JPH0318981B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0318981B2 JPH0318981B2 JP6428883A JP6428883A JPH0318981B2 JP H0318981 B2 JPH0318981 B2 JP H0318981B2 JP 6428883 A JP6428883 A JP 6428883A JP 6428883 A JP6428883 A JP 6428883A JP H0318981 B2 JPH0318981 B2 JP H0318981B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zircon
- alumina
- spherical particles
- particles
- corrosion resistance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
- B22D41/50—Pouring-nozzles
- B22D41/52—Manufacturing or repairing thereof
- B22D41/54—Manufacturing or repairing thereof characterised by the materials used therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D7/00—Casting ingots, e.g. from ferrous metals
- B22D7/12—Appurtenances, e.g. for sintering, for preventing splashing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
Description
本発明は、取鍋又はタンデイツシユ等の溶融金
属容器に装着される鋳造用ノズルのうち、溶鋼中
からの析出物がノズル孔に付着するのを防止する
ためのガスシール機能を有したポーラス質ノズル
を製造する方法に係るものである。 現在、鋳造用ノズル耐火物としては、高アルミ
ナ質及びアルミナ・カーボン質が多用されている
が、これらの材質では溶鋼中からのアルミナなど
の析出物がノズル孔の内周壁面に付着し、徐々に
たい積し、ついにはノズル孔を閉塞する。このよ
うなトラブルを回避するために例えば実開昭54−
34320号公報、実開昭53−125724号公報のとおり
ノズル耐火物の一部又は全部をポーラス質とし、
アルゴンガスを吹込んで、ノズル内壁面と溶鋼流
との界面にガス皮膜を形成させるとか、吹込んだ
ガスにより溶鋼流を攪拌させて溶鋼温度を均一化
することにより、析出物の付着を防止することが
行われている。 ここで使用されるガス吹込用ポーラス質ノズル
の具備すべき特性としては、溶鋼流に対応できる
耐食性、熱衝撃抵抗性が大であることは勿論のこ
と、上記の目的を充足するだけの通気性、ノズル
耐火物の所要域の各部分から均等にガスを噴出す
ることである。 このような特性を得るために、たとえば実公昭
54−30339号、実公昭57−3642号又は特開昭57−
17462号では球形粒子を使用することが報告され
ているが、それらは取鍋内の溶鋼攪拌又は溶鋼流
の酸化、窒化防止等の有害雰囲気ガスからの金属
溶湯流の保護、遮蔽を目的としたものである。溶
鋼からの析出物がノズル内孔に付着するのを防止
した本発明が対象とするポーラス質ノズルとは用
途が異なり、しかもそこで使用されている球形粒
子はSiO2含有量が極めて多量であるため、溶鋼
流又は酸素洗浄時の酸素ガスに対する耐食性に劣
る欠点がある。 本発明は斯かる現況に鑑がみなされたもので、
耐食性に優れた高アルミナ・ジルコン質球形粒子
を用いることにより、所望する通気性を保全しつ
つ組織の均一化を得ると共に、耐食性、熱衝撃抵
抗に優れ、しかも溶融金属中の介在物の付着を防
止し得る鋳造用ポーラス質ノズルの提供を目的と
している。 本発明者らは先にアルミナ質のポーラス質ノズ
