WO2022163293A1 - 耐火物の溶着防止構造 - Google Patents

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WO2022163293A1
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圭介 加知
Original Assignee
明智セラミックス株式会社
圭介 加知
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    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
    • C04B41/81—Coating or impregnation
    • C04B41/89—Coating or impregnation for obtaining at least two superposed coatings having different compositions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs

Definitions

  • the present invention relates to a refractory welding prevention structure that prevents parts made of graphite-containing refractories from welding to each other in a high-temperature environment such as continuous casting.
  • Graphite-containing refractories easily undergo an oxidation reaction and deteriorate when exposed to air in a high-temperature environment in which continuous casting is performed.
  • a graphite-containing refractory is conventionally coated with an antioxidant on its surface, as shown in FIG.
  • the antioxidant generally contains alumina (Al 2 O 3 ) and silicon dioxide (SiO 2 ) as main components, and potassium silicate (K 2 SiO 3 ) and sodium silicate (Na 2 silicate) as binders. SiO 3 ) is used.
  • the antioxidant prevents oxidation of the graphite-containing refractory by vitrifying the surface of the graphite-containing refractory by vitrifying in a high-temperature environment of 500° C. or higher during continuous casting.
  • the problem to be solved by the present invention is to coat a graphite-containing refractory coated with an antioxidant using a coating agent having a higher glass transition point than the antioxidant, and vitrify the antioxidant
  • the refractory welding prevention structure according to claim 1 comprises a graphite-containing refractory, an oxidation-resistant layer having an antioxidant with a glass transition point of 500° C. or higher disposed on the surface of the graphite-containing refractory; an anti-adhesion layer having a coating agent with a glass transition point of 1600° C. or higher disposed on the surface of the oxidation resistant layer; consists of When the graphite-containing refractory is installed in a high temperature environment of 500 ° C. or higher, It is characterized in that the vitrified oxidation-resistant layer is covered with the solid anti-adhesion layer.
  • Claim 2 is a refractory welding prevention structure according to claim 1, wherein the coating agent contains at least powdery zirconia particles and an inorganic binder in which the zirconia particles are mixed. It is characterized by
  • the refractory welding prevention structure according to claim 3, in the invention according to claim 2, is characterized in that the grain size of the zirconia particles is 100 ⁇ m or less.
  • the refractory welding prevention structure according to claim 4 is characterized in that, in the invention according to claim 2, the zirconia particles are contained in the coating agent at a rate of 50% to 80% by weight. do.
  • the refractory welding prevention structure according to claim 5 is characterized in that, in the invention according to claim 2, the inorganic binder is clay.
  • the structure for preventing welding of refractories according to claim 6 is characterized in that, in the invention according to claim 2, the inorganic binder is contained in the coating agent at a rate of 20% by weight to 50% by weight. do.
  • the refractory welding prevention structure according to claim 7 is characterized in that, in the invention according to claim 1, the graphite-containing refractory is for continuous casting.
  • the anti-adhesion structure for refractories has a laminated structure in which an oxidation-resistant layer containing an antioxidant is provided on the surface of a graphite-containing refractory, and an anti-adhesion layer is provided on the surface of the oxidation layer. .
  • the glass transition point of the oxidation-resistant layer is set to 500° C. or higher, and the glass transition point of the anti-adhesion layer is set to 1600° C. or higher.
  • the vitrified oxidation-resistant layer is covered with a solid anti-adhesion layer.
  • the vitrified antioxidant can be prevented from welding together with the vitrified antioxidant on the surface of another graphite-containing refractory.
  • the coating agent constituting the anti-adhesion layer contains at least powdery zirconia particles and an inorganic binder in which the zirconia particles are mixed.
  • the glass transition point of the coating agent can be raised, and vitrification of the anti-adhesion layer can be delayed more than the vitrification of the oxidation-resistant layer, that is, the antioxidant, in a high-temperature environment. can.
  • the zirconia particles can be uniformly mixed with water, and the coating agent can be uniformly spread when applied to the surface of the oxidation-resistant layer.
  • the particle size of the zirconia particles contained in the coating agent is 100 ⁇ m or less, the proportion of the zirconia particles is 50% to 80% by weight, and the proportion of the inorganic binder is 20% to 50% by weight. If the content of the zirconia particles is higher than these values (the content of the inorganic binder is lower), the adhesion of the coating agent becomes weak and there is a risk that the coating will peel off from the oxidation-resistant layer.
  • the content of zirconia particles is lower than these values (the content of inorganic binder is high)
  • the temperature of the glass transition point of the coating agent is lowered, and the surface of other graphite-containing refractories together with the oxidation-resistant layer
  • the graphite-containing refractory is for continuous casting.
  • FIG. 1 is an explanatory view showing the outline of the configuration of a refractory welding prevention structure according to a first embodiment; It is explanatory drawing which shows the outline of the experiment which verifies the effect of the welding prevention structure of the refractories which concerns on 1st Example. It is explanatory drawing which shows the outline of the comparative experiment which verifies the effect of the welding prevention structure of the refractories which concerns on 1st Example. It is explanatory drawing which shows the outline of the structure near the refractory surface in which the conventional antioxidant was distribute
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the outline of the configuration of the refractory welding prevention structure according to the present embodiment.
  • the refractory according to this example is a graphite-containing refractory 10.
  • the graphite-containing refractory 10 is a refractory mainly composed of graphite or graphite and clay, and has high thermal shock resistance, high corrosion resistance, and is difficult to wet. It is widely used as a part for On the other hand, it has the disadvantage that it easily undergoes an oxidation reaction when it comes into contact with air in a high-temperature environment in a continuous casting process, for example, at 500° C. or higher. Therefore, the surface of the graphite-containing refractory 10 that is generally used for continuous casting is coated or sprayed with an antioxidant in a predetermined thickness.
  • the antioxidant contains alumina (Al 2 O 3 ) or silicon dioxide (SiO 2 ) as a main component, and potassium silicate (K 2 SiO 3 ) and sodium silicate (Na 2 SiO 3 ) as binders. in use.
  • the content of the main component of the antioxidant is adjusted so that the temperature of the glass transition point is 500° C. or higher.
  • the glass transition point is the temperature at which a solid rapidly softens and exhibits rubber-like elasticity. When the glass transition point is exceeded, the solid vitrifies. Then, when the glass is further heated from the glass transition point to exceed the melting point, the glass transforms into a liquid.
  • an oxidation-resistant layer 11 of vitrified antioxidant is formed on the surface of the graphite-containing refractory 10 .
  • the viscous oxidation-resistant layer 11 having a predetermined thickness uniformly spreads and covers the surface of the graphite-containing refractory 10, so that the oxidation resistance of the graphite-containing refractory 10 can be enhanced.
  • an oxidation-resistant layer 11 is formed on the surface of the graphite-containing refractory 10 .
  • an anti-adhesion layer 12 is further provided on the surface of the oxidation-resistant layer 11 provided on the surface of the graphite-containing refractory 10 .
  • the anti-adhesion layer 12 is made of a coating agent applied or sprayed on the surface of the oxidation-resistant layer 11 to a predetermined thickness.
  • the coating agent contains at least zirconia (ZrO 2 ) and an inorganic binder.
  • Zirconia is preferably powdery zirconia particles with a particle size of 100 ⁇ m or less.
  • the zirconia particles are kneaded with the inorganic binder and water to form a paste-like coating agent, workability can be improved when the coating agent is applied or sprayed onto the surface of the oxidation-resistant layer 11 .
  • the particle size is larger than 100 ⁇ m, the particles may be unevenly distributed on the coating surface, resulting in poor workability.
