JPS6330369A - 耐熱衝撃、耐食性セラミツクス - Google Patents
耐熱衝撃、耐食性セラミツクスInfo
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- JPS6330369A JPS6330369A JP61172133A JP17213386A JPS6330369A JP S6330369 A JPS6330369 A JP S6330369A JP 61172133 A JP61172133 A JP 61172133A JP 17213386 A JP17213386 A JP 17213386A JP S6330369 A JPS6330369 A JP S6330369A
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Landscapes
- Ceramic Products (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】
産業上の利用分野
本発明は、溶鋼浸漬型機械構造用の耐熱衝撃、耐食性セ
ラミックスに関するものである。
ラミックスに関するものである。
従来の技術
近年、連続鋳造技術の進歩により、その設備は複雑とな
り、そこで使用される耐熱衡撃、耐食性部材は年々機械
的強度とともに高耐食性が要求されてきている。現在、
溶鋼浸漬用部材として、ノズyに代表されるように、溶
融シリカ質、アルミナ−黒鉛質等の耐火物が用いられて
いる。また高強度セラミックスとして、ジルコニア、炭
化珪素、窒化珪素等がある。
り、そこで使用される耐熱衡撃、耐食性部材は年々機械
的強度とともに高耐食性が要求されてきている。現在、
溶鋼浸漬用部材として、ノズyに代表されるように、溶
融シリカ質、アルミナ−黒鉛質等の耐火物が用いられて
いる。また高強度セラミックスとして、ジルコニア、炭
化珪素、窒化珪素等がある。
発明が解決しようとする問題点
上記のごとく、溶鋼浸漬用部材として用いられている溶
融シリカ質、アルミナ−黒鉛質等の耐火物は、機械的強
度が低く、薄板連続鋳造、水平連続鋳造用部材等の機械
構造材料として適用することは難しい。またジルコニア
、炭化珪素、窒化珪素等の高強度セラミックスといわれ
る材料は、高弾性率のため、耐熱衝撃性が乏しく、また
耐食性が劣るためその適用は困難である。
融シリカ質、アルミナ−黒鉛質等の耐火物は、機械的強
度が低く、薄板連続鋳造、水平連続鋳造用部材等の機械
構造材料として適用することは難しい。またジルコニア
、炭化珪素、窒化珪素等の高強度セラミックスといわれ
る材料は、高弾性率のため、耐熱衝撃性が乏しく、また
耐食性が劣るためその適用は困難である。
本発明は、上記のごとき問題点を解決するもので、従来
の耐火物に比べて強度がすぐれ、しかも耐熱衝撃性と耐
食性のすぐれたセラミックスを提供することを目的とす
るものである。
の耐火物に比べて強度がすぐれ、しかも耐熱衝撃性と耐
食性のすぐれたセラミックスを提供することを目的とす
るものである。
問題点を解決するための手段
上記の問題点を解決するため本発明の耐熱衝撃、耐食性
セラミックスは、窒化珪素(Si、N4)の、粒度分布
が粒子径0.01mm以下:15〜75重量1.0.0
1〜0.05an : 5〜40重景4i、0.05〜
0.5mm : 20〜60重量%である、粉粒体55
〜95重量係と、ジルコニウムおよびクロムの炭化物お
よび窒化物の少なくとも1種の粉粒体5〜454重量鴫
と重量台、成形、焼成されて力るものである。
セラミックスは、窒化珪素(Si、N4)の、粒度分布
が粒子径0.01mm以下:15〜75重量1.0.0
1〜0.05an : 5〜40重景4i、0.05〜
0.5mm : 20〜60重量%である、粉粒体55
〜95重量係と、ジルコニウムおよびクロムの炭化物お
よび窒化物の少なくとも1種の粉粒体5〜454重量鴫
と重量台、成形、焼成されて力るものである。
本発明において用いる窒化珪素(以下Si、N4と略記
