JP2001353561A - 鋼の連続鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鋼の連続鋳造において、溶鋼と接する浸漬ノ
ズル部位の溶損を抑制し、かつ、モールドパウダー及び
／又はスラグと接する浸漬ノズル部位の溶損を抑制する
ことにより、溶鋼中に入り込む耐火物原料成分を減少さ
せ、清浄な鋼を鋳造する連続鋳造方法を提供すること。 【解決手段】 フッ素量が３重量％未満でかつ１３００
℃の粘度が４ポイズ以上１００００ポイズ以下のモール
ドパウダーと、浸漬ノズルのモールドパウダー層と接す
るパウダーライン部を構成する材料および本体部を構成
する材料とを組み合わせて用いる。具体的には、上記両
材料として同一の材料（アルミナ質，ジルコニア質，ス
ピネル質，マグネシア質、及び／又は、それらのカーボ
ン系材料からなる浸漬ノズルを用いることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼の連続鋳造方法
に関し、特に、鋼の連続鋳造において、溶鋼と接する浸
漬ノズル部位の溶損及びアルミナ付着を抑制し、かつ、
モールドパウダー及び／又はスラグと接する浸漬ノズル
部位の溶損を抑制することにより、溶鋼中に入り込む耐
火物原料成分を減少させ、清浄な鋼を鋳造する連続鋳造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】鋼の連続鋳造において、一般に、溶融シ
リカを含有した及び／又は含有していないアルミナ・黒
鉛系材料を本体材とし、ジルコニア・黒鉛系材料及び／
又はジルコニア・カルシア・黒鉛系材料をパウダーライ
ン材とした浸漬ノズルと、フッ素成分を含むモールドパ
ウダーとが併用されている。上記浸漬ノズル材とモール
ドパウダー材とを組み合わせた技術(以下“従来技術
１”という)に対して、耐火物起因及び／又はモールド
パウダー材起因の介在物が鋼中に入り込むことを避ける
ために、以下の技術が開示されている。

【０００３】浸漬ノズルについては、カーボンピックア
ップあるいはモールドパウダー巻き込み防止を図って、
浸漬ノズルから溶鋼中に不活性ガスを吹き込み、溶鋼と
ノズルとが接触することを防止した技術(特開平８−５
７６１３号公報，特開昭６２−１３０７５４号公報参
照)が知られている(以下“従来技術２-1”という)。ま
た、低炭素Ａｌキルド鋼，高酸素鋼，高Ｍｎ鋼，ステン
レス鋼，Ｃａ処理鋼等の溶鋼と接触する部分に、スピネ
ルからなる耐火材料、又は、スピネル及びペリクレース
からなる耐火材料を配設し、耐溶損性と耐閉塞性を兼備
させ、耐火物起因の介在物を抑制した浸漬ノズル(特開
平１０−３０５３５５号公報参照)が知られている(以下
“従来技術２-2”という)。

【０００４】一方、モールドパウダーについては、通
常、流動性を増すための融剤として、および／または、
抜熱コントロールを図ることができるものとして、カス
ピダイン(3CaO・2SiO₂・CaF₂)結晶の生成が可能な螢石
などの“フッ素成分を含む原料”が一般的に使用される
(以下“従来技術３”という)。しかし、フッ素成分は、
浸漬ノズルの溶損を助長し、間接的に清浄鋼の鋳造を困
難にする。そこで、フッ素不在またはフッ素成分を極力
減らしたモールドパウダーが必要になる。

【０００５】このうち、フッ素不在のモールドパウダー
に関する従来技術としては、 ・鋳片冷却用スプレー冷却水や冷却後の二次冷却水，マ
シン冷却水のｐＨを中性に保ち、鋳造機本体や配管等の
金属構造物，コンクリート設備の耐用向上を目的とした
技術(特開昭５８−１２５３４９号公報)、 ・同じく、鋳片冷却用スプレー冷却水や冷却後の二次冷
却水，マシン冷却水のｐＨを中性に保ち、そして、鋳造
機本体や配管等の腐食防止，流動性および滓化性維持を
目的とした技術(特開昭５１−９３７２８号公報)、 ・人畜に有害なフッ素発生の防止を目的とした技術(特
開昭５０−８６４２３号公報)、 ・環境汚染防止，連鋳機周辺設備の腐食防止，浸漬ノズ
ルの損傷防止を目的とした技術(特開平５−２０８２５
０号公報)、 ・珪酸塩と反応した四フッ化珪素による作業環境悪化の
防止，二次冷却水の汚染防止を目的とした技術(特開昭
５１−６７２２７号公報)、が知られている(以下“従来
技術３-1”という)。

