JPS59211522A - ポーラスプラグの製造方法 - Google Patents
ポーラスプラグの製造方法Info
- Publication number
- JPS59211522A JPS59211522A JP8473983A JP8473983A JPS59211522A JP S59211522 A JPS59211522 A JP S59211522A JP 8473983 A JP8473983 A JP 8473983A JP 8473983 A JP8473983 A JP 8473983A JP S59211522 A JPS59211522 A JP S59211522A
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D1/00—Treatment of fused masses in the ladle or the supply runners before casting
- B22D1/002—Treatment with gases
- B22D1/005—Injection assemblies therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Furnace Charging Or Discharging (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、溶融金属容器中の溶鋼の攪拌又は溶鋼中の介
在物浮上を目的とするガス吹込のために、取鍋又はタン
ディツシュ等に装着される多孔質耐火物よシなるポーラ
スプラグに係るものである。
在物浮上を目的とするガス吹込のために、取鍋又はタン
ディツシュ等に装着される多孔質耐火物よシなるポーラ
スプラグに係るものである。
現在、製鋼プロセスにおいては鋼の表層維織、耐食性、
熱間加工性等の品質向上を目的として、耐火物を通して
ガスを溶鋼中に吹込む方法が広く採用されている。この
工程は、ガス吹込によって溶鋼を攪拌させ、溶鋼温度を
均一化させるか、又は微細気泡に溶鋼中のＣｒ２０Ｂ、
Ｍ２Ｏ３、Ｔｉ酸化物、胤シリケート物等の介在物を随
伴浮上させることによシ上記の目的を達成しようとする
もので、ここに吹込まれるガスは主にアルゴン、窒素等
の不活性ガスであるが、取鍋精錬炉においてはアルゴン
と酸素との混合ガスを吹込み、脱ガス及び脱炭処理が行
なわれている。また、使用後の耐火物は付着した地金を
除去するためにシャープランスを通して酸素ガスを吹込
んでこれを溶融放散させる、いわゆる酸素洗浄が行なわ
れる。このような場合には溶鋼温度又はポーラスプラグ
自体が非常に高温になるため、・ポーラスプラグ耐火物
は著しく損傷を受けるようになシ、この部分の耐火物は
特に酸素に対する耐食性がすぐれたもの、を使用しなけ
ればならない。
熱間加工性等の品質向上を目的として、耐火物を通して
ガスを溶鋼中に吹込む方法が広く採用されている。この
工程は、ガス吹込によって溶鋼を攪拌させ、溶鋼温度を
均一化させるか、又は微細気泡に溶鋼中のＣｒ２０Ｂ、
Ｍ２Ｏ３、Ｔｉ酸化物、胤シリケート物等の介在物を随
伴浮上させることによシ上記の目的を達成しようとする
もので、ここに吹込まれるガスは主にアルゴン、窒素等
の不活性ガスであるが、取鍋精錬炉においてはアルゴン
と酸素との混合ガスを吹込み、脱ガス及び脱炭処理が行
なわれている。また、使用後の耐火物は付着した地金を
除去するためにシャープランスを通して酸素ガスを吹込
んでこれを溶融放散させる、いわゆる酸素洗浄が行なわ
れる。このような場合には溶鋼温度又はポーラスプラグ
自体が非常に高温になるため、・ポーラスプラグ耐火物
は著しく損傷を受けるようになシ、この部分の耐火物は
特に酸素に対する耐食性がすぐれたもの、を使用しなけ
ればならない。
従来この種のポージスプラグには主にアルミナ質耐火材
が用いられているが、骨材としての粒子形が非球形であ
るが故に、 （１）混合、混線及び成形時に粒子のエツジ部が磨砕又
は破壊し、粒度分布が変動する、 （２）混練奸土間の内部層間摩擦並びに好土と成形金型
１０ｊの表層摩毎により、不均一な充ＪＡ構造となる、 （３）細孔形状が不均一である、 （４）通気性が低い、 （５）得られる組織に偏差が多く、所望の物性たとえば
通気率、細孔径、気孔率を設足どおりにすることが困難
である、 （ｌｉｔ 成形による通気配向性がある、等の問題点
