JPH11245020A - スライドゲートプレート - Google Patents

スライドゲートプレート

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JPH11245020A
JPH11245020A JP6193098A JP6193098A JPH11245020A JP H11245020 A JPH11245020 A JP H11245020A JP 6193098 A JP6193098 A JP 6193098A JP 6193098 A JP6193098 A JP 6193098A JP H11245020 A JPH11245020 A JP H11245020A
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Kazuo Ito
和男 伊藤
Tetsuo Fushimi
哲郎 伏見
Osamu Morita
修 森田
Isao Watanabe
勲 渡辺
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スライドゲートプレート焼結体の気孔率、気
孔径および含浸物の粘性を厳密に制御することにより、
前記含浸物をスライドゲートプレート焼結体に適度に含
浸させて、耐食性および耐熱衝撃性等を向上させる。 【解決手段】 耐火性無機材料の骨材に結合材を添加し
て焼成した炭素含有耐火物からなる見掛気孔率が5%以
上16%未満であり、該見掛気孔率の1/10に位置す
る気孔径が2μm以上6μm未満、そして1/2に位置
する気孔径が0.5μm以上2μm未満である焼成体
に、150°Cの温度で1ポイズ以下の粘性を有する炭
素質含有液状物を含浸させたスライドゲートプレート。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄鋼業などにおけ
る溶銑および溶鋼等の溶融金属の流量制御に使用される
スライドゲートプレートに関する。
【0002】
【従来の技術】スライドゲートプレートは溶融金属の流
量制御用部材として、取鍋での2次処理および連続鋳造
が一般化した現在、鉄鋼業では必要不可欠な耐火材料と
して広く採用されている。スライドゲートプレートは溶
融金属流の制御を司る部分であるために、非常に高度な
機能を要求され、材質面においても種々の苛酷な条件に
優れた特性を持つことが望まれている。このスライドゲ
ートプレートは溶融金属流による急激な熱衝撃と摩耗の
物理的作用に加えて、溶融金属および溶融スラグによる
物理的かつ化学的な侵食作用を受けるので、スライドゲ
ートプレートの具備すべき特性としては大別して、耐熱
衝撃性、耐食性および強度が挙げられる。このスライド
ゲートプレートに種々の特性をバランス良く具備させる
ために、種々な研究がなされてきた。最近では、耐用性
が最も安定しているアルミナ(ジルコニア)−カーボン
系のものが鉄鋼業において広く使用されている。
【0003】一般的なスライドゲートプレートの製造技
術としては、無機材料(例えば、アルミナ系、ジルコニ
ア系、シリカ系、カーボン系、炭化珪素など)に結合材
である熱硬化性樹脂(一般的にはフェノール樹脂が多く
用いられている)を添加混練し、成形後に焼成する工程
がとられており、特性向上のために焼成後ピッチあるい
はタールなどを含浸する場合が多い。耐熱衝撃性を向上
させる手法としては、シリカ系、炭化珪素、カーボン系
などの熱膨張係数の低い原料を多く使用することが一般
的であるが、シリカ系、炭化珪素、カーボン系原料など
は溶鋼と容易に反応するあるいは低融点化合物を形成す
るために過剰に添加した場合に、耐食性が著しく低下す
る問題があった。
【0004】このため、耐食性を向上させる手段とし
て、気孔率の低下あるいは鋼が接触したときにガス化し
