 1770 ° C. with 1.5 atm of N 2
Each sample in Table 2 was obtained by sintering in an atmosphere for 2 hours.

【0015】このようにして得られた焼結体について、
常温曲げ強さ、耐熱衝撃性、ビッカース硬度(耐摩耗
性)、および1400℃大気中×24時間の酸化試験を実施し
て試験前後の重量変化(耐酸化性)をそれぞれ測定し
た。さらに、その測定結果と前述した条件(曲げ強さ
が5Kgf/mm2 以上、耐熱衝撃性が650 ℃以上、
ビッカース硬度が600 以上、1400℃大気中で500 時
間酸化後の重量変化が10%以下)とを比較して評価し
た。以上の実験結果を材料の物性として表2に示し、そ
の評価は上記〜の条件を満足した場合は〇、条件を
満足しなかった場合は×で示した。
Regarding the sintered body thus obtained,
Bending strength at room temperature, thermal shock resistance, Vickers hardness (abrasion resistance), and oxidation test at 1400 ° C in air for 24 hours were carried out to measure the weight change (oxidation resistance) before and after the test. Furthermore, the measurement results and the above-mentioned conditions (bending strength of 5 Kgf / mm 2 or more, thermal shock resistance of 650 ° C. or more,
The Vickers hardness was 600 or more, and the weight change after oxidation for 500 hours in the air at 1400 ° C was 10% or less). The above experimental results are shown in Table 2 as the physical properties of the materials, and the evaluation is shown by ◯ when the above conditions 1 to 4 are satisfied, and by x when the conditions are not satisfied.

【0016】[0016]

【表2】 [Table 2]

【0017】ここで、表2の試料No.1〜5のものは
Al2 3 およびMgOを焼結助剤としたSi3 4
結体における焼結助剤の最適量を決定する実験である。
表2において、試料No.1、5は試料No.2〜4の
ものに比べて、特に曲げ強さおよび耐熱衝撃性で物性が
劣っており、また、焼結助剤(Al2 3 +MgO)の
組成が10重量%の試料No.3のものは特に曲げ強さお
よび耐熱衝撃性で物性が最も勝っている。したがって、
以上の実験結果と各条件〜によりグラフ化して焼結
助剤の最適添加量の範囲を求めると5〜20重量%が最適
となる。
Here, the sample No. Nos. 1 to 5 are experiments for determining the optimum amount of the sintering aid in the Si 3 N 4 sintered body using Al 2 O 3 and MgO as the sintering aid.
In Table 2, sample No. Sample Nos. 1 and 5 are sample Nos. 2 to 4, the bending strength and the thermal shock resistance are particularly inferior in the physical properties, and the composition of the sintering aid (Al 2 O 3 + MgO) is 10% by weight. No. 3 has the most excellent physical properties especially in bending strength and thermal shock resistance. Therefore,
When the range of the optimum addition amount of the sintering aid is determined by graphing the above experimental results and the respective conditions, the optimum range is 5 to 20% by weight.

【0018】また、表2の試料No.6〜11のものは、
焼結助剤の最適組成である10重量%の試料No.3のも
のを基準として耐熱衝撃性を付与するためにBNを添加
した場合の最適添加量を決定する実験である。表2の試
料No.6〜11において、BNの重量%が多くなるほど
耐熱衝撃性は良くなるが、酸化試験後の重量変化
(%)、曲げ強さおよびビッカース硬度は悪くなる。B
Nが2重量%の試料No.6のものではBNの添加量が
少なすぎて耐熱衝撃性を付与する効果が不十分である。
すなわち、試料No.6の耐熱衝撃性は600 ℃であり、
条件の基準値650 ℃に比べて低い。また、BNの添加
量が多過ぎた場合、すなわち、20、30重量%の試料N
o.10、11の場合に曲げ強さおよびビッカース硬度は急
に劣化している。しかし、曲げ強さにおいて20重量%の
試料No.10のものは5Kgf/mm2 であり、これは
条件の曲げ強さが5Kgf/mm2以上を満たしてい
る。以上の実験結果と各条件〜によりグラフ化して
BNの最適添加量の範囲を求めると3〜25重量%が最適
となる。
In addition, the sample No. 6 to 11 are
The optimum composition of the sintering aid is 10% by weight of sample No. This is an experiment for determining the optimum addition amount of BN in order to impart thermal shock resistance, based on the value of 3. Sample No. of Table 2 In Nos. 6 to 11, the greater the weight percentage of BN, the better the thermal shock resistance, but the worse the weight change (%) after the oxidation test, the bending strength and the Vickers hardness. B
Sample No. with N of 2% by weight In the case of No. 6, the amount of BN added was too small and the effect of imparting thermal shock resistance was insufficient.
That is, the sample No. Thermal shock resistance of 6 is 600 ℃,
It is lower than the standard value of conditions of 650 ℃. If the amount of BN added is too large, that is, if 20 or 30% by weight of the sample N
o. In the cases of 10 and 11, the bending strength and Vickers hardness are suddenly deteriorated. However, the bending strength of sample No. 20 is 20% by weight. No. 10 has 5 Kgf / mm 2 , which satisfies the condition bending strength of 5 Kgf / mm 2 or more. When the range of the optimum addition amount of BN is determined by plotting the above experimental results and the respective conditions, the optimum range is 3 to 25% by weight.

