JPH01111780A - 不焼成耐火物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は不焼成耐火物に関し、特に、スライディング
ノズルプレートに使用できる不焼成耐火物に関するもの
である。

〔従来技術とその問題点〕

スライディングノズルプレートは自身を摺動させること
によって、ノズルの開閉あるいはノズルの開口面積を調
整し、溶鋼の流量を制御するものである。このスライデ
ィングノズルプレートは十数百度もの温度の溶鋼が大量
に通過するため、溶鋼による侵食が起こるとノズル径が
拡大し、流量の制御が困難になるばかりでなく、長時間
の使用に耐えない。従って溶鋼に対する高い耐蝕性が要
求される。また、溶鋼の注入開始時に、ノズル孔内壁が
急激に高温の溶鋼にさらされるために大きな熱衝撃を受
ける。この熱衝撃によってノズル孔に亀裂を発生すると
漏鋼事故のような大事故を発生することになる。従って
高い耐熱スポーリング性が要求される。

従来からスライディングノズルプレートの材質として各
種のものが使用されているが、−殻内にはアルミナ、ム
ライト等の粗粒子を骨材とし、その微粉およびカーボン
原料の微粉をマトリクスとする複合材料を用いている。

しかしながら、アルミナを主成分とする従来のスライデ
ィングノズルプレートは耐蝕性に優れるが耐熱スポーリ
ング性に乏しく、またムライトを主成分とするスライデ
ィングノズルプレートは耐熱スポーリング性に比較的価
れているが耐蝕性に乏しいという欠点があった。

上記の欠点を解消する方法として、特公昭６゜−２９６
６４号には、粒径０．５１以下、融点１０００℃以下の
低融点金属を添加する方法が、また、特開昭６１’−１
４６７７３号には直径０．０１〜０．１ｍｍ、長さ１〜
１０　ｕ＋、融点１０００℃以下の金属ファイバーを添
加する方法が、更に、特開昭６０−８１０６８号にはそ
の両者を組み合わせた方法が開示されている。しかしな
がら、アルミニウムのような低融点金属を炭素質原料と
ともに耐火原料に添加すると、高温での熱処理中あるい
は溶鋼注入中の熱により、アルミニウムが炭素質原料と
反応して炭化物（アルミニウムカーバイト）を生成する
とともに、ここで生成された炭化物が大気中の水分と反
応して、ノズル部分を崩壊させるという問題があった。

上記スライディングノズルプレートに於いて顕著に現れ
る問題点は、カーボンを含有する不焼成耐火物に共通す
る問題点でもあった。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は上記従来の問題点に鑑みて提案されたもので
あって、主原料として耐蝕性に優れた高アルミナ質原料
を用い、その欠点である耐熱スポーリング性を改善し、
更に、アルミニウムの混入による欠点をも解消した不焼
成耐火物を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するためにこの発明は以下の手段を採用
している。即ち、８０重世％以上の高アルミナ質原料と
、鱗状黒鉛及びまたはカーボンブランクよりなる任意量
のカーボン質原料と、樹脂またはピンチよりなる粒径５
ｍｍ以下の粒状または長辺が５Ｎ以下のフレーク状のバ
インダーを混合したものであって、更に、該バインダー
には、該バインダーの５〜４０重量％の金属、セラミッ
クス又はカーボンの繊維体と該バインダーの５〜４０重
量％、粒径１００μｍ以下のシリコン粉末を含有せしめ
たものである。即ち、該繊維体とシリコン粉末はバイン
ダーを担体として耐火原料中に分散添加され、これによ
り繊維体及びシリコン微粉は耐火物のマトリクス中に均
一に分散されることになり、耐熱スポーリング性、耐蝕
性の向上に寄与することになる。

上記高アルミナ質原料としては、焼結アルミナ、電融ア
ルミナ、パン土頁岩、ボーキサイト、ムライト等を用い
ることが出来、この高アルミナ質原料は全量〔耐火原料
＋カーボンブランター〕の８０重量％以上が粒度調整さ
れて用いられる。高アルミナ質原料が８０重量％以下で
は耐蝕性の点で充分な特性を得ることは出来ない。

カーボン質原料としては鱗状黒鉛及びまたはカーボンブ
ラックを５〜１５重量％添加するのが好ましい。カーボ
ン質原料が５重量％以下では耐熱スポーリング性を向上
させることが出来ず、逆に１５重量％以上では耐蝕性、
耐酸化性の点で問題が生じる。

上記高アルミナ原料とカーボン質原料に加えてバインダ
ーとしての直径５ｍｍ以下の粒状、あるいは長辺が５ｍ
ｍ以下のフレーク状の熱可塑性の樹脂及びまたはピッチ
が加えられる。このバインダーは上記耐火原料等ととも
に加圧成形した後の熱処理で、カーボンボンドとして組
織の結合強度保持に寄与する。このバインダーは５〜５
０重世％添される。バインダーの添加量が５重量％以下
であると充分な結合強度を得ることができず、また５０
重量％以上であると耐蝕性の点で問題が生じる。

