JPS5954671A - スライデイングノズル用プレ−ト耐火物の製造法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、取鍋、タンディツシユ等の溶融金属の容器Ｖ
Ｃ装着されるスライブイシジノズル（以下ＳＮとす不）
装装置用の耐火物、即ちＳＮ用プレート耐火物に関する
。

ＳＮ用プレート耐火物はＪＳＮ装置に於いて溶融金属の
流量を制御する重要な部材であり、相当な圧力で圧麿使
用され、しかも溶融金属だよる急厳な□熱衝撃と１４に
粍により物伸的侵食を受けることに加えて、主に溶融金
属によ名代学的侵食をも受ける。ＳＮ用プレート耐火物
は、上記の如き非常に苛酷外条件で使用されるだめ、特
に耐熱橋塔性、耐食性及び機械的強度に優れていること
が要求される。

ＳＮ用プレート耐火物の１１質とし、では、従来からＰ
　！ｌ、ミナ゛政をペースとしたレラ三ツク結αを有す
“る（・ｔ　”ｔイが多く用いられて来たが、しラミッ
ク結合を有する材゛ｄｔよ１１１熱衛撃性（（劣るため
１６１１用性が充分でなく　、＃１近では比較的耐用性
の良い原木結合をイ１゛するＰル二す−カーボン系（オ
′αが主流である３゜ ｊ；従層結合を有する耐火物は、熱伝導性が良・ハの−
Ｃ１ｉ１１熱衝°哄性に１優れ、又機織的強度及び化学
的抵抗性にも優れるという特注を１１．でいるが、高温
での酸化雰囲気や（容礪金属中の酸（六により）倣弱化
する（：５丁酸化性に劣る）という欠点がある１、即ち
、該！廿人拗の貼合強度は、炭ぺ結合によりケーえられ
Ｃいるため、丁古今１−稀壜の＋俊化による１１見１．
′ｉ之が、１ｑきることにより、！１ｉｔｊ大物組熾の
脆弱１ヒが生じ、溶融金属による摩耗損傷が進んでいく
ことになる。６本尾明昔は、原末結合をａするア１しミ
ナーフＪ−ボン糸（」質のＳＮ用−プレート耐火物にお
ける上記欠点を東服し、耐用性を向上させるべく神々研
究し、た結果、特定粒度のマグネシア１工１（料を特定
ｉ４添加しアル三す質１１λ料との間にスじネル化が起
きない温度で非酸化〕ｆ囲気ｒパに焼成すること及び更
にそれに炭素含存物質を３゛浸［７、必要に応じて非酸
化雰囲気Ｆに焼成することにより、その［」的が達成で
きることを１．４．い出し本発明を完成するに至りん。

即ち本発明は、アルミナ質原Ｅ十又はこれが主成分であ
る耐火材料８０−９９屯八動部と炭素材料１−２０爪綾
部との合計１００虫喰部に対して１、粒度２゜５　、ｕ
以下のマジネシＰ原料０．５−　］−０重績部及び有機
バインダー−２−２０重献部を７１１棟、成形後、非酸
化雰囲気ドに９００−１３５０’ｃで焼成することを特
徴とするＳＮ用′）１ノート耐火物の製造法、及びアル
ミＪ−質原木１又はこれが主成分である耐火材料８０−
９９東欧部と炭素柑料］−２０爪成部との合計１１００
−１ｔ部に対して、粒度２．５ＮＩＩＬＪ、ｌ−’のマ
ジネシア原料０．５−１０嘱成部及び有（曵バ１’　、
７４−２−２０混成部を混線、成を後、非酸ｒヒ゛ｆ１
すＭＥＦＫ９００−１３５０”Ｃで焼成し、更に炭久■
白゛物７ｆ全含浸１〜、必決に応じて非酸化雰囲気ドに
３００−１０００□゛Ｃで・焼成することを特徴とする
ＳＮ）＃Ｊプレート１耐火物の製造法に係る。