【0019】さらに、表2の試料No.12〜17のもの
は、焼結助剤が最適組成である10重量%、かつ、BNが
10重量%の試料No.9のものを基準としてモリブデン
(Mo)の硅化物であるMoSi2 の配合量の影響を調
べた実験である。表2の試料No.12〜17において、M
oSi2 の配合量が多くなるほどビッカース硬度および
酸化試験後の重量変化(%)は良くなっているが、曲げ
強さおよび耐熱衝撃性は悪くなっている。硅化物である
MoSi2 の配合量が少なすぎる場合、すなわち、1、
2重量%の試料No.12、13の場合は、耐酸化の機能が
十分に発揮されておらず、酸化試験後の重量変化(%)
において20、15%であり、条件の基準値10%以下を満
足していない。また、硅化物であるMoSi2 の配合量
が多すぎる場合、すなわち、30重量%の試料No.17の
場合には、曲げ強さにおいて3Kgf/mm2 であり、
これは条件の曲げ強さ5Kgf/mm2 以上を満足し
ておらず、しかも、耐熱衝撃性においても600 ℃であ
り、これは条件の耐熱衝撃性が650 ℃以上を満足して
いない。また、試料No.14〜16のものが各基準値を満
足しており判定は〇である。以上の実験結果と各条件
〜によりグラフ化して硅化物の配合量の範囲を求める
と4〜20重量%が最適となる。
In addition, the sample No. In the case of 12 to 17, 10% by weight, which is the optimum composition of the sintering aid, and BN
10% by weight of sample No. This is an experiment in which the influence of the compounding amount of MoSi 2 which is a silicide of molybdenum (Mo) was examined on the basis of 9. Sample No. of Table 2 In 12 to 17, M
The larger the amount of oSi 2 compounded, the better the Vickers hardness and the weight change (%) after the oxidation test, but the poorer the bending strength and the thermal shock resistance. When the compounding amount of MoSi 2 which is a silicide is too small, that is, 1,
2% by weight of sample No. In the case of 12 and 13, the oxidation resistance function was not fully exerted, and the weight change (%) after the oxidation test
Is 20% and 15%, and does not satisfy the condition standard value of 10% or less. Moreover, when the compounding amount of MoSi 2 which is a silicide is too large, that is, 30 wt% of the sample No. In the case of 17, the bending strength is 3 Kgf / mm 2 ,
This does not satisfy the required flexural strength of 5 Kgf / mm 2 or more, and also has a thermal shock resistance of 600 ° C., which does not satisfy the required thermal shock resistance of 650 ° C. or more. In addition, the sample No. Those of 14 to 16 satisfy each standard value, and the judgment is ◯. When the range of the compounding amount of the silicide is determined by graphing the above experimental results and the respective conditions, the optimum range is 4 to 20% by weight.

【0020】さらには、表2の試料No.18〜23のもの
は、焼結助剤が最適組成である10重量%、かつBNが10
重量%、かつ硅化物が5重量%の試料No.14のものを
基準として硅化物であるMoSi2の代わりに硅化物で
あるZrSi2 、WSi2 、TiSi2 、NbSi2
TaSi2 、CrSi2 をそれぞれ添加した実験であ
る。この場合、試料No.18〜23のものが各基準値を満
足しており判定は〇である。
Further, sample No. In the case of 18 to 23, the sintering aid has an optimum composition of 10% by weight and the BN is 10%.
Wt.% And 5 wt. 14 as a reference, instead of MoSi 2 which is a silicide, ZrSi 2 , WSi 2 , TiSi 2 , NbSi 2 , which are silicides,
TaSi 2, CrSi 2 and the experimental added respectively. In this case, the sample No. 18 to 23 satisfy each standard value and the judgment is ◯.

【0021】さらに、表2における本実施例の試料N
o.15と比較例の試料No.3、9などの所定物性を有
する材料で実際に耐久試験を行った場合について述べ
る。まず、各材料を25mm×50mm×厚さ10mmの寸法
に切断してそれぞれ2個の試料を用意し、その一方の試
料は酸化鉄を含有するスラグ溶融炉の炉壁にはめ込み、
1400℃でスラグの溶融を行った。そして、その試料を24
時間溶融スラグと接触させた。また、その他方の試料は
連続鋳造用モールド部堰にはめ込み、350 Kgのステン
レス(SUS304 )鋼の鋳造を行った。そして、溶融お
よび鋳造終了後のセラミックス試料を目視観察した結果
を表3に示している。
Further, the sample N of this embodiment shown in Table 2 is used.
o. 15 and the sample No. of the comparative example. A case where an endurance test is actually performed using a material having predetermined physical properties such as 3, 9 will be described. First, each material is cut into a size of 25 mm × 50 mm × thickness 10 mm to prepare two samples, one of which is fitted into the furnace wall of a slag melting furnace containing iron oxide,
The slag was melted at 1400 ° C. Then, the sample is
Contacted with molten slag for hours. Further, the other sample was fitted in the weir of the mold part for continuous casting, and 350 kg of stainless (SUS304) steel was cast. Then, Table 3 shows the results of visual observation of the ceramics samples after completion of melting and casting.

