JPH10226563A - スライディングノズルプレートの製造方法 - Google Patents
スライディングノズルプレートの製造方法Info
- Publication number
- JPH10226563A JPH10226563A JP9033456A JP3345697A JPH10226563A JP H10226563 A JPH10226563 A JP H10226563A JP 9033456 A JP9033456 A JP 9033456A JP 3345697 A JP3345697 A JP 3345697A JP H10226563 A JPH10226563 A JP H10226563A
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- JP
- Japan
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- zirconia
- alumina
- spinel
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- nozzle plate
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 製鋼炉スライディングノズルプレート用
耐火物の製造方法に関するものである。 【解決手段】 耐火物原料少なくとも一種に加えて、ア
ルミナ４０〜８０．５ｗｔ％、ジルコニア１７〜４０ｗ
ｔ％、マグネシア０．５〜１８ｗｔ％の化学組成を有
し、アルミナ・マグネシアのスピネルを含むアルミナ・
ジルコニア・スピネル質原料を全耐火物原料の２〜５０
ｗｔ％配合し、さらにこれらにカーボンおよび少なくと
も一種の金属粉を配合し、これをフェノールレジンなど
の結合剤と共に混練、成形後、還元雰囲気で焼成する。
このことにより、耐磨耗性、耐スポーリング性、耐食性
を従来よりさらに向上させたスライディングノズルプレ
ートを製造することができる。
耐火物の製造方法に関するものである。 【解決手段】 耐火物原料少なくとも一種に加えて、ア
ルミナ４０〜８０．５ｗｔ％、ジルコニア１７〜４０ｗ
ｔ％、マグネシア０．５〜１８ｗｔ％の化学組成を有
し、アルミナ・マグネシアのスピネルを含むアルミナ・
ジルコニア・スピネル質原料を全耐火物原料の２〜５０
ｗｔ％配合し、さらにこれらにカーボンおよび少なくと
も一種の金属粉を配合し、これをフェノールレジンなど
の結合剤と共に混練、成形後、還元雰囲気で焼成する。
このことにより、耐磨耗性、耐スポーリング性、耐食性
を従来よりさらに向上させたスライディングノズルプレ
ートを製造することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は製鋼炉スライディングノ
ズルプレート用耐火物の製造方法に関するものである。
ズルプレート用耐火物の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】スライディングノズルプレート（以下、Ｓ
Ｎプレートという）は最近では、耐火性骨材とカーボン
から構成されるアルミナ−カーボン質、あるいはマグネ
シア−カーボン質耐火物が主流である。該ＳＮプレート
はその使用時に溶鋼流路である内孔の損耗による孔径拡
大とその近傍の摺動面の損耗によりその寿命が決定され
る。つまりＳＮプレートは溶融金属流による磨耗、急激
な熱衝激、摺動による磨耗等による物理的作用に加え、
溶融金属また溶融スラグ等による化学的侵食作用を受け
る。よってＳＮプレートの具備すべき特性として、耐磨
耗性、耐スポーリング性、耐食性等があげられる。
Ｎプレートという）は最近では、耐火性骨材とカーボン
から構成されるアルミナ−カーボン質、あるいはマグネ
シア−カーボン質耐火物が主流である。該ＳＮプレート
はその使用時に溶鋼流路である内孔の損耗による孔径拡
大とその近傍の摺動面の損耗によりその寿命が決定され
る。つまりＳＮプレートは溶融金属流による磨耗、急激
な熱衝激、摺動による磨耗等による物理的作用に加え、
溶融金属また溶融スラグ等による化学的侵食作用を受け
る。よってＳＮプレートの具備すべき特性として、耐磨
耗性、耐スポーリング性、耐食性等があげられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】これらの耐用性を高め