本Ｉｆｆ、、明における１、１火）オ料としては、戸ル
ミナ、Δライト、シリマナイト族鉱物、枯Ｊ−，鉱物（
ジョーシＰハオリン、本山粘土等）疹から選ばれる１１
１１（又Ｖよ２凍以北のア）し三す質原料のみを月」い
ＣもＩ遠イし、必要’ＪＣ＋、１；じ−ＣジＩＩ／　：
、］　ン、ジＴｏ　］　二、Ｐ　、炭ｆｌｌ　ｔ、−１
；牲、１〈１ヒＣ朋素、屓比吐素、塙化硼層、−（化ア
ル兄ニウム、１老、Ｐ’ｅ　、　Ｎｉ　、　Ｃｏ　　：
Ｉ）の金１萬又は全１．．．ｉ化合物等から選ばれる１
種又は２種以上を併ＩＩＩ　ｔ、−Ｃも良い。ＤＩ゛用
する場合にはアル二ｊ゛’ｉｔ原斜を５０　＋ｉ（ｒ＋
’ｃ　（％稈度以Ｌｊキ存することが、後述する１１１
１大物使用時のスじネル化のために好−ましい。上記耐
火材料の粒度は１．ｔに限定されないが、平均粒径５Ｎ
肩以下のものを材料の違いに応じて種々前会して使用す
るのが好ましい。

本発明において用いられる炭素材料としては、例えば天
然黒鉛、人造黒鉛、コークス、無煙炭、カーボンブラッ
ク等が好適であるが、高温非酸化雰囲気下で炭化する含
炭素化合物、例えばタール、ピッチ、フェノール樹脂等
も使用できる。本発明においては、上記の少なくとも１
種を用いる。

上記耐火材料と炭素材料の使用割合は、耐火材料：炭素
材料が重縫比で８０　：２０−９９　：１の範囲である
。１酎人材料の使用割合が８０　ｍ　、ｉ４ｔ：部より
少ないと耐食性が低ドし、又９９屯績部を越えると耐熱
＠堪性が劣化する９、また、炭素材料の使用割合が１直
通部より少ないと耐熱両撃性泣び耐食性が劣化し、又２
０重項部を越えると機械的強度及び耐酸化性が低［して
使用１７得ない。

また、本発明において、後述する耐火物使用時のスじネ
１し化等による耐用性の向上のだめに添加され□るマグ
ネ□シア原料としそは、例「えば゛電融マグネシア、焼
結マタネシア、天然マジネシ□Ｐ″等をいｒれも１更用
でき、これらの□少なくとも１１種を用いる。マジネシ
ア原料の粒度は２．５朋以ト・であることが必要である
６゜ 本′発明所期の効果を得□るためには□、マジネシア原
料とアルミナ質原料との反応によ□るスじネル化□が焼
成時に起こるのではなく、耐火物“使用時″に起こるこ
とが必要である。マジネシＰ原□料の□粒度は混線時の
□分数性及び使用時めスじ粘ル化のためには細かい程良
い。マジネシ？原料が微粉例えば粒度４□４７１ｍ程度
以ドのものを多く身む場合には、焼成時のスじネル化を
防止するため、ｉ＆″記焼成温度範囲内で、焼成温度（
ｉｌ−低□くすれば良い１．混練時に均□−分散するた
め及び□焼成温度範□囲内でスじネル化が殆んど起こら
ないための好−ま：しい粒・１は１０００−１μＩｎ程
度特に□好ましい粒度は５００−１’０’　Ｉｔｍ　Ｐ
Ａ度である。尚、粒度力２．５　’Ｙｌ　ヨりも大□き
ズなると耐・火・物組織・内への均一分散が困難になり
耐用□性の向上□が得られない。

□マジ□ネシア原料の使用量は、ｐｊｌ火材料と炭素材
料との合計１００重量部に対して０．５・−１０重１・
量部杵ましくは１・−７重量部特に好ましくは２・−５
重量部である。０．５重量部・未満では耐用性、が向上
しない。ま妃、」０重量部を越えると溶融金属の付着が
生じ、ま・た耐スポーリング性が低ドする。

また、本発明、においで・用いられる有機バインダーと
じては、例えばタール、ピッチ、フェノール樹脂、フラ
ン□樹脂、エポ＋シ樹脂、シリコン樹脂等の合成樹脂等
を挙げることが出来、これらの少なくとも１種を用いる
。その使用量は耐火材料と炭素材料との合計１００重量
部に対して２−２０重量部好ましくは３−１０咀緘部で
あ・る。２直置部より少ないと成形が困難となり焼成後
の機械的強度も低い、□又２０重砥部を越えると・耐火
物組織が脆弱化する。

本発明においては、以上の耐火材料、炭素材料、マジネ
シア原料及び有機バインダーをそれぞれ所□定量配合し
、常法に従って常温若しくは加蔦下に混練する。

上記で１停た混練物を耐火物の通常の成形方法により所
定の形状に成形し、続いてこの成形体を□非酸化雰囲気
Ｆにおいて焼成する。非１俊化雰囲気としては、炭素中
に彼焼成物を埋め込んでの樅元雰囲気中、アル、ｊシ等
の不活性ガス気流中、４素ｊＪス気流中等が挙げられ、
いずれの方法も採用し得るが炭素中での樅元雰囲気焼成
によるのが簡便である、。

非酸化雰囲気での焼成温度は９００−１３５０“Ｃの範
囲である。９００°Ｃより低いと炭素結合強度が低ドし
、又１３５０°Ｃを越えるとスじネル化するので好まし
くない。尚、マクネシア原料として粒度４４μ７ｎ以下
程度の微粉を使用した場合には、焼成時のスじネル化を
防止するため９０〇−１２５０℃程度の焼成温度が好ま
しい。□・焼成時のスじネル化は、殆んどないことが好
ましいが、極く一部がスじネル化する程度（本発明の効
果を妨げない程度→ならば差・しつかえない。　　。

斯くして得られる本発明方法のＳＮ用プレート耐火物は
、特に□耐摩耗性及び耐酸化性に優れていることにより
耐食性が顕著に向上しているもめで：即ち、上記で得ら
忙だＳＩＶ用プリプレート１肘大物素含有物質を含浸す
る６、この際に用いられる炭素含有物質・とじては、タ
ール、ピッチ、フェノ・１ル樹脂等を□挙げることが出
来る。次いで必要に応じて非酸イピ雰囲気Ｆに３００１
−１０００°Ｃ好ましくは４・００’−６００°Ｃの温
度範囲で焼成する。′３００°Ｃよりも低いと炭素結合
強度の向上が見られず、１０・００°Ｃを越えると耐酸
化性がそれ以上向上しない。

不発明により製造されるＳ　Ｎ　−ｊ　Ｌ、−ト用＋ｌ
ｌｉ＋火物ンｊ５、）〈イ＜　、ｆｉ’ｊ今をｆｆする
アルミナ−カーフ６シ糸材質の１１Ｊ１大物が１し来イ
１している特性即ち？絖れた耐熱衝撃１・′１及び機械
的強度を何・η・損なうことなくそのまま１′値侍して
おり、仁の−にに１１１・ｊｌ禽１生が著しく１憂れそ
れによつ−Ｃ１１１１１用性が顕著に向上している。

木′ｆ＾明に９Ｌす、かかる顕青を効果が得られるのば
Ｉｕ　Ｆの理由によるものと推定される。

叩（っ、本発明により製造されるＳＮづレ−１−１１１
１廿Ｉｋ、物は、使用時に者助面、々びｔの）斤傍待に
ノズ１し孔近トカが、溶、凍欣属と接したときに１５０
０−１７００　’Ｃ僅変ノ高□ａ　Ｋ　’ｘ、　リ、Ｐ
　、ｌし＝　ｔ　：ｔｉ原ｔ１トンジ名シＰ原料とがス
ヒネル比してｊ利火物組熾の緻密化が＋１ｌｔ３きるこ
と及びマグネシアのＳｉ　ｙＬ作用により炭滲結今が強
ｌヒされることＶＣより、：１ｉｔ　ｔ＃　４’＠訃及
び耐酸化性が済しく改冴され、結果として耐食性が顕稈
に向−１ニするものと考えられる。

１、、記スにネル（）−及び炭層結合の強化１．ま、耐
火物使用時に、摺動面及びその近傍のみで起こることが
必要である。従って、原料としてマジネシＰ・アル三ノ
′系スヒネル原料を用いたものや焼成時にスじネル化さ
せたものでは上記の如き顕著ケ効果は得られない。即ち
、後記比較例により明らかなように、マグネシア・Ｐル
ミ」糸スじネル原料を用いた場合は、摺動面およびノズ
ル化周みに溶１牲金属が付ｊｉ　Ｌやすく、摺動回数の
増加につれ′Ｃ而面れが激しくなる１、また、’ｌ’、
’ｉ　ｌ＋込時にスじネルｆｔ二する場合ケよ、叶火物
組織全１本が１′、数１瞥イヒして１ａｊ食１生が改善
されるが、その−〃で・１・ま２Ｘも１１ｉ、、傾注が
悪くなり耐熱術撃性が低１：するために使用時には亀裂
の発生及び進イ〒のため耐用性が不充分になるのである
。

