JPH0653613B2 - 連続鋳造設備用の耐火材 - Google Patents
連続鋳造設備用の耐火材Info
- Publication number
- JPH0653613B2 JPH0653613B2 JP63264375A JP26437588A JPH0653613B2 JP H0653613 B2 JPH0653613 B2 JP H0653613B2 JP 63264375 A JP63264375 A JP 63264375A JP 26437588 A JP26437588 A JP 26437588A JP H0653613 B2 JPH0653613 B2 JP H0653613B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- weight
- continuous casting
- refractory material
- casting equipment
- thermal shock
- Prior art date
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- Ceramic Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、連続鋳造設備のたとえばモールド部堰やブレ
ークリングなどの部材として用いる連続鋳造設備用の耐
火材に関するものである。
ークリングなどの部材として用いる連続鋳造設備用の耐
火材に関するものである。
従来の技術 連続鋳造設備におけるモールド部堰、ブレークリングな
どの部材は、苛酷な条件下で使用されるため、従来材料
として窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4），窒化硼素（ＢＮ）あるい
は両者の混合物が主として用いられてきた。
どの部材は、苛酷な条件下で使用されるため、従来材料
として窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4），窒化硼素（ＢＮ）あるい
は両者の混合物が主として用いられてきた。
発明が解決しようとする課題 しかしながら上記の材料のうち、Ｓｉ3Ｎ4は耐熱衝撃性
が不十分であり、またＢＮやＳｉ3Ｎ4とＢＮの混合物は
耐摩耗性が劣るなどの欠点があり、この耐摩耗性はＳｉ
3Ｎ4においても必ずしも十分とはいえない。その理由と
しては、いずれも硬度が低いことがあげられる。
が不十分であり、またＢＮやＳｉ3Ｎ4とＢＮの混合物は
耐摩耗性が劣るなどの欠点があり、この耐摩耗性はＳｉ
3Ｎ4においても必ずしも十分とはいえない。その理由と
しては、いずれも硬度が低いことがあげられる。
本発明は上記の問題を解決するもので、連続鋳造設備用
の材料として必要な耐熱性、耐熱衝撃性、耐摩耗性など
を満足する連続鋳造設備用の耐火材を提供することを目
的とするものである。
の材料として必要な耐熱性、耐熱衝撃性、耐摩耗性など
を満足する連続鋳造設備用の耐火材を提供することを目
的とするものである。
課題を解決するための手段 上記の課題を解決するために本発明の連続鋳造設備用の
耐火材は、窒化硼素が３〜15重量％、チタン，ジルコニ
ウム，ハフニウムの硼化物または窒化物から選択した少
なくとも１種が２重量％より多く20重量％未満、焼結助
剤が５〜20重量％、窒化珪素と不可避不純物が残部であ
る焼結体からなるものである。
耐火材は、窒化硼素が３〜15重量％、チタン，ジルコニ
ウム，ハフニウムの硼化物または窒化物から選択した少
なくとも１種が２重量％より多く20重量％未満、焼結助
剤が５〜20重量％、窒化珪素と不可避不純物が残部であ
る焼結体からなるものである。
通常、連続鋳造設備用の部材として使用しうるために
は、少なくとも曲げ強さが10kgf/mm2以上である、
耐熱衝撃性が650℃以上である、ビッカース強度が100
0以上である、という３条件を満足する必要がある。
は、少なくとも曲げ強さが10kgf/mm2以上である、
耐熱衝撃性が650℃以上である、ビッカース強度が100
0以上である、という３条件を満足する必要がある。
本発明の連続鋳造設備用の耐火材は、上記のように高強
