JP2002336939A - 黒鉛製連鋳ノズル及びその製造方法、多孔質黒鉛材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガス抜け性が良好な多孔質体であるにもかか
わらず、高熱伝導性及び高強度を有する黒鉛製連鋳ノズ
ルを提供すること。 【解決手段】 直径１ｍｍ以下であって長さが３ｍｍ〜
５０ｍｍの連続気孔６ａが１体積％〜１０体積％存在す
る多孔質黒鉛材からなる黒鉛製連鋳ノズル６。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属の溶湯から所
定形状の鋳造物を連続的に鋳造する鋳型として用いられ
る黒鉛製連続鋳造用ノズル（黒鉛製連鋳ノズル）及びそ
の製造方法、多孔質黒鉛材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、連鋳ノズル用の材料としては黒鉛
材料が使用されている。黒鉛材料は、高耐熱性と自己潤
滑性とを備えている。このため黒鉛材料は、高温の溶湯
から所定形状の鋳造物を連続的に鋳造する鋳型として用
いられる連鋳ノズルに適した材料であるといえる。

【０００３】連鋳ノズルにより鋳造される鋳造物の一種
として、 Ｃｕ−Ｎｉ−Ｚｎ合金である洋白が従来知ら
れている。洋白の構成成分のうちＺｎは、ＣｕやＮｉに
比べて沸点が非常に低く、鋳造時にガス化しやすいとい
う特性を有する。従って、このガス化したＺｎが連鋳ノ
ズルを構成する黒鉛材料の気孔内にて滞留した場合、Ｚ
ｎが冷却されて亜鉛華を発生させてしまう。すると、連
鋳ノズルの熱拡散性が悪化し、いわゆる「す入り」の鋳
造品が発生しやすくなるばかりでなく、引き抜かれる洋
白表面に引っ掻き傷が付きやすくなる。即ち、品質のよ
い鋳造品を得ることが困難になる。

【０００４】従って、亜鉛華の発生原因であるＺｎガス
の滞留を解消するためには、例えば、黒鉛材料を多孔質
化することにより、その気孔を介してＺｎガスを外部に
抜いてやることが必要になる。具体的には、原料粉末中
にバインダとして含まれているピッチの量を減らして内
部に空隙を形成させる等の方法が考えられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ガス抜け性
の向上を優先してバインダ量を減らした場合、粒子間の
結合力が弱くなるため、連鋳ノズルの機械的強度が著し
く損なわれる。その結果、洋白の引き抜き時に連鋳ノズ
ルに破断が起こりやすくなり、連鋳ノズルの寿命が短く
なってしまう。また、多孔質化は熱伝導性の悪化を伴う
ので、洋白を速やかに冷却できなくなり、洋白の引き抜
き速度を遅く設定せざるをえなくなる。

【０００６】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、その第１の目的は、ガス抜け性が良好な多孔質
体であるにもかかわらず、高熱伝導性及び高強度を有す
る黒鉛製連鋳ノズル、多孔質黒鉛材を提供することにあ
る。また、第２の目的は、上記の優れた黒鉛製連鋳ノズ
ルを簡単にかつ安価に製造することができる製造方法を
提供することにある。

【０００７】

【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、請求項１に記載の発明では、直径１ｍｍ以下であ
って長さが３ｍｍ〜５０ｍｍの連続気孔が１体積％〜１
０体積％存在する多孔質黒鉛材からなることを特徴とす
る黒鉛製連鋳ノズルをその要旨とする。

【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１におい
て、熱伝導率が１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、ショアー
硬度が３５〜６０であるとした。請求項３に記載の発明
は、請求項１または２において、前記多孔質黒鉛材は、
炭素を含む原料粉末中に熱分解性繊維を分散させた成形
体を焼成して黒鉛化することにより得られたものである
とした。

【０００９】請求項４に記載の発明では、連続気孔が１
体積％〜１０体積％存在する黒鉛製連鋳ノズルの製造方
法であって、炭素を含む原料粉末中に熱分解性繊維を分
散させた成形体を焼成して黒鉛化することを特徴とする
黒鉛製連鋳ノズルの製造方法をその要旨とする。

