專利名稱：高溫組裝體、高溫組裝體的制造方法、耐熱密封劑的制作方法
技術領域：
本發明涉及中間包(tundish )上水ロ等高溫組裝體、高溫組裝體的制造方法、使用于它們的耐熱密封劑。
背景技術：
目前正使用向熔融金屬等金屬熔融物中吹入氣體而進行氣體鼓泡的氣體吹入水ロ。氣體吹入水ロ具備具有使氣體流過的氣體通道的耐火物、以及包圍耐火物的鐵皮(專利文獻I)。但是，要求進ー步提高耐火物和鐵皮的邊界區域的密封性。并且，還提供了使鋼水等熔融金屬通過的熔融金屬水口。熔融金屬水口具備具有使熔融金屬通過的熔融金屬通道的耐火物、以及包圍耐火物的鐵皮。在這種情況下，也要求進ー步提高耐火物和鐵皮的邊界區域的密封性。 專利文獻I:日本特開2007-262471號公報
發明內容
本發明的目的在于，提供ー種有利于提高在被加熱的高溫環境中使用的第一部件和第二部件的邊界區域的密封性的高溫組裝體、高溫組裝體的制造方法、耐熱密封劑。本發明的高溫組裝體被用在高溫區域中，其至少具備第一部件和第二部件，并且具備配置在第一部件和第二部件的邊界區域中的耐熱密封劑，其特征在于耐熱密封劑作為有效成分含有第一陶瓷顆粒和第二陶瓷顆粒，該第一陶瓷顆粒和第二陶瓷顆粒用于形成在合成時體積膨脹的陶瓷。作為有效成分含有的意思是作為形成在合成(燒成)時體積膨脹的陶瓷的陶瓷顆粒而含有。高溫組裝體例如在80(T200(TC的高溫區域中被使用。耐熱密封劑例如在80(T2000°C的高溫區域中被長時間加熱。本發明的高溫組裝體的制造方法，其特征在干，其包括第一エ序，準備耐熱密封齊U、第一部件和第二部件，該耐熱密封劑作為有效成分含有第一陶瓷顆粒和第二陶瓷顆粒，該第一陶瓷顆粒和第二陶瓷顆粒用于形成在合成時體積膨脹的陶瓷；第ニエ序，以使耐熱密封劑位于第一部件和第二部件的邊界區域間的方式，至少組裝第一部件和第二部件，從而形成組裝體；以及第三エ序，在使耐熱密封劑位于組裝體的第一部件和第二部件的邊界區域間的狀態下，以組裝體的使用時的組裝體的使用溫度、組裝體的使用前的組裝體的加熱溫度、組裝體的搬入前的組裝體的加熱溫度中的至少ー個溫度，來加熱耐熱密封劑而進行燒成，使第一陶瓷顆粒和第二陶瓷顆粒合成而形成體積膨脹的陶瓷，以對組裝體的第一部件和第二部件的邊界區域進行密封。本發明的陶瓷材料是被設置在第一部件和第二部件的邊界區域間的耐熱密封劑，其特征在于作為有效成分含有第一陶瓷顆粒和第二陶瓷顆粒，該第一陶瓷顆粒和第二陶瓷顆粒在合成(燒成)時形成體積膨脹的陶瓷。如上所述，使合成前(燒成前)的耐熱密封劑位于第一部件和第二部件的邊界區域。在該狀態下，以組裝體的使用時的組裝體使用溫度、組裝體的使用前的組裝體加熱溫度、組裝體的搬入前的組裝體加熱溫度中的至少一個溫度，加熱合成前(燒成前)的耐熱密封劑而燒成。由此使構成耐熱密封劑的第一陶瓷顆粒和第二陶瓷顆粒合成(燒成)而形成陶瓷，對組裝體的第一部件和第二部件的邊界區域進行密封。這種情況下，耐熱密封劑膨脹而形成密封層。密封層的膨脹將殘留。通過密封層的殘余膨脹，可以提高第一部件和第二部件的邊界區域的密封性。組裝體的加熱溫度(使用溫度)例如是80(T2000°C的高溫區域。從而，位于第一部件和第二部件的邊界區域間的合成前的耐熱密封劑也被高溫加熱，因此，耐熱密封劑中含有的第一陶瓷顆粒和第二陶瓷顆粒形成與反應前相比體積膨脹的陶瓷(例如莫來石(mullite)、尖晶石(spinel)等)。發明效果如以上所說明的，通過本發明，使構成耐熱密封劑的第一陶瓷顆粒和第二陶瓷顆粒合成(燒成)而形成陶瓷，來密封組裝體的第一部件和第二部件的邊界區域。這種情況下，可以提高第一部件和第二部件的邊界區域的密封性。由于是合成前的耐熱密封劑，因此，可以在合成前直接涂敷到要求密封性的部件上。耐熱密封劑在被燒成時膨脹，形成具有殘余膨脹的密封層。可以膨脹(殘余膨脹)而提高間隙中的密封性。關于耐熱密封部的燒成(合成)，也可以以高溫組裝體的使用時的溫度加熱而燒成。或者，也可以在高溫組裝體的使用前的階段，在將高溫組裝體搬入工廠前另行加熱而燒成。而且，如果以高溫組裝體的使用時的溫度加熱而燒成，則沒有必要另外設置加熱耐熱密封部而燒成的燒成工序，因此較為簡便。
圖I是實施方式I的中間包上水口的截面圖。圖2是實施方式2的中間包上水口的截面圖。圖3是實施方式5的吹入塞(blowing plug)的截面圖。圖4是實施方式5的吹入塞的截面圖，是沿著圖3的IV - IV線切斷的截面圖。圖5是試驗例的表示漏氣試驗結果的曲線圖。圖6是試驗例的表示密封層組織的顯微鏡照片的照片平面圖。圖7是實施方式7的中間包上水口的截面圖。圖8是實施方式8的中間包上水口的截面圖。圖9是實施方式8的主要部分的截面圖。圖10是實施方式9的中間包上水口的截面圖。圖11是實施方式10的中間包上水口的截面圖。附圖標記的說明I表示上層多孔耐火物，2表示下層多孔耐火物，3表示致密質耐火物，3a表示上層致密質耐火物，3b表示下層致密質耐火物，4表示上層氣體導入通道，5表示下層氣體導入通道，6表不外側鐵皮,7表不通道,8表不密封層,9表不鐵皮。
具體實施例方式根據本發明的耐熱密封劑，合成時體積膨脹的陶瓷優選莫來石。這種情況下，優選第一陶瓷顆粒由二氧化硅形成，第二陶瓷顆粒由氧化鋁形成。這種情況下，如下面的式(I)所示合成(燒成)莫來石2Si02 + 3A1203 — 3A1203 · 2Si02 (莫來石)(I)所合成的莫來石(3A1203 · 2Si02)的體積與反應前相比膨脹。這種情況下，耐熱密封劑中的氣孔容易被封閉。這種情況下，如果考慮式(I )，則更優選以質量比(摩爾比)計含有比ニ氧化硅(SiO2)多的氧化鋁(Al2O3X例如，可以用水等分散介質攪拌包含ニ氧化硅(SiO2)和比SiO2多的氧化鋁(Al2O3)的材料而形成耐熱密封劑。另外，合成時體積膨脹的陶瓷優選尖晶石。這種情況下，優選第一陶瓷顆粒由氧化鎂形成、第二陶瓷顆粒由氧化鋁形成。這種情況下，如下面的式(2)所示合成(燒成)尖晶石。MgO + Al2O3 — MgO · Al2O3 (尖晶石)(2)所合成的尖晶石(MgO · Al2O3)的體積與反應前相比膨脹。構成合成前的耐熱密封劑的第一陶瓷顆粒和第二陶瓷顆粒中的一方的粒徑優選30微米以下。這種情況下，一方的粒徑優選在30微米以下、20微米以下、10微米以下、5微米以下。粒徑小時，可以提高反應性。第一陶瓷顆粒和第二陶瓷顆粒中的另一方的粒徑優選200微米以下、100微米以下、50微米以下、30微米以下、20微米以下。由耐熱密封劑形成的合成前和合成后的密封層的厚度根據高溫組裝體的用途、尺寸、種類而不同，但是，可以為O. 2 20毫米、O. 2 10毫米。