るため、例えば特開昭６３−２４９４６号公報に記載の
ジルコニア化合物を添加する方法や特開昭５９−１４６
９７５号公報に記載のシリカレスとする方法など改善が
行われてきた。しかしながらこれらの方法では、一般的
に耐磨耗性、耐スポーリング性、耐食性をすべて満足す
る効果が得られていない。
るため、例えば特開昭６３−２４９４６号公報に記載の
ジルコニア化合物を添加する方法や特開昭５９−１４６
９７５号公報に記載のシリカレスとする方法など改善が
行われてきた。しかしながらこれらの方法では、一般的
に耐磨耗性、耐スポーリング性、耐食性をすべて満足す
る効果が得られていない。
【０００４】本発明は上記の事情に鑑みて提案されたも
のであり、耐磨耗性、耐スポーリング性、耐食性を従来
よりさらに向上させたＳＮプレートの製造方法を提供す
ることを目的とする。
のであり、耐磨耗性、耐スポーリング性、耐食性を従来
よりさらに向上させたＳＮプレートの製造方法を提供す
ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために以下の手段を採用している。すなわち、耐火
物原料少なくとも一種に加えて、アルミナ４０〜８０．
５ｗｔ％、ジルコニア１７〜４０ｗｔ％、マグネシア
０．５〜１８ｗｔ％の化学組成を有し、アルミナ・マグ
ネシアのスピネルを含むアルミナ・ジルコニア・スピネ
ル質原料を全耐火物原料の２〜５０ｗｔ％配合し、さら
にこれらにカーボンおよび少なくとも一種の金属粉を配
合し、これをフェノールレジンなどの結合剤と共に混
練、成形後、還元雰囲気で焼成するという手段を採用し
ている。
するために以下の手段を採用している。すなわち、耐火
物原料少なくとも一種に加えて、アルミナ４０〜８０．
５ｗｔ％、ジルコニア１７〜４０ｗｔ％、マグネシア
０．５〜１８ｗｔ％の化学組成を有し、アルミナ・マグ
ネシアのスピネルを含むアルミナ・ジルコニア・スピネ
ル質原料を全耐火物原料の２〜５０ｗｔ％配合し、さら
にこれらにカーボンおよび少なくとも一種の金属粉を配
合し、これをフェノールレジンなどの結合剤と共に混
練、成形後、還元雰囲気で焼成するという手段を採用し
ている。
【０００６】上記アルミナ・ジルコニア・スピネル質原
料の構造は樹枝状に発達したコランダム結晶間に、ジル
コニアとスピネルが分散し、あるいはアルミナ・ジルコ
ニアの粒界にスピネルが存在する。
料の構造は樹枝状に発達したコランダム結晶間に、ジル
コニアとスピネルが分散し、あるいはアルミナ・ジルコ
ニアの粒界にスピネルが存在する。
【０００７】上記ジルコニアは大部分が単斜晶ジルコニ
アであり、仮焼したマグネシアリッチスピネルまたはマ
グネシアを添加し、製造工程で溶融し、急冷するとスピ
ネル化しないマグネシアがジルコニアの結晶構造を部分
的に正方晶化させて残存する。残存した正方晶ジルコニ
アは内部エネルギーを有するため、耐破壊性は著しく向
上する。
アであり、仮焼したマグネシアリッチスピネルまたはマ
グネシアを添加し、製造工程で溶融し、急冷するとスピ
ネル化しないマグネシアがジルコニアの結晶構造を部分
的に正方晶化させて残存する。残存した正方晶ジルコニ
アは内部エネルギーを有するため、耐破壊性は著しく向
上する。
【０００８】したがって、上記アルミナ・ジルコニア・
スピネル質原料を配合することによって、アルミナ・ジ
ルコニア・スピネル質原料粒内のジルコニアおよびスピ
ネルが高耐食性であるためと、粒子自身の強度の増加に
よるため、ＳＮプレートの耐食性、耐スポーリング性が
著しく向上する。
スピネル質原料を配合することによって、アルミナ・ジ
ルコニア・スピネル質原料粒内のジルコニアおよびスピ
ネルが高耐食性であるためと、粒子自身の強度の増加に
よるため、ＳＮプレートの耐食性、耐スポーリング性が
著しく向上する。
【０００９】スピネル含有量が０．５％未満ではスピネ
ルの効果として知られる耐食性等の効果がほとんど得ら
れず、１８％を超えるとスピネルの膨張が大きくなり、
またジルコニアが安定化するためにジルコニアの膨張も
大きくなるため、強度劣化する。ジルコニアが２０ｗｔ
％未満でアルミナが８０．５ｗｔ％を超えると析出する
コラングム結晶の周囲のジルコニアが少ないので、樹枝
状結晶の発達が抑制され、かつ、その結晶サイズも大き
くなるため、粒の強度は低下する。ジルコニアが４０％