【００１０】請求項５に記載の発明は、請求項４におい
て、前記熱分解性繊維は、直径１ｍｍ以下であって長さ
が３ｍｍ〜１０ｍｍの短繊維であるとした。請求項６に
記載の発明は、請求項５において、前記原料粉末は、平
均粒子径１００μｍ以下のコークス粉末にピッチを重量
比で４０％以上混合して混練した後、これを粉砕して得
たものであるとした。

【００１１】請求項７に記載の発明では、直径１ｍｍ以
下であって長さが３ｍｍ〜５０ｍｍの連続気孔が１体積
％〜１０体積％存在することを特徴とする多孔質黒鉛材
をその要旨とする。

【００１２】以下、本発明の「作用」について説明す
る。請求項１に記載の発明によると、気孔が連続気孔で
あることに加え、比較的長いものであることから、ガス
抜け性が良好となる。しかも、このような連続気孔が１
体積％〜１０体積％の範囲で存在していることから、高
い熱伝導性及び強度を維持することができる。

【００１３】気孔の長さが３ｍｍ未満のものは、連続気
孔であるとは言い難く、多孔質黒鉛材中に存在していた
としても十分なガス抜け性の向上にはつながらない。気
孔の長さが５０ｍｍを超えるものは、そもそも形成が困
難である。また、連続気孔が１０体積％を超えて存在す
る場合や、気孔の直径が１ｍｍを超えるような場合、多
孔質黒鉛材におけるマトリクス部分が減少する結果、熱
伝導性及び強度が低下してしまう。連続気孔が１体積％
未満しか存在していない場合、良好なガス抜け性が得ら
れなくなる。

【００１４】請求項２に記載の発明によると、熱伝導性
及びショアー硬度を上記好適範囲内に設定したことによ
り、生産性の低下や連鋳ノズルの短命化を回避しつつ、
高品質の鋳造品を得ることができる。

【００１５】熱伝導率が１００Ｗ／ｍ・Ｋ未満である
と、溶融金属を速やかに冷却できなくなり、引き抜き速
度を遅く設定せざるをえなくなる。ショアー硬度が３５
未満であると、鋳造品との摺動により連鋳ノズルの表面
が傷付き、連鋳ノズルの寿命が短くなる。ショアー硬度
が６０を越えると、鋳造品に引っ掻き傷が発生しやすく
なる。

【００１６】請求項３に記載の発明によると、このよう
にして形成される連続気孔は、径のバラツキが極めて小
さいため、ガス通過抵抗も極めて小さい。ゆえに、発生
したガスを多孔質黒鉛材から確実に抜くことができ、当
該ガスが多孔質黒鉛材内に滞留しにくくなる。また、多
孔質化を図るためにバインダ量を低減する必要がないの
で、粒子間の結合力が弱くなることもなく、黒鉛からな
るマトリクス部分に高熱伝導性及び高強度を付与するこ
とができる。

【００１７】請求項４に記載の発明によると、炭素を含
む原料粉末中に熱分解性繊維を分散させた成形体を焼成
して黒鉛化した場合、焼成時の熱によって繊維が熱分解
し、元あった繊維の形状に対応した連続気孔が形成され
る。このようにして形成された連続気孔は、径のバラツ
キが極めて小さいため、ガス通過抵抗も極めて小さい。
ゆえに、発生したガスを多孔質黒鉛材から確実に抜くこ
とができ、当該ガスが多孔質黒鉛材内に滞留しにくくな
る。また、多孔質化を図るためにバインダ量を低減する
必要がないので、粒子間の結合力が弱くなることもな
く、黒鉛からなるマトリクスに高熱伝導性及び高強度を
付与することができる。しかも、本発明の方法によれ
ば、機械加工により連続気孔を形成する場合に比べ、容
易にかつ安価に連続気孔を形成することができる。

