JP3561193B2 - Lubricant and lubrication method - Google Patents

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達也 鈴木
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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、潤滑剤および潤滑方法に係り、特に取鍋等の溶融金属容器の出湯口に装着される摺動開閉装置の摺動部等の高温に晒される部分の潤滑に用いられる潤滑剤および潤滑方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、取鍋等の溶融金属容器の出湯口に装着される摺動開閉装置は、図1に示すように、溶融金属容器1の出湯口2に貫通孔3を合致させるようにして固定ノズル4を前記容器1の底面に固定し、この固定ノズル4の下方に同様に貫通孔6を穿設された摺動ノズル5を、その上面7を前記固定ノズル4の下面8と摺動自在にして配設して形成されている。前記固定ノズル4および摺動ノズル5はともに耐火煉瓦により板状に製造されている。
【0003】
この摺動開閉装置は、摺動ノズル5を往復移動若しくは回転移動させることにより、両貫通孔3、6の合致面積を調整することにより、出湯口2の開度を調整するものである。
【0004】
前記固定ノズル4および摺動ノズル5は溶融金属の出湯時には、出湯口2が約1600℃の高温に晒されることとなり、大きな熱的衝撃を受け、また、両者の摺動面間に溶融金属が侵入しようとする「地金さし」が発生してしまう。
【0005】
このような不都合を防止するために、前記摺動面に塗布して用いる種々の潤滑剤が提案されており、例えば、黒鉛粉末、澱粉質糊料および水を組成分とするもの等がある。
【0006】
そして、この潤滑剤の実際の使用時においては、前記固定ノズル4および摺動ノズル5の摺動面に最初にタールを塗布し、そのタールの上に前記潤滑剤を塗布して使用していた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記タールは発癌物質であることが判明した後は、その使用が禁止されており、現在においてはタールを用いることなく、かつ、前記固定ノズル4および摺動ノズル5の摺動を良好に行なわせることのできる潤滑剤が要望されている。
【0008】
一方、前記固定ノズル4および摺動ノズル5を形成している耐火煉瓦としては、タールを用いていた場合には、多孔性アルミナセラミックを主たる素材としていたが、タールを用いない現在においては、カーボンアルミナセラミックを主たる素材としている。
【0009】
従って、今日においては、カーボンアルミナセラミックを素材とする耐火煉瓦製の固定ノズル4および摺動ノズル5に対して、高温域においても十分な潤滑性を維持することのできる潤滑剤の出現が待望されている。
【0010】
そこで、本出願人は特開平11−50082号公報に示すように、黒鉛粉末50重量%以下、有機系およびまたは無機系の水溶性バインダおよび他を水とする潤滑剤に対して12重量%以上のホウ酸粉末を含有させることにより、多孔性アルミナセラミックのみならずカーボンアルミナセラミックを主たる素材とした固定ノズルおよび摺動ノズルの間の摺動部等からなる摺動部分に対して、高温域においても潤滑剤の各組成分の潤滑特性を安定的に保持して十分な潤滑性を維持することができ、熱的交番衝撃にも強いものとすることのできる潤滑剤および潤滑方法を提案した。
【0011】
本発明は、前記のホウ酸粉末を用いるものと同等の性能を発揮するとともに、更にホウ酸粉末を用いるものに比べて、少量の使用でも高温域において、黒鉛粉末また水溶性バインダーを覆う溶融物をより多く形成させ、これにより、黒鉛粉末また水溶性バインダーを保護し、潤滑性、密封性、および摺動面保護を長期間にわたり維持することができ、材料コストの低減による製造コストの低廉化を図ることのできる潤滑剤および潤滑方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明に係る潤滑剤の特徴は、黒鉛粉末50重量%以下、有機系およびまたは無機系の水溶性バインダおよび他を水とする潤滑剤Aと、この潤滑剤Aに対して20重量%以下の炭化ホウ素粉末とを有し、摺動部への塗布後に乾燥被膜を形成する点にある。そして、このような構成を採用したことにより、炭化ホウ素粉末を有しているために、高温になると溶融して潤滑性を発揮し高温域において十分な潤滑性を維持することができる。