JPH0753609B2 - 窒化硼素含有高耐用性耐火物の製造方法 - Google Patents
窒化硼素含有高耐用性耐火物の製造方法Info
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- JPH0753609B2 JPH0753609B2 JP61220987A JP22098786A JPH0753609B2 JP H0753609 B2 JPH0753609 B2 JP H0753609B2 JP 61220987 A JP61220987 A JP 61220987A JP 22098786 A JP22098786 A JP 22098786A JP H0753609 B2 JPH0753609 B2 JP H0753609B2
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、溶融金属と接触する場所、特に溶鋼の連続鋳
造装置に好適に使用できる耐火物の製造法に関する。
造装置に好適に使用できる耐火物の製造法に関する。
特開昭55−34663号公報，特開昭56−139260号公報，特
開昭59−169982号公報等に窒化硼素含有耐火物が溶融金
属，スラグに対して極めて安定であり、かつ優れた耐ス
ポーリング性を有するものであることが開示されてい
る。
開昭59−169982号公報等に窒化硼素含有耐火物が溶融金
属，スラグに対して極めて安定であり、かつ優れた耐ス
ポーリング性を有するものであることが開示されてい
る。
しかしながら、従来の窒化硼素含有耐火物は圧縮強さが
450kg/cm2以下、熱間曲げ強さが1400℃で190kg/cm2以下
と低く、特に圧縮強化さが充分ではなく、その結果、と
くに振動もしくは摩耗に関する耐久性が不足している。
450kg/cm2以下、熱間曲げ強さが1400℃で190kg/cm2以下
と低く、特に圧縮強化さが充分ではなく、その結果、と
くに振動もしくは摩耗に関する耐久性が不足している。
また、窒化硼素含有耐火物によって作られたノズルは含
有する窒化硼素の熱伝導性のためアルミナ析出による孔
閉塞が起り易く。従って、ノズル用としては強度を向上
させると同時に、耐食性を維持しながら孔閉塞性を改良
する必要がある。
有する窒化硼素の熱伝導性のためアルミナ析出による孔
閉塞が起り易く。従って、ノズル用としては強度を向上
させると同時に、耐食性を維持しながら孔閉塞性を改良
する必要がある。
さらに、窒化硼素含有耐火物に黒鉛を含有している場合
には、黒鉛は溶鋼に溶解し易く、また、強度向上は期待
できない。
には、黒鉛は溶鋼に溶解し易く、また、強度向上は期待
できない。
また、更に窒化硼素含有耐火物の結合に寄与する成分と
して金属珪素を添加することによって強度向上は期待で
きるが、添加金属珪素から作られるβ−SiC,Si3N4,Si2O
N2等のボンドは溶鋼に対する耐食性，耐スポーリング性
に難点がある。
して金属珪素を添加することによって強度向上は期待で
きるが、添加金属珪素から作られるβ−SiC,Si3N4,Si2O
N2等のボンドは溶鋼に対する耐食性，耐スポーリング性
に難点がある。
従って、窒化硼素含有耐火物において含有する窒化硼素
による耐スポーリング性と耐食性を充分に発揮させるた
めにはAl4C3,AlN等を形成する金属アルミニウムの使用
が考えられるが、Al4C3,AlNのみの形成による結合では
耐消化性において劣るという問題が生じる。
による耐スポーリング性と耐食性を充分に発揮させるた
めにはAl4C3,AlN等を形成する金属アルミニウムの使用
が考えられるが、Al4C3,AlNのみの形成による結合では
耐消化性において劣るという問題が生じる。
本発明において解決すべき課題は、窒化硼素含有耐火物
において窒化硼素による優れた耐スポーリング性と耐食
性を全く阻害することがなく、また、他の特性に何等の
害を与えることのない耐火物組織を強化する添加材を見
いだすことにある。
において窒化硼素による優れた耐スポーリング性と耐食
性を全く阻害することがなく、また、他の特性に何等の
害を与えることのない耐火物組織を強化する添加材を見
いだすことにある。
本発明は、窒化硼素含有耐火物の強化結合材として金属
アルミニウムを用いるとき、特定割合の金属珪素を併用
することによって、金属アルミニウム単独添加の際の耐
消化性の問題を完全に解消できるという知見に基づいて
完成したものである。
