JP2004050288A

JP2004050288A - 連続鋳造用ノズル

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Publication number: JP2004050288A
Application number: JP2003112418A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Kimura; 木村　欣晃; Takayuki Inuzuka; 犬塚　孝之; Junji Nakajima; 中島　潤二; Wataru Yamada; 山田　亘
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2002-05-31
Filing date: 2003-04-17
Publication date: 2004-02-19
Anticipated expiration: 2023-04-17
Also published as: JP4264286B2

Abstract

【課題】連続鋳造用ノズル内周面への析出物の堆積を防止しつつ、ノズルの溶損を防止することのできる連続鋳造用ノズル及びタンディッシュを提供する。
【解決手段】ノズル内周面のノズル上端を除く一部又は全部はＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１からなり、ノズル内周面のノズル上端部にはノズル外周側を構成する耐火物２２が露出してなることを特徴とする連続鋳造用ノズル。ノズル外周側を構成する耐火物２２は、ノズル上端部においてノズル内周面側に内径が狭まってなる。ノズル外周側を構成する耐火物２２はＳｉＯ_２含有量が５質量％以下である。底部に浸漬ノズルを有する連続鋳造用タンディッシュであって、浸漬ノズルはノズル内周面の一部又は全部はＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物からなり、浸漬ノズルの上端に接して設けられる鋳造用ノズルは、ＳｉＯ_２含有量が５質量％以下のＡｌ_２Ｏ_３＋Ｃ含有耐火物を用いてなることを特徴とする連続鋳造用タンディッシュ。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶融金属の連続鋳造において、取鍋からタンディッシュあるいはタンディッシュから鋳型内に溶融金属を注入するために用いる連続鋳造用ノズルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
溶融金属の連続鋳造においては、溶融金属を取鍋からタンディッシュに注入し、さらにタンディッシュから鋳型内に注入する。鋳型内おいて、溶融金属と鋳型との接触部において凝固シェルが成長し、凝固シェルは下方に引き抜かれつつさらに凝固が進行し、最終的に凝固が完了して鋳片となり、引き出される。
【０００３】
タンディッシュ底面には鋳造ストランド数に等しい数の注入口が設けられ、各注入口から鋳型内に溶融金属が注入される。注入口にはストッパーあるいはスライディングノズルが設けられ、これらを開閉することによって溶融金属の注入制御が行われる。ストッパーを設ける場合には、タンディッシュ底面に注入ノズル（ストッパーノズル）を設け、注入ノズルの上方にストッパーを配置し、注入ノズルとストッパーとの間隔を調整することによって溶融金属注入量を調整する。スライディングノズルを設ける場合には、タンディッシュ底面に上部ノズルを配置し、その下方にスライディングノズル、さらにその下方に下部ノズルを配置する。スライディングノズルは、１枚ないし２枚の固定プレートと移動プレート（以下総称してＳＮプレートという。）とによって構成され、固定プレートと移動プレートに設けられた開口部の位置を調整することによって溶融金属注入量を調整する。注入ノズル、上部・下部ノズル、ＳＮプレートは、通常はいずれもＡｌ_２Ｏ_３とＣを主成分とするＡｌ_２Ｏ_３＋Ｃ含有耐火物によって形成される。
【０００４】
スラブ及び大断面ブルーム連続鋳造においては、タンディッシュの注入口下部に浸漬ノズルと呼ばれる連続鋳造用ノズルを設け、この浸漬ノズル先端の溶融金属吐出口を鋳型内の溶融金属中に浸漬しつつ溶融金属の注入を行うことにより、注入溶融金属を酸化雰囲気に接触させずに鋳型内に注入することを可能にしている。浸漬ノズルの材質としては、溶融石英あるいはＡｌ_２Ｏ_３＋Ｃ含有耐火物が用いられる。Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｃ含有耐火物製ノズルは、Ａｌ_２Ｏ_３の高耐火性とＣの低い溶鋼濡れ性とを組み合わせた特徴があり、溶鋼に対する耐食性が強く、溶融石英質ノズルに比較して耐食性に優れているので、現在では溶鋼の連続鋳造用浸漬ノズルとして最も広く用いられている。
【０００５】
タンディッシュからの溶融金属の遮断にストッパーを用いる場合には、注入ノズルの下端に浸漬ノズルの上端を接続する。溶融金属の遮断にスライディングノズルを用いる場合には、スライディングノズルを構成する下部ノズルの下端に浸漬ノズルの上端を接続する。いずれの場合においても、浸漬ノズル上端接合部の気密性を十分に確保する必要がある。気密性が不十分であると、浸漬ノズル上端接合部を経由して外部から空気が吸引され、溶融金属を酸化させる原因となるからである。
【０００６】
Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｃ含有耐火物製浸漬ノズルにおいては、溶融金属が流通するノズル内周部の溶融金属流通部に析出物が付着しやすいという性質を有している。析出物の付着は、特に非浸漬部のノズル内壁の温度勾配の大きな部分および吐出口付近の溶融金属流速の低下する部分に多く、付着物によって鋳造作業が困難になることがある。また、鋳造中に付着物を除去する作業を行う必要があり、ここで除去された付着物は鋳片中に取り込まれて大型介在物となり、鋳片品質を悪化させる原因となる。付着する析出物の主成分はαＡｌ_２Ｏ_３であり、脱酸生成物として溶融金属中に含まれているＡｌ_２Ｏ_３がノズル内壁に析出して堆積するものと考えられる。浸漬ノズル内壁への析出物付着は、特にアルミキルド鋼の連続鋳造において顕著に観察される。
【０００７】
特許文献１には、連続鋳造用ノズルとして、ノズル内部の少なくとも一部がドロマ／黒鉛から成るノズルが開示されている。ドロマとは耐火物として市販されているのもであり、ドロマイトを焙焼して作られるものであり、最低５６．５％のＣａＯ、４１．５％のＭｇＯを含んでいることが好ましいとされる。このような材料によって作られたノズルを使用すると、ドロマがノズルを詰まらせない可溶反応産物を作り出すので、Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｃ含有耐火物ノズルに見られるような詰まりトラブルを避けることができるとしている。
【０００８】
上記のドロマ／黒鉛質耐火物を採用するに際し、注入する溶融金属が接触するノズル内周面をドロマ／黒鉛質耐火物とし、注入溶融金属が接触しない外側材料としてより廉価な材料でできているものを用いることができる。外側材料には、従来から用いられているＡｌ_２Ｏ_３＋Ｃ含有耐火物を用いたとしても、ノズル詰まりの問題は発生しない。