本發明的高溫組裝體被用在高溫區域中，具備第一部件、第二部件、以及配置在第一部件和第二部件的邊界區域中的耐熱密封劑。合成前的耐熱密封劑作為有效成分含有第一陶瓷顆粒和第二陶瓷顆粒，該第一陶瓷顆粒和第二陶瓷顆粒用于形成在合成時體積膨脹的陶瓷。由于體積膨脹，能提高第一部件和第二部件的邊界區域的密封性。第一部件和第二部件的組合可以例示耐火物和金屬的組合、耐火物和耐火物的組合、金屬和金屬的組合。作為金屬，可以列舉碳素鋼、合金鋼、鑄鐵、鑄鋼、鈦、鈦合金、鋁、鋁合金。如果第一部件和第二部件的組合中存在金屬，則可以提高向耐熱密封劑的熱傳導。作為耐火物，例如可以例示多孔質耐火物和致密質耐火物中的至少ー種。作為金屬，例如可以例示筒形狀、箱形狀、壁形狀和板形狀中的至少ー種。合成前的耐熱密封劑中，根據需要混合了藍晶石和紅柱石中的至少ー種。藍晶石和紅柱石是娃線石(sillimanite)類礦物。這里，可以采用當合成前的耐熱密封劑中的陶瓷為100%時，以質量比計，含有O. Of 40%的藍晶石和紅柱石中的至少ー種的方式。被加熱時，藍晶石和紅柱石分別膨脹，因此，可以提高密封層的密封性。硅線石類礦物被認為通過加熱而分解成為莫來石和ニ氧化硅。莫來石比硅線石族礦物比重小，因此引起容積變化(膨脹)。藍晶石和紅柱石的粒徑越大，則殘余膨脹越大，而粒徑變小時，幾乎得不到與殘余膨脹相關的效果。(實施方式I)以下，參照圖I對本發明的實施方式I進行說明。吹入水ロ是中間包上水ロ(高溫組裝體)。該水口是在連續鑄造機中使用的用于儲存熔融金屬的中間包的底部安裝的中間包滑動水口裝置的上水ロ。中間包上水ロ具備筒狀的上層多孔耐火物1，配置在相對上偵牝具有發揮透氣性的細孔Im ;筒狀的下層多孔耐火物2，與上層多孔耐火物I相比配置在相對下側，具有發揮透氣性的細孔2m ;筒狀的致密質耐火物3，其被安裝在上層多孔耐火物I和下層多孔耐火物2之間；上層氣體導入管4，其為向上層多孔耐火物I供應吹入氣體的上層氣體導入通 道；下層氣體導入管5，其為向下層多孔耐火物2供應吹入氣體的下層氣體導入通道；以及外側鐵皮6，其呈圓筒形，具有作為包圍并保持上層多孔耐火物I、致密質耐火物3和下層多孔耐火物2的外周面的金屬殼體的鐵皮的作用。由此形成了在上下方向上延伸的熔融金屬通過用的通道7。而且，16是層疊在上層多孔耐火物I的上方的輔助致密質耐火物。如圖I所示，致密質耐火物3被分割為上層致密質耐火物3a和下層致密質耐火物3b。所謂致密質，是指比多孔耐火物致密，在具有相同的厚度時透氣性比多孔耐火物低。在上層致密質耐火物3a和下層致密質耐火物3b之間填充耐熱密封劑而形成了密封層8。上層致密質耐火物3a、下層致密質耐火物3b和下層多孔耐火物2的外周面上具備通過熱嵌配合等來安裝的鐵皮(內側金屬殼體)9。鐵皮9位于外側鐵皮6的內周側。該部分成為雙層鐵皮。鐵皮6 (第一部件)和鐵皮9 (第一部件)之間夾裝著密封層17。上層氣體導入管4以前端部4a沿著致密質耐火物3的外周部朝向上方的方式被導入。上層氣體導入管4的前端部4a經由環狀或筒狀的氣池(gas pool)18與上層多孔耐火物I的外周部Ip連通。鐵皮9的內周部和致密質耐火物3的外周部的邊界區域中填充著與密封層8相同的耐熱密封劑，從而形成了密封層Sc，以防止氣體漏出。下層氣體導入管5以前端部5a成為橫向的方式被導入，并經由環狀的氣池19與下層多孔耐火物2的外周部2p連通。上層多孔耐火物I和下層多孔耐火物2具有氣體可以透過的大量的連通細孔，優選由彼此相同的材料或同類材料形成。作為材料，例如可以例示氧化鋁系、氧化鎂系、氧化鋯系等。致密質耐火物3和輔助致密質耐火物16由燒成得致密的耐火物形成，與未燒成的澆注層不同，氣孔率極低，透氣性小，具有高致密性和高強度。即，致密質耐火物3比上層多孔耐火物I和下層多孔耐火物2透氣性小并具有致密性。所謂透氣性小，是指相同厚度時，厚度方向上的透氣性小。形成密封層8、8c、17的合成前的耐熱密封劑含有氧化鋁(Al2O3)和二氧化硅(SiO2)作為主要成分(有效成分)。關于耐熱密封劑的組成，以質量比(摩爾比)計，優選含有比二氧化硅(SiO2)多的氧化鋁(Al2O3X例如使用用水攪拌包含二氧化硅(SiO2)和比二氧化硅(SiO2)多的氧化鋁(Al2O3)的材料的耐熱密封劑。此外，將這樣的合成前的耐熱密封劑涂敷到上層致密質耐火物3a (第一部件)的下表面3d和下層致密質耐火物3b (第二部件)的上表面3u之間的邊界區域。這樣，將合成前的密封劑涂敷到該邊界區域。該狀態下的吹入水口在使用時，吹入水口被維持在高溫區域。這種情況下，例如140(Tl6(KrC程度高溫的熔融金屬沿箭頭Al方向流過通道7。這樣，高溫組裝體的使用時，通過來自高溫的熔融金屬的受熱，在密封劑中引起式(I)的反應。鐵皮6、9、耐火物l、2、3a、3b、16具有傳熱性，因此，可以對密封劑的加熱作出貢獻。2Si02 + 3A1203 — 3A1203 · 2Si02 (I)這樣，由摩爾比2的SiOjP摩爾比3的Al2O3合成莫來石(3A1203 · 2Si02)。合成的3A1203 · 2Si02 (莫來石)的體積與反應前相比膨脹。且通過顯微鏡觀察生成了莫來石的密封層8、8c、17時，發現密封層8、8c、17中的氣孔被封閉。這樣，由高溫組裝體即氣體吹入水口的使用時的熱合成莫來石(3A1203 · 2Si02)，體積與反應前相比膨脹，因此，也可以不另行實施合成工序即加熱工序。這里，二氧化硅顆粒(SiO2)和氧化鋁顆粒(Al2O3)的粒徑越小，越容易引起式(I)的合成反應。因此，二氧化硅顆粒(SiO2)和氧化鋁顆粒(Al2O3)的粒徑最好小一些。二氧化硅顆粒(SiO2)和氧化鋁顆粒(Al2O3)的粒徑優選100微米以下，更優選30微米以下、IO微米以下、3微米以下，特別優選I微米以下。根據某一方式，例如，使ニ氧化硅顆粒(SiO2)的粒徑為3微米以下或I微米以下，考慮到高密度地填充密封層8、8c、17，優選使氧化鋁顆粒(Al2O3)的粒徑為75 1微米。這里，合成前的耐熱密封劑中的組成中，ニ氧化硅(SiO2)為5 50質量％、余量為氧化鋁(Al2O3)時，在體積膨脹這一點上考慮是優選的。并且，更優選為，ニ氧化硅(SiO2)為1(Γ20質量％、余量為氧化鋁(Al2O3X合成前的密封劑的陶瓷以質量比計，優選氧化鋁和ニ氧化硅實質上為95%以上、98%以上、100%。從而，認為燒成前(合成反應前)的耐熱密封劑最好不含有氧化鎂、氧化鋯等其它成分。從而，作為合成前的耐熱密封劑的陶瓷組成，可以例示下面的(a) (e)。