を超え、アルミナが４０％未満では単斜晶ジルコニアの
特徴的な容積変化が大きくなり、粒内に亀裂が発生し、
粒子強度が低下し、アルミナの減少により耐食性が低下
する。また不可避成分が２ｗｔ％を超えると強度および
耐食性が劣化する。
ルの効果として知られる耐食性等の効果がほとんど得ら
れず、１８％を超えるとスピネルの膨張が大きくなり、
またジルコニアが安定化するためにジルコニアの膨張も
大きくなるため、強度劣化する。ジルコニアが２０ｗｔ
％未満でアルミナが８０．５ｗｔ％を超えると析出する
コラングム結晶の周囲のジルコニアが少ないので、樹枝
状結晶の発達が抑制され、かつ、その結晶サイズも大き
くなるため、粒の強度は低下する。ジルコニアが４０％
を超え、アルミナが４０％未満では単斜晶ジルコニアの
特徴的な容積変化が大きくなり、粒内に亀裂が発生し、
粒子強度が低下し、アルミナの減少により耐食性が低下
する。また不可避成分が２ｗｔ％を超えると強度および
耐食性が劣化する。
【００１０】本発明では、耐火物原料少なくとも一種に
上記アルミナ・ジルコニア・スピネル質原料を配合する
が、該アルミナ・ジルコニア・スピネル質原料が全耐火
物原料の２ｗｔ％以下であると耐食性、耐スポーリング
性の効果が現れず、５０ｗｔ％を超えるとＳＮプレート
れんがの強度、耐磨耗性が大きくなり焼成後のＳＮプレ
ートの摺動面研磨能率の低下等の加工における製造上の
問題が生じる。
上記アルミナ・ジルコニア・スピネル質原料を配合する
が、該アルミナ・ジルコニア・スピネル質原料が全耐火
物原料の２ｗｔ％以下であると耐食性、耐スポーリング
性の効果が現れず、５０ｗｔ％を超えるとＳＮプレート
れんがの強度、耐磨耗性が大きくなり焼成後のＳＮプレ
ートの摺動面研磨能率の低下等の加工における製造上の
問題が生じる。
【００１１】
【実施例】本発明によるＳＮプレートの製造方法を以下
に詳しく説明する。耐火物原料少なくとも一種に加え
て、アルミナ４０〜８０．５ｗｔ％、ジルコニア１７〜
４０ｗｔ％、マグネシア０．５〜１８ｗｔ％、不可避成
分２ｗｔ％以下の化学組成を有し、アルミナ・マグネシ
アのスピネルを含むアルミナ・ジルコニア・スピネル質
原料を全耐火物原料の２〜５０ｗｔ％配合し、さらにこ
れらにカーボンおよび少なくとも一種の金属粉を配合す
る。
に詳しく説明する。耐火物原料少なくとも一種に加え
て、アルミナ４０〜８０．５ｗｔ％、ジルコニア１７〜
４０ｗｔ％、マグネシア０．５〜１８ｗｔ％、不可避成
分２ｗｔ％以下の化学組成を有し、アルミナ・マグネシ
アのスピネルを含むアルミナ・ジルコニア・スピネル質
原料を全耐火物原料の２〜５０ｗｔ％配合し、さらにこ
れらにカーボンおよび少なくとも一種の金属粉を配合す
る。
【００１２】上記アルミナ・ジルコニア・スピネル質原
料は上記の化学成分範囲であれば電融、焼結品のいずれ
でも良いが、正方晶ジルコニアの発現上、電融品の方が
好ましい。
料は上記の化学成分範囲であれば電融、焼結品のいずれ
でも良いが、正方晶ジルコニアの発現上、電融品の方が
好ましい。
【００１３】上記の耐火物原料は金属酸化物、金属耐火
物、金属窒化物などから選ばれる少なくとも一種であ
り、特にアルミナ、ムライト、ムライト・ジルコニアな
どが好ましい。
物、金属窒化物などから選ばれる少なくとも一種であ
り、特にアルミナ、ムライト、ムライト・ジルコニアな
どが好ましい。
【００１４】上記カーボンは耐食性、耐スラグ浸透性、
耐スポーリング性などの効果を付与する。具体例として
天然黒鉛、人造黒鉛、土状黒鉛、ピッチコークス、カー
ボンブラックなどのうち少なくとも一種であり、好まし
い割合は１〜２０ｗｔ％である。
耐スポーリング性などの効果を付与する。具体例として
天然黒鉛、人造黒鉛、土状黒鉛、ピッチコークス、カー
ボンブラックなどのうち少なくとも一種であり、好まし
い割合は１〜２０ｗｔ％である。
【００１５】金属添加物は焼結助剤、前記炭素の酸化防
止として重要な化合物である。具体例としてはアルミニ
ウム、シリコン、クロム、アグネシウム、チタニウム、
ニッケル、鉄、フェロシリコン、フェロクロムなどのう
ち少なくとも一種、あるいはそれらの合金である。添加
量としては０．５〜９ｗｔ％が好ましい。
止として重要な化合物である。具体例としてはアルミニ
ウム、シリコン、クロム、アグネシウム、チタニウム、
ニッケル、鉄、フェロシリコン、フェロクロムなどのう