【0022】[0022]

【表3】 [Table 3]

【0023】表3において、溶融および鋳造の耐久試験
後において割れが生じたかどうかを目視観察した場合、
表2試料No.3(Si3 4 )だけにクラックの発生
(△)があった。また、鋳造の耐久試験における磨耗の
程度を調べた場合、表2試料No.3(Si3 4 )お
よび表2試料No.9(Si3 4 +BN)において試
験前と比べてかなり変化(△)していた。また、市販の
ホットプレス品(BN)に至ってはその形状を留めない
ほど変化(×)していた。さらに、溶融試験における反
応性の程度を調べた場合、表2試料No.3(Si3
4)だけが試験前と比べてやや変化(〇)していた。
In Table 3, when visually observing whether or not cracks have occurred after the melting and casting durability tests,
Table 2 Sample No. Only 3 (Si 3 N 4 ) had cracks (Δ). In addition, when examining the degree of wear in the casting durability test, Table 2 Sample No. 3 (Si 3 N 4 ) and Table 2 Sample No. In 9 (Si 3 N 4 + BN), there was a considerable change (Δ) compared with before the test. Further, the commercially available hot-pressed product (BN) was changed (x) so that its shape could not be retained. Furthermore, when examining the degree of reactivity in the melting test, Table 2 sample No. 3 (Si 3 N
Only 4 ) was slightly changed (○) compared to before the test.

【0024】以上のように耐久試験結果において、本実
施例の試料である試料No.15は、各判定項目である割
れ、磨耗および反応性に対して全く問題が無いことを示
している。なお、◎は試験前と比べて試料の形状等に大
差ないことを示している。
As described above, in the result of the durability test, the sample No. No. 15 indicates that there is no problem with respect to each judgment item, that is, cracking, wear, and reactivity. In addition, ⊚ indicates that there is no great difference in the shape and the like of the sample compared to before the test.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、高強度耐
熱材料のSi3 4 を母材とし、これに耐熱衝撃性を付
与するBNと、耐摩耗性および耐酸化性を付与するチタ
ン、クロム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、タン
タル、タングステンの硅化物から選択される1種類以上
の硅化物とを各適量含有させることにより、溶融炉炉壁
や薄板連続鋳造設備のモールド堰などの耐火部材として
使用するための条件(曲げ強さが5Kgf/mm2
上、耐熱衝撃性が650 ℃以上、ビッカース硬度が60
0 以上、1400℃大気中で500 時間酸化後の重量変化が
10%以下)を満足させることができ、したがって、耐熱
性、耐熱衝撃性および耐摩耗性に優れ、かつ耐酸化性に
優れた耐火部材を得ることができるものである。
As described above, according to the present invention, Si 3 N 4 which is a high-strength heat-resistant material is used as a base material, and BN which imparts thermal shock resistance and abrasion resistance and oxidation resistance are imparted to the base material. By adding an appropriate amount of one or more silicates selected from titanium, chromium, zirconium, niobium, molybdenum, tantalum, and tungsten silicates, the fire resistance of the melting furnace wall and mold weirs of thin plate continuous casting equipment, etc. Conditions for use as a member (bending strength of 5 Kgf / mm 2 or more, thermal shock resistance of 650 ° C or more, Vickers hardness of 60
0 or more, the weight change after oxidation for 500 hours in the atmosphere of 1400 ℃
It is possible to obtain a refractory member which is excellent in heat resistance, thermal shock resistance and wear resistance, and excellent in oxidation resistance.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】Al2 3 、Y2 3 、MgO、MgAl
2 4 、ZrO2 、SiO2 、ZrSiO4 から選択さ
れる1種類以上の酸化物を5〜20重量%と、BNを3〜
25重量%と、チタン、クロム、ジルコニウム、ニオブ、
モリブデン、タンタル、タングステンの硅化物から選択
される1種類以上の硅化物を4〜20重量%とを含有し、
残部がSi3 4 で構成されることを特徴とする耐熱セ
ラミックス。
1. Al 2 O 3 , Y 2 O 3 , MgO, MgAl
5 to 20% by weight of one or more kinds of oxides selected from 2 O 4 , ZrO 2 , SiO 2 and ZrSiO 4 , and 3 to BN.
25% by weight of titanium, chromium, zirconium, niobium,
Containing 4 to 20% by weight of one or more kinds of silicides selected from molybdenum, tantalum, and tungsten silicides,
A heat-resistant ceramics characterized in that the balance is composed of Si 3 N 4 .
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