アルミニウムを用いるとき、特定割合の金属珪素を併用
することによって、金属アルミニウム単独添加の際の耐
消化性の問題を完全に解消できるという知見に基づいて
完成したものである。
すなわち、本発明は窒化硼素含有高耐用性耐火物の製造
方法は、六方晶系を主体とする窒化硼素粉末を10〜80重
量％と、TiN,TiB2及びTiCからなる群の中の１種もしく
は２種以上の粉末を10〜80重量％と、Al/Si比を8/1〜3/
1の範囲内で混合もしくは合金化したAl及びSiの粉末を1
0〜50重量％配合し、さらに結合剤として炭素生成物で
ある樹脂を加えた混合物を形成後、カーボン粉末を充填
したサヤ内に納めて焼成することを特徴とする。
方法は、六方晶系を主体とする窒化硼素粉末を10〜80重
量％と、TiN,TiB2及びTiCからなる群の中の１種もしく
は２種以上の粉末を10〜80重量％と、Al/Si比を8/1〜3/
1の範囲内で混合もしくは合金化したAl及びSiの粉末を1
0〜50重量％配合し、さらに結合剤として炭素生成物で
ある樹脂を加えた混合物を形成後、カーボン粉末を充填
したサヤ内に納めて焼成することを特徴とする。
併用する金属アルミニウムと金属珪素との比はAl/Siが8
/1より大きいとSi添加による消化防止効果がなく、3/1
より小さいと耐食性，耐スポーリング性が低下する。
/1より大きいとSi添加による消化防止効果がなく、3/1
より小さいと耐食性，耐スポーリング性が低下する。
また、金属アルミニウムと金属珪素との添加総量が10重
量％より少ないと耐食性，強度の上昇が少なく、また、
50重量％より多いと耐スポーリング性が低下する。従っ
て、その添加量は10〜50重量％の範囲内である。
量％より少ないと耐食性，強度の上昇が少なく、また、
50重量％より多いと耐スポーリング性が低下する。従っ
て、その添加量は10〜50重量％の範囲内である。
窒化硼素含有耐火物中のBNの含有量は10重量％以下にな
ると添加効果がなくなり、耐スポーリング性が低下す
る。
ると添加効果がなくなり、耐スポーリング性が低下す
る。
上記本発明におけるBN＋Al＋Siと組合せて、強度向上，
孔閉塞性向上のため使用できる骨材として種々の耐火材
を考え検討した。
孔閉塞性向上のため使用できる骨材として種々の耐火材
を考え検討した。
まず、MgOでは熱膨張が大きく、Alから生成されるAl2O3
と反応して二次スピネル生成による焼成膨張が大きくな
り問題である。
と反応して二次スピネル生成による焼成膨張が大きくな
り問題である。
ムライト，シリカ等のSiO2を多く含む骨材では、Alによ
るSiO2の還元作用により骨材をポーラス化させて強度の
低下，耐食性の低下をもたらす。
るSiO2の還元作用により骨材をポーラス化させて強度の
低下，耐食性の低下をもたらす。
また、TiO2の含有は、SiO2と同様に強度の低下，耐食性
の低下をもたらし好ましくない。
の低下をもたらし好ましくない。
ジルコニア，ジルコン等のZrO2を含む骨材では、Alによ
るZrO2が還元し焼成時の分解により製造が困難となる。
るZrO2が還元し焼成時の分解により製造が困難となる。
更に、Al2O3,スピネルでは強度向上には効果があるが、
各種ノズルに使用したときの孔閉塞防止には効果がな
い。
各種ノズルに使用したときの孔閉塞防止には効果がな
い。
Si3N4,SiCでは強度向上，孔閉塞防止には効果がある
が、耐食性が低下する。
が、耐食性が低下する。
TiB2及びTiNはFe及びAlに濡れ難いが、骨材にこれを添
加すると強度向上，孔閉塞防止に効果があり、耐食性は
低下しない。TiCについてもTiNと同様の効果が認められ
る。しかし、TiNもしくはTiB2の１種もしくは２種以上
の粉末の添加量が10重量％より少ないところでは強度向
上の効果がない。
加すると強度向上，孔閉塞防止に効果があり、耐食性は
低下しない。TiCについてもTiNと同様の効果が認められ
る。しかし、TiNもしくはTiB2の１種もしくは２種以上
の粉末の添加量が10重量％より少ないところでは強度向
上の効果がない。
配合物の混練についていえば、微粉ばかりの配合であ
り、造粒工程を必要とする。スパルタンミキサー，ヘン
シェルミキサー等の造粒ミキサーを使用するが、これら
に限定するものではない。
り、造粒工程を必要とする。スパルタンミキサー，ヘン
シェルミキサー等の造粒ミキサーを使用するが、これら
に限定するものではない。
成形については、ラバープレスを品質均一性の点より主