鋼を押し返す力を作用させる目的のために、焼成体にピ
ッチまたはタールを含浸させる場合が多い。しかし、焼
成体の気孔率が低いことや気孔径が小さいこと、また含
浸させる液状物の粘性が高いなどの問題に起因して表層
しか含浸されず、含浸効果が十分に発揮されていないの
が現状である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来のアルミナ−(ジルコニア)−カーボン系スライド
ゲートプレートの問題点を解決するために鋭意研究され
たものであり、スライドゲートプレート焼結体の気孔
率、気孔径および含浸物の粘性を厳密に制御することに
より、前記含浸物をスライドゲートプレート焼結体に適
度に含浸させて耐食性などの特性の向上を図るものであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本願発明は、 1 耐火性無機材料の骨材に結合材を添加して焼成した
炭素含有耐火物からなる見掛気孔率が5%以上16%未
満であり、該見掛気孔率の1/10に位置する気孔径が
2μm以上6μm未満、そして1/2に位置する気孔径
が0.5μm以上2μm未満である焼成体に、150°
Cの温度で1ポイズ以下の粘性を有する炭素質含有液状
物を含浸させたことを特徴とするスライドゲートプレー
ト 2 炭素質含有液状物としてピッチまたはタールを含浸
させたことを特徴とする上記1記載のスライドゲートプ
レート 3 炭素質含有液状物を含浸させた後、還元雰囲気下で
加熱し炭化させたことを特徴とする上記1または2記載
のスライドゲートプレート、を提供する
【0007】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を説明す
る。本発明は上記のようにアルミナ−(ジルコニア)−
カーボン系スライドゲートプレート焼結体の気孔率、気
孔径および含浸物の粘性を制御することにより、耐食性
を向上させるものであるが、このような知見に至るに当
たって、使用原料の粒度を変化させ、見掛気孔率、気孔
径を種々変化させた焼成体を制作し、粘性の異なる液状
物を含浸させたスライドゲートプレートを取鍋容器下部
にセットし、実操業上の試験を繰り返した。その結果、
焼成体の見掛気孔率、気孔径、含浸物の粘性によりスラ
イドゲートプレート損傷量に大きな差がみられ、また該
プレートの種類によっては摺動面の溶着などのトラブル
も発生した。そしてこれらの問題点は焼成体の気孔率、
気孔径および含浸率の粘性を厳密にコントロールするこ
とにより解決することが可能となった。
【0008】本発明において、焼成体の見掛気孔率を5
%以上16%未満としたのは、5%未満の場合には含浸
物が十分に入らず、使用時にスライドゲートプレートの
摺動面と鋼が溶着する問題があるからである。また逆に
16%以上であると1回の含浸では含浸量が十分ではな
く、また2回以上行なった場合、含浸成分がプレート中
に多くなり過ぎ逆に損傷が進む傾向があるからである。
また、焼成体の見掛気孔率が1/10及び1/2に位置
する気孔径とは、細孔分布を測定し、縦軸に見掛気孔
率、横軸に気孔径をとった場合に、縦軸の切片に位置す
る焼成体の見掛気孔率を1/10及び1/2とした場合
の気孔径を示す。
【0009】見掛気孔率の1/10に位置する気孔径を
2μm以上6μm未満としたのは、2μm未満ではスラ
イドゲートプレートが緻密すぎて含浸物が入り難く、使
用時にスライドゲートプレートの摺動面と鋼が溶着する
問題が起こるためであり、6μm以上の場合は1回の含
浸では含浸量が十分ではなく、2回以上行なった場合、
含浸成分がプレート製品中に多くなり過ぎ、逆に損傷が
進む傾向があるためである。
【0010】また、焼成体の見掛気孔率が1/2に位置
する気孔径を0.5μm以上2μm未満としたのは、
