JPS6324945B2

JPS6324945B2 -

Info

Publication number: JPS6324945B2
Application number: JP54050071A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Oki; Shoichi Takahashi; Jugo Ito; Toshio Kawamura; Yoshiro Aiba
Original assignee: Toshiba Ceramics Co Ltd
Current assignee: Coorstek KK
Priority date: 1979-04-23
Filing date: 1979-04-23
Publication date: 1988-05-23
Also published as: JPS55144467A

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明はスライデイングノズル用プレート耐火
物の改良に関するものである。鋼の鋳造に際しその排出口の開閉はスライデイ
ングノズル方式が広く採用されているが、こゝに
使用されるプレート耐火物は一般には高アルミナ
質のものが使用されている。近年、製鋼法におけ
る耐火物に対する要求が次第にきびしくなり、よ
り高温でより長時間耐えるものが求められるよう
になつて来た。このようなことからその対策として浸漬ノズル
等に使用されているアルミナ―炭素質のものを採
用したり、タールを含浸させたりして長寿命化を
はかつていた。しかしながらアルミナ―炭素質耐火物は浸漬ノ
ズルとしてはすぐれた特性を発揮するものの、ス
ライデイング用耐火物としては上下プレート耐火
物ともより高強度で緻密なものでなければなら
ず、浸漬ノズル用アルミナ―炭素質耐火物と同等
のものをそのまま転用することはできない。即
ち、ノズル孔内を溶鋼が流下する際、必ずしも層
流とはならず偏つた応力がかゝり従つて溶損も偏
つたものとなり易く寿命を著しく短縮せしめるた
めである。又プレート耐火物は摺動面からの溶鋼
の漏洩を防ぐための締付力がかけられており、し
かも摺動時の耐火物同志の応力等によつて割れた
りしないようなものでなければならないためであ
る。これに対し本発明者等は上記欠点を解消するた
めに鋭意研究を重ねた結果、耐火原料を骨材とし
て含み、これに所定量の炭素、炭化硼素及び金属
シリコンを添加し、必要に応じてその焼成体に炭
素分を含浸させることによつて、炭素と他の耐火
材との結合強度が炭化硼素と金属シリコンの相互
作用により著しく高められ特に炭素の耐酸化性あ
るいは耐溶損性が改善されて、高強度の緻密なス
ライデイングノズル用プレート耐火物が得られる
ことを見い出したものである。本発明におけるスライデイングノズル用プレー
ト耐火物はアルミナ、ムライト、ジルコニア、ジ
ルコンおよびマグネシアの１種又は２種以上の耐
火原料を骨材として含み、これに炭素３〜20重量
％、炭化硼素0.5〜20重量％及び金属シリコン１
〜20重量％を含有させた混合粉を成形焼成して成
り、必要に応じて更にタール、有機樹脂等の炭素
含有物資を含浸させることによつてより高強度で
緻密な耐蝕、耐酸化性のあるものである。本発明に使用する耐火原料にはアルミナ、ムラ
イト、ジルコニア、ジルコンおよびマグネシアの
１種又は２種以上を骨材として含有させ、一方炭
化珪素、シリカ、窒化珪素、フエロシリコンは密
度を高める為に添加剤として数％加えても使用し
得る。又、焼成プレート耐火物に含浸する組成物は炭
素含有成分で液化し得うるものであればよく、タ
ールピツチ類、有機樹脂類等が使用可能なもので
ある。本発明において炭素粉の添加量を３重量％未満
にするとスライデイングノズルとして必要な摺動
性、耐スポーリング性が活用できず、一方20重量
％を越えると酸化消耗が激しくスライデイングノ
ズルとして期待されている耐用度が著しい低下を
招くからである。また、炭化硼素の添加量を0.5重量％未満にす
ると炭素と他の耐火材との結合力が低下し圧縮強
さが1200Kg/cm²以下となりスライデイングノズル
用プレート耐火物としての強度が充分得られず、
又20重量％を超えると溶鋼及びスラグに対する耐
蝕性が低下する。又、粒度は結合強度を充分機能
させるためには32メツシユ以下のものを使用する
ことが好ましい。金属シリコンの添加量を限定した理由は１重量
％以下では添加効果がほとんど認められず20重量
％以上では金属シリコンが溶融して結合強度が低
下し、あるいは耐溶損性が低下する。又その粒径
は相対的に均一に分散させるためにも32メツシユ
以下であることが好ましい。実施例１アルミナ75重量％、ムライト10重量％、20メツ
シユ以下の炭素粉10重量％、200メツシユ以下の
金属シリコン５重量％、200メツシユ以下の炭化
硼素５重量％からなる原料粉100重量部に対し、
タールピツチ15重量部を加えて混練し、この成形
体を1200℃でブリーズ中で焼成した(a)。実施例２マグネシア83重量％、150メツシユ以下の天然
黒鉛10重量％、150メツシユ以下の金属シリコン
５重量％、150メツシユ以下の炭化硼素２重量％
よりなる原料粉にパルプ廃液７重量％を添加混練
し、成形後、非酸化雰囲気下で1400℃焼成した
(b)。この実施例１および２によつて得られたプレー
ト耐火物(a)、(b)およびこれらのタール含浸コーキ
ング処理したもの(c)、(d)とを従来のアルミナ―炭
素質プレート（アルミナ75重量％、炭素10重量
％、シリカ10重量％、金属シリコン５重量％より
成る原料を混練、成形、焼成したもの）のタール
含浸コーキング処理品(e)と比較して第２表に示
す。実施例３実施例２と同様にして、ジルコニアを主成分と
する第１表(f)の組成にて、成形後、非酸化性雰囲
気下で、1400℃で焼成した。また、比較例とし
て、第１表(g)、(h)の組成について比較を行なつ
た。実施例４実施例２と同様にして、ジルコンを主成分とす
る第１表(i)の組成にて、成形後、非酸化性雰囲気
下で、1400℃で焼成した。また、比較例として、
第１表(j)の組成について比較を行なつた。実施例５実施例２と同様にムライトを主成分とする第１
表(k)の組成にて、成形後、非酸化性雰囲気下で、
1400℃で焼成した。また、比較例として、第１表
(1)の組成にて比較を行なつた。その結果、第２表の通り、金属シリコン、炭化
硼素を所定量加えることにより、圧縮強さ、脱炭
素重量減、耐溶損性ともに、良好な結果が得ら
れ、スライデイングノズルとして非常にすぐれた
材質であることが確認された。なお、炭化硼素を20重量％以上添加したもの
は、いずれも耐食性に劣り、また、金属シリコン
20重量％以上添加したものも、いずれも、溶鋼中
で溶損が著しく、スライデイングノズルとして
は、使用できないものであつた。 The present invention relates to improvements in plate refractories for sliding nozzles. When casting steel, a sliding nozzle system is widely used to open and close the discharge port, and the plate refractories used here are generally made of high alumina. In recent years, the requirements for refractories in steel manufacturing processes have become increasingly strict, and there has been a demand for refractories that can withstand higher temperatures and longer periods of time. As a countermeasure to this problem, alumina-carbon materials, which are used in immersion nozzles, etc., have been adopted, or they have been impregnated with tar to extend the life of the nozzle. However, although alumina-carbonaceous refractories exhibit excellent properties for immersion nozzles, for sliding refractories, both upper and lower plate refractories must be of higher strength and density. It is not possible to reuse materials equivalent to carbonaceous refractories as they are. That is, when the molten steel flows down inside the nozzle hole, the flow is not necessarily laminar, and uneven stress tends to occur, resulting in uneven melting loss, which significantly shortens the service life. In addition, the plate refractories must be tightened to prevent leakage of molten steel from the sliding surfaces, and must not crack due to stress between the refractories during sliding. It's for a reason. On the other hand, the inventors of the present invention have conducted extensive research in order to eliminate the above-mentioned drawbacks, and as a result, they have included refractory raw materials as aggregates, added a predetermined amount of carbon, boron carbide, and metallic silicon, and added carbon, boron carbide, and metallic silicon as needed. By impregnating the fired body with carbon, the bond strength between carbon and other refractory materials is significantly increased through the interaction between boron carbide and metal silicon, and the oxidation resistance or erosion resistance of carbon is improved. It has been discovered that a high-strength and dense plate refractory for sliding nozzles can be obtained. The plate refractory for sliding nozzles in the present invention contains one or more refractory raw materials of alumina, mullite, zirconia, zircon, and magnesia as aggregate, and contains 3 to 20% by weight of carbon and 0.5 to 20% by weight of boron carbide. Weight % and metal silicon 1
