JPH0127020B2 - - Google Patents
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- JPH0127020B2 JPH0127020B2 JP58180634A JP18063483A JPH0127020B2 JP H0127020 B2 JPH0127020 B2 JP H0127020B2 JP 58180634 A JP58180634 A JP 58180634A JP 18063483 A JP18063483 A JP 18063483A JP H0127020 B2 JPH0127020 B2 JP H0127020B2
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Landscapes
- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
本発明は、特に、未脱酸鋼のような酸素濃度の
高い鋼種に対して耐食性にすぐれたスライデイン
グノズルプレート（以下SNプレートと称す）を
製造する方法に関するものである。 取鍋、タンデイツシユなどに付設されるスライ
デイングノズル装置は、それぞれに流出孔を穿設
した複数枚のSNプレートを摺動し、その流出孔
の開閉で溶鋼の流量制御を行うものである。 SNプレートは、摺動面および流出孔が溶鋼流
にさらされ、磨耗あるいは化学的侵食によつて大
きく損傷される。この損傷に対する抵抗性を付与
させるには、材質が化学的に安定であると共に、
高温強度が大きいことが必要である。 また、SNプレートは偏平な板形状に穿設され
た流通孔に溶鋼が流通するため、プレート周辺部
と流通孔付近とは1000℃以上の温度差がある。し
たがつて、ある程度の亀裂の発生は否めないが、
亀裂が入つてもその亀裂から溶鋼漏れに至らない
ことが必要である。すなわち、使用時の高温で亀
裂が入つても、冷却後の残存膨張で亀裂が密着し
ていて取鍋やタンデイツシユが再び溶鋼を受ける
ときに溶鋼が亀裂のすき間を伝つて漏れないこと
が重要である。 このように、SNプレートは他の耐火物に比べ
て使用条件が著しく異なり、その具備特性も特殊
なものが要求される。 従来の一般的なSNプレートは、焼結アルミナ、
電融アルミナ、ムライト、シリマナイトなどの耐
火原料に炭素、金属珪素などを添加し、ピツチま
たはフエノール樹脂にて混練後、成形、焼成して
なるものである。このようにして得られたもの
は、SNプレートに必要な高温強度、耐熱衝撃性、
残存膨張性などを比較的バランスよく兼ね備えて
いるとして多用されている。しかし、溶鋼のうち
酸素レベルが100ppm以下と比較的低い鋼種に対
しては良好であるが、鋼中に100ppm以上の酸素
濃度を有する未脱酸鋼といわれる鋼種に対して耐
食性が極端に低下する欠点があつた。 本発明は、SNプレートの製造における上記の
従来の欠点を解決することを目的とする。その特
徴とするところは、主たる結晶相が単斜晶型ジル
コニアであり、かつ、粒径0.1mm以上の粒子を
60wt％以上含むジルコニア質原料１〜40wt％、
残部マグネシア質原料からなる配合物を混練、成
形、焼成するスライデイングノズルプレートの製
造方法である。 単斜晶型ジルコニアを主たる結晶相とするジル
コニア質原料は温度により、次に示すような相変
態を生じ、大きな体積変化をおこす。特に単斜晶
と正方晶との間では、体積変化が最大９％にもな
る。 本発明は、このジルコニア質原料を添加したこ
とで、焼成中に母材であるマグネシア質組織内に
微細なクラツクが生じる。SNプレートは使用時
の熱衝撃で流通孔を起点とした放射状亀裂を生じ
るが、前記した微細なクラツクの作用で放射状亀
裂の先端を分岐し、亀裂の進行が抑制される。そ
の結果、SNプレートの耐熱衝撃性は著しく向上
する。 このジルコニア質原料の体積変化は、SNプレ
ートを使用している際の加熱・冷却時にも生じ、
加熱により発生した亀裂を冷却時に閉じさせる働
きをする。 したがつて、SNプレートが一旦休止し冷却さ
れた後、再び使用されても放射状亀裂は閉じてい
るため溶鋼の侵入や、そこからの溶鋼の漏れが生
じない。 また、ジルコニアはマグネシアと固溶体を生成
し、マグネシア―ジルコニア間に結合が生じる。
このため、ジルコニアの変態による体積膨張で組
織内に微細なクラツクが生じても、ジルコニアの
添加量を一定量に限定すると、1400℃以上の熱間
における強度はむしろ向上する傾向を示し、溶鋼
による摩耗溶損が軽減される。 ジルコニア質原料は、粒径0.1mm以上の粒子が
60wt％以上であることが必要である。0.1mm以上
