JP3524668B2 - 連続鋳造用ノズル耐火物 - Google Patents
連続鋳造用ノズル耐火物Info
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、連続鋳造用ノズ
ル耐火物に関するものである。
ル耐火物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の連続鋳造用ノズル耐火物は、アル
ミナ黒鉛材質を主材質とし、パウダーライン部や嵌合部
等をジルコニア黒鉛材質、マグネシア黒鉛材質で補強し
た複合体として形成されている。
ミナ黒鉛材質を主材質とし、パウダーライン部や嵌合部
等をジルコニア黒鉛材質、マグネシア黒鉛材質で補強し
た複合体として形成されている。
【０００３】これらの炭素含有耐火物は、一般に、天然
鱗状黒鉛を炭素源としている。しかし、鱗状黒鉛は３０
００℃以下では焼結しないため、鱗状黒鉛粒同士や鱗状
黒鉛粒と他の骨材粒との焼結による強度向上は期待でき
ない。それゆえ、耐火物の強度は、バインダーに由来し
て、カーボンボンドがどの程度形成されるかに依存して
いる。
鱗状黒鉛を炭素源としている。しかし、鱗状黒鉛は３０
００℃以下では焼結しないため、鱗状黒鉛粒同士や鱗状
黒鉛粒と他の骨材粒との焼結による強度向上は期待でき
ない。それゆえ、耐火物の強度は、バインダーに由来し
て、カーボンボンドがどの程度形成されるかに依存して
いる。
【０００４】炭素含有耐火物のバインダーとしては、一
般に、炭素収率４０％以上の液状フェノールレジンや粉
末レジン、炭素収率５０％以上のピッチバインダー等が
用いられている。
般に、炭素収率４０％以上の液状フェノールレジンや粉
末レジン、炭素収率５０％以上のピッチバインダー等が
用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、液状の
バインダーや粉末バインダーとアルミナ、ジルコニア又
はマグネシア等の骨材粒や炭化珪素、シリカ、黒鉛粉末
等の微粉を混練工程において、骨材粒又は微粉の粒表面
が液状バインダーや粉末バインダーによって均一に濡れ
るように制御することは非常に難しい。
バインダーや粉末バインダーとアルミナ、ジルコニア又
はマグネシア等の骨材粒や炭化珪素、シリカ、黒鉛粉末
等の微粉を混練工程において、骨材粒又は微粉の粒表面
が液状バインダーや粉末バインダーによって均一に濡れ
るように制御することは非常に難しい。
【０００６】濡れ状態が不均一の場合には、強度低下や
バインダーの偏った部分で異常溶損が生じてしまう。
バインダーの偏った部分で異常溶損が生じてしまう。
【０００７】また、マグネシア等の消化性を持つ材質で
は液状のバインダーに含まれる水分によって、マグネシ
ア骨材粒内に消化が起こり、体積膨脹等により材質強度
が著しく低下してしまう。
は液状のバインダーに含まれる水分によって、マグネシ
ア骨材粒内に消化が起こり、体積膨脹等により材質強度
が著しく低下してしまう。
【０００８】一方、特開平２−３１１３５８号公報に記
載の不焼成マグネシア・カーボンれんがは、マグネシウ
ム或いはマグネシウム−アルミニウム合金の取り扱いを
容易にするため、ピッチでコートしたマグネシウム・ア
ルミニウム合金粉末を０．５〜１０％含有させる構成に
なっている。
載の不焼成マグネシア・カーボンれんがは、マグネシウ
ム或いはマグネシウム−アルミニウム合金の取り扱いを
容易にするため、ピッチでコートしたマグネシウム・ア
ルミニウム合金粉末を０．５〜１０％含有させる構成に
なっている。
【０００９】また、特開平６−２９３５６５号公報は、
均質で緻密なＳｉ−ＳｉＣ材を得るため、メソフェーズ
含有ピッチを被覆したＳｉＣ粉末で成形体を形成し、こ
れを焼成した後Ｓｉを含浸するＳｉ−ＳｉＣ複合セラミ
ックスの製造方法を開示している。
均質で緻密なＳｉ−ＳｉＣ材を得るため、メソフェーズ
含有ピッチを被覆したＳｉＣ粉末で成形体を形成し、こ
れを焼成した後Ｓｉを含浸するＳｉ−ＳｉＣ複合セラミ
ックスの製造方法を開示している。
【００１０】しかしながら、特開平２−３１１３５８号
公報の不焼成マグネシア・カーボンれんがは、マグネシ
ウム或いはマグネシウム−アルミニウム合金の取り扱い
を容易にする目的で提案されたものであり、れんが自体
は、熱膨張率が高く、使用時に熱衝撃による割れなどの
不具合があり、連続鋳造用ノズルとして最適であるとは
言えない。
公報の不焼成マグネシア・カーボンれんがは、マグネシ
ウム或いはマグネシウム−アルミニウム合金の取り扱い