【０００６】また、フッ素成分を極力減らしたモールド
パウダーに係る従来技術としては、 ・浸漬ノズルの損傷防止を目的とした技術(特開平５−
２６９５６０号公報)、 ・環境汚染防止を目的とした技術(特開昭５１−１３２
１１３号公報)、が知られている(以下“従来技術３-2”
という)。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の浸漬
ノズル(前記従来技術１参照)を使用した鋳造の場合、浸
漬ノズルの内管やパウダーライン部が、溶鋼，溶鋼中の
介在物，モールドパウダー，スラグによって溶損され
る。このように溶損されると、浸漬ノズルの形状が変化
し、モールド内での溶鋼流に乱れが生じ、鋳片欠陥を発
生させる。この“浸漬ノズルの形状変化”に加えて更
に、浸漬ノズル材料が溶鋼中の溶解元素及び／又はモー
ルドパウダー，スラグと反応してできる低融点や高融点
の化合物の生成により、鋳造中の浸漬ノズルの熱伝導率
が変化する。この熱伝導率の変化により、溶鋼から浸漬
ノズルを介して抜熱される熱量が一定にならず、そのた
め、凝固シェルの形成が不均一になり、鋳片欠陥を引き
起こしていた。

【０００８】これらの問題を解決するために、従来は、
モールドパウダーによって改善を試みており、前記した
ように、抜熱量をコントロールするための“フッ素系鉱
物であるカスピダイン(3CaO・2SiO₂・CaF₂)結晶を晶出
させるモールドパウダー”を併用していた(前記従来技
術３参照)。しかし、モールドパウダー中のフッ素成分
により、逆にパウダーライン部の溶損が助長され、十分
な効果が得られていないのも現状である。また、パウダ
ーライン部の溶損を抑制する目的で、フッ素成分を有し
ない又は低フッ素成分のモールドパウダーの適用も試み
られたことはあるが(前記従来技術３-1，同３-2参照)、
逆に、抜熱が抑制できず、モールドパウダーにより鋳片
欠陥を引き起こしており、完全な解決策がないのが現状
であった。

【０００９】そこで、鋼の連続鋳造において、清浄な鋼
を鋳造するために、前記した種々の対策が取られている
が、これらもまた、次に記載するように、十分な効果を
発揮していない。

【００１０】前記従来技術２-1の「ノズルから溶鋼中に
不活性ガスを吹き込み、溶鋼とノズルとが接触すること
を防止した技術」では、不活性ガスの吹き込み量，吹き
込み角度，気泡の大きさ等を精度良くコントロールする
ことが必要になる。これらがコントロールされない場
合、却って溶鋼流の偏流が生じ、ノズルの一部に溶鋼流
が衝突し、局部溶損やアルミナ付着を生じることにもな
る。

【００１１】また、バブリングによる湯面変動により、
モールド内に充満している溶鋼中に巻き込まれたモール
ドパウダー，スラグは、吹き込まれた不活性ガスに捕捉
されるが、不活性ガス流が適切にコントロールされてい
ないと、却ってノズルが激しく溶損される。この場合、
必ずしもパウダーライン部とモールドパウダーとが接触
することはないので、通常の、ノズル吐出孔部，内管部
を含めたノズル材質部が溶損されることになる。さら
に、一度、ノズルが溶損されると、ノズルから吹き出さ
れる不活性ガスの流れは、ますます偏流になり、ノズル
の溶損および／またはアルミナ付着を助長することにも
なる。そして、ノズルが溶損されることにより、鋼も汚
染されることになる。

【００１２】前記従来技術２-2の「溶鋼と接触する部分
に、スピネルからなる耐火材料、又は、スピネル及びペ
リクレースからなる耐火材料を配設した浸漬ノズル」で
は、通常使用されるアルミナ・黒鉛系ノズルよりも溶鋼
に対する溶損性は良好である。以下に、この点について
詳細に説明する。

【００１３】浸漬ノズル材料として通常使用されるアル
ミナ・黒鉛系材料は、一般に、溶鋼と次の反応を起こ
し、清浄鋼鋳造に望ましくない材料であることを本発明
者等は明らかにした。即ち、溶鋼中のカーボン濃度は極
めて低いので、アルミナ-黒鉛系ノズル材料中の黒鉛(Ｃ
(s)：固体黒鉛)は、 Ｃ(s) → Ｃ …………………………… (1)式 の反応により、速やかに溶鋼中に溶解する。

【００１４】さらに、アルミナ・黒鉛系ノズル材料中の
アルミナ(Al₂O₃)中に、 Ｆｅ(l)＋Ｏ → (ＦｅＯ) …………… (2)式 の反応により、(ＦｅＯ)が浸透し、また、溶鋼中の溶解
元素も同様に浸透する。例えば、Ｍｎが溶解元素であれ
ば、 Ｍｎ＋Ｏ → (ＭｎＯ)………………… (3)式 の反応により、アルミナ中に(ＭｎＯ)が浸透する。（な
お、(2)式，(3)式中のＯ，Ｍｎは、溶鋼中に溶解してい
る酸素，マンガンを示し、また、Ｆｅ(l)は、溶鋼中の
鉄成分を示す。）