【００１８】請求項５に記載の発明によると、上記熱分
解性短繊維を用いることにより、直径１ｍｍ以下であっ
て長さが３ｍｍ〜１０ｍｍという好適な寸法の連続気孔
を確実に得ることができる。また、長繊維に比べて短繊
維は絡みが少なく、原料粉末中に比較的均一に分散させ
ることができる。従って、成形工程及び焼成工程を経て
得られた多孔質黒鉛材中に均一に連続気孔を形成するこ
とができ、熱伝導性や密度等のバラツキの発生を防ぐこ
とができる。

【００１９】請求項６に記載の発明によると、平均粒子
径１００μｍ以下のコークス粉末にピッチを重量比で４
０％以上混合して混練した後、これを粉砕して得たもの
を原料粉末としているため、黒鉛からなるマトリクスに
高熱伝導性及び高強度を確実に付与することができる。
なお、ピッチが重量比で４０％未満しか混合されていな
いと、高熱伝導性及び高強度を十分に付与できなくなる
場合がある。

【００２０】請求項７に記載の発明によると、気孔が連
続気孔であることに加え、比較的長いものであることか
ら、ガス抜け性が良好となる。しかも、このような連続
気孔が１体積％〜１０体積％の範囲で存在していること
から、高熱伝導性及び高強度を有するものとなる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態の金属連鋳装置１を図１〜図４に基づき詳細に説明
する。

【００２２】図１，図２に示されるように、本実施形態
の金属連鋳装置１は、金属を加熱溶融するための溶融炉
２と、溶融炉２に連設された金属連続鋳造用の鋳型部３
とによって構成されている。鋳型部３は、鋳造品５を導
出するための連鋳ノズル６と、鋳造品５を冷却する冷却
部４とを有している。連鋳ノズル６は上型１１と下型１
２とからなり、両者間には連続鋳造用の空洞部１３が設
けられている。空洞部１３からは鋳造品５が導出される
ようになっている。なお、本実施形態における連続鋳造
品５は洋白（Ｃｕ−６４％，Ｎｉ−１８％，Ｚｎ−１８
％）である。

【００２３】冷却部４は上部材１６及び下部材１７から
なり、これらは連鋳ノズル６の上下両側にそれぞれ配設
されている。上部材１６及び下部材１７の内部には、連
鋳ノズル６及び鋳造品５を冷却するための水冷ジャケッ
ト１８，１９が設けられている。上部材１６及び下部材
１７には、水冷ジャケット１８，１９内に水を循環させ
るための水冷パイプ１４，１５がそれぞれ接続されてい
る。

【００２４】本実施形態の連鋳ノズル６は多孔質黒鉛材
からなる。図４において概略的に示すように、この多孔
質黒鉛材には連続気孔６ａが一定比率存在している。連
続気孔６ａの向く方向は特に規則性がなくアトランダム
である。連続気孔６ａのうちの一部のもの同士は互いに
連通し合っている。連続気孔６ａは繊維の形状に対応し
たものとなっている。

【００２５】多孔質黒鉛材において連続気孔６ａは１体
積％〜１０体積％存在していることがよく、３体積％〜
７体積％存在していることがよりよい。連続気孔６ａが
１０体積％を超えて存在する場合、多孔質黒鉛材におけ
るマトリクス部分（即ち気孔ではない黒鉛の部分）６ｂ
が減少する結果、熱伝導性及び強度が低下してしまうか
らである。逆に、連続気孔６ａが１体積％未満しか存在
していない場合、良好なガス抜け性が得られなくなるか
らである。

【００２６】連続気孔６ａの直径は１ｍｍ以下であり、
特には０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度であることがよい。
連続気孔６ａの直径が１ｍｍを超えるような場合、マト
リクス部分６ｂが減少する結果、熱伝導性及び強度が低
下してしまうからである。

【００２７】連続気孔の６ａの長さは３ｍｍ〜５０ｍｍ
であり、特には３ｍｍ〜２０ｍｍであることがよい。長
さが３ｍｍ未満のものは、連続気孔６ａであるとは言い
難く、多孔質黒鉛材中に存在していたとしても十分なガ
ス抜け性の向上にはつながらないからである。長さが５
０ｍｍを超えるものは、ガス抜け性の観点からは好まし
い反面、そもそも形成が困難である。

