JPS6311576A

JPS6311576A - 電融体およびその製造方法

Info

Publication number: JPS6311576A
Application number: JP61079277A
Authority: JP
Inventors: 吉郎相庭; 荒川　和三; 沖　和男
Original assignee: Toshiba Ceramics Co Ltd
Current assignee: Coorstek KK
Priority date: 1986-03-13
Filing date: 1986-04-08
Publication date: 1988-01-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明はＡＱ２０３、Ｓｉ　０２および７ｒ０２の３
成分からなる電融体およびその製造方法の改良に関する
ものである。

【Ｌへ１１従来、Ｚｒ　０２　、ＡＱ２０３　、Ｓｉ　０２の３成
分からなるジルコニア・ムライト電融体はＺＲＭとして
知られており、鉱物組成としてはバデライトとムライト
より成り、一部／）１１ランダムを含有しているものも
ある。

また、ＺＲＭは組成としてバデライトとムライトから出
来ているが、その熱膜Ｉ【率はバデライトのみの電融体
のような大きな変化がなく、ムライト又は安定化ジルコ
ニアより低い値となっている。

従来は、前述のような電融体は主としてアーク溶融法に
よって作られていた。

日が　ンしよ−とする１１従来の技術では、電融体の用途によって所望の特性が得
られないという欠点があった。

Ｕ列ｌ糺この発明は前述のような実情に鑑みて成されたものであ
り、各種用途に応じて所望の特性を改善出来る電融体お
よびその製造方法を提供することを目的としている。

旦ｉとｌ１− 前述の目的を達成づるために、第１琵明はＡ１２２０３
、Ｓｉ　０２およびＺｒＯ２の３成分からなる電融体に
第４成分として非酸化物が５〜４０重品％混入されてい
る電融体を要旨としている。

また、第２発明はＡ２２０３　、Ｓｉ　０２およびＺｒ
Ｏ２の３成分からなる液状の電融体にそのタップ１前又
はタップと同時に非酸化物を混入させることを特徴とす
る電融体の製造方法を要旨としている。

目　；を　トするためのこの発明においては、Ａｂ０３、Ｓｉ　０２およびＺｒ
０ｚの３成分からなる電融体に第４成分として非酸化物
を混入する。非酸化物の混入量は５〜４０重量％である
。

そのような非酸化物の一例をあげれば、Ｓｉ　Ｃ，Ｔｉ
　Ｃ，Ｔａ　Ｃ，Ｎｂ　Ｃ，ＶＣ，ＷＣｌＭＯＣ，Ｚｒ
　Ｃ，Ｃｒ　３　Ｃ２の金属炭化物である。このように
非酸化物として金属炭化物を使用した場合、特にＳｉＣ
を使用した場合、熱伝導性と熱膨張特性が格段に改善さ
れる。

まノζ、前述の非酸化物として、ＴｉＮ、７ｒ　　Ｎ、
Ｔａ　　Ｎ、Ｎｂ　　Ｎ、　　Ｃｒ　　２　　ＮＸ　Ｖ
Ｎ、△Ｑ　Ｎ、３ｉ　３　Ｎ４の金属窒化物があげられ
る。

このように非酸化物として金属窒化物を使用した場合、
特に、３ｉ　３　Ｎ４を使用した場合、溶鋼やガラスに
ぬれ難くなる。

また、非酸化物として、Ｔｉ　Ｂ２　、Ｚｒ　Ｂ２　、
Ｍｏ　Ｂ、ＷＢ、Ｃｒ　Ｂ、Ｔａ　８２　、ＮｂＢ２の
金、属ホウ化物を使用することができる。

このように非酸化物どして金属ホウ化物を使用した場合
、特にＺｒＢ２を使用した場合、耐蝕性が飛躍的に向上
する。

さらに、非酸化物として、１ｉ３ｉ２、Ｚｒ５ｉ２、Ｍ
ＯＳｉ２、ＷＳｉ２、ＣｒＳｉ２、ＴａＳｉ２、ＮｂＳ
ｉ２の金属ケイ化物を使用することも出来る。

この発明においては、非酸化物として、前述の金属炭化
物、金属窒化物、金属ホウ化物、金属ケイ化物の１種又
は２種以上を電融体に混入づる。

電融体に前述の非酸化物を第４成分として混入させる方
法は色々のものがあるが、不活性ガスと一緒に非酸化物
を液状の電融体の中に吹き込むのが最善のやり方である
。まｌζ、非酸化物を液状の電融体に投入することも出
来る。非酸化物を混入しＩζ液状の電融体を層状に流す
こともできる。

