JP2000094099A - 連続鋳造用ノズル - Google Patents

連続鋳造用ノズル

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JP2000094099A
JP2000094099A JP10260449A JP26044998A JP2000094099A JP 2000094099 A JP2000094099 A JP 2000094099A JP 10260449 A JP10260449 A JP 10260449A JP 26044998 A JP26044998 A JP 26044998A JP 2000094099 A JP2000094099 A JP 2000094099A
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graphite
calcium silicate
magnesia
weight
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JP10260449A
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English (en)
Inventor
Koji Ogata
浩二 緒方
Yoshiharu Iizuka
祥治 飯塚
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Kurosaki Refractories Co Ltd
Original Assignee
Kurosaki Refractories Co Ltd
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  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のZCG材質と比較して低価格で、し
かも、アルミナ付着防止機能に優れた材質を使用した連
続鋳造用ノズルを提供すること。 【解決手段】少なくとも溶鋼と接触する内孔表層部に、
CaO・SiO2を主成分とするカルシウムシリケート
が5〜60重量%と、黒鉛が10〜35重量%と、残部
が主としてマグネシアクリンカーとから構成される材質
を適用する。CaOをCaO・SiO2を主成分とする
カルシウムシリケートとして添加することにより水和反
応の発生を防止し、さらに耐食性に富み、かつCaOと
低融物を作りにくいマグネシアをベースとすることで耐
食性は改善される。また、黒鉛を併用することによって
耐スポール性を改善するとともに、黒鉛を分散させてマ
グネシアとカルシウムシリケートとの接触角度を小さく
することにより、マグネシアとカルシウムシリケートと
の反応を抑制し、低融物の生成を防ぎ、その結果、特に
溶鋼に対する耐摩耗性を上げ耐食性を向上させることが
可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼の連続鋳造にお
いてタンディッシュからモールドへの溶融金属の注入に
使用する浸漬ノズルのような連続鋳造用ノズルに関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、鋼の連続鋳造においては鋼材品質
の厳格化に伴い、浸漬ノズルの内孔に付着するアルミナ
などの非金属介在物を減少させることに多くの努力が払
われている。また、長時間の鋳造においては、アルミナ
などの付着による内孔の閉塞は、鋳造困難をもたらし生
産性を著しく低下させる。
【0003】この連続鋳造用ノズルへのアルミナ付着の
防止手段の一つとして、浸漬ノズルの内面からアルゴン
ガスを溶鋼中に吹き込んで物理的にアルミナの付着を防
止する手法が採られている。しかし、この方法は、アル
ゴンガスの吹き込み量が多すぎると気泡が鋳片内に取り
込まれてピンホールとなり品質欠陥となる。したがっ
て、ガスの吹き込み量には制約があるため必ずしも十分
な対策とはなり得ていない。
【0004】また、他の防止手段として、耐火材自身に
アルミナ付着防止機能を持たせることもある。その代表
的な例として特公平2−23494号公報に記載されて
いるように、CaZrO3を主成分としたCaO−Zr
2クリンカーを使用したいわゆるZrO2−CaO−黒
鉛材質(ZCG材質)を浸漬ノズルの内孔に適用するこ
とによってアルミナ付着防止に効果を挙げている。
【0005】さらに、特公平4−78392号公報に
は、ZCG材質にCaO−SiO2を主成分とするカル
シウムシリケートを1〜25重量%添加することによっ
て付着防止機能を改善した耐火物が開示されている。
【0006】しかし、ZCG材質は、高価なCaO−Z
rO2クリンカーを多量に使用するため、それを使用し
た浸漬ノズルも高価なものとならざるを得ない。このた
め、そのアルミナ付着防止効果の評価の割には、ZCG
材質を適用している浸漬ノズルの普及には制限があるの