【００１５】これらの物質の浸透により生成される“Al
₂O₃-FeO”“Al₂O₃-MnO”は、さらに溶鋼中の介在物であ
る“FeO-MnO”などと反応し、“Al₂O₃-FeO-MnO”の液体
スラグを生成する。すなわち、２つの要因が重なること
により、アルミナは溶損される。

【００１６】また、耐スポーリング性を増すために、ア
ルミナ・黒鉛系ノズル材料に溶融シリカを含有すること
が通常行われているが、溶融シリカもアルミナ同様に、
あるいは、それ以上に溶損され、望ましくない。

【００１７】一方、スピネルには、(FeO),(MnO)などの
浸透量は少なく、また、FeO-MnO等の介在物が付着して
も液相を生成することなく、固相を維持する。すなわ
ち、溶鋼と接触する部位にスピネルを配材したノズルの
溶損は少なく、したがって、溶鋼汚染が軽減される。

【００１８】しかしながら、溶鋼と接する部分，本体部
およびパウダーライン部に異材質の材料を配設して製造
することは、製造コストアップにつながる。また、パウ
ダースラグによる浸漬ノズルの溶損は、スピネル質材料
を用いても改善されない。これは、パウダースラグ中の
フッ素成分による。そこで、考えられるのがフッ素成分
を無くすこと、または、低フッ素成分のモールドパウダ
ーを用いること(前記従来技術３-1，同３-2で掲示した
特開昭58-125349号公報，特開昭51-93728号公報、特開
昭50-86423号公報，特開平5-208250号公報，特開昭51-6
7227号公報，特開平5-269560号公報，特開昭51-132113
号公報参照)である。

【００１９】しかしながら、これらのモールドパウダー
には、フッ素成分が含まれていないため、または、低フ
ッ素成分のモールドパウダーであるため、粘度調整，結
晶化温度調整が悪く、鋼のブレークアウト，鋳片割れ等
が頻発し、安定鋳造できず実用化されていないのが現状
である。すなわち、浸漬ノズルのパウダーライン材料の
溶損が解決されない限り、清浄な鋼を得ることは困難で
あることがわかる。

【００２０】そこで、本発明の目的は、耐火物起因の鋼
の汚染を防止し、清浄度の高い鋼の安定鋳造を可能にす
る、つまり、溶鋼およびモールドパウダーと接しても、
殆ど溶損されることがなく、アルミナ付着を生じない浸
漬ノズルを用い、清浄な鋼を安定鋳造することができる
鋼の連続鋳造方法を提供することである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し、目的
を達成するために、本発明者等は、鋭意検討した結果、
「浸漬ノズルにより溶鋼を鋳型内に供給するとともに、
該鋳型内にモールドパウダーを供給しながら連続鋳造す
る方法において、フッ素量が３重量％未満でかつ１３０
０℃の粘度が４ポイズ以上１０００００ポイズ以下のモ
ールドパウダーと、溶鋼中のモールドパウダー層と接す
るパウダーライン部を構成する材料および本体部を構成
する材料とを組み合わせて用いることを特徴とする鋼の
連続鋳造方法。」(請求項１)を発明するに到った。

【００２２】従来、モールドパウダーの低粘性化，抜熱
コントロールに“フッ素成分”が不可避であったが、特
性および／または厚みの均一なスラグフィルムがモール
ドと凝固シェル間に生成されれば、フッ素成分に依存す
る必要がないことを本発明者等は見い出した。すなわ
ち、モールドパウダーの粘度を高めることが、均一なス
ラグフィルムを実現でき、カスピダイン(3CaO・2SiO₂・
CaF₂)が果たす機能（抜熱コントロール）の代用になる
ことが判明した。また、１３００℃の破断強さが３．７
ｇ／ｃｍ²以上のモールドパウダーであれば(請求項
２)、連続的なスラグフィルムを生成でき、連続鋳造が
可能であることが判明した。

【００２３】さらに、浸漬ノズルに関し、溶鋼中のモー
ルドパウダー層と接するパウダーライン部を構成する材
料および本体部を構成する材料としては、「アルミナ，
マグネシア，ジルコニア，カルシア，クロミア，溶融シ
リカ，チタニア，セリア，炭化珪素，炭化硼素，窒化珪
素，窒化アルミニウム，硼化ジルコニウム，硼化マグネ
シウム，ジルコン，ムライト，スピネル，ピクロクロマ
イト，マグネタイト，マグネシオフェライト，フォルス
テライト，コージライト，カーボンから選ばれた１種ま
たは２種以上を含有する」浸漬ノズルを用いることが可
能であることを見い出した(請求項３)。

【００２４】さらに、溶鋼中のモールドパウダー層と接
するパウダーライン部を構成する材料及び／又は本体部
を構成する材料としては、 ・アルミナ質および／またはアルミナ質・カーボン、 ・ジルコニア質および／またはジルコニア質・カーボ
ン、 ・スピネル質および／またはスピネル質・カーボン、 ・マグネシア質および／またはマグネシア質・カーボ
ン、 選ばれる一種よりなる浸漬ノズルを用いること(請求項
４)が可能であることを見い出した。

