JPH03170366A - 鋳造用耐火物の製造方法 - Google Patents

鋳造用耐火物の製造方法

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JPH03170366A
JPH03170366A JP1304720A JP30472089A JPH03170366A JP H03170366 A JPH03170366 A JP H03170366A JP 1304720 A JP1304720 A JP 1304720A JP 30472089 A JP30472089 A JP 30472089A JP H03170366 A JPH03170366 A JP H03170366A
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JP
Japan
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zro2
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al2o3
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Shigeki Niwa
丹羽 茂樹
Shoji Shibata
柴田 昭司
Hideaki Kato
英明 加藤
Norio Kondo
憲生 近藤
Tsutomu Iwazawa
力 岩澤
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Coorstek KK
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Toshiba Ceramics Co Ltd
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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 この発明は耐食性及び熱衝撃抵抗性を有するスライドゲ
ートや浸漬ノズル等に用いられ■ る鋳造耐火物を製造する方法に関するものである。
従来の技術 耐火物の熱衝撃抵抗性を向上させる手段として、A92
0380〜98重量%とZt022〜20重量%の化学
組或を有する耐火性原料を5〜90重量%配合したり(
特許第1373568号) 、Al2O3 5 8〜7
9.8重量%、ZrO220〜40重量%のアルミナ・
ジルコニア原料の粗〜中粒を2〜50重量%使用したり
(特開昭60−180950号)、耐火物の熱膨張率を
小さくするためにムライト・ジルコニア系の原料を使用
する方法(特許第1373568号、特開昭56−16
5549号)が提案されている。
発明が解決しようとする問題点 従来のアルミナ・ジルコニア原料は熱膨張率が高く、耐
火物の熱衝撃抵抗性が不十分で2 あり、また、ムライト・ジルコニア系原料の場合は、原
料中にSi02が含まれるため、耐食性が低下する。
発明の目的 そこで、本発明は従来技術をさらに改良して、特に熱衝
撃抵抗性を向上させることかできるスライドゲ−ト等に
用いられる鋳造耐火物の製造力法を提供することを11
的としている。
発明の要旨 本発明は請求項1に記載した鋳造耐火物の製造方法を要
旨としている。
問題点を解決するための手段 本発明による耐火物製造方法は、カーボン、アルミナ、
スピネル、マグネシア、ジルコニア、これらの組合せ等
を主成分とする鋳造耐大物の製造方法であって、A92
0397〜30重量%、好ましくは95〜40重量%、
Z3 r 02 3〜70重量%、好ましくは5〜60重量%
の化学組成を有し、かつ原料粒子内に0.01〜20μ
m幅のマイクロクラックを有する電融原料を3〜60重
量%、奸ましくは5〜50重量%配合し、混練、成形、
必要に応じて焼成することを特徴とする。
アルミナ・ジルコニア電融原料はコランダム結晶粒界に
弔斜晶型ジルコニアが分散したような組織を呈している
。この単斜晶型ジルコニアは約1000℃付近で異常膨
張収縮する特性がある。この異常膨張収縮の特性を利用
して、電融原料の製造時に、あるいはこれを骨材として
使用した耐火物の焼成時、耐火物製品の使用時に原料粒
子内に0.01〜20μm幅のマイクロクラックを発生
させる。
本発明の方法では、このようなマイクロクラックを有す
る電融原料を利用することによって、スライドゲート等
に用いられる鋳造耐4 火物として重要な特性である熱衝撃抵抗性を大幅に向上
させている。
さらに、ZrO2の比率を増加させることによって耐火
物の耐食性を向上させている。
Al2O3 −Zt 02の共融点は、Z+0242.
6重量%である。この組成付近でコランダム結晶中への
分散性が非常に良い。このため微細l1のマイクロクラ
ックが多数発生して効果が大きくなる。
このことを考慮して、ZrO2の量は3〜70重量%、
好ましくは5〜60重量%にする。ZrO2の量が少な
いと、ZrO2の分散が不均一となり、マイクロクラッ
クの発生量が少なくなる。ZrO2の量が多いと、Zr
 02の結晶が粗大化し、マイクロクラックの巾が大き
くなり、粒子強度が低下する。そのため、耐火物の強度
を低下させ、良好な結果は得られない。
5 ZrO2の量として特に好ましいのは、35〜50重量
%である。
耐火物における電融原料の配合料を3〜60重量%、好
ましくは5〜50とする理由について述べれば、電融原
料が少なすぎると、熱衝撃抵抗性の向上に効果がなく、
逆に多すぎると、製品内部のマイクロクラックが過多と
なり、製品強度が低下する。
添加材(Si,SiC,B4 C等)の併用も有効であ
る。
作用 特殊な製法により製造されたアルミナ・ジルコニア電融