非酸化物の形状は種々のものが可能であり、たとえば、
粉状、粒状、ファイバー状、ウィスカー状等である。粉
状又は粒状の非酸化物を使用する場合、直径が２〜３ｍ
ｍ以下であるのが望ましい。粉状のものを結合剤によっ
て造粒して粒状にしてもよい。また、ファイバー状やウ
ィスカー状の場合には、５＋ｎｍ以下の長さで、直径が
２００μｍ以下であるのが望ましい。

また、電融体に含める非酸化物の予の限定について説明
すれば、非酸化物が５重量％よりも少ないと、添加する
効果が明瞭でなく、逆に４０重最％よりし多いと均一に
分散させることが困難である。

第４成分としての非酸化物は一般にアルミナ、ジルコニ
ア、シリカ等の酸化物と比較して溶融させにくいので、
混入後ただちに冷却固化させればその原料特性を保持さ
せたまま、従来の３成分から成る電融体の特性を向上さ
せたものが得られる。非酸化物の種類によっては、従来
の電融体に比較して熱伝導が大きくて熱膨張の小さいも
のを得ることができる。

その他、各種の熱伝導と熱膨張の組合Ｕにできる。さら
に、耐摩耗性、耐蝕性などについて調整可能である。用
途に応じて第４成分として適当な非酸化物をえらぶこと
により物性を変えられるのである。

なお、いうまでもないことであるが、本発明は、非酸化
物を電融体中に均一に分散さぜるための造粒その他の手
段として第４成分に加えて第５成分としてたとえば無機
結合剤として知られているコロイダル・シリカ、コロイ
ダル・アルミナ、コロイダル・ジルコニア、リン酸アル
ミニウム、水ガラスなどの酸化物を使用するものも含み
得る。

見【ｉ第１図を参照して、この発明にょる電融体のｌ１１造方
法の一例を説明づる。

従来公知の電炉の中に液状の電融体１ｏが収容されてい
る。符号１１はその電炉の底を示している。符号１２は
電融体１ｏの液面を示している。このような液状の電融
体１ｏの中にほぼ垂直に吹き込み管１３が浸漬されてい
る。吹き込み管１３の内部には長手方向に通路１４が形
成されており、下端部に吹き込み出口１５が形成されて
いる。吹き込み管１３は例えばカーボン管で作る。

電融体のｒＦＡ造にあたっては、まず、電融体１０を１
７５０〜２２００℃に保持する。この電融体１０はＺ　
ＲＭとして知られているジルコニア−ムライト電融体で
ある。

Ｔ１融体１０を電炉から流出させる直前に、吹き込み管
１３を電炉の底１１近くまで垂直に浸漬させる。そして
電融体１０のタップ寸萌に吹き込み管１３の吹き込み出
口１５からアルゴンガスや窒素ガス等の不活性ガスと一
緒に粒状の非酸化物を吹ぎ込む。例えば、２〜３分間に
わたって不活性ガスと非酸化物とを電融体１０の下方部
に吹き込む。

非酸化物は粒状ものが望ましいが、ウィスカー状やファ
イバー状のものでもよい。粉状のものは館述の結合剤を
使って造粒してから投入してもよい。その場合結合剤は
分散剤としても機能する。

非酸化物の具体例についてはすでに説明したので、ここ
では説明を省略する。

以上のように電炉内において電融体の中に非酸化物を所
定量混入させ、しかるのち、ずみやかに電融体を電炉か
ら流出させ、あとは従来と同様に処理する。

次は別の実施例を説明する。電炉内の液状の電融体は１
７５０〜２２００℃に１０〜３０分間保持し、均一な組
成にしておく。これに粉状の非酸化物を投入し、５〜１
０分間保持後、すみやかに鋳型に流し込む。このように
して得た電融体は３〜ｂ一に非酸化物が混入されている複合体が１９られる。

このような複合体はスキッドボタンとして適している。

さらに別の実施例を説明する。液状の電融体を電炉から
流出させながら、炉外で電融体の流出部分に少量ずつ非
酸化物を添加する。

この場合、電融体に非酸化物を混入させたものが層状に
形成される。

さらに別の実施例を説明すれば、まず非酸化物を混入さ
せた電融体を層状に流し、それを急冷したあと、その上
に再び同じ非酸化物を混入させた電融体を流し、非酸化
物を混入した電融体のｆ！ｉＩＩ体を形成する。

いずれの実施例においても、冷ｕｊ後に電融体を粉砕し
て耐大材料にし、それを使って耐火レンガ等をつくるこ
ともできるし、また直接、鋳型で任意の形状につくるこ
ともできる。

ｌ匪二亙■ この発明によれば、用途に応じｃ１非酸化物の特性を利
用して熱膜ｌ＆性、熱伝導性、耐蝕性や、溶鋼又はガラ
スに対づる濡れ特性等を格段に向上させたものが得られ
る。また、所望の耐スポーリング性が１（１られる。

それ故、例えば、この発明にょる電融体を鋳造用ノズル
（例えば浸漬ノズルやスライディングノズル）に適用し
た場合、ピーリングや割れに対して優れた効果を発揮す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による電融体の製造方法を実施するた
めの装置の概略を示す説明図である。１０、、、、、電融体１１、、、、、炉の底１２、、、、、電融体の液面１３、、、、、吹込み管１５、、、、、吹込み出［Ｉ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＳｉＯ＿２およびＺｒＯ＿２の
３成分からなる電融体に第４成分として非酸化物が５〜
４０重量％混入されていることを特徴とする電融体。
（２）前記非酸化物が、ＳｉＣ、ＴｉＣ、ＴａＣ、Ｎｂ
Ｃ、ＶＣ、ＷＣ、ＭｏＣ、Ｚｒｃ、Ｃｒ＿３Ｃ＿２、Ｓ
ｉ＿３Ｎ＿４、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＴａＮ、ＮｂＮ、Ｃｒ
＿２Ｎ、ＡｌＮ、ＶＮ、ＴｉＢ＿２、ＺｒＢ＿２、Ｍｏ
Ｂ、ＷＢ、ＣｒＢ、ＴａＢ＿２、ＮｂＢ＿２、ＴｉＳｉ
＿２、ＺｒＳｉ＿２、ＭｏＳｉ＿２、ＷＳｉ＿２、Ｃｒ
Ｓｉ＿２、ＴａＳｉ＿２、ＮｂＳｉ＿２の１種又は２種
以上からなる特許請求の範囲第１項に記載された電融体
。
（３）第４成分の形状が粉状、粒状、ファイバー状また
はウィスカー状からなる特許請求の範囲第１項又は第２
項に記載された電融体。
（４）第４成分が粉状のものを結合剤によつて造粒した
ものである特許請求の範囲第３項に記載された電融体。
（５）Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＳｉＯ＿２およびＺｒＯ＿２の
３成分からなる液状の電融体にそのタップ寸前又はタッ
プと同時に非酸化物を混入させることを特徴とする電融
体の製造方法。
（６）不活性ガスと一緒に前記非酸化物を液状の電融体
の中に吹きこむことを特徴とする特許請求の範囲第５項
に記載された電融体の製造方法。
（７）前記非酸化物を液状の電融体に投入することを特
徴とする特許請求の範囲第５項に記載された電融体の製
造方法。
（８）前記非酸化物を混入した液状の電融体を層状に流
すことを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載された
電融体の製造方法。
（９）液状の電融体を流出させながら前記非酸化物をそ
の電融体の流出部分に少量ずつ添加することを特徴とす
る特許請求の範囲第５項に記載された電融体の製造方法
。
（１０）前記非酸化物がＳｉＣ、ＴｉＣ、ＴａＣ、Ｎｂ
Ｃ、ＶＣ、ＷＣ、ＭｏＣ、ＺｒＣ、Ｃｒ＿３Ｃ＿２、Ｓ
ｉ＿３Ｎ＿４、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＴａＮ、ＮｂＮ、Ｃｒ
＿２Ｎ、ＡｌＮ、ＶＮ、ＴｉＢ＿２、ＺｒＢ＿２、Ｍｏ
Ｂ、ＷＢ、ＣｒＢ、ＴａＢ＿２、ＮｂＢ＿２、ＴｉＳｉ
＿２、ＺｒＳｉ＿２、ＭｏＳｉ＿２、ＷＳｉ＿２、Ｃｒ
Ｓｉ＿２、ＴａＳｉ＿２、ＮｂＳｉ＿２の１種又は２種
以上である特許請求の範囲第５〜９項のいずれか１項に
記載された電融体の製造方法。
（１１）第４成分の形状が粉状、粒状、ファイバー状ま
たはウィスカー状からなる特許請求の範囲第５〜１０項
のいずれか１項に記載の電融体の製造方法。
（１２）第４成分が粉状のものを結合剤によって造粒し
たものである特許請求の範囲第１１項に記載した電融体
の製造方法。