JPS589887A - 溶融金属の流量制御用スライデイングノズルのプレ−トれんが及びその製造方法 - Google Patents
溶融金属の流量制御用スライデイングノズルのプレ−トれんが及びその製造方法Info
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- JPS589887A JPS589887A JP10838381A JP10838381A JPS589887A JP S589887 A JPS589887 A JP S589887A JP 10838381 A JP10838381 A JP 10838381A JP 10838381 A JP10838381 A JP 10838381A JP S589887 A JPS589887 A JP S589887A
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Landscapes
- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はスライディングノズル用プレートれんがの摺動
画部のみ又は摺動面部と孔周辺部とを水プラズマ溶射法
によって形成する耐火材溶射層で構成して耐用性向上と
製品の41!;、価格化を図ったスライプイングツズμ
用プレートれんが及びその°製造方法に関する−のであ
る。
画部のみ又は摺動面部と孔周辺部とを水プラズマ溶射法
によって形成する耐火材溶射層で構成して耐用性向上と
製品の41!;、価格化を図ったスライプイングツズμ
用プレートれんが及びその°製造方法に関する−のであ
る。
現在、溶銅静の溶融金属の流量制御を行うためには以前
のノズル・ストッパ一方式に代えてスライプイングツズ
μ方式が汎用されてvh&、このスライプイングツズN
を構成する耐火物のうち、最も重要なものはプレートれ
んがであ抄、これは通常固定プレート及び摺動プレート
を合せて2〜゛3枚で構成されているものである。
のノズル・ストッパ一方式に代えてスライプイングツズ
μ方式が汎用されてvh&、このスライプイングツズN
を構成する耐火物のうち、最も重要なものはプレートれ
んがであ抄、これは通常固定プレート及び摺動プレート
を合せて2〜゛3枚で構成されているものである。
従来のこの種スライディングノズル用プレートれんがは
、高価衾コランダム質、コランダム−ムライト質、ムラ
イト質、あるいはジルコン質などの焼成れんがにタール
を含浸処理したものであった。プレートれんがでは、そ
の機能上から溶鋼に対する耐摩耗性と、溶鋼及びスラグ
忙対する耐氷性に優れていること、更に摺動面の面荒れ
を起さず円滑に摺動することが要求される。しかし、上
記の各種焼成れんがでは、耐摩耗性、耐食性と面荒れ防
止などのすべてを同時に満足させることができず、折衷
的な材質が一般に採用されている。
、高価衾コランダム質、コランダム−ムライト質、ムラ
イト質、あるいはジルコン質などの焼成れんがにタール
を含浸処理したものであった。プレートれんがでは、そ
の機能上から溶鋼に対する耐摩耗性と、溶鋼及びスラグ
忙対する耐氷性に優れていること、更に摺動面の面荒れ
を起さず円滑に摺動することが要求される。しかし、上
記の各種焼成れんがでは、耐摩耗性、耐食性と面荒れ防
止などのすべてを同時に満足させることができず、折衷
的な材質が一般に採用されている。
例えば、コランダム−ムライト質の場合、コランダムが
多−程耐食性や耐溶鋼摩耗性は向上するが、一方K T
h (A Aボール性と耐ピーリング性が低下して面荒
れが生じる。逆にムライトが多いと耐スポール性と耐、
ビーりング性が改善され面荒れは少なくなるが、耐食性
と耐溶鋼摩耗性が低下する二従って、一般にコランダム
50〜80%、ふライト20〜50%付近の組成が良い
とされてvhゐ。
多−程耐食性や耐溶鋼摩耗性は向上するが、一方K T
h (A Aボール性と耐ピーリング性が低下して面荒
れが生じる。逆にムライトが多いと耐スポール性と耐、
ビーりング性が改善され面荒れは少なくなるが、耐食性
と耐溶鋼摩耗性が低下する二従って、一般にコランダム
50〜80%、ふライト20〜50%付近の組成が良い
とされてvhゐ。
これら焼成品の欠点を補うものとして近年、アルミナ−
カーボン質のプレートれんがが開発され、これは焼成コ
ランダム−ムライト質れんがに勝る耐用性を示すが、や
はり組成によって性能に偏りが生じ、すべての特性を満
足するまでKは至っていない、すなわち、カーボン含有
率が増すと耐スポール性は良く′&桑が、れんが組織の
強度が低下する。また、れんがの熱膨張率を抑えるため
コランダムの他に若干のムライトを存在させてiる。
カーボン質のプレートれんがが開発され、これは焼成コ
ランダム−ムライト質れんがに勝る耐用性を示すが、や
はり組成によって性能に偏りが生じ、すべての特性を満
足するまでKは至っていない、すなわち、カーボン含有
率が増すと耐スポール性は良く′&桑が、れんが組織の
強度が低下する。また、れんがの熱膨張率を抑えるため
コランダムの他に若干のムライトを存在させてiる。
この種れんかで社、現在、コランダム65%、ムライト
25%、カーボン10%付近の組成が一般的であり、組
成を適宜選択するとと忙よって性静のバランスを保つ工
夫が、′&されてiる。
25%、カーボン10%付近の組成が一般的であり、組
成を適宜選択するとと忙よって性静のバランスを保つ工
夫が、′&されてiる。
スライプイングツズ〃用プレートれんがにおいて、れん
がの損耗する部分は孔周辺及び摺動面部が主である。し
かAK、現在用いられてい・るプレートれんがはその製
造方法から一般に全体が同一材質より構成されており、
前記のようにその材質はいくつかの機能を兼備させbた
めに折衷的とならざるを得す、かつ無駄な部分C廃却部
分)が多く・不経済である。
がの損耗する部分は孔周辺及び摺動面部が主である。し