に使用するが、形状等によりダイナミックプレス，オイ
ルプレス法も採用可能であり、プレス方法を限定するも
のではない。
に使用するが、形状等によりダイナミックプレス，オイ
ルプレス法も採用可能であり、プレス方法を限定するも
のではない。
焼成についていえば、BN,Al,Siを使用しており、当然の
ことながら酸化雰囲気下の焼成は不可である。窒化雰囲
気の焼成も可能であるが、強度的に20％程度の低下があ
り、雰囲気を保つため多量の窒素が必要であり、コスト
アップとなるため、カーボン粉中で焼成が望ましい。焼
成時のサヤ内の充填材としては、非酸化性雰囲気下に保
つものであればよく、コークス粉，鱗状黒鉛，黒鉛電極
切削屑等使用可能である。この際のカーボン粉末の種類
は何等限定されない。
ことながら酸化雰囲気下の焼成は不可である。窒化雰囲
気の焼成も可能であるが、強度的に20％程度の低下があ
り、雰囲気を保つため多量の窒素が必要であり、コスト
アップとなるため、カーボン粉中で焼成が望ましい。焼
成時のサヤ内の充填材としては、非酸化性雰囲気下に保
つものであればよく、コークス粉，鱗状黒鉛，黒鉛電極
切削屑等使用可能である。この際のカーボン粉末の種類
は何等限定されない。
使用する窒化硼素は六方晶のものが良いが、立方晶，無
定形のものも板状でないため、耐スポーリング性の点に
注意すれば使用可能である。
定形のものも板状でないため、耐スポーリング性の点に
注意すれば使用可能である。
本発明方法によって製造された耐火物は、Al,Cu等非鉄
金属溶湯に接触する場所にも適用可能である。
金属溶湯に接触する場所にも適用可能である。
第１表に示す配合物を造粒し、ラバープレス成形後1450
℃のコークス中で焼成した。
℃のコークス中で焼成した。
TiN添加量が10重量％より少ないと比較例1,2、実施例１
よりみて強度向上の効果は出ていないし、また、耐摩耗
性も劣る。実施例4,7から、TiNを80重量％まで添加して
も耐食性は低下していないことが判る。
よりみて強度向上の効果は出ていないし、また、耐摩耗
性も劣る。実施例4,7から、TiNを80重量％まで添加して
も耐食性は低下していないことが判る。
実施例４と比較例３より、BN添加量が10重量％より少な
いと耐スポーリング性が低下することが判る。
いと耐スポーリング性が低下することが判る。
比較例４と実施例５よりAl及びSiの添加量が10重量％よ
り少ないと強度が低下していることが判る。また、耐食
性も低下する。50重量％より多いと実施例６と比較例５
よりみて、耐摩耗性が低下する。
り少ないと強度が低下していることが判る。また、耐食
性も低下する。50重量％より多いと実施例６と比較例５
よりみて、耐摩耗性が低下する。
第２表に示すような配合を第１表と同一方法で製造し
た。
た。
Al/Si比が8/1より高いと消化し易くなる。3/1より低い
とSiの性質が強くなるためか、耐食性，耐スポーリング
性ともに低下する。
とSiの性質が強くなるためか、耐食性，耐スポーリング
性ともに低下する。
比較例８と実施例11とを比較することによってわかるよ
うに、Al/Siの比が8/1より大きくなると耐消化性の低下
が著しくなる。
うに、Al/Siの比が8/1より大きくなると耐消化性の低下
が著しくなる。
実施例14と比較例９よりAl/Siの比が3/1より小さくなる
と耐食性の低下が大きく、耐スポーリング性も低下す
る。
と耐食性の低下が大きく、耐スポーリング性も低下す
る。
実施例２と実施例13よりAlとSiの粉末は、混合粉末で添
加するよりも、合金の状態で添加した方が若干良好なも
のが得られる。
加するよりも、合金の状態で添加した方が若干良好なも
のが得られる。
第３表に示すような焼結体をTDノズル（口径＝12mm,肉
厚＝18mm,長さ＝150mm）形状に製作した。
厚＝18mm,長さ＝150mm）形状に製作した。
孔閉塞を起こしやすいAlキルド鋼と溶損を起こし易い未
脱酸鋼に分けて使用実績をとった。
脱酸鋼に分けて使用実績をとった。
比較例１よりみて、TiN添加なしでは耐孔閉塞性，耐摩
耗性ともに充分ではない。
耗性ともに充分ではない。
比較例３よりみて、BN添加量が10重量％より少なくては
耐スポーリング性に問題を生じる。
耐スポーリング性に問題を生じる。
比較例４よりみて、Al,Siの添加量が10重量％より少な
いと耐食性低下の問題が生じる。
いと耐食性低下の問題が生じる。
比較例６よりみてアルミナ添加では第１表に示すよう
