JP2002160051A

JP2002160051A - スライディングノズル用詰砂

Info

Publication number: JP2002160051A
Application number: JP2000364029A
Authority: JP
Inventors: Takeji Yano; 武治矢野; Nobuhito Shibata; 信人柴田; Kazunori Nakano; 一徳中野; Akio Miura; 明雄三浦
Original assignee: SETO YOGYO GENRYO KK; Nippon Steel Corp
Current assignee: SETO YOGYO GENRYO KK; Nippon Steel Corp
Priority date: 2000-11-30
Filing date: 2000-11-30
Publication date: 2002-06-04

Abstract

(57)【要約】【課題】溶融金属及びスラグの浸透を抑え、かつ焼結
することがなく、ほぼ１００％の高い自然開孔率を得る
ことができるスライディングノズル用詰砂を提供するこ
と。【解決手段】詰砂用珪砂の表面に、濡れ性改善用のカ
ーボン粒子が多価アルコールからなる接着剤を介してコ
ーティングされているものとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、製鋼工場におい
て、取鍋に流入される溶融金属やスラグにより詰砂の溶
融、焼結を発生させることがなく、また溶融金属が詰砂
へ浸透することもなく、容易に自然開孔することができ
るスライディングノズル用詰砂に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、スライディングノズルを有す
る取鍋においては、溶融金属を流入後にスライディング
ノズル部が低温のため溶融金属やスラグが冷却固化し、
溶融金属が流出不能（不開孔）になるという現象を生じ
る場合がある。このため、これを防ぐ手段としてスライ
ディングノズル用詰砂を充填することが一般に行われて
いる。このようなスライディングノズル用詰砂として
は、珪砂が多く用いられており、更に前記の不開孔現象
を防ぐために、珪砂の粒度や成分（耐火度）などを調整
して、溶融金属やスラグの浸透あるいは焼結を防ぐ手段
をとってきた。しかし、最近では高品質の製品を製造す
るために更に厳しい操業条件が求められ、この不開孔現
象を完全になくすことが望まれている。

【０００３】そこで、スライディングノズル用詰砂とし
て、珪砂の粒度や成分の調整に加えて溶融金属及びスラ
グに対する濡れ性を改善したものが提案されている。即
ち、濡れ性を低くして溶融金属及びスラグを弾きやすく
することで、珪砂内に溶融金属やスラグの浸透を防止す
るのである。この濡れ性を改善する方法としては、珪砂
の表面にカーボンをコーティングする方法が提案されて
おり、更にコーティング方法としては、接着剤を使用せ
ずにそのままコーティングする方法と、接着剤を使用し
てコーティングする方法が考えられている。

【０００４】しかしながら、接着剤を使用せずにそのま
まコーティングした場合は、カーボンの微粉末が飛散
し、取り扱う際に人体や環境への悪影響を与えてしまう
ので好ましくないという問題点があった。一方、接着剤
を使用した場合は、ベントナイトで接着する方法と熱硬
化性樹脂で接着する方法（例えば、特開平１０−５８１
２６号公報参照）があげられる。ところが、ベントナイ
トを用いて接着する場合は、乾燥することにより接着強
度が低下し、作業時にカーボンが剥がれてしまうおそれ
があるとともに成分が変化してしまうおそれがあるとい
う問題点があった。また、熱硬化性樹脂で接着する場合
は、製造工程が複雑になるうえに特別な設備が必要とな
り、大量に安価な詰砂を生産することが難しいという問
題点があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
従来の問題点を解決して、取鍋に流入される溶融金属や
スラグにより詰砂の溶融、焼結を発生させることがな
く、また溶融金属が詰砂へ浸透することもなく、ほぼ１
００％の割合で自然開孔することができ、更には優れた
取り扱い性を発揮できるうえに製造工程もシンプルなも
のとすることができるスライディングノズル用詰砂を提
供することを目的として完成されたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明のスライディングノズル用詰砂は、
詰砂用珪砂の表面に、濡れ性改善用のカーボン粒子が多
価アルコールからなる接着剤を介してコーティングされ
ていることを特徴とするものである。

【０００７】また、詰砂用珪砂がＳｉＯ₂を９０質量％
以上含むものを請求項２に係る発明とし、濡れ性改善用
のカーボン粒子が２００μｍ以下の粒子を９０質量％以
上含むものを請求項３に係る発明とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好ましい実施の
形態につき説明する。本発明のスライディングノズル用
詰砂は、詰砂用珪砂の表面に、濡れ性改善用のカーボン
粒子が多価アルコールからなる接着剤を介してコーティ
ングされたもので、特に多価アルコールからなる接着剤
を用いることにより、カーボン粒子を詰砂用珪砂の表面
に均一にコーティングすることができるとともに、カー
ボン粒子の飛散を抑えることができ、更には、人体や環
境に悪影響を与えることもなく、また製造工程において
も設備等の大がかりな追加変更が不要で、かつ生産性も
優れたものとすることができるのである。

【０００９】多価アルコールとしては、グリセリンやエ
チレングリコール等を用いることができる。これらの多
価アルコールは、水溶液として用いることで取り扱い性
に優れたものとなる。例えば、グリセリンの場合、５０
質量％以上含有した水溶液として用いることができる。
なお、多価アルコールの添加量を減らすには、できるだ
け純度の高いものを使用すればよく、例えばグリセリン
の場合、９０質量％含有のものであれば安価でかつ普通
に入手しやすいので好ましい。以上のようなグリセリン
やエチレングリコール等の多価アルコールは、適度な粘
性があるためカーボン粒子を珪砂に接着するのに極めて
都合がよい。また、薬品や化粧品等の種々の用途にも使
用されており、取り扱い性に優れかつ十分な接着強度を
確保することができる。

【００１０】詰砂用珪砂としては、ＳｉＯ₂を９０質量
％以上含むものを使用するのが好ましい。９０質量％未
満であると、十分な耐火性を確保することができず溶融
金属により溶融あるいは燒結を発生させるおそれがある
からである。また、砂の粒度は２．０〜１．０ｍｍのも
のが３０〜８０質量％、１．０〜０．５ｍｍのものが７
０〜２０質量％の範囲で整粒され粒度配合したものを用
いることができ、それぞれの用途に合わせて使用する。

【００１１】濡れ性改善用のカーボン粒子の原料は特に
限定されないが、例えば鱗状黒鉛、土状黒鉛、カーボン
ブラック等があげられる。またカーボン粒子は珪砂の表
面に均一かつ十分にコーティングができるよう微粉末が
好ましく、粒度が２００μｍ以下の粒子を９０質量％以
上含むものが好ましい。

【００１２】次に、カーボン粒子と多価アルコールの添
加量について説明する。溶融金属の種類や操業条件によ
って異なるが、カーボン粒子の添加量は０．５〜５質量
％の範囲が望ましい。５質量％より多い場合には、溶融
金属に混入するカーボン量が増加するので好ましくな
く、一方、０．５質量％未満では十分な濡れ性改善がで
きなくなる。また、多価アルコールの添加量は、カーボ
ン粒子を珪砂に固定できる最少量でよく極力少ない添加
量が好ましい。

【００１３】表１にカーボン粒子の添加量に対するグリ
セリンまたはエチレングリコールの必要添加量を示す。
このグリセリンまたはエチレングリコールの必要添加量
の確認方法について説明すると、所定量のカーボン粒子
とグリセリンまたはエチレングリコールを添加して珪砂
と混合し、珪砂表面にカーボン粒子をコーティングした
詰砂を作る。次に、この詰砂１ｋｇを１ｍの高さから落
下させ、横より風を送り、落下させる間にカーボン粒子
が飛散しないかを目視で確認する。また、落下後の詰砂
の重量を測定し、カーボン粒子の飛散量を確認すること
で必要添加量を決めることができる。以上の確認方法に
より、種々の粒度について確認した結果は表１のとおり
であった。また、珪砂の粒度２．０〜１．０ｍｍが３０
〜８０質量％、１．０〜０．５ｍｍが７０〜２０質量％
の範囲の粒度配合では同じ結果が得られた。

【００１４】

【表１】

【００１５】参考として、粒度２．０〜１．０ｍｍが８
０質量％、１．０〜０．５ｍｍが２０質量％の珪砂を使
用し、カーボン５質量％とした場合のグリセリン添加量
とカーボン粒子の飛散量の関係を図１に示す。

【００１６】次に、本発明の詰砂を製造する方法につき
説明する。先ず、珪砂をミキサー（コンクリートミキサ
ー、コーンブレンダー等のミキシングできる機械）に入
れて撹拌し、粒度分布を均等にする。次に、適量の多価
アルコールを入れ、珪砂表面全体に多価アルコールが付
着するよう十分に撹拌する。最後に適量のカーボンを入
れ、均一にカーボンがコーティングされるまで撹拌す
る。このようにして、本発明のスライディングノズル用
詰砂を容易かつ安価に生産することができる。

【００１７】

【実施例】質量％で、ＳｉＯ₂：９５．９％、Ａｌ₂Ｏ：
２．５％、Ｒ₂Ｏ：１．２％からなる珪砂（粒度は、
２．０〜１．０ｍｍのものが４０〜５０質量％、１．０
〜０．５ｍｍのものが６０〜５０質量％）に対し、表２
に示したとおりの添加量のカーボン粒子とグリセリン、
あるいはエチレングリコールを加えて詰砂を成形した。
この詰砂を２５０ｔ取鍋の底に設けてあるスライディン
グノズル部に充填させ、各１００チャージにおける自然
開孔率を測定した。実施条件は、全チャージ、連続鋳造
に適したものであり、溶融金属の温度１５５０℃〜１６
５０℃、取鍋での保持時間は平均２時間である。その結
果、実施例１〜６では自然開孔率が１００％となり、高
い自然開孔率であることが確認できた。一方、比較例１
として、カーボン粒子及び多価アルコールを添加しない
詰砂の場合、また比較例２として、カーボンを６．０質
量％、グリセリンを０．４質量％添加した詰砂の場合、
また比較例３として、カーボンを６．０質量％、エチレ
ングリコールを０．４質量％添加した詰砂の場合に、実
施例と同様の自然開孔率の測定をしたところ、自然開孔
率は比較例１では９７％、比較例２、３では９９％で、
比較例１、２、３ともに不開孔が発生した。

【００１８】

【表２】

【００１９】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように本発明
は、取鍋に流入される溶融金属やスラグにより詰砂の溶
融、焼結を発生させることがなく、また溶融金属が詰砂
へ浸透することもなく、ほぼ１００％の割合で自然開孔
することができ、更には優れた取り扱い性を発揮できる
うえに製造工程もシンプルなものとすることができるも
のである。よって本発明は従来の問題点を一掃したスラ
イディングノズル用詰砂として、産業の発展に寄与する
ところは極めて大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】グリセリンの添加量とカーボン飛散量の関係を
示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者柴田信人愛知県瀬戸市見付町57番地瀬戸窯業原料株式会社内 (72)発明者中野一徳愛知県東海市東海町５−３新日本製鐵株式会社名古屋製鐵所内 (72)発明者三浦明雄愛知県東海市東海町５−３新日本製鐵株式会社名古屋製鐵所内Ｆターム(参考） 4E014 FA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】詰砂用珪砂の表面に、濡れ性改善用のカ
ーボン粒子が多価アルコールからなる接着剤を介してコ
ーティングされていることを特徴とするスライディング
ノズル用詰砂。
【請求項２】詰砂用珪砂は、ＳｉＯ₂を９０質量％以
上含むものである請求項１に記載のスライディングノズ
ル用詰砂。
【請求項３】濡れ性改善用のカーボン粒子は、２００
μｍ以下の粒子を９０質量％以上含むものである請求項
１または２に記載のスライディングノズル用詰砂。