度耐熱材料の窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）を母材とし、これに
耐熱衝撃性を付与する窒化硼素（ＢＮ）を３〜15重量
％、耐摩耗性を付与するチタン，ジルコニウム，ハフニ
ウムの硼化物または窒化物、すなわちＴｉＢ2，Ｔｉ
Ｎ，ＺｒＢ2，ＺｒＮ，ＨｆＢ2，ＨｆＮから選択した少
なくとも１種を２重量％より多く20重量％未満、焼結助
剤を５〜20重量％それぞれ配合した焼結体からなり、上
記の３条件を十分満足する耐火材である。ここで耐熱衝
撃性を付与するＢＮは、３重量％未満ではその効果が不
十分であり、15重量％より多いと強度が低下する傾向が
あり、３〜15重量％の範囲で配合することが必要であ
る。また硬度を付与するＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆの硼化物また
は窒化物は２重量％以下では満足すべき効果が得られ
ず、20重量％以上となると耐熱衝撃性が悪化し、いずれ
の場合も不適当である。さらに焼結助剤としては、Ｍｇ
Ｏ，Ａｌ2Ｏ3，Ａｌ2Ｏ3・ＭｇＯ，Ｙ2Ｏ3，ＺｒＯ2な
どの酸化物から少なくとも１種を選択して用いればよ
く、配合割合は５〜20重量％とすることが必要である。
５重量％未満では焼結不十分となって強度が低くなり、
また20重量％より多い場合熱膨張率の上昇により耐熱衝
撃性が悪化し、いずれの場合も不適当である。
度耐熱材料の窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）を母材とし、これに
耐熱衝撃性を付与する窒化硼素（ＢＮ）を３〜15重量
％、耐摩耗性を付与するチタン，ジルコニウム，ハフニ
ウムの硼化物または窒化物、すなわちＴｉＢ2，Ｔｉ
Ｎ，ＺｒＢ2，ＺｒＮ，ＨｆＢ2，ＨｆＮから選択した少
なくとも１種を２重量％より多く20重量％未満、焼結助
剤を５〜20重量％それぞれ配合した焼結体からなり、上
記の３条件を十分満足する耐火材である。ここで耐熱衝
撃性を付与するＢＮは、３重量％未満ではその効果が不
十分であり、15重量％より多いと強度が低下する傾向が
あり、３〜15重量％の範囲で配合することが必要であ
る。また硬度を付与するＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆの硼化物また
は窒化物は２重量％以下では満足すべき効果が得られ
ず、20重量％以上となると耐熱衝撃性が悪化し、いずれ
の場合も不適当である。さらに焼結助剤としては、Ｍｇ
Ｏ，Ａｌ2Ｏ3，Ａｌ2Ｏ3・ＭｇＯ，Ｙ2Ｏ3，ＺｒＯ2な
どの酸化物から少なくとも１種を選択して用いればよ
く、配合割合は５〜20重量％とすることが必要である。
５重量％未満では焼結不十分となって強度が低くなり、
また20重量％より多い場合熱膨張率の上昇により耐熱衝
撃性が悪化し、いずれの場合も不適当である。
作用 上記の構成において、Ｓｉ3Ｎ4からなる母材に、ＢＮと
Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆの硼化物または窒化物の少なくとも１
種と焼結助剤とをそれぞれ所定量配合して焼結体とした
ことにより、連続鋳造設備用の耐火材として十分な強度
と耐熱衝撃性と硬度すなわち耐摩耗性、耐久性を具備さ
せることができる。
Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆの硼化物または窒化物の少なくとも１
種と焼結助剤とをそれぞれ所定量配合して焼結体とした
ことにより、連続鋳造設備用の耐火材として十分な強度
と耐熱衝撃性と硬度すなわち耐摩耗性、耐久性を具備さ
せることができる。
実施例 Ｓｉ3Ｎ4粉末（平均粒径0.8μｍ）、Ａｌ2Ｏ3粉末（平
均粒径0.5μｍ）、Ｙ2Ｏ3粉末（平均粒径0.5μｍ）、Ｂ
Ｎ粉末（平均粒径１μｍ）、ＺｎＢ2，ＺＮ，ＴｉＢ2，
ＴｉＮ，ＨｆＢ2，ＨｆＮ粉末（各平均粒径１μｍ）を
下記第１表に示した組成に配合した後、それぞれエタノ
ール中で16時間ボールミル混練した。生成したスラリー
を120℃で10時間乾燥後、直径100mmの金型中で300kgf/c