番有しており、特に製造上の′ａ理が困薙となっている
。そしてこのような問題点を解消せんとして耐火物の骨
材として球形粒子のものを用いる方法が報告されている
。たとえは、実開昭５１−１５７５７０号では、ムライ
ト質球状粒子を用いたものでるるか、ムライト球は５ｉ
ｎ２含有量が多いため溶鋼に対する耐食性が劣るばかシ
でなく、上記したような酸素ガスに対する抵抗性がきわ
めて低いものになっている。
が用いられているが、骨材としての粒子形が非球形であ
るが故に、 （１）混合、混線及び成形時に粒子のエツジ部が磨砕又
は破壊し、粒度分布が変動する、 （２）混練奸土間の内部層間摩擦並びに好土と成形金型
１０ｊの表層摩毎により、不均一な充ＪＡ構造となる、 （３）細孔形状が不均一である、 （４）通気性が低い、 （５）得られる組織に偏差が多く、所望の物性たとえば
通気率、細孔径、気孔率を設足どおりにすることが困難
である、 （ｌｉｔ 成形による通気配向性がある、等の問題点
番有しており、特に製造上の′ａ理が困薙となっている
。そしてこのような問題点を解消せんとして耐火物の骨
材として球形粒子のものを用いる方法が報告されている
。たとえは、実開昭５１−１５７５７０号では、ムライ
ト質球状粒子を用いたものでるるか、ムライト球は５ｉ
ｎ２含有量が多いため溶鋼に対する耐食性が劣るばかシ
でなく、上記したような酸素ガスに対する抵抗性がきわ
めて低いものになっている。
また、ポーラスプラグにとって不可欠の特性である通気
率は０．５〜３ （ＣＣ−ａｘ／ｃｄ−ｓｅｅ−ａＨ２
０）と広範囲にわたって求められており、特に通気率１
．０以上の場合は成形圧が低い状態で成形され、自ずと
成形体の強度が低くなるために焼成までの処理がきわめ
て困難でさらに耐食性が劣る結果となっている。
率は０．５〜３ （ＣＣ−ａｘ／ｃｄ−ｓｅｅ−ａＨ２
０）と広範囲にわたって求められており、特に通気率１
．０以上の場合は成形圧が低い状態で成形され、自ずと
成形体の強度が低くなるために焼成までの処理がきわめ
て困難でさらに耐食性が劣る結果となっている。
本発明は斯かる現況に鑑がみなされたもので、耐食性に
すぐれしかも熱衝撃抵抗性の大なるアルミナ・ジルコン
質球状粒子又はこれにアルミナ質球状粒子を付加した骨
材を用いることにより、所望する通気性と組織の均一化
を得ると共に耐食性−熱衝撃抵抗性を備えたガス吹込用
ポーラスプラグの提供を目的としている。
すぐれしかも熱衝撃抵抗性の大なるアルミナ・ジルコン
質球状粒子又はこれにアルミナ質球状粒子を付加した骨
材を用いることにより、所望する通気性と組織の均一化
を得ると共に耐食性−熱衝撃抵抗性を備えたガス吹込用
ポーラスプラグの提供を目的としている。
以下、本発明のポーラスプラグの１実施例につき説明す
る。
る。
本発明者らは、球状粒子の耐食性の観点から、単一粒子
のものの化学組成について検討し、Ａｌ２Ｏ８が８９ｗ
ｔ％以上で、ＳｉＯ□が１１ｗｔ％以下の含有量である
ときにすぐれた耐食性を示すことを知得した。さらに、
酸素ガスによる侵食に対する抵抗性について検討したと
ころ、酸素洗浄時の温度は約２０００°Ｃとなシ、１上
記のようなＳ ｉｏ ２含有量では溶損が著しく、約１
１チ以下の含有量が望ましいことも確認した。
のものの化学組成について検討し、Ａｌ２Ｏ８が８９ｗ
ｔ％以上で、ＳｉＯ□が１１ｗｔ％以下の含有量である
ときにすぐれた耐食性を示すことを知得した。さらに、
酸素ガスによる侵食に対する抵抗性について検討したと
ころ、酸素洗浄時の温度は約２０００°Ｃとなシ、１上
記のようなＳ ｉｏ ２含有量では溶損が著しく、約１
１チ以下の含有量が望ましいことも確認した。
一方、アルミナ・ジルコン質球状粒子におけるジルコン
量は２０ｗｔ％以下が望ましい。すなわち、先に本発明
者らはアルミナ質ポーラスプラグにジルコンを添加する
と、熱衝撃抵抗性は添加量と共に大となることを知った
が、ｌ Ｑ ｗｔ ％以上の添加量になると耐食性は低
下し、ジルコン添加の効果を有効に利用し切れない面が
あシ、本発明はこの懸案を解決したものである。アルミ
ナとジルコンとからなる球状粒子を１６００〜１９００
’Ｃで熱処理すると、 ３ ）Ｊ１２０８ ＋２ＺｒＳ ｉ０４−２ ＺｒＯ２
＋ ３ ＡＡ！ ２０ｇ ・２ Ｓ １０２なる反応で
主にバテライト、ムライトが生成し、その他にバテライ
ト・ムライ′ト共晶体も生成する。上記反応は化学量論