かAK、現在用いられてい・るプレートれんがはその製
造方法から一般に全体が同一材質より構成されており、
前記のようにその材質はいくつかの機能を兼備させbた
めに折衷的とならざるを得す、かつ無駄な部分C廃却部
分)が多く・不経済である。
プレートれんがの孔周辺の耐用性を向上させる目的で、
孔周辺部にマグネVア質、ジルコン質等の耐火物で作っ
たリングをはめ込み、二層構造として補強するという方
法が試験されたこともあるが、熱膨張差により摺動面に
おける境界部にギャップを生じ、かえって面荒れを助長
し、時にはクラックを生じることまどから、実用化Ka
至っていない。
孔周辺部にマグネVア質、ジルコン質等の耐火物で作っ
たリングをはめ込み、二層構造として補強するという方
法が試験されたこともあるが、熱膨張差により摺動面に
おける境界部にギャップを生じ、かえって面荒れを助長
し、時にはクラックを生じることまどから、実用化Ka
至っていない。
また、特開昭55−158877 では、孔内面及び
孔周辺の摺動面部に母材れんがの材質よりも耐食性、耐
摩耗性に優れた耐火材料をプラズマ法ある−は酸素−ア
セチレン法により、2農以上10霞以下の厚さに溶射し
て補強する方法を提示し゛ている。しかし、溶射の具体
的な方法が開示されておらず、出願当時の溶射技術で社
耐火材料□を2118以上の厚さに溶射する場合、熱歪
により溶射層が酸素−アセチレン炎溶射では相当な鰺聞
を要し。
孔周辺の摺動面部に母材れんがの材質よりも耐食性、耐
摩耗性に優れた耐火材料をプラズマ法ある−は酸素−ア
セチレン法により、2農以上10霞以下の厚さに溶射し
て補強する方法を提示し゛ている。しかし、溶射の具体
的な方法が開示されておらず、出願当時の溶射技術で社
耐火材料□を2118以上の厚さに溶射する場合、熱歪
により溶射層が酸素−アセチレン炎溶射では相当な鰺聞
を要し。
生産性が低くかつ非常にコスト高となる。tた、こめ方
法では母材れkがはAl5Os80〜90%のアA/4
ミナ質れんがであり、溶射材料の材質′に′つ″いては
特に触れておらず、その技術思想はあくまで従来のプレ
ートれんがの補強に溶射を利用す為ものと解され、プレ
ートれんがそのものの高品質低価格化をねらったものと
は考えられ一1k%A、更に。
法では母材れkがはAl5Os80〜90%のアA/4
ミナ質れんがであり、溶射材料の材質′に′つ″いては
特に触れておらず、その技術思想はあくまで従来のプレ
ートれんがの補強に溶射を利用す為ものと解され、プレ
ートれんがそのものの高品質低価格化をねらったものと
は考えられ一1k%A、更に。
溶射部分は孔の外側20〜50m5までの範囲が適当と
してお如、溶射層と母材れんがとの熱膨張差゛の問題を
十分検討、解決しておらず、前記の耐火物りング嵌合の
場合と同様の問題が未解決のtま残されている。
してお如、溶射層と母材れんがとの熱膨張差゛の問題を
十分検討、解決しておらず、前記の耐火物りング嵌合の
場合と同様の問題が未解決のtま残されている。
本発明の目的はスフイデイングノズμ用プレ゛−トれん
がの耐用性向上と低価格化にあゐ。
がの耐用性向上と低価格化にあゐ。
本発明は、いくつかの異なる機能を要求される部分より
なる1個の耐火物において、各部分に要求されb機能に
合った材料を必要かつ十分をだけ配し、かつ金庫のバラ
ンスをとることにより、耐火物の機能及び耐用性の向上
と低価格化を図るという技術思想に基づく亀のであゐ。
なる1個の耐火物において、各部分に要求されb機能に
合った材料を必要かつ十分をだけ配し、かつ金庫のバラ
ンスをとることにより、耐火物の機能及び耐用性の向上
と低価格化を図るという技術思想に基づく亀のであゐ。
スライプイングツズμ用プレートれんがにおいては、溶
鋼あゐいはスラグに接触する孔周辺部では耐食性及び耐
摩耗性が、摺動面部では面荒れしまいことが、そして、
また、その他の部分では耐スポーリング性及び使用中に
ある程度の強度を維持することが要求されるが1本発明
のプν−Fれんがは、それらの各部分をそれぞれ適した
材料により構成する亀のである。
鋼あゐいはスラグに接触する孔周辺部では耐食性及び耐
摩耗性が、摺動面部では面荒れしまいことが、そして、
また、その他の部分では耐スポーリング性及び使用中に
ある程度の強度を維持することが要求されるが1本発明
のプν−Fれんがは、それらの各部分をそれぞれ適した
材料により構成する亀のである。
以上のような背景の亀とに、種々検討を加えた結果、こ
の分野では従来試みられたことのない水プラズマ法によ
抄耐火材の溶射層を形成させる方法を採用すると、スラ
イプイングツズμ用プレー計れんがとして要求される上
記性能が極めて容易に得られることを見出し、本発明の
完成に至ったのである0本発明はスフイデイングノ7c
N用プレートれんがkおける母材れんがの材質と、水プ
ラズマ法による溶射層の形成位置とKよって以下に述べ
る3種類るζ大別でき、図面との対比におiで示す表ら
ば、次の通りである。
の分野では従来試みられたことのない水プラズマ法によ
抄耐火材の溶射層を形成させる方法を採用すると、スラ
イプイングツズμ用プレー計れんがとして要求される上
記性能が極めて容易に得られることを見出し、本発明の
完成に至ったのである0本発明はスフイデイングノ7c
N用プレートれんがkおける母材れんがの材質と、水プ
ラズマ法による溶射層の形成位置とKよって以下に述べ
る3種類るζ大別でき、図面との対比におiで示す表ら
ば、次の通りである。
(1) 高耐食、高耐摩耗性の母材れんがの摺動面部
に耐火材料を水プラズマ法により溶射してなゐもの(第
1図) (2)孔周辺部を構成する高耐食、高耐摩耗性れんがな
母材れんが忙嵌合した後、摺動面部に耐火材料を水プラ
ズマ法で溶射してたるもの(第2図)(3)低品位かつ
安価を母材れんがの孔周辺部及び摺動面部に耐火材料を
水プラズマ法で溶射して倉すもの(第3図) すなわち、本発明のプレートれんがの構造は、第1図〜
