JPH10226563A - スライディングノズルプレートの製造方法 - Google Patents

スライディングノズルプレートの製造方法

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JPH10226563A
JPH10226563A JP9033456A JP3345697A JPH10226563A JP H10226563 A JPH10226563 A JP H10226563A JP 9033456 A JP9033456 A JP 9033456A JP 3345697 A JP3345697 A JP 3345697A JP H10226563 A JPH10226563 A JP H10226563A
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JP
Japan
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zirconia
alumina
spinel
raw material
nozzle plate
Prior art date
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Pending
Application number
JP9033456A
Other languages
English (en)
Inventor
Hironori Ogata
博憲 緒方
Kimiaki Sasaki
王明 佐々木
Takeshi Okamoto
剛 岡本
Seijiro Tanaka
征二郎 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Refractories Corp
Original Assignee
Kawasaki Refractories Co Ltd
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Publication date
Application filed by Kawasaki Refractories Co Ltd filed Critical Kawasaki Refractories Co Ltd
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製鋼炉スライディングノズルプレート用
耐火物の製造方法に関するものである。 【解決手段】 耐火物原料少なくとも一種に加えて、ア
ルミナ40〜80.5wt%、ジルコニア17〜40w
t%、マグネシア0.5〜18wt%の化学組成を有
し、アルミナ・マグネシアのスピネルを含むアルミナ・
ジルコニア・スピネル質原料を全耐火物原料の2〜50
wt%配合し、さらにこれらにカーボンおよび少なくと
も一種の金属粉を配合し、これをフェノールレジンなど
の結合剤と共に混練、成形後、還元雰囲気で焼成する。
このことにより、耐磨耗性、耐スポーリング性、耐食性
を従来よりさらに向上させたスライディングノズルプレ
ートを製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は製鋼炉スライディングノ
ズルプレート用耐火物の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来技術】スライディングノズルプレート(以下、S
Nプレートという)は最近では、耐火性骨材とカーボン
から構成されるアルミナ−カーボン質、あるいはマグネ
シア−カーボン質耐火物が主流である。該SNプレート
はその使用時に溶鋼流路である内孔の損耗による孔径拡
大とその近傍の摺動面の損耗によりその寿命が決定され
る。つまりSNプレートは溶融金属流による磨耗、急激
な熱衝激、摺動による磨耗等による物理的作用に加え、
溶融金属また溶融スラグ等による化学的侵食作用を受け
る。よってSNプレートの具備すべき特性として、耐磨
耗性、耐スポーリング性、耐食性等があげられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】これらの耐用性を高め
るため、例えば特開昭63−24946号公報に記載の
ジルコニア化合物を添加する方法や特開昭59−146
975号公報に記載のシリカレスとする方法など改善が
行われてきた。しかしながらこれらの方法では、一般的
に耐磨耗性、耐スポーリング性、耐食性をすべて満足す
る効果が得られていない。
【0004】本発明は上記の事情に鑑みて提案されたも
のであり、耐磨耗性、耐スポーリング性、耐食性を従来
よりさらに向上させたSNプレートの製造方法を提供す
ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために以下の手段を採用している。すなわち、耐火
物原料少なくとも一種に加えて、アルミナ40〜80.
5wt%、ジルコニア17〜40wt%、マグネシア
0.5〜18wt%の化学組成を有し、アルミナ・マグ
ネシアのスピネルを含むアルミナ・ジルコニア・スピネ
ル質原料を全耐火物原料の2〜50wt%配合し、さら
にこれらにカーボンおよび少なくとも一種の金属粉を配
合し、これをフェノールレジンなどの結合剤と共に混
練、成形後、還元雰囲気で焼成するという手段を採用し
ている。
【0006】上記アルミナ・ジルコニア・スピネル質原
料の構造は樹枝状に発達したコランダム結晶間に、ジル
コニアとスピネルが分散し、あるいはアルミナ・ジルコ
ニアの粒界にスピネルが存在する。
【0007】上記ジルコニアは大部分が単斜晶ジルコニ
アであり、仮焼したマグネシアリッチスピネルまたはマ
グネシアを添加し、製造工程で溶融し、急冷するとスピ
ネル化しないマグネシアがジルコニアの結晶構造を部分
的に正方晶化させて残存する。残存した正方晶ジルコニ
アは内部エネルギーを有するため、耐破壊性は著しく向
上する。
【0008】したがって、上記アルミナ・ジルコニア・
スピネル質原料を配合することによって、アルミナ・ジ
ルコニア・スピネル質原料粒内のジルコニアおよびスピ
ネルが高耐食性であるためと、粒子自身の強度の増加に
よるため、SNプレートの耐食性、耐スポーリング性が
著しく向上する。
【0009】スピネル含有量が0.5%未満ではスピネ
ルの効果として知られる耐食性等の効果がほとんど得ら
れず、18%を超えるとスピネルの膨張が大きくなり、
またジルコニアが安定化するためにジルコニアの膨張も
大きくなるため、強度劣化する。ジルコニアが20wt
%未満でアルミナが80.5wt%を超えると析出する
コラングム結晶の周囲のジルコニアが少ないので、樹枝
状結晶の発達が抑制され、かつ、その結晶サイズも大き
くなるため、粒の強度は低下する。ジルコニアが40%
を超え、アルミナが40%未満では単斜晶ジルコニアの
特徴的な容積変化が大きくなり、粒内に亀裂が発生し、
粒子強度が低下し、アルミナの減少により耐食性が低下
する。また不可避成分が2wt%を超えると強度および
耐食性が劣化する。
【0010】本発明では、耐火物原料少なくとも一種に
上記アルミナ・ジルコニア・スピネル質原料を配合する
が、該アルミナ・ジルコニア・スピネル質原料が全耐火
物原料の2wt%以下であると耐食性、耐スポーリング
性の効果が現れず、50wt%を超えるとSNプレート
れんがの強度、耐磨耗性が大きくなり焼成後のSNプレ
ートの摺動面研磨能率の低下等の加工における製造上の
問題が生じる。
【0011】
【実施例】本発明によるSNプレートの製造方法を以下
に詳しく説明する。耐火物原料少なくとも一種に加え
て、アルミナ40〜80.5wt%、ジルコニア17〜
40wt%、マグネシア0.5〜18wt%、不可避成
分2wt%以下の化学組成を有し、アルミナ・マグネシ
アのスピネルを含むアルミナ・ジルコニア・スピネル質
原料を全耐火物原料の2〜50wt%配合し、さらにこ
れらにカーボンおよび少なくとも一種の金属粉を配合す
る。
【0012】上記アルミナ・ジルコニア・スピネル質原
料は上記の化学成分範囲であれば電融、焼結品のいずれ
でも良いが、正方晶ジルコニアの発現上、電融品の方が
好ましい。
【0013】上記の耐火物原料は金属酸化物、金属耐火
物、金属窒化物などから選ばれる少なくとも一種であ
り、特にアルミナ、ムライト、ムライト・ジルコニアな
どが好ましい。
【0014】上記カーボンは耐食性、耐スラグ浸透性、
耐スポーリング性などの効果を付与する。具体例として
天然黒鉛、人造黒鉛、土状黒鉛、ピッチコークス、カー
ボンブラックなどのうち少なくとも一種であり、好まし
い割合は1〜20wt%である。
【0015】金属添加物は焼結助剤、前記炭素の酸化防
止として重要な化合物である。具体例としてはアルミニ
ウム、シリコン、クロム、アグネシウム、チタニウム、
ニッケル、鉄、フェロシリコン、フェロクロムなどのう
ち少なくとも一種、あるいはそれらの合金である。添加
量としては0.5〜9wt%が好ましい。
【0016】その他、必要により既知なる酸化防止剤、
焼結助剤、ファイバー等を添加しても良い。以上からな
る配合物を結合剤として、例えばフェノールレジン、タ
ール、ピッチ、フラン樹脂等のうち少なくとも一種を添
加して混練し、フリクション、オイルプレス等でSNプ
レート形状に形成後、1000℃〜1500℃程度で還
元雰囲気で焼成する。焼成後、必要によってはピッチ、
タール、樹脂等を含浸し、150℃以上のベーキング処
理を行い、気孔内に炭素分を充填させても良い。またS