ち少なくとも一種、あるいはそれらの合金である。添加
量としては０．５〜９ｗｔ％が好ましい。
【００１６】その他、必要により既知なる酸化防止剤、
焼結助剤、ファイバー等を添加しても良い。以上からな
る配合物を結合剤として、例えばフェノールレジン、タ
ール、ピッチ、フラン樹脂等のうち少なくとも一種を添
加して混練し、フリクション、オイルプレス等でＳＮプ
レート形状に形成後、１０００℃〜１５００℃程度で還
元雰囲気で焼成する。焼成後、必要によってはピッチ、
タール、樹脂等を含浸し、１５０℃以上のベーキング処
理を行い、気孔内に炭素分を充填させても良い。またＳ
Ｎプレート摺動時の平滑性を向上させるため、必要によ
っては研磨を行っても良い。
焼結助剤、ファイバー等を添加しても良い。以上からな
る配合物を結合剤として、例えばフェノールレジン、タ
ール、ピッチ、フラン樹脂等のうち少なくとも一種を添
加して混練し、フリクション、オイルプレス等でＳＮプ
レート形状に形成後、１０００℃〜１５００℃程度で還
元雰囲気で焼成する。焼成後、必要によってはピッチ、
タール、樹脂等を含浸し、１５０℃以上のベーキング処
理を行い、気孔内に炭素分を充填させても良い。またＳ
Ｎプレート摺動時の平滑性を向上させるため、必要によ
っては研磨を行っても良い。
【００１７】以上のようにして本発明の製造方法により
製造されたＳＮプレートの実施例とその比較例について
の組成および物性試験結果を表１に示す。同表で示す実
施例１はアルミナ・ジルコニア・スピネル質原料の化学
成分および全耐火物原料中の配合割合が本発明範囲内で
あり、比較例２はアルミナ・ジルコニア・スピネル質原
料の化学成分は実施例１と同じであるが全耐火物原料中
の配合割合が本発明範囲外であり、比較例３〜６はアル
ミナ・ジルコニア・スピネル質原料の化学成分が本発明
範囲外のものであり、比較例７、８は従来品である。
製造されたＳＮプレートの実施例とその比較例について
の組成および物性試験結果を表１に示す。同表で示す実
施例１はアルミナ・ジルコニア・スピネル質原料の化学
成分および全耐火物原料中の配合割合が本発明範囲内で
あり、比較例２はアルミナ・ジルコニア・スピネル質原
料の化学成分は実施例１と同じであるが全耐火物原料中
の配合割合が本発明範囲外であり、比較例３〜６はアル
ミナ・ジルコニア・スピネル質原料の化学成分が本発明
範囲外のものであり、比較例７、８は従来品である。
【００１８】これらはいずれも１００Ｋｇバッチでミキ
サーで混練し、長さ５００mm×幅２００mm×厚さ５０mm
のＳＮプレート形状に成形後、コークスブリーズに詰
め、トンネルキルン１３５０℃にて還元焼成した。焼成
後ピッチ含浸をし、３００℃でベーキング処理を行っ
た。
サーで混練し、長さ５００mm×幅２００mm×厚さ５０mm
のＳＮプレート形状に成形後、コークスブリーズに詰
め、トンネルキルン１３５０℃にて還元焼成した。焼成
後ピッチ含浸をし、３００℃でベーキング処理を行っ
た。
【００１９】スポーリングテストは３０mm×３０mm×２
５０mmのサンプルを１６５０℃の溶銑に１２０秒浸漬し
てその後水冷し、評価は試験前後の弾性率変化率で行っ
た。侵食性テストは高周波回転式によるもので１６５０
℃×４時間で行い、溶鋼とスラグとしてベンガラをい
れ、比較例７を１００として指数で示した。
５０mmのサンプルを１６５０℃の溶銑に１２０秒浸漬し
てその後水冷し、評価は試験前後の弾性率変化率で行っ
た。侵食性テストは高周波回転式によるもので１６５０
℃×４時間で行い、溶鋼とスラグとしてベンガラをい
れ、比較例７を１００として指数で示した。
【００２０】耐酸化磨耗性テストは回転ドラム式でガス
バーナーで加熱し、１２００℃×１時間行い、重量減少
率で評価した。
バーナーで加熱し、１２００℃×１時間行い、重量減少
率で評価した。
【００２１】
【表１】
【００２２】上記の試験結果から明らかなように、アル
ミナ・ジルコニア・スピネル質の原料を特定の割合で配
合した本発明実施例は亀裂発生に伴う弾性率の変化率は
小さく、亀裂の程度も小さくなっている。また耐食性、
耐磨耗性も比較例に比べて著しく向上している。
ミナ・ジルコニア・スピネル質の原料を特定の割合で配
合した本発明実施例は亀裂発生に伴う弾性率の変化率は
小さく、亀裂の程度も小さくなっている。また耐食性、
耐磨耗性も比較例に比べて著しく向上している。
【００２３】さらに本発明実施例１、および比較例３、
