JP4234804B2 - スライディングノズル装置用プレートれんが - Google Patents
スライディングノズル装置用プレートれんが Download PDFInfo
- Publication number
- JP4234804B2 JP4234804B2 JP04754898A JP4754898A JP4234804B2 JP 4234804 B2 JP4234804 B2 JP 4234804B2 JP 04754898 A JP04754898 A JP 04754898A JP 4754898 A JP4754898 A JP 4754898A JP 4234804 B2 JP4234804 B2 JP 4234804B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alumina
- weight
- less
- plate brick
- raw material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は溶融金属の流量制御のためのスライディングノズル装置に使用されるプレートれんがに関する。
【0002】
【従来の技術】
このスライディングノズル装置は、複数のプレートれんがを重ねた状態で摺動することでノズル孔を開閉することによって溶融金属の流量を制御するものである。
【0003】
このようなスライディングノズル装置の使用時には、プレートれんがは予熱されることなく1600℃前後の高温の溶鋼が繰り返し通過する。したがって、プレートれんがには耐熱性、耐熱衝撃性、耐食性、耐摩耗性等が要求される。
【0004】
この要求特性をみたすプレートれんがの耐火原料として、アルミナ質原料をベースに、カーボン、ジルコニア、金属粉等を使用したアルミナカーボン系材質が一般的に使用されている。
【0005】
そして、このプレートれんがは、その熱処理条件によって結合状態が異なる焼成タイプと不焼成タイプに分けられる。焼成タイプのものは1000℃以上の温度で焼成したもので、カーボンボンドを主な結合形態とするもので、不焼成タイプのものは、有機バインダーによる高分子結合がボンドの中心である。そのため、焼成タイプは高強度であるために一般に強度が要求される大型プレートで使用され、不焼成タイプは低強度ではあるが低コストというメリットがあり、主として小型のプレートとして使用されている。
【0006】
上記、焼成タイプのプレートれんがとしては、例えば、特開平6−206759号公報に、焼結アルミナ、電融アルミナ、仮焼アルミナ、金属粉及びカーボン粉末を使用したものが開示されている。
【0007】
ところが、このようにアルミナ質原料を主体としたものは、アルミナの熱膨張が比較的大きいため耐熱衝撃性に劣るという問題がある。これを改善するために、アルミナ質原料の一部をジルコニアムライト原料あるいはアルミナジルコニア原料に置換することが特開昭62−46951号公報に開示されている。
【0008】
しかしながら、アルミナ質原料の置換材としてのジルコニアムライトはシリカ成分が含まれるために耐食性が低下し、また、アルミナジルコニアを使用すると、耐食性を低下することなく耐熱衝撃性も向上することができるが、原料が高価であること、焼成時にジルコニアの熱膨張に起因して亀裂が入りやすくなることなどの問題がある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、アルミナ系材質からなるプレートれんがの耐食性と耐熱衝撃性を、ジルコニアムライトやアルミナジルコニアを使用することなく改善することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、プレートれんがの原料構成において、粗粒領域に電融アルミナを使用し、マトリックス部に平均粒径5μm以下の仮焼アルミナを多めに使用し、焼成した場合には、従来のアルミナ質原料を使用したプレートれんがよりもさらに耐スポーリング性に優れたプレートれんがが得られるという知見にもとづいて完成した。粗粒領域に電融アルミナを使用し、マトリックス部を仮焼アルミナを多く含む緻密な組織とすることで、焼成時に粗粒とマトリックスとの反応による過焼結を抑制し、粗粒表面とマトリックスとの界面に強固な結合層を作らずに小さな空隙が形成されるものと推定される。従って、この空隙により弾性率が下がり、しかも組織中に応力が発生してもこの空隙でその応力を吸収することができるので、耐熱衝撃性に優れたものが得られると考えられる。
【0011】
すなわち、本発明のスライディングノズル装置用プレートれんがは、粒径1〜5mmの電融アルミナ20〜50重量%と、平均粒径5μm以下の仮焼アルミナ10〜30重量%と、残部が粒径1mm未満の耐火原料粉末からなる配合物に有機バインダーを添加して混練し、成形後、還元雰囲気下で焼成したものであることを特徴とする。
【0012】
本発明に使用する粒径1〜5mmの電融アルミナは、通常一般に市販されている電融アルミナが使用できる。この粒度の上限は、製造するプレートれんがの形状によって決まり、通常は3mmまでで、比較的大きなプレートれんがでは5mmまでが好ましい。粒径が1mm未満の場合には、空隙の形成が不十分で弾性率が高くなり、耐熱衝撃性が高くなる。粒径1〜5mmの電融アルミナは、20〜50重量%使用する。20重量%未満では、耐熱衝撃性向上効果が不十分であり、50重量%を越えると粗粒が多くなりすぎるため、緻密な組織が得られず低強度になってしまう。