的には重量比で、アルミナ１に対しジルコン約１．２を
要することになるが工業的規模で行なった本発明の実施
例においては、ジルコン添加量が３０Ｗｔ１以上になる
と熱処理に際して１９００℃近くにおいて粒子相互の融
着現象が生じ、以後の工程、たとえば篩分けが困難とな
るなどの問題が生じ、さシとて低温（１６００〜１７５
０°Ｃ）で処理すると未反応ジルコンが存在したり、又
は遊離シリカの影響で球状粒子自体がポーラス化し耐食
性の低下が認められ、必然的にジルコン添加量は制限が
ある。さらに、ポーラスプラグでは酸素洗浄が行なわれ
、その際の温度は２０００℃前後に達するのでムライト
の分解溶融温度１８５０°Ｃを考慮した場合、ジルコン
添加量は一層制限され、植種の点よ１）２０ ｗｔ １
以内が望ましいとの結果が得られたのである。
量は２０ｗｔ％以下が望ましい。すなわち、先に本発明
者らはアルミナ質ポーラスプラグにジルコンを添加する
と、熱衝撃抵抗性は添加量と共に大となることを知った
が、ｌ Ｑ ｗｔ ％以上の添加量になると耐食性は低
下し、ジルコン添加の効果を有効に利用し切れない面が
あシ、本発明はこの懸案を解決したものである。アルミ
ナとジルコンとからなる球状粒子を１６００〜１９００
’Ｃで熱処理すると、 ３ ）Ｊ１２０８ ＋２ＺｒＳ ｉ０４−２ ＺｒＯ２
＋ ３ ＡＡ！ ２０ｇ ・２ Ｓ １０２なる反応で
主にバテライト、ムライトが生成し、その他にバテライ
ト・ムライ′ト共晶体も生成する。上記反応は化学量論
的には重量比で、アルミナ１に対しジルコン約１．２を
要することになるが工業的規模で行なった本発明の実施
例においては、ジルコン添加量が３０Ｗｔ１以上になる
と熱処理に際して１９００℃近くにおいて粒子相互の融
着現象が生じ、以後の工程、たとえば篩分けが困難とな
るなどの問題が生じ、さシとて低温（１６００〜１７５
０°Ｃ）で処理すると未反応ジルコンが存在したり、又
は遊離シリカの影響で球状粒子自体がポーラス化し耐食
性の低下が認められ、必然的にジルコン添加量は制限が
ある。さらに、ポーラスプラグでは酸素洗浄が行なわれ
、その際の温度は２０００℃前後に達するのでムライト
の分解溶融温度１８５０°Ｃを考慮した場合、ジルコン
添加量は一層制限され、植種の点よ１）２０ ｗｔ １
以内が望ましいとの結果が得られたのである。
次に実施の１例を具体的に挙げると、市販されている平
均粒子径２２μの微粉アルミナと同じく平均粒子径２μ
の微粉ジルコンとを重量比率で８＝２ニ混合した後、ポ
リアルキルアリルスルホン酸ソーダで転動造粒して球状
粒子を得た。この球状粒子をガス炉を用いて１７００℃
で６時間焼成し本発明のだめのアルミナ・ジルコン質球
状骨材を得た。
均粒子径２２μの微粉アルミナと同じく平均粒子径２μ
の微粉ジルコンとを重量比率で８＝２ニ混合した後、ポ
リアルキルアリルスルホン酸ソーダで転動造粒して球状
粒子を得た。この球状粒子をガス炉を用いて１７００℃
で６時間焼成し本発明のだめのアルミナ・ジルコン質球
状骨材を得た。
このようにして得られた骨材粒子および他の骨材微粉末
を第−表に示す割合に混合し、フェノール樹脂を配合し
て混練したのち、フリクションプレスで成形し、成形体
を１７３０℃で６時間焼成しポーラスプラグ耐火物を得
た。この耐火物の物性値、特性を第１表に併せて示した
。なお、比較例としてアルミナ質球状粒子を骨材とする
耐火物についても同様に行なって第１表に示した。
を第−表に示す割合に混合し、フェノール樹脂を配合し
て混練したのち、フリクションプレスで成形し、成形体
を１７３０℃で６時間焼成しポーラスプラグ耐火物を得
た。この耐火物の物性値、特性を第１表に併せて示した
。なお、比較例としてアルミナ質球状粒子を骨材とする
耐火物についても同様に行なって第１表に示した。
テスト方法は、本発明例、比較例共に次によった。
（イ）溶損比率は、溶鋼によるものは鉄１００ ％の溶
鋼を用い１６５０’Ｃで４５分間を４回の回転侵食法に
より、又酸素ガスによるものはシャープランスより酸素
ガスを流し２０００℃で５分間の洗浄によったもので、
いずれもＮｌｌ０の溶損量を１００として各検体の溶損
量の多回を１００分比で示しである。
鋼を用い１６５０’Ｃで４５分間を４回の回転侵食法に
より、又酸素ガスによるものはシャープランスより酸素
ガスを流し２０００℃で５分間の洗浄によったもので、
いずれもＮｌｌ０の溶損量を１００として各検体の溶損
量の多回を１００分比で示しである。