に、耐食性，耐摩耗性，強度は問題ないが、耐孔閉塞性
が低下する。
に、耐食性，耐摩耗性，強度は問題ないが、耐孔閉塞性
が低下する。
比較例７よりみて、Si3N4添加では第１表に示すよう
に、耐摩耗性，強度は問題なく、耐孔閉塞性も問題ない
が、耐食性低下の問題が生じる。
に、耐摩耗性，強度は問題なく、耐孔閉塞性も問題ない
が、耐食性低下の問題が生じる。
第１表及び第３表の実施例2,8,9,10よりみて、TiB2,及
びTiCはTiNと同等に使用可能であることがわかった。
びTiCはTiNと同等に使用可能であることがわかった。
〔発明の効果〕 本発明の方法によれば、BN−Al−Si系還元焼成品の欠点
である強度，耐摩耗性の不足の問題をTiNもしくはTiB2
もしくはTiCを10重量％以上添加することで解消し、耐
食性，耐スポーリング性を低下させることなく耐孔閉塞
性をさらに向上させることができる。
である強度，耐摩耗性の不足の問題をTiNもしくはTiB2
もしくはTiCを10重量％以上添加することで解消し、耐
食性，耐スポーリング性を低下させることなく耐孔閉塞
性をさらに向上させることができる。
さらに、添加するAl/Si比を8/1〜3/1の範囲内にするこ
とにより焼結体の耐消化性，耐食性，耐スポーリング性
のバランスをとることに成功したものである。
とにより焼結体の耐消化性，耐食性，耐スポーリング性
のバランスをとることに成功したものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０４Ｂ 35/58 １０５ Ｌ Ｕ Ｃ０４Ｂ 35/56 Ｓ
Claims (1)
- 【請求項１】六方晶系を主体とする窒化硼素粉末を10〜
80重量％と、TiN,TiB2及びTiCからなる群の中の１種も
しくは２種以上の粉末を10〜80重量％と、Al/Si比を8/1
〜3/1の範囲内で混合もしくは合金化したAl及びSiの粉
末を10〜50重量％配合し、さらに結合剤として炭素生成
物である樹脂を加えた混合物を形成後、カーボン粉末を
充填したサヤ内に納めて焼成することを特徴とする窒化
硼素含有高耐用性耐火物の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61220987A JPH0753609B2 (ja) | 1986-09-18 | 1986-09-18 | 窒化硼素含有高耐用性耐火物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61220987A JPH0753609B2 (ja) | 1986-09-18 | 1986-09-18 | 窒化硼素含有高耐用性耐火物の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6374965A JPS6374965A (ja) | 1988-04-05 |
| JPH0753609B2 true JPH0753609B2 (ja) | 1995-06-07 |
Family
ID=16759694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61220987A Expired - Lifetime JPH0753609B2 (ja) | 1986-09-18 | 1986-09-18 | 窒化硼素含有高耐用性耐火物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0753609B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2742801B2 (ja) * | 1988-10-19 | 1998-04-22 | 株式会社香蘭社 | 耐溶損性ｂｎ系セラミックの製造方法 |
| CN113149658B (zh) * | 2021-04-28 | 2023-02-07 | 武汉理工大学 | 一种氮化钛基复合陶瓷材料及其制备方法 |
-
1986
- 1986-09-18 JP JP61220987A patent/JPH0753609B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6374965A (ja) | 1988-04-05 |
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