JPS6183679A - 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Info
- Publication number
- JPS6183679A JPS6183679A JP59205966A JP20596684A JPS6183679A JP S6183679 A JPS6183679 A JP S6183679A JP 59205966 A JP59205966 A JP 59205966A JP 20596684 A JP20596684 A JP 20596684A JP S6183679 A JPS6183679 A JP S6183679A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refractory
- continuous casting
- present
- refractories
- casting
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- Continuous Casting (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (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】
産業上の利用分野
本発明は、連続鋳造設備における鋳型とタンデイッシュ
とを連結する鋳型注入口などに使用する耐火物に関する
ものである。
とを連結する鋳型注入口などに使用する耐火物に関する
ものである。
[従来の技1・[i」
(、l来、接続riJ大物としては反応炉f、−窒化(
]い累艷ボッ1〜プレス窒化ホウ素などが逆用されてき
たが、窒化4JいWj(Si:+N411は2)「込初
朋のスポーリング性に1川題があり、また窒化ホウ素(
B N )9よ硬葭が低いため耐摩耗性に問題があった
。これらの欠点を改善するために5i3N−+に13
Nを3〜40%含有さlて耐熱(111望性を改善しI
Jす(待間昭56−120575号)、または5i3N
1−AβN−t3N系のにうに1ti4熱VEI 4P
ミ性と内1曲イ11とを改善する手段(待間昭56−1
29666号)などがある。
]い累艷ボッ1〜プレス窒化ホウ素などが逆用されてき
たが、窒化4JいWj(Si:+N411は2)「込初
朋のスポーリング性に1川題があり、また窒化ホウ素(
B N )9よ硬葭が低いため耐摩耗性に問題があった
。これらの欠点を改善するために5i3N−+に13
Nを3〜40%含有さlて耐熱(111望性を改善しI
Jす(待間昭56−120575号)、または5i3N
1−AβN−t3N系のにうに1ti4熱VEI 4P
ミ性と内1曲イ11とを改善する手段(待間昭56−1
29666号)などがある。
たとえば水平式の連続鈷)貴設高においては、第1図に
示すようにvj型(4) L、Uクン)″イッシ7(1
)の下側部に設けられたフィールドノズル(2)にス・
1して接続耐火物(3〉を介しC′I’l’ t’+’
+されており、タンfイッシ−L(1)内の溶几j(5
)(まフィールドノズル を通しC fJ ’(“!(4)に注入され、ここて冷
JJIされてiμ固シlル(6)を形成しつ゛つ引さI
J7 /)1 rtでいく。この連続vJ造シ(品で使
用さ11ろ接続fil火狗( 3 ) fJ、τ、1に
114熱T丁−IH7 f’lか1!::+いこと、;
1−ンi;4どζ1.11れ〕゛・1いこと、t14蝕
悄が人きいこと、a3よびDI 原な寸法粘度が要求さ
れるために加工が容易であることなどの性能が要求され
る。
示すようにvj型(4) L、Uクン)″イッシ7(1
)の下側部に設けられたフィールドノズル(2)にス・
1して接続耐火物(3〉を介しC′I’l’ t’+’
+されており、タンfイッシ−L(1)内の溶几j(5
)(まフィールドノズル を通しC fJ ’(“!(4)に注入され、ここて冷
JJIされてiμ固シlル(6)を形成しつ゛つ引さI
J7 /)1 rtでいく。この連続vJ造シ(品で使
用さ11ろ接続fil火狗( 3 ) fJ、τ、1に
114熱T丁−IH7 f’lか1!::+いこと、;
1−ンi;4どζ1.11れ〕゛・1いこと、t14蝕
悄が人きいこと、a3よびDI 原な寸法粘度が要求さ
れるために加工が容易であることなどの性能が要求され
る。
このため、従来ではホットプレスBN焼結体または反応
焼結5i3Ni焼結体の利用などが知られているが、ホ
ットプレスBN焼結体は硬庶が低く、耐摩耗性に問題が
ある。また、反応焼結Si 3 N4焼結体は焼結後の
寸法変化が少なく、高強度で安洒にi′j造でさるため
水平連続鋳ぶ5用耐火物として有望な月利であるが、S
i 3 N4のみでは耐熱衝撃性が低いために、その改
善に13Nを含有する方法や耐蝕性の改善のために窒化
アルミニウム(A、IIN)を含イjする方法などが知
られているが、これらの方法は炭素鋼の類時間鋳込には
問題がないが、しかし炭素鋼の長時間鋳込みまたはステ
ンレス鋼の鋳込に対しては耐火物が溶k)されるため、
更に耐蝕性を改善η゛るために△ρ203を含有させ高
温で焼結し[ナイアロン系の固溶体とする技術があるが
、この場合でもステンレス鋼の艮II)間S4込に対し
ては溶10の問題がある。
焼結5i3Ni焼結体の利用などが知られているが、ホ
ットプレスBN焼結体は硬庶が低く、耐摩耗性に問題が
ある。また、反応焼結Si 3 N4焼結体は焼結後の
寸法変化が少なく、高強度で安洒にi′j造でさるため
水平連続鋳ぶ5用耐火物として有望な月利であるが、S
i 3 N4のみでは耐熱衝撃性が低いために、その改
善に13Nを含有する方法や耐蝕性の改善のために窒化
アルミニウム(A、IIN)を含イjする方法などが知
られているが、これらの方法は炭素鋼の類時間鋳込には
問題がないが、しかし炭素鋼の長時間鋳込みまたはステ
ンレス鋼の鋳込に対しては耐火物が溶k)されるため、
更に耐蝕性を改善η゛るために△ρ203を含有させ高
温で焼結し[ナイアロン系の固溶体とする技術があるが
、この場合でもステンレス鋼の艮II)間S4込に対し
ては溶10の問題がある。
[発明がM決しようとする問題点]
本発明は上述する種々の問題点に右目し′Cなされたも
ので、反応焼結法または兜圧焼結法により焼結した焼結
体の溶損(よ焼結体の気孔率、気孔径が大きく、強度が
低いために鋳込115に溶鋼が気孔中に侵入し凝固して
間承引抜時に耐火物が機械的に除去されるものと考えら
れ、61大物の長時間鋳込に耐えうる耐触性、耐熱前撃
性などを向上づることを技術的課題とJる。
ので、反応焼結法または兜圧焼結法により焼結した焼結
体の溶損(よ焼結体の気孔率、気孔径が大きく、強度が
低いために鋳込115に溶鋼が気孔中に侵入し凝固して
間承引抜時に耐火物が機械的に除去されるものと考えら
れ、61大物の長時間鋳込に耐えうる耐触性、耐熱前撃
性などを向上づることを技術的課題とJる。
[問題点を解決づる¥一段1
本発明は」−)ボする技術的課題を解決するために鋳造
用耐火物について幾多の研究の結果、(1)Si3Na
はL/(4鋼に対しでは61蝕性を示Jが、ステンレス
鋼には化学的に反応して溶損を生じ、そこでAρNま7
jはA!J203を含有し高調で焼結することにSi
3 N4をSnし高温で焼結づることににすSi 3
N4はリーイアロン系の固溶体を形成し著しく耐蝕r1
を向上できること、(2> iI入口に使用づる6j火
物は使用口)にfiJ大物内外の温度差が大きくなるに
つれてスポーリング割れが発生し、このスポーリング割
れの要因は耐火物の持つ特性のうち熱膨張率や弾性率が
大きいほど発生しやすく、このためにBNを前記固溶体
に均一に分散させることにより熱膨張率や弾性率を低下
させることができること(この効果はBN粒子の細かい
ほどよい)、および(3)改械的な損傷の改善に涌1れ
性の低下並びに気孔径を小さくすることが効果的である
ことを確め、本発明ではサイアロン系固溶体にモンモリ
ロナイト族鉱物、特にベントナイトを添加することによ
り溶鋼と濡れ難くし、またサイアロンとの反応により粒
子間の結合を促進して強度を向上すると共に、焼結体中
に一部精製したガラス層が使用時に気孔を塞ぎ溶鋼の浸
入を防止する一方、耐火物と溶鋼との潤滑剤の役割をし
て耐触性の向上を図ることができることを見出し、本発
明に到達したものである。
用耐火物について幾多の研究の結果、(1)Si3Na
はL/(4鋼に対しでは61蝕性を示Jが、ステンレス
鋼には化学的に反応して溶損を生じ、そこでAρNま7
jはA!J203を含有し高調で焼結することにSi
3 N4をSnし高温で焼結づることににすSi 3
N4はリーイアロン系の固溶体を形成し著しく耐蝕r1
を向上できること、(2> iI入口に使用づる6j火
物は使用口)にfiJ大物内外の温度差が大きくなるに
つれてスポーリング割れが発生し、このスポーリング割
れの要因は耐火物の持つ特性のうち熱膨張率や弾性率が
大きいほど発生しやすく、このためにBNを前記固溶体
に均一に分散させることにより熱膨張率や弾性率を低下
させることができること(この効果はBN粒子の細かい
ほどよい)、および(3)改械的な損傷の改善に涌1れ
性の低下並びに気孔径を小さくすることが効果的である
ことを確め、本発明ではサイアロン系固溶体にモンモリ
ロナイト族鉱物、特にベントナイトを添加することによ
り溶鋼と濡れ難くし、またサイアロンとの反応により粒
子間の結合を促進して強度を向上すると共に、焼結体中
に一部精製したガラス層が使用時に気孔を塞ぎ溶鋼の浸
入を防止する一方、耐火物と溶鋼との潤滑剤の役割をし
て耐触性の向上を図ることができることを見出し、本発
明に到達したものである。
すなわち、本発明は窒化けい素(Si 3 N4 )1
0〜75%、窒化アルミニウムく△uN)1〜30%、
窒化ホウ素(BN>3〜3096、^り化アルミニウム
2〜50%および粘土鉱物5〜30%からなる焼結体を
構成するJこうにしたものである。
0〜75%、窒化アルミニウムく△uN)1〜30%、
窒化ホウ素(BN>3〜3096、^り化アルミニウム
2〜50%および粘土鉱物5〜30%からなる焼結体を
構成するJこうにしたものである。
BNを含有づることにより耐熱衝撃性を著しく改善する
ことができる。BN含有伍は3〜30%の範囲にするが
、3%以下ではその効果がなく、30%以上になると焼
結体の強度が著しく低下する。Si 3 N4はA吏N
おJ:びA吏203を含有させて高温で焼結してサイア
ロン系の固溶体を形成することにより溶鋼に対する耐触
性を向上づ゛ることができる。この場合、△uNは1〜
30%おJ:びA吏203は2〜50%含右させる必要
があるが、これらの下限値以下では耐熱衝撃性が低下す
る。
ことができる。BN含有伍は3〜30%の範囲にするが
、3%以下ではその効果がなく、30%以上になると焼
結体の強度が著しく低下する。Si 3 N4はA吏N
おJ:びA吏203を含有させて高温で焼結してサイア
ロン系の固溶体を形成することにより溶鋼に対する耐触
性を向上づ゛ることができる。この場合、△uNは1〜
30%おJ:びA吏203は2〜50%含右させる必要
があるが、これらの下限値以下では耐熱衝撃性が低下す
る。
更に本発明において耐火物の構成成分の粘土鉱物として
、たとえばベントナイト、酸性白土のごとぎモンモリロ
ナイト族鉱物を用いることができる。サイアロンにベン
トナイトを添加づ”るどベントナイ1〜の主成分の△(
1203−3i 02成分は一部す−イアロン中に固溶
されるが、アルカリ成分は1ナイアロンと反応してガラ
ス相を生成して粒子間の結合を促進し気孔率を低下づる
と1(に、濡れ性も低下する。かかる粘土鉱物は5〜3
0%の範囲で配合し、5%以下では濡れ性が低下し、か
つ焼結性の向上の効果がなく、30%以上ではガラス相
の生成徂が多くなり高温特性が低下する。
、たとえばベントナイト、酸性白土のごとぎモンモリロ
ナイト族鉱物を用いることができる。サイアロンにベン
トナイトを添加づ”るどベントナイ1〜の主成分の△(
1203−3i 02成分は一部す−イアロン中に固溶
されるが、アルカリ成分は1ナイアロンと反応してガラ
ス相を生成して粒子間の結合を促進し気孔率を低下づる
と1(に、濡れ性も低下する。かかる粘土鉱物は5〜3
0%の範囲で配合し、5%以下では濡れ性が低下し、か
つ焼結性の向上の効果がなく、30%以上ではガラス相
の生成徂が多くなり高温特性が低下する。
本発明の連続鋳造用耐火物を製造Jるには、まず上述す
る各構成成分、すなわら、3i 3 N4 。
る各構成成分、すなわら、3i 3 N4 。
AIN、BN、M化アルミニウムおよび粘土鉱物を上)
!する各配合量で配合し、混練し、適当な成形手段で成
形し、成形体を非醇化性雰囲気(例えばアルゴン、窒素
など)中で1500〜1800℃の範lの焼結温度で約
1〜10時間にわたり焼結する。上記成分のうち3i
3 N4を用いる代りに81を配合し、N2雰囲気中1
300〜1500℃で窒化反応焼結しても、効果を十分
に(することができる。
!する各配合量で配合し、混練し、適当な成形手段で成
形し、成形体を非醇化性雰囲気(例えばアルゴン、窒素
など)中で1500〜1800℃の範lの焼結温度で約
1〜10時間にわたり焼結する。上記成分のうち3i
3 N4を用いる代りに81を配合し、N2雰囲気中1
300〜1500℃で窒化反応焼結しても、効果を十分
に(することができる。
「発明の効果]
上述するように本発明は耐火物を窒化けい素、窒化アル
ミニウム、窒化ホウ素、酸化アルミニウムおよび粘土鉱
物から構成することにより耐蝕性、耐熱衝撃性ならびに
凝固シェルによる損傷を防ll:するという優れた水平
鋳造用の接続耐火物を形成でさ、またこれにより高合金
鋼のvi造を6可能にすることができた。
ミニウム、窒化ホウ素、酸化アルミニウムおよび粘土鉱
物から構成することにより耐蝕性、耐熱衝撃性ならびに
凝固シェルによる損傷を防ll:するという優れた水平
鋳造用の接続耐火物を形成でさ、またこれにより高合金
鋼のvi造を6可能にすることができた。
[実施例]
本発明の連続鋳造用耐火物の供−(休(試験式1〜3)
おJ:び比較の目的のための従来の耐火物の供試体く比
較試験式1〜2)を表1に示1各成分から作った。
おJ:び比較の目的のための従来の耐火物の供試体く比
較試験式1〜2)を表1に示1各成分から作った。
表 1
各供試体を次のようにして作った:まず、表1に示す各
成分を同表に示す配合油で配合し、各配合物を撹拌hH
潰機型の混練前を用いて混合混練し、しかる後これらの
配合物に有機バインダーとしてPVAを添加し、更に課
練殿で均質に混練した。
成分を同表に示す配合油で配合し、各配合物を撹拌hH
潰機型の混練前を用いて混合混練し、しかる後これらの
配合物に有機バインダーとしてPVAを添加し、更に課
練殿で均質に混練した。
各混練物を油圧型の成形□を用いて220m(外径)X
190訓(内径)X15#(厚さ)のリング形状と、2