【００２８】なお、連続気孔６ａの長さとは、１本の繊
維が分解・焼失してそこに形成される１つの連続気孔６
ａの長さを指すものであって、複数のものが互いに連通
した状態での長さを指すわけではない。

【００２９】多孔質黒鉛材の熱伝導率は１００Ｗ／ｍ・
Ｋ以上であることがよく、特には１２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上
であることがよい。熱伝導率が１００Ｗ／ｍ・Ｋ未満で
あると、溶融金属を速やかに冷却できなくなり、引き抜
き速度を遅く設定せざるをえなくなる。よって、生産性
の低下を来してしまう。

【００３０】多孔質黒鉛材のショアー硬度は３５〜６０
であることがよく、特には４０〜５５であることがよ
い。ショアー硬度が３５未満であると、鋳造品５との摺
動により連鋳ノズル６の表面が傷付き、連鋳ノズル６の
寿命が短くなる。逆に、ショアー硬度が６０を越える
と、鋳造品５に引っ掻き傷が発生しやすくなり、鋳造品
５の高品質化を達成することができなくなる。

【００３１】多孔質黒鉛材の密度は１．７ｇ／ｃｍ³〜
２．０ｇ／ｃｍ³であることがよく、特には１．８ｇ／
ｃｍ³〜１．９ｇ／ｃｍ³であることがよい。密度が１．
７ｇ／ｃｍ³未満であると、原料粉末２１同士の結合力
が弱くなり、マトリクス部分６ｂの熱伝導性及び強度が
低下してしまうからである。逆に、密度を２．０ｇ／ｃ
ｍ³よりも大きくしようとした場合、大きな成形圧を設
定しなければならず、多孔質黒鉛材の製造が困難になる
おそれがある。

【００３２】多孔質黒鉛材の熱膨張係数は２．０×１０
^-6／℃〜６．０×１０^-6／℃（ＲＴ〜４００℃平均値）
であることがよい。その理由は、鋳造品５との熱膨張係
数差を小さくすることにより、鋳造品５に高い寸法精度
を与えるためである。

【００３３】次に、本実施形態の連鋳ノズル６の製造手
順について説明する。まず、コークス粉末にバインダと
してのピッチを混合し、これを加熱下で混練した後、こ
れを粉砕することにより、原料粉末２１を得る（原料粉
末作製工程）。コークス粉末の平均粒子径は１００μｍ
以下であることが好ましい。ピッチはコークス粉末に対
して重量比４０％〜７０％の範囲で混合されることが好
ましい。ピッチの量が４０重量％未満であると、原料粉
末２１同士の結合力が弱くなり、マトリクス部分６ｂに
十分高い熱伝導性及び強度を付与することができなるか
らである。なお、混練は２００℃〜３００℃の範囲で行
われることが好ましい。

【００３４】次に、前記原料粉末２１に熱分解性繊維２
２を分散させた成形用材料をあらかじめ作製する。そし
て、この成形用材料を用いて成形を行うことにより、所
定形状の成形体２３を得る（成形工程）。ここで行われ
る成形法としては、例えば押出成形、型押成形、ラバー
プレス等がある。成形圧は０．５ｔ／ｃｍ²〜１．５ｔ
／ｃｍ²に設定されることがよい。なお、図３には成形
体２３の一部が概略的に示されている。

【００３５】本実施形態において前記熱分解性繊維２２
とは、成形体２３を焼成して黒鉛化した場合、焼成時の
熱によって分解・焼失する繊維を全般的を指す。熱分解
性繊維２２としては具体的には、ナイロン、アクリル、
ポリエステル、ビニロン等の合成高分子からなる繊維、
綿糸や麻糸等の天然繊維がある。なお、黒鉛化温度に達
するまでに分解・焼失するものであれば、ガラス繊維等
の無機繊維や一部の金属繊維であっても選択可能であ
る。