更に、前記ホウ酸粉末を用いるものに比べて、少量の使用でも高温域において、黒鉛粉末また水溶性バインダーを覆う溶融物をより多く形成させ、これにより、黒鉛粉末また水溶性バインダーを保護し、潤滑性、密封性、および摺動面保護を長期間にわたり維持することができ、材料コストの低減による製造コストの低廉化を図ることができる。 このような相乗効果により、本発明の潤滑剤は、多孔性アルミナセラミックのみならずカーボンアルミナセラミックを主たる素材とした固定ノズルおよび摺動ノズルの間の摺動部等からなる摺動部分に塗布された後に乾燥被膜を形成して、高温域においても十分な潤滑性を維持することができ、熱的交番衝撃にも強いものとなる。
【0013】
また、請求項3に記載の潤滑方法の特徴は、黒鉛粉末50重量%以下、有機系およびまたは無機系の水溶性バインダおよび他を水とする潤滑剤Aと、この潤滑剤Aに対して20重量%以下の炭化ホウ素粉末とを有し、摺動部への塗布後に乾燥被膜を形成する潤滑剤を、高温の摺動部に介在させる点にある。そして、このような方法を採用したことにより、潤滑部の潤滑性を高温域において十分な潤滑性を維持することができ、熱的交番衝撃にも強い潤滑剤とすることができる。
【0014】
また、請求項2および請求項4に記載のように、炭化ホウ素粉末の含有量を2〜5重量%とすることにより、前記ホウ酸粉末を用いるものに比べて、少量の使用でも高温域において、黒鉛粉末また水溶性バインダーを覆う溶融物をより多く形成させ、これにより、黒鉛粉末また水溶性バインダーを保護し、潤滑性、密封性、および摺動面保護を長期間にわたり維持することができ、材料コストの低減による製造コストの低廉化を図ることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を説明する。
【0016】
本発明者は、前記のカーボンアルミナセラミックを素材とする耐火煉瓦製の固定ノズルおよび摺動ノズルの間の摺動面に対して、高温域においても十分な潤滑性を維持することのできる潤滑剤を求めて鋭意研究を重ね、その結果としてホウ酸に代えて炭化ホウ素を用いることにより、これらの素材に対する潤滑剤として極めて有効であることを見出だした。
【0017】
本発明はこれらの知見に基づいてなされたものであり、本発明の潤滑剤は炭化ホウ素粉末を1主成分として所定量含有している。そして、その炭化ホウ素粉末の他の主成分として黒鉛粉末50重量%以下、有機系およびまたは無機系の水溶性バインダおよび他を水とする潤滑剤(以下、「潤滑剤A」という)を所定量有していることを特徴とする。
【0018】
本実施形態では、前記潤滑剤Aとして、黒鉛粉末50重量%以下、水溶性バインダである澱粉質糊料および他を水とする組成分からなり、糊状を呈するものを使用した。
【0019】
また、前記炭化ホウ素粉末としてはB4Cを用いることができ、その粒径は混合する黒鉛(グラファイト)粉末と混合されやすい大きさとされており、具体的には前記黒鉛粉末の粒径と同等かそれ以下の粒径とされている。
【0020】
さらに、前記潤滑剤Aの黒鉛粉末について説明すると、この黒鉛粉末は、それ自体が軟らかい層状結晶構造物であり、金属に対して付着性が強いために、その結晶の端面が潤滑表面に埋められてフイルム(薄膜)を形成する(潤滑表面に金属酸化物があると、より効果的に作用する)。この黒鉛粉末の粒径は強いて制限を設けなくてもよいが、通常は微粉末のものがよく、例えば1〜3μmであることが望ましい。このような潤滑剤Aにおいて、黒鉛粉末を50重量%以下(通常は5〜50重量%)としたのは、あまりに少な過ぎると黒鉛の滑性作用が不十分となり、また上限を上回ると糊状を呈しなくなるからである。
【0021】
また、前記水溶性バインダとして挙げた澱粉質糊料とは、水に溶解したときに澱粉糊料を呈するものを言い、通常の澱粉類はもとより、CMC(カルボキシメチルセルロース)、アルギン酸ソーダ等も含まれる。この澱粉質糊料は、有機質の水溶性バインダであるが、水溶性バインダとしては、無機質のものあるいは有機質および無機質の両者が混在したものであってもよい。また、澱粉質糊料の配合量は黒鉛粉末の配合量に応じて任意に定めてよいが、あまりに少な過ぎると糊状を呈しなくなり、また多過ぎると澱粉質が多すぎるために諸種の障害が発生する可能性があるため、これらの問題が生じない程度に適宜調整すればよい。なお、糊料に延展性や付着性を付与するために、けい酸アルミニウム、エチレングリコール等を添加してもよい。
【0022】