【0013】
この電融原料の代わりに一般に使用されている焼結アルミナを使用すると、耐熱衝撃性が低下するために好ましくない。これは、焼結アルミナの表面が電融アルミナの表面より活性が高く、マトリックスと反応し結合しやすくなるためと推定される。
【0014】
また、仮焼アルミナを多く使用すると、組織が緻密となり高弾性率化するため耐熱衝撃性は低下傾向となる。この対策として、マトリックス部にジルコニアを少量添加するとよい。すなわち、マトリックス全体の熱膨張率を低下させるとともに、ジルコニア特有の熱間での熱膨張挙動により、粗粒部に使用された電融アルミナ原料との間に膨張差が生じ、粒界にマイクロクラックが発生するため組織中の応力抑制がより一層効果的となる。
【0015】
平均粒径5μm以下の仮焼アルミナとは、比表面積が大きく、反応性の高いアルミナであり、易焼結性アルミナとも呼ばれることもあるが、一般に市販されているものが使用できる。この仮焼アルミナは平均粒径5μm以下で効果が顕著で、5μmを越えると、反応性が低いために組織が緻密化しにくく低強度になる。
粒径1mm未満の耐火原料粉末として、プレートれんがに一般的に使用されている原料が使用できるが、さらに耐食性を向上するにはジルコニア1〜10重量%と、金属粉1〜7重量%と、炭素粉0.5〜10重量%と、電融アルミナ及び/または焼結アルミナを10〜40重量%とを使用することができる。
【0016】
ジルコニアは、マトリックスの熱膨張率を低下させると同時に、その膨張特性により、粗粒として使用している電融アルミナの粒界にマイクロクラックを発生させて、応力を吸収するために使用する。ジルコニアは、少量の使用で良く1〜10重量%で十分である。1重量%未満では、マイクロクラックの発生が不十分であり、10重量%を越えるとマイクロクラックが発生しすぎて亀裂が発生することがある。このジルコニア原料は、未安定ジルコニア、部分安定化ジルコニア、安定化ジルコニアのいずれも使用することができる。また、天然原料、電融原料、焼結原料等特に制限することなく使用することができるが、価格の面からは天然原料が使用しやすく十分な効果が得られる。
【0017】
金属粉としては、Al、Mg、Si等の単独使用あるいは併用、または、合金として使用することができる。この金属粉は、組織の強度向上や酸化防止等の良く知られている目的で使用する。添加量は1〜7重量%が好ましい。1重量%未満では酸化防止効果が、不十分であり、7重量%を越えると亀裂が発生しやすくなる。
【0018】
炭素粉は、スラグに対する耐食性向上や耐スポーリング性を向上するために使用し、カーボンブラック、コークス粉、電極屑、黒鉛、ピッチ粉等の1種または2種以上が使用できる。炭素粉の使用量は0.5〜10重量%である。0.5重量%未満では効果が不十分であり、10重量%を越えると、使用時の炭素粉の酸化により組織が劣化する。
【0019】
また、粒径1mm以下の部分には、耐食性に優れる電融アルミナや焼結アルミナを主体に使用することが好ましい。添加量は10〜40重量%が好ましく、10重量%以下では十分な耐食性が得られず、40重量%を越えると1mm以下の微粉が多すぎて耐スポーリング性が低下してしまう。
【0020】
さらに、使用するアルミナ原料のAl2O3原料の純度を高めることで、マトリックス部と粗粒電融アルミナ表面との反応を抑制できる。すなわち、使用する電融アルミナと、焼結アルミナと、仮焼アルミナのそれぞれのAl2O3含有率が95重量%以上であると耐食性に優れたものになる。
【0021】
また、マトリックスを構成する1mm未満の微粉部からSiO2成分を含む原料を排除すると、マトリックスの先行溶損を抑制すると同時に、電融アルミナとマトリックス部との反応を抑制するため、耐熱衝撃性が向上する。従って、使用する配合物中のSiO2含有量は1重量%以下であることが好ましい。
【0022】
また、これらの原料にさらに、酸化防止のために炭化硼素等を0.5〜2重量%添加するか、あるいは低膨張率化を目的として炭化珪素等を1〜10重量%添加しても特に差し支えない。
【0023】
上記の耐火材の原料粉末配合物にフェノール樹脂等の有機バインダーを添加し、混練し、成形後還元焼成するという通常のプレートれんがの製法により、本発明のプレートれんがを製造することができる。その温度はカーボンボンドが生成される800℃以上が望ましい。また、焼成後、ピッチを含浸しても良い。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、実施例に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【0025】
表1及び表2に本発明の実施例をその配合組成(重量%)と得られたれんがの特性とともに示す。表3及び表4に比較例を示す。
【0026】
【表1】
【表2】
【表3】
【表4】
上記各表において、電融アルミナとしてはAl2O3含有率99重量%、仮焼アルミナはAl2O3含有率99重量%で平均粒径2μmのものを使用した。
【0027】
また、金属シリコンは粒度0.1mm以下、未安定ジルコニアはジルコニア含有率90重量%以上の天然産バデライトで粒度0.2mm以下、炭化珪素は0.5mm以下のものを使用した。
【0028】
また、ジルコニアムライト(以下ZMと称す)としては、ジルコニア37重量%、アルミナ46重量%、シリカ17重量%の電融原料を、アルミナジルコニア(以下AZと称す)としては、ジルコニア40重量%、アルミナ60重量%の電融原料を使用した。
