JPH0723253B2 - 耐火材料 - Google Patents
耐火材料Info
- Publication number
- JPH0723253B2 JPH0723253B2 JP3708992A JP3708992A JPH0723253B2 JP H0723253 B2 JPH0723253 B2 JP H0723253B2 JP 3708992 A JP3708992 A JP 3708992A JP 3708992 A JP3708992 A JP 3708992A JP H0723253 B2 JPH0723253 B2 JP H0723253B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- materials
- alumina
- cao
- nozzle
- refractory material
- 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 - Lifetime
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- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は耐火物用材料に関する
もので、さらに詳しくはＣａＯ，ＳｉＯ2，Ｂ2Ｏ3の３
成分を必須成分とする高機能性を有し、製鋼用ノズルに
用いる電融耐火材料に関するものである。
もので、さらに詳しくはＣａＯ，ＳｉＯ2，Ｂ2Ｏ3の３
成分を必須成分とする高機能性を有し、製鋼用ノズルに
用いる電融耐火材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の製鋼の連続鋳造時に用いられるノ
ズル用材として用いられる耐火物は、溶融石英材や、ア
ルミナおよびまたはアルミナ−シリカ系の高アルミナ材
料、ジルコニア材料，ジルコニア−カルシア材料の一者
もしくは二者以上または特殊な使用条件下では、マグネ
シアおよびまたはマグネシア−アルミナ系のスピネル材
等の酸化物耐火材料を主体とし、これに黒鉛質材，炭素
質材（カーボン材）炭化物材，窒化珪素材の一者若しく
は二者以上を配合して構成された耐火材料を用い混練成
形し焼成されたノズルが使用されている。
ズル用材として用いられる耐火物は、溶融石英材や、ア
ルミナおよびまたはアルミナ−シリカ系の高アルミナ材
料、ジルコニア材料，ジルコニア−カルシア材料の一者
もしくは二者以上または特殊な使用条件下では、マグネ
シアおよびまたはマグネシア−アルミナ系のスピネル材
等の酸化物耐火材料を主体とし、これに黒鉛質材，炭素
質材（カーボン材）炭化物材，窒化珪素材の一者若しく
は二者以上を配合して構成された耐火材料を用い混練成
形し焼成されたノズルが使用されている。
【０００３】これら連続鋳造方式の取鍋、タンディッシ
ュ等に用いられるロングノズルや浸漬ノズルは、当初は
溶融シリカ材で製造された材質のものが使用されていた
が、品質の安定性、鋳造の高能率化、鋳造コスト、鋳片
の歩留りの向上が進められるに至り、連続鋳造も多連鋳
化が指向されることとなり、溶融シリカ材では溶損が大
きくノズル孔の拡大や、ノズルが破損するなどの問題が
生じ多連続鋳造操業が出来なくなり、これに対処するた
めに溶融石英質材、アルミナ質材アルミナ−シリカ系の
高アルミナ材，ジルコニア質材，ジルコニア−カルシア
質材等の各種酸化物耐火材料の一者若しくは二者以上
や、特殊な使用条件ではマグネシア質材およびまたはア
ルミナ−マグネシア系のスピネル質材料を主体とし、こ
れに黒鉛質材，カーボン質材の一者若しくは二者と必要
に応じては炭化物材，窒化物材の一者若しくは二者以上