更に、この澱粉質糊料は以下の性質を有するものとされている。
【0023】
1) 塗布時と乾燥後とで略一定の厚さの塗膜を形成できる。
【0024】
2) 溶融金属からの伝熱により熱膨張を起こし、間隙をつくらない。
【0025】
3) 溶融金属からの伝熱により炭化を起こし、この炭素を主体とする層が耐熱煉瓦からなる各ノズル4、5の下面8および上面7の凸凹を充填する。
【0026】
また、本実施形態における水とは、水単体のものと、水と水ガラスとを混合させて粘着性を付与させたものとを含むものである。
【0027】
また、前記澱粉質糊料と水とは、前記の配合により予め糊料としておき、これに黒鉛粉末を添加し、混合、攪拌することが望ましい。
【0028】
この潤滑剤Aと炭化ホウ素粉末との成分割合は、潤滑剤Aに対して炭化ホウ素粉末を20重量%以下、好ましくは2〜5重量%含有している。炭化ホウ素粉末の含有量が20重量%を越えると重いホウ素が沈殿して潤滑剤Aと混合状態を維持できなくなる。炭化ホウ素粉末の含有量は2〜5重量%であると、少量の潤滑剤の使用でも高温域において、黒鉛粉末また水溶性バインダーを覆う溶融物をより多く形成させ、これにより、黒鉛粉末また水溶性バインダーを保護し、潤滑性、密封性、および摺動面保護を長期間にわたり維持することができ、材料コストの低減による製造コストの低廉化を図ることができる。また、高温になると含有されている炭化ホウ素粉末のうち3重量%前後の炭化ホウ素粉末が上記の機能発揮のために作用していると認められる。
【0029】
次に、本実施形態の潤滑剤の使用方法を説明する。
【0030】
本実施形態の潤滑剤は糊状を呈しているので、前記固定ノズル4および摺動ノズル5の相互に対向している摺動面に塗布して使用される。
【0031】
すなわち、固定ノズル4および摺動ノズル5の相互に対向している摺動面となる下面8および上面7の双方またはいずれか一方に所定厚さに塗布するようにする。
【0032】
このようにして、固定ノズル4および摺動ノズル5の相互に対向している摺動面に本実施形態の潤滑剤を介在させて潤滑試験を行なったところ、黒鉛粉末および水溶性バインダと炭化ホウ素粉末とによる潤滑性維持機能と、水溶性バインダの有する機能、つまり金属等の摺動部とは強固に付着し黒鉛や炭化ホウ素粉末とは適度な付着力を保持するという機能とが相乗的に作用して良好な潤滑作用が発揮され、熱的交番衝撃にも強いものとなることがわかった。
【0033】
本実施形態の潤滑剤は、炭化ホウ素粉末と黒鉛粉末とを所定割合において有しているために、双方の作用が相乗的に機能して優れた潤滑性が発揮される。すなわち、炭化ホウ素粉末は摺動部において、加熱されて昇温され行くと、約100℃ぐらいから各黒鉛粉末を包んで空気から遮断し、各黒鉛粉末が酸化されるのを確実に防止する。一方の黒鉛粉末は、酸化を防止された状態において、炭化ホウ素粉末に包まれた状態を保持したまま結晶層間の滑りを繰り返す。これにより炭化ホウ素粉末と黒鉛粉末との潤滑作用が相乗的に機能して、極めて優れた潤滑性が高温域において維持される。
【0034】
この他に含有されている澱粉質糊料は、クッション材として「取り込み作用」などにより荷重を受け、黒鉛にかかる荷重の負担を軽減する。また、この澱粉質糊料も炭化ホウ素に包まれて空気から遮断されて、劣化が防止されるようになっており、高温域においても潤滑機能を維持できるようになっている。一方、もし前記炭化ホウ素被膜が破れたとしても、前記澱粉質糊料は温度上昇時に2酸化炭素と水とに変わり、その水等が黒鉛の結晶間の滑りを良好に行なわせ、潤滑性が向上される。
【0035】
また、炭化ホウ素粉末は、水と反応することもなく、水溶性バインダとも相性が良いため、長期間安定的に保存することができる。
【0036】
このように本実施形態の潤滑剤においては、各成分の有する作用が相乗的に発揮されて、極めて良好な潤滑作用が発揮され、熱的交番衝撃にもすこぶる強いものとなる。
【0037】
そして、本実施形態の潤滑剤は、前記固定ノズル4および摺動ノズル5の素材である耐火煉瓦を、多孔性アルミナセラミックのみならずカーボンアルミナセラミックを主たる素材とした場合ににおいても、それぞれ十分な潤滑性を維持することができた。
【0038】
従って、本実施形態の潤滑剤を本発明の潤滑方法に従って用いることにより、潤滑部の潤滑性を高温域において十分な状態に維持することができる。
【0039】
なお、前記潤滑剤Aには、本発明の効果を減じない限りにおいて、他の添加剤を適宜に配合することができる。例えば、混合性や保存性を高めるために、界面活性剤や防腐剤を適宜量添加してもよい。