ルにジルコンを添加すると熱衝撃抵抗性が向上す
ることを研究の過程において知得した。しかし、
アルミナ粒子とジルコン粒子よりなるポーラス質
ノズルは上記のごとき効果が得られる反面、ジル
コンの添加量が多くなると耐食性が劣化し、ジル
コン添加の効果が減殺されることもあつて有効に
利用しきれなかつた。そこで本発明者らは熱衝撃
抵抗性と耐食性とが平衡して向上し両面の効果を
確保できる手段を見い出し、本発明を完成させ
た。 本発明はアルミナ70〜98.5wt％、ジルコン1.5
〜30wt％の組成よりなる球状造粒物を焼成して
得られた球状粒子を骨材として用いることを特徴
とするポーラス質ノズルの製造方法である。 本発明に使用するアルミナ・ジルコン質球状粒
子は、例えば平均粒径100μm以下の微粉アルミナ
と、微粉ジルコンとを本発明で限定した組成範囲
に混合し、さらに適当な液体バインダー、たとえ
ばポリアルキルアリルスルホン酸ソーダを添加し
て転動造粒した後、1600〜1900℃で焼成して得ら
れる。焼成後の球状粒子の鉱物組成はコランダ
ム、バテライト、ムライト及びデテライト・ムラ
イト共晶体からなり、アルミナ・ジルコン質の範
ちゆうに属する球状粒子である。 この場合、ジルコンの割合が1.5wt％未満では
耐熱衝撃性の効果がない。ジルコンが30wt％を
越えると焼成時に1900℃近辺の高温で熱処理した
場合に粒子間の融着現象が生じ、篩い分けのよう
な後の工程の悪影響があるばかりでなく、耐食性
も劣化し易い。これは、ジルコンの添加量が多く
なるにつれてムライトの生成が多くなるためであ
る。したがつて、ジルコンの割合は、1.5〜30wt
％、望ましくは５〜15wt％とする。 アルミナとジルコンよりなる造粒物を焼成した
球状粒子は、球状粒子の焼成中に 3Al2O3＋2ZrSiO4→2ZrO2＋3Al2O3・2SiO2 なる反応で主にバテライトとムライトが生成す
る。そしてこのうち、バテライトが耐食性の劣化
を防止し、一方、ムライトは粒子の熱衝撃抵抗を
向上させる効果を持つ。 本発明は、このアルミナ・ジルコン質球状粒子
を骨材として使用することで、耐食性と耐熱衝撃
性を兼ね備えたポーラス質ノズルを得ることがで
きる。アルミナ粒子とジルコン粒子とを併用して
も得ることができない。 次に、本発明実施例とその比較例を示す。 実施例１〜７および比較例１，２ 市販されている平均粒径22μの微粉アルミナ
と、同じく平均粒径2μの微粒ジルコンを重量比
率で７：３に混合した後、ポリアルキルアリルス
ルホン酸ソーダをバインダーとして転動造粒し、
球状に造粒した。そして、この造粒物をガス炉を
用いて1700℃で６時間焼成し、アルミナ・ジルコ
ン質球状粒子を得た。 次に、この球状粒子及びその他の粒子、微粉末
を第１表に示す割合に混合し、フエノール樹脂を
バインダーとして混練した後、フリクシヨンプレ
スでノズル形状に成形した。成形体は1730℃で６
時間焼成した。こうして得られたポーラス質ノズ
ルの物性値並びに特性を同じく第１表に示す。
又、比較例１としてのアルミナ質球状粒子を骨材
とし、他の条件は上記と全く同様にしてポーラス
質ノズルを製造した。 これらの配合例により得られるポーラス質ノズ
ルの物性・特性については次の方法によつて試験
した。すなわち、溶損比率は鉄100％を侵食剤と
した回転侵食法で1650℃×45分間を４回反復し、
比較例１の溶損量を100とした比率で表した。比
率が小さいほど耐食性に劣る。又、亀裂発生の有
無はポーラス質ノズルから切り出した50×50×50
mmの供試体を1500℃の電気炉に入れて急熱し、20
分後に取出して空冷する操作を反復した。その結
果を、 ◎〜２回後、亀裂なし 〇〜１回後、亀裂なし △〜１回後、微亀裂発生 ×〜１回後、大亀裂発生 として表した。 第１表に示すように、アルミナ・ジルコン質球
状粒子を用いることによつて、熱衝撃抵抗性が向
上する。 アルミナ・ジルコン質球状粒子を100wt％又は
95wt％（以下、表の記載も含めて混合比はすべ
てwt％とする）用いた実施例１および実施例２
では他に較べて耐食性が多少劣るが、このものは