を配合し製造されたノズルに移行して多連続鋳造操業に
対処し効果をあげてきているが、その反面、ノズル孔内
壁にアルミニウムを主体とする酸化物，（非金属介在
物）が付着堆積して円滑な鋳造作業が出来ないこと、ま
たノズル孔内壁に付着堆積した非金属介在物が剥落し、
混入することにより大きな砂キズの原因となる等、操業
上及び品質上等に大きな問題が生じてきている。
ュ等に用いられるロングノズルや浸漬ノズルは、当初は
溶融シリカ材で製造された材質のものが使用されていた
が、品質の安定性、鋳造の高能率化、鋳造コスト、鋳片
の歩留りの向上が進められるに至り、連続鋳造も多連鋳
化が指向されることとなり、溶融シリカ材では溶損が大
きくノズル孔の拡大や、ノズルが破損するなどの問題が
生じ多連続鋳造操業が出来なくなり、これに対処するた
めに溶融石英質材、アルミナ質材アルミナ−シリカ系の
高アルミナ材，ジルコニア質材，ジルコニア−カルシア
質材等の各種酸化物耐火材料の一者若しくは二者以上
や、特殊な使用条件ではマグネシア質材およびまたはア
ルミナ−マグネシア系のスピネル質材料を主体とし、こ
れに黒鉛質材，カーボン質材の一者若しくは二者と必要
に応じては炭化物材，窒化物材の一者若しくは二者以上
を配合し製造されたノズルに移行して多連続鋳造操業に
対処し効果をあげてきているが、その反面、ノズル孔内
壁にアルミニウムを主体とする酸化物，（非金属介在
物）が付着堆積して円滑な鋳造作業が出来ないこと、ま
たノズル孔内壁に付着堆積した非金属介在物が剥落し、
混入することにより大きな砂キズの原因となる等、操業
上及び品質上等に大きな問題が生じてきている。
【０００４】この問題を解決するため、前述種々の耐火
材の組合せやノズルの構造上多層構成とするとか、また
ノズル内壁より不活性ガスを吹き込みガスシール効果に
より内面保護をすることにより付着，堆積を防止するな
ど種々な対策がこうじられているが、いまだ充分な効果
を修める迄には至っていないのが現状でこの改善が強く
求められている。
材の組合せやノズルの構造上多層構成とするとか、また
ノズル内壁より不活性ガスを吹き込みガスシール効果に
より内面保護をすることにより付着，堆積を防止するな
ど種々な対策がこうじられているが、いまだ充分な効果
を修める迄には至っていないのが現状でこの改善が強く
求められている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記に鑑み、耐熱性、
耐食性を保ち、且つ溶湯中に介在するアルミニウム酸化
物を主体とする非金属介在物の付着、堆積を防止し得る
特殊な機能を有する耐火材料を提供することを技術的課
題とするものである。
耐食性を保ち、且つ溶湯中に介在するアルミニウム酸化
物を主体とする非金属介在物の付着、堆積を防止し得る
特殊な機能を有する耐火材料を提供することを技術的課
題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は溶湯中の非金
属介在物の主成分であるアルミニウム酸化物のノズル内
壁への付着堆積を防ぎ、操業上、品質上の改善を計るも
のである。
属介在物の主成分であるアルミニウム酸化物のノズル内
壁への付着堆積を防ぎ、操業上、品質上の改善を計るも
のである。
【０００７】本発明はノズル内壁に付着堆積する主な成
分アルミナとの間で高い活性度を有し、化学反応を起こ
すことにより低溶融物を生成し流出せしめることに着目
し、種々研究を重ねた結果、ＣａＯを主成分とする耐火
材料が最も有効であることを見い出した。更にＣａＯを
主成分とする耐火材料の中でもより反応性を高め付着防
止効果の高い材料とするには付着物の主成分でアルミナ
との関係上、ＣａＯとＳｉＯ2のモル比が２：１〜３：