を容易にする目的で提案されたものであり、れんが自体
は、熱膨張率が高く、使用時に熱衝撃による割れなどの
不具合があり、連続鋳造用ノズルとして最適であるとは
言えない。
【００１１】また、特開平６−２９３５６５号公報のＳ
ｉ−ＳｉＣ複合セラミックスも、熱膨張率が高いため、
熱衝撃による割れを生じる等の不具合があるため、連続
鋳造用ノズルとして最適であるとは言えない。
ｉ−ＳｉＣ複合セラミックスも、熱膨張率が高いため、
熱衝撃による割れを生じる等の不具合があるため、連続
鋳造用ノズルとして最適であるとは言えない。
【００１２】このような従来技術の問題点に鑑み、本発
明は、見掛気孔率が小さく、十分な強度を有し、耐食性
も大きい連続鋳造用の各種ノズルに最適な連続鋳造用ノ
ズル耐火物を提供することを目的としている。
明は、見掛気孔率が小さく、十分な強度を有し、耐食性
も大きい連続鋳造用の各種ノズルに最適な連続鋳造用ノ
ズル耐火物を提供することを目的としている。
【００１３】
【００１４】
【課題を解決するための手段】本願第１発明は、１００
〜３００℃で軟化するピッチを表面にコートした粒径７
４〜１０００μｍのジルコニア原料４０〜９０重量％を
骨材として用い、骨材粒子と同等以下の粒径の他の耐火
物原料としてシリカ、黒鉛粉末、カルシアの少なくとも
１種を用い、結合材としてレジン系バインダーを用い、
還元性雰囲気で焼成してピッチをカーボンボンド化した
構成を有することを特徴とする連続鋳造用ノズル耐火物
を要旨としている。
〜３００℃で軟化するピッチを表面にコートした粒径７
４〜１０００μｍのジルコニア原料４０〜９０重量％を
骨材として用い、骨材粒子と同等以下の粒径の他の耐火
物原料としてシリカ、黒鉛粉末、カルシアの少なくとも
１種を用い、結合材としてレジン系バインダーを用い、
還元性雰囲気で焼成してピッチをカーボンボンド化した
構成を有することを特徴とする連続鋳造用ノズル耐火物
を要旨としている。
【００１５】本願第２発明は、１００〜３００℃で軟化
するピッチを表面にコートした粒径７４〜３０００μｍ
のマグネシア原料４０〜９０重量％を骨材として用い、
骨材粒子と同等以下の粒径の他の耐火物原料として炭化
珪素、シリカ、黒鉛粉末の少なくとも１種を用い、結合
材としてレジン系バインダーを用い、還元性雰囲気で焼
成してピッチをカーボンボンド化した構成を有すること
を特徴とする連続鋳造用ノズル耐火物を要旨としてい
る。
するピッチを表面にコートした粒径７４〜３０００μｍ
のマグネシア原料４０〜９０重量％を骨材として用い、
骨材粒子と同等以下の粒径の他の耐火物原料として炭化
珪素、シリカ、黒鉛粉末の少なくとも１種を用い、結合
材としてレジン系バインダーを用い、還元性雰囲気で焼
成してピッチをカーボンボンド化した構成を有すること
を特徴とする連続鋳造用ノズル耐火物を要旨としてい
る。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の連続鋳造用ノズル耐火物
は、表面をバインダー成分のピッチによってコートした
アルミナ、ジルコニア又はマグネシアを骨材として用
い、骨材粒子と同等以下の粒径の他の耐火物原料として
炭化珪素、シリカ黒煙粉末、カルシアの少なくとも１種
を用い、結合剤としてレジン系バインダーを添加し、還
元性雰囲気で焼成してピッチをカーボンボンド化した構
成になっている。そして、骨材がアルミナの場合は１０
ＭＰａ以上、ジルコニアの場合は７ＭＰａ以上、マグネ
シアの場合は６ＭＰａ以上の曲げ強さを有することが好
ましい。より好ましい曲げ強さは、それぞれ１０ＭＰａ
以上、８ＭＰａ以上、７ＭＰａ以上である。ピッチは、
１００〜３００℃で軟化するものを用いる。
は、表面をバインダー成分のピッチによってコートした
アルミナ、ジルコニア又はマグネシアを骨材として用
い、骨材粒子と同等以下の粒径の他の耐火物原料として
炭化珪素、シリカ黒煙粉末、カルシアの少なくとも１種
を用い、結合剤としてレジン系バインダーを添加し、還
元性雰囲気で焼成してピッチをカーボンボンド化した構
成になっている。そして、骨材がアルミナの場合は１０
ＭＰａ以上、ジルコニアの場合は７ＭＰａ以上、マグネ
シアの場合は６ＭＰａ以上の曲げ強さを有することが好
ましい。より好ましい曲げ強さは、それぞれ１０ＭＰａ
以上、８ＭＰａ以上、７ＭＰａ以上である。ピッチは、
１００〜３００℃で軟化するものを用いる。
【００１７】バインダー成分のピッチによって骨材粒子
表面を均一に覆い、還元性雰囲気下で焼成してこれをカ
ーボンボンド化し、カーボンボンドを偏りなく分散する