気孔率、通気率が他の例に較べて高いことに起因
しており、適当な粒度調整を行えば充分実用的な
効果を有するものである。 本発明ではアルミナ・ジルコン質球状粒子にさ
らにアルミナ質球状粒子を付加組合わせてもよ
い。実施例３〜７のようにアルミナ質球状粒子を
組合せると熱衝撃抵抗性がさらに向上するが、そ
の理由は以下のとおりと考えられる。すなわち、
アルミナ質球状粒子との組合わせにより成形体の
強度はムライト若しくはバテライトの量によつ
て、又はアルミナ質球状粒子との接触面積の大小
により強度分布が生ずる。その結果、発生する亀
裂の進展は強度の低い部分を選択しつつ伝播する
ようになり、伝播に時間を要し、熱衝撃抵抗性が
向上すると考えられる。 ジルコン含有量が30wt％以上のアルミナ・ジ
ルコン質球状骨材粒子を使用した比較例２では、
焼成後、遊離シリカのため粒子自体がポーラス化
する傾向があり、耐食性の劣化等が懸案となる。 実施例８〜９および比較例３〜５ 第２表に示す配合物を使用し、他の条件は実施
例１と同様にして製造したポーラス質ノズルにつ
いて、特性および物性を試験した。アルミナ質球
状粒子と微粉ジルコンを組み合せたものは熱衝撃
抵抗性は向上するが、耐食性が低下する現象が認
められる。 これに対し、実施例８および実施例９は耐食性
にも優れる。すなわち、アルミナとジルコンとか
らなる球状粒子を熱処理して得られる骨材は、ア
ルミナにジルコンを遊離の状態で付加したときよ
りもジルコンが安定状態で寄与しており、従つて
このような骨材を用いることにより熱衝撃抵抗性
のみならず耐食性に優れたポーラス質ノズルが製
造可能となるのである。
属容器に装着される鋳造用ノズルのうち、溶鋼中
からの析出物がノズル孔に付着するのを防止する
ためのガスシール機能を有したポーラス質ノズル
を製造する方法に係るものである。 現在、鋳造用ノズル耐火物としては、高アルミ
ナ質及びアルミナ・カーボン質が多用されている
が、これらの材質では溶鋼中からのアルミナなど
の析出物がノズル孔の内周壁面に付着し、徐々に
たい積し、ついにはノズル孔を閉塞する。このよ
うなトラブルを回避するために例えば実開昭54−
34320号公報、実開昭53−125724号公報のとおり
ノズル耐火物の一部又は全部をポーラス質とし、
アルゴンガスを吹込んで、ノズル内壁面と溶鋼流
との界面にガス皮膜を形成させるとか、吹込んだ
ガスにより溶鋼流を攪拌させて溶鋼温度を均一化
することにより、析出物の付着を防止することが
行われている。 ここで使用されるガス吹込用ポーラス質ノズル
の具備すべき特性としては、溶鋼流に対応できる
耐食性、熱衝撃抵抗性が大であることは勿論のこ
と、上記の目的を充足するだけの通気性、ノズル
耐火物の所要域の各部分から均等にガスを噴出す
ることである。 このような特性を得るために、たとえば実公昭
54−30339号、実公昭57−3642号又は特開昭57−
17462号では球形粒子を使用することが報告され
ているが、それらは取鍋内の溶鋼攪拌又は溶鋼流
の酸化、窒化防止等の有害雰囲気ガスからの金属
溶湯流の保護、遮蔽を目的としたものである。溶
鋼からの析出物がノズル内孔に付着するのを防止
した本発明が対象とするポーラス質ノズルとは用
途が異なり、しかもそこで使用されている球形粒
子はSiO2含有量が極めて多量であるため、溶鋼
流又は酸素洗浄時の酸素ガスに対する耐食性に劣
る欠点がある。 本発明は斯かる現況に鑑がみなされたもので、
耐食性に優れた高アルミナ・ジルコン質球形粒子
を用いることにより、所望する通気性を保全しつ
つ組織の均一化を得ると共に、耐食性、熱衝撃抵
抗に優れ、しかも溶融金属中の介在物の付着を防
止し得る鋳造用ポーラス質ノズルの提供を目的と
している。 本発明者らは先にアルミナ質のポーラス質ノズ
ルにジルコンを添加すると熱衝撃抵抗性が向上す
ることを研究の過程において知得した。しかし、
アルミナ粒子とジルコン粒子よりなるポーラス質
ノズルは上記のごとき効果が得られる反面、ジル
コンの添加量が多くなると耐食性が劣化し、ジル
コン添加の効果が減殺されることもあつて有効に
利用しきれなかつた。そこで本発明者らは熱衝撃