２とし、これに結晶安定化材としてＢ2Ｏ3を１％〜５％
添加し、この３者を必須成分となし、３者の合量が９５
％以上で構成してなる電気溶融耐火材を開発した。本耐
火材は耐熱性および受熱，冷却等による熱変化に対して
も結晶の安定度が高く熱変化に対して安定し粉化等の現
象も生じない。（γ２ＣａＯＳｉＯ2の生成がない）上
アルミナを主成分とする非金属介在物との間で高い反応
性を有する素材であり、これを提供するものである。
分アルミナとの間で高い活性度を有し、化学反応を起こ
すことにより低溶融物を生成し流出せしめることに着目
し、種々研究を重ねた結果、ＣａＯを主成分とする耐火
材料が最も有効であることを見い出した。更にＣａＯを
主成分とする耐火材料の中でもより反応性を高め付着防
止効果の高い材料とするには付着物の主成分でアルミナ
との関係上、ＣａＯとＳｉＯ2のモル比が２：１〜３：
２とし、これに結晶安定化材としてＢ2Ｏ3を１％〜５％
添加し、この３者を必須成分となし、３者の合量が９５
％以上で構成してなる電気溶融耐火材を開発した。本耐
火材は耐熱性および受熱，冷却等による熱変化に対して
も結晶の安定度が高く熱変化に対して安定し粉化等の現
象も生じない。（γ２ＣａＯＳｉＯ2の生成がない）上
アルミナを主成分とする非金属介在物との間で高い反応
性を有する素材であり、これを提供するものである。
【０００８】次に限定理由について記述する。 ＣａＯ，ＳｉＯ2の比（モル比で２：１〜３：２） 〈ａ〉３：２以下であると耐熱性を大きく損なうことに
より溶損が非常に大きくなる。 〈ｂ〉２：１以上となると耐熱性が高くなり、ＣａＯを
多く含有するもアルミナを主成分とする非金属介在物と
の間での反応性が小さくなる。 Ｂ2Ｏ3の含有量（１％〜５％） 〈ａ〉１％以下では素材の結晶の安定度を充分保つこと
が出来ない。（２ＣａＯＳｉＯ2→γ２ＣａＯＳｉＯ2の
結晶転移防止効果が不完全となるため粉化現象を生ず
る。） 〈ｂ〉５％以上となると耐熱性に問題を生ずる。
より溶損が非常に大きくなる。 〈ｂ〉２：１以上となると耐熱性が高くなり、ＣａＯを
多く含有するもアルミナを主成分とする非金属介在物と
の間での反応性が小さくなる。 Ｂ2Ｏ3の含有量（１％〜５％） 〈ａ〉１％以下では素材の結晶の安定度を充分保つこと
が出来ない。（２ＣａＯＳｉＯ2→γ２ＣａＯＳｉＯ2の
結晶転移防止効果が不完全となるため粉化現象を生ず
る。） 〈ｂ〉５％以上となると耐熱性に問題を生ずる。
【０００９】
【実施例】表１に示した原料を用い、表２に実施例、本
発明範囲内及び本発明範囲外の比較例を示す。
発明範囲内及び本発明範囲外の比較例を示す。
【００１０】
【表１】
【００１１】表１に記した原料をそれぞれ単体で７４μ
以下に粉砕し配合（石灰はＣａＯ量で換算して配合す
る。なお石灰材料は水酸化石灰，または炭酸石灰等いず
れでも良い）を行い、ミキサーにて混合混練してブリケ
ットマシンで６×６×８ｍｍに造粒した後、乾燥し、そ
の後三相電気炉を用い溶融し、炉を傾動させて取鍋に移
送して取鍋内で冷却して製造する。この溶融物から耐熱
試験は３０×３０×３０mmの試験片を切り出し、耐水和
試験材は粉砕して３〜２mmの試料を調整をし、又加熱冷
却を行うことによる結晶の安定性、砿物組成の変化も同
試料を用いて行う。 機能性試験は溶融材料を粉砕して
３〜１mm ４５％，１．０〜０．１mm １５％，０．１mm
以下 ４０％に樹脂を５％添加しウエットパンにて混
合，混練を行い、１０００kg/cm2の圧力で成形し、最高
温度１４５０℃のトンネル窯にて焼成をほどこし評価試
験用試料を製造する。評価試験結果は表２に記述する。
以下に粉砕し配合（石灰はＣａＯ量で換算して配合す
る。なお石灰材料は水酸化石灰，または炭酸石灰等いず
れでも良い）を行い、ミキサーにて混合混練してブリケ
ットマシンで６×６×８ｍｍに造粒した後、乾燥し、そ
の後三相電気炉を用い溶融し、炉を傾動させて取鍋に移
送して取鍋内で冷却して製造する。この溶融物から耐熱
試験は３０×３０×３０mmの試験片を切り出し、耐水和
試験材は粉砕して３〜２mmの試料を調整をし、又加熱冷
却を行うことによる結晶の安定性、砿物組成の変化も同
試料を用いて行う。 機能性試験は溶融材料を粉砕して
３〜１mm ４５％，１．０〜０．１mm １５％，０．１mm
以下 ４０％に樹脂を５％添加しウエットパンにて混
合，混練を行い、１０００kg/cm2の圧力で成形し、最高
温度１４５０℃のトンネル窯にて焼成をほどこし評価試
験用試料を製造する。評価試験結果は表２に記述する。
【００１２】
【表２】
【００１３】
【発明の効果】本発明の耐火材料は溶鋼中の非金属介在
物の主成分であるアルミナとの反応性の高いＣａＯ，Ｓ
ｉＯ2とＢ2Ｏ3を必須成分として構成し、しかもＣａＯ
とＳｉＯ2の比をモル比で２：１〜３：２としＢ2Ｏ3１
％〜５％と限定したことにより耐熱性耐消化性および結
晶形の安定性にも優れ加熱，冷却の繰り返しにおいても
２ＣａＯＳｉＯ2等の結晶形の転移もなくγ２ＣａＯＳ
ｉＯ2生成も全く認められない等、種々耐火材としての
特性を充分に備え持ち、アルミナとの接触反応性も非常
に高い等の機能性をも充分備えている。尚本材は電気炉
にて溶融して製造しているため、均質かつ高い結晶度を
有し、安定した品質を保つ素材となる。この材料を用い
て製造したノズル材は溶鋼中に介在するアルミナを主成
分とした非金属介在物との間で非常に高い反応性を有す
るので連鋳用のロングノズル，浸漬ノズルのノズル孔内
壁に付着堆積するアルミナ系の非金属介在物の付着堆積
防止に非常に有効である。尚表２において 〈耐熱性〉（所定温度で３時間保持炉内冷却後の状態を示す。） Ａ 変化なし Ｂ 軟化状態 をそれぞれ示す Ｃ 半溶融状態 Ｄ シキ台に溶融浸透している状態 試料は溶融物から３０×３０×３０mmの大きさに切り出し造る。 〈耐水和性〉電気溶融物を粉砕して３〜２mmに調整し
て試料とする。この試料を水中に入れ、煮沸３０分後１
０５℃の恒温槽中で１０時間乾燥を行う。 ａ．重量増加量（消化量） ｂ．粉化率（2mm以下となった量（重量パーセント）） 〈砿物組成〉 ａ．元材料のＸ線回折試験のよる ｂ．水和試験−乾燥後材のＸ線回折試験による １．ＣａＯ ２．３ＣａＯＳｉＯ2 ３．２ＣａＯＳｉＯ2 ４．３ＣａＯ２ＳｉＯ2 ５．ＣａＯＳｉＯ2 〈機能性試験〉溶融材料を粉砕し、３〜１mm４５％，１
〜０．１mm１５％，０．1mm以下４０％を配合し樹脂５
％を添加混練後１０００kg/ｃｍ2の圧力で加圧成形した
後、１４５０℃で焼成し試料とする。試料の大きさ５０
×５０×２０mmにアルミナ４４ミクロン下を２mm厚に塗布し
て３０分間１５５０℃で保持し炉内冷却後の状態を示
す。 Ａ 変化なし Ｂ １／３変化有り 状態を示す Ｃ ２／３変化有り Ｄ ほとんど反応する
物の主成分であるアルミナとの反応性の高いＣａＯ，Ｓ
ｉＯ2とＢ2Ｏ3を必須成分として構成し、しかもＣａＯ
とＳｉＯ2の比をモル比で２：１〜３：２としＢ2Ｏ3１
％〜５％と限定したことにより耐熱性耐消化性および結
晶形の安定性にも優れ加熱，冷却の繰り返しにおいても
２ＣａＯＳｉＯ2等の結晶形の転移もなくγ２ＣａＯＳ
ｉＯ2生成も全く認められない等、種々耐火材としての
特性を充分に備え持ち、アルミナとの接触反応性も非常
に高い等の機能性をも充分備えている。尚本材は電気炉
にて溶融して製造しているため、均質かつ高い結晶度を
有し、安定した品質を保つ素材となる。この材料を用い
て製造したノズル材は溶鋼中に介在するアルミナを主成
