JP3096586B2 - アルミナー炭素系鋳造用ノズル耐火物 - Google Patents

アルミナー炭素系鋳造用ノズル耐火物

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JP3096586B2
JP3096586B2 JP06269750A JP26975094A JP3096586B2 JP 3096586 B2 JP3096586 B2 JP 3096586B2 JP 06269750 A JP06269750 A JP 06269750A JP 26975094 A JP26975094 A JP 26975094A JP 3096586 B2 JP3096586 B2 JP 3096586B2
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英明 加藤
聖也 杉田
鎖登志 大屋
健三 林
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東芝セラミックス株式会社
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、鋳造用浸漬ノズル、
ロングノズルなどに使用されるアルミナー炭素系の鋳造
用ノズル耐火物に関する。
【0002】
【従来の技術】連続鋳造に使用されるロングノズル、浸
漬ノズルなどのノズル耐火物や、スライドゲートプレー
トは、その使用状態からノズルの羽口部やスライドゲー
トプレートの摺動部の耐磨耗性、耐酸化性が優れている
ことが重要である。
【0003】一般に、ノズルの羽口部の材質は、ロング
ノズル或いは浸漬ノズルでも本体部分と同じ材質がこれ
まで用いられ、場合によってはそれに酸化防止剤を添加
したアルミナーグラファィトが使用されてきた。
【0004】しかしながら、最近、ノズル耐火物の使用
形態は複数のキャスト、タンディシュに使用されること
が一般的となり、一層使用条件が長時間、多数回使用の
過酷なものとなってきた。そのために、羽口部が従来の
アルミナーグラファィトでは酸化して溶鋼に対する耐蝕
性が低下して溶損を生じ、また耐火物の磨耗による羽口
部や摺動盤の溶損はエアーシールの低下などを招き、こ
れらによって耐火物の寿命の低下が余儀なくされてい
た。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この発明は鋳造用浸漬
ノズル、ロングノズルなどに使用される耐火物又はスラ
イドゲートプレートの摺動部を構成する耐火物の耐磨耗
性を向上し、これらの酸化に伴う脆弱化を防止したアル
ミナーカーボン系の鋳造用ノズル耐火物を得ようとする
ものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明は、浸漬ノズル
若しくはロングノズルの羽口部又はスライドゲートプレ
ートの摺動部を構成する耐火物であって、アルミナーグ
ラファィトが20〜40重量%とアルミナー無定形炭素
が60〜80重量%とからなり、さらにAl23 が5
0〜90重量%、Cが10〜35重量%、SiO2 が2
0重量%以下であることを特徴とするアルミナー炭素系
鋳造用ノズル耐火物(請求項1)、アルミナーグラファ
ィトが、Al2 3 40〜80重量%、C20〜40重
量%、SiO2 が20重量%以下である請求項1記載の
アルミナー炭素系鋳造用ノズル耐火物(請求項2)及び
アルミナー無定形炭素が、Al2 3 70〜95重量
%、C5〜30重量%、SiO2 20重量%以下である
請求項1記載のアルミナー炭素系鋳造用ノズル耐火物
(請求項3)である。以下に、これらの発明をさらに説
明する。
【0007】この発明は、浸漬ノズル若しくはロングノ
ズルの羽口部又はスライドゲートプレートの摺動部を構
成する耐火物である。図1はこの発明の耐火物を用いた
ノズル装置を示したものである。図1で1は固定盤、2
は固定盤1に摺接するスライドゲートプレート、3はス
ライドゲートプレート2に一体に取り付けられた中間ノ
ズルである。中間ノズル3の下部には浸漬ノズル4が嵌
挿されている。また、図2は固定板5に直接浸漬ノズル
6の羽口部が摺動するようにした新しい構成の浸漬ノズ
ルである。
【0008】図1で7が浸漬ノズル4の羽口部、また、
9がスライドゲートプレート2の摺動部である。図2で
は8が浸漬ノズル6の摺動部である。
【0009】この発明では、浸漬ノズルやロングノズ
ル、さらにはスライドゲートプレートの羽口部や摺動部
の耐火物を、アルミナーグラファィトとアルミナー無定
形炭素からなる耐火物で構成しようとするものである。
【0010】ここで用いるアルミナーグラファィトとア
ルミナー無定形炭素の混合物からなる耐火物は、アルミ
ナーグラファィトが20〜40重量%、アルミナー無定
形炭素が60〜80重量%とする。これらの更に好まし
い割合は、アルミナーグラファィトが25〜35重量
%、アルミナー無定形炭素が65〜75重量%である。
アルミナーグラファィトが20重量%未満であると耐ス
ポーリング性が低下する。またアルミナーグラファィト
が40%を超えると耐磨耗性、耐蝕性が低下する。他方
のアルミナー無定形炭素が60重量%未満であると耐磨
耗性及び耐蝕性が低下し、これが80重量%を超えると
耐スポーリング性が低下する。
【0011】この発明で用いるアルミナーグラファィト
は、Al2 3 が40〜80重量%、Cが20〜40重
量%、SiO2 が20重量%以下のものを用いる。Al
2 3 が40重量%未満では耐蝕性が低下し、またこれ
が80重量%を超えると耐スポーリング性が低下する。
Cは20重量%未満では耐スポーリング性が低下し、ま
たこれが40重量%を超えると耐蝕性が低下する。Si
2 が20重量%を超えると耐蝕性が低下し、またこれ
超えない範囲で添加することによって熱膨張率を低下さ
せることが出来る。
【0012】アルミナー無定形炭素は、Al2 3 が7
0〜95重量%、Cが5〜30重量%、SiO2 が20
重量%以下とする。Al2 3 が70重量%未満では耐
磨耗性、耐蝕性が低下し、またこれが95重量%を超え
ると耐スポーリング性が低下する。Cは5重量%未満で
は耐スポーリング性が低下し、またこれが30重量%を
超えると耐蝕性が低下する。SiO2 は20重量%を超
えると耐蝕性が低下する。
【0013】さらに、アルミナーグラファィトとアルミ
ナー無定形炭素とからなる原料混合物の中で、全Al2
3 を50〜90重量%、全炭素を10〜35重量%、
全SiO2 を20重量%以下とする。
【0014】ここでのAl2 3 が50重量%未満では
耐磨耗性、耐蝕性が低下し、またこれが90重量%を超
えると耐スポーリング性が低下する。全炭素が10%未
満では耐スポーリング性が低下し、またこれが35重量
%を超えると耐蝕性が低下する。全SiO2 は20重量
%を超えると耐蝕性が低下し、20重量%を超えない範
囲で配合することによって熱膨張率の低下を抑制する効
果を有する。
【0015】この発明で、原料としてアルミナーグラフ
ァィトとアルミナー無定形炭素を混合して用いる代わり
に、グラファィトと無定形炭素を初めから同時にアルミ
ナに加えたものを使用することも出来るが、その場合は
微粉の分散性が悪く特性値に若干の不均一性が認められ
るものの、例えば図2に示す浸漬ノズル6の摺動部8の
材質としては十分に使用することは可能である。
【0016】(試験例1)表1に示す化学組成の(A)
アルミナーグラファィトと、(B)アルミナー無定形炭
素と、これらを重量比で(A):(B)=25:75に
したもの3種(表2)( No.1 〜3)を、浸漬ノズルの羽
口部に用い試料の浸漬ノズルを作成した。この浸漬ノズ
ルを、図3に示すようにして、1400℃の炉中1時間
保持した後水に浸漬して急冷するスポーリングテストを
行った。図3で10は試料のノズルで、この状態で加熱
されたのち直ちに水槽11の中に浸漬して急冷した。結
果は表2に示す通りであった。
【0017】
【表1】
【表2】 表2に示すように、アルミナーグラファィト系単味のも
の及びアルミナーグラファィト系とアルミナー無定形炭
素系の混合物の場合はいずれも亀裂が発生しないが、ア
ルミナー無定形炭素系単味のものは亀裂が発生し耐スポ
ーリング性の低いことが分かる。
【0018】(試験例2)表1に示す化学組成の原料
A,Bを配合比を変えて表3に示すような5種の原料
(No.4〜8)で成形体をつくり、その各種特性値を測定し
た。結果を表3に示した。
【0019】次に、上記と同じ5種の原料を用いて70
×20×60(mm)の耐火物成形体をつくり、これを90
0℃又は1200℃の炉中に3時間保持して酸化テスト
を行った。更に酸化後の曲げ強度、酸化層の厚みの測定
を行い、併せて成形体の表面性状を観察し、その結果を
表4に示した。
【0020】
【表3】
【表4】 表4で酸化層の厚さ(mm)は、耐火物の酸化テストのの
ち、図4に示すように成形体のほぼ中心部を通る破断面
を求め、各表面から非酸化層までの寸法の平均(a+b
+c+d)/4(mm) で求めた。
【0021】また、表面性状は、◎が強固でしっかりし
ている、○しっかりしている、△やや脆い、×ぼろぼろ
と崩れやすいとして示した。
【0022】(試験例3)試験2と同様にして表5に示
すようにNo.4〜8 の計5種の混合原料で、サイズ20×
20×90(mm) のバー状のサンプル耐火物を作成し
た。このサンプルを用いてスポーリングテストを実施し
た。このテストは、1400℃の炉中に20分間試料を
放置したのち直ちに水中に5分間浸漬して急冷を行い、
その後1時間乾燥する工程を3回繰り返すもので(図
5)、これによってサンプルに発生する亀裂を観察する
ものである。この結果を表5に示す。表5に示すよう
に、アルミナー無定形炭素の割合が80重量%を超える
と亀裂が発生することが分かる。
【0023】
【表5】 以上の試験結果から、浸漬ノズル又はロングノズルの羽
口部や、スライドゲートプレートと同様の機能をもつノ
ズルの摺動部として要求される特性を考慮すると、耐ス
ポーリング性がありしかも耐酸化性をもつための原料配
合比は、アルミナーグラファィト系とアルミナー無定形
炭素系の割合が20〜40:80〜60重量%であるこ
とが認められる。
【0024】(発明の効果)以上のように、ノズル耐火
物の羽口部やスライドゲートプレートのように溶鋼流量
制御機能をもつノズルの摺動部に、本願発明の耐火物を
適用すると従来から指摘されていた酸化に伴う脆弱化が
防止されるとともに、同時に耐磨耗性を向上することが
出来るようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のアルミナー炭素系鋳造用ノズル耐火
物をスライドゲートプレートの摺動部及びノズルの羽口
部に適用したスライディングノズル装置と浸漬ノズルの
側面図。
【図2】この発明のアルミナー炭素系鋳造用ノズル耐火
物をノズルの摺動部分に適用した浸漬ノズルの側面図。
【図3】この発明のアルミナー炭素系鋳造用ノズル耐火
物をノズルの摺動部分に適用した浸漬ノズルの耐スポー
リング試験を説明するための説明図。
【図4】この発明のアルミナー炭素系鋳造用ノズルの耐
火物の酸化度の測定方法を説明するための説明図。
【図5】この発明のアルミナー炭素系鋳造用ノズル耐ス
ポーリング性の測定方法を説明するための説明図。
【符号の説明】
1,5…固定盤、2…スライドゲートプレート、3…中
間ノズル、4,6…浸漬ノズル、7…羽口部、8,9…
摺動部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大屋 鎖登志 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 林 健三 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 (56)参考文献 特開 平6−285598(JP,A) 特開 平2−255564(JP,A) 特開 平2−172860(JP,A) 特開 昭56−41871(JP,A) 特開 昭49−119827(JP,A) 特開 平5−228591(JP,A) 特開 平3−32454(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B22D 11/10 330 B22D 11/10 340 B22D 41/32,41/54 C04B 35/103

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 浸漬ノズル若しくはロングノズルの羽口
    部又はスライドゲートプレートの摺動部を構成する耐火
    物であって、アルミナーグラファィトが20〜40重量
    %とアルミナー無定形炭素が60〜80重量%とからな
    り、さらにAl2 3 が50〜90重量%、Cが10〜
    35重量%、SiO2 が20重量%以下であることを特
    徴とするアルミナー炭素系鋳造用ノズル耐火物。
  2. 【請求項2】 アルミナーグラファィトが、Al2 3
    40〜80重量%、C20〜40重量%、SiO2 が2
    0重量%以下である請求項1記載のアルミナー炭素系鋳
    造用ノズル耐火物。
  3. 【請求項3】 アルミナー無定形炭素が、Al2 3
    0〜95重量%、C5〜30重量%、SiO2 20重量
    %以下である請求項1記載のアルミナー炭素系鋳造用ノ
    ズル耐火物。
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