JPS6077162A - スライデイングノズルプレートの製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特に、未脱酸鋼のような酸素濃度の高い鋼種
に対して耐食性にすぐれたスライディングノズルプレー
ト（以下８Ｎプレートと称す）に関するものである。

取鍋、タンディツシュなどに付設されるスライディング
ノズル装置は、それぞれに流出孔を穿設した複数枚のＳ
Ｎプレートを摺動し、その流山孔の開閉で溶鋼の流量制
御を行うものである。

ＳＮプレートは、摺動面および流出孔が溶鋼流にさらさ
れ、磨耗あるいは化学的侵食によって大きく損傷される
。この損傷に対する抵抗性を付与させるには、材質が化
学的に安定であると共に、高温強度が大きいことが必要
である。

また、ＳＮプレートは偏平な板形状に穿設された流通孔
に溶鋼が流通するため、プレート周辺部と流通孔付近と
は１０００°Ｃ以上の温度差がある。したがって、ある
程度の亀裂の発生は否めないが、亀裂が入ってもその亀
裂から溶鋼漏れに至らないことが必要である。すなわち
、使用時の高温で亀裂が入っても、冷却後の残存膨張で
亀裂が密着していて取鍋やタンディツシュが再び溶鋼を
受けるときに溶鋼が亀裂のすき間を伝って漏れないこと
が重要である。

このように、ＳＮプレートは他の耐火物に比べて使用条
件が著しく異なり、その具備特性も特殊なものが要求さ
れる。

従来の一般的なＳＮプレート材質は、焼結アルミナ、電
融アルミナ、ムライト、シリマナイトなどの耐火原料に
炭素、金属珪素などを添加し、ピッチまたはフェノール
樹脂にて混線後、成形、焼成してなるものである。

この材質は、ＳＮプレートに要求される高温強度、耐熱
衝撃性、残存膨張性などを比較的バランスよく兼ね備え
ているとして多用されている。しかし、溶鋼のうち酸素
レベルが１００　ｐｐｍ以下と比較的低い鋼種に対して
は良好であるが、鋼中に１００　ｐｐｍ以上の酸素濃度
を有する未脱酸鋼といわれる鋼種に対して耐食性が極端
に低下する欠点があった。

本発明は、上記の従来材質の欠点を解決することを目的
とし、その特徴とするところは、主たる結晶相が単斜晶
型ジルコニアであり、かつ、粒径０．１　ｍｓ以上の粒
子を５Ｑｗｔ％以上含むジルコニア質原料１〜４０Ｗｔ
チ、残部マグネシア質原料からなる配合物を混線、成形
、焼成してなるスライディングノズルプレートである。

箪斜晶型ジルコニアを主たる結晶相とするジルコニア質
原料は温度により、次に示すような相変態を生じ、大き
な体積変化をおこす。特に単斜晶と正方晶との間では、
体積変化が最大９チにもなる。

本発明は、このジルコニア質原料を添加することで、焼
成中に母材であるマグネシア質組織内に微細なりラック
を導入する。ＳＮプレートは使用時の熱衝撃で流通孔を
起点とした放射状亀裂を生じるが、前記した微細なりラ
ックの作用で放射状亀裂の先端を分岐し、亀裂の進行が
抑制される。その結果、ＳＮプレートの耐熱衝撃性は著
しく向上する。

このジルコニア質原料の体積変化は、ＳＮプレートを使
用している際の加熱・冷却時にも生じ、加熱により発生
した亀裂を冷却時に閉じさせる働きをする。

したがって、ＳＮプレートが一旦休止し冷却された後、
再び使用されても放射状亀裂は閉じているため溶鋼の侵
入や、そこからの溶鋼の漏れが生じない。

また、ジルコニアはマグネシアと固溶体を生成し、マグ
ネシア−ジルコニア間に結合が生じる。このため、ジル
コニアの変態による体積膨張で組織内に微細なりラック
が生じても、ジルコニアの添加量を一定量に限定すると
、１４０００Ｃ以上の熱間における強度はむしろ向上す
る傾向を示し、溶鋼による摩耗溶損が軽減される。

