JP2001198666A

JP2001198666A - スライディングノズル充填詰砂

Info

Publication number: JP2001198666A
Application number: JP2000007719A
Authority: JP
Inventors: Riichi Aoki; 利一青木; Osamu Nishioka; 修西岡; Toshiichi Fukuda; 敏一福田; Sakae Sugawara; 栄菅原; Ikuto Kayama; 育人香山
Original assignee: Fuji Raito Kogyo Kk; Nippon Steel Corp
Current assignee: Fuji Raito Kogyo Kk; Nippon Steel Corp
Priority date: 2000-01-17
Filing date: 2000-01-17
Publication date: 2001-07-24
Anticipated expiration: 2020-01-17
Also published as: JP4163836B2

Abstract

(57)【要約】【課題】自然開孔失敗率を大幅に低減することができ
るスライディングノズル充填詰砂を提供すること。【解決手段】主成分がＳｉＯ₂、Ｃｒ₂Ｏ₃、Ａｌ₂
Ｏ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、必要に応じてアルカリ金属
酸化物（Ｒ₂Ｏ）であり、Ｃｒ₂Ｏ₃の含有率が１５wt
％以上、Ｃｒ₂Ｏ₃／Ｆｅ₂Ｏ₃の比率が２．０〜３．
０、含有する場合のＲ₂Ｏの含有率が０．５wt％以下で
あるスライディングノズル充填詰砂。また、コスト上、
Ｃｒ₂Ｏ₃の含有率が２０wt％以下であることが好まし
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、取鍋、タンディッ
シュ、アーク炉等の出鋼孔に設置されるスライディング
ノズルのノズル孔に充填される詰砂に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】転炉等からの溶鋼を、例えば連続鋳造設
備に搬送するのに取鍋が使用されているが、取鍋からの
出鋼の際には、取鍋の底部に設けられたスライディング
ノズルを開けて溶鋼を出鋼するようになっている。この
場合、運搬中の溶鋼が出鋼口で冷却固化して、溶鋼流出
口に連続する上ノズルにノズル詰まりが発生する恐れが
ある。そこで、取鍋に溶鋼を注入する前に上ノズル内に
予め砂を詰めて溶鋼が浸入するのを防止しておき、溶鋼
を注入する時点で、スライディングノズルを開にして、
取鍋内の溶鋼の圧力により砂を下方に流出させ、溶鋼流
出口を自然開孔させて溶鋼を流出するようにしている。

【０００３】例えば、取鍋スライディングノズルの自然
開口用充填詰砂としては、一般に、ＳｉＯ₂が主成分で
ある珪砂が使用されている。この珪砂のＳｉＯ₂純度、
粒度、組成等の調整および選定については、従来から種
々の検討がなされており、例えば特開昭６４−４８６６
２号公報では、ＳｉＯ₂９８wt％以上、アルカリ金属酸
化物１wt％以下の組成とすることが提案されているが、
未だに１００％の自然開孔は達成されていない。しか
も、近年の鋼の高級化に伴う二次精錬比率の上昇、精錬
時間長時間化等、自然開孔を阻害する要因の上昇によ
り、従来の珪砂単独での１００％開孔はますます困難と
なっている。

