(57)【要約】  【課題】      取鍋、タンディッシュ等の溶融金属容器に装着されるスライディングノズル装置について、優れた耐食性に加えて耐熱スポール性の向上がはかれるスライディングノズルプレートを得ることにある。  【解決手段】      スライディングノズルプレートの原料構成としてアルミナ、シリカ、マグネシアおよびスピネル等の骨材原料の１種もしくは２種以上の耐火性原料にアルミジルコニア粒及びジルコニアムライト粒を併用し、その他に酸化防止剤としての炭化物、硼化物、窒化物および／または金属の１種もしくは２種以上を添加し、混練してスライディングノズルプレートを成形した後に還元焼成するものである。上記中、アルミナジルコニア（ＡＺ）配合量１０．０〜５０．０重量％に対してジルコニアムライト（ＺＭ）の比率をＡＺ：ＺＭ＝１：０．２〜１：１とすることが好ましい。【選択図】    図なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
スライディングノズルプレートの原料構成としてアルミナ、シリカ、マグネシアおよ
ぴスピネル等の骨材原料の１種もしくは２種以上の耐火性原料にアルミジルコニア粒及び
ジルコニアムライト粒を併用し、その他に酸化防止剤としての炭化物、硼化物、窒化物お
よび／または金属の１種もしくは２種以上を添加し、混練してスライディングノズルプレ
ートを成形した後に還元焼成することを特徴とするスライディングノズルプレートの製造
方法。
【請求項２】
アルミナジルコニア（ＡＺ）配合量１０．０〜５０．０重量％に対してジルコニアム
ライト（ＺＭ）の比率をＡＺ：ＺＭ＝１：０．２〜１：１とする請求項１に記載のスライ
ディングノズルプレートの製造方法。
【請求項３】
スライディングノズルブレートの原料構成としてアルミナ、シリカ、マグネシアおよ
ぴスピネル等の骨材原料の１種もしくは２種以上の耐火性原料にアルミジルコニア粒及び
ジルコニアムライト粒を併用して、アルミナジルコニア（ＡＺ）配合量１０．０〜５０．
０重量％に対してジルコニアムライト（ＺＭ）の比率をＡＺ：ＺＭ＝１：０．２〜１：１
とし、その他に酸化防止剤としての炭化物、硼化物、窒化物および／または金属の１種も
しくは２種以上を添加していることを特徴とするスライディングノズルプレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、取鍋、タンディッシュ等の溶融金属容器に装着されるスライディングノズ
ル装置用耐火物、すなわちスライディングノズルプレートおよびその製造方法に関する。
【０００２】
スライディングノズルプレート耐火物は、スライディングノズル装置において溶融金
属の流量を制御する重要な部材であり、相当な圧力で圧着使用され、しかも溶融金属によ
る急激な熱衝撃と摩耗により亀裂発生、物理的侵食が生じる。スライディングノズルプレ
ートは、このように非常に苛酷な条件で使用されるため、特に耐食性を損なうことなく耐
熱スポール性を強化することが要求される。
【０００３】
従来のプレートの主たる損傷要因としては、孔径拡大、エッジの損傷、面荒れが挙げ
られるが、これは溶損による侵食及び孔径拡大、また細かな亀裂が発生し、それらが集ま
ってエッジが欠落する現象と摺動面の面荒れが考えられる。さらに、亀裂が大きく進展す
ることによって、空気を吸引して亀裂部が酸化脆弱し、最終的には漏鋼する恐れが生じる
。
【０００４】
このようにスライディングノズルプレートの損傷形態において、溶損によるもの、亀
裂剥離によるものがあり、これを抑制することがスライディングノズルプレート耐用性向
上の重要点と考える。しかし、この抑制を実施するための耐食性、耐熱スポール性の特性
は相反するもので、両立は困難な状況にあった。
【０００５】
スライディングノズルプレートの耐用性向上をはかる手段としては、たとえば特開平
１−３０８８６６、特開昭６０−１８０９５０、特開昭５８−１２５６６０が公開されて
いる。これらでは、各成分のアルミナジルコニア使用による高耐用化を言及している。し
かし、本発明者の詳細な研究によれば、確かに耐食性、強度向上には有利であるが、弾性
率の上昇が著しく、耐熱スポール性の低下が否めない。
【０００６】
また、特に耐食性を維持しながら耐熱スポール性を向上させる方法として、溶鋼に濡
れにくい黒鉛系を添加し、耐熱スポール性を強化するものがあり、特開平８−２１５８３
４においては、アルミナ質及びシリカ質の耐火原料に繊維状膨張黒鉛を配合したスライデ
ィングノズル用プレート耐火物が開示されている。
【０００７】
この特徴は、アルミナ−カーボン材質の少量の黒鉛の添加により耐熱スポール性を維
持しながら、鋼中酸素レベルの高い溶鋼に対する耐食性の向上を図ったものである。また
、繊維状膨張黒鉛は、耐火物に使用したとき、少量で耐火物の弾性率を大きく減少させる
ため、耐熱スポール性を著しく向上する。
【０００８】
換言すれば、膨張黒鉛を使用したときは、同等の耐熱スポール性を有する耐火物を得
るためのカーボン量、すなわち黒鉛量を減少させることができる利点につながり、上述の
効果が期待できるとしている。
【０００９】
しかし、上記の発明では、膨張黒鉛の持つ１０μｍ以下の超微細構造により、黒鉛の
比表面積が著しく増大することで、使用中に主にプレート面間から侵入する大気により容
易に酸化消失することが予想される。これにより、プレート組織の脆弱化が急速に進むた
め面荒れが生じ、ひいては地金の噛み込みによる摺動性不良等のトラブル原因となる問題
があり、実用的でない。
【特許文献１】特開平１−３０８８６６
【特許文献２】特開昭６０−１８０９５０
【特許文献３】特開昭５８−１２５６６０
【特許文献４】特開平８−２１５８３４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明では、スライディングノズルプレート耐火物における上記欠点を克服
するために、黒鉛系原料の増量使用を介さず、優れた耐食性に加えて耐熱スポール性の向
上を図ったスライディングノズル用プレートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記のような点に鑑みたもので、上記の課題を解決するために、スライデ
ィングノズルプレートの原料構成としてアルミナ、シリカ、マグネシアおよぴスピネル等
の骨材原料の１種もしくは２種以上の耐火性原料にアルミジルコニア粒及びジルコニアム
ライト粒を併用し、その他に酸化防止剤としての炭化物、硼化物、窒化物および／または
金属の１種もしくは２種以上を添加し、混練してスライディングノズルプレートを成形し
た後に還元焼成することを特徴とするスライディングノズルプレートの製造方法を提供す
るにある。
【００１２】
また、アルミナジルコニア（ＡＺ）配合量１０．０〜５０．０重量％に対してジルコ
ニアムライト（ＺＭ）の比率をＡＺ：ＺＭ＝１：０．２〜１：１とすることを特徴とする
スライディングノズルプレートの製造方法を提供するにある。
【００１３】
またさらに、スライディングノズルプレートの原料構成として、アルミナ、シリカ、
マグネシアおよぴスピネル等の骨材原料の１種もしくは２種以上の耐火性原料にアルミジ
ルコニア粒及びジルコニアムライト粒を併用し、アルミナジルコニア（ＡＺ）配合量１０
．０〜５０．０重量％に対してジルコニアムライト（ＺＭ）の比率をＡＺ：ＺＭ＝１：０
．２〜１：１とし、その他に酸化防止剤としての炭化物、硼化物、窒化物および／または
金属の１種もしくは２種以上を添加していることを特徴とするスライディングノズルプレ
ートを提供するにある。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、スライディングノズルプレートの原料構成としてアルミナ、シリカ、マグ
ネシアおよぴスピネル等の骨材原料の１種もしくは２種以上の耐火性原料にアルミジルコ
ニア粒及びジルコニアムライト粒を併用し、その他に酸化防止剤としての炭化物、硼化物
、窒化物および／または金属の１種もしくは２種以上を添加して混練してスライディング