ジルコニア質原料は、粒径０．１　ｗｎ以上の粒子が６
０ｗｔ％以上であることが必要である。０．１　ｔｒｔ
ｎ以上の粒子が６０ｗｔ％未満となり、ジルコニア質原
料の大部分が微細な粒子で占められると、先に述べたマ
グネシア−ジルコニア間の固溶体生成反応がＳＮプレー
トを焼成する際にほとんど完了し、フリーなジルコニア
の割合が減少する。

したがってＳＮプレートは、ジルコニア質原料の体積変
化による微細なりラックが生じず、耐熱衝撃性付与の効
果が得られない。最も好ましいのけ、０．１　ｔｔｍ以
上が９Ｑｗｔ％以上である。

配合物全体に対するジルコニア質原料の割合は１ｗｔ％
未満では耐熱衝撃性の効果がない。

４Ｑｗｔ％を超えると微細なりラックの生球が多くなり
過ぎ強度不充分となる。さらに好ましくは５〜２０ｗｔ
チである。

ジルコニア質原料の具体例は、上記の条件を満したバッ
チライト原料、あるいはバッチライトまたはジルコンを
電融精製して得た電融ジルコニア質原料などが使用でき
る。

残部を占めるマグネシア質原料は、Ｍｇ０９０計４以上
の電融マグネシアまたは焼結マグネジで アクリカーとする。その粒度は、ジルコニア質原料の粒
度などを考慮し、粗粒、中粒、微粒に適宜調整する。

ところで、前記本発明のＳＮプレートに対し酸化クロム
原料を２０　ｗｔ　％以下配合すると、ＳＮプレート組
織内への溶鋼・スラグの浸透防止の点でさらに良好であ
ることがわかった。これは酸化クロムが溶鋼、スラグに
漏れにくいことによるものと思われる。酸化クロム原料
は、純度９Ｑｗｔ％以上、粒径１０μｍ以下が好ましい
。

添加割合が２０ｗｔ％を超えると、組織が緻密化し耐熱
衝撃性に劣る。最も効果的な割合は、１〜１５ｖｉｒｔ
チである。

本発明のＳＮプレートは、以上の原料を所定の割合で、
配合し、後は常法により製造する。

すなわち、配合物に対し、苦汁、糖蜜、水、樹脂、ワッ
クスなど、耐火物の成形に一般的に用いられる結合剤を
１〜ｌＱｗｔ％程度添加し、混線得られた素地成形体を
十分乾燥後、少なくともジルコニアが単斜から正方へ転
移する１１００°Ｃノール樹脂、フラン樹脂などを含浸
してもよい。

このようにして得られる本発明のＳＮプレートは、以上
に述べた通り高温強度、耐熱衝撃性、耐食性などにすぐ
れる。また、残存膨張が大きい乞とからＳＮプレートが
冷却後、再使用きれる際、亀裂を伝って溶鋼が漏れると
いうような問題もない。

さらに、酸素濃度の高い未脱酸鋼に対してもすぐれた耐
食性を示す。これは、従来のＳＮプレートのように酸化
の対象となる炭素を配合原料中に含んでいないこと、お
よびマグネシア質原料が酸素濃度の高い鋼中で生成しゃ
すいＦｅＯに対して著しく大きい溶損抵抗性を有するか
らと思われる。

本発明の効果を実施例を上げて説明する。

表１は、各側で使用したジルコニア質原料の粒度と結晶
相を示す。表２は、本発明実施例および比較例の配合組
成と、得られたＳＮプレート焼結マグネシアクリンカ−
１電融マグネシアは、共にＭｇＯ成分が９８　ｗｔ　％
以上のものを使用した。

比較例および実施例の配合物はいずれもフレットにて混
練し、フリクションプレスにより所定のＳＮプレート形
状に成形し、８０〜１５０℃で４８時間乾燥させた後ト
ンネルキルンにて１６００℃で５時間焼成した。

実施例６．９、比較例１．５は焼成後、含浸処理を行っ
た。

試験方法は次のとおりである。

秦圧縮強度 ＳＮプレートから４０　Ｘ　４０　Ｘ　４０咽の立方体
を切り出しアムスラー試験機にて測定。

※１５００℃での熱間曲げ強度 ＳＮプレートから幅３０晴、厚さ１５咽、長さ１２０Ｍ
の試験片を切り出し、１５００℃に保定した電気炉中で
１時間加熱した後、３点曲げ試験を行った。

※耐熱衝撃性 ＳＮプレートの流出孔をプロパンガスバーナーで加熱し
、流出孔周辺に亀裂が入るまでの蒔間を測定した。

数字が大きい方が耐熱衝撃性が大きい。

※耐溶損性 回転ドラム式侵食試験装置を用いた。

酸素濃度３００ｐｐｍ程度の鋼１００％の浸食剤にて１
６５０℃×３時間プロパンガスバーナーで加熱し溶損寸
法を測定。

それぞれの溶損寸法のうち実施例２の溶損寸法を１００
とし、他の例の溶損寸法を相対値で表わした。

数字が小さい方が耐溶損性にすぐれている。

東加熱→冷却後の残存線変化率 ２５Ｘ２５Ｘ１２０■の試料をＳＮプレートから切り出
し１５００℃の電気炉中で１時間加熱した後、室温まで
冷却し試験前後の寸法変化率を測定。

プラスであれば残存膨張性、マイナスであれば残存収縮
性である。

表２かられかるように本発明実施例のものは各試験にお
いてバランスのとれた成績を示すが、比較例隨１．２．
３．５．６は耐熱衝撃性が悪い。比較例陽４はＳＮプレ
ートとして十分な強度がなく、摺動面研磨により必要な
面精度が得られなかった。マグネシア質原料単味である
比較例風１．２は残存収縮性であり、熱衝撃試験後の亀
裂の開きが大きかった。また、従来使用されていたアル
ミナ・カーボン質ＳＮプレートも同条件で試験したとこ
ろ、耐溶損性が本発明と較べて３倍以上と大きかった。

さらに、本発明の効果を確認にるため、本発明実施例風
３とＮα７をＡ社２５０を取鍋スライディング装置に取
り付け、１００〜３００ｐｐｍと酸素濃度の高い鋼に対
し使用した。従来使用されていたアルミナ・カーボン質
ＳＮプレートでは取鍋１〜２チヤ一ジ程度で流出孔、摺
動面が溶損されてしまい、使用できなくなった。

これに対し本発明実施例風３のものは３〜５チヤージ、
翫７のものは４〜７チヤージと高耐用性を示し、本発明
の効果が確認された。

１特許出願人　播磨耐火煉瓦株式会社 手続補正書（自発） 昭和お年１０月３１日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 １、事件の表示　特願昭５８〜１８０６３４号２、発明
の名称　スライディングノズルプレート３、　補正をす
る者 事件との関係　出　願　人 播磨耐火煉瓦株式会社 ４、代　理　人　東京都港区虎ノ門−丁目１番１８号５
、　補正の対象　明細書中、発明の詳細な説明の欄。

６、補正の内容 別紙の通り。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）主たる結晶相が単斜晶型ジルコニアであり、かつ
   、粒径０．１調以上の粒子を５Ｑｗｔ％以上含むジルコ
   ニア質原料１〜４０ｗｔ％、残部マグネシア質原料から
   なる配合物を混線、成形、焼成してなるスライディング
   ノズルプレート。
2. （２）主たる結晶相が単斜晶型ジルコニアであり、かつ
   、粒径０．１　ｖａｎ以上の粒子を６０ｗｔ％以上含む
   ジルコニア質原料１〜４０Ｗｔ９６、酸化クロム原料２
   ０ｗｔ％以下、残部マグネシア質原料からなる配合物を
   混線、成形、焼成してなるスライディングノズルプレー
   ト。