Nプレート摺動時の平滑性を向上させるため、必要によ
っては研磨を行っても良い。
【0017】以上のようにして本発明の製造方法により
製造されたSNプレートの実施例とその比較例について
の組成および物性試験結果を表1に示す。同表で示す実
施例1はアルミナ・ジルコニア・スピネル質原料の化学
成分および全耐火物原料中の配合割合が本発明範囲内で
あり、比較例2はアルミナ・ジルコニア・スピネル質原
料の化学成分は実施例1と同じであるが全耐火物原料中
の配合割合が本発明範囲外であり、比較例3〜6はアル
ミナ・ジルコニア・スピネル質原料の化学成分が本発明
範囲外のものであり、比較例7、8は従来品である。
【0018】これらはいずれも100Kgバッチでミキ
サーで混練し、長さ500mm×幅200mm×厚さ50mm
のSNプレート形状に成形後、コークスブリーズに詰
め、トンネルキルン1350℃にて還元焼成した。焼成
後ピッチ含浸をし、300℃でベーキング処理を行っ
た。
【0019】スポーリングテストは30mm×30mm×2
50mmのサンプルを1650℃の溶銑に120秒浸漬し
てその後水冷し、評価は試験前後の弾性率変化率で行っ
た。侵食性テストは高周波回転式によるもので1650
℃×4時間で行い、溶鋼とスラグとしてベンガラをい
れ、比較例7を100として指数で示した。
【0020】耐酸化磨耗性テストは回転ドラム式でガス
バーナーで加熱し、1200℃×1時間行い、重量減少
率で評価した。
【0021】
【表1】
【0022】上記の試験結果から明らかなように、アル
ミナ・ジルコニア・スピネル質の原料を特定の割合で配
合した本発明実施例は亀裂発生に伴う弾性率の変化率は
小さく、亀裂の程度も小さくなっている。また耐食性、
耐磨耗性も比較例に比べて著しく向上している。
【0023】さらに本発明実施例1、および比較例3、
6〜8のSNプレートを各10セットを250t取鍋で
アルミキルド鋼等の通常鋼種を受鋼した結果、表1の結
果と同様の耐食性、耐スポーリング性、耐磨耗性を示
し、特に比較列3、7、8が4chで、また比較列6が
5chで寿命になったのに対し、実施例1は7chまで
使用が可能であった。
【0024】
【発明の効果】以上のように本発明によって製造された
SNプレートは、その具備すべき特性としてあげられ
る、耐磨耗性、耐スポーリング性、耐食性等に大変優れ
るので、その結果、耐用寿命を格段に向上することがで
きる。
フロントページの続き (72)発明者 田中 征二郎 赤穂市中広字東沖1576番地の2 川崎炉材 株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 耐火物原料少なくとも一種に加えて、ア
    ルミナ40〜80.5wt%、ジルコニア17〜40w
    t%、マグネシア0.5〜18wt%の化学組成を有
    し、アルミナ・マグネシアのスピネルを含むアルミナ・
    ジルコニア・スピネル質原料を全耐火物原料の2〜50
    wt%配合し、さらにこれらにカーボンおよび少なくと
    も一種の金属粉を配合し、これをフェノールレジンなど
    の結合剤と共に混練、成形後、還元雰囲気で焼成するこ
    とを特徴とするスライディングノズルプレートの製造方
    法。
JP9033456A 1997-02-18 1997-02-18 スライディングノズルプレートの製造方法 Pending JPH10226563A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016527083A (ja) * 2013-09-12 2016-09-08 リフラクトリー・インテレクチュアル・プロパティー・ゲー・エム・ベー・ハー・ウント・コ・カーゲー 炭素結合又は樹脂結合定形耐火製品を製造するためのバッチ、当該製品を製造するための方法、当該製品、及び、マグネシアスピネル‐酸化ジルコニウムの使用

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016527083A (ja) * 2013-09-12 2016-09-08 リフラクトリー・インテレクチュアル・プロパティー・ゲー・エム・ベー・ハー・ウント・コ・カーゲー 炭素結合又は樹脂結合定形耐火製品を製造するためのバッチ、当該製品を製造するための方法、当該製品、及び、マグネシアスピネル‐酸化ジルコニウムの使用

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