ことにより、強度を向上することができるのである。カ
ーボンボンド化を確実に行うため、焼成温度は４００℃
以上とすることが好ましい。
表面を均一に覆い、還元性雰囲気下で焼成してこれをカ
ーボンボンド化し、カーボンボンドを偏りなく分散する
ことにより、強度を向上することができるのである。カ
ーボンボンド化を確実に行うため、焼成温度は４００℃
以上とすることが好ましい。
【００１８】焼成によって軟化した骨材粒子周りのピッ
チが、マトリックスの微細な隙間を埋めるため、見掛気
孔率を低減でき耐食性も向上できる。
チが、マトリックスの微細な隙間を埋めるため、見掛気
孔率を低減でき耐食性も向上できる。
【００１９】骨材のアルミナ、ジルコニア又はマグネシ
アの粒径は、７４μｍ以上とする。骨材粒径が７４μｍ
未満の場合には、ピッチの粘性によって骨材粒径よりも
ピッチのコーティング層の厚みの方が大きくなり、耐食
性が低下するという不具合が生じる。
アの粒径は、７４μｍ以上とする。骨材粒径が７４μｍ
未満の場合には、ピッチの粘性によって骨材粒径よりも
ピッチのコーティング層の厚みの方が大きくなり、耐食
性が低下するという不具合が生じる。
【００２０】骨材のアルミナとジルコニアの粒径は１０
００μｍ以下、マグネシアの粒径は３０００μｍ以下と
する。これは、連続鋳造用耐火物として用いるアルミ
ナ、ジルコニア及びマグネシア原料の一般的な上限値で
あり、１０００μｍ又は３０００μｍを超えると強度が
極端に低下するという不具合が生じるからである。
００μｍ以下、マグネシアの粒径は３０００μｍ以下と
する。これは、連続鋳造用耐火物として用いるアルミ
ナ、ジルコニア及びマグネシア原料の一般的な上限値で
あり、１０００μｍ又は３０００μｍを超えると強度が
極端に低下するという不具合が生じるからである。
【００２１】このような観点から、骨材として用いるア
ルミナとジルコニアのより好ましい粒径は７４〜１００
０μｍであり、マグネシアのより好ましい粒径は７４〜
３０００μｍである。
ルミナとジルコニアのより好ましい粒径は７４〜１００
０μｍであり、マグネシアのより好ましい粒径は７４〜
３０００μｍである。
【００２２】なお、粒径７４〜１０００（又は３００
０）μｍとは、最小粒子径が７４μｍで最大粒子径が１
０００（又は３０００）μｍの連続粒を意味している。
０）μｍとは、最小粒子径が７４μｍで最大粒子径が１
０００（又は３０００）μｍの連続粒を意味している。
【００２３】骨材としてアルミナ原料を用いる場合に
は、その配合量は３０〜８０重量％とし、ジルコニア又
はマグネシア原料を用いる場合には、その配合量は４０
〜９０重量％とする。このように骨材の配合量を限定し
た理由は、連続鋳造用ノズル耐火物として現在使用され
ている配合量だからである。
は、その配合量は３０〜８０重量％とし、ジルコニア又
はマグネシア原料を用いる場合には、その配合量は４０
〜９０重量％とする。このように骨材の配合量を限定し
た理由は、連続鋳造用ノズル耐火物として現在使用され
ている配合量だからである。
【００２４】ピッチとアルミナ、ジルコニア又はマグネ
シアの骨材は、１００〜２００℃で加熱しながら混練す
ることが好ましい。これによって、骨材粒子の表面を均
一にコーティングすることが可能となる。
シアの骨材は、１００〜２００℃で加熱しながら混練す
ることが好ましい。これによって、骨材粒子の表面を均
一にコーティングすることが可能となる。
【００２５】マグネシアは消化性を持っているが、ピッ
チで粒子表面を覆うことによって、バインダーに含まれ
る水分による消化を防止できる。
チで粒子表面を覆うことによって、バインダーに含まれ
る水分による消化を防止できる。
【００２６】なお、本発明でいう骨材粒子と同等以下の
粒径の他の耐火物原料は、粒径を骨材粒子と同等以下と
することにより本発明のピッチコーティングの効果を十
分に得ることができるものである。
粒径の他の耐火物原料は、粒径を骨材粒子と同等以下と
することにより本発明のピッチコーティングの効果を十
分に得ることができるものである。
【００２７】
【実施例】以下、本発明の実施例１〜５及び比較例１〜
５を説明する。
５を説明する。
【００２８】実施例１〜２は、アルミナ黒鉛系の連続鋳
造ノズル耐火物の実施例である。
造ノズル耐火物の実施例である。
【００２９】表１に示す配合割合でアルミナ粒と、黒鉛
粉末と、シリカ粒と、炭化珪素を準備し、混練・成形・
焼成して耐火物を製造した。
粉末と、シリカ粒と、炭化珪素を準備し、混練・成形・
焼成して耐火物を製造した。
【００３０】アルミナ粒の径は７４〜１０００μｍであ
った。アルミナ粒の表面には、硬ピッチとメソフェーズ
ピッチを約０．０５μｍの厚さでコーティングしておい
た。コーティングは、２００℃以下の熱間でピッチを液
体状態にして、骨材原料と混練することにより行った。
微粒原料として配合した黒鉛粉末、シリカ粒及び炭化珪
素の粒径はそれぞれ１００〜２００μｍ、８８〜２９７
μｍ、４４μｍ以下とした。
った。アルミナ粒の表面には、硬ピッチとメソフェーズ
ピッチを約０．０５μｍの厚さでコーティングしておい
た。コーティングは、２００℃以下の熱間でピッチを液
体状態にして、骨材原料と混練することにより行った。
微粒原料として配合した黒鉛粉末、シリカ粒及び炭化珪
素の粒径はそれぞれ１００〜２００μｍ、８８〜２９７
μｍ、４４μｍ以下とした。
【００３１】一方、アルミナ粒にピッチをコーティング
せず、それ以外は同様の手順で比較例１〜２の耐火物を
製造した。
せず、それ以外は同様の手順で比較例１〜２の耐火物を
製造した。
【００３２】実施例１〜２と比較例１〜２の耐火物の曲
げ強さ、動弾性率、見掛気孔率、かさ比重、耐食性指数
を測定した。その結果を表１に示す。なお、耐食性指数
は比較例１を１００としており、数値の大きいものほど
耐食性に優れている。
げ強さ、動弾性率、見掛気孔率、かさ比重、耐食性指数
を測定した。その結果を表１に示す。なお、耐食性指数
は比較例１を１００としており、数値の大きいものほど
耐食性に優れている。
【００３３】表１を見ると、実施例１及び２の方が比較
例１及び２よりも、曲げ強さが大きく、見掛気孔率が小
さく、耐食性が大きいことが分かる。
例１及び２よりも、曲げ強さが大きく、見掛気孔率が小
さく、耐食性が大きいことが分かる。
【００３４】実施例３〜４は、ジルコニア黒鉛系の連続
鋳造ノズル耐火物である。
鋳造ノズル耐火物である。
【００３５】骨材として粒径が７４〜１０００μｍのジ
ルコニア粒を用い、黒鉛粉末、シリカ粒、カルシアを添
加し、実施例１と同様にして耐火物を製造した。
ルコニア粒を用い、黒鉛粉末、シリカ粒、カルシアを添
加し、実施例１と同様にして耐火物を製造した。
【００３６】一方、ジルコニア粒にピッチをコートせ
ず、それ以外は同様にして比較例３〜４の耐火物を製造
した。
ず、それ以外は同様にして比較例３〜４の耐火物を製造
した。
【００３７】同様に、実施例３〜４と比較例３〜４の物
性を測定した。その結果を表２に示す。表２を見ると、
実施例３及び４の方が比較例３及び４よりも、曲げ強さ
が大きく、見掛気孔率が小さく、耐食性が大きいことが
分かる。
性を測定した。その結果を表２に示す。表２を見ると、
実施例３及び４の方が比較例３及び４よりも、曲げ強さ
が大きく、見掛気孔率が小さく、耐食性が大きいことが
分かる。
【００３８】実施例５は、マグネシア黒鉛系の連続鋳造
ノズル耐火物である。
ノズル耐火物である。
【００３９】骨材として粒径が７４〜３０００μｍのマ
グネシア粒を用い、黒鉛粉末、シリカ粒、炭化珪素を添
加し、実施例１と同様にして耐火物を製造した。
グネシア粒を用い、黒鉛粉末、シリカ粒、炭化珪素を添
加し、実施例１と同様にして耐火物を製造した。
【００４０】一方、ジルコニア粒にピッチをコートせ
ず、それ以外は同様にして比較例５の耐火物を製造し
た。
ず、それ以外は同様にして比較例５の耐火物を製造し
た。
【００４１】同様に、実施例５と比較例５の物性を測定
した。その結果を表３に示す。表３を見ると、実施例５
４の方が比較例５よりも、曲げ強さが大きく、見掛気孔
率が小さく、耐食性が大きいことが分かる。なお、比較
例５では、焼成後マグネシア粒に消化現象が認められ
た。
した。その結果を表３に示す。表３を見ると、実施例５
４の方が比較例５よりも、曲げ強さが大きく、見掛気孔
率が小さく、耐食性が大きいことが分かる。なお、比較
例５では、焼成後マグネシア粒に消化現象が認められ
た。
【００４２】
【表１】
【００４３】
【表２】
【００４４】
【表３】
【００４５】
【発明の効果】本発明の連続鋳造用ノズル耐火物は、見
掛気孔率が小さく、十分な強度を有しており、耐食性が
大きいので耐用寿命を大幅に向上できる。
掛気孔率が小さく、十分な強度を有しており、耐食性が
大きいので耐用寿命を大幅に向上できる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｃ０４Ｂ 35/48 Ｃ０４Ｂ 35/10 Ｇ
(72)発明者 瀧川 整
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
