JPH0753607B2 - 窒化硼素含有耐火物の製造方法 - Google Patents
窒化硼素含有耐火物の製造方法Info
- Publication number
- JPH0753607B2 JPH0753607B2 JP61145548A JP14554886A JPH0753607B2 JP H0753607 B2 JPH0753607 B2 JP H0753607B2 JP 61145548 A JP61145548 A JP 61145548A JP 14554886 A JP14554886 A JP 14554886A JP H0753607 B2 JPH0753607 B2 JP H0753607B2
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- boron nitride
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- resistance
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、溶融金属及び又はスラグに接する個所に好適
に使用される耐火物とその製造方法に関する。
に使用される耐火物とその製造方法に関する。
かかる個所に使用される耐火物として、窒化硼素を含有
せしめたものが、特開昭55−34663号公報、特開昭56−1
20575号公報、特開昭56−139260号公報、特開昭59−169
982号公報等に開示されている。
せしめたものが、特開昭55−34663号公報、特開昭56−1
20575号公報、特開昭56−139260号公報、特開昭59−169
982号公報等に開示されている。
窒化硼素を含有する耐火物はスラグに対して極めて安定
であり、かつ優れた耐スポーリング性を有するものであ
るが、圧縮強さが450kg/cm2以下で、熱間曲げ強さも充
分ではない。その結果、振動もしくは摩耗に関する耐久
性が不足するという問題がある。
であり、かつ優れた耐スポーリング性を有するものであ
るが、圧縮強さが450kg/cm2以下で、熱間曲げ強さも充
分ではない。その結果、振動もしくは摩耗に関する耐久
性が不足するという問題がある。
例えば、特開昭55−34663号公報に記載の窒化硼素を含
有する耐火物は黒鉛を含有しており、強度向上は期待で
きず、黒鉛は溶鋼に溶解し易いという問題がある。
有する耐火物は黒鉛を含有しており、強度向上は期待で
きず、黒鉛は溶鋼に溶解し易いという問題がある。
また、特開昭56−120575号公報に記載の耐火物は窒化珪
素を60〜90重量％含有しており、充分なる強度を有して
いるが、溶鋼に対する耐食性に問題がある。
素を60〜90重量％含有しており、充分なる強度を有して
いるが、溶鋼に対する耐食性に問題がある。
特開昭56−139260号公報の場合には、黒鉛あるいは炭化
珪素と共に、結合強度を増大させるために金属珪素のみ
が添加されている。これらの添加物から形成されるβ−
SiC,Si3N4,Si2ON2のボンドは溶鋼に対する耐食性，耐ス
ポーリング性を劣化させる。
珪素と共に、結合強度を増大させるために金属珪素のみ
が添加されている。これらの添加物から形成されるβ−
SiC,Si3N4,Si2ON2のボンドは溶鋼に対する耐食性，耐ス
ポーリング性を劣化させる。
このように、窒化硼素含有耐火物の耐スポーリング性，
耐食性を充分に発揮させる結合材として金属珪素のみで
は不充分であり、金属アルミニウムの使用が不可欠とな
る。
耐食性を充分に発揮させる結合材として金属珪素のみで
は不充分であり、金属アルミニウムの使用が不可欠とな
る。
特開昭59−169982号公報において記載されているよう
に、金属アルミニウはAl4C3,AlN,Al2O3に変化するが、A
l4C3,AlNのみの存在では耐消化性の問題が生じる。
に、金属アルミニウはAl4C3,AlN,Al2O3に変化するが、A
l4C3,AlNのみの存在では耐消化性の問題が生じる。
本発明は窒化硼素含有耐火物において、耐スポーリング
性と耐食性を充分に発揮させるための結合材として添加
される金属アルミニウムによる消化性の問題を解決する
ための手段として、金属珪素との併用が有効であるとい
う知見に基づいて完成したものである。
性と耐食性を充分に発揮させるための結合材として添加
される金属アルミニウムによる消化性の問題を解決する
ための手段として、金属珪素との併用が有効であるとい
う知見に基づいて完成したものである。
金属アルミニウムと金属珪素との添加重量比Al/Siが20/
1より大きいと、金属アルミニウムによる消化現象の防
止効果がない。他方、Al/Siが3/1より小さいと耐食性，
耐スポーリング性が低下する。
1より大きいと、金属アルミニウムによる消化現象の防
止効果がない。他方、Al/Siが3/1より小さいと耐食性，
耐スポーリング性が低下する。
窒化硼素としては、耐スポーリング及びコストの面から
六方晶であることが望ましいが、立方晶，無定形のもの
も板状でないため、耐スポーリング性の点に注意すれば
使用可能である。
六方晶であることが望ましいが、立方晶，無定形のもの
も板状でないため、耐スポーリング性の点に注意すれば
使用可能である。
窒化硼素の添加量は、20重量％未満では窒化硼素の添加
による耐スポーリング性と耐食性との改善効果がなくな
り、耐スポーリング性、耐孔閉塞性、自己潤滑性が低下
するので20重量％以上の添加が必要である。
による耐スポーリング性と耐食性との改善効果がなくな
り、耐スポーリング性、耐孔閉塞性、自己潤滑性が低下
するので20重量％以上の添加が必要である。
本発明においては種々の骨材が使用可能であるが、以上
の窒化硼素、金属アルミニウム、それに金属珪素と組み
合わせて強度向上に効果がある骨材としてAl2O3,スピネ
ル,AlNがある。
の窒化硼素、金属アルミニウム、それに金属珪素と組み
合わせて強度向上に効果がある骨材としてAl2O3,スピネ
ル,AlNがある。
これに対してMgOは熱膨張が大きく、Alから生成されるA
l2O3と反応して二次スピネルを生じ焼成膨張が大きくな
るという問題がある。
l2O3と反応して二次スピネルを生じ焼成膨張が大きくな
るという問題がある。
また、ムライト，シリカ等のSiO2を多く含む骨材の場合
には、AlによるSiO2の還元作用により骨材をポーラス化
させて強度の低下，耐食性の低下をもたらす。
には、AlによるSiO2の還元作用により骨材をポーラス化
させて強度の低下，耐食性の低下をもたらす。
ジルコニア．ジルコン等のZrO2を含む骨材を使用する場
合、AlによるZrO2の還元作用により焼成トラブルが発生
し製造が困難である。
合、AlによるZrO2の還元作用により焼成トラブルが発生
し製造が困難である。
更に、他の骨材としてSiC,Si3N4等がある。しかし、こ
れらの骨材は熔鉄に溶解し、耐食性の点で好ましくな
い。
れらの骨材は熔鉄に溶解し、耐食性の点で好ましくな
い。
以上の耐食性，耐スポーリング性，歩留りを満足させる
骨材としてのAl2O3,スピネル,AlNは、その量が全量の10
重量％より少なければ強度向上効果が少なく、60重量％
以上では耐スポーリング性が低下する。コスト面を考え
ると、Al2O3,スピネルの方がAlNよりは優位である。
骨材としてのAl2O3,スピネル,AlNは、その量が全量の10
重量％より少なければ強度向上効果が少なく、60重量％
以上では耐スポーリング性が低下する。コスト面を考え
ると、Al2O3,スピネルの方がAlNよりは優位である。
製造に際しての配合物の混練についていえば、配合物が
微粉のみからなるものであるため、造粒工程を必要とす
るスパルタンミキサー，ヘンシェルミキサー等の造粒ミ
キサーを使用することができる。
微粉のみからなるものであるため、造粒工程を必要とす
るスパルタンミキサー，ヘンシェルミキサー等の造粒ミ
キサーを使用することができる。
なお、焼結剤として、焼成時に炭化物を形成させる目的
で炭素生成物である樹脂結合剤を加える。
で炭素生成物である樹脂結合剤を加える。
成形は、ラバー・プレスを品質の均一性の点より主に使
用するが、形状等によりダイナミックプレス，オイルプ
レス等も採用可能である。
用するが、形状等によりダイナミックプレス，オイルプ
レス等も採用可能である。
また、焼成に際しては、配合物が窒化硼素、金属アルミ
ニウム、金属珪素等を使用しており、当然のことなが
ら、酸化雰囲気下の焼成は不可である。窒化雰囲気の焼
成も可能であるが、焼成物は強度が20％程度低下し、雰
囲気の保持のため多量の窒素が必要である。従って、コ
スト面からいってもサヤ内での焼成が望ましい。
ニウム、金属珪素等を使用しており、当然のことなが
ら、酸化雰囲気下の焼成は不可である。窒化雰囲気の焼
成も可能であるが、焼成物は強度が20％程度低下し、雰
囲気の保持のため多量の窒素が必要である。従って、コ
スト面からいってもサヤ内での焼成が望ましい。
焼成時のサヤ内の充填材としては、非酸化性雰囲気下に
保つものであればよく、コークス粉，鱗状黒鉛，黒鉛電
極切削屑等使用可能であり、カーボン粉末の種類を限定
するものではない。
保つものであればよく、コークス粉，鱗状黒鉛，黒鉛電
極切削屑等使用可能であり、カーボン粉末の種類を限定
するものではない。
第１表に示す配合物を造粒，ラバープレス成形後、1450
℃のコークス中で焼成した。
℃のコークス中で焼成した。
アルミナ添加量が10重量％より少ないと、比較例1,2の
場合を実施例１と比較して明らかなように強度向上の効
果はない。またアルミナ添加量が60重量％を超すと実施
例３と比較例３との比較から明らかなようにより耐スポ
ーリング性が低下する。
場合を実施例１と比較して明らかなように強度向上の効
果はない。またアルミナ添加量が60重量％を超すと実施
例３と比較例３との比較から明らかなようにより耐スポ
ーリング性が低下する。
窒化硼素の添加量については、実施例４と比較例６との
比較から、20重量％より少ないと耐スポーリング性が低
下することが判る。アルミナの代わりにスピネルを使用
することは問題ない。
比較から、20重量％より少ないと耐スポーリング性が低
下することが判る。アルミナの代わりにスピネルを使用
することは問題ない。
Al及びSiの添加量が10重量％より少ないと、比較例４を
実施例７と比較して明らかな通り、より強度が低下す
る。また耐摩耗性も低下する。50重量％より多いと実施
例８と比較例５とを比較して耐スポーリング性が低下し
ていることが判る。
実施例７と比較して明らかな通り、より強度が低下す
る。また耐摩耗性も低下する。50重量％より多いと実施
例８と比較例５とを比較して耐スポーリング性が低下し
ていることが判る。
更に、第２表に示すような配合を第１表に示す場合と同
一方法で製造した。
一方法で製造した。
Al/Si比が20/1より高いと消化しやすくなり、1/1より低
いとSiの性質が強くなるため、耐食性，耐スポーリング
性が共に低下していることが判る。
いとSiの性質が強くなるため、耐食性，耐スポーリング
性が共に低下していることが判る。
次に、第３表に示すような焼結体を用いてタンディッシ
ュノズル（口径:20mm,肉厚:15mm,長さ:100mm）と保護管
（内径:20mm,外径:40mm,長さ:1m）を作製した。
ュノズル（口径:20mm,肉厚:15mm,長さ:100mm）と保護管
（内径:20mm,外径:40mm,長さ:1m）を作製した。