【0040】
次に、本発明の具体的実施例を更に説明する。
【0041】
以下の本発明の各実施例をその比較例とともに、温度を一定(750℃)に保持して摩擦回数応じて摩擦係数を計測して、潤滑性の変化を求めて図2に示した。
【0042】
本発明の実施例
潤滑剤A+12重量%炭化ホウ素粉末(BC)
潤滑剤A+3重量%炭化ホウ素粉末(BC)
比較例
潤滑剤A+12重量%ホウ酸粉末(HBO
摩擦係数の測定は、往復スライダ型摩擦摩耗試験機を用い、最大摩擦速度0.019m/sec 、摩擦行程往復80mm、垂直荷重21.2kgf とした。
【0043】
図1より、本発明の2件の実施例は、ホウ酸粉末を用いる比較例に比べて摩擦係数が同等若しくはそれ以下であり耐摩耗性に優れており、しかも摩擦回数が増加しても摩擦係数はほぼ一定に保持されているのに対し、ホウ酸粉末を用いた比較例は摩擦回数が1150回を越えると次第に増加して行く。従って、本発明の2件の実施例は、ホウ酸粉末を用いる比較例に比べて、高性能であり、寿命も長く、しかも少量の潤滑剤の使用でも高温域において、黒鉛粉末また水溶性バインダーを覆う溶融物をより多く形成させ、これにより、黒鉛粉末また水溶性バインダーを保護し、潤滑性、密封性、および摺動面保護を長期間にわたり維持することができ、材料コストの低減による製造コストの低廉化を図ることができる。
【0044】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて変更することができる。
【0045】
【発明の効果】
このように本発明の潤滑剤および潤滑方法は構成され作用するものであるから、のホウ酸粉末を用いるものと同等の性能を発揮するとともに、更にホウ酸粉末を用いるものに比べて、少量の使用でも高温域において、黒鉛粉末また水溶性バインダーを覆う溶融物をより多く形成させ、これにより、黒鉛粉末また水溶性バインダーを保護し、潤滑性、密封性、および摺動面保護を長期間にわたり維持することができ、材料コストの低減による製造コストの低廉化を図ることができる等の優れた効果を奏する。
【0046】
具体的には、請求項1および3に記載の潤滑剤および潤滑方法にはおいては、炭化ホウ素粉末を有しているために、高温になると溶融して潤滑性を発揮し高温域において十分な潤滑性を維持することができる。更に、ホウ酸粉末を用いるものに比べて、少量の使用でも高温域において、黒鉛粉末また水溶性バインダーを覆う溶融物をより多く形成させ、これにより、黒鉛粉末また水溶性バインダーを保護し、潤滑性、密封性、および摺動面保護を長期間にわたり維持することができ、材料コストの低減による製造コストの低廉化を図ることができる。このような相乗効果により、本発明の潤滑剤は、多孔性アルミナセラミックのみならずカーボンアルミナセラミックを主たる素材とした固定ノズルおよび摺動ノズルの間の摺動部等からなる摺動部分に塗布された後に乾燥被膜を形成して、高温域においても十分な潤滑性を維持することができ、熱的交番衝撃にも強いものとなる。
【0047】
また、請求項2および4に記載のように、炭化ホウ素粉末の含有量を2〜5重量%とすることにより、前記ホウ酸粉末を用いるものに比べて、少量の使用でも高温域において、黒鉛粉末また水溶性バインダーを覆う溶融物をより多く形成させ、これにより、黒鉛粉末また水溶性バインダーを保護し、潤滑性、密封性、および摺動面保護を長期間にわたり維持することができ、材料コストの低減による製造コストの低廉化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】摺動開閉装置の1例を示す断面図
【図2】本発明の実施例の摩擦回数と摩擦係数との関係を示す特性図
[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a lubricant and a lubrication method, and in particular, a lubricant used for lubricating a portion exposed to a high temperature, such as a sliding portion of a sliding opening / closing device attached to a tap of a molten metal container such as a ladle, and the like. It relates to a lubrication method.