  • the zirconia particles are contained in the coating agent in a proportion of 50% to 80% by weight.
  • the amount is 50% by weight or less, the glass transition point of the coating agent is lowered, and there is a possibility that it will be mixed with the oxidation-resistant layer 11 that is vitrified or liquefied in a high-temperature environment.
  • the amount is 80% by weight or more, the powdery zirconia particles contained in the powder form become strongly powdery, and the adhesiveness to the oxidation-resistant layer 11 is lost, and there is a possibility that the oxidation-resistant layer 11 is separated from the oxidation-resistant layer 11 . .
  • the inorganic binder is not particularly limited, but may be a general one such as alumina cement, and is preferably clayey.
  • the inorganic binder is interposed between the zirconia particles and serves as an adhesive and a binder, and is hydraulically hardened when dehydrated by heating or the like.
  • the zirconia particles and water can be uniformly mixed to form a smooth paste-like coating agent.
  • the inorganic binder is contained in the coating agent at a ratio of 20% to 50% by weight.
  • the amount is 50% by weight or more, the glass transition point of the coating agent is lowered, and there is a possibility that it will be mixed with the oxidation-resistant layer 11 that has been vitrified or liquefied in a high-temperature environment.
  • the amount is 20% by weight or less, the zirconia particles contained in the powder form are strongly powdery, and the adhesion to the oxidation-resistant layer 11 is lost, and the oxidation-resistant layer 11 may be peeled off. .
  • the coating agent according to the present embodiment is composed of, for example, 60% by weight of zirconia particles, 20% by weight of inorganic binder, and 20% by weight of water uniformly mixing them.
  • the coating agent according to this example contains zirconia particles with a melting point of 2715° C. and an inorganic binder with a melting point of 700° C. or higher, and is configured to have a glass transition point of 1600° C. or higher as a whole. .
  • powdery zirconia was used in this embodiment, it is not limited to this, and alumina (Al 2 O 3 ), silicon carbide (SiC), or similar metal oxides having a melting point of 1500° C. or higher may be used. Also good.
  • the anti-adhesion structure for refractories having the above configuration has an oxidation-resistant layer 11 disposed on the surface of a graphite-containing refractory 10, and an anti-adhesion coating made of a coating agent on the oxidation-resistant layer 11.
  • a layer 12 is arranged.
  • the graphite-containing refractories 10 configured in this way are arranged so that the anti-adhesion layers 12 face each other, and an experiment of heating and cooling under predetermined conditions was performed. reaction could be observed.
  • the oxidation-resistant layer 11 containing an antioxidant having a glass transition point of about 500° C. vitrifies when the temperature exceeds 500° C., and when further heated to 1000° C., the oxidation-resistant layer 11 in the glassy state becomes partially liquid. It changes phase and becomes more flexible.
  • the anti-adhesion layer 12 is formed to have a glass transition point of 1600° C. or higher.
  • the inorganic binder contained in the anti-adhesion layer 12 has a melting point of 700° C., so it turns into a liquid phase.
  • the melting point of the zirconia particles is 2715° C.
  • the glass transition point of the entire anti-adhesion layer 12 is 1600° C. or higher, the molten inorganic binder intervenes between the zirconia particles and binds the zirconia particles.
  • the entire anti-adhesion layer 12 seems to maintain a solid state in a high-temperature environment near 1000°C.
  • a solid anti-adhesion layer 12 in a high-temperature environment of about 1000° C., as shown in FIG. can be covered with a solid anti-adhesion layer 12 .
  • the graphite-containing refractory 10 having the anti-adhesion layer 12 as described above is preferably used for continuous casting.
  • graphite-containing refractories are used for parts such as ladles, tundishes, molds, and nozzles.
  • ladle and tundish are frequently cooled and reheated.
  • Contact and separation are repeated with other nozzles of graphite-containing refractories arranged above and below.
