JPH0592285A - CaO質ノズルの製造方法 - Google Patents
CaO質ノズルの製造方法Info
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- JPH0592285A JPH0592285A JP3206790A JP20679091A JPH0592285A JP H0592285 A JPH0592285 A JP H0592285A JP 3206790 A JP3206790 A JP 3206790A JP 20679091 A JP20679091 A JP 20679091A JP H0592285 A JPH0592285 A JP H0592285A
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- JP
- Japan
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- cao
- nozzle
- refractory material
- molten metal
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 各種の高活性、高融点金属又はその合金等の
溶湯の流出用ノズルとして好適なCaO質ノズルを製造
する。 【構成】 CaOを40重量%以上含有し、残部が実質
的に金属酸化物よりなるCaO質耐火材を成形、焼成し
てノズル形状とした後、先端にレーザー加工を施すこと
により噴出孔2を形成する。 【効果】 本発明に係るCaO質耐火材は、高活性の金
属又は合金溶湯であっても、これを汚染することが殆ど
なく、また、耐火材がこれらの溶湯により損傷すること
も少ない。溶湯に脱酸元素が含まれる場合には精練作用
もなされる。ノズル材質のCaOが水和性であることか
ら、従来の水を使用する放電加工や超音波加工は不可で
あるが、レーザー加工により所望形状の噴出孔を極めて
精度良く形成することができる。
溶湯の流出用ノズルとして好適なCaO質ノズルを製造
する。 【構成】 CaOを40重量%以上含有し、残部が実質
的に金属酸化物よりなるCaO質耐火材を成形、焼成し
てノズル形状とした後、先端にレーザー加工を施すこと
により噴出孔2を形成する。 【効果】 本発明に係るCaO質耐火材は、高活性の金
属又は合金溶湯であっても、これを汚染することが殆ど
なく、また、耐火材がこれらの溶湯により損傷すること
も少ない。溶湯に脱酸元素が含まれる場合には精練作用
もなされる。ノズル材質のCaOが水和性であることか
ら、従来の水を使用する放電加工や超音波加工は不可で
あるが、レーザー加工により所望形状の噴出孔を極めて
精度良く形成することができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はCaO質ノズルの製造方
法に係り、詳しくは各種の高活性、高融点金属又はその
合金等の溶湯の流出用ノズルとして好適なCaO質ノズ
ルの製造方法に関する。
法に係り、詳しくは各種の高活性、高融点金属又はその
合金等の溶湯の流出用ノズルとして好適なCaO質ノズ
ルの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】アモルファス金属の製造などに際して
は、溶湯を噴出させるノズルが用いられているが、この
ノズルの材質としては、従来よりSiO2 耐火材が一般
に用いられている。しかるに、近年、金属又は合金の急
冷薄帯の需要の拡大、あるいは、各種アモルファス合金
の多様化、あるいは高活性化、高融点化に伴い、これら
のノズルの材質は、SiO2 耐火材から、Al2 O3
系、ZrO2 系耐火材、さらには、Si3 N4 、Si
C、BN、BC等の非酸化物セラミックス等に移行しつ
つある。
は、溶湯を噴出させるノズルが用いられているが、この
ノズルの材質としては、従来よりSiO2 耐火材が一般
に用いられている。しかるに、近年、金属又は合金の急
冷薄帯の需要の拡大、あるいは、各種アモルファス合金
の多様化、あるいは高活性化、高融点化に伴い、これら
のノズルの材質は、SiO2 耐火材から、Al2 O3
系、ZrO2 系耐火材、さらには、Si3 N4 、Si
C、BN、BC等の非酸化物セラミックス等に移行しつ
つある。
【0003】
【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、Al
2 O3系あるいはZrO2 系耐火材製ノズルを用いた場
合には、ノズルを通過する溶湯とノズルの耐火材との反
応という問題があり、酸素のコンタミネーションがおこ
ると共に、ノズル先端部が侵食され噴出孔形状が変化
し、溶湯が汚染され、高品質の製品を得ることができな
い。
2 O3系あるいはZrO2 系耐火材製ノズルを用いた場
合には、ノズルを通過する溶湯とノズルの耐火材との反
応という問題があり、酸素のコンタミネーションがおこ
ると共に、ノズル先端部が侵食され噴出孔形状が変化
し、溶湯が汚染され、高品質の製品を得ることができな
い。
【0004】また、Si3 N4 、SiC、BN、BC等
の非酸化物セラミックス製ノズルでは、高価な上に熱衝
撃による割れが発生し易く、しかも溶湯汚染の問題は避
けられない。
の非酸化物セラミックス製ノズルでは、高価な上に熱衝
撃による割れが発生し易く、しかも溶湯汚染の問題は避
けられない。
【0005】
【問題点を解決するための手段】本発明のCaO質ノズ
ルの製造方法は、CaOを40重量%以上含有し、残部
が実質的に金属酸化物よりなるCaO質耐火材を成形、
焼成してノズル形状とした後、先端にレーザー加工を施
すことにより噴出孔を形成することを特徴とする。
ルの製造方法は、CaOを40重量%以上含有し、残部
が実質的に金属酸化物よりなるCaO質耐火材を成形、
焼成してノズル形状とした後、先端にレーザー加工を施
すことにより噴出孔を形成することを特徴とする。
【0006】
【作用】CaO質耐火材は、真空又は不活性ガス中で極
めて安定であり、解離酸素圧が小さく、高温においても
使用することができる。しかも安価で熱衝撃性にも優れ
る。
めて安定であり、解離酸素圧が小さく、高温においても
使用することができる。しかも安価で熱衝撃性にも優れ
る。
【0007】その上、CaOを40重量%以上含有し、
残部が実質的に金属酸化物よりなるCaO質耐火材は、
高活性の金属又は合金溶湯であっても、これを汚染する
ことが殆どなく、また、耐火材がこれらの溶湯により損
傷することも少ない。さらに、溶湯に脱酸元素が含まれ
る場合には精錬作用もなされる。
残部が実質的に金属酸化物よりなるCaO質耐火材は、
高活性の金属又は合金溶湯であっても、これを汚染する
ことが殆どなく、また、耐火材がこれらの溶湯により損
傷することも少ない。さらに、溶湯に脱酸元素が含まれ
る場合には精錬作用もなされる。
【0008】このようなCaO質耐火材を成形、焼成し
てノズル形状としたものの先端に、噴出孔を形成する場
合、ノズル材質のCaOが水和性であることから、従来
の水を使用する放電加工や超音波加工は適当でない。本
発明においては、レーザー加工により、所望形状の噴出
孔を、所望の位置に、極めて精度良く形成することがで
きる。
てノズル形状としたものの先端に、噴出孔を形成する場
合、ノズル材質のCaOが水和性であることから、従来
の水を使用する放電加工や超音波加工は適当でない。本
発明においては、レーザー加工により、所望形状の噴出
孔を、所望の位置に、極めて精度良く形成することがで
きる。
【0009】
【実施例】以下、図面に示す実施例を参照して本発明に
ついて詳細に説明する。
ついて詳細に説明する。
【0010】なお、以下において「%」は「重量%」を
表す。
表す。
【0011】第1図〜第3図は本発明の方法で製造され
るCaO質ノズルの一例を示す図であって、各々、
(a)は先端部の断面図、(b)は(a)図の底面図で
ある。第4図(a)〜(c)は噴出口の形状の例を示す
底面図である。
るCaO質ノズルの一例を示す図であって、各々、
(a)は先端部の断面図、(b)は(a)図の底面図で
ある。第4図(a)〜(c)は噴出口の形状の例を示す
底面図である。
【0012】本発明で製造されるCaO質ノズル1の形
状の具体例としては、第1図に示すような円形噴出孔2
を有するもの、第2、3図に示すような角形噴出孔2を
有するものなどが挙げられる。また、噴出孔の形状とし
ては、第4図に示す如く、正方形(同(a))や星形
(同(b))のほか、リング形状(同(c))など各種
形状のものが挙げられる。
状の具体例としては、第1図に示すような円形噴出孔2
を有するもの、第2、3図に示すような角形噴出孔2を
有するものなどが挙げられる。また、噴出孔の形状とし
ては、第4図に示す如く、正方形(同(a))や星形
(同(b))のほか、リング形状(同(c))など各種
形状のものが挙げられる。
【0013】本発明のCaO質ノズルの製造にあたって
は、まず、CaOを40%以上含有し、残部が実質的に
金属酸化物よりなるCaO質耐火材を準備する。
は、まず、CaOを40%以上含有し、残部が実質的に
金属酸化物よりなるCaO質耐火材を準備する。
【0014】このカルシア質耐火材のCaO原料として
は、CaOを主体とする耐火材、例えばカルシア(Ca
O)、CaOを富化したドロマイト等が挙げられる。C
aOとしては特に電融カルシアが緻密で、高活性な金属
又は合金溶湯に接触した場合においても、溶湯へのコン
タミが少なく好適である。
は、CaOを主体とする耐火材、例えばカルシア(Ca
O)、CaOを富化したドロマイト等が挙げられる。C
aOとしては特に電融カルシアが緻密で、高活性な金属
又は合金溶湯に接触した場合においても、溶湯へのコン
タミが少なく好適である。
【0015】このようなCaO質耐火材は、そのCaO
含有率が高いものほど、熱力学的に安定であり、より高
温下での使用が可能とされる。従ってCaO質耐火材の
CaO含有率は、特に80%以上、とりわけ90%以上
のものが好ましい。
含有率が高いものほど、熱力学的に安定であり、より高
温下での使用が可能とされる。従ってCaO質耐火材の
CaO含有率は、特に80%以上、とりわけ90%以上
のものが好ましい。
【0016】本発明において、このようなCaO質耐火
材でCaO質ノズルを製造するにあたり、製造されるC
aO質ノズルの形状、大きさ、孔径等には何ら制限はな
く、従来のノズルと全く同様で良く、使用目的に応じて
選択される。
材でCaO質ノズルを製造するにあたり、製造されるC
aO質ノズルの形状、大きさ、孔径等には何ら制限はな
く、従来のノズルと全く同様で良く、使用目的に応じて
選択される。
【0017】原料となるCaO質耐火材は、例えば電融
カルシアなどのカルシア質原料を所定の粒径の粉末と
し、必要に応じてZrO2 、MgO、Y2 O3 等の高融
点の金属酸化物や、その他の特性向上のための添加剤等
を適宜の割合で混合して調製される。この原料は、必要
に応じ適宜のバインダを添加した後、ノズルの形状に成
形、焼成する。
カルシアなどのカルシア質原料を所定の粒径の粉末と
し、必要に応じてZrO2 、MgO、Y2 O3 等の高融
点の金属酸化物や、その他の特性向上のための添加剤等
を適宜の割合で混合して調製される。この原料は、必要
に応じ適宜のバインダを添加した後、ノズルの形状に成
形、焼成する。
【0018】このバインダとしては、非水系のものを用
いる。非水系のバインダとしては、液体系のもの、固体
系のものいずれでも良い。液体系のものとしては、無水
塩化カルシウムやアラビアゴムなどを溶かし込んだアル
コール(一価又は多価のアルコール)、トルエンにオレ
イン酸を溶解させたもの、アルコールにオレイン酸を溶
解させたもの、油にオレイン酸を溶解させたもの、四塩
化炭素に密ろうを溶解させたもの、あるいは酢酸イソブ
チル等が好適であるが、タール、ピッチなどの鉱油、動
物油、植物油など、カルシアを消化させることのない非
水系の液体であれば用いることが可能である。
いる。非水系のバインダとしては、液体系のもの、固体
系のものいずれでも良い。液体系のものとしては、無水
塩化カルシウムやアラビアゴムなどを溶かし込んだアル
コール(一価又は多価のアルコール)、トルエンにオレ
イン酸を溶解させたもの、アルコールにオレイン酸を溶
解させたもの、油にオレイン酸を溶解させたもの、四塩
化炭素に密ろうを溶解させたもの、あるいは酢酸イソブ
チル等が好適であるが、タール、ピッチなどの鉱油、動
物油、植物油など、カルシアを消化させることのない非
水系の液体であれば用いることが可能である。
【0019】固体系のバインダとしては、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、酢酸セルロース、アクリル系樹
脂、ポリビニルアルコール等の熱可塑性樹脂、ノボラッ
ク等の熱硬化性樹脂、パラフィン等が好適に用いること
ができるが、成形性を付与する他の物質をも用い得る。
ン、ポリプロピレン、酢酸セルロース、アクリル系樹
脂、ポリビニルアルコール等の熱可塑性樹脂、ノボラッ
ク等の熱硬化性樹脂、パラフィン等が好適に用いること
ができるが、成形性を付与する他の物質をも用い得る。
【0020】成形法としては、各種の方法、例えば金型
成形、スリップキャスティング、ラバープレス、射出成
形、温間プレス、スタンプなどが用いられる。その他、
n−ヘキサン等の非水溶媒と混合してスラリ状とし、型
に流し込み成形して、成形体を作製しても良い。
成形、スリップキャスティング、ラバープレス、射出成
形、温間プレス、スタンプなどが用いられる。その他、
n−ヘキサン等の非水溶媒と混合してスラリ状とし、型
に流し込み成形して、成形体を作製しても良い。
【0021】成形体もしくはスタンプされたノズル本体
は、必要に応じ乾燥し、次いで好ましくは本焼成温度よ
りも低い温度で仮焼した後、本焼成して焼結させる。こ
の焼成温度は1100℃以上、とりわけ1300〜18
00℃程度が好適である。
は、必要に応じ乾燥し、次いで好ましくは本焼成温度よ
りも低い温度で仮焼した後、本焼成して焼結させる。こ
の焼成温度は1100℃以上、とりわけ1300〜18
00℃程度が好適である。
【0022】もちろん、本発明においては、成形、焼成
にホットプレスなどの方法を採用しても良い。
にホットプレスなどの方法を採用しても良い。
【0023】本発明において、このようにして得られた
ノズル本体の先端部に噴出孔を形成する場合、ノズル材
質のCaOが水和性であることから、従来の水を使用す
る放電加工や超音波加工は適当でない。このため、本発
明においては、ノズルの孔明けには、レーザー加工(C
O2 レーザー加工)を採用する。これにより、0.3〜
1.0mm径程度の所望形状の噴出孔を極めて精度良く
形成することができる。
ノズル本体の先端部に噴出孔を形成する場合、ノズル材
質のCaOが水和性であることから、従来の水を使用す
る放電加工や超音波加工は適当でない。このため、本発
明においては、ノズルの孔明けには、レーザー加工(C
O2 レーザー加工)を採用する。これにより、0.3〜
1.0mm径程度の所望形状の噴出孔を極めて精度良く
形成することができる。
【0024】なお、本発明で製造されるCaO質耐火材
は、一般に消化性を有し、大気中の水分を吸収して損傷
する恐れがある。このため、得られたノズルは、真空中
あるいは高温下で保管する必要があるが、ビニール袋等
で真空包装することにより、通常の雰囲気下で半年以上
良好に保管することができる。
は、一般に消化性を有し、大気中の水分を吸収して損傷
する恐れがある。このため、得られたノズルは、真空中
あるいは高温下で保管する必要があるが、ビニール袋等
で真空包装することにより、通常の雰囲気下で半年以上
良好に保管することができる。
【0025】このような本発明で製造されるCaO質ノ
ズルは、高融点金属、高活性金属例えば、Sc、Y、L
a、原子番号58〜71のCe、Pr等のランタノイド
元素、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、M
o、W、Mn、Mg、Al、Tc、Re、Ru、Os、
Co、Ni、Rh、Pd、Ir、Ptあるいはこれらの
元素の1種又は2種以上を含む合金の溶湯の流出に極め
て好適である。
ズルは、高融点金属、高活性金属例えば、Sc、Y、L
a、原子番号58〜71のCe、Pr等のランタノイド
元素、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、M
o、W、Mn、Mg、Al、Tc、Re、Ru、Os、
Co、Ni、Rh、Pd、Ir、Ptあるいはこれらの
元素の1種又は2種以上を含む合金の溶湯の流出に極め
て好適である。
【0026】特に、本発明で製造されるCaO質ノズル
を、Al、Si、Zr、Ti等の脱酸元素を含有する溶
湯に用いた場合には、優れた脱酸、脱硫、脱窒、脱介在
物等の精錬効果が得られ、極めて有利である。
を、Al、Si、Zr、Ti等の脱酸元素を含有する溶
湯に用いた場合には、優れた脱酸、脱硫、脱窒、脱介在
物等の精錬効果が得られ、極めて有利である。
【0027】次に、本発明の具体的な製造例とノズルの
製造例と耐食試験例を説明する。
製造例と耐食試験例を説明する。
【0028】実施例1 電融カルシア(CaO純度98%)を0.2mm以下に
破砕及び分級したものを主原料として、これに重油ピッ
チを3重量%添加し、150℃に加熱して良く混合した
後、金型成形した。
破砕及び分級したものを主原料として、これに重油ピッ
チを3重量%添加し、150℃に加熱して良く混合した
後、金型成形した。
【0029】この成形体を650℃で3時間仮焼した
後、1350℃×2時間の焼成を行ない焼結を行なわせ
た。この後、ノズル先端部にCO2 パルスレーザーによ
って孔あけ加工をした。このようにして得られた焼結体
の組成は表1に示す通りであり、その形状及び寸法は第
5図に示すようなものであった。
後、1350℃×2時間の焼成を行ない焼結を行なわせ
た。この後、ノズル先端部にCO2 パルスレーザーによ
って孔あけ加工をした。このようにして得られた焼結体
の組成は表1に示す通りであり、その形状及び寸法は第
5図に示すようなものであった。
【0030】このノズルに次の組成の合金を50g投入
し、加熱し5分間溶湯を保持した後、Arによって噴射
を行い、ノズルの観察及び溶湯の酸素分析を行った。結
果を表2に示す。
し、加熱し5分間溶湯を保持した後、Arによって噴射
を行い、ノズルの観察及び溶湯の酸素分析を行った。結
果を表2に示す。
【0031】No. 1 Co−60%Zr合金 No. 2 Ag−30%Cu−40%Ti合金 No. 3 Cu−50%Ti合金 No. 4 Cu−40%Nb合金 比較例1 表1に示す組成のSiO2 系耐火物ノズル(形状及び寸
法は実施例1で用いたものと同じ。)を用いたこと以外
は実施例1と同様にしてノズルの溶湯の浸漬を行った。
酸素分析結果を表2に示す。
法は実施例1で用いたものと同じ。)を用いたこと以外
は実施例1と同様にしてノズルの溶湯の浸漬を行った。
酸素分析結果を表2に示す。
【0032】また、実施例1及び比較例1のノズルの外
観観察結果は次の通りである。 実施例ノズル:いずれも損傷等は生じない。
観観察結果は次の通りである。 実施例ノズル:いずれも損傷等は生じない。
【0033】比較例ノズル:ノズル孔部が侵食され2〜
3mm程度の径の孔に広がると共に、溶解部には無数の
亀裂がはいり再使用に耐えない。特に、No. 4の溶湯に
対しては比較例の実験はノズルの損傷により行うことが
できなかった。
3mm程度の径の孔に広がると共に、溶解部には無数の
亀裂がはいり再使用に耐えない。特に、No. 4の溶湯に
対しては比較例の実験はノズルの損傷により行うことが
できなかった。
【0034】
【表1】
【0035】
【表2】
【0036】
【発明の効果】以上の実施例からも明らかな通り、本発
明によれば、 極めて安定であり、高温下で良好に使用できる。 高融点高活性の金属又は合金の溶湯の流出に用いた
場合でも、ノズルから溶湯へのコンタミが少ない。 このためノズルが溶湯により侵食され損傷すること
も殆どない。 熱衝撃性にも優れる。 等の利点を有する高特性ノズルを、高精度かつ高生産効
率にて製造することが可能とされる。本発明で得られる
ノズルによれば、多種多様な合金組成の急冷薄帯やアモ
ルファス合金などの製造が可能とされるものであり、本
発明は工業的に極めて有用である。
明によれば、 極めて安定であり、高温下で良好に使用できる。 高融点高活性の金属又は合金の溶湯の流出に用いた
場合でも、ノズルから溶湯へのコンタミが少ない。 このためノズルが溶湯により侵食され損傷すること
も殆どない。 熱衝撃性にも優れる。 等の利点を有する高特性ノズルを、高精度かつ高生産効
率にて製造することが可能とされる。本発明で得られる
ノズルによれば、多種多様な合金組成の急冷薄帯やアモ
ルファス合金などの製造が可能とされるものであり、本
発明は工業的に極めて有用である。
【図1】第1図は本発明で製造されるCaO質ノズルの
一例を示す図であって、(a)図は先端部の断面図、
(b)図は底面図である。
一例を示す図であって、(a)図は先端部の断面図、
(b)図は底面図である。
【図2】第2図は本発明で製造されるCaO質ノズルの
他の例を示す図であって、(a)図は先端部の断面図、
(b)図は底面図である。
他の例を示す図であって、(a)図は先端部の断面図、
(b)図は底面図である。
【図3】第3図は本発明で製造されるCaO質ノズルの
別の例を示す図であって、(a)図は先端部の断面図、
(b)図は底面図である。
別の例を示す図であって、(a)図は先端部の断面図、
(b)図は底面図である。
【図4】第4図(a)〜(c)は、各々、本発明で製造
されるノズルに採用し得る噴出孔の形状例を示すノズル
の底面図である。
されるノズルに採用し得る噴出孔の形状例を示すノズル
の底面図である。
【図5】第5図(a)、(b)は実施例1及び比較例1
で用いたノズルを示す図であって、(a)は断面図、
(b)は底面図である。
で用いたノズルを示す図であって、(a)は断面図、
(b)は底面図である。
1 ノズル 2 噴出孔
Claims (1)
- 【請求項1】 CaOを40重量%以上含有し、残部が
実質的に金属酸化物よりなるCaO質耐火材を成形、焼
成してノズル形状とした後、先端にレーザー加工を施す
ことにより噴出孔を形成することを特徴とするCaO質
ノズルの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3206790A JPH06102278B2 (ja) | 1991-08-19 | 1991-08-19 | CaO質ノズルの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3206790A JPH06102278B2 (ja) | 1991-08-19 | 1991-08-19 | CaO質ノズルの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0592285A true JPH0592285A (ja) | 1993-04-16 |
| JPH06102278B2 JPH06102278B2 (ja) | 1994-12-14 |
Family
ID=16529141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3206790A Expired - Lifetime JPH06102278B2 (ja) | 1991-08-19 | 1991-08-19 | CaO質ノズルの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06102278B2 (ja) |
-
1991
- 1991-08-19 JP JP3206790A patent/JPH06102278B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06102278B2 (ja) | 1994-12-14 |
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