m2の圧力で一軸成形し、さらに３ton/m2の圧力でＣＩＰ
成形した。形成した成形体を1770℃，1.5kgf/cm2Ｎ2雰
囲気中で２時間焼結した。得られた焼結体について、常
温曲げ強さ、耐熱衝撃性、ビッカース硬度を測定し、そ
の結果を第１表に示した。
均粒径0.5μｍ）、Ｙ2Ｏ3粉末（平均粒径0.5μｍ）、Ｂ
Ｎ粉末（平均粒径１μｍ）、ＺｎＢ2，ＺＮ，ＴｉＢ2，
ＴｉＮ，ＨｆＢ2，ＨｆＮ粉末（各平均粒径１μｍ）を
下記第１表に示した組成に配合した後、それぞれエタノ
ール中で16時間ボールミル混練した。生成したスラリー
を120℃で10時間乾燥後、直径100mmの金型中で300kgf/c
m2の圧力で一軸成形し、さらに３ton/m2の圧力でＣＩＰ
成形した。形成した成形体を1770℃，1.5kgf/cm2Ｎ2雰
囲気中で２時間焼結した。得られた焼結体について、常
温曲げ強さ、耐熱衝撃性、ビッカース硬度を測定し、そ
の結果を第１表に示した。
ＪＩＳＲ1601の曲げ試験片（３×４×38mm）４個を異な
る温度の電気炉内に15分間保持した後、０℃の水中に投
入する。この試験片についてそれぞれ曲げ試験を行な
い、強度変化のない温度を耐熱衝撃温度差ΔＴとする。
る温度の電気炉内に15分間保持した後、０℃の水中に投
入する。この試験片についてそれぞれ曲げ試験を行な
い、強度変化のない温度を耐熱衝撃温度差ΔＴとする。
第１表において、試料No.２〜６は、Ａｌ2Ｏ3，Ｙ2Ｏ3
を焼結助剤として用い、その配合量を変化させたＳｉ3
Ｎ4焼結体であり、試料No.７〜12は試料No.４を基準と
して耐熱衝撃性の付与のためＢＮを種々の配合量で配合
した焼結体であり、試料No.13〜18は試料No.９を基準と
して硬度を向上させるためにＺｒＢ2を配合量を変えて
配合した焼結体であり、また試料No.19〜23は試料No.16
を基準としてＺｒＢ2にかえてＺｒＮ，ＴｉＢ2，Ｔｉ
Ｎ，ＨｆＢ2，ＨｆＮを配合した焼結体であって、第１
表の各試料のうちNo.15〜23は本発明の実施例であり、N
o.１〜14は比較例である。
を焼結助剤として用い、その配合量を変化させたＳｉ3
Ｎ4焼結体であり、試料No.７〜12は試料No.４を基準と
して耐熱衝撃性の付与のためＢＮを種々の配合量で配合
した焼結体であり、試料No.13〜18は試料No.９を基準と
して硬度を向上させるためにＺｒＢ2を配合量を変えて
配合した焼結体であり、また試料No.19〜23は試料No.16
を基準としてＺｒＢ2にかえてＺｒＮ，ＴｉＢ2，Ｔｉ
Ｎ，ＨｆＢ2，ＨｆＮを配合した焼結体であって、第１
表の各試料のうちNo.15〜23は本発明の実施例であり、N
o.１〜14は比較例である。
第１表に記載の結果から明らかなように、本実施例の試
料No.15〜23の焼結体は、曲げ強さ，耐熱衝撃性，ビッ
カース硬度の各特性がいずれも良好で、上記の連続鋳造
設備用の部材として要求される３条件をすべて満足して
おり、しかも各特性間のバランスが良好である。また第
１表から、 Ｓｉ3Ｎ4に配合するＢＮは３〜15重量％，Ｔｉ，Ｚｒ，
Ｈｆの硼化物また窒化物は２重量％より多く20重量％未
満、焼結助剤は５〜20重量％がそれぞれ必要な配合量の
範囲であることがわかる。
料No.15〜23の焼結体は、曲げ強さ，耐熱衝撃性，ビッ
カース硬度の各特性がいずれも良好で、上記の連続鋳造
設備用の部材として要求される３条件をすべて満足して
おり、しかも各特性間のバランスが良好である。また第
１表から、 Ｓｉ3Ｎ4に配合するＢＮは３〜15重量％，Ｔｉ，Ｚｒ，
Ｈｆの硼化物また窒化物は２重量％より多く20重量％未
満、焼結助剤は５〜20重量％がそれぞれ必要な配合量の
範囲であることがわかる。
次に、第１表に記載の試料のうち本実施例のNo.16（Ｓ
ｉ3Ｎ4−ＢＮ−ＺｒＢ2）と比較例のNo.１（ＢＮ），N
o.４（Ｓｉ3Ｎ4），No.９（Ｓｉ3Ｎ4−ＢＮ）を用い、2
5×25×10mmの寸法のタイル状に切断して連続鋳造用モ
ールド部堰にはめ込み、350kgのステンレス鋼（ＳＵＳ3
04）を浸漬温度1500℃，鋳造速度15ｍ／minで鋳造し
た。鋳造後の試料を目視観察したが、本実施例の試料は
クラツクや摩耗の発生は認められず、また耐食性も良好
で、特に耐摩耗性は他の試料に比べて最もすぐれてお
り、連続鋳造設備用の耐火材として極めてすぐれてい
た。
ｉ3Ｎ4−ＢＮ−ＺｒＢ2）と比較例のNo.１（ＢＮ），N
o.４（Ｓｉ3Ｎ4），No.９（Ｓｉ3Ｎ4−ＢＮ）を用い、2
5×25×10mmの寸法のタイル状に切断して連続鋳造用モ
ールド部堰にはめ込み、350kgのステンレス鋼（ＳＵＳ3
04）を浸漬温度1500℃，鋳造速度15ｍ／minで鋳造し
た。鋳造後の試料を目視観察したが、本実施例の試料は
クラツクや摩耗の発生は認められず、また耐食性も良好
で、特に耐摩耗性は他の試料に比べて最もすぐれてお
り、連続鋳造設備用の耐火材として極めてすぐれてい
た。
発明の効果 以上のように本発明の連続鋳造設備用の耐火材は、窒化
珪素を母材とし、３〜15重量％の窒化硼素と、２重量％
より多く20重量％未満のＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆの硼化物また
は窒化物から選択した少なくとも１種と、５〜20重量％
の焼結助剤とを配合した焼結体からなり、連続鋳造設備
用の耐火材として要求される曲げ強さ，耐熱衝撃性，硬
さ，耐摩耗性，耐食性などをすべて満足するすぐれた特
性をバランスよく兼備し、連続鋳造設備用として他に類
を見ないすぐれた耐火材であり、長期にわたって安定に
使用することができる。
珪素を母材とし、３〜15重量％の窒化硼素と、２重量％
より多く20重量％未満のＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆの硼化物また
は窒化物から選択した少なくとも１種と、５〜20重量％
の焼結助剤とを配合した焼結体からなり、連続鋳造設備
用の耐火材として要求される曲げ強さ，耐熱衝撃性，硬
さ，耐摩耗性，耐食性などをすべて満足するすぐれた特
性をバランスよく兼備し、連続鋳造設備用として他に類
を見ないすぐれた耐火材であり、長期にわたって安定に
使用することができる。
Claims (1)
- 【請求項１】窒化硼素が３〜15重量％、チタン，ジルコ
ニウム，ハフニウムの硼化物または窒化物から選択した
少なくとも１種が２重量％より多く20重量％未満、焼結
助剤が５〜20重量％、窒化珪素と不可避不純物が残部で
ある焼結体からなる連続鋳造設備用の耐火材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63264375A JPH0653613B2 (ja) | 1988-10-19 | 1988-10-19 | 連続鋳造設備用の耐火材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63264375A JPH0653613B2 (ja) | 1988-10-19 | 1988-10-19 | 連続鋳造設備用の耐火材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02111664A JPH02111664A (ja) | 1990-04-24 |
| JPH0653613B2 true JPH0653613B2 (ja) | 1994-07-20 |
Family
ID=17402279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63264375A Expired - Lifetime JPH0653613B2 (ja) | 1988-10-19 | 1988-10-19 | 連続鋳造設備用の耐火材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0653613B2 (ja) |
-
1988
- 1988-10-19 JP JP63264375A patent/JPH0653613B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02111664A (ja) | 1990-04-24 |
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