６：Ｉ）亀裂発生の有無は、耐火物よシ５０ ｘ ５０
ｘ ５０ｎの立方体供試体をつくりだして、これを１
５００℃の電気炉にて急加熱し、２０分保持した後取出
して空冷し、この操作を反復した回数と亀裂の発生状況
を、 ◎〜２回後亀裂なし ○〜１回後亀裂なし Δ〜１回後微亀裂発生 Ｘ〜１回後大亀裂発生 のどとく表した。
ｘ ５０ｎの立方体供試体をつくりだして、これを１
５００℃の電気炉にて急加熱し、２０分保持した後取出
して空冷し、この操作を反復した回数と亀裂の発生状況
を、 ◎〜２回後亀裂なし ○〜１回後亀裂なし Δ〜１回後微亀裂発生 Ｘ〜１回後大亀裂発生 のどとく表した。
第１表からアルミナ・ジルコン質球状粒子を用いること
によシ、また同時にアルミナ質球状粒子と組合わせ併用
することにより、耐食性及び熱衝撃抵抗性が著しく向上
することがわかる。アルミナ・ジルコン質球状粒子を１
００ｗｔ％又は９５ｗｔ％用いた翫１又はＮ１２のもの
は他のものに較べて特に酸素ガスに対する溶損比率が太
刀酸素洗浄に対する・抵抗力の弱いことを示している。
によシ、また同時にアルミナ質球状粒子と組合わせ併用
することにより、耐食性及び熱衝撃抵抗性が著しく向上
することがわかる。アルミナ・ジルコン質球状粒子を１
００ｗｔ％又は９５ｗｔ％用いた翫１又はＮ１２のもの
は他のものに較べて特に酸素ガスに対する溶損比率が太
刀酸素洗浄に対する・抵抗力の弱いことを示している。
これは他のものに較べて見掛気孔率、通気率等耐食性を
スポイルし易い要素の値が大きいこともあるが、酸素洗
浄時のとと（２０００°Ｃの高温に接触した場合にムラ
イトの分解溶融が生ずるためと思われる。
スポイルし易い要素の値が大きいこともあるが、酸素洗
浄時のとと（２０００°Ｃの高温に接触した場合にムラ
イトの分解溶融が生ずるためと思われる。
また、アルミナ・ジルコン質球状粒子にアルミナ質球状
粒子を組合わせて使用すると、熱衝撃抵抗性が増大する
のは次の理由によると考えられる。すなわち、このよう
に組合わせてなる成形体の強度はムライト又はバテライ
トの量、粒子径及びアルミナ質球状粒子との接触面積の
大小によシ骨材粒子中に強度分布が生ずる。そしてこの
状態でけ仮に亀裂が発生しても、それはよシ強度の低い
個所を選択しつつ曲折して伝播するため、伝播時間は均
一強度で直線的に伝わる場合に較べて必然的に遅くなり
、実質的に熱衝撃抵抗性ケ狗律となって表面化するもの
と考えられる。
粒子を組合わせて使用すると、熱衝撃抵抗性が増大する
のは次の理由によると考えられる。すなわち、このよう
に組合わせてなる成形体の強度はムライト又はバテライ
トの量、粒子径及びアルミナ質球状粒子との接触面積の
大小によシ骨材粒子中に強度分布が生ずる。そしてこの
状態でけ仮に亀裂が発生しても、それはよシ強度の低い
個所を選択しつつ曲折して伝播するため、伝播時間は均
一強度で直線的に伝わる場合に較べて必然的に遅くなり
、実質的に熱衝撃抵抗性ケ狗律となって表面化するもの
と考えられる。
本発明は、第１表に示すごとくアルミナ・ジルコン質球
状粒子又はそれにアルミナ質球状粒子を併用するもので
アシ、混晶の態様でジルコンを包括するものであるから
、従来例にみる遊離状態でのジルコン添加のごとく耐食
性を劣化させることなく、ジルコン共存の効果を充分に
発揮し、耐食、性の向上も図シ得たのである。なお、粒
子径２〜０、３１１ｆｉＷの間における粒度分布は大略
、２〜１．６８！ＩＩが１０チ １．６８〜１．ＯＭが３５％ １．０〜０．５９１０１が４０チ ０．５９〜Ｑ、３ ＭＭが１５％ であるが、この分級度合は適宜調整できることは勿論で
ある。
状粒子又はそれにアルミナ質球状粒子を併用するもので
アシ、混晶の態様でジルコンを包括するものであるから
、従来例にみる遊離状態でのジルコン添加のごとく耐食
性を劣化させることなく、ジルコン共存の効果を充分に
発揮し、耐食、性の向上も図シ得たのである。なお、粒
子径２〜０、３１１ｆｉＷの間における粒度分布は大略
、２〜１．６８！ＩＩが１０チ １．６８〜１．ＯＭが３５％ １．０〜０．５９１０１が４０チ ０．５９〜Ｑ、３ ＭＭが１５％ であるが、この分級度合は適宜調整できることは勿論で
ある。
また、ジルコン添加量力ｉ低い場合のアルミナ・ジルコ
ン質球状粒子を用いる場合には、本発明者らが先に開示
したごと４、ジルコンを２〜３％添加することによシ耐
火物の熱衝撃抵抗性の増大を図る手段の導入も容易であ
り、所期の物性を保全できる本発明の産業上の利用性は
著大である。
ン質球状粒子を用いる場合には、本発明者らが先に開示
したごと４、ジルコンを２〜３％添加することによシ耐
火物の熱衝撃抵抗性の増大を図る手段の導入も容易であ
り、所期の物性を保全できる本発明の産業上の利用性は
著大である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 アルミナ８０〜９５ ｗｔ ＊、ジルコン５〜２
Ｑｗｔチの組成からなる造粒球状粒子を１６００〜１９
００℃で熱処理して得られるアルミナ・ジルコン質球状
粒子を骨材として用いることを特徴とするポージスプラ
グ。 ２、特許請求の範囲第１項記載の骨材において、アルミ
ナ質球状粒子を付加併用する骨材としたことを％徴とす
るポーラスゲ２グ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8473983A JPS59211522A (ja) | 1983-05-13 | 1983-05-13 | ポーラスプラグの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8473983A JPS59211522A (ja) | 1983-05-13 | 1983-05-13 | ポーラスプラグの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59211522A true JPS59211522A (ja) | 1984-11-30 |
| JPH028005B2 JPH028005B2 (ja) | 1990-02-22 |
Family
ID=13839062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8473983A Granted JPS59211522A (ja) | 1983-05-13 | 1983-05-13 | ポーラスプラグの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59211522A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0576212A2 (en) * | 1992-06-18 | 1993-12-29 | Foseco International Limited | Purifying molten metal |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5597435A (en) * | 1979-01-18 | 1980-07-24 | Kurosaki Refract Co Ltd | Molded body for gas blowing in |
-
1983
- 1983-05-13 JP JP8473983A patent/JPS59211522A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5597435A (en) * | 1979-01-18 | 1980-07-24 | Kurosaki Refract Co Ltd | Molded body for gas blowing in |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0576212A2 (en) * | 1992-06-18 | 1993-12-29 | Foseco International Limited | Purifying molten metal |
| EP0576212A3 (en) * | 1992-06-18 | 1994-11-23 | Foseco Int | Purification of molten metal. |
| GB2267855B (en) * | 1992-06-18 | 1995-09-20 | Foseco Int | Purifying molten metal |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH028005B2 (ja) | 1990-02-22 |
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