钢的铸造用耐火物、及滑动喷嘴装置用板、以及钢的铸造用耐火物的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术的课题在于抑制含有金属铝的耐火物的破坏。具体而言，本发明专利技术的耐火物为一种钢的铸造用耐火物，其为含有1质量％以上10质量％以下的游离碳、1质量％以上15质量％以下的金属铝，且剩余部分由包含金属氧化物的耐火材料构成的钢的铸造用耐火物，其特征在于，当以该耐火物内的金属铝含量为Al质量％，以表观气孔率为P％，以体积比重为D时，则满足式1。0.31×Al≦(P-4)/D…式1。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及钢的铸造用耐火物、及使用有该耐火物的滑动喷嘴装置用板，并且还涉及该耐火物的制造方法。
技术介绍
滑动喷嘴装置用板(以下称为“滑动喷嘴用板”，且将用于该板的耐火物称为“板耐火物”)作为熔融金属的流量控制用部件，在铁水包的2次处理及连续铸造已经一般化的现今，在钢铁业中作为必不可少的耐火物产品而被广泛采用。由于该滑动喷嘴用板为承担熔钢等熔融金属流的控制的部件，因此被要求有非常高的性能，在材质方面上也需要平衡良好地具备能够与各种各样的严酷的条件相对应的优秀的各特性。即由于在熔融金属流所引起的剧烈的热冲击和磨损等的物理作用的基础上，受到熔融金属及熔融熔渣等所引起的化学侵蚀(Corrosion)，且受到复合有化学作用和物理作用的侵蚀(Erosion)等，因此作为应具备的特性，要求滑动喷嘴用板为具有优秀的耐热冲击性、耐磨损性、耐腐蚀性、强度特性等的产品。为了使滑动喷嘴用板平衡良好地具备上述各特性，而广泛使用有耐久性最稳定的氧化铝·碳质的耐火物。虽然作为提高耐热冲击性的方法，通常多是使用二氧化硅质、碳化硅质、碳质等热膨胀率低的原材料，但由于二氧化硅质、碳化硅质、碳质原材料等容易与熔钢反应或形成低熔点化合物，因此存在有耐腐蚀性降低的问题。因此，以往，针对板耐火物提出有各种各样的方案。例如，在专利文献1中，提出有将最大10质量％的膨胀石墨和最大8质量％的金属添加于耐火性骨料并进行成形，且在1000℃以上进行了热处理的烧成板耐火物。然而，由于该烧成板耐火物的作为抗氧化剂而添加的金属没有提高耐热冲击性的效果，因此虽然通过膨胀石墨的添加而改善了耐热冲击性，<br/>但由于膨胀石墨引起耐氧化性的降低、强度的降低，导致滑动部的粗糙度增大，因此耐久性降低。作为提高耐腐蚀性的方法，例如在专利文献2中，提出有通过添加低熔点金属和1000℃以下的温度下的热处理而得到的被称为非烧成品或轻度烧成品(以下将“非烧成”、“轻度烧成”总称为“非烧成”)的板耐火物。非烧成板耐火物的优点在于通过金属的大量添加可得到的较高的热强度、对于熔钢的耐腐蚀性。当耐火物与熔钢接触时，则金属发生反应，工作面附近的组织通过所产生的生成物而实现致密化，从而抑制熔渣的浸润。此外，虽然非烧成板耐火物具有优秀的耐FeO性的特征，但另一方面具有下述这样的缺点，即，因铸造时的受热而组织过度地致密化，并显著地形成高弹性率，导致耐热冲击性低。因此，存在有变得容易产生边缘缺损、因热冲击而导致的龟裂等问题。此外在专利文献3中表示有，使碳质量为含铝金属的0.2～0.45倍的范围，从而使碳和金属不会过量或不足地进行反应，以便提高耐火物的强度、耐氧化性、耐腐蚀性、耐热冲击性的内容。但是，由于未考虑到在金属铝受热时引起的反应所产生的体积增加，从而因过度的致密化而导致弹性率大幅度上升，因此耐热冲击性不充分。专利文献1：日本特开2003-245770号公报专利文献2：日本特公昭60-29664号公报专利文献3：日本特开2012-200733号公报
技术实现思路
如前所述，多是进行了下述的尝试，即，通过使耐火物内含有金属铝，来提高热强度、耐氧化性，以便实现对于熔钢的耐腐蚀性的提高。但是，在这样的现有技术的方法中，无法消除下述问题，即，因在金属铝受热时引起的反应而产生有体积增加，此外因这些反应所产生的耐火物组织的过度的致密化而导致弹性率大幅度上升，其结果耐热冲击性降低等问题。本专利技术应解决的技术问题在于抑制含有金属铝的耐火物的破坏。本专利技术为以下的钢的铸造用耐火物、及滑动喷嘴装置用板、以及钢的铸造用耐火物的制造方法。1.一种钢的铸造用耐火物，其为含有1质量％以上10质量％以下的游离碳、1质量％以上15质量％以下的金属铝，且剩余部分由包含金属氧化物的耐火材料构成的钢的铸造用耐火物，其特征在于，当以该耐火物内的金属铝含量为Al质量％，以表观气孔率为P％，以体积比重为D时，则满足式1。0.31×Al≦(P-4)/D…式12.根据所述1所述的钢的铸造用耐火物，其特征在于，所述金属氧化物包含选自Al2O3、SiO2、ZrO2、MgO、TiO2的1个或多个成分，且在以所述剩余部分的总量为100质量％时，所述成分的合计为95质量％以上。3.根据所述1或所述2所述的钢的铸造用耐火物，其特征在于，含有0.5质量％以上4质量％以下的金属硅。4.根据所述1至所述3的任一所述的钢的铸造用耐火物，其特征在于，金属铝的含量为4质量％以上15质量％以下。5.根据所述1至所述3的任一所述的钢的铸造用耐火物，其特征在于，金属铝的含量为6质量％以上15质量％以下。6.一种滑动喷嘴装置用板，其特征在于，一部分或全部由所述1至所述5的任一所述的钢的铸造用耐火物构成。7.一种钢的铸造用耐火物的制造方法，其为所述1至所述5的任一所述的钢的铸造用耐火物的制造方法，其包含：制作成形用坯土的工序，在包含含铝的金属，且剩余部分由耐火材料构成的混合后的粉体中，添加1质量％以上7质量％以下的热固化性树脂并进行混炼，所述耐火材料包含含有选自Al2O3、SiO2、ZrO2、MgO、TiO2的1个或多个成分的金属氧化物；对所述成形用坯土进行加压成形的工序；及进行热处理的工序，其特征在于，使所述热处理后的耐火物中的金属铝含量为1质量％以上15质量％以下，以满足所述式1的方式对表观气孔率进行调整。8.根据所述7所述的钢的铸造用耐火物的制造方法，其特征在于，所述的混合后的粉体中所包含的含铝的金属来自于由金属铝单体构成的原材料，所述金属铝单体为选自最大长度为140μm以下的鳞片状、粒径140μm以下的粒子状、或横断面的最大直径为200μm以下且最大长度为5mm以下的纤维状的1个或多个形态的金属铝单体。9.根据所述7所述的钢的铸造用耐火物的制造方法，其特征在于，所述的混合后的粉体中所包含的含铝的金属的一部分或全部来自于由包含金属铝的合金构成的原材料。10.根据所述9所述的钢的铸造用耐火物的制造方法，其特征在于，所述的包含金属铝的合金为铝-镁合金或铝-硅合金。本专利技术通过在含有金属铝1质量％以上15质量％以下的耐火物中，用耐火物组织内的空隙来缓和对组织进行破坏的程度的膨胀，所述对组织进行破坏的程度的膨胀是金属铝受热时引起的反应所导致的体积增加造成的，来抑制耐火物组织的破坏。金属铝受热时所引起的反应主要是指和一氧化碳、碳的反应。金属铝受热时是指，制造时的热处理中或铸造作业中的使用中，即通入钢液中。通过这些反应而生成碳化物或氧化物，导致体积增加。具体而言，在金属铝对一氧化碳气体进行还原而向耐火物组织供给碳的同时，生成有碳化铝或氧化铝。另外，也存在有与空气中的氧的反应而引起的氧化铝的生成。通过这些反应而耐火物组织致密化，从而强度提高。虽然由此提高了耐氧化性、耐腐蚀性，但也容易引起耐热冲击性的降低。虽然使金属铝含量为1质量％以上15质量％以下是为了发挥抗氧化及强度提高效果、致密化效果，但也是因为下述原因，即，在小于1质量％时，所述的效果不充分，且当超过15质量％时，则碳化物、氧化物的生成过多而引起组织破坏乃至劣化。金属铝的受热而产生的与一氧化碳、碳的反应可通过以下的化学式来进行表示。2Al+3CO→Al2O3+3C…式24Al+4CO→Al4O4C+3C…式34A本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢的铸造用耐火物，其为含有1质量％以上10质量％以下的游离碳、1质量％以上15质量％以下的金属铝，且剩余部分由包含金属氧化物的耐火材料构成的钢的铸造用耐火物，其特征在于，当以该耐火物内的金属铝含量为Al质量％，以表观气孔率为P％，以体积比重为D时，则满足式1，0.31×Al≦(P‑4)/D…式1。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.28 JP 2014-0390841.一种钢的铸造用耐火物，其为含有1质量％以上10质量％以下的游离碳、1质量％以上15质量％以下的金属铝，且剩余部分由包含金属氧化物的耐火材料构成的钢的铸造用耐火物，其特征在于，当以该耐火物内的金属铝含量为Al质量％，以表观气孔率为P％，以体积比重为D时，则满足式1，0.31×Al≦(P-4)/D…式1。2.根据权利要求1所述的钢的铸造用耐火物，其特征在于，所述金属氧化物包含选自Al2O3、SiO2、ZrO2、MgO、TiO2的1个或多个成分，且在以所述剩余部分的总量为100质量％时，所述成分的合计为95质量％以上。3.根据权利要求1或权利要求2所述的钢的铸造用耐火物，其特征在于，含有0.5质量％以上4质量％以下的金属硅。4.根据权利要求1至权利要求3的任一所述的钢的铸造用耐火物，其特征在于，金属铝的含量为4质量％以上15质量％以下。5.根据权利要求1至权利要求3的任一所述的钢的铸造用耐火物，其特征在于，金属铝的含量为6质量％以上15质量％以下。6.一种滑动喷嘴装置用板，其特征在于，一部分或全部由权利要求1至权利要求5的任一所述的钢的铸造用耐火物构成。7.一种钢的铸造用耐火...

【专利技术属性】
技术研发人员：牧野太郎，伊藤和男，赤峰经一郎，
申请(专利权)人：黑崎播磨株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP