JPS6317790B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はアルミナ−黒鉛系鋳造ノズルの製造方
法に関し、とくにノズル原料を改質したアルミナ
−黒鉛系鋳造ノズルの製造方法に係る。 従来、この種の鋳造ノズルを製造するには、ア
ルミナ、黒鉛等の原料を所定の混合比で十分混粉
し、これにバインダーを加え混練し、成形した
後、焼成せしめる方法が行なわれている。しかし
ながら、この方法にあつては一般に比重が大きい
（3.98）上に粒径の小さいアルミナ粉と、比重が
小さい（2.2）上に粒径の大きい黒鉛粉とを主ノ
ズル原料とし、これらを混ぜ合わせるため、それ
らの比重差及び粒度差によつて不可避的に偏析が
生じ、その結果混練、成形、焼成により得たノズ
ルは強度が低く、しかも耐熱スポーリング性が劣
るものとなる不都合さを生じる。 このようなことから、本発明者は上記欠点を克
服するために鋭意研究を重ねた結果、微細なアル
ミナ粉末を熱硬化性樹脂で処理して該粉末表面に
熱硬化性樹脂被膜を形成し、これらを互いに焼成
せずにまたは焼結し所定粒径のアルミナ系２次粒
子を調整することによつて、アルミナ表面に形成
される樹脂被膜または炭素質被膜によつて比重の
低減化、粒径の増大化がなされ、比重及び粒径が
このアルミナと共に配合される黒鉛粒子と近くな
り、さらに２次粒子表面の樹脂または炭素質被膜
によりこの２次粒子と黒鉛粒子間のなじみが改善
され、これらをバインダーの共存下で混練する
際、粒子の偏析を生じることなく均一に混合で
き、均質な混練物を調整できることがわかつた。
その結果、この混練物を成形、焼成せしめること
により高強度で耐熱スポーリング性の優れたアル
ミナ−黒鉛系鋳造ノズルを製造し得る方法を見出
だした。 また、アルミナ−黒鉛系鋳造ノズルの別の問題
点として該ノズルがスラグライン部と接触する場
合、そのノズル外側での溶損反応において、ノズ
ルの構成成分である黒鉛が空気中の酸素により酸
化消耗すること、黒鉛の熱伝導性のよさにより溶
融金属の鋳込み時においてノズル孔内で溶融金属
中の非金属介在物がノズル孔内面に付着してノズ
ル閉塞を起こすこと、が挙げられる。これに対
し、本発明者はアルミナ粉末の２次粒子化ととも
に黒鉛粉末をリン酸塩系あるいはホウ酸塩系の結
合剤で処理して結合剤の被膜を形成することによ
つて、上記アルミナ系２次粒子との比重差をさら
に近似化して均一な混練を可能にするとともに、
黒鉛粉末表面の無機系被膜によりスラグライン部
の外側での空気中の酸素による黒鉛の酸化消耗を
抑制でき、黒鉛の消失後のアルミナあるいはアル
ミナ−シリカ間の溶損を阻止でき、さらに鋳込み
時、ノズル孔内での非金属介在物の付着を該黒鉛
粉末表面のリン酸塩系あるいはホウ酸塩系被膜に
より抑制できることがわかつた。その結果、この
混練物を成形、焼成することにより、強度及び耐
熱スポーリング性が優れているほか、スラグライ
ン部に対する耐蝕性が高く、ノズル閉塞を防止し
た極めて高寿命のアルミナ−黒鉛系鋳造ノズルを
製造し得ることを見出だした。 すなわち、本発明のアルミナ−黒鉛系鋳造ノズ
ルの製造方法はアルミナ及び黒鉛を主成分として
含む原料を用いてノズルを製造する方法におい
て、 Ａ：リン酸塩系あるいはホウ酸塩系の結合剤で処
理し表面に１〜25μｍの前記結合剤の被膜を形
成した黒鉛粒子と、 Ｂ：熱硬化性樹脂で処理し、表面に１〜25μｍの
前記樹脂被膜を形成した粒径0.5mm以下のアル
ミナ粉末を、前記黒鉛粒子に近似させるように
粒径および比重を調整して得た、表面に樹脂被
膜あるいは炭素質被膜を有するアルミナ系２次
粒子と、 を混練、成形、焼成することを特徴とするもので
ある。 本発明で用いる熱硬化性樹脂としては、フエノ
ール樹脂、エポキシ樹脂等を挙げることができ
る。この熱硬化性樹脂によるアルミナ粉末への被
膜形成厚さは１〜25μｍにすることが必要であ
る。1μｍ未満では粒径、比重の調整効果が充分
でなく、25μｍを越えるとアルミナ粒子どうしの
結合を妨げ強度の低下を生じる。ただし、熱硬化
性樹脂による一様な被膜形成が困難な場合には必
ずしもアルミナ粉末の全部に一様に行わなくとも
良く、該アルミナ粉末の大部分に被膜を形成すれ
ば本発明の目的を充分達成し得る。 本発明における熱硬化性樹脂被膜付きアルミナ
の焼結はカーボンブリーズ等を使用した非酸化性
雰囲気中で行うことが望ましい。ここで得られた
アルミナ系２次粒子の粒径は他のノズル原料であ
る黒鉛粒子の粒径に近似させるよう適宜選定すれ
ばよいが、通常0.01〜0.5mmφ程度にすれば充分
である。 また、本発明においては黒鉛原料として、リン
酸塩系あるいはホウ酸塩系の結合剤で処理し、表
面に前記結合剤の被膜を形成した黒鉛粒子を用い
る。この結合剤の被膜形成厚さは該被膜が黒鉛粉
末の保護及び非金属介在物の付着防止を目的とす
ることから、１〜25μｍにすることが必要であ
る。ただし、この結合剤による被膜形成は前述の
熱硬化性樹脂の場合と同様、必ずしも黒鉛粉末の
全部に一様に行わなくともよい。 本発明におけるノズル原料は熱硬化性樹脂被覆
アルミナ系２次粒子及びリン酸塩系あるいはホウ
酸塩系結合剤被覆黒鉛粒子を必須成分とするもの
であり、これら２成分のみで構成してもよいし、
この２成分にシリカ、ジルコニア、炭化珪素、窒
化珪素、金属シリコン（フエロシリコンも含む）
のうちの１種以上を配合した３成分以上の構成に
してもよい。 本発明における成形手段はノズル製造に採用さ
れる通常の方法で行えばよいが、とくにラバープ
レス法を採用すると緻密でより高強度の鋳造ノズ
ルを製造し得るために有利である。 次に本発明の実施例を説明する。 実施例 １ 平均粒径44μｍ以上の黒鉛粉末に３％濃度のホ
ウ酸を10重量％加えて混練し加熱処理して粒径
0.1〜１mmφのホウ酸被膜付き黒鉛粒子を調整し
た。 次いで、平均粒径44μｍのアルミナ粉末にフエ
ノール樹脂を加えて混練して平均厚さ15μｍのフ
エノール樹脂被膜を形成した後焼結して0.01〜
0.5mmφのアルミナ系２次粒子を調整した。 このアルミナ系２次粒子60重量％と、上記ホウ
酸被膜付き黒鉛粒子25重量％と、平均粒径250μ
ｍのシリカ粒子13重量％と、金属シリコン粉末２
重量％とを配合して得たノズル原料100重量部に
ピツチ20重量部を添加混練した後、この混練物を
ラバープレス（圧力1000Kg／cm²）で成形した。そ
の後、この成形体をカーボンブリーズ中にて1000
℃の温度下で焼成せしめてアルミナ−黒鉛系鋳造
ノズルを製造した。 比較例 平均粒径44μｍのアルミナ粉末60重量％、黒鉛
粒子25重量％、シリカ粒子13重量％、及び金属シ
リコン粉末２重量％から成るノズル原料100重量
部にピツチ20重量部を添加混練した後、前記実施
例と同条件下で成形、焼成せしめてアルミナ−黒
鉛系鋳造ノズルを製造した。 しかして、本実施例及び比較例のアルミナ−黒
鉛系鋳造ノズルの諸物性及び1400℃に加熱した
後、水で冷却する急熱急冷を繰返した場合の亀裂
発生回数（耐熱スポーリング性）並びにスラグラ
イン部と接触する外側部分の溶損度合い（耐蝕
性）を調べたところ、下記表のごとき結果となつ
た。

【表】

【表】 以上詳述したごとく、本発明によれば黒鉛粒子
にリン酸塩系あるいはホウ酸塩系の結合剤の被膜
を形成することにより、アルミナ粒子と黒鉛粒子
とのなじみを改善すると共に、使用時における黒
鉛粒子の酸化消耗を抑制し、鋳込み時に非金属介
在物の付着を防止できるという効果に加え、アル
ミナに熱硬化性樹脂被膜を形成して２次粒子と
し、該アルミナの比重、粒径を他のノズル原料で
ある黒鉛粒子に近似させたことにより、原料粒子
の混練において偏析のない均質な混練物の調整が
可能となり、もつて成形、焼成により高強度で耐
熱スポーリング性の優れたアルミナ−黒鉛系鋳造
ノズルを製造できる等顕著な効果を有する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アルミナ及び黒鉛を主成分として含む原料を
   用いてノズルを製造する方法において、 Ａ：リン酸塩系あるいはホウ酸塩系の結合剤で処
   理し表面に１〜25μｍの前記結合剤の被膜を形
   成した黒鉛粒子と、 Ｂ：熱硬化性樹脂で処理し、表面に１〜25μｍの
   前記樹脂被膜を形成した粒径0.5mm以下のアル
   ミナ粉末を、前記黒鉛粒子に近似させるように
   粒径および比重を調整して得た、表面に樹脂被
   膜あるいは炭素質被膜を有するアルミナ系２次
   粒子と、 を混練、成形、焼成することを特徴とするアルミ
   ナ−黒鉛系鋳造ノズルの製造方法。