(56)参考文献 特開 平７−277838（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−303958（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−268953（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−151368（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−14060（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−172862（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−319916（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B22D 11/10 330
B22D 41/54
C04B 35/00
C04B 35/043
C04B 35/103
C04B 35/48
Claims (2)
- 【請求項１】 １００〜３００℃で軟化するピッチを表
面にコートした粒径７４〜１０００μｍのジルコニア原
料４０〜９０重量％を骨材として用い、骨材粒子と同等
以下の粒径の他の耐火物原料としてシリカ、黒鉛粉末、
カルシアの少なくとも１種を用い、結合材としてレジン
系バインダーを用い、還元性雰囲気で焼成してピッチを
カーボンボンド化した構成を有することを特徴とする連
続鋳造用ノズル耐火物。 - 【請求項２】 １００〜３００℃で軟化するピッチを表
面にコートした粒径７４〜３０００μｍのマグネシア原
料４０〜９０重量％を骨材として用い、骨材粒子と同等
以下の粒径の他の耐火物原料として炭化珪素、シリカ、
黒鉛粉末の少なくとも１種を用い、結合材としてレジン
系バインダーを用い、還元性雰囲気で焼成してピッチを
カーボンボンド化した構成を有することを特徴とする連
続鋳造用ノズル耐火物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06896996A JP3524668B2 (ja) | 1996-03-01 | 1996-03-01 | 連続鋳造用ノズル耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06896996A JP3524668B2 (ja) | 1996-03-01 | 1996-03-01 | 連続鋳造用ノズル耐火物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09239503A JPH09239503A (ja) | 1997-09-16 |
| JP3524668B2 true JP3524668B2 (ja) | 2004-05-10 |
Family
ID=13389020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06896996A Expired - Fee Related JP3524668B2 (ja) | 1996-03-01 | 1996-03-01 | 連続鋳造用ノズル耐火物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3524668B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8182599B2 (en) | 2005-07-22 | 2012-05-22 | Krosaki Harima Corporation | Carbon-containing refractory, production method thereof, and pitch-containing refractory raw material |
| JP6154772B2 (ja) * | 2014-03-28 | 2017-06-28 | 黒崎播磨株式会社 | アルミナ−炭化珪素−炭素質れんが |
-
1996
- 1996-03-01 JP JP06896996A patent/JP3524668B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09239503A (ja) | 1997-09-16 |
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