  • the refractory adhesion prevention structure according to this embodiment is applied to the parts around the sliding nozzle, even if the flow of molten steel is interrupted and cooled, the parts are not welded, so the parts can be quickly replaced. Furthermore, it is possible to prevent breakage of the parts concerned and extend the product life.
  • the refractory adhesion prevention structure according to the present embodiment is applied to a part for continuous casting made of a graphite-containing refractory, for example, an immersion nozzle
  • the outer surface of the immersion nozzle is provided with Since the anti-oxidation layer 11 made of the anti-oxidant is covered with the anti-adhesion layer 12, it is possible to prevent impurities and solids generated in the molten steel such as slag and alumina from adhering to the surface of the submerged nozzle. .

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Abstract

【課題】酸化防止剤よりもガラス転換点が高温のコーティング剤を用いて、酸化防止剤が塗布された黒鉛含有耐火物をコーティングし、ガラス化した酸化防止剤が、他の黒鉛含有耐火物表面でガラス化した酸化防止剤と互いに溶着することを防止することができる耐火物の溶着防止構造を提供する。 【解決手段】耐火物の溶着防止構造は、黒鉛含有耐火物１０の表面にガラス転移点が５００℃以上の酸化防止剤を有する耐酸化層１１を配し、当該耐酸化層の表面にガラス転移点が１６００℃以上のコーティング剤を有する溶着防止層１２を配して構成し、５００℃以上の高温環境下に上記の黒鉛含有耐火物を設置したとき、ガラス化した前記耐酸化層を、固体の溶着防止層で被覆するようにした。これにより、黒鉛含有耐火物からなる部品同士を互いに接触させた場合であっても、冷却後に容易に離すことができる。

Description

耐火物の溶着防止構造
　本発明は、連続鋳造のような高温環境下で黒鉛含有耐火物からなる部品が互いに溶着することを防止する耐火物の溶着防止構造に関する。
　黒鉛含有耐火物は、連続鋳造が行われる高温環境下で空気に触れたとき、容易に酸化反応を引き起こし、劣化してしまう。当該酸化反応を防止するため、従来、黒鉛含有耐火物は、図４に示すように、その表面に酸化防止剤が塗布されている。当該酸化防止剤は、一般的に、主成分として、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）が配合され、バインダーとしてケイ酸カリウム（Ｋ２ＳｉＯ３）、ケイ酸ナトリウム（Ｎａ２ＳｉＯ３）が使用されている。当該酸化防止剤は連続鋳造中に５００℃以上ともなる高温環境下でガラス化して黒鉛含有耐火物の表面をコーティングすることにより、黒鉛含有耐火物の酸化を防止している。
引用なし