の粒子が60wt％未満となり、ジルコニア質原料
の大部分が微細な粒子で占められると、先に述べ
たマグネシア―ジルコニア間の固溶体生成反応が
SNプレートを焼成する際にほとんど完了し、フ
リーなジルコニアの割合が減少する。 したがつてSNプレートは、ジルコニア質原料
の体積変化による微細なクラツクが生じず、耐熱
衝撃性付与の効果が得られない。最も好ましいの
は、0.1mm以上が90wt％以上である。 配合物全体に対するジルコニア質原料の割合は
1wt％未満では耐熱衝撃性の効果がない。40wt％
を超えると微細なクラツクの生成が多くなり過ぎ
強度不充分となる。さらに好ましくは５〜20wt
％である。 ジルコニア質原料の具体例は、上記の条件を満
したバツテライト原料、あるいはバツテライトま
たはジルコンを電触精製して得た電融ジルコニア
質原料などが使用できる。 残部を占めるマグネシア質原料は、MgO90wt
％以上の電融マグネシアまたは焼結マグネシアク
リンカーとする。その粒度は、ジルコニア質原料
の粒度などを考慮し、粗粒、中粒、微粒に適宜調
整する。 ところで、前記本発明のSNプレートの製造方
法において、さらに酸化クロム原料を20wt％以
下配合すると、プレート組織内への溶鋼・スラグ
の浸透防止の点でさらに良好なSNプレートが製
造されることがわかつた。これは酸化クロムが溶
鋼、スラグに漏れにくいことによるものと思われ
る。酸化クロム原料は、純度90wt％以上、粒径
10μm以下が好ましい。 添加割合が20wt％を超えると、組織が緻密化
し耐熱衝撃性に劣る。最も効果的な割合は、１〜
15wt％である。 本発明は、以上の原料を所定の割合で配合し、
後は常法により製造する。すなわち、配合物に対
し、苦汁、糖密、水、樹脂、ワツクスなど、耐火
物の成形に一般的に用いられる結合剤を１〜
10wt％程度添加し、混練してオイルプレス、フ
レクシヨンプレスなどの成形機をもつてSNプレ
ート形状に成形する。次いで得られた素地成形体
を十分乾燥後、少なくともジルコニアが単斜から
正方へ転移する1100℃以上、好ましくは1500〜
1800℃で焼成する。 焼成後、さらに必要によつてはタール、ピツ
チ、フエノール樹脂、フラン樹脂などを含浸して
もよい。 このようにして得られたSNプレートは、以上
に述べた通り高温強度、耐熱衝撃性、耐食性など
にすぐれる。また、残存膨張が大きいことから
SNプレートが冷却後、再使用される際に、亀裂
を伝つて溶鋼が漏れるというような問題もない。 さらに、酸素濃度の高い未脱酸鋼に対してもす
ぐれた耐食性を示す。これは、従来のSNプレー
トのように酸化の対象となる炭素を配合原料中に
含んでいないこと、およびマグネシア質原料が酸
素濃度の高い鋼中で生成しやすいFeOに対して著
しく大きい溶損抵抗性を有するからと思われる。 本発明の効果を実施例を上げて説明する。表１
は、各例で使用したジルコニア質原料の粒度と結
晶相を示す。表２は、本発明実施例および比較例
の配合組成と、得られたSNプレートの試験結果
を示す。
高い鋼種に対して耐食性にすぐれたスライデイン
グノズルプレート（以下SNプレートと称す）を
製造する方法に関するものである。 取鍋、タンデイツシユなどに付設されるスライ
デイングノズル装置は、それぞれに流出孔を穿設
した複数枚のSNプレートを摺動し、その流出孔
の開閉で溶鋼の流量制御を行うものである。 SNプレートは、摺動面および流出孔が溶鋼流
にさらされ、磨耗あるいは化学的侵食によつて大
きく損傷される。この損傷に対する抵抗性を付与
させるには、材質が化学的に安定であると共に、
高温強度が大きいことが必要である。 また、SNプレートは偏平な板形状に穿設され
た流通孔に溶鋼が流通するため、プレート周辺部
と流通孔付近とは1000℃以上の温度差がある。し
たがつて、ある程度の亀裂の発生は否めないが、
亀裂が入つてもその亀裂から溶鋼漏れに至らない
ことが必要である。すなわち、使用時の高温で亀
裂が入つても、冷却後の残存膨張で亀裂が密着し
ていて取鍋やタンデイツシユが再び溶鋼を受ける
ときに溶鋼が亀裂のすき間を伝つて漏れないこと
が重要である。 このように、SNプレートは他の耐火物に比べ
て使用条件が著しく異なり、その具備特性も特殊
なものが要求される。 従来の一般的なSNプレートは、焼結アルミナ、
電融アルミナ、ムライト、シリマナイトなどの耐
火原料に炭素、金属珪素などを添加し、ピツチま
たはフエノール樹脂にて混練後、成形、焼成して
なるものである。このようにして得られたもの
は、SNプレートに必要な高温強度、耐熱衝撃性、
残存膨張性などを比較的バランスよく兼ね備えて
いるとして多用されている。しかし、溶鋼のうち