[0002]
[Prior art]
In general, a sliding opening / closing device attached to a hot metal outlet of a molten metal container such as a ladle is provided with a fixed nozzle 4 so that the through hole 3 matches the hot water outlet 2 of the molten metal container 1 as shown in FIG. Is fixed to the bottom surface of the container 1, and a sliding nozzle 5 having a through-hole 6 similarly formed below the fixed nozzle 4 is slidable on the upper surface 7 with the lower surface 8 of the fixed nozzle 4. It is arranged and formed. Both the fixed nozzle 4 and the sliding nozzle 5 are manufactured in a plate shape from refractory bricks.
[0003]
This sliding opening / closing device adjusts the opening degree of the hot water outlet 2 by adjusting the matching area of both through holes 3 and 6 by reciprocating or rotating the sliding nozzle 5.
[0004]
The fixed nozzle 4 and the sliding nozzle 5 are exposed to a high temperature of about 1600 ° C. when the molten metal is poured out, and receive a large thermal shock, and the molten metal is formed between both sliding surfaces. A “bullion bar” to invade will occur.
[0005]
In order to prevent such inconvenience, various lubricants that are used by being applied to the sliding surface have been proposed, and examples thereof include graphite powder, starch paste, and water as components.
[0006]
When the lubricant is actually used, tar is first applied to the sliding surfaces of the fixed nozzle 4 and the sliding nozzle 5, and the lubricant is applied on the tar. .
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the use of tar is prohibited after it has been found that it is a carcinogen. At present, the tar is not used, and the sliding of the fixed nozzle 4 and the sliding nozzle 5 is improved. There is a need for lubricants that can be performed.
[0008]
On the other hand, as the refractory brick forming the fixed nozzle 4 and the sliding nozzle 5, when tar is used, the main material is porous alumina ceramic. The main material is alumina ceramic.
[0009]
Therefore, nowadays, the appearance of a lubricant capable of maintaining sufficient lubricity even in a high temperature range is expected for the fixed nozzle 4 and the sliding nozzle 5 made of refractory brick made of carbon alumina ceramic. ing.
[0010]
Therefore, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-50082, the applicant of the present invention is not more than 50% by weight of graphite powder, and is not less than 12% by weight based on an organic and / or inorganic water-soluble binder and other lubricants. In addition to the porous alumina ceramic, the sliding part composed of the fixed nozzle and the sliding part between the sliding nozzles, which are mainly made of carbon alumina ceramic, can be used in a high temperature range. In addition, the present inventors have proposed a lubricant and a lubrication method that can stably maintain the lubrication characteristics of the respective components of the lubricant, maintain sufficient lubricity, and can withstand thermal alternating impact.
[0011]
The present invention exhibits performance equivalent to that using the boric acid powder described above, and further, a melt covering the graphite powder or the water-soluble binder in a high temperature range even with a small amount of use, compared to the one using boric acid powder. This makes it possible to protect graphite powder or water-soluble binder and maintain lubricity, sealing performance, and sliding surface protection over a long period of time. It is an object of the present invention to provide a lubricant and a lubrication method capable of achieving the above.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the lubricant according to the present invention is characterized in that the graphite powder is 50% by weight or less, the organic and / or inorganic water-soluble binder and the other lubricant A are water, and the lubricant A 20 wt% or less of boron carbide powder, and a dry film is formed after application to the sliding portion. And since it has boron carbide powder by employ | adopting such a structure, when it becomes high temperature, it fuse | melts and exhibits lubricity, and sufficient lubricity can be maintained in a high temperature range. Furthermore, compared with the one using the boric acid powder, in a high temperature range even in a small amount of use, more melt is formed covering the graphite powder or the water-soluble binder, thereby protecting the graphite powder or the water-soluble binder, Lubricity, sealing performance, and sliding surface protection can be maintained over a long period of time, and manufacturing costs can be reduced by reducing material costs. Due to such a synergistic effect, the lubricant of the present invention is applied not only to porous alumina ceramic but also to a sliding part composed of a sliding part between a fixed nozzle and a sliding nozzle mainly made of carbon alumina ceramic. After that, a dry film can be formed so that sufficient lubricity can be maintained even in a high temperature range, and it is resistant to thermal alternating impact.