第3図に示す□ものに大別でき、これらに □つ
iては後に詳述する。
に耐火材料を水プラズマ法により溶射してなゐもの(第
1図) (2)孔周辺部を構成する高耐食、高耐摩耗性れんがな
母材れんが忙嵌合した後、摺動面部に耐火材料を水プラ
ズマ法で溶射してたるもの(第2図)(3)低品位かつ
安価を母材れんがの孔周辺部及び摺動面部に耐火材料を
水プラズマ法で溶射して倉すもの(第3図) すなわち、本発明のプレートれんがの構造は、第1図〜
第3図に示す□ものに大別でき、これらに □つ
iては後に詳述する。
本発明では、プν−Fれんがの孔周辺部への溶射方法に
ついても検討を加え、第4図〜第7図゛にその概要を図
示している。
ついても検討を加え、第4図〜第7図゛にその概要を図
示している。
第1図〜第6図に示すようにこれらプレートれんがの摺
動面部は耐火材料を水プラズマ溶射して耐火材溶射層(
1)(1)を形成させる。水プラズマ溶射法は陰・陽極
1mftK発生するアークを水(水蒸気)によって安定
化し、発生すb高温・高速のプラズマ炎中に耐火材料を
供給し、これを溶融して高速で母材表面に衝突させ、強
固に付着させて耐火物皮−を形成させる方法である。従
来のガスプラズマ溶射法の場合は、作動ガスとしてAr
、 He 、fkどの高価表ガスを用いるのに対し
、水プラズマ溶射法では安価た水を利用する、また、水
プラズマ溶射法ではガスプラズマ溶射法に比べて電気出
力を大きく設定できるため、溶射効率が高く、溶射能力
は従来のガスプラズマ溶射法の10倍忙も及び、溶射費
用は概算で約17分の1に一低下し、これまで実用化が
経済的に困難であった耐火物への耐火材料のプラズマ溶
射が水プラズマ溶射法の採用によって始めて実現に至っ
たのである。
動面部は耐火材料を水プラズマ溶射して耐火材溶射層(
1)(1)を形成させる。水プラズマ溶射法は陰・陽極
1mftK発生するアークを水(水蒸気)によって安定
化し、発生すb高温・高速のプラズマ炎中に耐火材料を
供給し、これを溶融して高速で母材表面に衝突させ、強
固に付着させて耐火物皮−を形成させる方法である。従
来のガスプラズマ溶射法の場合は、作動ガスとしてAr
、 He 、fkどの高価表ガスを用いるのに対し
、水プラズマ溶射法では安価た水を利用する、また、水
プラズマ溶射法ではガスプラズマ溶射法に比べて電気出
力を大きく設定できるため、溶射効率が高く、溶射能力
は従来のガスプラズマ溶射法の10倍忙も及び、溶射費
用は概算で約17分の1に一低下し、これまで実用化が
経済的に困難であった耐火物への耐火材料のプラズマ溶
射が水プラズマ溶射法の採用によって始めて実現に至っ
たのである。
従来、のプレートれんがでは熱膨張係数の異なる数種の
耐火材料を粒度配合して成形・製造しでいるため、材料
間及びれんがの骨材部とボンド部との間の熱膨張差等に
より摺動面の荒れが助長場れる。また、プレートれんが
の摺動面性一般に平面研削加工が施されるが、硬度の異
なる材料よりなりれんがを平面研削する場合、加工面の
研削精度に限界があるとともKljf削加工能率にも限
界がありoしかし、摺動面部を耐火材溶射層で構成する
と、組織が均一かつ非常に緻書とたるため、熱膨張差等
による面荒れが防止されるとともに研削用′工の精度及
び能率が向上する。前述の特開昭55−158877
では溶射は摺動面の内孔周辺の部分に限定しているが
、本発明では摺動面全面忙溶射するためかえって能率が
向上し、かつ摺動面は単一材料で**されて異種材料の
境界部が摺動面に露出し表いため、異種材料間の熱膨張
差に起因する面斥れあるいはクラックを生じることが1
に%/−h7本発明の龜う一つのねらいは耐火材溶射層
を母材れんがの補強としてでなく、耐火物そのものとし
て積極的に利用することにある0本発明では耐火材料の
溶射を水プラズマ法によって行う。水プラズマ溶射で社
前述したように従来のガスプラズマ溶射あるいは酸素−
アセチレン炎溶射等に比べ溶射能力が大きく、(アルミ
ナの溶射を例にとると、従来のガスプラズマ溶射では、
その溶射能力は約3 Ktt/’brであるが、水プラ
ズマ溶射では約60Ill/hrにも達する)短時間に
Wivs溶射層を形成することができ、従って生産性、
経済性にも優れている。未発明のように溶射層そのもの
を耐火物として積極的に利用するという考えは水プラズ
マ溶射によって初めて実現可能となったのである。
耐火材料を粒度配合して成形・製造しでいるため、材料
間及びれんがの骨材部とボンド部との間の熱膨張差等に
より摺動面の荒れが助長場れる。また、プレートれんが
の摺動面性一般に平面研削加工が施されるが、硬度の異
なる材料よりなりれんがを平面研削する場合、加工面の
研削精度に限界があるとともKljf削加工能率にも限
界がありoしかし、摺動面部を耐火材溶射層で構成する
と、組織が均一かつ非常に緻書とたるため、熱膨張差等
による面荒れが防止されるとともに研削用′工の精度及
び能率が向上する。前述の特開昭55−158877
では溶射は摺動面の内孔周辺の部分に限定しているが
、本発明では摺動面全面忙溶射するためかえって能率が
向上し、かつ摺動面は単一材料で**されて異種材料の
境界部が摺動面に露出し表いため、異種材料間の熱膨張
差に起因する面斥れあるいはクラックを生じることが1
に%/−h7本発明の龜う一つのねらいは耐火材溶射層
を母材れんがの補強としてでなく、耐火物そのものとし
て積極的に利用することにある0本発明では耐火材料の
溶射を水プラズマ法によって行う。水プラズマ溶射で社
前述したように従来のガスプラズマ溶射あるいは酸素−
アセチレン炎溶射等に比べ溶射能力が大きく、(アルミ
ナの溶射を例にとると、従来のガスプラズマ溶射では、
その溶射能力は約3 Ktt/’brであるが、水プラ
ズマ溶射では約60Ill/hrにも達する)短時間に
Wivs溶射層を形成することができ、従って生産性、
経済性にも優れている。未発明のように溶射層そのもの
