JP2971642B2 - スライドバルブプレートれんが - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スライドバルブプレー
トれんがに関し、更に詳細には高耐食性Ａｌ₂Ｏ₃−スピ
ネル−カーボン質スライドバルブプレートれんがに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】スライドバルブプレートれんがの材質と
しては、現在Ａｌ₂Ｏ₃−Ｃ質のものが主流であるが、Ｃ
ａ処理鋼、高Ｏ₂鋼(快削鋼、電磁鋼板)等の溶損鋼種を
受鋼した場合には、摺動面の溶損が大きく、極めて短命
に終わる。そのため、このような鋼種に対してはＭｇＯ
質、ＭｇＯ−スピネル質やスピネル−カーボン質の材質
が適用されている。

【０００３】例えば、特開昭57−88073号公報には、化
学成分としてＭｇＯ１５〜７５重量％、Ａｌ₂Ｏ₃２５〜
８５重量％、残部５重量％以下からなるマグネシア・ア
ルミナ系スピネル質原料６０〜９６重量部、カーボン質
原料４〜４０重量部、結合剤２〜１５重量部並びに適宜
シリコン、アルミニウム、マグネシウム等の金属粉や合
金粉を１０重量部以下添加・配合することができる混練
物を還元焼成してなるスランディングノズル用耐火物の
製造方法が開示されている。

【０００４】また、特開昭61−83670号公報には、Ａｌ₂
Ｏ₃４０〜７０重量％、ＭｇＯ２５〜６０重量％、残部
１０重量％以下からなるアルミナ−マグネシア系スピネ
ル質原料１０〜３０重量部と、ＭｇＯ９０重量％以上の
マグネシア質原料９０〜７０重量％とからなり、Ａｌ₂
Ｏ₃含量１０〜２５重量％、ＭｇＯ含量９０〜７５重量
％を含有することを特徴とするスライドゲート用耐火物
が開示されている。

【０００５】上述のようなＭｇＯ−スピネル質またはス
ピネル−カーボン質の材質はいずれも熱膨張率が大き
く、これらの材質からなるプレートれんがは急激な溶鋼
による加熱でスポーリングを起こし易く、プレートれん
がのエッヂ部の欠け、亀裂の拡大等により、繰り返し多
数回使用することが困難であり、大巾なプレートれんが
寿命の向上には至っていない。

【０００６】また、スピネル−カーボン質は、スピネル
粒の膨張が大きく、カーボンを含むマトリックスとの膨
張差が大きいため、反復的な加熱、冷却により組織内に
ギャップを生じ易く、強度が低下するという欠点があ
る。

【０００７】更に、特開平２−258158号公報には、Ｍｇ
Ｏ３０〜８０重量％、Ａｌ₂Ｏ₃２０〜６０重量％、残部
１０重量％以下からなる粒度０.５９ｍｍ以上のマグネ
シア−アルミナ質スピネル原料５〜５０重量部と；アル
ミナ原料４０〜８０重量部と；カーボン質原料１〜７重
量部とからなることを特徴とするスライディングノズル
用耐火物が開示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
２−258158号公報の技術では、結合部での強度劣化は若
干少なくなったが、未だ充分な耐用性の高いスライディ
ングノズル用耐火物は得られていないのが現状である。

【０００９】従って、本発明の目的は、ＭｇＯ−スピネ
ル質またはスピネル−カーボン質の材質固有の熱膨張率
を小さくし、耐スポール性に優れ、強固で脆化し難い組
成を有する材質よりなるスライドバルブプレートれんが
を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明に係るスラ
イドバルブプレートれんがは、ＭｇＯ含量が３０〜７０
重量％で、かつＡｌ₂Ｏ₃＋ＭｇＯの合計量が９５重量％
以上のマグネシア・アルミナ質スピネル原料５〜２５重
量％、Ａｌ₂Ｏ₃含量が８０重量％以上のアルミナ原料６
０〜８５重量％、カーボン質原料３〜１５重量％、金属
アルミニウム粉１〜６重量％及び金属シリコン、炭化硼
素、炭化珪素及び窒化珪素からなる群から選択される１
種または２種以上を１０重量％以下含有してなることを
特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明に使用されるマグネシア・アルミナ系ス
ピネル原料はＭｇＯ含量が３０〜７０重量％で、かつＡ
ｌ₂Ｏ₃＋ＭｇＯの合計量が９５重量％以上からなるもの
を使用する。ＭｇＯ・Ａｌ₂Ｏ₃の化学式で表されるスピ
ネル鉱物の理論組成はＭｇＯ：２８重量％、Ａｌ₂Ｏ₃：
７２重量％であり、本発明に使用するマグネシア・アル
ミナ質原料は理論組成スピネルよりも過剰にＭｇＯを含
有するものである。この過剰なＭｇＯ成分は焼成または
使用中に溶鋼からの受熱によって共存するアルミナ原料
と反応し、２次的にスピネルを生成し、強固で脆化し難
い組織を形成する。ＭｇＯ含量が３０重量％未満では２
次スピネルの生成が不十分であり、また、ＭｇＯ含量が
７０重量％を超えると過剰のＭｇＯが周囲に拡散した後
のスピネル粒自体がポーラスな組織となり、強度はむし
ろ低下する。マグネシア・アルミナ質原料の純度は耐食
性の点から高純度であることが望ましく、ＳｉＯ₂、Ｃ
ａＯ、Ｆｅ₂Ｏ₃等の不純物は５重量％未満であるもので
なければならない。スピネル原料の粒度は均一な２次ス
ピネルの生成という観点から微細であることが好まし
く、中粒ないし微粉で添加するのが好ましい。