[0013]
Further, the lubrication method according to claim 3 is characterized in that the graphite powder is 50% by weight or less, the organic and / or inorganic water-soluble binder and the other lubricant A is water, and the lubricant A is 20%. It is in that a lubricant having a weight percent of boron carbide powder and forming a dry film after application to the sliding portion is interposed in the high temperature sliding portion. By adopting such a method, the lubricity of the lubrication part can be maintained at a high temperature and sufficient lubricity, and a lubricant that is resistant to thermal alternating impact can be obtained.
[0014]
Further, as described in claims 2 and 4, when the content of boron carbide powder and 2-5 wt%, as compared with those using the boric acid powder, in a high temperature range even with a small amount of use , To form more melt covering the graphite powder or water-soluble binder, thereby protecting the graphite powder or water-soluble binder and maintaining the lubricity, sealability and sliding surface protection over a long period of time In addition, the manufacturing cost can be reduced by reducing the material cost.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.
[0016]
The inventor is a lubricant capable of maintaining sufficient lubricity even in a high temperature range with respect to a sliding surface between a fixed nozzle and a sliding nozzle made of refractory brick made of the above-mentioned carbon alumina ceramic. As a result, it has been found that the use of boron carbide instead of boric acid is extremely effective as a lubricant for these materials.
[0017]
The present invention has been made based on these findings, and the lubricant of the present invention contains a predetermined amount of boron carbide powder as one main component. And, as other main components of the boron carbide powder, a predetermined amount of graphite powder 50 wt% or less, organic and / or inorganic water-soluble binder and other water-based lubricant (hereinafter referred to as “lubricant A”) It is characterized by having.
[0018]
In the present embodiment, the lubricant A is composed of a graphite powder of 50% by weight or less, a starchy paste that is a water-soluble binder, and a composition containing water as the other, and exhibiting a pasty shape.
[0019]
Further, B4C can be used as the boron carbide powder, and the particle size thereof is set to be easily mixed with the graphite (graphite) powder to be mixed. Specifically, it is equal to or smaller than the particle size of the graphite powder. The particle size is as follows.
[0020]
Further, the graphite powder of the lubricant A will be described. This graphite powder is a soft layered crystal structure itself, and has strong adhesion to metal, so that the end face of the crystal is buried in the lubrication surface. The film (thin film) is formed (the metal oxide on the lubricating surface works more effectively). The particle size of the graphite powder is strong and need not be limited, but is usually fine powder, and is desirably 1 to 3 μm, for example. In such a lubricant A, the graphite powder is 50% by weight or less (usually 5 to 50% by weight) because if the amount is too small, the slippery action of the graphite becomes insufficient, and if the amount exceeds the upper limit, it is pasty. It is because it stops exhibiting.
[0021]
In addition, the starchy paste mentioned as the water-soluble binder means a starch paste that dissolves in water, and includes not only ordinary starches but also CMC (carboxymethylcellulose), sodium alginate and the like. . This starchy paste is an organic water-soluble binder, but the water-soluble binder may be inorganic or a mixture of both organic and inorganic. The amount of starch paste may be arbitrarily determined according to the amount of graphite powder, but if it is too small, it will not exhibit a pasty shape. Since it may occur, it may be appropriately adjusted to such an extent that these problems do not occur. In order to impart spreadability and adhesion to the paste, aluminum silicate, ethylene glycol, or the like may be added.
[0022]
Furthermore, this starchy paste is supposed to have the following properties.
[0023]
1) A coating film having a substantially constant thickness can be formed during application and after drying.
[0024]
2) Thermal expansion occurs due to heat transfer from the molten metal, and no gaps are created.
[0025]
3) Carbonization is caused by heat transfer from the molten metal, and this carbon-based layer fills the unevenness of the lower surface 8 and the upper surface 7 of each nozzle 4, 5 made of heat-resistant brick.
[0026]
Moreover, the water in this embodiment includes the thing of a single-piece | unit water, and the thing which mixed water and water glass and gave adhesiveness.
[0027]
Moreover, it is desirable that the starchy paste and water are preliminarily prepared as a paste by the above blending, and graphite powder is added thereto, mixed and stirred.
