JP3351998B2 - スライディングノズルプレートおよびその製造方法 - Google Patents
スライディングノズルプレートおよびその製造方法Info
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Description
れる取鍋やタンディッシュといった溶鋼容器の底部に装
着されて、溶鋼の流量制御を行うスライディングノズル
プレートおよびその製造方法に関するものである。
な温度条件下で使用されることから、優れた耐食性と同
時に優れた耐熱衝撃性を要求される。そのため、アルミ
ナ、ジルコニアからなる耐火性骨材を配合することを特
徴とするいくつかの発明が開示されている。
いては、主たる鉱物相がコランダム、単斜晶ジルコニア
からなり、アルミナを80〜98重量%、ジルコニアを
2〜20重量%含有する耐火性骨材を用いるアルミナ−
カーボン質のスライディングノズルプレートが開示され
ている。
いては、アルミナを58〜78重量%、ジルコニアを2
0〜40重量%含有する溶融アルミナ・ジルコニア質原
料の粗粒および/または中粒を2〜50重量%用いたア
ルミナ−カーボン質スライディングノズルプレートが開
示されている。
いては、ムライトを全く含まずアルミナを30〜75重
量%、ジルコニアを25〜70重量%含有する電融原料
を用いる焼成スライディングノズルプレートが開示され
ている。
て、耐火物コストの低減を目的にスライディングノズル
の使用回数が増し、また使用した後常温まで冷却して、
再び使用するといった間欠使用が一般的になってきた。
公報に示されるようなジルコニア含有量が高い溶融アル
ミナ・ジルコニア質原料を用いた場合、上記のような間
欠使用した時の熱膨張係数がアルミナに比べて比較的大
きいジルコニアにもとづくスポーリングに起因する組織
剥離によって、面荒れが大きいといった問題が生じてい
る。
効果は、骨材中に分布するジルコニアの相転移に伴う亀
裂伸張防止効果が働き、熱衝撃を緩和するものである
が、その場合にジルコニア含有量が多いとその生成が多
く、繰り返し熱変化を受けることにより逆にスライディ
ングノズルの脆弱化をもたらすことが判明した。
示されるように溶融アルミナ・ジルコニア質原料中のジ
ルコニア含有量が少なすぎると、元来溶鋼に対する耐食
性がアルミナに比べて優れるとされるジルコニアが少な
いために、プレート自体の耐食性の向上効果に乏しく、
高耐用化がさほど期待できない問題がある。
ルミナ・ジルコニア質原料の熱膨張係数はアルミナのそ
れに近似するため、スライディングノズルプレート内に
配合された場合、両者の熱膨張差に起因するれんが組織
内のマイクロクラック生成が少なく、故にプレートが有
する耐熱スポール性が不十分となり、急激な熱変化に対
する抵抗性が薄れ、熱スポーリングによる割れが発生し
やすい問題が生じている。
報に示される溶融アルミナ・ジルコニアに含有されるジ
ルコニア20〜40重量%は、先に述べた問題に対して
概ね解消方向にあるが、当該原料の粒度は粗粒または/
および中粒を配合し、微粒はプレート組織のマトリック
ス部の強度が高くなり、亀裂発生が助長され、またその
伝播経路が直線的となり、組織が剥離しやすいとの理由
により配合しないこととされている。
原料は、先に述べたように元来溶鋼に対する耐食性はジ
ルコニアを含有することによってアルミナに比べて優れ
ていることは明らかであり、さらにスライディングノズ
ルプレートの損傷形態として組織のマトリックス部から
の先行溶損によって損傷する場合が多い。
はかるには、マトリックス部の強化すなわち、高耐食性
材料をマトリックス部へ優先的に配合することが重要で
あり、微粒を使用しないことは耐熱スポール性に効果が
あっても、耐食性向上がさほど期待できないという課題
があった。
点に鑑みたもので、上記の課題を解決するために、溶融
金属の流量制御を行うためのアルミナ−カーボン質のス
ライディングノズルプレートであって、主たる鉱物相が
コランダムと単斜晶ジルコニアで、アルミナ75〜80
重量%、ジルコニア20〜25重量%の化学組成を有す
る粗粒、中粒、微粒の電融アルミナ・ジルコニア質原料
を5〜50重量%含有し、上記電融アルミナ・ジルコニ
ア質原料が4mm〜10μm の粒径で、その微粉の粒径が
200〜10μm のものを5〜20重量%配合すること
を特徴とするスライディングノズルプレートおよびその
製造方法を提供するにある。
レ−トおよびその製造方法は、溶融金属の流量制御を行
うためのアルミナ−カーボン質のスライディングノズル
プレートであって、主たる鉱物相がコランダムと単斜晶
ジルコニアで、アルミナ75〜80重量%、ジルコニア
20〜25重量%の化学組成を有する粗粒、中粒、微粒
の電融アルミナ・ジルコニア質原料を5〜50重量%含
有し、電融アルミナ・ジルコニア質原料が4mm〜10μ
m の粒径で、その微粉の粒径が200〜10μm のもの
を5〜20重量%含有することを特徴としているもの
で、アルミナとジルコニアの配分量をバランスよくし、
かつ電融アルミナ・ジルコニア質原料を粗粒、中粒、微
粒を配合してこの耐火物を混練し、成形し、焼成するも
のである。
ルミナとジルコニアを電融、冷却させたもので、コラン
ダム粒界に単斜晶ジルコニアが析出したものである。こ
の単斜晶ジルコニアは、約1000℃付近で結晶転移に
よる収縮が知られており、これにより膨張率の低減とマ
イクロクラックの生成により耐熱衝撃性を付与してい
る。
対して、ジルコニア20〜25重量%のバランスのよい
配合比率とし、耐熱衝撃性および耐食性の向上をはかっ
ている。
上記転移の影響は軽微で、耐熱衝撃性の向上に効果が認
められない。また、当該骨材中のジルコニア含有量が過
少となり、耐食性向上効果に乏しい。
なクラックを生成し、これがスライディングノズルプレ
ートの強度低下をもたらす。
り、当該骨材の熱膨張係数が大となり、当該電融アルミ
ナ・ジルコニア骨材の含有量は5〜50重量%とするも
ので、5重量%以下では転移の効果が表れず、耐熱衝撃
性の向上に効果が認められない。一方、50重量%を越
えると、生成したマイクロクラックが過多になり、スラ
イディングノズルプレートの強度低下をもたらして好ま
しくない。なお、残りはアルミナとカーボンを配合し、
必要によりSi、Al、B4 C等の金属を1〜3重量%
添加することもできる。
の粒径は、10μm 以下ではジルコニアがアルミナの中
に固定されずに遊離し、焼結性が乏しくなってスライデ
ィングノズルプレートの強度低下をもたらす。一方、粒
径が4mmを越えると、生成したクラックが大きくなり、
熱衝撃後の強度低下をもたらす。
骨材の粒径は、4mmより小さく、10μm より大きいこ
とが必要で、望ましくは200μm 以下の微粒子を5〜
20重量%含むことが最適である。これは詳細な実験結
果から、200μm 〜4mmの粒子は耐熱衝撃性に寄与
し、200μm 〜10μm の粒子がマトリックス中に存
在し、マトリックスの耐食性向上に寄与するためであ
る。
アルミナ・ジルコニア骨材の使用は、先に述べたように
骨材に含有されるジルコニア量と当該骨材の粒度の選択
が重要であり、特に粒度はスライディングノズルの具備
特性として最重要と考えられる耐熱スポール性と耐食性
のバランスを考慮した上で、最大限に発揮させるための
手段として大切なものである。
フェノール樹脂等を結合材として常温もしくは加熱下で
混練する。そして、得られた混合物をフリクションプレ
ス、オイルプレス等でスライディングノズルプレート形
状に成形後、900〜1500℃で還元雰囲気焼成を行
う。焼成後のスライディングノズルプレートは、組織の
緻密化、摺動性の付与、耐食性向上を目的としてタール
ピッチ等を含浸する。
表1のA、B、Cの3種として、取鍋用スライディング
ノズルプレートについてアルミナ−カーボン質をベース
に上記電融アルミナ・ジルコニア骨材3種について表2
に示す配合で検討した。
を4%添加し、フリクションプレスにより実形状に成形
した。そして、還元雰囲気で焼成し、焼成体を得た。こ
れらについて表2のように物性値、曲げ強さを測定し、
さらに熱スポーリング試験、耐食性試験を行って評価し
た。その結果、本発明の実施例の配合は、比較例の従来
のものより耐熱スポール性および耐食性ともに向上が認
められた。
にてヒートサイズ250t/ch、60分/ch、普通
鋼に使用した。
れが大きくて寿命に到ったが、本発明の実施例3は10
chの使用後においても面荒れは軽微であった。このよ
うに、本発明品はスライディングノズルプレートの寿命
向上がはかれた。
鉱物相がコランダムと単斜晶ジルコニアで、アルミナ7
5〜80重量%、ジルコニア20〜25重量%の化学組
成を有する粗粒、中粒、微粒の電融アルミナ・ジルコニ
ア質原料を5〜50重量%含有することによって、溶融
金属の流量制御を行うためのアルミナ−カーボン質のス
ライディングノズルプレートが溶融金属を流通して高温
に熱せられ、その後常温まで冷却するという高温冷却状
態の間欠的な繰り返し使用しても、アルミナに対してジ
ルコニアを上記の適量の配合としているので、熱スポー
リング性と耐食性のバランスがはかれ、大きなクラック
も生成せずにマイクロクラックが過多にならずに、耐熱
衝撃性、耐食性を向上できる。
料が4mm〜10μm の粒径で、その微粉の粒径が200
〜10μm のものを5〜20重量%配合することによっ
て、生成したクラックが大きくならず、かつアルミナ・
ジルコニアの焼結性がよくてスライディングノズルプレ
ートの耐熱衝撃性の改良がはかれ、微粉の粒径が200
〜10μm のものを5〜20重量%配合することでマト
リックスの耐食性の向上がはかれるものである。さら
に、Si、Al、B4 Cの金属を1〜3重量%添加する
ことによっても、上記の効果を奏するようにできる。
Claims (3)
- 【請求項1】 溶融金属の流量制御を行うためのアルミ
ナ−カーボン質のスライディングノズルプレートであっ
て、主たる鉱物相がコランダムと単斜晶ジルコニアで、
アルミナ75〜80重量%、ジルコニア20〜25重量
%の化学組成を有する粗粒、中粒、微粒の電融アルミナ
・ジルコニア質原料を5〜50重量%含有し、 上記電融アルミナ・ジルコニア質原料が4mm〜10μm
の粒径で、その微粉の粒径が200〜10μm のものを
5〜20重量%配合することを特徴とするスライディン
グノズルプレート。 - 【請求項2】 Si、Al、B4 Cの金属を1〜3重量
%添加した請求項1に記載のスライディングノズルプレ
ート。 - 【請求項3】 溶融金属の流量制御を行うためのアルミ
ナ−カーボン質のスライディングノズルプレートの製造
方法であって、主たる鉱物相がコランダムと単斜晶ジル
コニアで、アルミナ75〜80重量%、ジルコニア20
〜25重量%の化学組成を有する粗粒、中粒、微粒の電
融アルミナ・ジルコニア質原料を5〜50重量%配合す
るとともに、上記電融アルミナ・ジルコニア質原料が4
mm〜10μm の粒径で、その微粉の粒径が200〜10
μm のものを5〜20重量%配合して、上記耐火物を混
練し、成形し、焼成することを特徴とするスライディン
グノズルプレートの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23905497A JP3351998B2 (ja) | 1997-08-19 | 1997-08-19 | スライディングノズルプレートおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23905497A JP3351998B2 (ja) | 1997-08-19 | 1997-08-19 | スライディングノズルプレートおよびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1157957A JPH1157957A (ja) | 1999-03-02 |
JP3351998B2 true JP3351998B2 (ja) | 2002-12-03 |
Family
ID=17039194
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23905497A Expired - Lifetime JP3351998B2 (ja) | 1997-08-19 | 1997-08-19 | スライディングノズルプレートおよびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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Families Citing this family (4)
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KR102179722B1 (ko) * | 2017-12-19 | 2020-11-17 | 쇼와 덴코 가부시키가이샤 | 전융 알루미나립, 전융 알루미나립의 제조 방법, 숫돌 및 연마포지 |
-
1997
- 1997-08-19 JP JP23905497A patent/JP3351998B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
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