0sX20閾×120朧の棒形状とにそれぞれ1トン/
ciの成形圧で各形状の成形体に成形した。ついで、
これらの各成形体を窒素の非酸化性雰囲気中1700℃
で焼結して各形状の本発明の供試体および比較供試体を
作った。
190訓(内径)X15#(厚さ)のリング形状と、2
0sX20閾×120朧の棒形状とにそれぞれ1トン/
ciの成形圧で各形状の成形体に成形した。ついで、
これらの各成形体を窒素の非酸化性雰囲気中1700℃
で焼結して各形状の本発明の供試体および比較供試体を
作った。
(1)供試体のうち棒形状の供試体を溶鋼に対する耐蝕
性および溶鋼との接触角の測定試Hに用いた。
性および溶鋼との接触角の測定試Hに用いた。
耐蝕性を調べる溶損試験では高周波炉で炭素鋼550C
およびオーステナイト系ステンレス鋼5US321 (
25Cr−20Ti)をそれぞれ10に’l溶解し、1
550°Cに保ドアした溶鋼中に試験片を浸油し、1時
間保持した後、試験片の溶1(1最を測定した。また、
接触角についでは高温顕微鏡により試験片のプレート上
にステンレス鋼SUSを置き、1500℃に胃温し、保
持し、その時の接触角を測定した。
およびオーステナイト系ステンレス鋼5US321 (
25Cr−20Ti)をそれぞれ10に’l溶解し、1
550°Cに保ドアした溶鋼中に試験片を浸油し、1時
間保持した後、試験片の溶1(1最を測定した。また、
接触角についでは高温顕微鏡により試験片のプレート上
にステンレス鋼SUSを置き、1500℃に胃温し、保
持し、その時の接触角を測定した。
これらの溶損試験および接触角測定結果を表1の下段に
示す。溶1員試験において、ステンレス鋼の場合では比
較供試体の5.0〜1.5跡であるのに対して、本発明
の供試体では0.1rMI以1Zで溶1(]吊が極めて
少なく、また炭素鋼の場合では本発明の供試体は全く溶
10しないことがわかる。
示す。溶1員試験において、ステンレス鋼の場合では比
較供試体の5.0〜1.5跡であるのに対して、本発明
の供試体では0.1rMI以1Zで溶1(]吊が極めて
少なく、また炭素鋼の場合では本発明の供試体は全く溶
10しないことがわかる。
また、接触角についで、Si :l N4−Ag2S−
BN系にAJ203を分有すると接触角が大さくなり、
これに更にペン1〜ナイ1−を添加(試験式1〜10)
づ“ると、添加しない比較試験トら1〜2より接触角が
更に大ぎくなることがわかる。また、試験風)1〜3の
本発明(I(試体(、↓比校試験凡)1〜2のものと比
べて気イレ9・−が低く、強度が茗しく向上することが
わかる。
BN系にAJ203を分有すると接触角が大さくなり、
これに更にペン1〜ナイ1−を添加(試験式1〜10)
づ“ると、添加しない比較試験トら1〜2より接触角が
更に大ぎくなることがわかる。また、試験風)1〜3の
本発明(I(試体(、↓比校試験凡)1〜2のものと比
べて気イレ9・−が低く、強度が茗しく向上することが
わかる。
(2)供試体のうちリング形状の供試体については、こ
のリング耐火物を水平)11!続鋳造の鋳(■とりンデ
ィッシュとの間にセットし、鋳32径212mm、引扱
速度0.8m/分および引抜長さ75#の条件でステン
レス鋼の丸ビレットを20トン鋳込だ。
のリング耐火物を水平)11!続鋳造の鋳(■とりンデ
ィッシュとの間にセットし、鋳32径212mm、引扱
速度0.8m/分および引抜長さ75#の条件でステン
レス鋼の丸ビレットを20トン鋳込だ。
その時の耐火物の凝固シェルによる侵食の程度を測定し
、この結果を次の表2に示1゛。
、この結果を次の表2に示1゛。
表 2
上記表2から、凝固シェルによる耐火物内面の侵食深さ
は、比較耐火物(比較試験歯1〜2)では5,0〜2.