[0028]
The component ratio of the lubricant A and the boron carbide powder is 20 wt% or less, preferably 2 to 5 wt% of the boron carbide powder with respect to the lubricant A. If the boron carbide powder content exceeds 20% by weight, heavy boron precipitates and the mixed state with the lubricant A cannot be maintained. When the boron carbide powder content is 2 to 5% by weight, a melt covering the graphite powder or the water-soluble binder is formed in a high temperature region even when a small amount of lubricant is used. The protective binder can be protected, and the lubricity, sealing property, and sliding surface protection can be maintained over a long period of time, and the manufacturing cost can be reduced by reducing the material cost. Further, it is recognized that about 3% by weight of boron carbide powder contained in the boron carbide powder contained at high temperature acts to exert the above function.
[0029]
Next, a method for using the lubricant of this embodiment will be described.
[0030]
Since the lubricant of the present embodiment is paste-like, it is used by being applied to the sliding surfaces of the fixed nozzle 4 and the sliding nozzle 5 facing each other.
[0031]
That is, the fixed nozzle 4 and the sliding nozzle 5 are applied to the lower surface 8 and / or the upper surface 7 serving as sliding surfaces facing each other with a predetermined thickness.
[0032]
In this way, when the lubrication test was performed by interposing the lubricant of the present embodiment on the sliding surfaces of the fixed nozzle 4 and the sliding nozzle 5 facing each other, graphite powder, water-soluble binder, and boron carbide were obtained. The function of maintaining lubricity with powder and the function of a water-soluble binder, that is, the function of firmly attaching to a sliding part such as a metal and maintaining an appropriate adhesion to graphite or boron carbide powder, synergistically. As a result, it was found that a good lubricating action was exerted, and it was strong against thermal alternating impact.
[0033]
Since the lubricant of this embodiment has boron carbide powder and graphite powder in a predetermined ratio, both actions function synergistically to exhibit excellent lubricity. That is, when the boron carbide powder is heated and heated in the sliding portion, each graphite powder is wrapped from about 100 ° C. and shielded from the air, thereby reliably preventing the graphite powder from being oxidized. One of the graphite powders repeatedly slips between the crystal layers while maintaining the state of being encased in the boron carbide powder in a state where oxidation is prevented. Thereby, the lubricating action of the boron carbide powder and the graphite powder functions synergistically, and extremely excellent lubricity is maintained in a high temperature range.
[0034]
In addition, the starchy paste contained therein receives a load as a cushioning material due to “uptake action” or the like, and reduces the load on the graphite. The starchy paste is also wrapped in boron carbide and shielded from the air to prevent deterioration, and the lubricating function can be maintained even in a high temperature range. On the other hand, even if the boron carbide coating is torn, the starchy paste is changed to carbon dioxide and water when the temperature rises, and the water and the like make sliding between the crystals of the graphite well and lubricity is improved. Be improved.
[0035]
Further, since boron carbide powder does not react with water and is compatible with a water-soluble binder, it can be stably stored for a long period of time.
[0036]
As described above, in the lubricant according to the present embodiment, the actions of the respective components are exhibited synergistically, an extremely good lubricating action is exhibited, and the lubricant is extremely strong against thermal alternating impact.
[0037]
The lubricant according to the present embodiment is sufficient even when the refractory brick, which is the material of the fixed nozzle 4 and the sliding nozzle 5, is mainly made of carbon alumina ceramic as well as porous alumina ceramic. The lubricity could be maintained.
[0038]
Therefore, by using the lubricant of the present embodiment in accordance with the lubrication method of the present invention, the lubricity of the lubrication part can be maintained in a sufficient state in a high temperature range.
[0039]
The lubricant A can be appropriately mixed with other additives as long as the effects of the present invention are not reduced. For example, an appropriate amount of a surfactant or preservative may be added in order to improve mixing properties and storage stability.
[0040]
Next, specific examples of the present invention will be further described.
[0041]
The following examples of the present invention, together with their comparative examples, are shown in FIG. 2 in order to determine the change in lubricity by measuring the friction coefficient according to the number of frictions while keeping the temperature constant (750 ° C.).
[0042]
Inventive Example Lubricant A + 12 wt% Boron Carbide Powder (B 4 C)
Lubricant A + 3 wt% boron carbide powder (B 4 C)
Comparative Lubricant A + 12 wt% boric acid powder (H 3 BO 3 )
The friction coefficient was measured using a reciprocating slider type frictional wear tester, with a maximum friction speed of 0.019 m / sec, a friction stroke reciprocation of 80 mm, and a vertical load of 21.2 kgf.