が現状である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、従来のZCG材質と比較して低価格で、し
かも、アルミナ付着防止機能に優れた材質を使用し連続
鋳造用ノズルを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】ZCG材質がアルミナの
付着を防止できるのは、ZCG材質中のCaOが、付着
したアルミナに拡散してCaO−Al23系の低融物を
生成するためと考えられている。つまり、アルミナの付
着を防止するためには、耐火物内にCaOが存在してい
ることが必要条件となっている。しかし、耐火物内にC
aOが単独で存在していたのでは、CaOが空気中の水
分と水和反応を起こし耐火物自体を脆くし、またCaO
が耐火物内で低融物を作り溶鋼に対する耐食性を損なう
という問題を引き起こす。
【0009】そこで、本発明においては、CaOをCa
O・SiO2を主成分とするカルシウムシリケートとし
て添加することにより水和反応の発生を防止し、さらに
耐食性に富み、かつCaOと低融物を作りにくいマグネ
シアをベースとすることで耐食性を改善することを発案
した。
【0010】また、黒鉛を併用することによって耐スポ
ール性を改善するとともに、黒鉛を分散させてマグネシ
アとカルシウムシリケートとの接触角度を小さくするこ
とにより、マグネシアとカルシウムシリケートとの反応
を抑制し、低融物の生成を防ぎ、その結果、特に溶鋼に
対する耐摩耗性を上げ耐食性を向上させることが可能と
なる。
【0011】カルシウムシリケートの添加量について
は、5〜60重量%が好適である。5重量%未満では、
付着防止機能がほとんど発揮されなくなり、60重量%
を越えると耐食性が大幅に低下するためである。より好
ましい添加量は、20〜40重量%である。
【0012】黒鉛の添加量については、10〜35重量
%が好適である。10重量%未満では、耐スポール性が
低下し、使用初期に割れが発生する可能性が高くなるた
めで、35重量%を越えると耐食性が大幅に低下するた
めである。より好ましい添加量は、15〜25重量%で
ある。
【0013】すなわち、本発明の連続鋳造用ノズルは、
少なくとも溶鋼と接触する内孔表層部を形成する部位
を、CaO・SiO2を主成分とするカルシウムシリケ
ートが5〜60重量%と、黒鉛が10〜35重量%と、
残部が主としてマグネシアクリンカーとからなる材質に
よって形成したことを特徴とする。
【0014】本発明において使用されるカルシウムシリ
ケート中のCaO成分の割合は、通常、40数重量%前
後のものが選ばれる。黒鉛については、鱗状黒鉛、土状
黒鉛、人造黒鉛、キッシュ黒鉛、電極屑、膨張黒鉛、薄
肉化黒鉛などが単独または任意に組み合わして使用する
ことができ、その純度は85重量%、好ましくは95重
量%以上のものが使用することができる。
【0015】マグネシアクリンカーについては、電融
品、焼結品を問わず使用可能である。マグネシア原料中
のMgOの純度は、90重量%以上であればその効果が
認められ、90重量%未満の場合には、SiO2やCa
Oなどの不純物が増加し、カルシウムシリケートと反応
して低融物が生成されることにより耐食性の低下を引き
起こすため好ましくない。MgO純度が97重量%以上
のものは、特に耐食性に優れている。
【0016】ZCG材質が高価なZrO2−CaOクリ
ンカーを主骨材としているのに対して、本発明において
は、価格がZrO2−Ca2Oクリンカーの約1/5〜1
/10であるマグネシアクリンカーを主骨材としている
ため、さらにカルシウムシリケー卜の価格もZrO2
CaOクリンカーの1/6程度であるために、従来のZ
CG材質と比較して非常に安価であり、浸漬ノズルの本
体として一般的に適用されているアルミナ−黒鉛質と比
較して同等レベルである。従って、本発明により、従来
のZCG材質と比較して低コストの材質を適用し、同等
のアルミナ付着防止効果を持つ連続鋳造用ノズルを得る
ことができる。
【0017】なお、本発明の連続鋳造用ノズルに使用す
る材質には、カルシウムシリケート、黒鉛、マグネシア
クリンカーの他に、例えば耐酸化性の向上等の目的で、
SiC、SiやB4Cを添加することも可能である。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例によって説明する。
【0019】実施例1 本発明の連続鋳造用ノズルに使用する材質における、配
合原料中のカルシウムシリケートの配合量の影響を調べ
た。表1に示す原料割合の配合物に適量のフェノールレ
ジンを添加して均一に混練し、1000kg/cm2
圧力で成形した。成形体は、コークス中に埋め込んで最
高温度1000℃にて還元焼成を行った。焼成後の成形
体から所定サイズのサンプルを切り出して、これを用い
てアルミナ付着試験とスポール試験を実施した。
【0020】アルミナ付着試験は、高周波炉にて160
0℃で溶解した低炭素鋼の溶鋼中に、アルミニウムを添
