JPS6015587B2 - 溶融金属用耐火物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は侵漬ノズル、タンディシュノズルなどの鋼鋳造
用ノズル、侵糟ノズルのアウターリング、ノズル装置の
ストッパーロッド或いは金属溶融槽の内張材等に好適な
溶融金属用耐火物に関するものである。

一般に、溶融金属用耐火物、たとえば侵糟ノズルはタン
ディッシュ等の容器から溶融金属を酸化させることなく
鋳造鋳型内に鋳込む場合に用いられているが、その侵債
ノズルの下部は鋳込み時、常に鋳型内の溶融金属中に侵
潰しているとともに、その溶融金属上面に浮遊する酸化
防止のためのスラクパウダー（王に弗化カルシウム、酸
化珪素、酸化アルミニウムおよびアルカリ物質等からな
る）と接触している。

このため、その接触部が主にスラグパゥダーにより激し
く侵蝕されて局部的な損傷を生じ、これによってノズル
の耐用度を箸きく低下せしめるものであった。このよう
なことから、従来侵債ノズルとして、アルミナー黒鉛系
のものが使用されている。

この侵簿ノズルはァルミナを骨格とするため、その骨格
自体は溶融金属上面のスラグパウダーに対する耐蝕性が
優れているが、そのアルミナの粒界に介在した結合作用
を有する黒鉛が溶融金属に溶け込んだり、酸化腐蝕され
てアルミナの粒界が溶損され、その結果局部的な損傷は
まぬがれず、耐蝕性の点でかならずしも満足するもので
はなかった。本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
アルミナ、黒鉛に窒化棚素を併用することにより、溶融
金属、スラグバウダーに対する著しく優れた耐蝕性を有
しかつ耐スポーリング性の向上した溶融金属用耐火物を
得ようとするものである。以下、本発明を詳細に説明す
る。

本発明の溶融金属用耐火物はアルミナ１５〜７の重量％
、黒鉛５〜４５重量％および窒化欄素３〜４の重量％か
らなるものである。

しかして、本発明の溶融金属用耐火物をうるための方法
を、一例を示して以下に説明する。

まず、粒径３０〜４０仏のアルミナ粉と粒径８０〜３０
４の黒鉛粉と粒径１０〜１山の窒化棚素粉とを上述した
割合で配合して混合し、この混合原料粉にポリビニルア
ルコール、カルボキシメチルセルローズ、フェノールレ
ジン等の一次結合剤を添加し、所望形状に形成した後、
この成形体を８００〜８５０℃の温度下で焼成して造る
。ここでアルミナ粉、黒鉛粉及び窒化棚素粉の粒径を上
記範囲にすることにより、耐スポーリング性が更に向上
するが、各配合粉末の粒径はこれに限定されない。本発
明における耐火物中のアルミナの配合量を上述した範囲
に限定した理由は、アルミナの量を１５重量％未満にす
ると、耐蝕性が低下し、一方その重が７の重量％を越え
ると、耐スポーリング性が低下するからである。

また、本発明における耐火物中の黒鉛の配合量を上述し
た範囲に限定した理由は、黒鉛の量を５重量％未満にす
ると、得られた耐火物の結合強度が低下したり、耐蝕性
が低下したりし、一方その量が４５重量％を越えると、
耐酸化性が劣るばかりか、繊密な耐火物が得られないか
らである。さらに本発明における耐火物中の窒化棚素の
配合量を限定した理由はその窒化棚素の量を３重量％未
満にすると、アルミナ粒界の耐蝕性が低下し、一方その
配合量が４の重量％を越えると、それ以上の添加による
耐蝕性効果を期待できず、かえってコスト高となるばか
りか、繊密な耐火物が得られないからである。なお、本
発明においては必要に応じ、上記アルミナ、黒鉛および
窒化欄素からなる組成分にシリカ、金属シリコン、ジル
コニア、ジルコン、窒化アルミ、窒化珪素、炭化珪素か
ら選ばれる１種または２種以上もしくは他の粘土等の耐
火成分を少量添加することも可能である。

しかして、本発明によれば、優れた耐蝕性を有する反面
、耐スポーリング性の劣るアルミナと耐蝕性、結合作用
を有する反面耐酸化性の劣る黒鉛とに、それ自身結合作
用を持たないが優れた耐蝕性を有する窒化棚素を配合し
、かつ三成分の配合割合を上述した範囲に規定すること
により、溶融金属との接触時の高温酸化過程において、
アルミナ粒の粒界に介在した窒化側素表面が酸化側素に
変換されて、その粒界の黒鉛を保護する保護膜が形成さ
れると同時に、黒鉛との相乗作用によってアルミナ粒子
間の結合強度を著しく高められるため溶融金属、スラク
パウダーとの接触時にアルミナ粒界が侵蝕されるのを防
止でき、かつアルミナ自身の優れた耐蝕性により全体的
に著しく優れた耐蝕性を有し、しかも機械的強度の優れ
た溶融金属用耐火物を得ることができる。