【０００４】これらの問題に対して、従来、（１）珪砂
と高融点物質であるクロム鉱砂との混合物の使用、ある
いは、（２）詰砂が充填される上ノズル内への異なる材
質の層状充填等が実施されている。前者の例としては、
特公平２−６２５１２号公報に、Ｃｒ₂Ｏ₃の含有率４
０〜４８wt％のクロム鉱砂５０〜７０wt％、Ｆｅ₂Ｏ₃
含有率９８wt％以上の酸化鉄０．０３〜０．２wt％、残
部がＳｉＯ₂含有率９８wt％以上の珪砂により構成され
る混合充填詰砂が提案されている。後者の例としては、
特公昭６０−５７９４２号公報に、上層部に粒状の珪
砂、下層部にクロム鉱砂を充填する充填物が提案されて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
提案では、詰砂中に添加されたＦｅ₂Ｏ₃が過少である
ため、凝固層が形成されず受鋼時、二次精錬時の溶鋼流
れにより上ノズル内の詰砂が流出して上ノズル上部に溶
鋼が流入し凝固し、かえって自然開孔失敗の要因ともな
っている。一方、後者の提案では、ノズル内に異なる材
質を投入することから、その投入の煩雑さ、ノズル内で
の材質の正確な分離が困難であり、不安定な開孔の要因
となっている。本発明は、上記問題点を解消し、自然開
孔失敗率を大幅に低減することができるスライディング
ノズル充填詰砂を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のスライディング
ノズル充填詰砂は、主成分がＳｉＯ₂、Ｃｒ₂Ｏ₃、Ａ
ｌ₂Ｏ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＭｇＯであり、必要に応じてア
ルカリ金属酸化物（以下、Ｒ₂Ｏと略す）を含有したも
のであり、Ｃｒ₂Ｏ₃の含有率が１５wt％以上、Ｃｒ₂
Ｏ₃／Ｆｅ₂Ｏ₃の比率が２．０〜３．０、Ｒ₂Ｏの含
有率が０．５wt％以下であることを特徴とする。またコ
スト上、Ｃｒ₂Ｏ₃の含有率が２０wt％以下であること
が好ましい。また、本発明のスライディングノズル充填
詰砂は、主成分がＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃、
ＭｇＯ、Ｒ₂Ｏである珪砂と主成分がＣｒ₂Ｏ₃、Ｆｅ
₂Ｏ₃、ＭｇＯであるクロム鉱砂とを混合して構成する
ことができる。なお、本発明のスライディングノズル充
填詰砂は、Ｒ₂Ｏ成分を含まないものであってもよい
が、この場合にはＲ₂Ｏ成分を含まない珪砂を用いて構
成する。なお、本発明のスライディングノズル充填詰砂
の粒度構成は、従来品と同様に１００〜９００μｍ９０
wt％以上、１００μｍ未満０〜７wt％、９００μｍ超１
７００μｍ以下０〜３wt％とすることができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】転炉から出鋼される溶鋼は、比較
的高温で、１７００℃弱の温度を有している。この溶鋼
が詰砂充填層に接することにより、詰砂充填層の表層に
おいてＦｅ₂Ｏ₃成分が溶融して溶融層を形成するが、
溶鋼との親和性が比較的低い（溶鋼を弾く性質を有す
る）Ｃｒ₂Ｏ₃成分が固相として残留することにより、
溶鋼の浸入を防止し、自然開孔失敗の要因となる浸入溶
鋼の凝固による強固な凝固層の形成を阻止する。なお、
上記溶融層は瞬時に凝固して凝固層を形成する。

【０００８】溶鋼浸入を防止するためには、本発明に係
るスライディングノズル充填詰砂におけるＣｒ₂Ｏ₃の
含有率は１５wt％以上必要であり、その上限には制約は
ないが、含有率を高めることは、高価なクロム鉱砂の配
合率を高めることをなるので、Ｃｒ₂Ｏ₃はコストの面
から２０wt％以下とするのが好ましい。

【０００９】また、Ｃｒ₂Ｏ₃／Ｆｅ₂Ｏ₃の比率が
２．００未満では、溶融量が過剰となり強固な凝固層が
形成され、一方、Ｃｒ₂Ｏ₃／Ｆｅ₂Ｏ₃が３．００超
では、溶融量が過小となり凝固層が形成されず、受鋼
時、二次精錬時の溶鋼流れにより上ノズル内の詰砂が流
出して上ノズル上部に溶鋼が流入し凝固し、自然開孔失
敗の要因となる。Ｃｒ₂Ｏ₃／Ｆｅ₂Ｏ₃の比率が２．
０〜３．０の範囲では、溶融量が適切で自然開孔に適切
な凝固層が形成されるので、本発明ではこの範囲に規定
した。

【００１０】Ｒ₂Ｏは含有しなくてもよいが、含有する
場合、Ｒ₂ＯはＦｅ₂Ｏ₃に比べて低温で溶融するた
め、その含有量が０．５wt％を超えると、過剰で強固な
凝固層を形成し自然開孔失敗の要因となるので、０．５
wt％以下に抑える。