酸素レベルが100ppm以下と比較的低い鋼種に対
しては良好であるが、鋼中に100ppm以上の酸素
濃度を有する未脱酸鋼といわれる鋼種に対して耐
食性が極端に低下する欠点があつた。 本発明は、SNプレートの製造における上記の
従来の欠点を解決することを目的とする。その特
徴とするところは、主たる結晶相が単斜晶型ジル
コニアであり、かつ、粒径0.1mm以上の粒子を
60wt％以上含むジルコニア質原料１〜40wt％、
残部マグネシア質原料からなる配合物を混練、成
形、焼成するスライデイングノズルプレートの製
造方法である。 単斜晶型ジルコニアを主たる結晶相とするジル
コニア質原料は温度により、次に示すような相変
態を生じ、大きな体積変化をおこす。特に単斜晶
と正方晶との間では、体積変化が最大９％にもな
る。 本発明は、このジルコニア質原料を添加したこ
とで、焼成中に母材であるマグネシア質組織内に
微細なクラツクが生じる。SNプレートは使用時
の熱衝撃で流通孔を起点とした放射状亀裂を生じ
るが、前記した微細なクラツクの作用で放射状亀
裂の先端を分岐し、亀裂の進行が抑制される。そ
の結果、SNプレートの耐熱衝撃性は著しく向上
する。 このジルコニア質原料の体積変化は、SNプレ
ートを使用している際の加熱・冷却時にも生じ、
加熱により発生した亀裂を冷却時に閉じさせる働
きをする。 したがつて、SNプレートが一旦休止し冷却さ
れた後、再び使用されても放射状亀裂は閉じてい
るため溶鋼の侵入や、そこからの溶鋼の漏れが生
じない。 また、ジルコニアはマグネシアと固溶体を生成
し、マグネシア―ジルコニア間に結合が生じる。
このため、ジルコニアの変態による体積膨張で組
織内に微細なクラツクが生じても、ジルコニアの
添加量を一定量に限定すると、1400℃以上の熱間
における強度はむしろ向上する傾向を示し、溶鋼
による摩耗溶損が軽減される。 ジルコニア質原料は、粒径0.1mm以上の粒子が
60wt％以上であることが必要である。0.1mm以上
の粒子が60wt％未満となり、ジルコニア質原料
の大部分が微細な粒子で占められると、先に述べ
たマグネシア―ジルコニア間の固溶体生成反応が
SNプレートを焼成する際にほとんど完了し、フ
リーなジルコニアの割合が減少する。 したがつてSNプレートは、ジルコニア質原料
の体積変化による微細なクラツクが生じず、耐熱
衝撃性付与の効果が得られない。最も好ましいの
は、0.1mm以上が90wt％以上である。 配合物全体に対するジルコニア質原料の割合は
1wt％未満では耐熱衝撃性の効果がない。40wt％
を超えると微細なクラツクの生成が多くなり過ぎ
強度不充分となる。さらに好ましくは５〜20wt
％である。 ジルコニア質原料の具体例は、上記の条件を満
したバツテライト原料、あるいはバツテライトま
たはジルコンを電触精製して得た電融ジルコニア
質原料などが使用できる。 残部を占めるマグネシア質原料は、MgO90wt
％以上の電融マグネシアまたは焼結マグネシアク
リンカーとする。その粒度は、ジルコニア質原料
の粒度などを考慮し、粗粒、中粒、微粒に適宜調
整する。 ところで、前記本発明のSNプレートの製造方
法において、さらに酸化クロム原料を20wt％以
下配合すると、プレート組織内への溶鋼・スラグ
の浸透防止の点でさらに良好なSNプレートが製
造されることがわかつた。これは酸化クロムが溶
鋼、スラグに漏れにくいことによるものと思われ
る。酸化クロム原料は、純度90wt％以上、粒径
10μm以下が好ましい。 添加割合が20wt％を超えると、組織が緻密化
し耐熱衝撃性に劣る。最も効果的な割合は、１〜
15wt％である。 本発明は、以上の原料を所定の割合で配合し、
後は常法により製造する。すなわち、配合物に対
し、苦汁、糖密、水、樹脂、ワツクスなど、耐火
物の成形に一般的に用いられる結合剤を１〜
10wt％程度添加し、混練してオイルプレス、フ
レクシヨンプレスなどの成形機をもつてSNプレ
ート形状に成形する。次いで得られた素地成形体
を十分乾燥後、少なくともジルコニアが単斜から
正方へ転移する1100℃以上、好ましくは1500〜
1800℃で焼成する。 焼成後、さらに必要によつてはタール、ピツ
チ、フエノール樹脂、フラン樹脂などを含浸して
もよい。 このようにして得られたSNプレートは、以上
に述べた通り高温強度、耐熱衝撃性、耐食性など
にすぐれる。また、残存膨張が大きいことから
SNプレートが冷却後、再使用される際に、亀裂
を伝つて溶鋼が漏れるというような問題もない。 さらに、酸素濃度の高い未脱酸鋼に対してもす
ぐれた耐食性を示す。これは、従来のSNプレー
トのように酸化の対象となる炭素を配合原料中に
含んでいないこと、およびマグネシア質原料が酸