分とした非金属介在物との間で非常に高い反応性を有す
るので連鋳用のロングノズル，浸漬ノズルのノズル孔内
壁に付着堆積するアルミナ系の非金属介在物の付着堆積
防止に非常に有効である。尚表２において 〈耐熱性〉（所定温度で３時間保持炉内冷却後の状態を示す。） Ａ 変化なし Ｂ 軟化状態 をそれぞれ示す Ｃ 半溶融状態 Ｄ シキ台に溶融浸透している状態 試料は溶融物から３０×３０×３０mmの大きさに切り出し造る。 〈耐水和性〉電気溶融物を粉砕して３〜２mmに調整し
て試料とする。この試料を水中に入れ、煮沸３０分後１
０５℃の恒温槽中で１０時間乾燥を行う。 ａ．重量増加量（消化量） ｂ．粉化率（2mm以下となった量（重量パーセント）） 〈砿物組成〉 ａ．元材料のＸ線回折試験のよる ｂ．水和試験−乾燥後材のＸ線回折試験による １．ＣａＯ ２．３ＣａＯＳｉＯ2 ３．２ＣａＯＳｉＯ2 ４．３ＣａＯ２ＳｉＯ2 ５．ＣａＯＳｉＯ2 〈機能性試験〉溶融材料を粉砕し、３〜１mm４５％，１
〜０．１mm１５％，０．1mm以下４０％を配合し樹脂５
％を添加混練後１０００kg/ｃｍ2の圧力で加圧成形した
後、１４５０℃で焼成し試料とする。試料の大きさ５０
×５０×２０mmにアルミナ４４ミクロン下を２mm厚に塗布し
て３０分間１５５０℃で保持し炉内冷却後の状態を示
す。 Ａ 変化なし Ｂ １／３変化有り 状態を示す Ｃ ２／３変化有り Ｄ ほとんど反応する
Claims (1)
- ＣａＯ，ＳｉＯ2，Ｂ2Ｏ3の３成分を必須成分とした耐
火材料において、ＣａＯとＳｉＯ2比がモル比で２：１
〜３：２の範囲の耐火材料９５％〜９９％とＢ2Ｏ3が１
％〜５％で構成されＣａＯ，ＳｉＯ2，Ｂ2Ｏ3の合量が
９５％以上であることを特徴とするＣａＯ，ＳｉＯ2，
Ｂ2Ｏ3系の電融耐火材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3708992A JPH0723253B2 (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | 耐火材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3708992A JPH0723253B2 (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | 耐火材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05201759A JPH05201759A (ja) | 1993-08-10 |
| JPH0723253B2 true JPH0723253B2 (ja) | 1995-03-15 |
Family
ID=12487835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3708992A Expired - Lifetime JPH0723253B2 (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | 耐火材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0723253B2 (ja) |
-
1992
- 1992-01-27 JP JP3708992A patent/JPH0723253B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05201759A (ja) | 1993-08-10 |
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