を耐火物として積極的に利用するという考えは水プラズ
マ溶射によって初めて実現可能となったのである。
水プラズマ法による溶射は、皐に第1図および糖2図に
示すように摺動面部への溶射にとどまらず、更に第6図
に示すように溶融金属の通過孔(4)の周辺部まで本溶
射することができ、従ってプレートれんがの母材れんか
に低品位母材れんが(3)を使用することをも可醍罠し
ている。すなわち、溶鋼に接触したい母材れんがは、熱
及び応力に対して安定であれば耐食性、耐摩耗性を必要
とし慶い低品位の安価な耐火物、たとえば低品位のカー
ボン含有れんがあるいは耐火断熱れんが等で十分な耐用
が得られるのである。
示すように摺動面部への溶射にとどまらず、更に第6図
に示すように溶融金属の通過孔(4)の周辺部まで本溶
射することができ、従ってプレートれんがの母材れんか
に低品位母材れんが(3)を使用することをも可醍罠し
ている。すなわち、溶鋼に接触したい母材れんがは、熱
及び応力に対して安定であれば耐食性、耐摩耗性を必要
とし慶い低品位の安価な耐火物、たとえば低品位のカー
ボン含有れんがあるいは耐火断熱れんが等で十分な耐用
が得られるのである。
第2図は溶融金属の通過孔(4)の周辺部のみ高品質の
高耐食、高耐摩耗性母材れんが(2)をはめ込み、他は
低品位母材れんが(3)を用い、プレートれんが押動面
部に水プラズマ法により溶射層(1,)を形成したもの
であり、第3図はプレートれんがの母材をすべて上記低
品、位母材れんが(3)とし、摺動面部と通過孔(4)
の周辺部を共に水プラズマ溶射層(1)および(6で連
続的に被覆して形成したものである9以下に、これら母
材れんがと水プラズマ法により形成する溶射層の詳細と
本発明によるスライディングノズル用プレートれんがの
製造方法の詳細について述べる。
高耐食、高耐摩耗性母材れんが(2)をはめ込み、他は
低品位母材れんが(3)を用い、プレートれんが押動面
部に水プラズマ法により溶射層(1,)を形成したもの
であり、第3図はプレートれんがの母材をすべて上記低
品、位母材れんが(3)とし、摺動面部と通過孔(4)
の周辺部を共に水プラズマ溶射層(1)および(6で連
続的に被覆して形成したものである9以下に、これら母
材れんがと水プラズマ法により形成する溶射層の詳細と
本発明によるスライディングノズル用プレートれんがの
製造方法の詳細について述べる。
第1図の母材れんが及び第2図の孔周辺部に嵌合するれ
んがは、いずれも高耐食、高耐摩耗性母材れんが(2)
であ如、従来のプレートれんがとして用いられていたコ
ランダム質、コランダム−ムライト質、ムライト質、ジ
ルコン質、アルミナ−カーボンキシどの他に、マグネシ
ア質、スピネル質、マグネシア−クロム質、アルミナ−
クロム質、ジルコニア質、マグネシア−カーボン質、ス
ピネル−カーボン質、ジルコニア−カーボン質4#!化
珪素質、窒化珪素質、サイアロンキシどの材質とするこ
とができる。実用的には、耐食性、耐摩耗性に加えて耐
スポール性にも優れているコランダム−ムライト質、ジ
ルコン質、アルミナ−カーボン質、マグネシア−カーボ
ン質、窒化珪素質などの材質の亀のが好ましい。
んがは、いずれも高耐食、高耐摩耗性母材れんが(2)
であ如、従来のプレートれんがとして用いられていたコ
ランダム質、コランダム−ムライト質、ムライト質、ジ
ルコン質、アルミナ−カーボンキシどの他に、マグネシ
ア質、スピネル質、マグネシア−クロム質、アルミナ−
クロム質、ジルコニア質、マグネシア−カーボン質、ス
ピネル−カーボン質、ジルコニア−カーボン質4#!化
珪素質、窒化珪素質、サイアロンキシどの材質とするこ
とができる。実用的には、耐食性、耐摩耗性に加えて耐
スポール性にも優れているコランダム−ムライト質、ジ
ルコン質、アルミナ−カーボン質、マグネシア−カーボ
ン質、窒化珪素質などの材質の亀のが好ましい。
第2図、第3図の低品位母材れんがは、溶銅やスラグに
接触しないので、耐食性、゛耐摩耗性が要求されず、使
用中の熱や応力に耐え石ものであればよい。従って、V
ヤモット質、フォルステライト質、コージェライト質た
どの比較的耐火性の低い耐火れんがや、低品位の原料を
用いたアルミナ−カーボン質、マグキシア−カーボン質
表どの・カーボン系れんが、ある鱒はアルミナ質−アル
ミナ−シリカ質等の耐火断熱れんがを母材れんがとして
用いることができる。特にカーボン系れんが及び耐火断
熱れんがは耐スポール性の上から好ましいものである。
接触しないので、耐食性、゛耐摩耗性が要求されず、使
用中の熱や応力に耐え石ものであればよい。従って、V
ヤモット質、フォルステライト質、コージェライト質た
どの比較的耐火性の低い耐火れんがや、低品位の原料を
用いたアルミナ−カーボン質、マグキシア−カーボン質
表どの・カーボン系れんが、ある鱒はアルミナ質−アル
ミナ−シリカ質等の耐火断熱れんがを母材れんがとして
用いることができる。特にカーボン系れんが及び耐火断
熱れんがは耐スポール性の上から好ましいものである。
溶射に際しては、予め上記れんがの溶射を施す面をサン
ドブラスト、スチーA/¥ Hットブラスト等により荒
らし加工し、また、十分に脱脂・洗浄し′乾燥しておく
必要があ゛る7特にカーボン系れんがでは製造の過程で
樹脂などのバインダーを用いるため、溶射前に十分コー
キング処理しておく必要がある。
ドブラスト、スチーA/¥ Hットブラスト等により荒
らし加工し、また、十分に脱脂・洗浄し′乾燥しておく
必要があ゛る7特にカーボン系れんがでは製造の過程で
樹脂などのバインダーを用いるため、溶射前に十分コー
キング処理しておく必要がある。
水プラズマ溶射に用いる耐火材料としては、アルミナ(
チタニア含有のものを含む)、マグネシア、シリカ、ジ
A/:Iニア(c&0又はMgOによる安定化ジルコニ
アを含む)、スピネル、ジルコン、酸化クロムの他、ア
ルミナ−シリカ質、・アルミナ−クロム質、マグネシア
−クロム質表ど一般に耐火物原料として用い−られてい
るあらゆる酸化物セラミックス及びそれらの二種以上の
混合物が使用可能である。また、酸化物セラミックスと
金属及び/又は膨化物、窺化物などの非酸化物セラミッ
クスとの混合物本使用することができる。特k、耐食性
、耐摩耗性の点から、アルミナ、ジルコニア、ジルコン
、スピネ〃、酸化クロム及びそれらの二種以上の混合物
々とが適している7なお、これらの耐火材料は粉粒体と
してそれぞれ適当な粒度に調製して用−る。耐火材料は
一般に圧搾空気などの圧力気体で水プラズマ溶射装置に
おいて発・生するプラズマ炎中に供給する。耐火材料社
輸送中、良好な流動性を得るため、予め十分乾燥してお
く必要がある。
チタニア含有のものを含む)、マグネシア、シリカ、ジ
A/:Iニア(c&0又はMgOによる安定化ジルコニ
アを含む)、スピネル、ジルコン、酸化クロムの他、ア
ルミナ−シリカ質、・アルミナ−クロム質、マグネシア
−クロム質表ど一般に耐火物原料として用い−られてい
るあらゆる酸化物セラミックス及びそれらの二種以上の
混合物が使用可能である。また、酸化物セラミックスと
金属及び/又は膨化物、窺化物などの非酸化物セラミッ
クスとの混合物本使用することができる。特k、耐食性
、耐摩耗性の点から、アルミナ、ジルコニア、ジルコン
、スピネ〃、酸化クロム及びそれらの二種以上の混合物
々とが適している7なお、これらの耐火材料は粉粒体と
してそれぞれ適当な粒度に調製して用−る。耐火材料は
一般に圧搾空気などの圧力気体で水プラズマ溶射装置に
おいて発・生するプラズマ炎中に供給する。耐火材料社
輸送中、良好な流動性を得るため、予め十分乾燥してお
く必要がある。
前述したように、水プラズマ溶射法は陰・陽極間に発生
するアークを水(水蒸気)忙よって安定化し、生成する
高温・高速のプラズマ炎中に耐火材料を供給しこれを溶
融して高速で母材表面に衝突させ、強固に付着させて皮
膜を形成するものである。ガスプラズマ溶射の場合、作
動ガスとしてAr、 He などの高価なガスを用−
るのに対し、水プラズマ溶射では安価衾水を利用する。
するアークを水(水蒸気)忙よって安定化し、生成する
高温・高速のプラズマ炎中に耐火材料を供給しこれを溶
融して高速で母材表面に衝突させ、強固に付着させて皮
膜を形成するものである。ガスプラズマ溶射の場合、作
動ガスとしてAr、 He などの高価なガスを用−
るのに対し、水プラズマ溶射では安価衾水を利用する。
また、水プラズマ炎中ではガスプラズマ溶射に比べ電気
出力を大きく設定できるため、溶射効率が高く、溶ぶ。
出力を大きく設定できるため、溶射効率が高く、溶ぶ。
このため溶射費用はガスプラズマに比較し約1717で
すむ。
すむ。
前記の耐火材料を水プラズマ溶射装置に供給し、母材れ
んが表面忙溶射すると耐火物反映が形成される。この耐
火物反映は組織が均一かつ非常[Il密で通常の耐火れ
んかに比べ物性、強度において数段優れた亀のとなる、 本発明のプV−)れんがの摺動面部に゛おいては、との
溶射皮膜の厚さは3〜30謡、好ましくは5〜15wI
kであゐ。溶射皮膜の厚さが3勝以下では後の平面研削
加工により溶射層厚さは更に薄くなるため、十分な耐用
効果が期待でき危い、また、30111以上では耐スポ
ール性が低下するとともに、プレートれんが全体に対し
、溶射層の占める割合が大きくなり、かえって不経済と
表る。
んが表面忙溶射すると耐火物反映が形成される。この耐
火物反映は組織が均一かつ非常[Il密で通常の耐火れ
んかに比べ物性、強度において数段優れた亀のとなる、 本発明のプV−)れんがの摺動面部に゛おいては、との
溶射皮膜の厚さは3〜30謡、好ましくは5〜15wI
kであゐ。溶射皮膜の厚さが3勝以下では後の平面研削
加工により溶射層厚さは更に薄くなるため、十分な耐用
効果が期待でき危い、また、30111以上では耐スポ
ール性が低下するとともに、プレートれんが全体に対し
、溶射層の占める割合が大きくなり、かえって不経済と
表る。
溶射では一般に被溶射面に直角の方向から溶射を行う方
が溶射層−の性状及び母材への接着性が良いが、孔径の
小さい孔の内面を、面に対し直角の方向から溶射するの
は困難である。従って、第3図に示す通過孔(4)の孔
周辺部の溶射の方法としては第4図〜第7図に示す方法
が適している。
が溶射層−の性状及び母材への接着性が良いが、孔径の
小さい孔の内面を、面に対し直角の方向から溶射するの
は困難である。従って、第3図に示す通過孔(4)の孔
周辺部の溶射の方法としては第4図〜第7図に示す方法
が適している。
第4図に示す方法は、孔周辺部が細かい段の付いたテー
パー状である母材れんがを準備し、径のあて板としては
溶射層(1′)の接着力が弱く容易に引き剥がす仁との
できるもO(例えばカーボン板)。
パー状である母材れんがを準備し、径のあて板としては
溶射層(1′)の接着力が弱く容易に引き剥がす仁との
できるもO(例えばカーボン板)。
溶□射後、加熱による融解、溶媒による溶解によって一
去が可能な屯の、あるいはれんがなど研削除去が可能な
亀のを用いる。孔周辺部から摺動面部まで連続的に溶射
を行い、ついであて板除去後穿孔と摺動面部の研削加工
を行いプレートれんがとするものである。
去が可能な屯の、あるいはれんがなど研削除去が可能な
亀のを用いる。孔周辺部から摺動面部まで連続的に溶射
を行い、ついであて板除去後穿孔と摺動面部の研削加工
を行いプレートれんがとするものである。
第5図に示す方法は、第4図に示す方法において用いた
あて板と同様の材料で中子(6)を作成し、どの中子の
周囲に孔周辺部から摺動面部に至るまで連続的に溶射を
行った後、中子(6)を除去゛するものである。この方
法によれば、第4図の方法に些ぺ耐火材料の量を低減で
きるとともに穿孔工程を省略することが可能である。
あて板と同様の材料で中子(6)を作成し、どの中子の
周囲に孔周辺部から摺動面部に至るまで連続的に溶射を
行った後、中子(6)を除去゛するものである。この方
法によれば、第4図の方法に些ぺ耐火材料の量を低減で
きるとともに穿孔工程を省略することが可能である。
第、6図に示す方法は、孔をテーパー状とした母材れん
がを回転させながら、テーパー状m角の方向から溶射を
施した後、摺動面部の溶射を行い、穿孔及び研削加工を
施し目的のプレーYれんがとするものである7第7図の
方法は孔のMalから第6図と^様の方法で溶射を行う
ものである。
がを回転させながら、テーパー状m角の方向から溶射を
施した後、摺動面部の溶射を行い、穿孔及び研削加工を
施し目的のプレーYれんがとするものである7第7図の
方法は孔のMalから第6図と^様の方法で溶射を行う
ものである。
ζOよう竜方法によって孔周辺部を溶射層(f)で構成
し目的のプレートれんがとする仁とができす。
し目的のプレートれんがとする仁とができす。
特に、第4図〜第7図Ilc提示した方法はプレートれ
んがの損傷形態によく適合し、プレートれんが使用中、
損傷を受は易い部分’Iii耐食・高耐摩耗性の耐火材
溶射層で構成できるので非常に好ましiものである。更
に1発明者らは耐火物母材への耐火材料の溶射を高温下
で行うことKより、形成される溶射皮膜の性状及び母材
への接着性が向いる。母材が金属でなく耐 大物の場合には相当な高温Kまで加熱することが可能で
あり、温度の上昇とともに溶射皮膜の性状及び母材れん
がの接着性は大幅に改善される。この熱間溶射方法は本
発明のプレートれんがにおいても適用できる7すなわち
、母材れんがをs1c抵抗炉などの加熱炉中にセットし
、8oo℃以上の温度に加熱して加熱炉の壁に設けた窓
がら溶射を行った後、放冷又は徐冷するものである。熱
間溶射を行うことにより″、溶射皮膜の物性、接着性の
改善のみならず、放冷又は徐冷による冷却過程において
溶射皮膜内に発生する歪を除去することができる。常温
付近の温度下での溶射においては、溶射部分の局部的過
熱及び急冷のため熱応力歪が発生して剥離が生じるため
、厚い溶射皮膜を形成することが困難である7例えば、
アルミナを常温付近の温度下で溶射すると溶射皮膜は相
当量のT−Al、O,で構成されることに々す、溶射皮
膜の物性、強度が低下するのみならず、プレートれんが
として使用中の加熱により一−Alρ8に転移し体積変
化するたどの障害が生ず、るψ;%8oo℃以上の熱間
で溶射すると溶射皮膜を構成するアルミナは#1とんど
すべてa型となる。この熱開溶射社一旦焼成したれんが
を改めて加熱炉で昇温して打つてもよいが、れんが焼成
工程中に行うこともできる。なおり−ボン含有れんかに
熱間溶射する場合はカーボンの酸化を防ぐため、炉内を
非酸化性雰囲気忙する必要がある。
んがの損傷形態によく適合し、プレートれんが使用中、
損傷を受は易い部分’Iii耐食・高耐摩耗性の耐火材
溶射層で構成できるので非常に好ましiものである。更
に1発明者らは耐火物母材への耐火材料の溶射を高温下
で行うことKより、形成される溶射皮膜の性状及び母材
への接着性が向いる。母材が金属でなく耐 大物の場合には相当な高温Kまで加熱することが可能で
あり、温度の上昇とともに溶射皮膜の性状及び母材れん
がの接着性は大幅に改善される。この熱間溶射方法は本
発明のプレートれんがにおいても適用できる7すなわち
、母材れんがをs1c抵抗炉などの加熱炉中にセットし
、8oo℃以上の温度に加熱して加熱炉の壁に設けた窓
がら溶射を行った後、放冷又は徐冷するものである。熱
間溶射を行うことにより″、溶射皮膜の物性、接着性の
改善のみならず、放冷又は徐冷による冷却過程において
溶射皮膜内に発生する歪を除去することができる。常温
付近の温度下での溶射においては、溶射部分の局部的過
熱及び急冷のため熱応力歪が発生して剥離が生じるため
、厚い溶射皮膜を形成することが困難である7例えば、
アルミナを常温付近の温度下で溶射すると溶射皮膜は相
当量のT−Al、O,で構成されることに々す、溶射皮
膜の物性、強度が低下するのみならず、プレートれんが
として使用中の加熱により一−Alρ8に転移し体積変
化するたどの障害が生ず、るψ;%8oo℃以上の熱間
で溶射すると溶射皮膜を構成するアルミナは#1とんど
すべてa型となる。この熱開溶射社一旦焼成したれんが
を改めて加熱炉で昇温して打つてもよいが、れんが焼成
工程中に行うこともできる。なおり−ボン含有れんかに
熱間溶射する場合はカーボンの酸化を防ぐため、炉内を
非酸化性雰囲気忙する必要がある。
本発明のプレートれんがは水プラズマ法により摺動面部
及び孔周辺部に耐火材料を溶射した後、従来のプレート
れんがと同様、穿孔(85図に示す方法では穿孔不要)
及び研削加工を行って製品とするものである。また、溶
射後タール、樹脂等を含浸処理することにより気孔部分
に炊素分を存在させることもできる7 本発明のプレートれんがは溶鋼、スラグと接触する部分
は高耐食・高耐摩耗性の材料で構成され摺動面部分は均
一で緻密な耐火材溶射層で構成されて面荒れは著しく低
減されるため、従来のプレートれんがより優れた耐用性
を示す本のである。
及び孔周辺部に耐火材料を溶射した後、従来のプレート
れんがと同様、穿孔(85図に示す方法では穿孔不要)
及び研削加工を行って製品とするものである。また、溶
射後タール、樹脂等を含浸処理することにより気孔部分
に炊素分を存在させることもできる7 本発明のプレートれんがは溶鋼、スラグと接触する部分
は高耐食・高耐摩耗性の材料で構成され摺動面部分は均
一で緻密な耐火材溶射層で構成されて面荒れは著しく低
減されるため、従来のプレートれんがより優れた耐用性
を示す本のである。
また、母材れんがとして低品位のカーボン含有れんがや
断熱れんがを用いることKより、低価格化、軽量化が容
易に実現できるのである。
断熱れんがを用いることKより、低価格化、軽量化が容
易に実現できるのである。
以下に本発明によるグレートれんがの実施例を示す。
実施例1
コランダムームライト質焼成れんがを高耐食性・高耐食