また熱伝導性の良好な黒鉛、窒化棚素の存在により、著
し〈耐スポーリング性の優れた溶融金属用耐火物を得る
ことができる。とくに、本発明の耐火物を侵猿ノズル、
タンディシュノズルなぞの鋼鋳造用ノズルに使用した場
合、その耐火物中に溶融金属に対する“ぬれ性”の低い
黒鉛、窒化棚素を介在しているため、銭込時、溶融金属
中の非金属介在物がノズル孔内に付着するのを阻止して
ノズル閉塞を防止できる。次に、本発明の実施例を説明
する。

実施例 １ 下記組成割合の混合原料粉に界面活性剤０．８重量％、
リグニン０）５重量％を添加混合し、アィソスタティツ
クプレス（圧力１０００ｋ９／地）にて成形した後、こ
の成形体を８００〜８５０℃の温度下で１０時間焼成し
て連続鋳造用タンディシュノズルを得た。

（混合原料粉） 粒径３０〜４０仏のアルミナ粉 ４の重量％粒径８０〜
３０ムの天然黒鉛粉 ３の重量％粒径１０〜 １〃の窒
化棚素粉 ３の重量％これに対し、比較例として下記組
成割合の混合原料粉を使用した以外、上記実施例１と同
様な方法にて連続鋳造用タンディッシュノズルを得た。

（混合原料粉）粒径３０〜４０〃のアルミナ粉 ５５重
量％粒径８０〜３０仏の天然黒鉛粉 ４５重量％しかし
て、上記実施例１および比較例で得得たタンデイシュノ
ズルを、それぞれ容量２５山ｏｎのタンディシュに連結
し、該タンディッシュ内の溶融金属を全量鋳込むのを１
チャージとし、何チャージ目でノズルの外径が侵蝕され
て使用不可能となるかを調べた。

その結果、本発明の連続鋳造用タンデイッシュノズル（
実施例１）は６チャージ以上も外怪浸蝕を起こすことな
く使用できたのに対し、従来のそれ（比較例）は３チャ
ージと極めて短時間で外径が浸蝕されて使用不可能とな
った。実施例 ２粒径１５０〜５０仏の炭化珪素粉
５重量％粒蓬 ４０〜３０〃のアルミナ粉 ５５重量％
粒径 ８０〜３０〃の天然黒鉛 ３の重量％粒径 １
０〜 １ムの窒化棚素粉 １広重量％の組成割合の混合
原料粉に界面活性剤０．８重量％、液状熱硬化性樹脂３
重量％を添加混合し、圧力１０００ｋ９／地の条件下で
加圧成形してリング状の成形体とした後、これを８００
〜８５０ｑｏの温度下で５時間焼成して侵糟ノズル用ア
ウターリングを得た。

得られたアウターリングを、スラグパウダーが接触する
侵漬ノズル部に鞍装し、この状態で該／ズルより溶融金
属を連続的に鋳込んだところ、侵濃ノズルのノズル孔が
溶損され□径拡大して使用不可能となるまでの間、該ア
ウターリングは浸蝕、亀裂を生じることなく、スラグパ
ウダーと対応する侵糟ノズル部の浸蝕を防止できた。

実施例 ３ 下記組成割合の混合粉を予め３の／肌ぐに造粒した混合
原料粒にポリビニルアルコール２重量％を添加混合し、
圧力５００ｋ９／地の条件下で加圧成形して４角柱状の
成形体とした後、これを１０００〜１１００ｏｏの温度
下で８時間焼成して内張耐火物を得た。

（混合粉） 粒径 ３０〜４０〃のアルミナ粉 ４の重量％粒径 ８
０〜３０ムの天然黒鉛粉 ３の重量％粒径 １０〜 １
仏の窒化棚素粉 ２５重量％粒径１００〜１０ムの金属
珪素粉 ５重量％しかして、得られた内張耐火物を金
属溶融槽の側壁に内張りし、同時に従来のアルミナ−黒
鉛質の内張耐火物を並列して内張りし、各耐火物の侵蝕
度合を調べた。

その結果、本発明の内張耐火物は極めて少ししか侵蝕さ
れず、従釆の内張耐火物に比して３〜４倍以上の耐用寿
命が長いことがわかつた。以上詳述した如く、本発明に
よれば優れた耐触性、耐スポーリング性、機械的強度を
有する極めて耐用寿命の長い溶融金属用耐火物を得るこ
とができ、タンデイシュノズル、侵糟ノズルなどの銭断
用ノズル、侵溝ノズルのアウターリング、ノズル袋直の
ストッパーロッド或いは金属溶融槽の内張材として好適
に利用できる等顕著な効果を有する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 重量割合にて、アルミナ１５〜７０％、黒鉛５〜４
   ５％および窒化硼素３〜４０％からなる溶融金属用耐火
   物。