【００３６】熱分解性繊維２２としては３ｍｍ〜５０ｍ
ｍの長さのものが使用可能であり、特には長さが３ｍｍ
〜１０ｍｍの短繊維を用いることが好ましい。その理由
は、短繊維は長繊維に比べて絡みが少なく、原料粉末２
１中に比較的均一に分散させることができるからであ
る。従って、得られる多孔質黒鉛材中に均一に連続気孔
６ａを形成することができ、熱伝導性や密度等のバラツ
キの発生を防ぐことができる。熱分解性繊維２２の直径
は１ｍｍ以下であることがよい。

【００３７】次に、前記成形工程により得られた成形体
２３を９００℃〜１１００℃で焼成することにより炭素
化し、さらにこれを２７００℃〜２９００℃で焼成する
ことにより黒鉛化する（焼成工程）。その結果、図４に
て概略的に示されるように、成形体中の熱分解性繊維２
２が分解・焼失し、元あった繊維の形状に対応した連続
気孔６ａが形成される。よって、所望の多孔質黒鉛材を
得ることができる。このような多孔質黒鉛材における所
定箇所を必要に応じて鏡面加工した後、加工を経た２つ
の多孔質黒鉛材同士を貼り合わせれば、所望の黒鉛製連
鋳ノズル６が完成する。

【００３８】

【実施例及び比較例】（実施例１のサンプル作製）実施
例１では、まず、平均粒子径２０μｍの石炭系コークス
１００重量部と、バインダーピッチ４５重量部とを混合
し、これを双腕型ニーダーを用いて２００℃で３時間混
練した。次に、その混練物を平均粒子径４０μｍになる
ように粉砕し、原料粉末２１とした。

【００３９】次に、前記原料粉末２１に直径０．８ｍｍ
かつ長さが５ｍｍのナイロン繊維を分散させた成形用材
料を作製し、この成形用材料を用いて０．６ｔ／ｃｍ²
でラバープレスを行うことにより、成形体２３を得た。

【００４０】次に、成形体２３を１０００℃で焼成して
炭素化した後、さらにこれを２８００℃で焼成して黒鉛
化した。その結果、連続気孔６ａを有する２個の多孔質
黒鉛材を得た。その後、これらの多孔質黒鉛材に鏡面加
工を施した後、多孔質黒鉛材同士を貼り合わせて、実施
例１の黒鉛製連鋳ノズル６を完成させた。 （実施例２のサンプル作製）実施例２では、上記のよう
にして得た原料粉末２１に直径０．８ｍｍかつ長さが１
５ｍｍのナイロン繊維を分散させた成形用材料を作製
し、この成形用材料を用いて成形体２３を得た。それ以
外の条件については基本的に実施例１と同様にし、最終
的に実施例２の黒鉛製連鋳ノズル６を完成させた。 （実施例３のサンプル作製）実施例３では、上記のよう
にして得た原料粉末２１に直径１．０ｍｍかつ長さが４
０ｍｍのナイロン繊維を分散させた成形用材料を作製
し、この成形用材料を用いて成形体２３を得た。それ以
外の条件については基本的に実施例１と同様にし、最終
的に実施例３の黒鉛製連鋳ノズル６を完成させた。 （実施例４のサンプル作製）実施例４では、上記のよう
にして得た原料粉末２１に直径０．５ｍｍかつ長さが５
ｍｍのナイロン繊維を分散させた成形用材料を作製し、
この成形用材料を用いて成形体２３を得た。それ以外の
条件については基本的に実施例１と同様にし、最終的に
実施例４の黒鉛製連鋳ノズル６を完成させた。 （実施例５のサンプル作製）実施例５では、上記のよう
にして得た原料粉末２１に直径０．８ｍｍかつ長さが５
ｍｍのアクリル繊維を分散させた成形用材料を作製し、
この成形用材料を用いて成形体２３を得た。それ以外の
条件については基本的に実施例１と同様にし、最終的に
実施例５の黒鉛製連鋳ノズル６を完成させた。 （実施例６のサンプル作製）実施例６では、上記のよう
にして得た原料粉末２１に直径０．８ｍｍかつ長さが５
ｍｍのガラス繊維を分散させた成形用材料を作製し、こ
の成形用材料を用いて成形体２３を得た。それ以外の条
件については基本的に実施例１と同様にし、最終的に実
施例６の黒鉛製連鋳ノズル６を完成させた。 （比較例１のサンプル作製）比較例１では、まず、平均
粒子径２０μｍの石炭系コークス１００重量部と、バイ
ンダーピッチ４５重量部とを混合し、これを双腕型ニー
ダーを用いて２００℃で３時間混練した。次に、その混
練物を平均粒子径４０μｍになるように粉砕し、原料粉
末２１とした。

【００４１】次に、前記原料粉末２１を用いて０．６ｔ
／ｃｍ²でラバープレスを行うことにより、成形体２３
を得た。なお、原料粉末２１中には熱分解性繊維を分散
させなかった。

【００４２】次に、成形体２３を１０００℃で焼成して
炭素化した後、さらにこれを２８００℃で焼成して黒鉛
化した。このようにして得られた２つの多孔質黒鉛材に
鏡面加工を施した後、多孔質黒鉛材同士を貼り合わせ
て、比較例１の黒鉛製連鋳ノズル６を完成させた。 （比較例２のサンプル作製）比較例２では、まず、平均
粒子径２０μｍの石炭系コークス１００重量部と、所定
量のバインダーピッチ３５重量部とを混合し、これを双
腕型ニーダーを用いて２００℃で３時間混練した。次
に、その混練物を平均粒子径４０μｍになるように粉砕
し、原料粉末２１とした。ここでは、多孔質化を図るた
めにバインダーピッチの量を３５重量部に減らすことと
した。それ以外の条件については基本的に比較例１と同
様にした。 （評価試験及び評価結果）各サンプルについて、連続気
孔６ａの直径、連続気孔６ａの長さ、気孔存在比、熱伝
導率、ショアー硬度、密度を測定した。その結果を表
１、表２に示す。これによると、熱伝導率、ショアー硬
度、密度は、比較例１が最も高く、それに次いで実施例
１〜６が高かった。つまり、比較例１における熱伝導
率、ショアー硬度、密度を基準とした場合、これらの数
値の低下度合いは、比較例２において顕著である反面、
実施例１〜６においては僅かであった。ゆえに、実施例
１〜６のノズル６については、熱伝導性及び強度が損な
われていないことがわかった。

【００４３】また、各サンプルについてＳＥＭ等による
観察を行ったところ、実施例１〜６では、元あった繊維
の形状に対応した連続気孔６ａが形成されていた。ま
た、このようにして形成された連続気孔６ａは、径のバ
ラツキが極めて小さかった。これに対し、比較例２にお
ける気孔は、基本的に炭素粒子の粒界に存在する隙間で
あるため、入り組んだ形状でありかつ径のバラツキも大
きかった。よって、比較例２のほうが各実施例に比べ
て、ガス通過抵抗が極めて大きいであろうことが予測さ
れた。

【００４４】次に、上記８種のサンプルを用いて金属連
鋳装置１を構成し、実際に洋白の連鋳を長期にわたり連
続して行った。そして、亜鉛華の発生、鋳造品５の製品
外観及びノズル寿命の調査を行った。その結果を表１，
２に示す。なお、溶融炉２内における洋白の温度を１２
００℃〜１２５０℃に設定し、鋳造時のノズル内面温度
を１１００℃に保持し、鋳造スピードを２００ｍｍ／ｍ
ｉｎに設定した。

【００４５】その結果、比較例１ではすぐに亜鉛華の発
生が認められたのに対し、実施例１〜６及び比較例２で
は、いずれも亜鉛華の発生が認められず、Ｚｎのガス抜
け性が良好であることがわかった。また、比較例１では
約２０時間で亜鉛華の発生による引っ掻き傷が認められ
たのに対し、実施例１〜６及び比較例２では、引っ掻き
傷等も認められず、鋳造品５の外観についても特に問題
がなかった。また、実施例１〜６では１２０時間以上に
わたって連続的に鋳造を行ったときでも、連鋳ノズル６
に破断等が生じなかったのに対し、比較例２では約５０
時間という短時間のうちに破断が生じた。即ち、各実施
例のほうが比較例１，２に比べて明らかに長寿命であっ
た。

【００４６】

【表１】

【００４７】

【表２】 従って、本実施形態によれば以下のような効果を得るこ
とができる。

【００４８】（１）本実施形態の連鋳ノズル６は、直径
１ｍｍ以下であって長さが３ｍｍ〜５０ｍｍの連続気孔
６ａが１体積％〜１０体積％存在する多孔質黒鉛材から
なる。従って、気孔が連続気孔６ａであることに加え、
比較的長いものであることから、従来のものに比べてガ
ス抜け性が良好となる。ゆえに、ガス化したＺｎが連鋳
ノズル６内に滞留せず確実に外部に排出され、亜鉛華の
発生を確実に防止することができる。このため、鋳造品
５における「す」の発生及び引っ掻き傷の発生を確実に
防ぐことができ、品質のよい鋳造品５を得ることが可能
となる。

【００４９】しかも、このような連続気孔６ａが１体積
％〜１０体積％という好適範囲で存在していることか
ら、多孔質黒鉛材の機械的強度が損なわれることがな
い。ゆえに、破断が起こりにくくて長寿命の連鋳ノズル
６を実現することができる。また、多孔質黒鉛材の熱伝
導性も損なわれていないので、冷却効率の高い連鋳ノズ
ル６となり、洋白の引き抜き速度を速く設定することが
可能となる。このことは生産性の向上に貢献する。

【００５０】（２）本実施形態の連鋳ノズル６では、熱
伝導性及びショアー硬度を上記好適範囲内に設定してい
る。このため、生産性の低下や連鋳ノズル６の短命化を
回避しつつ、高品質の鋳造品５を得ることができる。

【００５１】（３）本実施形態の製造方法では、炭素を
含む原料粉末中に熱分解性繊維２２を分散させた成形体
２３を焼成して黒鉛化することにより、連鋳ノズル６を
得ている。この方法により形成された連続気孔６ａは、
径のバラツキが極めて小さいため、ガス通過抵抗も極め
て小さい。ゆえに、発生したガスを多孔質黒鉛材から確
実に抜くことができ、当該ガスが多孔質黒鉛材内に滞留
しにくくなる。また、多孔質化を図るためにバインダ量
を低減する必要がないので、粒子間の結合力が弱くなる
こともなく、黒鉛からなるマトリクス部分６ｂに高熱伝
導性及び高強度を付与することができる。しかも、本実
施形態の製造方法によれば、機械加工により連続気孔６
ａを形成する場合に比べ、容易にかつ安価に連続気孔６
ａを形成することができる。このため、上記の優れた黒
鉛製連鋳ノズル６を簡単にかつ安価に製造することがで
きる。

【００５２】（４）本実施形態の製造方法では、熱分解
性繊維２２として、直径１ｍｍ以下であって長さが３ｍ
ｍ〜１０ｍｍの短繊維を用いているため、好適な寸法の
連続気孔６ａを確実に得ることができる。また、長繊維
に比べて短繊維は絡みが少なく、原料粉末２１中に比較
的均一に分散させることができる。従って、成形工程及
び焼成工程を経て得られた多孔質黒鉛材中に均一に連続
気孔６ａを形成することができ、熱伝導性や密度等のバ
ラツキの発生を防ぐことができる。

【００５３】（５）実施形態の製造方法では、平均粒子
径１００μｍ以下のコークス粉末にピッチを重量比で４
０％以上混合して混練した後、これを粉砕して得た原料
粉末２１を用いている。従って、黒鉛からなるマトリク
ス部分６ｂに高熱伝導性及び高強度を確実に付与するこ
とができる。

【００５４】なお、本発明の実施形態は以下のように変
更してもよい。 ・ 本発明の連鋳ノズル６は、実施形態にて挙げた洋白
以外にも、例えばニッケル、亜鉛等のような他の金属や
合金の連鋳に利用することが可能である。

【００５５】・ 連鋳ノズル６の形状は実施形態のよう
なもののみに限定されることはなく、用途に応じて任意
に変更することが可能である。 ・ 本発明の多孔質黒鉛材は上記実施形態のような連鋳
ノズル６用の形成材料として用いられるばかりでなく、
例えばフィルタや熱交換器等の形成材料として用いられ
ても構わない。