【0029】
表1〜4に示す配合割合で混練後、プレートれんがを成形し、乾燥後、1400℃で焼成し、焼成後、物理的性質を測定した。
【0030】
スポーリングテストは、プレートれんがから40×40×180mmのサンプルを切り出して、1600℃の溶銑中に3分間浸漬後取り出して水冷する操作を5回繰り返し、サンプルの亀裂及び剥落より耐熱衝撃性を評価した。耐食性試験は、プレートれんがから90×80×30mmのサンプルを切り出して、高周波誘導加熱炉を使用して内張り浸食試験を行った。この試験条件は、酸化鉄粉とSS41を用い、1600℃の条件で3時間試験を行い溶損によるサンプルの減寸量を測定し、耐食性を評価した。この結果を、比較例5の減寸量を100として指数で表示した。表中の耐食性指数がそれに当たり、数値が小さいほど耐食性が高いことを示す。
【0031】
実施例1〜6および実施例14〜20は、電融アルミナ3−1mmの使用量が異なるものであるが、比較例5の焼結アルミナを使用したものや、比較例8の焼結アルミナと電融アルミナを併用使用したものと比べて、弾性率が低く、またスポーリングテストも良好であり、耐熱衝撃性にすぐれていることがわかる。
【0032】
また、比較例6は粗粒にZMを使用し、比較例9は粗粒にZMと電融アルミナを併用したものであるが、耐食性指数がそれぞれ135と118であり、本発明の実施例3より耐食性が低い。
【0033】
さらに、粗粒部にAZ原料を使用した比較例7と併用使用した比較例10は、耐食性、耐熱衝撃性とも実施例3とほぼ同等である。しかしながら、比較例7においては、焼成後5個のプレートれんがのうち1個に実使用に問題のある亀裂が発生している。
【0034】
実施例3は、従来のAZ原料を使用したプレートれんがと、耐食性と耐熱衝撃性においては同等の性能を有しており、しかも製造時の亀裂の審判がなく歩留まりが優れていることがわかる。
【0035】
実施例7は、電融アルミナの5−1mmを使用したものであるが、耐熱衝撃性、耐食性ともに良好である。
【0036】
比較例1および11、13は、電融アルミナ3−1mmが15重量%と少ないため、耐熱衝撃性に劣り、比較例2および12、14は電融アルミナ3−1mmが55重量%と多いため、強度が不十分である。
【0037】
実施例8〜12は仮焼アルミナの使用量が異なるものであるが、いずれも良好な強度、耐熱衝撃性、耐食性を示す。これに対して、比較例3は仮焼アルミナが5%と少なすぎるために低強度となり、比較例4は仮焼アルミナが35%と多すぎるために耐熱衝撃性に劣っている。
【0038】
実施例2及び比較例5の配合を使用してプレートれんがを製造し、各10セットを実際の取鍋で使用した。実施例2の配合を使用したものは、平均4.7回使用できたが、比較例5は使用中に亀裂が発生し、平均3.9回の使用であるに過ぎなかった。
【0039】
【発明の効果】
プレートれんがの原料構成において、粗粒領域に電融アルミナを使用し、マトリックス部に平均粒径5μm以下の仮焼アルミナを多量に使用し、焼成することで従来のアルミナ質原料を使用したものよりもさらに耐スポーリング性に優れたプレートれんがが得られる。
【0040】
また、電融アルミナとマトリックス部との反応を抑制するために、マトリックスを構成する1mm未満の微粉部にはSiO2成分を含む原料を排除したり、使用するアルミナ原料のAl2O3の純度を高めることで、マトリックス部と粗粒電融アルミナ表面との反応を抑制し、さらに耐スポーリング性と耐食性を向上することができる。
Claims (4)
- 粒径1〜5mmの電融アルミナ20〜50重量%と、平均粒径5μm以下の仮焼アルミナ10〜30重量%と、残部が粒径1mm未満の耐火原料粉末からなる配合物に、有機バインダーを添加して混練し、成形後、還元雰囲気下で焼成したスライディングノズル装置用プレートれんが。
- 前記残部の粒径1mm未満の耐火原料粉末が、ジルコニ
ア1〜10重量%と、金属粉1〜7重量%と、炭素粉0.5〜10重量%と、電
融アルミナ及び/または焼結アルミナ10〜40重量%である請求項1に記載のスライディングノズル装置用プレートれんが。 - 仮焼アルミナと、電融アルミナと、焼結アルミナのそれぞれのAl2O3量が95重量%以上である請求項2に記載のスライディングノズル装置用プレートれんが。
- 配合物中の全SiO2含有量が1重量%以下である請求項1から請求項3のいずれかに記載のスライディングノズル装置用プレートれんが。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04754898A JP4234804B2 (ja) | 1998-02-27 | 1998-02-27 | スライディングノズル装置用プレートれんが |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04754898A JP4234804B2 (ja) | 1998-02-27 | 1998-02-27 | スライディングノズル装置用プレートれんが |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11240747A JPH11240747A (ja) | 1999-09-07 |
JP4234804B2 true JP4234804B2 (ja) | 2009-03-04 |
Family
ID=12778217