0.5μm未満ではスライドゲートプレートが緻密すぎ
て含浸物が入り難く、使用時にスライドゲートプレート
の摺動面と鋼が溶着する問題が起こるためであり、2μ
m以上の場合は1回の含浸では含浸量が十分ではなく、
2回以上行なった場合、含浸成分がプレート製品中に多
くなり過ぎ、逆に損傷が進む傾向があるためである。
【0011】さらに含浸する液状物は150°Cの温度
で粘性を1ポイズ以下と限定したのは、1ポイズを超え
ると粘性が高く含浸物が十分に入らないからである。炭
素質含有液状物を含浸させた後、必要に応じて還元雰囲
気下で加熱し炭化させる。炭素質含有液状物としてピッ
チまたはタールなどが使用できる。このような炭素質含
有液状物をスライドゲートプレートに適度に含有させる
と、該プレートの気孔率を良好に低下させ、かつ鋼が接
触したときにガス化し鋼を押し返す力を作用させて耐食
性を向上させることができる。本発明の上記条件が全て
コントロールされて初めて摺動面と鋼が溶着することな
く、かつ耐食性および耐熱衝撃性に優れたスライドゲー
トプレート用耐火物製品を得ることができた。
【0012】
【実施例および比較例】次に、本発明の実施例および比
較例を挙げながら具体的に説明する。ただし、以下に説
明する実施例は、本発明を容易に理解し実施できるよう
にするために記載した1例を示すものであって、本発明
はこの実施例に限定するために記載されるものではな
い。
【0013】(実施例)表1に示すように、1次粒子の
原料として焼結アルミナ系原料粉、電融ジルコニア系原
料粉、金属珪素(Si)粉を用い、必要に応じて炭化珪
素粉、シリカ系原料粉、カーボン原料粉を用い、結合剤
として熱硬化性樹脂(芳香族系のフェノール樹脂)を用
い混練した。なお、この熱硬化性樹脂は、表1に示すよ
うに上記耐火物である焼結原料粉末の配合割合の合計を
100%として、さらに添加したものである。また、上
記にように炭化珪素粉、シリカ系原料粉、カーボン原料
粉は必要に応じて添加されるものであるが、表1に示す
本実施例1〜6においては全て少量づつ添加した例を示
している。
【0014】上記のように混練した混合粉末をプレート
状に成形し、これを仮焼して揮発成分を揮発させ、さら
にこの成形体をコークス粉末中の還元雰囲気下で焼成し
た。その後、150°Cに乾燥させた焼成体を10to
rrで1時間減圧させ、予め150°Cに加熱した含浸
用液状物を0.8MPaで1時間加圧して含浸させ、さ
らに還元雰囲気下700°Cで炭化させた。そして、こ
のようにして得たプレートの外周に帯状の鉄皮を嵌め、
摺動させる面の表面加工を施してスライドゲートプレー
トを得た。このスライドゲートプレートを200トンの
取鍋に用いて実用試験を行い、耐用回数を調べた。この
結果を表1に示す。
【0015】
【表1】
【0016】表1に示す実施例1〜6の内、代表的な実
施例3に基づいて具体的に説明すると、焼結アルミナ系
原料については、粒度3〜1mmの粉末を12.5重量
%、粒度1〜0.3mmの粉末を12.5重量%、粒度
0.3以下の粉末を33重量%と、電融ジルコニア系原
料については粒度3〜1mmの粉末、粒度1〜0.5m
mの粉末、粒度0.5以下の粉末をそれぞれ10.0重
量%と、シリカ系原料粉末2重量%と、炭化珪素粉末2
重量%と、カーボン原料粉末5重量%と、金属珪素(S
i)粉末3重量%との混合粉末を用いた。結合剤として
のフェノール樹脂は4重量%を配合した。
【0017】含浸させる液状物の粘土は150°Cで
0.05ポイズであり、見掛気孔率は5.1%、見掛気
孔率の1/10に位置する気孔径が2μm、見掛気孔率
の1/2に位置する気孔径が0.7μmであり、いずれ
も本発明の条件の範囲に入っているものである。この場
合、1回の含浸率は1.1重量%、2回の含浸率は1.
6重量%である。なお、ここで含浸率とは、[含浸率
(重量%)=(含浸後の重量−焼成体重量)×100/
焼成体重量]を意味する。この結果、耐食性は非常に高
く、耐熱衝撃性も良好である。そして、実際に使用した
時の耐用回数は10回であり、後述する比較例に比べ大
幅に向上していることが分かる。以上については、実施
例3に基づいて説明したが、実施例1、2、4〜6につ
いても同様に言える。以上から明らかなように、本発明
のスライドゲートプレートは耐食性、耐熱衝撃性等が大
きく向上し、優れた効果を有する。
【0018】(比較例)表2に示すように、実施例と同
様に1次粒子の原料粉末として焼結アルミナ系原料粉、
電融ジルコニア系原料粉、金属珪素(Si)粉、炭化珪
素粉、シリカ系原料粉、カーボン原料粉を用い、結合剤
として熱硬化性樹脂(芳香族系のフェノール樹脂)を用
い混練した。上記のように混練した混合粉末を実施例と
同様にプレート状に成形し、これを仮焼して揮発成分を
揮発させ、さらにこの成形体をコークス粉末中の還元雰
囲気下で焼成した。
【0019】その後、150°Cに乾燥させた焼成体を
10torrで1時間減圧させ、予め150°Cに加熱
した含浸用液状物を0.8MPaで1時間加圧して含浸
させ、さらに還元雰囲気下700°Cで炭化させた。そ
して、このようにして得たプレートの外周に帯状の鉄皮
を嵌め、摺動させる面の表面加工を施してスライドゲー
トプレートを得た。このスライドゲートプレートを20
0トンの取鍋に用いて実用試験を行い、耐用回数を調べ
た。この結果を表2に示す。
【0020】
【表2】
【0021】表2に示すように、比較例1では見掛気孔
率の1/10に位置する気孔径が7μmで、本発明の上
限値6μm未満の範囲外であり、比較例2においては見
掛気孔率の1/10に位置する気孔径が7μmで、本発
明の上限値6μm未満の範囲外であるとともに、含浸さ
せる液状物の粘土は150°Cで1.5ポイズで、本発
明の上限値1ポイズを超えて範囲外である。同様に比較
例3は見掛気孔率、見掛気孔率の1/10に位置する気
孔径および見掛気孔率の1/2に位置する気孔径がいず
れも本発明の範囲外であり、比較例4および6は含浸さ
せる液状物の粘土、見掛気孔率、見掛気孔率の1/10
に位置する気孔径および見掛気孔率の1/2に位置する
気孔径のいずれも本発明の範囲外であり、さらに比較例
5は含浸させる液状物の粘土を除く、見掛気孔率、見掛
気孔率の1/10に位置する気孔径および見掛気孔率の
1/2に位置する気孔径のいずれも本発明の範囲外であ
る。
【0022】この結果、比較例1および2は耐熱衝撃性
に優れているが耐食性に劣り、溶損して耐用回数は6で
ある。比較例3および4は耐食性は良好であるが、耐熱
衝撃性が不良であり、欠けまたは溶着が生じて耐用回数
は5である。さらに比較例5および6は耐熱衝撃性に優
れているが耐食性に劣り、溶損を生じて耐用回数は6で
ある。これらの比較例に示すように、本発明の範囲(条
件)外のスライドゲートプレートは耐熱衝撃性または耐
食性あるいはこれらのいずれもが劣る結果を示し、これ
らの比較例との対比により本発明の有効性が明確に理解
できる。
【0023】
【発明の効果】スライドゲートプレート焼結体の気孔
率、気孔径および炭素質含有液状物の粘性を厳密に制御
することにより、前記含浸物をスライドゲートプレート
焼結体に適度に含浸させて、耐熱衝撃性および耐食性を
大幅に向上させ耐用回数を飛躍的に改善したものであ
り、特に鉄鋼業における溶銑、溶鋼等の溶融金属の流量
制御に好適なスライドゲートプレートを提供する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 勲 愛知県刈谷市小垣江町南藤1番地 東芝セ ラミックス株式会社刈谷製造所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 耐火性無機材料の骨材に結合材を添加し
    て焼成した炭素含有耐火物からなる見掛気孔率が5%以
    上16%未満であり、該見掛気孔率の1/10に位置す
    る気孔径が2μm以上6μm未満、そして1/2に位置
    する気孔径が0.5μm以上2μm未満である焼成体
    に、150°Cの温度で1ポイズ以下の粘性を有する炭
    素質含有液状物を含浸させたことを特徴とするスライド
    ゲートプレート。
  2. 【請求項2】 炭素質含有液状物としてピッチまたはタ
    ールを含浸させたことを特徴とする請求項1記載のスラ
    イドゲートプレート。
  3. 【請求項3】 炭素質含有液状物を含浸させた後、還元
    雰囲気下で加熱し炭化させたことを特徴とする請求項1
    または2記載のスライドゲートプレート。
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