[0043]
As shown in FIG. 1, the two examples of the present invention have a friction coefficient equal to or less than that of the comparative example using boric acid powder, and are excellent in wear resistance. While the coefficient is kept almost constant, the comparative example using boric acid powder gradually increases when the number of frictions exceeds 1150. Therefore, the two examples of the present invention have higher performance and longer life than the comparative example using boric acid powder, and even in the high temperature range even when a small amount of lubricant is used, graphite powder or water-soluble binder. More molten material covering the surface, which protects graphite powder or water-soluble binder, and can maintain lubricity, sealability, and sliding surface protection over a long period of time, and manufacture by reducing material cost Cost can be reduced.
[0044]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can change as needed.
[0045]
【The invention's effect】
As described above, since the lubricant and the lubricating method of the present invention are constituted and act, the same performance as that using the boric acid powder is exhibited, and the amount of the lubricant and the lubricating method is smaller than that using the boric acid powder. Even in use, in the high temperature range, more melt is formed to cover the graphite powder or water-soluble binder, thereby protecting the graphite powder or water-soluble binder, and providing lubrication, sealing and sliding surface protection over a long period of time. It is possible to maintain such an effect that the manufacturing cost can be reduced by reducing the material cost.
[0046]
Specifically, in the lubricant and the lubricating method according to claims 1 and 3, since it has boron carbide powder, it melts at a high temperature to exhibit lubricity and is sufficient in a high temperature range. Lubricity can be maintained. Furthermore, compared to those using boric acid powder, even in a small amount of use, more melt is formed covering the graphite powder or water-soluble binder in the high temperature range, thereby protecting the graphite powder or water-soluble binder and lubricating it. , Sealing performance and sliding surface protection can be maintained over a long period of time, and the manufacturing cost can be reduced by reducing the material cost. Due to such a synergistic effect, the lubricant of the present invention is applied not only to porous alumina ceramic but also to a sliding part composed of a sliding part between a fixed nozzle and a sliding nozzle mainly made of carbon alumina ceramic. After that, a dry film can be formed so that sufficient lubricity can be maintained even in a high temperature range, and it is resistant to thermal alternating impact.
[0047]
In addition, as described in claims 2 and 4, by setting the content of boron carbide powder to 2 to 5% by weight, graphite can be used in a high temperature range even in a small amount of use as compared with the case using boric acid powder. More melt to cover the powder or water-soluble binder, which can protect the graphite powder or water-soluble binder and maintain the lubricity, sealability and sliding surface protection for a long time, Manufacturing costs can be reduced by reducing costs.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a sliding opening / closing device. FIG. 2 is a characteristic diagram showing the relationship between the number of frictions and the friction coefficient in an embodiment of the present invention.

Claims (4)

黒鉛粉末50重量%以下、有機系およびまたは無機系の水溶性バインダおよび他を水とする潤滑剤Aと、この潤滑剤Aに対して20重量%以下の炭化ホウ素粉末とを有し、摺動部への塗布後に乾燥被膜を形成することを特徴とする潤滑剤。A graphite powder of 50% by weight or less, an organic and / or inorganic water-soluble binder and other lubricant A containing water, and a boron carbide powder of 20% by weight or less based on the lubricant A, and sliding A lubricant characterized by forming a dry film after application to the part. 前記炭化ホウ素の含有量は2〜5重量%とされていることを特徴とする請求項1に記載の潤滑剤。The lubricant of claim 1, wherein the content of the boron carbide is 2 to 5% by weight. 黒鉛粉末50重量%以下、有機系およびまたは無機系の水溶性バインダおよび他を水とする潤滑剤Aと、この潤滑剤Aに対して20重量%以下の炭化ホウ素粉末とを有し、摺動部への塗布後に乾燥被膜を形成する潤滑剤を、高温の摺動部に介在させて、摺動部の潤滑性を維持することを特徴とする潤滑方法。A graphite powder of 50% by weight or less, an organic and / or inorganic water-soluble binder and other lubricant A containing water, and a boron carbide powder of 20% by weight or less based on the lubricant A, and sliding A lubrication method comprising maintaining a lubricity of a sliding portion by interposing a lubricant which forms a dry film after application to the portion in a high temperature sliding portion. 前記炭化ホウ素の含有量は2〜5重量%とされていることを特徴とする請求項3に記載の潤滑方法。Lubricating method according to claim 3, characterized in that the content of the boron carbide is 2 to 5% by weight.
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