性母材れんが(2)として用い、これを澗抵抗炉中で1
200℃に加熱、し、摺動面部に粒度5.6〜105μ
mの電融アルミナ粉を水プラズマ竺射により101厚さ
に熱111−7’溶射した後゛炉1導 にて放冷した。室温まで冷却した後、ター〃含浸処理、
、穿孔及び摺動面部の研削加工を行って溶射、層(1)
を形成した第1図に示すプレートれんがを作成した。研
削加工後の溶射層(1)の厚さは8請であった。4 実施例2 高アルミナ質断熱れんがを母材れん、が(3)とし、こ
れに酸化クロム含有アルミナ質焼成れんがからなる高耐
食性母材れんがC2)、を嵌合した後、摺動面部に粒度
44〜88μmの電融スピネル粉を水プラズマ溶射層よ
り常温下で5勝厚さ忙溶射した。
性母材れんが(2)として用い、これを澗抵抗炉中で1
200℃に加熱、し、摺動面部に粒度5.6〜105μ
mの電融アルミナ粉を水プラズマ竺射により101厚さ
に熱111−7’溶射した後゛炉1導 にて放冷した。室温まで冷却した後、ター〃含浸処理、
、穿孔及び摺動面部の研削加工を行って溶射、層(1)
を形成した第1図に示すプレートれんがを作成した。研
削加工後の溶射層(1)の厚さは8請であった。4 実施例2 高アルミナ質断熱れんがを母材れん、が(3)とし、こ
れに酸化クロム含有アルミナ質焼成れんがからなる高耐
食性母材れんがC2)、を嵌合した後、摺動面部に粒度
44〜88μmの電融スピネル粉を水プラズマ溶射層よ
り常温下で5勝厚さ忙溶射した。
溶射終了後、穿孔及び摺動、面部の研削加工を施して第
2図に示すプレートれんがを作成した、研削加工後の溶
射層(1)の厚さに13.5 mであった。
2図に示すプレートれんがを作成した、研削加工後の溶
射層(1)の厚さに13.5 mであった。
実施例6
第6図に示す方法に従ってアルミナ−カーボン質れんが
から、なる母材れんが(3)の孔周辺部及び摺動面部に
粒度44〜88 pg o CaO安定化ジルコニア粉
を水プラズマ溶射により常温下で溶射した。
から、なる母材れんが(3)の孔周辺部及び摺動面部に
粒度44〜88 pg o CaO安定化ジルコニア粉
を水プラズマ溶射により常温下で溶射した。
後、タール含浸、コーキング処理、穿孔及び摺動面部の
研削加工を、施して第3図に示すプレートれんがを作成
した。このれんがの摺動面部の溶射層(1)の厚さは7
w* 、孔周辺部の溶射層(1)の厚さは最も薄i所
で5mであった。
研削加工を、施して第3図に示すプレートれんがを作成
した。このれんがの摺動面部の溶射層(1)の厚さは7
w* 、孔周辺部の溶射層(1)の厚さは最も薄i所
で5mであった。
各実施例のプレー)れんがの品質を従来のプレートれん
がの品質と対比して第1表に示した。
がの品質と対比して第1表に示した。
第1表中の注(11〜(4)は以下の通りである7注(
1)実施例1に用いた母材れんがは比較例1のれんがと
同一材質である。
1)実施例1に用いた母材れんがは比較例1のれんがと
同一材質である。
注(2)耐食性指数とd Cab/Sing = 3
.!l、Fe分本22%のスラ、グな用−11600℃
でスラグ試験した際の埠損量の逆数の比で、比較例1の
耐食性指数を10としたものである。
.!l、Fe分本22%のスラ、グな用−11600℃
でスラグ試験した際の埠損量の逆数の比で、比較例1の
耐食性指数を10としたものである。
の円柱状試料を切り出し、常温にて円形試料面に2即1
の荷重を掛けてカーボランダム(# 320)で一定
時間研摩した際の摩耗量の逆数の比で、比較例1のれん
がの耐摩耗性指数を1.0としたものである。
の荷重を掛けてカーボランダム(# 320)で一定
時間研摩した際の摩耗量の逆数の比で、比較例1のれん
がの耐摩耗性指数を1.0としたものである。
注(4)テスト用小型スライディングノズル装置は誘導
加熱炉の下部に取付けられ、実際のスライディングノズ
μ装置を模したミニチュアモデルで、100 X 15
0 X 50 msのプレートれんが(孔W2Om1)
を2枚セットし、下プレートれんがを摺動して誘導加熱
炉で、溶融した溶鋼の排出流量が制御できるものである
。本試験では1011fのSS4[鋼を溶解し、溶鋼温
度を1600℃とした後、スライディングノズルを全開
状態にして溶鋼を排出する過程を1回と数え、下プレー
トれんがを全開状態から50%摺動させても溶鋼が完全
に止まらなくなるまであるいは摺動抵抗が増大して摺動
不可能となるまでの回数を求めた。
加熱炉の下部に取付けられ、実際のスライディングノズ
μ装置を模したミニチュアモデルで、100 X 15
0 X 50 msのプレートれんが(孔W2Om1)
を2枚セットし、下プレートれんがを摺動して誘導加熱
炉で、溶融した溶鋼の排出流量が制御できるものである
。本試験では1011fのSS4[鋼を溶解し、溶鋼温
度を1600℃とした後、スライディングノズルを全開
状態にして溶鋼を排出する過程を1回と数え、下プレー
トれんがを全開状態から50%摺動させても溶鋼が完全
に止まらなくなるまであるいは摺動抵抗が増大して摺動
不可能となるまでの回数を求めた。
以上の実施例と比較例の対比から明らかなように、水プ
ラズマ法により形成した耐火材溶射層を有するプレート
れんがは耐火材料の適正り選一とその緻密な組織によっ
てスライディングノズル用プレートれんがとしての耐用
性が従来品に比べて顕著に向上することが確認できたの
である。
ラズマ法により形成した耐火材溶射層を有するプレート
れんがは耐火材料の適正り選一とその緻密な組織によっ
てスライディングノズル用プレートれんがとしての耐用
性が従来品に比べて顕著に向上することが確認できたの
である。
第1図〜第3図は本発明のスライディングノズル用プレ
ートれんがの縦断面図、第4図〜第7図は同プレートれ
んがの孔周辺部への溶射手順を示す縦断面図である。 (l)(15耐火材溶射層 (2)高耐食・高耐摩耗性耐火れんが (3) 低品位の母材れんが (4) 溶融金属の