素濃度の高い鋼中で生成しやすいFeOに対して著
しく大きい溶損抵抗性を有するからと思われる。 本発明の効果を実施例を上げて説明する。表１
は、各例で使用したジルコニア質原料の粒度と結
晶相を示す。表２は、本発明実施例および比較例
の配合組成と、得られたSNプレートの試験結果
を示す。
【表】
【表】
【表】
焼結マグネシアクリンカー、電融マグネシア
は、共にMgO成分が98wt％以上のものを使用し
た。 比較例および実施例の配合物はいずれもフレツ
トにて混練し、フリクシヨンプレスにより所定の
SNプレート形状に成形し、80〜150℃で48時間乾
燥させた後トンネルキルンにて1600℃で５時間焼
成した。 実施例６、９、比較例２、５は焼成後、含浸処
理を行つた。 試験方法は次のとおりである。 ※圧縮強度 SNプレートから40×40×40mmの立方体を
切り出しアムスラー試験機にて測定。 ※1500℃での熱間曲げ強度 SNプレートから幅30mm、厚さ15mm、長さ
120mmの試験片を切り出し、1500℃に保定し
た電気炉中で１時間加熱した後、スパン100
mmによる３点曲げ試験を行つた。 ※耐熱衝撃性 SNプレートの流出孔をプロパンガスバー
ナーで加熱し、流出孔周辺に亀裂が入るまで
の時間を測定した。 数字が大きい方が耐熱衝撃性が大きい。 ※耐溶損性 回転ドラム式侵食試験装置を用いた。 酸素濃度300ppm程度の鋼100％の浸食剤に
て1650℃×３時間プロパンガスバーナーで加
熱し溶損寸法を測定。 それぞれの溶損寸法のうち実施例２の溶損
寸法を100とし、他の例の溶損寸法を相対値
で表わした。 数字が小さい方が耐溶損性にすぐれてい
る。 ※加熱→冷却後の残存線変化率 25×25×120mmの試料をSNプレートから切
り出し1500℃の電気炉中で１時間加熱した
後、室温まで冷却し試験前後の寸法変化率を
測定。 プラスであれば残存膨脹性、マイナスであ
れば残存収縮性である。 表２からわかるように本発明実施例のものは各
試験においてバランスのとれた成績を示すが、比
較例No.１、２、３、５、６は耐熱衝撃性が悪い。
比較例No.４はSNプレートとして十分な強度がな
く、摺動面研磨により必要な面精度が得られなか
つた。マグネシア質原料単味である比較例No.１、
２は残存収縮性であり、熱衝撃試験後の亀裂の開
きが大きかつた。また、従来使用されていたアル
ミナ・カーボン質SNプレートも同条件で試験し
たところ、溶損寸法が本発明と較べて３倍以上と
大きかつた。 さらに、本発明の効果を確認するため、本発明
実施例No.３とNo.７をＡ社250t取鍋スライデイング
装置に取り付け、100〜300ppmと酸素濃度の高い
鋼に対し使用した。従来使用されていたアルミ
ナ・カーボン質SNプレートでは取鍋１〜２チヤ
ージ程度で流出孔、摺動面が溶損されてしまい、
使用できなくなつた。 これに対し本発明実施例No.３のものは３〜５チ
ヤージ、No.７のものは４〜７チヤージと高耐用性
を示し、本発明の効果が確認された。
は、共にMgO成分が98wt％以上のものを使用し
た。 比較例および実施例の配合物はいずれもフレツ
トにて混練し、フリクシヨンプレスにより所定の
SNプレート形状に成形し、80〜150℃で48時間乾
燥させた後トンネルキルンにて1600℃で５時間焼
成した。 実施例６、９、比較例２、５は焼成後、含浸処
理を行つた。 試験方法は次のとおりである。 ※圧縮強度 SNプレートから40×40×40mmの立方体を
切り出しアムスラー試験機にて測定。 ※1500℃での熱間曲げ強度 SNプレートから幅30mm、厚さ15mm、長さ
120mmの試験片を切り出し、1500℃に保定し
た電気炉中で１時間加熱した後、スパン100
mmによる３点曲げ試験を行つた。 ※耐熱衝撃性 SNプレートの流出孔をプロパンガスバー
ナーで加熱し、流出孔周辺に亀裂が入るまで
の時間を測定した。 数字が大きい方が耐熱衝撃性が大きい。 ※耐溶損性 回転ドラム式侵食試験装置を用いた。 酸素濃度300ppm程度の鋼100％の浸食剤に
て1650℃×３時間プロパンガスバーナーで加
熱し溶損寸法を測定。 それぞれの溶損寸法のうち実施例２の溶損
寸法を100とし、他の例の溶損寸法を相対値
で表わした。 数字が小さい方が耐溶損性にすぐれてい
る。 ※加熱→冷却後の残存線変化率 25×25×120mmの試料をSNプレートから切
り出し1500℃の電気炉中で１時間加熱した
後、室温まで冷却し試験前後の寸法変化率を
測定。 プラスであれば残存膨脹性、マイナスであ
れば残存収縮性である。 表２からわかるように本発明実施例のものは各
試験においてバランスのとれた成績を示すが、比
較例No.１、２、３、５、６は耐熱衝撃性が悪い。