【００１２】なお、マグネシア・アルミナ質原料の使用
量が５重量％未満では耐食性向上の効果がなく、一方、
スピネル原料が２５重量％を超えると耐スポール性が低
下してしまう。

【００１３】また、アルミナ原料としては焼結アルミ
ナ、電融アルミナ、ボーキサイト、仮焼アルミナ、ムラ
イト、合成ムライトクリンカー、コランダム等が使用で
きる。

【００１４】上記２次スピネルの生成反応としては、Ｍ
ｇＯとＡｌ₂Ｏ₃の直接反応による固相拡散も起こってい
るが、ＭｇＯが還元雰囲気中で分解してＭｇガスとして
拡散する気相拡散も起こっている。従って、本発明にお
いては、金属アルミニウム粉を１〜６重量％添加するこ
とにより、れんが内部の酸素分圧が低下し、ＭｇＯの気
相拡散を促進し、れんが内により均一な２次スピネルを
生成することができる。添加する金属アルミニウム粉の
粒度としては４０メッシュ以下の粉状またはフレーク状
のものが使用できる。

【００１５】カーボン原料は耐スポール性向上及びプレ
ートへの地金の焼付き防止を目的として添加されるもの
であり、本発明では鱗状黒鉛、コークス粉、カーボンブ
ラック等のカーボン原料を３〜１５重量％使用する。カ
ーボン原料の使用量が３重量％未満では耐スポール性向
上の効果がなく、また、１５重量％を超えるとれんがの
強度低下が大きく、酸化による組織劣化も著しい。

【００１６】また、本発明のれんがには、必要に応じて
金属シリコン粉末、炭化硼素、炭化珪素、窒化珪素等を
酸化防止剤として使用することができる。これらの酸化
防止剤は単独または２種以上を併用することができる
が、合計量が１０重量％を超えると耐食性の低下が大き
くなる。

【００１７】以上の原料を使用し、フェノール樹脂、フ
ラン樹脂、タール、ピッチ等の結合剤を添加して混練
し、オイルプレス等により成形、乾燥した後、還元雰囲
気中で焼成し、必要に応じピッチ含浸処理を行えば、本
発明のスライドバルブプレートれんがを得ることができ
る。

【００１８】

【実施例】

実施例 表１に本発明のスライドバルブプレートれんがの配合を
比較例と共に示す。それぞれの配合物はバインダーを加
え、下回りミキサーで混練し、ＳＶプレート形状にオイ
ルプレスを用いて形成し、１７０℃で乾燥した後、所定
の焼成温度でコークスブリーズ中で還元焼成した。

【００１９】得られた試料の耐食性は高周波誘導炉に内
張りし、ＳＳ−４１と転炉スラグを用いて１６５０℃、
３時間試験を行い、溶損量を測定した。耐スポール性は
８０×８０×４０ｍｍの試料を１７５０℃のアセチレン
トーチで急熱し、亀裂発生状況を観察した。

【００２０】

【表１】

【００２１】上記表１から、示す本発明品はいずれもス
ピネル−カーボンれんが(比較例２)に比較し、耐スポー
ル性に優れ、かつほぼ同等の高耐食性を有している。ま
た、比較例１に見られるような再加熱による組織の脆化
が少なく、強固な組織を保っていることが観察できる。

【００２２】更に、本発明品である実施例２及び５をＡ
製鉄所のタンディッシュＳＶに適用した結果、比較例１
のれんがに比較し、エッヂ部の損傷が約１／２となり、
耐用回数は比較品１のれんがが５〜６チャージであった
のに対し、７〜８チャージとなり、著しい耐用性の向上
を示した。

【００２３】

【発明の効果】本発明のスライドバルブプレートれんが
は、耐食性並びに耐スポール性に優れ、スライドバルブ
プレートれんがの耐用性を大幅に向上することができ
る。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＭｇＯ含量が３０〜７０重量％で、かつ
   Ａｌ₂Ｏ₃＋ＭｇＯの合計量が９５重量％以上のマグネシ
   ア・アルミナ質スピネル原料５〜２５重量％、Ａｌ₂Ｏ₃
   含量が８０重量％以上のアルミナ原料６０〜８５重量
   ％、カーボン質原料３〜１５重量％、金属アルミニウム
   粉１〜６重量％及び金属シリコン、炭化硼素、炭化珪素
   及び窒化珪素からなる群から選択される１種または２種
   以上を１０重量％以下含有してなることを特徴とするス
   ライドバルブプレートれんが。