)は、α型、β型あるいはAt20.AINを固溶した
β′型のいずれでもよいが、S i3N4の低膨張特性
を発現させるためには純度804以上のものが望ましい
。S i5N aは粉粒体を用いるが、その粒度分布が
、粒子径0.0111111以下:15〜75創i1%
、0.01〜0.0511IoI:5〜40重量% 、
0.05〜0.5[11: 20〜60重量憾であるこ
とが必要である。Si3N4の粒度分布が前記の範囲か
らかけ離れると、強度が低下して機械溝造部材としての
適用が困難となるを、あるいは強度が高くなり過ぎて高
弾性率となシ耐熱゛衝撃性部材としての適用が困難とな
るなどの欠点が現われる。
)は、α型、β型あるいはAt20.AINを固溶した
β′型のいずれでもよいが、S i3N4の低膨張特性
を発現させるためには純度804以上のものが望ましい
。S i5N aは粉粒体を用いるが、その粒度分布が
、粒子径0.0111111以下:15〜75創i1%
、0.01〜0.0511IoI:5〜40重量% 、
0.05〜0.5[11: 20〜60重量憾であるこ
とが必要である。Si3N4の粒度分布が前記の範囲か
らかけ離れると、強度が低下して機械溝造部材としての
適用が困難となるを、あるいは強度が高くなり過ぎて高
弾性率となシ耐熱゛衝撃性部材としての適用が困難とな
るなどの欠点が現われる。
次に本発明で用いるジルコニウム、クロムの炭れ、これ
らのうちから少なくとも1種を、前記Si3N4の粉粒
体と混合する。混合割合は5〜45重量憾でN Si3
N4を55〜95重[4とすることが必要である。Zr
、Crの炭化物、窒化物が5重量幅よシ低い場合S
s 5N aの溶鋼に対する耐食性の低さを補うことが
困難であυ、また455重量を超えるとSi3N4特有
の低膨張性を発現させることが難しく、構造体としての
機械的強度が低下する。前記Zr。
らのうちから少なくとも1種を、前記Si3N4の粉粒
体と混合する。混合割合は5〜45重量憾でN Si3
N4を55〜95重[4とすることが必要である。Zr
、Crの炭化物、窒化物が5重量幅よシ低い場合S
s 5N aの溶鋼に対する耐食性の低さを補うことが
困難であυ、また455重量を超えるとSi3N4特有
の低膨張性を発現させることが難しく、構造体としての
機械的強度が低下する。前記Zr。
Crの炭化物、窒化物の純度は80幅以上が望ましく、
粒子径は耐食性の効果を均一に発現させるために0.0
IIIIl!1以下が好ましい。
粒子径は耐食性の効果を均一に発現させるために0.0
IIIIl!1以下が好ましい。
本発明の耐熱衝撃、耐食性セラミックスは次のような方
法で製造される。すなわち、上記範囲の粒度分布の5i
5N4とZr 、Crの炭化物、窒化物の少なくとも1
種とを所定割合に混和し、さらにS 5sNaの焼結助
剤として知られている、たとえばY2O3゜At205
eZro2.MgO’A/20. 、CeO2等を添
加混合し、プレス成形あるいは加水して鋳込成形、振動
成形等の方法で成形し、乾燥後窒素ガス雰囲気、1〜1
0気圧下で1650〜1850℃の温度で加圧焼結する
。また、上記Si3N4の粉粒体のうちのQ、Q1m以
下の粒子径のものに代えて金属シリコン(Si)を用い
て、上記と同様に混合成形し、窒素ガス雰囲気で焼結と
同時に金属シリコン(Si)と窒素とを反応させてS
t 5N aとすることKより製造することもできる。
法で製造される。すなわち、上記範囲の粒度分布の5i
5N4とZr 、Crの炭化物、窒化物の少なくとも1
種とを所定割合に混和し、さらにS 5sNaの焼結助
剤として知られている、たとえばY2O3゜At205
eZro2.MgO’A/20. 、CeO2等を添
加混合し、プレス成形あるいは加水して鋳込成形、振動
成形等の方法で成形し、乾燥後窒素ガス雰囲気、1〜1
0気圧下で1650〜1850℃の温度で加圧焼結する
。また、上記Si3N4の粉粒体のうちのQ、Q1m以
下の粒子径のものに代えて金属シリコン(Si)を用い
て、上記と同様に混合成形し、窒素ガス雰囲気で焼結と