5mとモールド端部を損(具させるほど大きなものであ
り、安定鋳込は不能であるのにだいし、本発明の耐火物
(試験ル1〜13)は侵食深さは0.1端とわずかで鋳
込上全く支障なく、鋳型も良好であり安定操業が可能で
あることがわかる。
は、比較耐火物(比較試験歯1〜2)では5,0〜2.
5mとモールド端部を損(具させるほど大きなものであ
り、安定鋳込は不能であるのにだいし、本発明の耐火物
(試験ル1〜13)は侵食深さは0.1端とわずかで鋳
込上全く支障なく、鋳型も良好であり安定操業が可能で
あることがわかる。
上記実施例において耐火物の形状としてリング形状のも
のについで説明したが、形状としては角形であってもよ
く、また水平連続Sk造以外の用途、例えば従来方式の
垂直型や湾曲型の連続鋳造機の鋳型に接続して使用する
こともできる。
のについで説明したが、形状としては角形であってもよ
く、また水平連続Sk造以外の用途、例えば従来方式の
垂直型や湾曲型の連続鋳造機の鋳型に接続して使用する
こともできる。
第1図は本発明の耐火物が使用される水平連続鋳造設備
の概略断面図である。
の概略断面図である。
Claims (2)
- (1)連続鋳造用の鋳型とタンディッシュを連結する耐
火物において、窒化けい素10〜75%、窒化アルミニ
ウム1〜30%、窒化ホウ素3〜30%、酸化アルミニ
ウム2〜50%および粘土鉱物5〜30%からなること
を特徴とする連続鋳造用耐火物。 - (2)前記粘度鉱物がモンモリロナイト族鉱物である特
許請求の範囲第1項記載の連続鋳造用耐火物。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59205966A JPS6183679A (ja) | 1984-10-01 | 1984-10-01 | 連続鋳造用耐火物の製造方法 |
| US06/779,417 US4640336A (en) | 1984-10-01 | 1985-09-24 | Refractory for continuous casting |
| FR858514261A FR2571044B1 (fr) | 1984-10-01 | 1985-09-26 | Materiau refractaire pour coulees continues |
| DE19853534824 DE3534824A1 (de) | 1984-10-01 | 1985-09-30 | Feuerfester werkstoff fuer das stranggiessen |
| CA000491902A CA1244483A (en) | 1984-10-01 | 1985-09-30 | Refractory for continuous casting |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59205966A JPS6183679A (ja) | 1984-10-01 | 1984-10-01 | 連続鋳造用耐火物の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6183679A true JPS6183679A (ja) | 1986-04-28 |
| JPH0251865B2 JPH0251865B2 (ja) | 1990-11-08 |
Family
ID=16515660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59205966A Granted JPS6183679A (ja) | 1984-10-01 | 1984-10-01 | 連続鋳造用耐火物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6183679A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6703150B2 (en) | 1993-10-12 | 2004-03-09 | California Institute Of Technology | Direct methanol feed fuel cell and system |
| US5599638A (en) | 1993-10-12 | 1997-02-04 | California Institute Of Technology | Aqueous liquid feed organic fuel cell using solid polymer electrolyte membrane |
| US7282291B2 (en) | 2002-11-25 | 2007-10-16 | California Institute Of Technology | Water free proton conducting membranes based on poly-4-vinylpyridinebisulfate for fuel cells |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5950074A (ja) * | 1982-09-09 | 1984-03-22 | 株式会社神戸製鋼所 | 連続鋳造用耐火物 |
-
1984
- 1984-10-01 JP JP59205966A patent/JPS6183679A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5950074A (ja) * | 1982-09-09 | 1984-03-22 | 株式会社神戸製鋼所 | 連続鋳造用耐火物 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0251865B2 (ja) | 1990-11-08 |
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