比較例１の場合には、タンディッシュノズルでは耐摩耗
性不足により口径拡大、保護管では強度不足による折損
の発生があった。
性不足により口径拡大、保護管では強度不足による折損
の発生があった。
比較例６は窒化硼素量の不足により、Alの添加による孔
閉塞の発生を見た。
閉塞の発生を見た。
比較例３の場合には、耐スポーリング性の不足により亀
裂の発生，折損を見た。
裂の発生，折損を見た。
比較例５も耐スポーリング性の不足により折損した。
本発明の製造方法によれば、窒化硼素と金属アルミニウ
ムと金属珪素とを組み合わせて添加する還元焼成品の欠
点である強度，耐摩耗性の不足の問題が解消し、かつ耐
食性，耐スポーリング性，耐孔閉塞性も問題ないものと
なった。
ムと金属珪素とを組み合わせて添加する還元焼成品の欠
点である強度，耐摩耗性の不足の問題が解消し、かつ耐
食性，耐スポーリング性，耐孔閉塞性も問題ないものと
なった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０４Ｂ 35/58 １０３ Ｕ １０４ Ｎ １０４ Ｕ 35/10 Ｇ
Claims (1)
- 【請求項１】六方晶系を主体とする窒化硼素粉末20重量
％以上と、Al2O3もしくはAl2O3−MgOのスピネルもしく
はAlNの一種もしくは二種以上を10〜60重量％と、Al/Si
比を20/1〜3/1の範囲内で混合又は合金化したAl及びSi
の粉末を10〜50重量％配合し、さらに結合剤として炭素
生成物である樹脂を加えた混合物を形成後、カーボン粉
末を充填したサヤ内に納めて焼成することを特徴とする
窒化硼素含有高耐用性耐火物の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61145548A JPH0753607B2 (ja) | 1986-06-21 | 1986-06-21 | 窒化硼素含有耐火物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61145548A JPH0753607B2 (ja) | 1986-06-21 | 1986-06-21 | 窒化硼素含有耐火物の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS632858A JPS632858A (ja) | 1988-01-07 |
| JPH0753607B2 true JPH0753607B2 (ja) | 1995-06-07 |
Family
ID=15387727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61145548A Expired - Lifetime JPH0753607B2 (ja) | 1986-06-21 | 1986-06-21 | 窒化硼素含有耐火物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0753607B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2821748B2 (ja) * | 1988-08-04 | 1998-11-05 | 株式会社香蘭社 | 耐溶損性に優れたｂｎ系常圧焼結セラミック |
| JP2742801B2 (ja) * | 1988-10-19 | 1998-04-22 | 株式会社香蘭社 | 耐溶損性ｂｎ系セラミックの製造方法 |
| WO1990005122A1 (en) * | 1988-11-10 | 1990-05-17 | Kabushiki Kaisha Kouransha | Boron nitride ceramic having excellent resistance against fusing damage |
| US5389587A (en) * | 1988-11-10 | 1995-02-14 | Kabushiki Kaisha Kouransha | BN-group ceramics having excellent resistance to loss by dissolving |
| US8814965B2 (en) | 2009-11-11 | 2014-08-26 | Tungaloy Corporation | Cubic boron nitride sintered body and coated cubic boron nitride sintered body and preparation processes thereof |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5861256A (ja) * | 1981-10-07 | 1983-04-12 | Mitsubishi Metal Corp | 切削および耐摩耗工具用高靭性窒化硼素基超高圧焼結材料 |
-
1986
- 1986-06-21 JP JP61145548A patent/JPH0753607B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5861256A (ja) * | 1981-10-07 | 1983-04-12 | Mitsubishi Metal Corp | 切削および耐摩耗工具用高靭性窒化硼素基超高圧焼結材料 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS632858A (ja) | 1988-01-07 |
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