JPH0859216A - 窒化珪素鉄及びその製造方法 - Google Patents
窒化珪素鉄及びその製造方法Info
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Abstract
る耐食性を改善した窒化珪素鉄及びその製造方法を提供
すること。 【構成】 Fe1〜20重量%及びサイアロンを含有し
てなることを特徴とする窒化珪素鉄、及びFe分2〜5
0重量%含む珪素鉄粉末及び/又は金属珪素粉末50〜
98重量%、シリカ質粉末1重量%以上及びアルミナ質
粉末1重量%以上を含んでなる混合粉末を、窒素及び/
又はアンモニアを含む雰囲気下、温度1000〜140
0℃間における昇温速度を10℃/時間以上に昇温しな
がら窒化することを特徴とする窒化珪素鉄の製造方法。
Description
等に使用される窒化珪素鉄及びその製造方法に関する。
口閉塞用マッド材、出銑樋材等の不定形耐火物には窒化
珪素鉄が使用されている。窒化珪素鉄は、他の耐火材料
に比べて耐火性が高い反面、溶融金属、溶融スラグ等に
対する耐食性が充分でないのでその改善が要望されてい
た。
ために、窒化珪素鉄中に酸窒化珪素を含ませることが提
案されているが(特開昭50−84611号公報)、そ
れでも充分ではなかった。
珪素鉄本来の耐火性を損なわせることなく溶融金属、溶
融スラグ等に対する耐食性を改善した窒化珪素鉄とその
製造方法を提供することである。
e1〜20重量%及びサイアロンを含有してなることを
特徴とする窒化珪素鉄、及びFe分2〜50重量%含む
珪素鉄粉末及び/又は金属珪素粉末50〜98重量%、
シリカ質粉末1重量%以上及びアルミナ質粉末1重量%
以上を含んでなる混合粉末を、窒素及び/又はアンモニ
アを含む雰囲気下、温度1000〜1400℃間におけ
る昇温速度を10℃/時間以上に昇温しながら窒化する
ことを特徴とする窒化珪素鉄の製造方法である。
eは、それを耐火物原料として用いた場合に好適な焼結
助剤として作用する。Feの含有量が1重量%未満では
その作用が充分でなくなり、また20重量%をこえると
高温域においてFeが溶融し耐火性、強度、耐食性が低
下する。
融スラグ等に対する耐食性を著しく高めその効果はサイ
アロンの含有量の増大にともなって大きくなる。サイア
ロンはSi6-Z AlZ O Z N8-Z(但し0<Z<6)で表せる
化合物であり、その同定は粉末X線回折法によって行う
ことができる。すなわち、Z値によって若干回折ピーク
が移動するが、Cu−Kα2θの回折角度が24.3〜
24.8°、30.7〜33.2°、34.4〜37.
4°等の範囲内における回折ピークによって確認するこ
とができる。
れた窒化珪素鉄粉末とサイアロン粉末とを混合すること
によっても製造することができる。しかし、サイアロン
は単独では非常に得難い高価な材料であり、また窒化珪
素鉄粉末との単なる機械的混合では均一に分散させるこ
とも困難である。そこで、本発明においては、窒化珪素
鉄を製造する際に、Fe分2〜50重量%含む珪素鉄粉
末及び/又は金属珪素粉末50〜98重量%及びシリカ
質粉末とアルミナ質粉末とをそれぞれ1重量%以上でし
かも両者の合計で50重量%以下を含む混合原料を、窒
素及び/又はアンモニアを含む雰囲気下、温度1000
〜1400℃間における昇温速度を10℃/時間以上に
昇温しながら窒化して製造することが望ましい。以下、
その製造方法について説明する。
質粉末及びアルミナ質粉末の粒度については特に制約は
ないが、反応性、分散性を考慮し1mm以下であること
が好ましい。シリカ質粉末としては、珪石、珪酸白土、
シリカヒューム等、アルミナ質粉末としては、アルミ
ナ、水酸化アルミニウム、アルミニウム残灰、ボーキサ
イト等が使用される。シリカ成分とアルミナ成分の両方
を備えた例えば粘土、ロー石等を使用することもでき
る。
末の割合はそれぞれ1重量%以上好ましくは5重量%以
上で両者の合計で50重量%以下好ましくは30重量%
以下である。シリカ質粉末又はアルミナ質粉末のいずれ
かが1重量%未満であると、珪素鉄粉末、シリカ質粉末
及びアルミナ質粉末が同時に反応にあずかる機会が少な
くなり、シリカ粉末は酸窒化珪素(Si2ON2)になりやす
くなってサイアロンは生成しにくくなる。一方、混合粉
末中のシリカ質粉末とアルミナ質粉末の合計が50重量
%をこえると、珪素鉄粉末が窒化する際の発熱量が少な
くなってサイアロンが生成しにくくなり未反応物が残留
する。金属珪素粉末は、窒化珪素鉄のFe含有量調節剤
として使用される。また、珪素鉄粉末及び/又は金属珪
素粉末中のFe分が2〜50重量%以外であってはFe
含有量1〜20重量%の窒化珪素鉄を製造することが困
難となる。
インダーにより成形した後乾燥固化後窒化するか、又は
黒鉛製、窒化珪素製等の耐熱容器に充填し容器とともに
窒化する。窒化雰囲気は、窒素及び/又はアンモニアを
含む雰囲気であり、温度は1000℃以上である。16
00℃以上の温度に昇温すれば無条件でサイアロンを窒
化珪素鉄中に生成させることができるが、エネルギーコ
ストが高くなり装置も複雑となる。
えなくても反応熱によりサイアロンが活発に生成する程
度の昇温、すなわち1000〜1400℃間における昇
温速度を10℃/時間以上好ましくは30℃/以上とし
て窒化させることが望ましい。昇温速度が10℃/時間
未満では窒化珪素鉄にサイアロンを生成させることが困
難となる。昇温速度の上限については制限はなくそれが
大きいほどよい。
定形耐火物の原料とするために目的粒径に粉砕される。
その粉砕機としては、ボールミル等が用いられる。