通過孔(5) あて板 (6) 中子(7
) 溶射ノズル 以 玉出願人
九州耐火煉瓦株式金社 代理人 弁理士 森 廣三部 晃5図
ートれんがの縦断面図、第4図〜第7図は同プレートれ
んがの孔周辺部への溶射手順を示す縦断面図である。 (l)(15耐火材溶射層 (2)高耐食・高耐摩耗性耐火れんが (3) 低品位の母材れんが (4) 溶融金属の
通過孔(5) あて板 (6) 中子(7
) 溶射ノズル 以 玉出願人
九州耐火煉瓦株式金社 代理人 弁理士 森 廣三部 晃5図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 溶融金属の通過孔を有する母材れんがの摺動面部に
水1ツズマ法により耐火材料の溶射層を形成してなる溶
融金属の流量制御用スライプイングツズ〃のプレーすれ
んが。 2 母材れんがは高耐食性、高耐摩耗性れんがである特
許請求の範囲第1項記載の溶融金属の流量制御用スライ
ディングノズルのプレー(れんが。 3 母材れんがは低品位れんがであり、溶融金属の通過
孔の周辺部分のみ高耐食性、高耐摩耗性れんがである特
許請求の範囲第1項記載の溶融金属の流量制御用スライ
ディングノズルのデV−)れんが。 番 溶融金属の通過孔の周辺部分が摺動面部の溶射層と
連続した水プラズマ法による耐火材料の溶射層であり、
他は低品位又は高耐食性、高耐摩耗性の母材れんがであ
る特許請求の範囲第1項記載の溶融金属の流量制御用ス
ライプイングツズNのプレートれんが。 SSS金金属通過孔より大でかつ摺動面に崗って拡大す
るテーパー状孔を形成した母材れんがのテーパー状孔面
と摺動面とに高耐食性、高耐摩耗性耐火材を水プラズマ
法により溶射して被覆し通過孔周辺部溶射層とそれに連
1続する摺動面部溶射層とを形成し、前記通過孔は穿孔
もしくは中子の引抜きkより形成することを特徴とする
溶融金属の流量制御用スライデイグノズルのプレーFれ
んが製造方法。 6 水プラズマ法による溶射は溶射を施すれんがの温度
を800℃以上として行う特許請求の範囲第5項記載の
溶融金属の流量制御用スライディングノズルのプレート
れんが製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10838381A JPS589887A (ja) | 1981-07-11 | 1981-07-11 | 溶融金属の流量制御用スライデイングノズルのプレ−トれんが及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10838381A JPS589887A (ja) | 1981-07-11 | 1981-07-11 | 溶融金属の流量制御用スライデイングノズルのプレ−トれんが及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS589887A true JPS589887A (ja) | 1983-01-20 |
Family
ID=14483372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10838381A Pending JPS589887A (ja) | 1981-07-11 | 1981-07-11 | 溶融金属の流量制御用スライデイングノズルのプレ−トれんが及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS589887A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6133758A (ja) * | 1984-07-25 | 1986-02-17 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 溶融金属排出装置用周壁部の小孔形成方法 |
| US4653677A (en) * | 1985-04-16 | 1987-03-31 | The Dow Chemical Company | Vessel having a molten material outlet |
| JPS6448661A (en) * | 1987-08-13 | 1989-02-23 | Kawasaki Refractories Co Ltd | Sliding nozzle plate |
| CN105562667A (zh) * | 2015-12-18 | 2016-05-11 | 洛阳利尔耐火材料有限公司 | 一种钢包座砖修补用工具及其修补方法 |
-
1981
- 1981-07-11 JP JP10838381A patent/JPS589887A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6133758A (ja) * | 1984-07-25 | 1986-02-17 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 溶融金属排出装置用周壁部の小孔形成方法 |
| US4653677A (en) * | 1985-04-16 | 1987-03-31 | The Dow Chemical Company | Vessel having a molten material outlet |
| JPS6448661A (en) * | 1987-08-13 | 1989-02-23 | Kawasaki Refractories Co Ltd | Sliding nozzle plate |
| CN105562667A (zh) * | 2015-12-18 | 2016-05-11 | 洛阳利尔耐火材料有限公司 | 一种钢包座砖修补用工具及其修补方法 |
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