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04754898A Expired - Fee Related JP4234804B2 (ja) | 1998-02-27 | 1998-02-27 | スライディングノズル装置用プレートれんが |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4234804B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4898862B2 (ja) * | 2009-03-31 | 2012-03-21 | 黒崎播磨株式会社 | スライディングノズル装置の使用方法 |
US9758434B2 (en) | 2015-06-01 | 2017-09-12 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Refractory articles and methods for forming same |
CN113998989A (zh) * | 2021-11-01 | 2022-02-01 | 河南工业大学 | 一种高耐磨烧成Al2O3-ZrO2-C滑板砖及其制备方法 |
-
1998
- 1998-02-27 JP JP04754898A patent/JP4234804B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH11240747A (ja) | 1999-09-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6279052B1 (ja) | マグネシアカーボンれんが及びその製造方法 | |
JP4681456B2 (ja) | 低カーボン質マグネシアカーボンれんが | |
JP6546687B1 (ja) | マグネシアカーボンれんがの製造方法 | |
JP6193793B2 (ja) | 鋳造用耐火物、並びにそれを使用した鋳造用ノズル及びスライディングノズル用プレート | |
JP4234804B2 (ja) | スライディングノズル装置用プレートれんが | |
JP5192970B2 (ja) | スライディングノズル装置用の塩基性プレート耐火物 | |
JP6154772B2 (ja) | アルミナ−炭化珪素−炭素質れんが | |
JP4160796B2 (ja) | 高耐熱衝撃性スライディングノズルプレートれんが | |
EP0116194A1 (en) | A carbon-containing refractory | |
JP4280052B2 (ja) | 取鍋用スライディングノズルプレートの製造方法 | |
JP7557328B2 (ja) | Lf鍋用マグカーボンれんがの製造方法 | |
JP7228733B1 (ja) | マグネシアカーボンれんが及びその製造方法 | |
JP2006021972A (ja) | マグネシア−カーボンれんが | |
JPH01305851A (ja) | MgO−C系不焼成れんがの製造方法 | |
JP4671141B2 (ja) | 上部ノズルれんが | |
JP2002362969A (ja) | プレートれんが | |
JPH07108804B2 (ja) | 不焼成マグネシア−カーボン煉瓦の製造方法 | |
JPH1017357A (ja) | 炭素含有耐火物の製造方法 | |
JP2003183083A (ja) | 不焼成れんが及びその製造方法 | |
JP2022060911A (ja) | Lf鍋用マグカーボンれんがの製造方法 | |
JPH10338569A (ja) | タンデッシュ用ストッパーヘッド | |
JPS6152099B2 (ja) | ||
CA1189093A (en) | Carbon-containing refractory | |
JP2687214B2 (ja) | 炭素含有耐火物 | |
JPH09278515A (ja) | マグネシア−カーボン質れんが及びその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050218 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20071107 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071109 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080328 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080522 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20081114 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20081212 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111219 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141219 Year of fee payment: 6 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |