JPH0714832B2 - 連続鋳造用耐火物の製造方法 - Google Patents

連続鋳造用耐火物の製造方法

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JPH0714832B2
JPH0714832B2 JP1325323A JP32532389A JPH0714832B2 JP H0714832 B2 JPH0714832 B2 JP H0714832B2 JP 1325323 A JP1325323 A JP 1325323A JP 32532389 A JP32532389 A JP 32532389A JP H0714832 B2 JPH0714832 B2 JP H0714832B2
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茂樹 丹羽
俊夫 川村
昭司 柴田
隆文 西部
憲生 近藤
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東芝セラミックス株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、連続鋳造の鋳型とタンディッシュとの間に介
在されるスライドゲート、ノズル等の連続鋳造用耐火物
の製造方法に関する。
[従来の技術] 通常、連続鋳造用耐火物としては、MgO(マグネシア)
を含むMgO系耐火物が、溶鋼との接触角が大きいことか
ら、他の材質に比べ高耐食性を期待でき、広く用いられ
ている。
しかし、MgO系耐火物は、熱膨張率が大きいことから、
熱衝撃抵抗性に劣る欠点がある。
従来、上記欠点に対処するため、 (1) MgO系骨材の他にC(カーボン)を多量に耐火
物骨材として含有させ、熱膨張率を低くあるいは熱伝導
性をよくしたり、 (2) 単斜晶型ZrO2(ジルコニア)骨材を併用し、耐
火物製造時にマトリックス中にマイクロクラックを得
る。
等の方法により、熱衝撃抵抗性の向上を図る連続鋳造用
耐火物の製造方法が考えられている。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、多量のCを耐火物骨材として併用する従
来の製造方法によるMgO−C系連続鋳造用耐火物におい
ては、カーボンの酸化・脱炭による組織の脆弱化あるい
は極低炭素鋼種に対する耐食性劣化の問題がある。
又、単斜晶型ZrO2を耐火物骨材として併用する従来の製
造方法によるMgO−ZrO2系連続鋳造用耐火物において
は、ZrO2の使用量が少ないと、MgOによって安定化され
た立方晶型ZrO2の比率が増し、単斜晶型正方晶型の相
変態に起因するマイクロクラックが減少して効果が減少
する一方、ZrO2の使用量が多い、あるいは粗角として使
用すると、結合組織内に多数のクラックが発生し、強度
が著しく劣化する問題がある。
そこで、本発明は、耐食性、熱衝撃抵抗性に優れ、かつ
組織の結合強度を高め得る連続鋳造用耐火物の製造方法
の提供を目的とする。
[課題を解決するための手段] 前記課題を解決するため、本発明は、MgOのみ又はMgOを
含む耐火材料100重量部に対しZrO2を5〜50重量部添加
して粒径44〜10000μmに調製したMgO−ZrO2系骨材(以
下、MZ系骨材と称す)20〜100重量%、残部が主としてM
gO系骨材からなる耐火物原料を混練して、成形、焼成す
る方法である。
ここで、MgOを含む耐火材料とは、MgOの他に、酸化物、
炭化物、ほう化物、もしくは窒化物耐火材料又は金属の
1種以上を添加したものをいい、例えばAl2O3(アルミ
ナ)、Cr2O3(酸化クロム)、ZrB2(ほう化ジルコニウ
ム)あるいはSi3N4(窒化けい素)ウイスカ、SiC(炭化
けい素)ウイスカ等が用いられる。MgO以外の耐火材料
は、MZ系骨材自身の耐食性や強度を高めるもので、その
添加量の割合は、MZ系骨材全体のうち80重量%以下であ
ることが好ましい。80重量%を超えると、MgOの配合量
が減少し、高い耐食性を期待できなくなるおそれがあ
り、かつMgOとZrO2のバランスがくずれ、不適である。
又、MgO系骨材とは、MgO、MgO・Al2O3(スピネル)又は
MgO・Cr2O3(クロムスピネル)の1種以上、あるいはこ
れらの他にAl203を添加したものをいい、これら主とな
るMgO系骨材に加え、他の骨材として、より一層の耐ス
ポーリング性あるいは耐食性向上のためにC(炭素)を
併用することも有効である。
[作 用] MZ系骨材は、バデレアイト(baddeleyite)とペリクレ
ース(periclase)あるいはスピネル等を原料として溶
融製造したクリンカーだけでなく、1500℃以上の温度で
焼結させたものを破砕調製したものでもよいが、ZrO2
晶の大きさを制御する面及び現状の製造技術、コスト面
で電融品が特に望ましい。
ZrO2は、MgO、Al2O3、Cr2O3にはほとんど固溶しないた
め、MZ系骨材は、MgOあるいはMgO・Al2O3、MgO・Cr2O3
やフリーのAl2O3やCr2O3等のマトリックス中にZrO2粒子
が分散した組織を呈する。
このZrO2は、MgOの固溶量に応じて単斜晶型、正方晶型
あいは立方晶型として存在する。そして、MZ系骨材を耐
火物に使用した場合、焼成時あるいは実使用時の熱履歴
により以下のようにしてマイクロクラックを生じる。
MZ系骨材中のZrO2粒子が単斜晶型であった場合には、単
斜晶型正方晶型の相変態における膨張収縮によりZrO2
粒子周辺部にマイクロクラックを生ずる。
又、ZrO2粒子が正方晶型であった場合には、熱応力の増
減によって一部が単斜晶型に相変態して同様のマイクロ
クラックを生ずる。
更に、ZrO2粒子が立方晶型であった場合には、1300〜14
00℃でアニールされて脱安定化し、一部が正方晶型に相
変態し、かつ単斜晶型に相変態することでマイクロクラ
ックを生ずる。
従って、MZ系骨材中のZrO2相の違いにかかわらず、焼成
時あるいは製品使用時の熱履歴においてマイクロクラッ
クが得られ、このマイクロクラックが外部から製品に加
わる熱応力を吸収、緩和することで、骨材自体及び耐火
物の熱衝撃抵抗性を高めることができる。しかも、この
マイクロクラックは、MZ系骨材中のZrO2粒子及びその周
囲にのみ発生するので、組織の結合強度を劣化させるに
は至らない。
ZrO2は、MgOによって立方晶型ZrO2に安定化されるた
め、MZ系骨材調製時のZrO2の添加量が、MgOのみ又はMgO
を含む耐火材料100重量部に対し5重量部未満では、マ
イクロクラックの発生量が減少して効果がなく、50重量
部を超えると、立方晶型ZrO2が増加して線熱膨張係数が
大きくなり、熱衝撃抵抗性が改善されない。
MZ系骨材の粒径は、44μm未満であると、耐火物のマト
リックスにもマイクロクラックを生ずることになり、そ
の結果、組織の結合強度を劣化させることとなり、1000
0μmを超えると、耐火物の製造が困難となる。
耐火物原料中におけるMZ系骨材の配合量が20重量%未満
となると、MZ系骨材粒子におけるマイクロクラックの総
量が少なく、通常のMgO系耐火物の欠点である低熱衝撃
抵抗性が改善されない。
[実施例] 以下、本発明の実施例を説明する。
MgO 100重量部に対してZrO2を第1表に示すように所要
量ずつ添加し、又、MgOを含む耐火材料(MgO−Al2O3
に対してZrO2を第2表に示すように所要量ずつ添加し、
焼結法又は溶融法により粒径44〜5000μmの粉末からな
る12種類のMZ系骨材を調製した。
調製したMZ系骨材と、粒径0.5〜5000μmのMgO粉末を第
1,2表に示す割合で配合し、更に所要量のバインダー
(実施例3,12は、更に外率で3重量%のカーボンを含有
する)と共に混練し、1.5kg/cm2の圧力で成形した後、
酸化又は還元雰囲気中において1600℃の温度で焼成して
スライドゲート用耐火物を得た。
上記各スライドゲート用耐火物の曲げ強さ、耐食指数、
熱衝撃試験結果及び実用寿命は、単斜晶型ZrO2を耐火物
骨材として併用した従来の方法によるスライドゲート用
耐火物その他を併記する第1,2表に示すようになった。
第1表中、実施例1のZrO2含有量は、比較例1のそれに
相当し、実施例2,3のZrO2含有量は、比較例2のそれに
相当する。
又、曲げ強さその他の特性は、焼成後のピッチ含浸・揮
発分除去後に測定した。
従って、実施例1〜12のように、MZ系骨材調製時に、Mg
Oのみ又はMgOを含む耐火材料100重量部に対するZrO2
添加量を5〜50重量部とし、かつ耐火物原料全体(バイ
ンダーを除く)におけるMZ系骨材の配合量を20〜100重
量%とすることにより、曲げ強さ及び耐食指数を従来の
方法によるスライドゲート用耐火物とほぼ同等とし得、
かつ熱衝撃抵抗性及び実用寿命を従来の方法によるもの
より飛躍的に向上し得ることがわかる。
これは、調製温度の違いによるMZ系骨材中のZrO2の結晶
型の相違に影響されることなく、耐火物の焼成時あるい
は実使用時の熱履歴においてMZ系骨材粒子内にマイクロ
クラックが適当量得られ、骨材を結合する耐火物のマト
リックスには、クラックが生じないためである。
又、実施例3,12には、カーボンを単独で添加し、かつバ
インダーを多めにして還元焼成したカーボン含有耐火物
であるが、表からわかるように、曲げ強さ、耐熱衝撃性
及び耐食性が優れていることわかる。
[発明の効果] 以上のように本発明によれば、MZ系骨材中のZrO2の結晶
型の相違に影響されることなく、耐火物の焼成時あるい
は実使用時の熱履歴において、配合された耐火物原料の
うちMZ系骨材粒子内にのみマイクロクラックが得られる
ので、従来の方法によるものより、耐食性、熱衝撃抵抗
性に優れ、かつ組織の結合強度が高い連続鋳造用耐火物
を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西部 隆文 愛知県刈谷市小垣江町南藤1番地 東芝セ ラミックス株式会社刈谷製造所内 (72)発明者 近藤 憲生 愛知県刈谷市小垣江町南藤1番地 東芝セ ラミックス株式会社刈谷製造所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】MgOのみ又はMgOを含む耐火材料100重量部
    に対しZrO2を5〜50重量部添加して粒径44〜10000μm
    に調製したMgO−ZrO2系骨材20〜100重量%、残部が主と
    してMgO系骨材からなる耐火物原料を混練して、成形、
    焼成することを特徴とする連続鋳造用耐火物の製造方
    法。
JP1325323A 1989-12-15 1989-12-15 連続鋳造用耐火物の製造方法 Expired - Fee Related JPH0714832B2 (ja)

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