It is made by molding and firing a mixed powder containing ~20% by weight, and if necessary, it is further impregnated with carbon-containing materials such as tar and organic resin to create a material with higher strength, fineness, corrosion resistance, and oxidation resistance. It is something. The refractory raw material used in the present invention contains one or more of alumina, mullite, zirconia, zircon, and magnesia as aggregates, while silicon carbide, silica, silicon nitride, and ferrosilicon are used to increase density. It can also be used in an amount of several percent as an additive. Further, the composition to be impregnated into the fired plate refractory may be any carbon-containing component that can be liquefied, and tar pits, organic resins, etc. can be used. In the present invention, if the amount of carbon powder added is less than 3% by weight, the sliding properties and spalling resistance necessary for a sliding nozzle cannot be utilized, while if it exceeds 20% by weight, oxidation consumption is severe and is expected as a sliding nozzle. This is because the durability of the product will be significantly reduced. In addition, if the amount of boron carbide added is less than 0.5% by weight, the bonding strength between carbon and other refractory materials will decrease, resulting in a compressive strength of 1200 kg/cm ² or less, which will provide sufficient strength as a plate refractory for sliding nozzles. Unable to do so.
Moreover, if it exceeds 20% by weight, the corrosion resistance against molten steel and slag will decrease. In addition, it is preferable to use a particle size of 32 mesh or less in order to achieve sufficient bonding strength. The reason for limiting the amount of metal silicon added is that if it is less than 1% by weight, almost no effect will be observed, and if it is more than 20% by weight, the metal silicon will melt and the bonding strength will decrease, or the erosion resistance will decrease. Further, the particle size is preferably 32 mesh or less in order to achieve relatively uniform dispersion. Example 1 100 parts by weight of raw material powder consisting of 75% by weight of alumina, 10% by weight of mullite, 10% by weight of carbon powder of 20 mesh or less, 5% by weight of metallic silicon of 200 mesh or less, and 5% by weight of boron carbide of 200 mesh or less On the other hand,
15 parts by weight of tar pitch was added and kneaded, and the molded product was fired at 1200°C in a breeze (a). Example 2 83% by weight of magnesia, 10% by weight of natural graphite below 150 meshes, 5% by weight of metallic silicon below 150 meshes, 2% by weight of boron carbide below 150 meshes
7% by weight of pulp waste liquid was added to the raw material powder and kneaded, and after molding, it was baked at 1400℃ in a non-oxidizing atmosphere.
(b). The plate refractories (a) and (b) obtained in Examples 1 and 2 and their tar-impregnated and caulked products (c) and (d) were mixed with conventional alumina-carbonaceous plates (alumina 75 Table 2 shows a comparison with the tar-impregnated caulked product (e) obtained by kneading, molding, and firing raw materials consisting of 10% by weight of carbon, 10% by weight of silica, and 5% by weight of metallic silicon. Example 3 In the same manner as in Example 2, the composition of Table 1 (f) containing zirconia as the main component was molded and then fired at 1400° C. in a non-oxidizing atmosphere. Further, as a comparative example, the compositions shown in Table 1 (g) and (h) were compared. Example 4 In the same manner as in Example 2, the composition of Table 1 (i) containing zircon as a main component was molded and then fired at 1400° C. in a non-oxidizing atmosphere. Also, as a comparative example,
A comparison was made regarding the compositions shown in Table 1 (j). Example 5 Similar to Example 2, the first material containing mullite as the main component
With the composition shown in Table (k), after molding, under a non-oxidizing atmosphere,
It was fired at 1400℃. In addition, as a comparative example, Table 1
A comparison was made using the composition (1). As a result, as shown in Table 2, by adding a specified amount of metallic silicon and boron carbide, good results were obtained in terms of compressive strength, decarbonized weight reduction, and erosion resistance, making it an excellent sliding nozzle. The material was confirmed. In addition, any products containing 20% by weight or more of boron carbide have poor corrosion resistance, and metal silicon
All of those containing 20% by weight or more suffered from significant melting loss in molten steel and could not be used as sliding nozzles.