比較例No.４はSNプレートとして十分な強度がな
く、摺動面研磨により必要な面精度が得られなか
つた。マグネシア質原料単味である比較例No.１、
２は残存収縮性であり、熱衝撃試験後の亀裂の開
きが大きかつた。また、従来使用されていたアル
ミナ・カーボン質SNプレートも同条件で試験し
たところ、溶損寸法が本発明と較べて３倍以上と
大きかつた。 さらに、本発明の効果を確認するため、本発明
実施例No.３とNo.７をＡ社250t取鍋スライデイング
装置に取り付け、100〜300ppmと酸素濃度の高い
鋼に対し使用した。従来使用されていたアルミ
ナ・カーボン質SNプレートでは取鍋１〜２チヤ
ージ程度で流出孔、摺動面が溶損されてしまい、
使用できなくなつた。 これに対し本発明実施例No.３のものは３〜５チ
ヤージ、No.７のものは４〜７チヤージと高耐用性
を示し、本発明の効果が確認された。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 主たる結晶相が単斜晶型ジルコニアであり、
かつ、粒径0.1mm以上の粒子を60wt％以上含むジ
ルコニア質原料１〜40wt％、残部マグネシア質
原料からなる配合物を混練、成形、焼成するスラ
イデイングノズルプレートの製造方法。 ２ 主たる結晶相が単斜晶型ジルコニアであり、
かつ、粒径0.1mm以上の粒子を60wt％以上含むジ
ルコニア質原料１〜40wt％、酸化クロム原料
20wt％以下、残部マグネシア質原料からなる配
合物を混練、成形、焼成するスライデイングノズ
ルプレートの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58180634A JPS6077162A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | スライデイ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 |
|---|---|---|---|
| JP58180634A JPS6077162A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | スライデイングノズルプレートの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6077162A JPS6077162A (ja) | 1985-05-01 |
| JPH0127020B2 true JPH0127020B2 (ja) | 1989-05-26 |
Family
ID=16086623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58180634A Granted JPS6077162A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | スライデイングノズルプレートの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6077162A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3527789C3 (de) * | 1985-08-02 | 1994-02-24 | Refratechnik Gmbh | Grobkeramischer Formkörper sowie dessen Verwendung |
| JPH0643269B2 (ja) * | 1986-06-16 | 1994-06-08 | ハリマセラミック株式会社 | 耐熱衝撃性にすぐれたマグネシア−ジルコニア質耐火煉瓦 |
| WO1988001258A1 (en) * | 1986-08-19 | 1988-02-25 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Or | Composite refractory materials |
| JP5999383B2 (ja) * | 2014-10-03 | 2016-09-28 | 品川リフラクトリーズ株式会社 | スライディングノズル装置の下ノズル |
-
1983
- 1983-09-30 JP JP58180634A patent/JPS6077162A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6077162A (ja) | 1985-05-01 |
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