【００２５】また、上記“アルミナ質及び／又はアルミ
ナ質・カーボン”“ジルコニア質及び／又はジルコニア
質・カーボン”“スピネル質及び／又はスピネル質・カ
ーボン”“マグネシア質及び／又はマグネシア質・カー
ボン”から選ばれる一種に、アルミナ，マグネシア，ジ
ルコニア，カルシア，クロミア，溶融シリカ，チタニ
ア，セリア，炭化珪素，炭化硼素，窒化珪素，窒化アル
ミニウム，硼化ジルコニウム，硼化マグネシウム，ジル
コン，ムライト，スピネル，ピクロクロマイト，マグネ
タイト，マグネシオフェライト，フォルステライト，コ
ージライトから選ばれた１種または２種以上、または、
アルミニウム，マグネシウム，シリコン，鉄およびそれ
らの合金から選ばれた１種または２種以上を含有する浸
漬ノズルを用いること(請求項６，請求項７)が好ましい
ことを見い出した。

【００２６】鋳造する溶鋼としては、アルミキルド鋼，
シリコンキルド鋼，高酸素鋼，ステンレス鋼，電磁鋼板
用鋼，カルシウム処理鋼，高マンガン鋼，快削鋼，ボロ
ン鋼，スチールコード，肌焼き鋼または高チタン鋼等の
全ての鋼種である(請求項８)。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明すると、本発明で用いるモールドパウダーは、前
記したとおり、フッ素量が３重量％未満で、かつ、１３
００℃の粘度が４〜１０００００ポイズのものである。
モールドパウダー中のフッ素量が３重量％以上になる
と、浸漬ノズルの、特にパウダーライン部分の溶損量が
多くなり、鋼中に流出した耐火物原料により溶鋼が汚染
され、清浄な鋼を得ることができない。

【００２８】また、モールドパウダーの粘度(１３００
℃の粘度)が４ポイズ未満では、モールドパウダーの不
均一流入が生じ、溶融モールドパウダー中でダイカルシ
ウムシリケート，トライカルシウムシリケートなどの結
晶が発達し、モールド銅板の温度変動が大きくなり、抜
熱不安定のため、好ましくない。一方、上記粘度が１０
００００ポイズを超えると、溶融不良となり，しかもス
ラグベアーの生成が起こり、安定鋳造ができなくなるの
で、好ましくない。本発明において、上記粘度は、例え
ばＡｌ₂Ｏ₃，ＣａＯ／ＳｉＯ₂などで調整することがで
き、Ａｌ₂Ｏ₃が多い場合やＣａＯ／ＳｉＯ₂が低い場合
に粘度を高く調整することができる。

【００２９】さらに、本発明で用いるモールドパウダー
は、このモールドパウダーを溶融し、その中で直径７ｍ
ｍの白金円柱を等速で引き上げたときの白金円柱が液面
から離れる時のモールドパウダー液滴切断時最高荷重を
“溶融モールドパウダーの破断強さ”と定義すると、１
３００℃での溶融モールドパウダーの破断強さが３．７
ｇ／ｃｍ²以上が好ましい。破断強さが３．７ｇ／ｃｍ²
未満であると、スラグフィルム中の液層の破断が起こり
やすく好ましくない。

【００３０】本発明で用いるモールドパウダーは、ポル
トランドセメント，ウオラストナイト，合成珪酸カルシ
ウムなどの基材原料、パーライト，フライアッシュなど
のＳｉＯ₂原料、炭酸塩，ガラス粉，フリット粉などの
Ｎａ₂Ｏ，Ｋ₂Ｏ，Ｌｉ₂Ｏ原料、炭酸マグネシウム塩，
海水ＭｇＯ粉，ドロマイト粉などのＭｇＯ原料、硼砂，
コレマナイト，ガラス粉，フリット粉などのＢ₂Ｏ₃原
料、コークス粉，鱗状黒鉛，カーボンブラックなどの炭
素質原料から作製できる。ただし、ＮａＦ，ＣａＦ ₂な
どのフッ化物は含まない。具体的には、上記基材原料に
上記ＳｉＯ₂，Ｎａ₂Ｏ，Ｋ₂Ｏ，Ｌｉ₂Ｏ，ＭｇＯ，Ｂ₂
Ｏ₃および炭素質の各原料を適宜添加し、かつ、前記し
たとおり、Ａｌ₂Ｏ₃，ＣａＯ／ＳｉＯ₂などで粘度を調
整して作製することができる。