抵抗性と耐食性とが平衡して向上し両面の効果を
確保できる手段を見い出し、本発明を完成させ
た。 本発明はアルミナ70〜98.5wt％、ジルコン1.5
〜30wt％の組成よりなる球状造粒物を焼成して
得られた球状粒子を骨材として用いることを特徴
とするポーラス質ノズルの製造方法である。 本発明に使用するアルミナ・ジルコン質球状粒
子は、例えば平均粒径100μm以下の微粉アルミナ
と、微粉ジルコンとを本発明で限定した組成範囲
に混合し、さらに適当な液体バインダー、たとえ
ばポリアルキルアリルスルホン酸ソーダを添加し
て転動造粒した後、1600〜1900℃で焼成して得ら
れる。焼成後の球状粒子の鉱物組成はコランダ
ム、バテライト、ムライト及びデテライト・ムラ
イト共晶体からなり、アルミナ・ジルコン質の範
ちゆうに属する球状粒子である。 この場合、ジルコンの割合が1.5wt％未満では
耐熱衝撃性の効果がない。ジルコンが30wt％を
越えると焼成時に1900℃近辺の高温で熱処理した
場合に粒子間の融着現象が生じ、篩い分けのよう
な後の工程の悪影響があるばかりでなく、耐食性
も劣化し易い。これは、ジルコンの添加量が多く
なるにつれてムライトの生成が多くなるためであ
る。したがつて、ジルコンの割合は、1.5〜30wt
％、望ましくは５〜15wt％とする。 アルミナとジルコンよりなる造粒物を焼成した
球状粒子は、球状粒子の焼成中に 3Al2O3＋2ZrSiO4→2ZrO2＋3Al2O3・2SiO2 なる反応で主にバテライトとムライトが生成す
る。そしてこのうち、バテライトが耐食性の劣化
を防止し、一方、ムライトは粒子の熱衝撃抵抗を
向上させる効果を持つ。 本発明は、このアルミナ・ジルコン質球状粒子
を骨材として使用することで、耐食性と耐熱衝撃
性を兼ね備えたポーラス質ノズルを得ることがで
きる。アルミナ粒子とジルコン粒子とを併用して
も得ることができない。 次に、本発明実施例とその比較例を示す。 実施例１〜７および比較例１，２ 市販されている平均粒径22μの微粉アルミナ
と、同じく平均粒径2μの微粒ジルコンを重量比
率で７：３に混合した後、ポリアルキルアリルス
ルホン酸ソーダをバインダーとして転動造粒し、
球状に造粒した。そして、この造粒物をガス炉を
用いて1700℃で６時間焼成し、アルミナ・ジルコ
ン質球状粒子を得た。 次に、この球状粒子及びその他の粒子、微粉末
を第１表に示す割合に混合し、フエノール樹脂を
バインダーとして混練した後、フリクシヨンプレ
スでノズル形状に成形した。成形体は1730℃で６
時間焼成した。こうして得られたポーラス質ノズ
ルの物性値並びに特性を同じく第１表に示す。
又、比較例１としてのアルミナ質球状粒子を骨材
とし、他の条件は上記と全く同様にしてポーラス
質ノズルを製造した。 これらの配合例により得られるポーラス質ノズ
ルの物性・特性については次の方法によつて試験
した。すなわち、溶損比率は鉄100％を侵食剤と
した回転侵食法で1650℃×45分間を４回反復し、
比較例１の溶損量を100とした比率で表した。比
率が小さいほど耐食性に劣る。又、亀裂発生の有
無はポーラス質ノズルから切り出した50×50×50
mmの供試体を1500℃の電気炉に入れて急熱し、20
分後に取出して空冷する操作を反復した。その結
果を、 ◎〜２回後、亀裂なし 〇〜１回後、亀裂なし △〜１回後、微亀裂発生 ×〜１回後、大亀裂発生 として表した。 第１表に示すように、アルミナ・ジルコン質球
状粒子を用いることによつて、熱衝撃抵抗性が向
上する。 アルミナ・ジルコン質球状粒子を100wt％又は
95wt％（以下、表の記載も含めて混合比はすべ
てwt％とする）用いた実施例１および実施例２
では他に較べて耐食性が多少劣るが、このものは
気孔率、通気率が他の例に較べて高いことに起因
しており、適当な粒度調整を行えば充分実用的な
効果を有するものである。 本発明ではアルミナ・ジルコン質球状粒子にさ
らにアルミナ質球状粒子を付加組合わせてもよ
い。実施例３〜７のようにアルミナ質球状粒子を
組合せると熱衝撃抵抗性がさらに向上するが、そ
の理由は以下のとおりと考えられる。すなわち、
アルミナ質球状粒子との組合わせにより成形体の
強度はムライト若しくはバテライトの量によつ
て、又はアルミナ質球状粒子との接触面積の大小
により強度分布が生ずる。その結果、発生する亀
裂の進展は強度の低い部分を選択しつつ伝播する
ようになり、伝播に時間を要し、熱衝撃抵抗性が
向上すると考えられる。 ジルコン含有量が30wt％以上のアルミナ・ジ
ルコン質球状骨材粒子を使用した比較例２では、
焼成後、遊離シリカのため粒子自体がポーラス化
する傾向があり、耐食性の劣化等が懸案となる。 実施例８〜９および比較例３〜５ 第２表に示す配合物を使用し、他の条件は実施
例１と同様にして製造したポーラス質ノズルにつ
いて、特性および物性を試験した。アルミナ質球
状粒子と微粉ジルコンを組み合せたものは熱衝撃
抵抗性は向上するが、耐食性が低下する現象が認
められる。 これに対し、実施例８および実施例９は耐食性
にも優れる。すなわち、アルミナとジルコンとか
らなる球状粒子を熱処理して得られる骨材は、ア
ルミナにジルコンを遊離の状態で付加したときよ
りもジルコンが安定状態で寄与しており、従つて
このような骨材を用いることにより熱衝撃抵抗性
のみならず耐食性に優れたポーラス質ノズルが製
造可能となるのである。
【表】
【表】
以上のとおり、本発明によれば耐食性、耐熱衝
撃性を兼ね備えたポーラス質ノズルを得ることが
できる。しかも、第１表、第２表の結果が示すよ
うにアルミナ・ジルコン質球状骨材粒子の配合量
によつて通気率を変化させることが可能であり、
所望の通気性を有するポーラス質ノズルが任意に
製造することができる。
撃性を兼ね備えたポーラス質ノズルを得ることが
できる。しかも、第１表、第２表の結果が示すよ
うにアルミナ・ジルコン質球状骨材粒子の配合量
によつて通気率を変化させることが可能であり、
所望の通気性を有するポーラス質ノズルが任意に
製造することができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ アルミナ70〜98.5wt％、ジルコン1.5〜30wt
％の組成よりなる球状造粒物を焼成して得られた
球状粒子を骨材として用いることを特徴とするポ
ーラス質ノズルの製造方法。 ２ 球状粒子の焼成温度が1600〜1900℃である特
許請求の範囲第１項に記載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6428883A JPS59189036A (ja) | 1983-04-12 | 1983-04-12 | ポーラス質ノズルの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6428883A JPS59189036A (ja) | 1983-04-12 | 1983-04-12 | ポーラス質ノズルの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59189036A JPS59189036A (ja) | 1984-10-26 |
| JPH0318981B2 true JPH0318981B2 (ja) | 1991-03-13 |
Family
ID=13253893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6428883A Granted JPS59189036A (ja) | 1983-04-12 | 1983-04-12 | ポーラス質ノズルの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59189036A (ja) |
-
1983
- 1983-04-12 JP JP6428883A patent/JPS59189036A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59189036A (ja) | 1984-10-26 |
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