原料を用いることで、耐火物の熱衝撃抵抗性を向上させ
ることができる。さらにスライドゲート・プレート等に
用いられる高耐食性の鋳造耐火物の製造が可能になった
アルミナ・ジルコニア原料はコランダム結6 晶中に単斜晶型ジルコニアが分散した様な組織を呈して
いる。この単斜晶型ジルコニアは1000℃付近で異常
膨張収縮する特性かある。この異常膨張収縮を利用して
、原料粒子内のジルコニア周辺に巾0.01〜20μm
のマイクロクラックを発生させた。マイクロクラックに
より耐火物に加わる熱応力を吸収・緩和し、熱衝撃抵抗
性を向上させることができる。
ちなみに、前述の特許第1373568号及び特開昭6
 0 − 1 8 0 9 .5 0号の発明の例では
、アルミナ・ジルコニア原料粒子内にマイクロクラック
が存在しない緻密なものを使用しているため、本発明の
方法で製造された耐火物のように応力の吸収・緩和作用
が得られない。
実施例1〜12 まず、A(1!20395重量%とZrO25重7 量%の化学組成を有する電融原料(実施例1)と、Al
2O380重量%とZrO220重量%の化学組成を有
する電融原料(実施例2)と、Al2O360重量%と
Zr 02 40重量%の化学組威を有する電融原料(
実施例3および5〜10)と、A920340重量%と
ZO260重量%の化学組威を有する電融原料(実施例
4)と、A920397重量%とZrO23重量%の化
学組成を有する電融原料(実施例11)と、A9203
30重量%とZrO270重量%の化学組成を有する電
融原料(実施例12)を電気炉で製造した。
これらの実施例1〜12と対比するために、ZrO2が
5重量%、20重量%、40重量%である化学組成を有
する電融原料(比較例1〜4)を同じ電気炉で製造した
スライドゲート・プレートを作るために前述のような電
融原料を表1に示すような各種8 の使用比率(3、5、25、50、60、70重量%)
で使用した。さらに焼結アルミナと炭素粉末を表1に示
すような原料比率になるように配合し、結合材としてフ
ェノ−ル樹脂を用い、ミキサーで混練した。そのあと、
プレスによってプレート形状に成形した。その後、成形
体の揮発成分を揮発させた。続いて、その成形体を焼成
した。焼成条件はコクス中での還元雰囲気下で1350
℃とした。
しかし、実施例9では焼成を酸化雰囲気下1600℃で
{Jない、比較例4と実施例10では焼成工程を省略し
た。
そのようにして得られた耐火物について、常温および1
400゜Cでの曲げ強さ、耐食性および熱衝撃抵抗性を
測定した。耐食性のテストは、回転浸漬法を採用し、1
600℃の電解鉄の中へサンプルを浸漬し、10rpm
の回転を与え、↓時間保持したのちの実施例39 の被食量を100として指数表示した。熱衝撃抵抗性の
テストは、1500℃で10分間加熱したあと水冷する
ことをくり返して行った。測定結果は表Iと表2に示す
とおりであった。
さらに、同様の原料比率で形成したスライドゲ−ト・プ
レートについて実用試験をしたところ、表1と表2に示
すような実用寿命となった。
なお、表1と表2において、原料比率はすべて重量%で
表されている。また、フェノール樹脂の原料比率は外率
で表わされている。
第1〜4図は本発明の方法によって製造されたスライド
ゲート・プレートにおけるアルミナ−ジルコニア電融原
料粒子の紹織を示す写真である。
第1図は、A920360重量%、ZrO240重量%
の電融原料を用いた例を示してお10 り写真中の白線は10μの寸法を示す。第1図では、Z
rO2の量がAl2O3 − Z r 02の共融点の
ZrO2量42.6重量%に近いので、白色のZrO2
粒子がコランダムマトリックス中に均一に分散し、微細
幅のマイクロクラックが多数発生している。
第2図は、Al2O340重量%、ZrO260重量%
の電融原料を用いた例を示しており、写真中の白線は1
0μの寸法を示す。第2図では、ZrO2の量が60重
量%と多いので、ZrO2粒子が粗大化し粒子の周囲に
比較的幅の大きいマイクロクラックが見られる。第3図
〜第4図は、Al2O370重量%、ZrO230重量
%の電融原料を用いた例を示している。第3図は使用後
のスライドゲート・プレート稼動而から約10mm下の
組織を示しており、白線は1μの寸法を示す。第4図は
使用後のスライドゲート・プレート稼動11 面付近の組織を示しており、白線は10μの寸法を示す
。第4図では、外部から受ける熱量が大きいために、第
3図に比べてマイクロクラックの拡大や進展が認められ
、熱ル6力を吸収し、歪みの緩和に寄与していることが
分かる。
【図面の簡単な説明】
第1〜4図は本発明方法によって製造された各種耐火物
におけるアルミナージルコニア電融原料粒子の組織を示
す写真である。 1 2 手続補正書岬幻 平成元年7λ月2z日

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  鋳造耐火物を製造する方法において、Al_2O_3
    97〜30重量%、好ましくは95〜40重量%、Zr
    O_23〜70重量%、好ましくは5〜60重量%の化
    学組成を有し、かつ原料粒子内に0.01〜20μm幅
    のマイクロクラックを有する電融原料を3〜60重量%
    、好ましくは5〜50重量%配合し、混練、成形、必要
    に応じて焼成することを特徴とする鋳造耐火物の製造方
    法。
JP1304720A 1989-11-27 1989-11-27 鋳造用耐火物の製造方法 Expired - Lifetime JPH0777980B2 (ja)

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