また、この発明では金属繊維、セラミックス繊維、カー
ボン繊維の少なくとも一種の繊維体が混入される。とこ
ろで繊維体を耐火原料に単に混合しただけでは繊維体を
耐火原料中に均一に分散させることは難しい。そこで、
上記繊維体は上記バインダーに混入される。この場合繊
維体の混入量はバインダー量の５〜４０重量％である。

５重量％より少ないと耐熱スポーリング性を向上させる
ことはできず、また、４０重量％より多くなると、下記
のシリコン粉末の量との関係上、バインダーが担体とし
て作用しなくなる。このよう３こ繊維体をバインダーに
担持させると、繊維体は耐火原料中の担体の分散位置に
対応して略均−に分散し、更に、繊維体の長さをバイン
ダーの粒径以下にしておくと、熱処理時に流動性を得た
バインダーの作用で拡散し、更に均一な分散状態を得る
ことが出来る。これによって耐熱スポーリング性を著し
く向上させることが出来る。

更に、この発明ではシリコン微粉が耐火原料に混入され
る。このシリコン微粉末も予めバインダーに混入され、
これにより、上記繊維体と同様、耐火原料中に均一に分
散させるこができる。シリコン微粉末は高温域でのカー
ボンの酸化を防止し必要な強度を保つ作用をする。また
、金属繊維としてアルミニウム繊維が用いられたとき、
上記したようにアルミニウムとカーボンの反応により、
アルミニウムカーバイドが生成され、これを大気中に放
置しておくと、その水和反応によりスライディングノズ
ルプレートが崩壊するおそれがある。

このときシリコン微粉末が存在すると上記アルミニウム
カーバイドの生成が抑えられ、スライディングノズルプ
レートの崩壊が阻止できる。

上記機能を充分発揮するためにシリコン微粉末はバイン
ダに対して５〜４０重量％混入量される。

金属シリコンを４０重量％以上混入することは上記上記
繊維体の量との関係上、バインダーとしての機能を損な
うことになり不都合である。

上記の耐火原料および樹脂、ピッチ等に加えて成形後の
形状を保持するための液状の有機バインダーが若干量加
えられる。

〔実施例〕

焼結アルミナ８２重量％、黒鉛とカーボンブラックを３
対１の割合で合計５重量％、液状フェノール樹脂５重量
％の混合物に、直径９０μｍ、長さ３Ｒのアルミニウム
繊維を３０重量％（対固形ピッチ）、金属シリコン粉末
を１０重量％（対固形ピッチ）添加２分散した粒径５ｍ
ｍ以下の固形ピッチを８重量％添加、混合し、プレス成
形して１８０℃で熱処理を施した。

比較例として、同一の配合率でかつアルミニウム繊維と
金属シリコン粉末を含まない粒状の固形ピッチを用いた
ものを示した。

第　　１　　表 以上２つの試料についての見掛気孔率、かさ比重、常温
曲げ強さ、耐蝕性、耐熱スポーリング性等の特性を第１
表に示す。この表からも明らかななように耐蝕性、耐熱
スポーリング性のいずれをとっても本願発明品の方が比
較品より優れている。

更に、本願発明品をタンデイツシュのスライディングノ
ズルプレートとして実機使用したところ亀裂の発生もな
く再使用が可能であったが、比較品は、亀裂の発生によ
り再使用不可能であった。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明はバインダーである樹脂ま
たはピッチを担体とした、繊維体とシリコン微粉を耐火
原料に混入するようにしているので、上記原料の混合及
び熱硬化処理によって上記繊維体とシリコン微粉が耐火
原料中に均一に分散する。従って、耐蝕性、耐熱スポー
リング性のよい、特に、スライディングノズルプレート
用として優れた耐火物を得ることができる。

またこの発明に係る耐火物はスライディングノズルプレ
ートだけでなくカーボンを含存する不焼成耐火物、例え
ば混銑車用のＡｌｚＯｚ　　５ｉＣ−Ｃ系耐火物として
も使用することも可能である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　８０重量％以上の高アルミナ質原料 鱗状黒鉛及びまたはカーボンブラックよりなるカーボン
   質原料 樹脂またはピッチよりなる粒径５ｍｍ以下の粒状または
   長辺が５ｍｍ以下のフレーク状のバインダー該バインダ
   ーを担体とし、該バインダーの５〜４０重量部の金属、
   セラミックス又はカーボンの繊維体と該バインダーの５
   〜４０重量部の粒径１００μｍ以下のシリコン粉末 とよりなることを特徴とする不焼成耐火物。