加した後、20×20×170mmのサンプルをこの溶
鋼中に浸漬して60分間保持し、サンプル表面へのアル
ミナの付着状況を調査した。比較用としてFC=29
%、Al23=70%の化学成分を有する一般的なAl
23−C材質を用いて同時に試験を行い、アルミナの付
着量が、通常のAl23−C材質と比較してそのアルミ
ナ付着量が同等レベルの場合を×、少し改善されている
場合をΔ、大幅に改善されZCG材質と同等レベルであ
る場合を〇として、その結果を表1に示す。
【0021】スポール試験は、40×40×170mm
のサンプルを高周波炉にて1600℃で溶解した溶鋼中
に無予熱で浸漬し、3分間保持した後引き上げて、外観
及びカット面を観察した結果、長さ10mm以上の亀裂
の発生が認められる場合を×、長さ10mm未満の亀裂
の発生が認められる場合をΔ、亀裂の発生が無い場合を
〇、として試験結果を表1に示した。
【0022】
【表1】 本試験結果から、カルシウムシリケートを5重量%以上
添加することによって、従来のAl23−C材質と比較
してアルミナの付着防止機能が改善されていることが明
らかである。但し、カルシウムシリケートを65重量%
添加したNo.7は溶損が大きく不適当である。従っ
て、カルシウムシリケートの添加量は5〜60重量%が
好ましい範囲であることが分かる。
【0023】特にカルシウムシリケートの添加量が20
〜40重量%の場合、アルミナ付着量がZCG材質であ
る場合と同等レベルとなりより好ましい範囲であること
を示している。
【0024】実施例2 本発明に使用する材質における黒鉛の添加量の影響を調
査するため、原料配合を表2に示す。表2に示す原料割
合の配合物に適量のフェノールレジンを添加して均一に
混練し、成形以降は実施例1と同様の方法によって成形
体を得た後、同様の条件にてサンプルを作成した。この
サンプルについて実施例1と同様の方法でアルミナ付着
試験とスポール試験を実施し、試験結果を表2に示す。
【0025】
【表2】 本試験結果から、以下のことが分かる。
【0026】黒鉛添加量が10重量%未満であるNo.
8は、スポール試験で長さ10mm以上の亀裂が発生し
ており不適当である。また、黒鉛添加量が35重量%を
越えるNo.14については、アルミナ付着試験におい
てむしろ溶損が大きく不適当である。従って、黒鉛の添
加量は10〜35重量%である必要がある。
【0027】特に黒鉛添加量が15〜25重量%である
場合、アルミナ付着量が少なく、かつ耐スポーリング性
も良好であり、この範囲がより好ましい範囲であること
を示している。
【0028】本発明によって得られた浸漬ノズルをスラ
ブ連鋳機での実炉試験に供した。内孔表層部及び吐出孔
周辺(厚み5mm)に表1のNo.4の材質を適用し、
本体部はAl23−C材質、パウダーラインはZrO2
−C材質で構成した浸漬ノズルを作製した。成形以降の
製造条件は、実施例1と同一である。比較用として本発
明の材質を適用した部分を本体材質と同じにした浸漬ノ
ズルを同様の製造条件で作製した。取鍋の容量は300
ton、1ch当たりの鋳造時間は、約35分で、アル
ミキルド鋼を鋳造に各浸漬ノズルを用いた結果、比較用
の浸漬ノズルが6chで吐出口部分のアルミナの付着に
よる閉塞によって鋳造中止となったのに対して、本発明
による浸漬ノズルは8ch完鋳し、8ch鋳造後のアル
ミナの付着は比較用と比べて大幅に少なく、ZCG材質
を適用した場合と同等レベルの付着量であった。
【0029】
【発明の効果】本発明の連続鋳造用ノズルは、従来のZ
CG材質によって形成した連続鋳造用ノズルと比較して
も、材質上、低コストであり、同等のアルミナ付着防止
効果を持つ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも溶鋼と接触する内孔表層部を
    形成する部位を、CaO・SiO2を主成分とするカル
    シウムシリケートが5〜60重量%と、黒鉛が10〜3
    5重量%と、残部が主としてマグネシアクリンカーとか
    らなる材質によって形成した連続鋳造用ノズル。
JP10260449A 1998-09-14 1998-09-14 連続鋳造用ノズル Pending JP2000094099A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002143993A (ja) * 2000-11-08 2002-05-21 Kurosaki Harima Corp 難アルミナ付着性連続鋳造用ノズル
JP2011206781A (ja) * 2010-03-29 2011-10-20 Akechi Ceramics Co Ltd 連続鋳造用ノズル
CN115246742A (zh) * 2021-04-28 2022-10-28 宝山钢铁股份有限公司 高氧钢连铸用长水口

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