　しかしながら、連続鋳造における鋳造工程中、たとえば、溶鋼の流量調整といった場面で、黒鉛含有耐火物からなる部品同士を接触させる場合がある。このとき、連続鋳造中の高温環境下で、酸化防止剤はガラス化し、一の黒鉛含有耐火物の表面と、他の黒鉛含有耐火物の表面にあるそれぞれの酸化防止剤が接触によって溶け合ってしまう。その後、接触した部品が冷却されたとき、それらの酸化防止剤は互いに溶着したまま固化し、接触させた部品同士が外せなくなるという問題がある。このとき、部品を無理に外すと酸化防止剤が黒鉛含有耐火物表面から剥がれたり、黒鉛含有耐火物が破損したりする場合がある。
　したがって、本発明が解決しようとする課題は、酸化防止剤よりもガラス転換点が高温のコーティング剤を用いて、酸化防止剤が塗布された黒鉛含有耐火物をコーティングし、ガラス化した酸化防止剤が、他の黒鉛含有耐火物表面でガラス化した酸化防止剤と互いに溶着することを防止することができる耐火物の溶着防止構造を提供することである。
　請求項１に記載の耐火物の溶着防止構造は、黒鉛含有耐火物と、
当該黒鉛含有耐火物の表面に配された、ガラス転移点が５００℃以上の酸化防止剤を有する耐酸化層と、
当該耐酸化層の表面に配された、ガラス転移点が１６００℃以上のコーティング剤を有する溶着防止層と、
から構成され、
５００℃以上の高温環境下に前記黒鉛含有耐火物を設置したとき、
ガラス化した前記耐酸化層を、固体の前記溶着防止層で被覆するようにしたことを特徴とする。
　請求項２に記載の耐火物の溶着防止構造は、請求項１に記載の発明において、前記コーティング剤が、少なくとも粉末状のジルコニア粒子と、当該ジルコニア粒子が混ぜ込まれる無機バインダーとを含有していることを特徴とする。
　請求項３に記載の耐火物の溶着防止構造は、請求項２に記載の発明において、前記ジルコニア粒子の粒度が、１００μｍ以下であることを特徴とする。
　請求項４に記載の耐火物の溶着防止構造は、請求項２に記載の発明において、前記コーティング剤に、前記ジルコニア粒子が５０重量％から８０重量％の割合で含有されていることを特徴とする。
　請求項５に記載の耐火物の溶着防止構造は、請求項２に記載の発明において、前記無機バインダーが粘土質であることを特徴とする。
　請求項６に記載の耐火物の溶着防止構造は、請求項２に記載の発明において、前記コーティング剤に、前記無機バインダーが２０重量％から５０重量％の割合で含有されていることを特徴とする。
　請求項７に記載の耐火物の溶着防止構造は、請求項１に記載の発明において、前記黒鉛含有耐火物が、連続鋳造用であることを特徴とする。
　本発明に係る耐火物の溶着防止構造によれば、黒鉛含有耐火物の表面に酸化防止剤を有する耐酸化層と、当該酸化層の表面に溶着防止層を配した積層構造を有している。そして、耐酸化層のガラス転移点を５００℃以上とし、溶着防止層のガラス転移点を１６００℃以上とした。そして、５００℃以上の高温環境下に黒鉛含有耐火物を設置したとき、ガラス化した耐酸化層を固体の溶着防止層で被覆するようにした。
　これによって、ガラス化した酸化防止剤が、他の黒鉛含有耐火物表面でガラス化した酸化防止剤と互いに溶着することを防止することができる。
　また、溶着防止層を構成するコーティング剤が、少なくとも粉末状のジルコニア粒子と、当該ジルコニア粒子が混ぜ込まれる無機バインダーとを含有するようにした。固体のジルコニア粒子を含有させることによって、コーティング剤のガラス転移点を上げて、高温環境下において耐酸化層、すなわち酸化防止剤がガラス化するよりも溶着防止層がガラス化することを遅らせることができる。そして、無機バインダー、特に好ましくは粘土質のものを含有させることによって、ジルコニア粒子を水と均一に混ぜることができ、コーティング剤を耐酸化層の表面へ塗布する際、均質に延ばすことができる。
　さらに好ましくは、コーティング剤に含有されるジルコニア粒子の粒度を１００μｍ以下とし、当該ジルコニア粒子の割合を５０重量％～８０重量％、無機バインダーの割合を２０重量％～５０重量％とした。ジルコニア粒子の含有割合がこれらの値よりも高い（無機バインダーの含有割合が低い）場合は、コーティング剤の接着性が脆弱になり、耐酸化層から剥離するおそれが生じる。一方、ジルコニア粒子の含有割合がこれらの値よりも低い（無機バインダーの含有割合が高い）場合は、コーティング剤のガラス転換点の温度が下がり、耐酸化層とともに、他の黒鉛含有耐火物表面でガラス化した酸化防止剤に溶着するおそれが生じる。
　そして好ましくは、黒鉛含有耐火物は、連続鋳造用である。上記のように溶着防止層を設けた黒鉛含有耐火物を用いた部品を連続鋳造の工程に使用した場合、溶鋼の流量調整で部品同士を接触させた場合であっても、容易に離間させることができる。
第１実施例に係る耐火物の溶着防止構造の構成の概略を示す説明図である。 第１実施例に係る耐火物の溶着防止構造の効果を検証する実験の概略を示す説明図である。 第１実施例に係る耐火物の溶着防止構造の効果を検証する比較実験の概略を示す説明図である。 従来の酸化防止剤が配された耐火物表面近傍の構成の概略を示す説明図である。
　本発明に係る耐火物の溶着防止構造の実施例を、添付した図面にしたがって説明する。
　図１は、本実施例に係る耐火物の溶着防止構造の構成の概略を示す模式図である。
　本実施例に係る耐火物は、黒鉛含有耐火物１０である。黒鉛含有耐火物１０は、黒鉛、或いは黒鉛と粘土を主成分とする耐火物であって、耐熱衝撃性が大きく、耐食性が強く、濡れ難いことから、たとえば、スラグに曝される連続鋳造のノズル等の部品として多く用いられている。一方で、たとえば５００℃以上ともなる連続鋳造工程における高温環境下では、空気に触れると容易に酸化反応を起こすという欠点がある。そのため、一般的に連続鋳造に用いられる黒鉛含有耐火物１０の表面には、酸化防止剤が所定の厚さで塗布又は吹き付けられている。
　酸化防止剤は、主成分として、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、又は二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を含有し、バインダーとしてケイ酸カリウム（Ｋ２ＳｉＯ３）、ケイ酸ナトリウム（Ｎａ２ＳｉＯ３）が使用されている。当該酸化防止剤は、ガラス転移点の温度が５００℃以上となるように主成分の含有量が調整されている。
　ガラス転移点は、固体が急激に軟化してゴム状弾性を示す温度であって、当該ガラス転移点を超えたとき、固体はガラス化する。そして、ガラス転移点からさらに過熱して融点を超えたとき、ガラスは液体に変移する。
　酸化防止剤が加熱されて５００℃を超えたとき、ガラス化した酸化防止剤からなる耐酸化層１１が黒鉛含有耐火物１０の表面に形成される。これによって、粘性を備えた所定厚さの耐酸化層１１が、黒鉛含有耐火物１０の表面を均一に拡がって覆うので、当該黒鉛含有耐火物１０の耐酸化性を高めることができる。
　このようにして、図１に示すように、黒鉛含有耐火物１０の表面には、耐酸化層１１が形成されている。
　そして、黒鉛含有耐火物１０の表面に配された耐酸化層１１の表面には、図１に示すように、さらに溶着防止層１２が配されている。
　溶着防止層１２は、耐酸化層１１の表面に所定の厚さで塗布又は吹き付けられたコーティング剤からなる。
　コーティング剤は、少なくともジルコニア（ＺｒＯ２）と無機バインダーを含有している。
　ジルコニアは、その粒度が１００μｍ以下の粉末状であるジルコニア粒子であることが好ましい。
　これによって、ジルコニア粒子を無機バインダー及び水と混錬してペースト状のコーティング剤を形成したとき、当該コーティング剤を耐酸化層１１の表面へ塗布又は吹き付ける際の作業性を良くすることができる。一方、粒度が１００μｍより大きい場合は、粒子が塗装表面で偏ったりして作業性が悪くなる場合がある。
　また、ジルコニア粒子は、コーティング剤に５０重量％～８０重量％の割合で含有されている。
　５０重量％以下の場合は、コーティング剤のガラス転移点が下がり、高温環境下でガラス化又は液体化した耐酸化層１１と混ざり合ってしまうおそれがある。一方、８０重量％以上の場合は粉末状で含有されているジルコニア粒子の粉っぽさが強く出て耐酸化層１１に対する接着性がなくなり、当該耐酸化層１１から剥離してしまうおそれがある。
　無機バインダーは、特に限定されないが一般的な、たとえばアルミナセメントであれば良く、粘土質であることが好ましい。無機バインダーは、ジルコニア粒子間に介在して接着剤、結合剤の役目を果たすとともに、加熱等によって脱水したとき硬化する水硬性を備えている。さらに、無機バインダーが粘土質の場合は、ジルコニア粒子と水を均一に混ぜることができ、滑らかなペースト状のコーティング剤を形成することができる。これによって、ガラス化する前の酸化防止剤からなる耐酸化層１１の表面にコーティング剤を塗布するとき、当該塗布作業の作業性、及び作業効率を上げることができる。
　また、無機バインダーは、コーティング剤に２０重量％～５０重量％の割合で含有されている。
　５０重量％以上の場合は、コーティング剤のガラス転移点が下がり、高温環境下でガラス化又は液体化した耐酸化層１１と混ざり合ってしまうおそれがある。一方、２０重量％以下の場合は粉末状で含有されているジルコニア粒子の粉っぽさが強く出て耐酸化層１１に対する接着性がなくなり、当該耐酸化層１１から剥離してしまうおそれがある。
　以上から、本実施例に係るコーティング剤は、たとえば、６０重量％のジルコニア粒子と２０重量％の無機バインダー、さらにこれらを均一に混ぜ合わせる２０重量％の水から構成されていることが好ましい。これによって、本実施例に係るコーティング剤は、融点が２７１５℃のジルコニア粒子と、融点が７００℃以上の無機バインダーを含有し、全体としてガラス転移点が１６００℃以上となるように構成されている。
　なお、本実施例では粉末状のジルコニアを用いたがこれに限定されず、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）又は炭化ケイ素（ＳｉＣ）或いはこれらに類する融点が１５００℃以上の金属酸化物類を用いても良い。
　上記の構成を備えた耐火物の溶着防止構造は、図１に示すように、黒鉛含有耐火物１０の表面に耐酸化層１１が配され、耐酸化層１１の上にコーティング剤からなる溶着防止層１２が配されている。
　このように構成した黒鉛含有耐火物１０を、図２に示すように、互いに溶着防止層１２が対向するように配置し、所定の条件の下で加熱冷却する実験を行ったところ、以下のような反応を観察することができた。
　当該実験は、図２に示すように、一対の黒鉛含有耐火物１０片を互いの溶着防止層１２が接触するように対向配置して、実験炉中に設置し、当該黒鉛含有耐火物１０片を加熱して１０００℃の状態を少なくとも５分維持した後、自然放熱によって室温まで冷却した。また、比較対象として、図３に示すように、溶着防止層１２が無い従来の耐酸化層１１のみを有する一対の黒鉛含有耐火物１０片も同条件で実験を行った。
　当該実験の後、実験炉から取り出した黒鉛含有耐火物１０片について、溶着防止層１２を備えたものは、容易に剥がすことができ、剥がした後の溶着防止層１２表面は、固体状態が維持されていた。一方、溶着防止層１２がない黒鉛含有耐火物１０片は、耐酸化層１１が互いに溶着して固化しており剥がせなくなっていた。
　上記の実験結果に基づき溶着防止層１２の反応及び効果について、以下のように考察した。
　ガラス転移点が約５００℃である酸化防止剤を有する耐酸化層１１は、５００℃を超えたときガラス化し、さらに１０００℃に加熱されたとき、ガラス状態の耐酸化層１１は一部が液相に変移してさらに柔軟性が高くなる。