但并不 僅限于此。(a)可以混合70%的75微米以下的氧化鋁顆粒(Al2O3), 15%的10微米以下的氧化鋁顆粒(Al203)、15%的I微米以下的ニ氧化硅顆粒(Si02)。(b)可以混合70%的75微米以下的氧化鋁顆粒(Al2O3), 15%的10微米以下的氧化招顆粒(Al203)、15%的3微米以下的ニ氧化娃顆粒(Si02)。(c)可以混合70%的100微米以下的氧化鋁顆粒(Al2O3), 10%的10微米以下的氧化鋁顆粒(Al203)、20%的3微米以下的ニ氧化硅顆粒(Si02)。但并不僅限于此。(d)可以混合60%的50微米以下的氧化鋁顆粒(Al2O3),20%的10微米以下的氧化鋁顆粒(Al203)、20%的I微米以下的ニ氧化硅顆粒(Si02)。(e)可以混合50%的30微米以下的氧化鋁顆粒(Al2O3), 10%的10微米以下的氧化鋁顆粒(Al203)、40%的I微米以下的ニ氧化硅顆粒(Si02)。上述百分比(％)意味著質量％。沒有合成為莫來石的氧化鋁，作為氧化鋁而殘留。密封層中的氧化鋁可以對密封層的耐熱性的提高作出貢獻。接著，對在連續鑄造中使用本實施方式的氣體吹入水ロ時的氣體流動進行說明。在使用時，從鋼包轉移到中間包內的鋼水等熔融金屬流向連鑄機，而熔融金屬在通道7內朝向下方流動(圖I所示的箭頭Al方向)。這種情況下，氣體從氣體源分別向上層氣體導入管4、下層氣體導入管5供應(例如氬氣等惰性氣體)。被供應到上層氣體導入管4的氣體經由氣池18被供應到上層多孔耐火物I的多孔部分，并從上層多孔耐火物I的內周面Ii向通道7內(沿箭頭BI方向)吹出。由此，可以抑制氧化鋁向水口上部的附著。被供應到下層氣體供應管5的氣體經由氣池19被供應到下層多孔耐火物2的多孔部分，并從下層多孔耐火物2的內周面2i向通道7內(沿箭頭Cl方向)吹出。由此，可以抑制氧化鋁向中間包滑動水口裝置的滑板、下水ロ(collector nozzle)、浸入式水口的附著。致密質耐火物3與未燒成的澆注物不同，由燒成的致密的燒成耐火物形成，因此，與多孔耐火物1、2相比氣孔率和透氣性小，但在有些情況下透過微量的氣體。S卩，被供應到上層多孔耐火物I的氣體的一部分在有些情況下會透過上層致密質耐火物3a內而泄漏到下層致密質耐火物3b中。同樣，被供應到下層多孔耐火物2的氣體的一部分在有些情況下會透過下層致密質耐火物3b內而泄漏到上層致密質耐火物3a中。但是，根據本實施方式，如圖I所示，合成后的密封層8位于上層致密質耐火物3a的下表面3d和下層致密質耐火物3b的上表面3u的邊界區域間。因此，從上層致密質耐火物3a向下層致密質耐火物3b的泄露被阻止。并且，從下層致密質耐火物3b向上層致密質耐火物3a的泄露被阻止。從而，可以分別獨立地進行向上層多孔耐火物I和下層多孔耐火物2的氣體供應。另外，形成密封層8的耐熱密封劑具有由于燒成(合成)而體積增大從而難以在上層致密質耐火物3a和下層致密質耐火物3b的邊界區域中產生間隙的組成。因此，即使在使用中處于高溫，也難以從密封層8泄露氣體。另外，設置有鐵皮9作為包圍上層致密質耐火物3a、下層致密質耐火物3b和下層多孔耐火物2的外周面的金屬殼體。此外，密封層8的外周緣部8p與鐵皮9的內周壁抵接，因此，能夠抑制氣體沿著上層致密質耐火物3a、下層致密質耐火物3b和下層多孔耐火物2的外周流動。從而，有利于進一步獨立地進行向上層多孔耐火物I和下層多孔耐火物2的氣體供應。另外，在與管4接觸的鐵皮9和致密質耐火物3之間填充著由與密封層8相同的耐熱密封劑形成的密封層8c。因此，氣體不會通過管4的外側漏出。從而，可以進一步獨立地進行向上層多孔耐火物I和下層多孔耐火物2的氣體供應。另外，根據本實施方式，在上層致密質耐火物3a和下層致密質耐火物3b之間填充 耐熱密封劑而形成密封層8，因此，能夠將由上層多孔耐火物I和上層致密質耐火物3a構成的上層部的組，和由下層多孔耐火物2和下層致密質耐火物3b構成的下層部的組，用形成密封層8的耐熱密封劑粘接來組裝。另外，根據本實施方式，如上所述，在鐵皮6 (第一部件和第二部件中的一方)和鐵皮9 (第一部件和第二部件中的另一方)之間也夾裝著由耐熱密封劑形成的密封層17。形成密封層17的耐熱密封劑中，混合了作為有效成分含有的二氧化硅顆粒(SiO2)和氧化鋁顆粒(Al2O3X并且，在外側鐵皮6 (第一部件和第二部件中的一方)的下部6d和下層多孔耐火物
2(第一部件和第二部件中的另一方)的邊界區域中，也形成有涂敷耐熱密封劑而形成的密封層20。進而，無論在外側鐵皮6 (第一部件)的上部6u的內周部和上層多孔耐火物I (第二部件)的外周部的邊界區域中，還是在外側鐵皮6 (第一部件)的上部6u的內周部和輔助致密質耐火物16 (第二部件)的外周部的邊界區域中，都形成有涂敷耐熱密封劑而形成的密封層25。此外，構成密封層8、8(、17、20、25的密封劑由上述的耐熱密封劑形成。因此，在使用吹入水口時，高溫的鋼水等熔融金屬通過通道7，因此，通過來自鋼水等熔融金屬的熱的傳熱，密封層8、8c、17、20、25被加熱成高溫。因此，構成該密封劑的二氧化硅顆粒(SiO2)和氧化鋁顆粒(Al2O3)合成莫來石并向密封層的厚度方向膨脹。因此，也可以提高上述的密封層8、8c、17、20、25中的密封性。而且，如上所述，密封層8、8c、17、20、25由本實施方式的耐熱密封劑形成，但并不僅限于此，也可以是，密封層8、8c、17、20、25中的至少任意一個由本實施方式的耐熱密封劑形成，而其余的由公知的密封劑(砂漿等)形成。(實施方式2)圖2表不實施方式2。本實施方式具有和實施方式I基本相同的構成、相同的作用效果。但是，以下的點不同。圖I所示的實施方式中，致密質耐火物3被分割為上層致密質耐火物3a和下層致密質耐火物3b。此外，在上層致密質耐火物3a和下層致密質耐火物3b之間，如上所述填充有在燒成時合成莫來石的耐熱密封劑從而形成密封層8。但是，在本實施方式中，如圖2所示，使致密質耐火物3為將實施方式I的上層致密質耐火物3a和下層致密質耐火物3b —體化的形狀，因此，沒有形成實施方式I的密封層8。本實施方式中，密封層8c、17、20、25也由本實施方式的耐熱密封劑形成。但并不僅限于此，也可以是，密封層8c、17、20、25中的至少任意一個由本實施方式的耐熱密封劑形成，而其余的由公知的密封劑(砂漿等)形成。(實施方式3)
實施方式3具有和實施方式1、2基本相同的構成及相同的作用效果。設合成前的耐熱密封劑中的陶瓷為100%時，以質量比計含有O. Γ30%的ニ氧化硅顆粒(Si02)、5(T70%的氧化鋁顆粒(Al2O3),O. Γ20% (O. Γ10%,0. Γ50%)的紅柱石和藍晶石中的一方或雙方的顆粒。被加熱時，紅柱石和藍晶石屬于硅酸鋁(Al2SiO5),被加熱時膨脹，因此，在使用中膨脹而可以進ー步提高密封性。作為紅柱石或藍晶石的顆粒的粒徑，可以根據需要選擇，可以列舉f 1000微米、f 100微米、5 50微米，但是，并不僅限于此。藍晶石和紅柱石的粒徑越大，則殘余膨脹越大，而粒徑變小時，幾乎得不到與殘余膨脹相關的效果。根據情況，也可以使紅柱石和/或藍晶石的顆粒的混合比例以質量比計為廣30%。紅柱石或藍晶石的顆粒過大時，難以得到均質的組織。而且認為，紅柱石或藍晶石的添加量增加時，燒成后殘余線性變化率變大，會繼續膨脹。但是，紅柱石或藍晶石的添加量過多時，殘余膨脹會變得過大，并且，會繼續膨脹而使組織脆化，有可能會產生剝落。(實施方式4)實施方式4具有和實施方式1、2基本上同樣的構成、同樣的作用效果，因此，適用圖I和圖2。但是，以下的點不同。在本實施方式中，由耐熱密封劑合成時體積膨脹的陶瓷是尖晶石。從而，在耐熱密封劑中，第一陶瓷顆粒由氧化鎂形成，第二陶瓷顆粒由氧化鋁形成。形成上述的密封層8、8c、17、20、25的耐熱密封劑含有氧化鋁(Al2O3)和氧化鎂(MgO)作為主要成分(有效成分)。關于耐熱密封劑的陶瓷組成，以質量比計，優選含有比氧化鎂(MgO)多的氧化招(Al2O3)。例如,優選使用將包含氧化鎂(MgO)和比氧化鎂(MgO )多的氧化鋁(Al2O3)的材料用水攪拌而成的耐熱密封劑。此外，將這樣的耐熱密封劑涂敷到上層致密質耐火物3a (第一部件)的下表面3d和下層致密質耐火物3b (第二部件)的上表面3u之間的邊界區域。這樣，將合成前的密封劑涂敷到該邊界區域。該狀態下的吹入水ロ在使用時，將吹入水ロ維持在高溫區域。這種情況下，例如1400 1600で程度高溫的熔融金屬沿箭頭Al方向流過通道7。通過來自熔融金屬的受熱，在密封劑中引起式(2)的反應。MgO + Al2O3 — MgO · Al2O3 (2)由摩爾比I的MgO和摩爾比I的Al2O3合成尖晶石。尖晶石(MgO · Al2O3)的體積與反應前相比膨脹。通過在使用高溫組裝體即氣體吹入水ロ時的熱，尖晶石在使用時被合成(燒成)，體積與反應前相比膨脹，因此，也可以不另行實施加熱エ序(合成エ序)。這里，氧化鎂顆粒(MgO)和氧化鋁顆粒(Al2O3)的粒徑越小，越容易引起式(2)的合成反應。因此，氧化鎂顆粒(MgO)和氧化鋁顆粒(Al2O3)的粒徑最好小一些。氧化鎂顆粒(MgO)和氧化鋁顆粒(Al2O3)的粒徑優選100微米以下，更優選50微米以下、10微米以下，特別優選I微米以下。根據某ー實施方式，例如，設氧化鎂顆粒(MgO)的粒徑為I微米以下，考慮到高密度地填充密封層8、8c、17、20、25，優選使氧化鋁顆粒(Al2O3)的粒徑為75 1微米。這里，對于合成前的耐熱密封劑中的陶瓷，優選氧化鋁和氧化鎂實質上為95%以上、98%以上、100%。對于合成前的耐熱密封劑中的陶瓷，氧化鎂(MgO)為f 50質量％、余量為氧化鋁(Al2O3)吋，在體積膨脹這一點上是優選的。并且，氧化鎂(MgO)為廣20質量％、余量為氧化鋁(Al2O3)時，更是優選的。可以采用下面的(a) (c)的方式。(a)可以混合70%的75微米以下的氧化鋁顆粒(Al2O3), 15%的10微米以下的氧化鋁顆粒(Al203)、15%的I微米以下的氧化鎂顆粒(MgO)。
(b)可以混合70%的75微米以下的氧化鋁顆粒(Al203)、15%的10微米以下的氧化鋁顆粒(Al2O3)、15%的3微米以下的氧化鎂顆粒(MgO)。(c)可以混合70%的100微米以下的氧化鋁顆粒(Al203)、10%的10微米以下的氧化鋁顆粒(Al203)、20%的3微米以下的氧化鎂顆粒(MgO)。但是并不僅限于此。而且,根據本實施方式,密封層8、8c、17、20、25由燒成時合成尖晶石的本實施方式的耐熱密封劑形成，但并不僅限于此，也可以是密封層8、8c、17、20、25中的至少任意一個由本實施方式的合成尖晶石的耐熱密封劑形成，而余部由公知的密封劑形成。(實施方式5)圖3和圖4表不實施方式5。本實施方式具有和上述的實施方式基本相同的構成及相同的作用效果。但是，以下的點不同。本實施方式為適用于以埋設在鋼包的底壁W中的方式安裝的吹入塞(高溫組裝體)的情況。吹入塞具有耐火物層30、包圍耐火物層30的外周部30p的鐵皮32、與鐵皮32的底部32b連接的氣體供應管33。耐火物層30具有將鼓泡用的氣體吹入金屬熔融物M中的氣體通道35、形成在耐火物層30的下表面30d和鐵皮32之間并且與氣體通道35連通的氣池室36。在耐火物層30的外周部30p和鐵皮32的內周部32i之間形成有涂敷了耐熱密封劑的密封層38。形成密封層38的耐熱密封劑的陶瓷與實施方式I同樣，含有氧化鋁顆粒(Al2O3)和二氧化硅顆粒(SiO2)作為主要成分(有效成分)。關于合成前的耐熱密封劑的陶瓷組成，以質量比(摩爾比)計，優選含有比二氧化硅(SiO2)多的氧化鋁(Al2O3)。例如，可以使用將包含二氧化硅(SiO2)和比二氧化硅(SiO2)多的氧化鋁(Al2O3)的材料用水攪拌而成的耐熱密封劑。此外，將這樣的耐熱密封劑涂敷到耐火物層30的外周部30p和/或鐵皮32的內周部32i。這樣，將合成前的密封劑涂敷到該邊界區域。此后，組裝耐火物層30和鐵皮32。如果使用該狀態下的吹入塞，則可以將吹入水口維持在高溫區域。這種情況下，吹入塞被埋設在儲存例如140(Tl65(TC程度高溫的熔融金屬M的鋼包的底壁W中，因此，通過來自熔融金屬M的受熱在密封劑中引起上述的式(I)式的反應，合成莫來石。因此，可以提高耐火物層30 (第一部件和第二部件中的一方)的外周部30p和鐵皮32 (第一部件和第二部件中的另一方)的內周部32i的邊界區域中的密封性。根據需要也可以將藍晶石混合在合成前的耐熱密封劑中。(實施方式6)本實施方式具有和上述的圖3和圖4所示的實施方式5基本上相同的構成、相同的作用效果。合成前的耐熱密封劑與實施方式I同樣，含有氧化鋁顆粒(Al2O3)和氧化鎂顆粒(MgO)作為主要成分(有效成分)。(試驗例)對耐熱密封劑進行了試驗。該試驗例中，耐熱密封劑中陶瓷以質量比計混合了 70%的75微米以下的氧化鋁顆粒(A1203)、15%的10微米以下的氧化鋁顆粒(A1203)、15%的I微米以下的二氧化硅顆粒(Si02)。此外，將分散介質即水和陶瓷混合而形成了耐熱密封劑。在第一部件(材質高氧化鋁)和第二部件(材質高氧化鋁)的邊界區域涂敷了該耐熱密封劑。涂敷厚度為I毫米。此外，從外側用燃燒器的燃燒火焰加熱到1500°C，同時使氣體從入口向出口流動。此外，測定了從出口排出的氣體的泄漏流量。關于水口的背壓，保持了 O. 2kg/cm2。作為比較例，使用以往所使用的砂衆，以和試驗例同樣的條件進行了試驗。試驗結果如圖5所示。圖5中，標記 表示本發明的試驗例， 表示比較例。如圖5的標記 所示，比較例中，從開始試驗經過了 20分鐘左右開始，泄漏的氣體流量增加了。另外，如圖5的標記 所示，試驗例中，即使從開始試驗經過了 120分鐘，泄漏的氣體流量也沒有增加。據此可知，本發明的耐熱密封劑能夠穩定地得到高溫區域中的高密封性。通過光學顯微鏡觀察了從開始試驗經過了 120分鐘的密封層。其結果如圖6所示。如圖6所示，構成密封層的密封劑貼緊在水口主體上。觀察水口主體和密封層的邊界時，推定有可能在一部分上產生了熔融。認為是微細的二氧化硅顆粒熔融了。密封層上產生了島狀的氣孔(黑色部分)，但是， 氣孔并不是開放氣孔，而是封閉氣孔。氣體不能透過封閉氣孔。據此也可知，本發明的密封層的密封性提高了。作為能夠得到封閉氣孔的理由，推測是因為通過莫來石合成而與反應前相比體積膨脹。一般認為體積膨脹不利于開放氣孔的形成，而有利于封閉氣孔的形成。另外，密封層中除了氣孔以外的陶瓷部分是致密的。據此也可知，本發明的密封層的密封性進一步提高了。(實施方式7)圖7表不實施方式7。本實施方式具有和上述的實施方式基本上相同的構成、相同的作用效果。對相同部位標以相同標記。如圖7所示，在上層致密質耐火物3a和下層致密質耐火物3b之間填充耐熱密封劑而形成了密封層8。形成密封層8的合成前的耐熱密封劑具有氧化鋁(Al2O3)和二氧化硅(SiO2)作為主要成分(有效成分)。關于合成前的耐熱密封劑的組成，以質量比計，優選含有比二氧化硅(SiO2)多的氧化鋁(Al2O3X致密質耐火物3與未燒成的澆注物不同，由燒成的致密的燒成耐火物形成，因此透氣性小，但在有些情況下透過微量的氣體。即，被供應到上層多孔耐火物I的氣體的一部分在有些情況下會透過上層致密質耐火物3a內而泄漏到下層致密質耐火物3b中。同樣，被供應到下層多孔耐火物2的氣體的一部分在有些情況下會透過下層致密質耐火物3b內而泄漏到上層致密質耐火物3a中。但是，根據本實施方式，如圖7所示，密封層8位于上層致密質耐火物3a的下表面3d和下層致密質耐火物3b的上表面3u的邊界區域。因此，從上層致密質耐火物3a向下層致密質耐火物3b的泄漏被阻止。并且，從下層致密質耐火物3b向上層致密質耐火物3a的泄漏被阻止。從而，可以分別獨立地進行向上層多孔耐火物I和下層多孔耐火物2的氣體供應。(實施方式8)圖8和圖9表示實施方式8。吹入水口(中間包上水口、高溫組裝體)被裝備在用于保持高溫熔融金屬(例如鋼水)的熔融金屬容器、即中間包的底側，并具有透氣性的筒狀多孔耐火物IX (第一部件和第二部件中的一方)和包圍多孔耐火物IX的金屬制(鐵系)的筒狀的外側鐵皮6 (第一部件和第二部件中的另一方)。在筒狀多孔耐火物IX的內部形成了環狀的氣池19。在氣池19中設置有作為供應吹入氣體的下層氣體導入通道的氣體導入管5。在筒狀多孔耐火物IX中，沿著縱向形成有在上下方向上延伸的熔融金屬通過用的通道7。多孔耐火物IX具有在其厚度方向上可以透過氣體的大量的細孔lm，作為材料，例如可以例示氧化鋁系、氧化鎂系、氧化鋯系等。如圖8所示，在筒狀多孔耐火物IX和筒狀的外側鐵皮6的邊界區域形成有圍繞軸線Pl的環狀的凹狀池部1W。凹狀池部IW在筒狀多孔耐火物IX的外周部的上部以繞其一周的方式形成環狀。組裝時，在凹狀池部IW中填充了未燒成的耐熱密封劑。
該耐熱密封劑通過預熱時的加熱、高溫組裝體的使用(搬入)前的加熱、或高溫組裝體的使用時由熔融金屬進行的加熱等而燒成(合成)。由此，密封層IR形成為圍繞軸線Pl的環狀。密封層IR通過燒成(合成)而向徑向和高度方向膨脹，作為殘余膨脹。其結果是，將筒狀多孔耐火物IX的上部和筒狀的外側鐵皮6的上部6u的邊界區域密封。特別是，合成后的密封層IR比外側鐵皮6的厚度更厚，能夠良好地確保向徑向的殘余膨脹量。其結果是，可以良好地密封筒狀多孔耐火物IX的上部和筒狀的外側鐵皮6的上部的邊界區域。其結果是，能夠抑制被吹入氣池18等中的氣體從該邊界區域向外側鐵皮6的上端6up側泄漏。將鐵皮6 (組裝體)的整體高度尺寸表示為HA，將高度尺寸的中央位置表示為Hm，將高度尺寸中從下端6d起2/3的位置表示為Hx。如圖8所示，密封層IR在鐵皮6中位于位置Hm上側。從而，密封層IR位于鐵皮6中隨著朝向上端6up而縮徑的圓錐形狀的上部6u。特別是，在高度方向上，密封層IR優選在鐵皮6中位于位置Hx的上側。其理由是因為通過中間包內的熔融金屬，鐵皮6從其上側也被劇烈加熱，鐵皮6的上側處于劇烈的高溫環境中，因此優選提高鐵皮6的上側的密封性。其結果是，通過密封層IR能夠抑制吹入氣池19等中的氣體向外側鐵皮6的上端6up側泄漏。而且，認為鐵皮6的徑向的熱膨脹比筒狀多孔耐火物IX的徑向的膨脹量小。 形成上述的密封層IR的合成前的耐熱密封劑含有氧化鋁(Al2O3)和二氧化硅(SiO2)作為主要成分(有效成分)。關于耐熱密封劑的組成，以質量比計，優選含有比二氧化硅(SiO2)多的氧化鋁(Al2O3)15例如使用將包含二氧化硅(SiO2)和比二氧化硅(SiO2)多的氧化鋁(Al2O3)的材料用水(分散介質)攪拌而成的耐熱密封劑。分散介質也可以是乙醇等。此外，將這樣的耐熱密封劑填充在凹狀池部IW中。這樣，在填充了的狀態下，在使用吹入水口時，能將吹入水口維持在高溫區域。這種情況下，例如140(Tl7(KrC左右高溫的熔融金屬沿箭頭Al方向流過通道7。這樣，在高溫組裝體的使用時，通過來自高溫的熔融金屬的受熱，在密封劑中引起式(I)的反應。鐵皮6、耐火物IX具有傳熱性，因此，可以對密封劑的加熱作出貢獻。2Si02 + 3A1203 — 3A1203 · 2Si02 (I)這樣，由摩爾比2的SiOjP摩爾比3的Al2O3合成莫來石(3A1203 · 2Si02)。合成的3A1203 · 2Si02 (莫來石)的體積與反應前相比膨脹。并且，生成了莫來石的密封層IR是致密體，或者，即便具有氣孔，氣孔也被封閉。這樣，由高溫組裝體、即氣體吹入水口的使用時的熱來合成莫來石(3A1203 · 2Si02)，體積與反應前相比膨脹，因此，也可以不另行實施合成工序、即加熱工序。這里，二氧化硅顆粒(SiO2)和氧化鋁顆粒(Al2O3)的粒徑越小，越容易引起式(I)的合成反應。因此，二氧化硅顆粒(SiO2)和氧化鋁顆粒(Al2O3)的粒徑最好小一些。二氧化硅顆粒(SiO2)和氧化鋁顆粒(Al2O3)的粒徑優選100微米以下，更優選30微米以下、IO微米以下、3微米以下，特別優選I微米以下。接著，對在連續鑄造中使用本實施方式的氣體吹入水口時的氣體流動進行說明。在使用時，從鋼包轉移至中間包內的鋼水等熔融金屬流向連鑄機，而熔融金屬在通道7內流向下方(圖8所示的箭頭Al方向)。這種情況下，從氣體源分別向氣體導入管5供應氣體(例如氬氣等惰性氣體)。被供應到氣體供應管5的氣體經由氣池19被供應到多孔耐火物IX的多孔部分，并從內周面IXi向通道7內(箭頭Cl方向、BI方向)吹出。由此，能夠抑制氧化鋁附著于中間包滑動水口裝置的滑板、下水口、浸入式水口。另外，形成密封層IR的耐熱密封劑具有通過燒成使體積增大而難以在筒狀多孔耐火物IX的外周部和外側鐵皮6的邊界區域產生間隙的組成。因此，即便使用中處于高溫，氣體也難以從該邊界區域漏出。而且，合成前的耐熱密封劑，可以根據需要含有藍晶石和紅柱石中的至少一種。圖9表示通過耐熱密封劑的燒成(合成)而形成的密封層IR附近。這里，將外側鐵皮6的厚度設為al，將合成后的密封層IR的最大厚度設為a2，將密封層IR的高度設為 b時，為了提高密封層IR附近的密封性，優選形成al < a2的關系或al < a2 < b的關系。但是并不僅限于此。由于a2 <b，因此，密封層IR的密封距離(斜邊部101)可以確保為b，能夠得到高密封性。而且，形成密封層IR的筒狀多孔耐火物IX是具有大量的氣孔的多孔質，因此，膨脹被氣孔吸收，膨脹量有限。而根據本實施方式，由于形成了環狀的密封層IR，且該密封層IR可以通過合成而形成在徑向和高度方向上膨脹的殘余膨脹，因此，有利于膨脹量的確保，進而有利于密封性的確保。如圖9所示，在鐵皮6的上部6u側，筒狀多孔耐火物IX (耐火物)的上部呈圓錐形狀，并隨著朝向鐵皮6的上端6up側，徑向(箭頭DA方向)的厚度變小。這種情況下，如果環境條件過于苛刻，則筒狀多孔耐火物IX的強度不足，有可能會產生裂紋。因此，如圖2所示，使凹狀池部IW和密封層IR的截面為大致三角形狀，并具有沿著鐵皮6的內壁面的斜邊部101、與筒狀多孔耐火物IX相面對的上側的斜邊部102、與筒狀多孔耐火物IX相面對的下側的斜邊部103、斜邊部102和斜邊部103交叉的交叉部104。如圖9所示，將斜邊部101的長度表示為Kl，將斜邊部102的長度表示為K2，將斜邊部103的長度表示為K3。可知，成為K2 > K3的關系、K2 > Kl > K3的關系。由此，在密封層IR中，交叉部104位于相對下側。因此，能夠確保筒狀多孔耐火物IX中與斜邊部102相面對的部分1X3 (參見圖9)的徑向(箭頭DA方向)的厚度。可以例示K3/K2=0. 8以下、O. 6以下、0.4以下。交叉部104優選具有圓角。但是，裂紋等不成為問題時，也可以是Κ2=Κ3或Κ3 > Κ2。根據情況，凹狀池部IW和密封層IR的截面也可以是大致梯形狀。(實施方式9)圖10表不實施方式9。本實施方式具有和實施方式1、8基本相同的構成、相同的作用效果。如圖10所示，吹入水口(中間包上水口、高溫組裝體)具備配置在相對上側的具有透氣性的上層多孔耐火物I;與上層多孔耐火物I相比配置在相對下側的具有透氣性的下層多孔耐火物2 ;夾裝在上層多孔耐火物I和下層多孔耐火物2之間的致密質耐火物
3;向上層多孔耐火物I供應吹入氣體的上層氣體導入管4 ;向下層多孔耐火物2供應吹入氣體的下層氣體導入管5 ;以及呈筒形狀的外側鐵皮6，其具有包圍并保持上層多孔耐火物
I、致密質耐火物3和下層多孔耐火物2的外周面的金屬殼體的作用。由此，形成了在上下方向上延伸的熔融金屬通過用的通道7。而且，16是層疊在上層多孔耐火物I的上方的輔助致密質耐火物。在筒狀多孔耐火物IX和筒狀的外側鐵皮6之間，形成有環狀的上層的氣池18。在筒狀多孔耐火物IX的內部，形成有環狀的下層的氣池19。如圖10所示，致密質耐火物3在高度方向上被分割為上層致密質耐火物3a和下層致密質耐火物3b。在上層致密質耐火物3a和下層致密質耐火物3b之間，耐熱密封劑在填充狀態下被進行了合成。因此，形成了合成后的密封層8。在上層致密質耐火物3a、下層致密質耐火物3b和下層多孔耐火物2的外周面上，具備通過熱嵌配合等來安裝的鐵皮(內側金屬殼體)9。鐵皮9位于外側鐵皮6的內周側。該部分成為雙層鐵皮。在鐵皮6 (第一部件)和鐵皮9 (第一部件)之間夾裝著密封層17。
如圖10所示，上層氣體導入管4以前端部4a沿著致密質耐火物3的外周部朝向上方的方式被導入。上層氣體導入管4的前端部4a經由環狀或筒狀的氣池18與上層多孔耐火物I的外周部Ip連通。鐵皮9的內周部和致密質耐火物3的外周部的邊界區域中填充著與密封層8相同的耐熱密封劑，從而形成了密封層Sc，以防止氣體漏出。下層氣體導入管5以前端部5a成為橫向的方式被導入，并經由環狀的氣池19與下層多孔耐火物2的外周部2p連通。上層多孔耐火物I和下層多孔耐火物2具有氣體可以透過的大量的細孔lm、2m，優選由彼此相同的材料或同系材料形成。作為材料，例如可使用氧化鋁系、氧化鎂系、氧化鋯系等。致密質耐火物3和輔助致密質耐火物16由燒成得致密的耐火物形成，與未燒成的澆注層不同，氣孔率極低，透氣性小，具有高致密性和高強度。即，致密質耐火物3比上層多孔耐火物I和下層多孔耐火物2透氣性小，并具有致密性。
形成密封層8、8c、17的合成前的耐熱密封劑含有氧化鋁(Al2O3)和二氧化硅(SiO2)作為主要成分(有效成分)。關于合成前的耐熱密封劑的組成，以質量比計，優選含有比二氧化硅(SiO2)多的氧化鋁(Al2O3X例如，使用將包含二氧化硅(SiO2)和比二氧化硅(SiO2)多的氧化鋁(Al2O3)的材料用水或乙醇攪拌而成的耐熱密封劑。此外，將這樣的耐熱密封劑涂敷到上層致密質耐火物3a (第一部件)的下表面3d和下層致密質耐火物3b (第二部件)的上表面3u之間的邊界區域。在筒狀多孔耐火物IX的外周部上形成的凹狀池部IW中也填充耐熱密封劑。這樣，將合成前的密封劑涂敷到該邊界區域。該狀態下的吹入水口在使用時，吹入水口被維持在高溫區域。這種情況下，例如140(Tl6(KrC程度高溫的熔融金屬沿箭頭Al方向流過通道7。這樣，高溫組裝體的使用時，通過來自高溫的熔融金屬的受熱，在密封劑中引起式(I)的反應。鐵皮6、9、耐火物I、2、3a、3b、16具有傳熱性，因此，可以對密封劑的加熱作出貢獻。2Si02 + 3A1203 — 3A1203 · 2Si02 (I)這樣，由摩爾比2的SiOjP摩爾比3的Al2O3合成莫來石(3A1203 · 2Si02)。合成的3A1203 · 2Si02 (莫來石)的體積與反應前相比膨脹。這樣，由高溫組裝體、即氣體吹入水口的使用時的熱合成莫來石(3A1A · 2Si02)，體積與合成反應(燒成)前相比膨脹，因此，也可以不另行實施合成工序即加熱工序。這里，二氧化硅顆粒(SiO2)和氧化鋁顆粒(Al2O3)的粒徑越小，越容易引起式(I)的合成反應。因此，二氧化硅顆粒(SiO2)和氧化鋁顆粒(Al2O3)的粒徑最好小一些。二氧化硅顆粒(SiO2)和氧化鋁顆粒(Al2O3)的粒徑優選100微米以下，更優選30微米以下、10微米以下、3微米以下，特別優選I微米以下。接著，對在連續鑄造中使用本實施方式的氣體吹入水口時的氣體流動進行說明。在使用時，從鋼包轉移到中間包內的鋼水等熔融金屬流向連鑄機。而熔融金屬在通道7內流向下方(圖10所示的箭頭Al方向)。這種情況下，從氣體源分別向上層氣體導入管4、下層氣體導入管5供應氣體(例如氬氣等惰性氣體)。被供應到上層氣體導入管4的氣體經由氣池18被供應到上層多孔耐火物I的多孔部分，并從上層多孔耐火物I的內周面Ii向通道7內(沿箭頭BI方向)吹出。由此，可以抑制向氧化鋁水口上部的附著。被供應到下層氣體供應管5的氣體經由氣池19被供應到下層多孔耐火物2的多孔部分，并從下層多孔耐火物2的內周面2i向通道7內(沿箭頭Cl方向)吹出。由此，可以抑制氧化鋁附著于中間包滑動水口裝置的滑板、下水口、浸入式水口。然后，根據本實施方式，如圖10所示，在筒狀的致密質耐火物16的外周部和筒狀的外側鐵皮6的內周部的邊界區域形成有圍繞軸線Pl的環狀的凹狀池部1W。凹狀池部IW在筒狀多孔耐火物IX的外周部以環繞一周的方式形成環狀。組裝時，在凹狀池部IW中填充了耐熱密封劑。該耐熱密封劑通過使用時的熱燒成而成為密封層IR。合成后的密封層IR比鐵皮6的厚度更厚，并圍繞軸線Pl形成為環狀。密封層IR密封了筒狀多孔耐火物IX的上部和筒狀的外側鐵皮6的上部的邊界區域。因此，抑制了來自氣池18的氣體從該邊界區域、即從外側鐵皮6的上部向外部泄漏。密封層IR在鐵皮6中位于位置Hm上側。特別是，優選密封層IR在鐵皮6中位于位置Hx的上側。通過中間包中保持的高溫熔融金屬，鐵皮6從其上側也被劇烈加熱。鐵皮6的上側被曝露于劇烈的高溫環境中。其是為了提高鐵皮6的上側的密封性。抑制了來自氣池18的氣體從外側鐵皮6的上部向外部泄漏。根據情況，密封層IR也可以位于位置Hx和位置Hm之間。如圖3所示，保持密封層IR的致密質耐火物16是致密質的，氣孔率極小。因此，可以抑制密封層IR的徑向的膨脹量被致密質耐火物16吸收的現象，可以對提高密封性作出貢獻。致密質耐火物3和未燒成的澆注物不同，由預先燒成的致密的燒成耐火物形成，因此透氣性小，但在有些情況下透過微量的氣體。即，被供應到上層多孔耐火物I的氣體的一部分在有些情況下會透過上層致密質耐火物3a內而泄漏到下層致密質耐火物3b中。同樣，被供應到下層多孔耐火物2的氣體的一部分在有些情況下會透過下層致密質耐火物3b內而漏出到上層致密質耐火物3a中。但是，根據本實施方式，密封層8位于上層致密質耐火物3a的下表面3d和下層致密質耐火物3b的上表面3u的邊界區域。因此，從上層致密質耐火物3a向下層致密質耐火物3b的泄漏被阻止。并且，從下層致密質耐火物3b向上層致密質耐火物3a的泄漏被阻止。從而，可以分別獨立地進行向上層多孔耐火物I和下層多孔耐火物2的氣體供應。另外，形成密封層8的耐熱密封劑具有由于燒成而體積增大而難以在上層致密質耐火物3a和下層致密質耐火物3b的邊界區域中產生間隙的組成。因此，即使使用中處于高溫，也難以從密封層8泄漏氣體。另外，設置有鐵皮9作為包圍上層致密質耐火物3a、下層致密質耐火物3b和下層多孔耐火物2的外周面的金屬殼體。此外，密封層8的外周緣部8p與鐵皮9的內周壁抵接，因此，能夠抑制氣體沿著上層致密質耐火物3a、下層致密質耐火物3b和下層多孔耐火物2的外周流動。從而，有利于進一步獨立地進行向上層多孔耐火物I和下層多孔耐火物2的氣體供應。另外，在與管4接觸的鐵皮9和致密質耐火物3之間填充著由與密封層8相同的耐熱密封劑形成的密封層8c。因此，氣體不會通過管4的外側泄漏。從而，可以進一步獨立地進行向上層多孔耐火物I和下層多孔耐火物2的氣體供應。另外，根據本實施方式，在上層致密質耐火物3a和下層致密質耐火物3b之間填充耐熱密封劑而形成密封層8。從而，可以將由上層多孔耐火物I和上層致密質耐火物3a構成的上層部的組，和由下層多孔耐火物2和下層致密質耐火物3b構成的下層部的組，用形成密封層8的耐熱密封劑粘接來組裝。另外，根據本實施方式，如上所述，在鐵皮6 (第一部件和第二部件中的一方)和鐵皮9 (第一部件和第二部件中的另一方)之間也夾裝著由耐熱 密封劑形成的密封層17。形成密封層17的耐熱密封劑中，混合了作為有效成分含有的二氧化硅顆粒(SiO2)和氧化鋁顆粒(Al2O3X并且，在外側鐵皮6 (第一部件和第二部件中的一方)的下部6d和下層多孔耐火物2 (第一部件和第二部件中的另一方)的邊界區域中，也形成有涂敷耐熱密封劑而形成的密封層20。進而，無論在外側鐵皮6 (第一部件)的上部6u的內周部和上層多孔耐火物I (第二部件)的外周部的邊界區域中，還是在外側鐵皮6 (第一部件)的上部6u的內周部和輔助致密室耐火物16 (第二部件)的外周部的邊界區域中，都形成有涂敷耐熱密封劑而形成的密封層25。此外，構成密封層IR、密封層8、8c、17、20、25的密封劑由上述的耐熱密封劑形成。因此，在使用吹入水口時，高溫的鋼水等熔融金屬通過通道7，因此，通過來自鋼水等熔融金屬的熱的傳熱，密封層IR、密封層8、8c、17、20、25被高溫加熱。因此，構成該密封劑的二氧化硅顆粒(SiO2)和氧化鋁顆粒(Al2O3)合成莫來石并膨脹。因此，也可以提高上述的密封層8、8c、17、20、25中的密封性 。根據情況，也可以通過使用前的預熱或組裝體的搬入前加熱，將密封層IR、密封層8、8c、17、20、25高溫加熱。而且如上所述，密封層8、8c、17、20、25由本實施方式的耐熱密封劑形成，但并不僅限于此，也可以是，密封層8、8c、17、20、25中的至少任意一個由本實施方式的耐熱密封劑形成，而其余的由公知的密封劑(砂漿等)形成。而且，合成前的耐熱密封劑可以根據需要含有藍晶石和紅柱石中的至少一種。(實施方式10)圖11表不實施方式10。本實施方式具有和上述的實施方式基本相同的構成、相同的作用效果。本實施方式中，如圖11所示，也在筒狀的致密質耐火物16和筒狀的外側鐵皮6的邊界區域中形成了圍繞軸線Pl的環狀的凹狀池部1W。