本発明を説明する。
(試薬、粒径0.2mm以下)、電融アルミナ粉末(試
薬、粒径1mm以下)及び金属珪素粉末(試薬、粒径
0.5mm以下)の割合が表1からなる混合粉末100
重量部にポリビニルアルコール3重量%水溶液15重量
部を混練し、造塊機により圧力1.5トン/cm2 で押
出成形して容積60cm3 のブリケットとなし温度20
0℃で10時間乾燥した。これを密閉炉に充填し、窒素
ガス雰囲気下、温度1000〜1400℃における昇温
速度を表1のようにして1400℃まで昇温し5時間保
持してから冷却しブリケットを製造した。
で粗砕後ボールミルで微粉砕し窒化珪素鉄粉末を製造し
た。その粉末X線回折法による組成鉱物及びそれを用い
て製造された耐火物の以下に従う耐食性と熱間曲げ強度
を測定した。それらの結果を表2に示す。
下)25重量%、炭化珪素粉末(粒径0.5mm以下)
25重量%、コークス粉末(粒径0.5mm以下)10
重量%、タール20重量%及び窒化珪素鉄粉末20重量
%の混合粉末を圧力400kg/cm2 で金型プレス成
形し25mm×25mm×150mmの成形体を成形し
た。これを黒鉛粉末中に埋設し1400℃×1時間加熱
してテストピースを作製した。
された黒鉛製容器内に、侵食剤として銑鉄3kg、スラ
グ0.5kgを入れ、温度1550℃に加熱溶融した。
この溶融体中に上記テストピースを浸漬し3時間保持し
た後の侵食深さを測定し、比較例1を100としたとき
の相対値を求めた。
温し3点曲げ強度を測定し、比較例1を100としたと
きの相対値を求めた。
く溶融金属、溶融スラグ等に対する耐食性の改善された
窒化珪素鉄及びその経済的の製造方法が提供される。
Claims (2)
- 【請求項1】 Fe1〜20重量%及びサイアロンを含
有してなることを特徴とする窒化珪素鉄。 - 【請求項2】 Fe分2〜50重量%含む珪素鉄粉末及
び/又は金属珪素粉末50〜98重量%、シリカ質粉末
1重量%以上及びアルミナ質粉末1重量%以上を含んで
なる混合粉末を、窒素及び/又はアンモニアを含む雰囲
気下、温度1000〜1400℃間における昇温速度を
10℃/時間以上に昇温しながら窒化することを特徴と
する窒化珪素鉄の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19536494A JP3496770B2 (ja) | 1994-08-19 | 1994-08-19 | 窒化珪素鉄及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP19536494A JP3496770B2 (ja) | 1994-08-19 | 1994-08-19 | 窒化珪素鉄及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0859216A true JPH0859216A (ja) | 1996-03-05 |
JP3496770B2 JP3496770B2 (ja) | 2004-02-16 |
Family
ID=16339953
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19536494A Expired - Fee Related JP3496770B2 (ja) | 1994-08-19 | 1994-08-19 | 窒化珪素鉄及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3496770B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008137844A (ja) * | 2006-12-01 | 2008-06-19 | Nippon Steel Corp | 高耐食性、耐熱衝撃性、難付着性セラミックス |
JP2009242120A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Kurosaki Harima Corp | マッド材 |
CN114031381A (zh) * | 2021-10-22 | 2022-02-11 | 北京科技大学 | 一种添加氮化硅铁硅砖及其制备方法 |
-
1994
- 1994-08-19 JP JP19536494A patent/JP3496770B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2008137844A (ja) * | 2006-12-01 | 2008-06-19 | Nippon Steel Corp | 高耐食性、耐熱衝撃性、難付着性セラミックス |
JP2009242120A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Kurosaki Harima Corp | マッド材 |
CN114031381A (zh) * | 2021-10-22 | 2022-02-11 | 北京科技大学 | 一种添加氮化硅铁硅砖及其制备方法 |
CN114031381B (zh) * | 2021-10-22 | 2022-09-23 | 北京科技大学 | 一种添加氮化硅铁硅砖及其制备方法 |
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JP3496770B2 (ja) | 2004-02-16 |
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