６〜８のＳＮプレートを各１０セットを２５０ｔ取鍋で
アルミキルド鋼等の通常鋼種を受鋼した結果、表１の結
果と同様の耐食性、耐スポーリング性、耐磨耗性を示
し、特に比較列３、７、８が４ｃｈで、また比較列６が
５ｃｈで寿命になったのに対し、実施例１は７ｃｈまで
使用が可能であった。
６〜８のＳＮプレートを各１０セットを２５０ｔ取鍋で
アルミキルド鋼等の通常鋼種を受鋼した結果、表１の結
果と同様の耐食性、耐スポーリング性、耐磨耗性を示
し、特に比較列３、７、８が４ｃｈで、また比較列６が
５ｃｈで寿命になったのに対し、実施例１は７ｃｈまで
使用が可能であった。
【００２４】
【発明の効果】以上のように本発明によって製造された
ＳＮプレートは、その具備すべき特性としてあげられ
る、耐磨耗性、耐スポーリング性、耐食性等に大変優れ
るので、その結果、耐用寿命を格段に向上することがで
きる。
ＳＮプレートは、その具備すべき特性としてあげられ
る、耐磨耗性、耐スポーリング性、耐食性等に大変優れ
るので、その結果、耐用寿命を格段に向上することがで
きる。
フロントページの続き (72)発明者 田中 征二郎 赤穂市中広字東沖1576番地の２ 川崎炉材 株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 耐火物原料少なくとも一種に加えて、ア
ルミナ４０〜８０．５ｗｔ％、ジルコニア１７〜４０ｗ
ｔ％、マグネシア０．５〜１８ｗｔ％の化学組成を有
し、アルミナ・マグネシアのスピネルを含むアルミナ・
ジルコニア・スピネル質原料を全耐火物原料の２〜５０
ｗｔ％配合し、さらにこれらにカーボンおよび少なくと
も一種の金属粉を配合し、これをフェノールレジンなど
の結合剤と共に混練、成形後、還元雰囲気で焼成するこ
とを特徴とするスライディングノズルプレートの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9033456A JPH10226563A (ja) | 1997-02-18 | 1997-02-18 | スライディングノズルプレートの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9033456A JPH10226563A (ja) | 1997-02-18 | 1997-02-18 | スライディングノズルプレートの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10226563A true JPH10226563A (ja) | 1998-08-25 |
Family
ID=12387050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9033456A Pending JPH10226563A (ja) | 1997-02-18 | 1997-02-18 | スライディングノズルプレートの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10226563A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016527083A (ja) * | 2013-09-12 | 2016-09-08 | リフラクトリー・インテレクチュアル・プロパティー・ゲー・エム・ベー・ハー・ウント・コ・カーゲー | 炭素結合又は樹脂結合定形耐火製品を製造するためのバッチ、当該製品を製造するための方法、当該製品、及び、マグネシアスピネル‐酸化ジルコニウムの使用 |
-
1997
- 1997-02-18 JP JP9033456A patent/JPH10226563A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016527083A (ja) * | 2013-09-12 | 2016-09-08 | リフラクトリー・インテレクチュアル・プロパティー・ゲー・エム・ベー・ハー・ウント・コ・カーゲー | 炭素結合又は樹脂結合定形耐火製品を製造するためのバッチ、当該製品を製造するための方法、当該製品、及び、マグネシアスピネル‐酸化ジルコニウムの使用 |
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