凹狀池部IW在筒狀的致密質耐火物16的外周部以環繞一周的方式形成。組裝時，在凹狀池部IW中填充了未燒成或半燒成的耐熱密封劑。該耐熱密封劑由通過使用時的通道7的熔融金屬的熱燒成而形成密封層IR。密封層IR圍繞軸線Pl形成為環狀。密封層IR由合成時膨脹的莫來石或尖晶石形成，并向徑向(DA方向)和高度方向膨脹。作為結果，密封了致密質耐火物16的外周部和筒狀的外側鐵皮6的內周部的邊界區域。因此，抑制了氣池18的氣體經由該邊界區域從鐵皮6的上端6up側泄漏。并且，根據本實施方式，如圖11所示，在上層多孔耐火物I和輔助致密質耐火物16的邊界區域中，環狀的凹狀池部16W圍繞軸線Pl形成。在凹狀池部16W中填充了未燒成的耐熱密封劑。所填充的耐熱密封劑通過來自使用時的熔融金屬的熱、高溫組裝體的使用前的加熱、高溫組裝體的搬入前的加熱中的任意一種被燒成(合成)，形成莫來石或尖晶石并向徑向和高度方向膨脹，形成密封層16R。該膨脹作為殘余膨脹殘留。其結果是，發揮向外側鐵皮6的上端6up的施加力F A(參見圖11)。其結果是，有利于使輔助致密質耐火物16的圓錐形狀(隨著朝向上部而縮徑的圓錐)的外周部接近或密接外側鐵皮6的圓錐形狀的內周部(隨著朝向上部而縮徑的圓錐)。從而，能進一步提高輔助致密質耐火物16的圓錐形狀的外周部和外側鐵皮6的圓錐形狀的內周部的邊界區域的密封性。而且，合成前的耐熱密封劑可以根據需要含有藍晶石和紅柱石中的至少一種。如圖11所示，密封層IR在鐵皮6中位于中央高度位置Hm上側。特別是，密封層IR優選在鐵皮6中位于高度方向上的位置Hx上側。這是因為，配置在中間包等熔融液儲存容器的下側的鐵皮6從其上側被劇烈加熱，鐵皮6的上側被曝露在劇烈的高溫環境中，因此，優選提高鐵皮6的上側的密封性。凹狀池部IW和密封層IR的截面為大致梯形狀，但是，也可以是截面三角形狀。而且，合成前的耐熱密封劑可以根據需要含有藍晶石和紅柱石中的至少一種。(其它)本發明并不僅限于如上所述并且如附圖所示的實施方式，在不脫離發明主旨的范圍內可以適當變更來實施。作為高溫組裝體，也可以適用于真空脫氣裝置的浸潰管產業上的利用領域本發明的高溫組裝體可以廣泛應用于使用鋼水、鐵水、鋁水、鈦水等金屬熔融物的高溫區域、曝露于高溫氣體的高溫區域等。第一部件和第二部件的組合可以是耐火物-耐火物、金屬-金屬、耐火物-金屬、金屬-耐火物的組合。作為耐火物，可以例不標準磚等磚、使具有流動性的耐火材料干燥固化的澆注物等。作為金屬，可以例示金屬殼體、金屬板體。也可以由通過合成而膨脹的密封層來密封第一致密質耐火物和第二致密質耐火物的邊界區域。也可以由通過合成而膨脹的密封層來密封第一多孔質耐火物和第二多孔質耐火物的邊界區域。也可以由通過合成而膨脹的密封層來密封多孔質耐火物和致密質耐火物的邊界區域。還可以由通過合成而膨脹的密封層來密封多孔質耐火物和致密質耐火物中的至少一方和鐵皮之間。
權利要求
1.一種高溫組裝體，使用于高溫區域，其至少具備第一部件和第二部件，并且具備配置在所述第一部件和所述第二部件的邊界區域中的耐熱密封劑，其特征在于 所述耐熱密封劑，作為有效成分含有第一陶瓷顆粒和第二陶瓷顆粒，該第一陶瓷顆粒和第二陶瓷顆粒用于形成在合成時體積膨脹的陶瓷。
2.根據權利要求I所述的高溫組裝體，其特征在于 合成時體積膨脹的陶瓷是莫來石，所述第一陶瓷顆粒由二氧化硅形成，所述第二陶瓷顆粒由氧化鋁形成。
3.根據權利要求I所述的高溫組裝體，其特征在于 合成時體積膨脹的陶瓷是尖晶石，所述第一陶瓷顆粒由氧化鎂形成，所述第二陶瓷顆粒由氧化鋁形成。
4.一種高溫組裝體的制造方法，其特征在于，包括 第一工序，準備合成前的耐熱密封劑、第一部件和第二部件，該耐熱密封劑作為有效成分含有第一陶瓷顆粒和第二陶瓷顆粒，該第一陶瓷顆粒和第二陶瓷顆粒用于形成在合成時體積膨脹的陶瓷； 第二工序，以使合成前的耐熱密封劑位于所述第一部件和所述第二部件的邊界區域的方式，至少組裝所述第一部件和所述第二部件而形成組裝體；以及 第三工序，在使所述耐熱密封劑位于所述組裝體的所述第一部件和所述第二部件的邊界區域的狀態下，以所述組裝體的使用時的所述組裝體的使用溫度、所述組裝體的使用前的所述組裝體的加熱溫度、所述組裝體的搬入前的所述組裝體的加熱溫度中的至少一個溫度，來加熱所述耐熱密封劑而進行燒成，使所述第一陶瓷顆粒和所述第二陶瓷顆粒合成而形成體積膨脹的陶瓷，以對所述組裝體的所述第一部件和所述第二部件的邊界區域進行密封。
5.根據權利要求4所述的高溫組裝體的制造方法，其特征在于 合成時體積膨脹的陶瓷是莫來石，所述第一陶瓷顆粒由二氧化硅形成，所述第二陶瓷顆粒由氧化鋁形成。
6.根據權利要求4所述的高溫組裝體的制造方法，其特征在于 合成時體積膨脹的陶瓷是尖晶石，所述第一陶瓷顆粒由氧化鎂形成，所述第二陶瓷顆粒由氧化鋁形成。
7.根據權利要求4飛中任意一項所述的高溫組裝體的制造方法，其特征在于 設所述第一工序的所述耐熱密封劑中的陶瓷為100%時，以質量比計，含有0. 0廣40%的紅柱石和藍晶石中的一方或雙方。
8.一種耐熱密封劑，是被設置在第一部件和第二部件的邊界區域中的合成前的耐熱密封劑，其特征在于 作為有效成分含有第一陶瓷顆粒和第二陶瓷顆粒，該第一陶瓷顆粒和第二陶瓷顆粒用于形成在合成時體積膨脹的陶瓷。
9.根據權利要求8所述的耐熱密封劑，其特征在于 合成時體積膨脹的陶瓷是莫來石，所述第一陶瓷顆粒由二氧化硅形成，第二陶瓷顆粒由氧化鋁形成。
10.根據權利要求8所述的耐熱密封劑，其特征在于合成時體積膨脹的陶瓷是尖晶石，所述第一陶瓷顆粒由氧化鎂形成，所述第二陶瓷顆粒由氧化鋁形成。
11.根據權利要求8 10中任意一項所述的耐熱密封劑，其特征在于 所述第一陶瓷顆粒和所述第二陶瓷顆粒中的一方的粒徑為30微米以下，另一方的粒徑為200微米以下。
12.根據權利要求8 10中任意一項所述的耐熱密封劑，其特征在于 設所述耐熱密封劑中的陶瓷為100%時，以質量比計，含有O. Of 40%的紅柱石和藍晶石中的一方或雙方。
全文摘要
本發明提供在高溫環境中使用的有利于提高第一部件和第二部件的邊界區域的密封性的高溫組裝體、高溫組裝體的制造方法和耐熱密封劑。配置在第一部件和第二部件的邊界區域中的耐熱密封劑含有多種材質的陶瓷顆粒，這些陶瓷顆粒用于形成在合成時體積膨脹的陶瓷。
文檔編號B22D41/58GK102630191SQ20108005244
公開日2012年8月8日 申請日期2010年11月15日 優先權日2009年11月18日
發明者余多分智博, 八反田浩勝 申請人:東京窯業株式會社