本発明により得られるＳＮ用づレー１−耐火物に更に炭
素ン（有物’ＩＪ、　’ｃα浸し、非酸化雰囲気ｌ；に
［１度焼成する工程は、Ｉ耐火物の炭詔結合強度を向］
−さぜるものであり、また使用時のマタネシＪ）ｔｌｉ
ｔ料による該強度の強化を財に向１−さぜることにより
＋Ｉｕｆ用１生全１生向−Ｌ二させるものである。

尚、本発明の方法はアルミナ−カーボン系材質の［Ｊン
グノズル、／２漬ノズル七ａの炭素をｆ存し且一つ炭ｇ
結合によって強度を付す−させる耐火物全般に１．ン用
することが出東る。

以下、夾砲例を挙げて本発明を四に具体的に説明する。

実施例 ＰルＥ−ｊ″（粒度１精以Ｆ）５４爪喰部、ｔ、ライト
（粒度、’３−　トＬＭ　）　、’３５市電部１．ｆｉ
ｌζ煙炭扮末９ＩＲ喰部、陣素扮末（粒度７４１１ｍ以
ド）　２　＋Ｉｊ：　＋ｊｔ部の合計ｉ　ｏ　ｏ市峡部
に勾して、下記第１表に、１己戦のマグネジＰ原料を添
加し、有機バインダーとして一ノエノー１１／樹脂を６
重量部添加して常温で混練し）プレート形状及び各神試
験用形状に成形したのち、コークス中に埋め込んで１２
００℃でＶ＜元焼成を行いｓ　＃　ＩＩＪ−ｔレート耐
火物（比較病１及び本発明品１−７）を得た。

これらの耐火物を試料とし“Ｃ各種試験を行った結果を
Ｆ　ｉｌ’ｉ３第１表に併記する。次に比較病１及び本
発明品１−７　（７）　Ｓ　／ｖ、ＩＩＪ　”）　Ｉｙ
　　ｈ　、＋ＩｆＪ’人物ｅ　２５０トシ溶鋼鍋に装着
（，７１ηＳＮ裟ｉ＋’ｔにｔツ１〜して使用した場合
の１け用回数と摺動面、ノズＩｂ孔近傍の状況をＦ紀第
１表に併記する。

／ ／／ ／ ／ ※耐食性テスト 高周波誘導炉で１６５０　”Ｃの高マン１３ン溶肩中に
試験片（縦２３０絹、（黄２５絹、厚さ２５開）を浸漬
し、５０ｒ戸ｍで回転しながら３０分間保持した。試験
前後の試験片の厚さを測定し、試験前の１享さと試験後
の厚さとの差（ＮＨ）を浸食１．Ｗと□じた７、比較量
の浸食（＆を１．００としだ鴎倉＆４１９数（浸食比）
で表わしＣいる、。

実施例 １　　　　　　　　１　１ 、実施例１と同じ原料の合計［，００へ喰伊に対して、
Ｆ記第２表に記俄のマジネシア原料を□添加し、有機バ
インターとしてフェノール樹脂を６ＬＫ＠部添加して常
ｊａで混練して、）Ｉノート形状及び□各種１拭験用形
状に成形した後・１２００　”Ｃ′で、峡冗雰ｉ／ｌ’
ｌ気下に焼成した。その後更にタールを含浸し、４００
゛Ｃ粱元雰囲気「において焼成してＳＮ用プレート耐火
物（比較量２及び本発明品８−９つを得だ。