【００３１】例えば、化学組成として、ＳｉＯ₂：２５
〜７０重量％，ＣａＯ：１０〜５０重量％，Ｎａ₂Ｏ，
Ｌｉ₂ＯおよびＫ₂Ｏからなる群から選択される１種また
は２種以上：３〜２０重量％，ＭｇＯ：２０重量％以
下，不可避的不純物としてのフッ素成分：３重量％以
下，炭素：０．５〜８重量％からなり、そして、ＣａＯ
／ＳｉＯ₂の重量比を０．２〜１．５の範囲内にあるよ
うに調整された上記の各原料を混合した後、ミキサーで
均一に混合することで得られる。また、液体(例えば水)
と必要に応じて有機バインダーもしくは無機バインダー
を添加し、押出造粒，攪拌造粒，転動造粒，流動造粒，
噴霧造粒などの方法で造粒し、顆粒状にして使用するこ
ともできる。

【００３２】次に、上記モールドパウダーと組み合わせ
て使用する浸漬ノズルの材料（モールドパウダー層と接
するパウダーライン部を構成する材料、および、本体部
を構成する材料）に係る実施の形態について説明する。
本発明において、パウダーライン部の材料(本体部を構
成する材料も含む)の好ましい実施の形態としては、ア
ルミナ，マグネシア，ジルコニア，カルシア，クロミ
ア，溶融シリカ，チタニア，セリア，炭化珪素，炭化硼
素，窒化珪素，窒化アルミニウム，硼化ジルコニウム，
硼化マグネシウム，ジルコン，ムライト，スピネル，ピ
クロクロマイト，マグネタイト，マグネシオフェライ
ト，フォルステライト，コージライト，カーボンから選
ばれた１種または２種以上を含有するものであり、この
ように広範囲にわたる材料を使用することができる。

【００３３】また、別の好ましい実施の形態としては、
アルミニウム，マグネシウム，シリコン，鉄およびそれ
らの合金の１種または２種以上を含有する。このような
金属または合金を配合することにより、使用時の高温下
で金属とパウダーライン部中の耐火材料及び／又は空気
中の成分とが反応し、金属反応物が生成される。この金
属反応物は、パウダーライン部を強化し、耐用向上に寄
与する。また、パウダーライン部にカーボンが含有され
ていれば、前記金属は、カーボンの酸化防止剤としての
役割も果たす。かくして、上記金属または合金を配合す
ることにより、優れた浸漬ノズルを提供することができ
る。

【００３４】上記金属および／または合金の含有量とし
ては、０．１〜１５重量％が好ましく、１〜８重量％が
より好ましい。含有量が０．１重量％未満では、前記し
た金属の効果を得ることができず、１５重量％を超える
と、生成される金属反応物が多量になるため、体積増大
による耐火物組織の破壊、および、主骨材の耐火材料の
効果の喪失につながり、好ましくない。

【００３５】本発明の他の好ましい実施の形態は、パウ
ダーライン部の材料および／または本体部の材料とし
て、“アルミナ質及び／又はアルミナ質・カーボン”
“ジルコニア質及び／又はジルコニア質・カーボン”
“スピネル質及び／又はスピネル質・カーボン”“マグ
ネシア質及び／又はマグネシア質・カーボン”を用い
る。また、この材料に、添加成分として、アルミナ，マ
グネシア，ジルコニア，カルシア，クロミア，溶融シリ
カ，チタニア，セリア，炭化珪素，炭化硼素，窒化珪
素，窒化アルミニウム，硼化ジルコニウム，硼化マグネ
シウム，ジルコン，ムライト，スピネル，ピクロクロマ
イト，マグネタイト，マグネシオフェライト，フォルス
テライト，コージライト，カーボンから選ばれた１種ま
たは２種以上を使用することができ、さらに、アルミニ
ウム，マグネシウム，シリコン，鉄およびそれらの合金
の１種または２種以上を使用することができる。

【００３６】このように、添加成分として、上記した広
範囲にわたる多数の成分を任意に配合した、また、前記
した作用効果を意図して、上記金属や合金を配合した浸
漬ノズルを用いることができる。

【００３７】本発明において、浸漬ノズルのパウダーラ
イン部と本体部とは、同一材料を用いることができる。
その理由は、本発明の特定のモールドパウダー（フッ素
量が３重量％未満でかつ１３００℃の粘度が４ポイズ以
上１０００００ポイズ以下のモールドパウダー）を使用
することにある。

【００３８】従来は、フッ素成分含有のモールドパウダ
ーに対する耐溶損性の高い材料として、ジルコニア・カ
ーボン材質が主に用いられていた。この材料は、一般の
耐火材料に比べて価格が高く、しかも、この材料によっ
ても、パウダーライン部の溶損は大きく、浸漬ノズルの
寿命を決める要因になる場合もあった。しかし、本発明
により、フッ素成分を殆ど含有しない、または、全く含
有しない高粘度モールドパウダーを用いることにより、
フッ素成分による溶損が殆ど、または、全く無くなった
ので、ジルコニア・カーボン材質以外に、前記の材質か
ら任意に選ばれる材料を、パウダーライン部に任意に使
用することができ、その結果として、本体部と同一材料
とすることができるようになった。

【００３９】

【実施例】次に、実施例および比較例を挙げ、本発明に
ついて具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に
より限定されるものではない。ここで、以下の実施例お
よび比較例で使用した浸漬ノズルについて、その構造を
図１〜図３に基づいて説明する。なお、図１は、吐出口
部を持つタイプの浸漬ノズル構造の一例を示す図であ
り、図２は、同じく吐出口部を持つタイプの浸漬ノズル
構造の他の例を示す図である。また、図３は、吐出口部
を持たないストレートタイプの浸漬ノズルの一例を示す
図である。

【００４０】図１に示す浸漬ノズルは、吐出口部を持つ
タイプの浸漬ノズルであって、図１中の１は、溶鋼と接
触する浸漬ノズルの内管部、２は、同じく溶鋼と接触す
る浸漬ノズルの吐出口部、３は、モールドパウダーおよ
び／またはスラグと接触するパウダーライン部、４は、
浸漬ノズルの本体部である。この浸漬ノズルは、図１に
示すように、溶鋼と接触する浸漬ノズルの吐出口部２ａ
の部位が、本体部４と吐出口部２とを一体複合化した構
造の浸漬ノズルである。

【００４１】図２に示す浸漬ノズルは、図１に示す浸漬
ノズルと同様、吐出口部を持つタイプの浸漬ノズルであ
る。しかし、前記図１に示すような一体複合化した構造
のものではなく(図１の“部位２ａ”参照)、図２に示す
ように、溶鋼と接触する浸漬ノズルの吐出口部２ｂの部
位を同一の材質からなる吐出口部２とした構造の浸漬ノ
ズルである。なお、図２中の符号１〜４は、前記と同じ
であって、１は内管部、２は吐出口部、３はパウダーラ
イン部、４は本体部である。

【００４２】図３に示す浸漬ノズルは、前記図１，図２
に示す浸漬ノズルと異なり、吐出口部を持たないストレ
ートタイプの浸漬ノズルである。図３中の５は、溶鋼と
接触するノズル先端部であり、その他の符号は、前記と
同じであって、１は内管部、３はパウダーライン部、４
は本体部である。

【００４３】以下の実施例で用いたモールドパウダーの
化学組成(試料番号１〜７) を表１に示し、また、比較
例で用いたモールドパウダーの化学組成(試料番号８〜
２１)を表２に示す。また、各モールドパウダーの“フ
ッ素成分”“粘度(at 1300℃)”“破断強さ(at 1300
℃)”を、同じく表１，表２に示す。なお、表１，表２
の試料番号１〜７，８〜１０及び１３〜１７のモールド
パウダーは、ミキサーを用いて所定の化学組成割合にな
るように混合して得られた“粉末品”である。また、上
記以外の試料番号１１，１２及び１８〜２１のモールド
パウダーは、原料粉末を混合した後、水９０重量％と珪
酸ソーダ１０重量％とからなる溶液を２０〜３０重量％
添加してスラリーを作製し、該スラリーをスプレー造粒
し、乾燥させて得た“顆粒品”であり、最終的に、所定
の化学組成になるように調製しているものである。

【００４４】

【表１】

【００４５】

【表２】

【００４６】（実施例１〜実施例６６，比較例１〜比較
例２１）実施例１〜実施例６６を表３〜表８に示し、ま
た、比較例１〜比較例２１を表９〜表１４に示す。以下
の実施例１〜実施例６６および比較例１〜比較例２１の
各例は、いずれもノズルにより溶鋼(表中の“鋼種”)を
鋳型内に供給するとともに、該鋳型内にモールドパウダ
ーを供給しながら連続鋳造を行ったものである。なお、
各例で用いたノズルは、その構造を表中に図面番号で示
した。また、各例で用いたモールドパウダーは、前記表
１、表２の試料番号１〜２１の化学組成を有するものか
らなり、表中に、その試料番号を示し、そして、用いた
モールドパウダーの“フッ素成分”“粘度(at 1300
℃)”“破断強さ(at 1300℃)”のみを示した。

【００４７】また、表中の各ノズル部位の材質の“％”
は“重量％”を意味する。また、材質中の“MgO・Al
₂O₃”は、“スピネル”を、“MgO”は“ペリクレース”
を意味する。さらに、“ZrO₂”は、通常の“CaO，MgO，
Y₂O₃安定化ジルコニア”を用いた。

【００４８】各例における「安定鋳造」「ノズル溶損量
またはアルミナ付着量(内管，吐出口内側，パウダーラ
インの各溶損量)」「鋼清浄度」「鋼欠陥率」につい
て、次のように評価し、該評価結果を表３〜表１４に示
した。