ノズルプレートを成形した後に還元焼成するので、従来の骨材に膨張黒鉛のみを添加する
材質において危惧されるべき酸化脆弱化を抑制し、かつアルミナジルコニア増量添加によ
る耐食性とジルコニアムライト増量添加による耐熱スポ一ル性が向上したスライディング
ノズルプレートが得られる。これにより、スライディングノズルの寿命向上がはかれる。
【００１５】
また、アルミナジルコニア（ＡＺ）配合量１０．０〜５０．０重量％に対してジルコ
ニアムライト（ＺＭ）の比率をＡＺ：ＺＭ＝１：０．２〜１：１とすることによって、骨
材に膨張黒鉛のみを添加する材質において危惧されるべき酸化脆弱化を抑制し、かつアル
ミナジルコニア増量添加による耐食性とジルコニアムライト増量添加による耐熱スポール
性が飛躍的に向上したスライディングノズルプレートが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明のスライディングノズルプレートおよびその製造方法は、スライディングノズ
ルプレートの原料構成としてアルミナ、シリカ、マグネシアおよぴスピネル等の骨材原料
の１種もしくは２種以上の耐火性原料にアルミジルコニア粒及びジルコニアムライト粒を
併用し、その他に酸化防止剤としての炭化物、硼化物、窒化物および／または金属の１種
もしくは２種以上を添加して混練してスライディングノズルプレートを成形した後に還元
焼成することを特徴としている。
【００１７】
上記耐火材料の粒度は、特に限定されないが、骨材原料は平均粒径５ｍｍ以下、他の
添加物は平均粒径１ｍｍ以下のものを材料の違いに応じて種々配合して使用するのが好ま
しい。バインダーとしては、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、フラン樹脂が適している
。
【００１８】
スライディングノズルプレートにおいて、上記各種の耐火性骨材原料にアルミナジル
コニア粒及びジルコニアムライト粒を併用し、アルミナジルコニア含有量は１０．０〜５
０．０重量％として、ジルコニアムライトの比率を前者に対して１：０．２〜１：１とす
ることによって、耐酸化性を損なうことなく、耐食性と耐熱スポール性を同時に飛躍的に
向上させることが可能である。
【００１９】
上述の骨材原料に耐熱スポール性の向上材として膨張黒鉛を配合するのみでは、膨張
黒鉛を添加しない系の配合よりも耐酸化性が低下する。よって、これを抑制するため、耐
酸化性剤としての炭化物、硼化物の１種もしくは２種以上および／または金属の１種もし
くは２種以上を所定料併用添加する必要がある。このように耐酸化性を確保した上で、ア
ルミナジルコニア及びジルコニアムライトを本発明の範囲内で増量添加することによって
、耐食性及び耐熱スポール性共に向上したスライディングノズルプレートを得ることがで
きる。
【００２０】
アルミナジルコニア量は、１０．０〜５０．０重量％が適正で、１０．０重量部未満
では耐食性の効果が乏しい。また、５０．０重量部以上になると、弾性率の上昇が著しく
、耐熱スポール性の低下が懸念されて好ましくない。
【００２１】
さらに、同時に添加するジルコニアムライト量は、アルミナジルコニア１に対し、１
：０．２〜１：１の比率が適正で、比率１／５未満ではジルコニアムライト特有の低膨張
性が十分に現れず、反対に比率１以上になると、確かに耐熱スポール性の向上はめざまし
いが、ジルコニアムライトが含む約２０％のシリカが耐食性低下の起因となって好ましく
ない。
【００２２】
さらに、そのアルミナジルコニア及びジルコニアムライトの合量が、１２重量％以上
あることが望ましい。これらの２種のジルコニア含有原料の合量を１２重量％未満で添加
すると、全く添加しない材質よりは耐食性または耐熱スポール性の向上が期待できるが、
それらの特性は従来から実機で使用されている一般的なスライディングノズルプレートの
特性と大差なく、従来と同等レベルの耐用性は得られるが、それ以上の耐用性向上を望む
ことは難しい。
【００２３】
このようにアルミナジルコニア・ジルコニアムライトの増量添加は、双方のバランス
が重要で、耐食性と耐熱スポール性を同時に向上させ、さらに従来材よりも飛躍的な耐用
性向上を図るためには、本発明内の重量部範囲を確保する必要がある。
【００２４】
またさらに、耐酸化性を確保するために、酸化防止剤としてＺｒＣ、ＴｉＣ、ＳｉＣ
、Ｂ4 Ｃなどの炭化物、ＴｉＢ2 、ＺｒＢ2 、Ａ
ｌＢ2 などの硼化物、Ｓｉ3 Ｎ4 等の１種もしく
は２種以上および／またはＡｌ、Ｓｉ、Ｎｉ等の金属の１種もしくは２種以上の原料を所
定量添加した方が良好である。これにより耐食性と耐熱スポール性の向上効果の恩意を受
けながら、耐酸化性低下を抑制することができうる。さらに、本発明において用いられる
有機バインダーとしては、例えばフェノール樹脂、シリコン樹脂等の合成樹脂等を挙げる
ことができる。
【００２５】
本発明においては、以上のようにアルミナジルコニア１０．０〜５０．０重量％使用
に対してジルコニアムライト１：０．２〜１：１の比率で配合し、かつアルミナ、シリカ
、マグネシアおよびスピネル等の骨材原料の１種もしくは２種以上を添加、その他酸化防
止剤としての炭化物、硼化物、窒化物および／または金属の１種もしくは２種以上の所定
の重量部を併用添加し、これを有機バインダーとともに常温若しくは加熱下に混練する。
【００２６】
そして、上記で得た混練物を所定の形状のスライディングノズルプレートにプレス成
形し、続いてこの成形体を非酸化雰囲気下において焼成する。非酸化雰囲気としては、炭
素中に被焼成物を埋め込んでの還元雰囲気中、アルゴン等の不活性ガス気流中が挙げられ
、いづれの方法も採用し得るが、炭素中での還元雰囲気焼成によるのが簡便である。
【００２７】
その後、ピッチ含浸して得られる本発明のスライディングノズルプレート耐火物は、
強度、耐酸性を損なうことなく耐食性、耐熱スポール性に優れていることにより、耐用性
が顕著に向上するものである。本発明により製造されるスライディングノズルプレート耐
火物は、炭素結合を有するアルミナ−カーボン系材質の耐火物が元来有する特性、すなわ
ち優れた強度、耐酸化、耐熱スポール性を何ら損なうことなくそのまま保持しており、そ
の上に耐食性を著しく向上させることができる。
【００２８】
なお、本発明は、アルミナ−カーボン系材質のロングノズル、浸漬ノズル等の炭素を
含有し、かつ炭素結合によって強度を付与させる耐火物全般にも応用することができる。
【実施例】
【００２９】
表１は、本発明の実施例の実施品とその比較品とを対比したもので、本発明品を電融
アルミナ、焼結アルミナの骨材原料の他、電融アルミナジルコニア及び電融ジルニアムラ
イトを表１のような各水準で配合し、金属としてＡｌ、Ｓｉ、Ｎｉ、カーボン源としてカ
ーボンブラックおよび炭化硼素、さらに有機バインダーとしてフェノール樹脂を常温で３
０分間混練、５００ｔ真空プレスでスライディングプレート形状に成形した後、コークス
中に埋込んで１３００℃で還元焼成を行って、スライディングノズルプレート耐火物を得
た。
【００３０】
この耐火物を試料として各試験を行い、その結果を表１に示している。これによれば
、耐食性において、アルミナジルコニアを添加、増量していくと良好化する傾向にあるが
、耐熱スポール性（加熱前後の弾性率低下率が低いほど耐熱スポール性が良好）において
は、弾性率の上昇とともに耐熱スポール性が低下する。
【００３１】
しかしながら、各水準において、ジルコニアムライトを添加、増量すると、耐熱スポ
ール性が良好化する傾向にある。それらの特性の中で、両原料の添加量が本発明が提唱す
る範囲内であれば、従来材よりも耐食性と耐熱スポール性が同時に向上できうる。また、
炭化硼素０．３〜５．０重量％または金属Ａｌ０．５〜６．０重量％または金属Ｓｉ０．
５〜６．０重量％の１種もしくは２種以上を併用添加することで、強度及び耐酸化性の維
持又は向上も期待できる。
【００３２】
表１  本発明の実施品と比較品の比較表
【表１】
2006026728.tif 000002