と２５０トン溶ｓ４鍋に装ＪａシたＳＮＮ積置ｔ・レト
して使用した１合の耐用回数と慴動面、）支ル孔近祷の
状況をｒ記名２表に９に記テる。

第２表 ′ノく１ノ崩イ列　　　３ Ｐ　　Ｉｔｊ　。−ｊ’　　（＋）ン　、＋＋刃　！　
・呵Ｉｌｌ又　Ｆ）４５　　ＩＲｉＮ部　、　　ム　ラ
　イ１−　（Ｒ，ｉ□χ３−１朋）３５ｊ）ｊｊ・１部
、本山Ｑｉに（句度４４ｐｍＰ１１：）４小欲部、炭化
１七（ｒＱ　Ｉｆ　７４ｔｔ　ｎＺ　ＣＩ　Ｉ’　）　
５　Ｉｔｊ　＋＋を部、力！（煙炭粉末９　、、’ｌｊ
　１部、珪素粉末（Ｒ度７４７１ｍＬＪ、Ｆ　）　２４
ｉ　欲Ｆｆｉ＜Ｏ合計１００ｉｆｉ歌部に吋１７Ｃ１−
′記第３表（・こ記載のマジネシＰ原イＦ全添加し、４
１機バイｙ’Ｊ　−とじてフェノ−形樹脂を６市ｊｉ（
部添加し２Ｃ常１晶で混練し実６ｆｌｉ例１と同様にし
、　−ｃ　ＳＡ’　Ｉｔｊづレート耐火物（本発明品１
（）−１１−）を得だ４、実１イ１例１と同様に各純試
り倹及び使用時の：１ｉｉｔ用回故序を調べた結果を１
−′記第３表に示ｔ−１ 第３表 比較例　１ 夷（・缶例１０本発明品３と同−ｄ前会割合の成分子：
　＋］、Ｌ　１４４、ｒｒｌｉ　Ｊ’ｚ　Ｌ、　７’Ｃ
ｒ＆、ｌ　４０　ｔ）　’Ｃで還ノイ県成して７ＳＮ用
−プレートｊ、廿人物（比較品、３）を得た。

こＪ′Ｌを試口として夷・”崩例１とμｍ４様に、各俺
試験及び使用時の耐用１ｌＩＪ故等を調べた結果を下記
第４表に示ノ″１゜ 比・咬例　２ ンクネシＩ２・Ｐルミナ盾スじネ１し１．ＩＸ料の焼結
晶（１ヒ学成分ＭｇＯ：　２５，４市ｊｌｌ−形、Ａ（
１２０３：　７３．４１１′ｃ爪８）の粒度２．５−１
　＋岬［／）ものを、３０爪ｆｉｔ部、位１＜ｔ　ｌ　
、＋＋ｉ　Ｉｕ　Ｆ　ノモｔＤ　ｋ　４０　＠　＠部、
粒１ｊＥ７４７１ｍＩｕＦのも（７，）を］、　９　ｆ
’ｆ（峡部、無煙炭母木を９屯喰部及び１代粉末（粒度
７４ｔｔｍ以［ゞ）を２市ｆＡ部配合し、それに有機バ
インクーとしＣフェノ−Ｉｔｊ　愼））旨を６　Ｉｔｊ
　＋＊に部冷加して（１１、練、成形しだ後１２００”
Ｃ−ｒ・４で／ｌ；　Ｑ：占成しく一、ＳＮ用−ｊ１ノ
ート１１「１火物（比Ｉ代品４）を得／ζ、１ これを試１．１としてβ晦例１と同様に各４東試験及び
使用時の耐用回数等を調べたＧ’ｉ果をＦ記第４表に示
す。

第　４　表 君１表、・８２表及び第３表により、本発明品は比紋品
に比べて、いずれも耐良性が１夏れ−でおり、耐用回数
が向上していることが明らかである。また第４表により
、焼成時にスヒネル化載るものでは、本発明品に比べて
、・耐用回数が少ないと占及びマジネシア・Ｐｌし三す
系スヒネル原料を用いたものは、本発明品に比べて耐食
性に劣り、耐用回数も少ないことが明らかである、。

（以　　」二） ４２１−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■　ｐ＝１／巨す質原料又はこれが主成分である耐火材
   料８ｔＪ’　−９９重量部と炭素材料１・−２６重量部
   との合計１ｏＯ重量部に対して、粒度２，５ｔｓｍ以下
   のマジネシア原料０．５−□１０重峡部及万有機バイン
   ダー２　Ｌ−２６”、＊一部を混練Ｊ成形後、非酸化雰
   囲気丁に９０〇二１３５０°Ｃ′で焼成することを特徴
   左する支うイ宇インクノズル用プレート１０人物の製造
   法。− ■　アル！す質原料又はこれが呈成□分セある耐火拐科
   ｓｊ＋−９９重量部と炭素材料１ユ２０重量部との合ｔ
   ｔｔｏｏ＠ｍ部に対してＪ粒度２．！５　ｒｍ以丁のマ
   ジネシＰ原料０．５−１０爪量部及び有機バインダー２
   −２０重喰部を混線、□・成形後、非酸化雰囲気［に９
   ００−１３５０’６で焼成し、更に炭素含存物質を含浸
   し、必安に１δじて非酸□化雰囲気下に３００・−１０
   ００”ｃで焼！戊するこ□とを特徴とするスレイデイン
   ジノズル用プ、レー□ト耐火物の製造法。　　　　　　
   ・　　・・・□