　一方、溶着防止層１２は、ガラス転移点が１６００℃以上となるように形成されている。ここで、黒鉛含有耐火物１０片が１０００℃に加熱されたとき、溶着防止層１２が有する無機バインダーは融点が７００℃であるから液相化する。しかし、ジルコニア粒子の融点は、２７１５℃であって、溶着防止層１２全体のガラス転移点は１６００℃以上であるから、融けた無機バインダーがジルコニア粒子間に介在して、当該ジルコニア粒子を結合するとともに溶着防止層１２全体は、１０００℃近傍の高温環境下では固体状態を維持すると思われる。
　これによって、１０００℃前後の高温環境下において、溶着防止層１２の表面は、図２に示すように、ガラス化又は液体化しておらず固体状態が維持されており、液体状の耐酸化層１１を固体状の溶着防止層１２で覆うことができる。そのため、一の黒鉛含有耐火物１０片の溶着防止層１２と、対向配置された他の黒鉛含有耐火物１０片の溶着防止層１２との間では溶着を防止することができ、黒鉛含有耐火物１０片の温度が下がったとき、互いに接触している溶着防止層１２が剥がれやすくなっているので、黒鉛含有耐火物１０片を容易に離すことができる。
　以上のような溶着防止層１２を備えた黒鉛含有耐火物１０は、連続鋳造に用いることが好ましい。連続鋳造に係る鋳造工程では、取鍋、タンディッシュ、モールド、各ノズルといった各部品に黒鉛含有耐火物が使用されている。特に、取鍋、タンディッシュは頻繁に冷却と再加熱が繰り返されており、中でもタンディッシュに使用されているスライディングノズルに係るプレート或いはストッパーは、溶鋼の流量調整を行う場面で、当該スライディングノズルの上下に配置されている黒鉛含有耐火物からなる他のノズルに対して接触と離隔が繰り返される。
　このとき、スライディングノズル周辺の部品に本実施例に係る耐火物の溶着防止構造を適用した場合、溶鋼の流れが中断されて冷却された場合であっても、溶着していないので素早く部品を交換することができ、さらに当該部品の破損を防止して製品寿命を長くすることができる。
　また、黒鉛含有耐火物からなる連続鋳造用の部品、たとえば、浸漬ノズルに本実施例に係る耐火物の溶着防止構造を適用した場合、当該浸漬ノズル外側面に予熱時の酸化を防止するために配された酸化防止剤からなる耐酸化層１１を溶着防止層１２で覆っているので、スラグ又はアルミナ等、溶鋼内に生じる不純物、固形物が浸漬ノズル表面に溶着することを防止することができる。
　１０…黒鉛含有耐火物、１１…耐酸化層、１２…溶着防止層。

Claims (7)

  1. 　黒鉛含有耐火物と、
    当該黒鉛含有耐火物の表面に配された、ガラス転移点が５００℃以上の酸化防止剤を有する耐酸化層と、
    当該耐酸化層の表面に配された、ガラス転移点が１６００℃以上のコーティング剤を有する溶着防止層と、
    から構成され、
    ５００℃以上の高温環境下に前記黒鉛含有耐火物を設置したとき、
    ガラス化した前記耐酸化層を、固体の前記溶着防止層で被覆するようにしたことを特徴とする耐火物の溶着防止構造。
  2. 　前記コーティング剤が、少なくとも粉末状のジルコニア粒子と、当該ジルコニア粒子が混ぜ込まれる無機バインダーとを含有していることを特徴とする請求項１に記載の耐火物の溶着防止構造。
  3. 　前記ジルコニア粒子の粒度が、１００μｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の耐火物の溶着防止構造。
  4. 　前記コーティング剤に、前記ジルコニア粒子が５０重量％から８０重量％の割合で含有されていることを特徴とする請求項２に記載の耐火物の溶着防止構造。
  5. 　前記無機バインダーが粘土質であることを特徴とする請求項２に記載の耐火物の溶着防止構造。
  6. 　前記コーティング剤に、前記無機バインダーが２０重量％から５０重量％の割合で含有されていることを特徴とする請求項２に記載の耐火物の溶着防止構造。
  7. 　前記黒鉛含有耐火物が、連続鋳造用であることを特徴とする請求項１に記載の耐火物の溶着防止構造。
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