【００５６】次に、特許請求の範囲に記載された技術的
思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技
術的思想を以下に列挙する。 （１） 請求項４，５，６のいずれか１つにおいて、前
記熱分解性繊維は、黒鉛化温度よりも低い温度において
分解・焼失する、合成高分子、天然繊維、無機繊維また
は金属繊維であること。従って、この技術的思想１に記
載の発明によれば、確実に連続気孔を形成することがで
きる。

【００５７】（２） 連続気孔が１体積％〜１０体積％
存在する黒鉛製連鋳ノズルの製造方法であって、平均粒
子径１００μｍ以下のコークス粉末にピッチを重量比４
０％〜７０％の範囲で混合し、かつ２００℃〜３００℃
の範囲で混練した後、これを粉砕することにより原料粉
末を得る原料粉末作製工程と、前記原料粉末に、直径１
ｍｍ以下であって長さが３ｍｍ〜１０ｍｍの熱分解性の
短繊維を分散させたものを所定形状に成形する成形工程
と、前記成形工程により得られた成形体を焼成して炭素
化・黒鉛化する焼成工程と、を含むことを特徴とする黒
鉛製連鋳ノズルの製造方法。

【００５８】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜３に記
載の発明によれば、ガス抜け性が良好な多孔質体である
にもかかわらず、高熱伝導性及び高強度を有する黒鉛製
連鋳ノズルを提供することができる。

【００５９】請求項４〜６に記載の発明によれば、上記
の優れた黒鉛製連鋳ノズルを簡単にかつ安価に製造する
ことができる製造方法を提供することができる。請求項
７に記載の発明によれば、ガス抜け性が良好な多孔質体
であるにもかかわらず、高熱伝導性及び高強度を有する
多孔質黒鉛材を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した一実施形態の金属連鋳装置
の斜視図。

【図２】実施形態の金属連鋳装置の要部概略断面図。

【図３】連鋳ノズルの製造方法を説明するための要部拡
大断面図。

【図４】連鋳ノズルの製造方法を説明するための要部拡
大断面図。

【符号の説明】

６…黒鉛製連鋳ノズル、６ａ…連続気孔、２２…熱分解
性繊維。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】直径１ｍｍ以下であって長さが３ｍｍ〜５
   ０ｍｍの連続気孔が１体積％〜１０体積％存在する多孔
   質黒鉛材からなることを特徴とする黒鉛製連鋳ノズル。
2. 【請求項２】熱伝導率が１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、
   ショアー硬度が３５〜６０であることを特徴とする請求
   項１に記載の黒鉛製連鋳ノズル。
3. 【請求項３】前記多孔質黒鉛材は、炭素を含む原料粉末
   中に熱分解性繊維を分散させた成形体を焼成して黒鉛化
   することにより得られたものであることを特徴とする請
   求項１または２に記載の黒鉛製連鋳ノズル。
4. 【請求項４】連続気孔が１体積％〜１０体積％存在する
   黒鉛製連鋳ノズルの製造方法であって、炭素を含む原料
   粉末中に熱分解性繊維を分散させた成形体を焼成して黒
   鉛化することを特徴とする黒鉛製連鋳ノズルの製造方
   法。
5. 【請求項５】前記熱分解性繊維は、直径１ｍｍ以下であ
   って長さが３ｍｍ〜１０ｍｍの短繊維であることを特徴
   とする請求項４に記載の黒鉛製連鋳ノズルの製造方法。
6. 【請求項６】前記原料粉末は、平均粒子径１００μｍ以
   下のコークス粉末にピッチを重量比で４０％以上混合し
   て混練した後、これを粉砕して得たものであることを特
   徴とする請求項５に記載の黒鉛製連鋳ノズルの製造方
   法。
7. 【請求項７】直径１ｍｍ以下であって長さが３ｍｍ〜５
   ０ｍｍの連続気孔が１体積％〜１０体積％存在すること
   を特徴とする多孔質黒鉛材。