【００４９】・安定鋳造の評価 “安定鋳造”とは、安定鋳造が可能であるか否かを示
し、鋳造中にＢＯ予知警報［モールド表面温度の連続測
温によりＢ.Ｏ(ブレークアウト)発生を予知するシステ
ムを用いて行ったときの評価方法］が出ず、しかも、浸
漬ノズルの溶断事故［パウダーライン及び／又は溶鋼接
触部位の溶損により浸漬ノズルが鋳造中に破断する事
故］が生じなかった場合を“可”とし、それ以外を
“否”とした。 ・ノズル溶損量の評価 “ノズル溶損量[mm/(steel ton)]”は、鋳造量１トン当
たりのノズル溶損寸法で示した。ノズル溶損量が多いほ
ど、ノズル寿命が短くなるだけでなく、溶損して鋼中に
入る不純物が多くなるので、それだけ鋼が汚染されるこ
とになる。 ・アルミナ付着量 アルミキルド鋼を鋳造したときに生じるアルミナ付着の
量を示す。アルミナ付着は、ノズルの内管及び／又は吐
出口内部に生じ、アルミナ付着量が多くなると安定鋳造
が不可能になる。場合によっては、ノズル中を溶鋼が流
れなくなり、鋳造ストップになることもある。従って、
アルミナ付着が生じないほど良好なノズルと言える。 ・鋼洗浄度の評価 “鋼清浄度”は、スリバー傷の程度で評価した。指数
“１００”は、スリバー傷が全くない場合を示し、指数
“０”は、スリバー傷により鋼が製品とならない場合を
示し、その間を統計的に段階化して評価した。 ・鋼欠陥率の評価 “鋼欠陥率”は、表面割れで評価した。表面割れが無視
できる場合を“○”、表面割れにより鋼が製品にならな
い場合を“×”、鋼表面を加工することによって製品に
できる場合を“△”とした。

【００５０】

【表３】

【００５１】

【表４】

【００５２】

【表５】

【００５３】

【表６】

【００５４】

【表７】

【００５５】

【表８】

【００５６】

【表９】

【００５７】

【表１０】

【００５８】

【表１１】

【００５９】

【表１２】

【００６０】

【表１３】

【００６１】

【表１４】

【００６２】表３〜表１４から明らかなように、本発明
で特定するモールドパウダーを用いることにより、内管
部，吐出口部，パウダーライン部，本体部のいずれもア
ルミナ質・カーボン系材料からなる浸漬ノズルを用いて
も(実施例１〜１１)、つまり、同質の材料を用いても、
“安定鋳造評価”はいずれも“可”であって、安定鋳造
が可能であることがわかった。また、実施例１２〜６６
にみられるように、パウダーライン部および本体部の両
者を同質の材料を用いても、同様に、安定鋳造が可能で
あることがわかった。さらに、“ノズル溶損量又はアル
ミナ付着”は全て“０”であり、また、“鋼清浄度”は
“１００”であり、“鋼欠陥率”も全て“○”であっ
て、鋼の表面割れが無視できるものであった。

【００６３】これに対して、本発明で特定するモールド
パウダーを使用しない比較例１〜比較例２１では、表
９，１１，１３から明らかなように、“安定鋳造”は、
いずれも“否”であって、安定鋳造が不可能であった。
また、“ノズル溶損量”“鋼清浄度”“鋼欠陥率”につ
いても、劣るものであった。

【００６４】以上の比較例１〜２１の評価結果と、本発
明の実施例１〜６６の評価結果とを対比すると、本発明
で特定するモールドパウダーを用いることによって、は
じめて、安定鋳造が可能となり、また、ノズルの溶損が
極めて少ないので、ノズル寿命が向上することがわかっ
た。さらに、スリバー傷が殆ど認められなく、しかも、
鋼の表面割れが無視できるものであることがわかった。

【００６５】なお、前記実施例１〜実施例６６で用いた
図１〜図３の浸漬ノズル，表１に示したモールドパウダ
ーは、本発明の一例として示した例であり、本発明は、
これらの内容に限るものではなく、発明を特定する事項
の範囲で、種々の組み合わせを用いることができる。

【００６６】

【発明の効果】本発明は、以上詳記したとおり、溶損性
の高いフッ素成分を事実上不在にしたモールドパウダー
と、浸漬ノズルのパウダーライン部の材料および本体部
の材料とを組み合わせて用いる連続鋳造方法を特徴とす
る。そして、これにより、耐火物原料起因の不純物が溶
鋼に入ることがなくなり、また、ノズル内のアルミナ付
着が抑制されるため、安定した鋳造が可能になり、か
つ、超清浄な鋼を得ることができ、しかも耐火物起因の
鋳片欠陥が激減するため、鋳片歩留まりが向上する、と
いう顕著な効果が生じる。

【００６７】また、本発明で用いる浸漬ノズルは、溶損
が殆どないため、ノズル寿命の向上および薄肉軽量化に
より高性能でかつ低価格のものであり、そして、該浸漬
ノズルと、本発明で特定するモールドパウダーとを組み
合わせることにより、アルミキルド鋼，シリコンキルド
鋼，高酸素鋼，ステンレス鋼，電磁鋼板用鋼，カルシウ
ム処理鋼，高マンガン鋼，快削鋼，ボロン鋼，スチール
コード，肌焼き鋼，高チタン鋼など全ての鋼種に適用で
きる、という工業的価値が極めて高い効果を有するもの
である。さらに、浸漬ノズルの製造面からみても、容易
に製作することができるという利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例(比較例を含む)で使用する、吐
出口部を持つタイプの浸漬ノズル構造の一例を示す図で
ある。

【図２】本発明の実施例(比較例を含む)で使用する、吐
出口部を持つタイプの浸漬ノズル構造の他の例を示す図
である。

【図３】本発明の実施例(比較例を含む)で使用する、吐
出口部を持たないストレートタイプの浸漬ノズルの一例
を示す図である。

【符号の説明】

１ 溶鋼と接触する浸漬ノズルの内管部 ２ 溶鋼と接触する浸漬ノズルの吐出口部 ３ モールドパウダーと接触する浸漬ノズルのパウダー
ライン部 ４ 浸漬ノズルの本体部 ５ ストレートタイプの浸漬ノズルの溶鋼と接触するノ
ズル先端部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内田 茂樹 東京都千代田区大手町二丁目２番１号 品 川白煉瓦株 式会社内 (72)発明者 尾本 智昭 東京都千代田区大手町二丁目２番１号 品 川白煉瓦株 式会社内 (72)発明者 林 ▲ウェイ▼ 東京都千代田区大手町二丁目２番１号 品 川白煉瓦株 式会社内 Ｆターム(参考） 4E004 MB14 MB20 NC02 NC03 NC04

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 浸漬ノズルにより溶鋼を鋳型内に供給す
   るとともに、該鋳型内にモールドパウダーを供給しなが
   ら連続鋳造する方法において、 フッ素量が３重量％未満でかつ１３００℃の粘度が４ポ
   イズ以上１０００００ポイズ以下のモールドパウダー
   と、浸漬ノズルのモールドパウダー層と接するパウダー
   ライン部を構成する材料および本体部を構成する材料と
   を組み合わせて用いることを特徴とする鋼の連続鋳造方
   法。
2. 【請求項２】 前記モールドパウダーは、１３００℃の
   破断強さが３．７ｇ／ｃｍ²以上であることを特徴とす
   る請求項１に記載の鋼の連続鋳造方法。
3. 【請求項３】 前記パウダーライン部を構成する材料お
   よび前記本体部を構成する材料は、アルミナ，マグネシ
   ア，ジルコニア，カルシア，クロミア，溶融シリカ，チ
   タニア，セリア，炭化珪素，炭化硼素，窒化珪素，窒化
   アルミニウム，硼化ジルコニウム，硼化マグネシウム，
   ジルコン，ムライト，スピネル，ピクロクロマイト，マ
   グネタイト，マグネシオフェライト，フォルステライ
   ト，コージライト，カーボンから選ばれた１種または２
   種以上を含有する、請求項１または請求項２に記載の鋼
   の連続鋳造方法。
4. 【請求項４】 前記パウダーライン部を構成する材料お
   よび／または前記本体部を構成する材料として、アルミ
   ナ質及び／又はアルミナ質・カーボン，ジルコニア質及
   び／又はジルコニア質・カーボン，スピネル質及び／又
   はスピネル質・カーボン，マグネシア質及び／又はマグ
   ネシア質・カーボンから選ばれる一種よりなる、請求項
   １または請求項２に記載の鋼の連続鋳造方法。
5. 【請求項５】 前記パウダーライン部を構成する材料お
   よび／または前記本体部を構成する材料に、アルミナ，
   マグネシア，ジルコニア，カルシア，クロミア，溶融シ
   リカ，チタニア，セリア，炭化珪素，炭化硼素，窒化珪
   素，窒化アルミニウム，硼化ジルコニウム，硼化マグネ
   シウム，ジルコン，ムライト，スピネル，ピクロクロマ
   イト，マグネタイト，マグネシオフェライト，フォルス
   テライト，コージライトら選ばれた１種または２種以上
   を含有する、請求項４に記載の鋼の連続鋳造方法。
6. 【請求項６】 前記パウダーライン部を構成する材料お
   よび／または前記本体部を構成する材料に、アルミニウ
   ム，マグネシウム，シリコン，鉄およびそれらの合金か
   ら選ばれた１種または２種以上を含有する、請求項４ま
   たは請求項５に記載の鋼の連続鋳造方法。
7. 【請求項７】 前記溶鋼として、アルミキルド鋼，シリ
   コンキルド鋼，高酸素鋼，ステンレス鋼，電磁鋼板用
   鋼，カルシウム処理鋼，高マンガン鋼，快削鋼，ボロン
   鋼，スチールコード，肌焼き鋼または高チタン鋼を用い
   る、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の鋼の連
   続鋳造方法。