【表】【table】

【表】（＊は、本発明の実施例である）
上表からも明らかなように本願発明の耐火物は
従来のアルミナ―炭素質耐火物等に比較して耐溶
損性があり、又湯洩れ等の原因になるレンガの割
れの現象がほとんど見られず高強度の緻密な耐火
物が得られた。尚、タール含浸することによつて強度が向上
し、又摺動面の耐摩耗性もよりすぐれたものが得
られることが明らかとなつた。[Table] (* indicates an example of the present invention)
As is clear from the above table, the refractory of the present invention has better corrosion resistance than conventional alumina-carbon refractories, etc., and is almost free from the phenomenon of brick cracking that causes hot water leakage. A dense refractory with high strength was obtained. It has been found that by impregnating with tar, the strength is improved and the wear resistance of the sliding surface is also improved.

Claims

【特許請求の範囲】１アルミナ、ムライト、ジルコニア、ジルコン
およびマグネシアの１種又は２種以上の耐火原料
を骨材として含み、これに炭素粉を３〜20重量
％、炭化硼素を0.5〜20重量％、金属シリコンを
１〜20重量％とを含有する混合物を成形焼成して
成るスライデイングノズル用プレート耐火物。２炭素含有物質を含浸させた特許請求の範囲第
１項記載のスライデイングノズル用プレート耐火
物。[Claims] 1. Contains one or more refractory raw materials of alumina, mullite, zirconia, zircon, and magnesia as an aggregate, and contains 3 to 20% by weight of carbon powder and 0.5 to 20% by weight of boron carbide. A plate refractory for a sliding nozzle, which is formed by molding and firing a mixture containing 1% to 20% by weight of metallic silicon. 2. A plate refractory for a sliding nozzle according to claim 1, which is impregnated with a carbon-containing substance.