同時に金属シリコン(Si)と窒素とを反応させてS
t 5N aとすることKより製造することもできる。
作 用
上記構成により、本発明の耐熱衝撃、耐食性セラミック
スは、S s 5N 4が所定の粒度分布を有している
ので強度が高く、かつ耐熱衝撃性がすぐれ、しかもZr
+Crの炭化物、窒化物の少なくとも1種が所定割合に
混合されているので、5lBN4の低膨張性および強度
が損われることなく溶鋼に対する耐食性が非常にすぐれ
ている。
スは、S s 5N 4が所定の粒度分布を有している
ので強度が高く、かつ耐熱衝撃性がすぐれ、しかもZr
+Crの炭化物、窒化物の少なくとも1種が所定割合に
混合されているので、5lBN4の低膨張性および強度
が損われることなく溶鋼に対する耐食性が非常にすぐれ
ている。
実施例
S r 5N 4の粒度分布、Zr 、Crの炭化物、
窒化物の混合割合、焼結助剤を、第1表に示す実施例1
〜15のごとく設定して、ラバプレス2000Kf/−
の圧力で40 X 40 X Zoo wr柱状の試料
を成形し、実施例10を除く各実施例において、175
0℃でN2ガス5気圧雰囲気下で1時間焼成した。実施
例10は、S t 5N aの粒子径0.011111
1以下のものに代えて金属シリコンの粒子径0.01f
f11以下のものを用いて混合成形し、1400℃でN
2気流中24時間処理して反応焼結した。
窒化物の混合割合、焼結助剤を、第1表に示す実施例1
〜15のごとく設定して、ラバプレス2000Kf/−
の圧力で40 X 40 X Zoo wr柱状の試料
を成形し、実施例10を除く各実施例において、175
0℃でN2ガス5気圧雰囲気下で1時間焼成した。実施
例10は、S t 5N aの粒子径0.011111
1以下のものに代えて金属シリコンの粒子径0.01f
f11以下のものを用いて混合成形し、1400℃でN
2気流中24時間処理して反応焼結した。
比較のため、上記実施例に比べ、各成分の配合を変えた
もの(比較例1〜4)および従来のSi3N4単独のセ
ラミックス(比較例5)を、実施例と全く同様に成形し
、焼成した。ただし比較例4は実施例10の場合と全く
同様の条件でN2気流中で反応焼結した。また従来のア
ルミナ−黒鉛耐火物(比較例)を1100℃で還元焼成
した。
もの(比較例1〜4)および従来のSi3N4単独のセ
ラミックス(比較例5)を、実施例と全く同様に成形し
、焼成した。ただし比較例4は実施例10の場合と全く
同様の条件でN2気流中で反応焼結した。また従来のア
ルミナ−黒鉛耐火物(比較例)を1100℃で還元焼成
した。
各実施例および比較例で得られた試料について、嵩密度
、曲げ強度、弾性率、膨張率、耐熱衝撃性、耐食性を測
定した。その結果を第1表に掲げる。
、曲げ強度、弾性率、膨張率、耐熱衝撃性、耐食性を測
定した。その結果を第1表に掲げる。
なお、上記項目のうち耐熱衝撃性および耐食性は下記の
方法により測定した。
方法により測定した。
耐熱衝撃性・・・10 X 10 X 50m+nの試
験片全、1500℃の電気炉内に入れ、15分間保定後
、水冷スポール処理し、亀裂発生の有無を調べる。
験片全、1500℃の電気炉内に入れ、15分間保定後
、水冷スポール処理し、亀裂発生の有無を調べる。
耐食性・・・10X10X50ffil11の試験片を
、1600℃の溶鋼に60分間浸漬した後、浸漬部の残
存体積割合を求める。
、1600℃の溶鋼に60分間浸漬した後、浸漬部の残
存体積割合を求める。
第1表に記載の結果から明らかなごとく、各実施例で得
られたセラミックス試料は、各比較例のものにくらべて
、強度、弾性率が高く、しかも耐熱衝撃性および溶鋼に
対する耐食性がすぐれていた。
られたセラミックス試料は、各比較例のものにくらべて
、強度、弾性率が高く、しかも耐熱衝撃性および溶鋼に
対する耐食性がすぐれていた。
発明の効果
以上のごとく、本発明の耐熱衝撃、耐食性セラ形、焼成
されているので、強度が高く、しかも耐熱衝撃性および
溶鋼に対する耐食性が非常にすぐれており、製鋼用耐食