【００１１】

【実施例】粒度構成が１００〜９００μｍ９０wt％以
上、１００μｍ未満７wt％、９００μｍ超１７００μｍ
以下３wt％であり、表１に示す化学成分を有する珪砂７
０wt％とクロム鉱砂３０wt％を混合して、表２の発明品
１，２に示す成分組成の詰砂を準備した。なお、発明品
１は表１の配合種Ａを、発明品２は表１の配合種Ｂを混
合したものである。また、比較のために表２の比較品
１、２、３に示すＲ₂Ｏ含有率が本発明の上限値を上回
る詰砂、Ｃｒ₂Ｏ₃／Ｆｅ₂Ｏ₃が３．００を超える詰
砂、Ｃｒ₂Ｏ₃／Ｆｅ₂Ｏ₃が２．００未満で、Ｃｒ₂
Ｏ₃含有率が１５wt％未満の詰砂を準備した。なお、表
２には従来品の珪砂からなる詰砂の成分組成を併記し
た。また、表２の発明品１，２、比較品１、２、３に示
す成分組成の詰砂の粒度構成は、いずれも従来品と同じ
粒度構成の１００〜９００μｍ９０wt％、１００μｍ未
満７wt％、９００μｍ超１７００μｍ以下３wt％とし
た。

【００１２】

【表１】

【００１３】

【表２】

【００１４】次に、図１に示す取鍋底部に設けたスライ
ディングノズルの上ノズル内に、上記詰砂を充填した。
受鋼、二次精錬後、スライディングノズルを開にした。
受鋼時の溶鋼温度は１５５０〜１６８０℃、溶鋼〔Ｃ〕
は０．０１〜０．４０％であり、二次精錬時間は３５〜
７０分であった。なお、図１において、１は取鍋、２は
取鍋の底煉瓦、３は上部ノズル煉瓦、４はスライディン
グノズルの固定盤、５はスライディングノズルの摺動
盤、６は下部ノズル煉瓦、７は上部ノズル煉瓦３内に充
填した充填詰砂を示す。表３に従来品における自然開孔
失敗比率を１００％とした時の発明品１，２、比較品
１，２，３の自然開孔失敗比率を示す。

【００１５】

【表３】

【００１６】表３から、従来品に比べて自然開孔失敗比
率が、比較品１，３は改善されるが、その改善代は小幅
であるのに対し、発明品１，２は大幅に改善されている
ことが明らかである。

【００１７】

【発明の効果】本発明のスライディングノズル充填詰砂
によれば、従来品、比較品に比較して自然開孔失敗率を
大幅に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】取鍋底部のスライディングノズルの断面図であ
る。

【符号の説明】

１：取鍋２：底煉瓦３：上部ノズル煉瓦４：固定盤５：摺動盤６：下部ノズル煉瓦７：充填詰砂

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西岡修兵庫県姫路市広畑区富士町１番地新日本製鐵株式会社広畑製鐵所内 (72)発明者福田敏一兵庫県姫路市広畑区末広町１−33 フジライト工業株式会社内 (72)発明者菅原栄兵庫県姫路市広畑区末広町１−33 フジライト工業株式会社内 (72)発明者香山育人兵庫県姫路市広畑区末広町１−33 フジライト工業株式会社内Ｆターム(参考） 4E014 FA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主成分がＳｉＯ₂、Ｃｒ₂Ｏ₃、Ａｌ₂
Ｏ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＭｇＯであり、Ｃｒ₂Ｏ₃の含有率
が１５wt％以上、Ｃｒ₂Ｏ₃／Ｆｅ₂Ｏ₃の比率が２．
０〜３．０であることを特徴とするスライディングノズ
ル充填詰砂。
【請求項２】Ｃｒ₂Ｏ₃の含有率が２０wt％以下であ
ることを特徴とする請求項１に記載のスライディングノ
ズル充填詰砂。
【請求項３】主成分として、含有率０．５wt％以下の
アルカリ金属酸化物を含むことを特徴とする請求項１又
は２記載のスライディングノズル充填詰砂。
【請求項４】主成分がＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｆｅ₂
Ｏ₃、ＭｇＯ、必要に応じてアルカリ金属酸化物である
珪砂と、主成分がＣｒ₂Ｏ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＭｇＯであ
るクロム鉱砂とを混合してなるものであることを特徴と
する請求項１〜３のいずれか１項に記載のスライディン
グノズル充填詰砂。