性構造部材として最適であり、溶鋼攪拌部材、鋳造ノス
゛ル、プレークリング等の各種用途に広く用いることが
できる。
されているので、強度が高く、しかも耐熱衝撃性および
溶鋼に対する耐食性が非常にすぐれており、製鋼用耐食
性構造部材として最適であり、溶鋼攪拌部材、鋳造ノス
゛ル、プレークリング等の各種用途に広く用いることが
できる。
イ(才人 森 本 弐 gへ
Claims (1)
- 1、窒化珪素(Si_3N_4)の、粒度分布が粒子径
0.01mm以下:15〜75重量%、0.01〜0.
05mm:5〜40重量%、0.05〜0.5m:20
〜60重量%である、粉粒体55〜95重量%と、ジル
コニウム、およびクロムの炭化物および窒化物の少なく
とも1種の粉粒体5〜45重量%とが混合成形、焼成さ
れてなる耐熱衝撃、耐食性セラミックス。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61172133A JPS6330369A (ja) | 1986-07-21 | 1986-07-21 | 耐熱衝撃、耐食性セラミツクス |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61172133A JPS6330369A (ja) | 1986-07-21 | 1986-07-21 | 耐熱衝撃、耐食性セラミツクス |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6330369A true JPS6330369A (ja) | 1988-02-09 |
Family
ID=15936177
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61172133A Pending JPS6330369A (ja) | 1986-07-21 | 1986-07-21 | 耐熱衝撃、耐食性セラミツクス |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6330369A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04259330A (ja) * | 1991-02-13 | 1992-09-14 | Nkk Corp | 連続焼鈍炉の炉内ロール |
JPH04259332A (ja) * | 1991-02-13 | 1992-09-14 | Nkk Corp | 連続焼鈍炉の炉内ロール |
JPH04259331A (ja) * | 1991-02-13 | 1992-09-14 | Nkk Corp | 連続焼鈍炉の炉内ロール |
JPH04259333A (ja) * | 1991-02-13 | 1992-09-14 | Nkk Corp | 連続焼鈍炉の炉内ロール |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5895644A (ja) * | 1981-11-28 | 1983-06-07 | 京セラ株式会社 | 高強度複合焼結体 |
JPS60186470A (ja) * | 1984-03-02 | 1985-09-21 | 日本セメント株式会社 | 窒化ケイ素焼結体の製造方法 |
JPS6153167A (ja) * | 1984-08-22 | 1986-03-17 | 株式会社日立製作所 | 高靭性窒化珪素焼結体およびその製造方法 |
JPS61261268A (ja) * | 1985-05-15 | 1986-11-19 | 株式会社日立製作所 | 耐熱性を有する高じん性セラミツクス焼結体 |
-
1986
- 1986-07-21 JP JP61172133A patent/JPS6330369A/ja active Pending
Patent Citations (4)
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