【０００９】
上記のドロマ／黒鉛を用いた連続鋳造用ノズルは、ステンレス鋼の連続鋳造に用いられ、ノズル詰まりの少ない鋳造を実現している。
【００１０】
【特許文献１】
特表平１１−５０６３９３号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
図７に示すような、溶融金属が接触するノズル内周面にＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１（上記ドロマ／黒鉛質耐火物を含む）を用いた連続鋳造用ノズル１を採用することにより、ノズル詰まりの少ない鋳造を行うことができる。ただし、この連続鋳造用ノズル１は、ステンレス鋼の連続鋳造のような少量生産の連続鋳造においては用いることができるものの、普通鋼の連続鋳造のように大量の溶融金属を鋳造する場合においては、鋳造中にＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１の部分が溶損するとともに、ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１と接する耐火物部分の溶損が進行して溶損部３０が形成されるため、浸漬ノズルの寿命が短く、従来に等しい生産性とコストを維持することができなかった。
【００１２】
本発明は、連続鋳造用ノズル内周面への析出物の堆積を防止しつつ、ノズルの溶損を防止することのできる連続鋳造用ノズルを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
注入溶融金属が接触するノズル内周面にＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物を用い、ノズル外周側を構成する耐火物２２（以下「外側材料」ともいう。）としてＡｌ_２Ｏ_３＋Ｃ含有耐火物を用いた浸漬ノズルが一般的に採用される。この浸漬ノズルの上端２４をタンディッシュ注入口の注入ノズルあるいは下部ノズルの下端に取り付ける（図７）。以下、ストッパーを使用する場合の注入ノズルと、スライディングノズルを使用する場合の下部ノズルを、総称して「注入ノズル６」という。注入ノズル６はＡｌ_２Ｏ_３＋Ｃ含有耐火物によって形成される。このような構成を採用することにより、浸漬ノズル内周部への析出物の付着を防止することができる一方、鋳造中にＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１の部分、および該ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物と接する耐火物部分の溶損が進行する。
【００１４】
ノズル上端の接合面２９においては、浸漬ノズルのＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１部分とＡｌ_２Ｏ_３＋Ｃ含有耐火物製注入ノズル６とが接触しているか、あるいは極めて近接している。鋳造中における溶損状況を詳細に観察したところ、図８に示すように、溶損はノズル上端の接合面２９において集中的に発生していることが判明した。溶損の進行は、ノズルのＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１部分と注入ノズル６との接触部分において、ノズルのＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物部分と注入ノズル６の両方で同時に溶損が進行している。
【００１５】
以上の結果から、ノズル内周面にＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物を用いた連続鋳造用ノズルの溶損は、ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物とＡｌ_２Ｏ_３＋Ｃ含有耐火物との接触に基づき、何らかの低融点物質が形成され、その結果として溶損が進行しているものと推定されるに至った。このことから本発明者らは、ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１と注入ノズル６との接触を断つことにより、あるいは注入ノズル６の材質としてＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１と接しても溶損を起こさない材質を選択することにより、結果としてＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１の溶損を防止できることを見いだした。
【００１６】
本発明は以上の知見に基づいてなされたものであり、その要旨とするところは以下のとおりである。
（１）ノズル内周面のノズル上端を除く一部又は全部はＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１からなり、ノズル内周面のノズル上端部にはノズル外周側を構成する耐火物２２が露出してなることを特徴とする連続鋳造用ノズル。
（２）ノズル外周側を構成する耐火物２２は、ノズル上端部においてノズル内周面側に内径が狭まってなることを特徴とする上記（１）に記載の連続鋳造用ノズル。
（３）ノズル外周側を構成する耐火物２２はＡｌ_２Ｏ_３＋Ｃ含有耐火物であり、かつＳｉＯ_２含有量が５質量％以下であることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の連続鋳造用ノズル。
（４）前記ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１の組成は、０．０３≦ＭｇＯ／ＣａＯ≦３２、０．０５≦Ｃ／（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｃ）≦０．４０、かつＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｃの合計が９０質量％以上であることを特徴とする上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の連続鋳造用ノズル。
ここで、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＣはＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１中の含有量（質量％）を表す。
（５）前記ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物に代えてＣａＯ−Ｃ含有耐火物を用いることを特徴とする上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の連続鋳造用ノズル。
（６）前記ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物に代えてＣａＯ−ＭｇＯ含有耐火物を用いることを特徴とする上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の連続鋳造用ノズル。
（７）底部に浸漬ノズルを有する連続鋳造用タンディッシュであって、該浸漬ノズルとして上記（１）乃至（６）のいずれかに記載の連続鋳造用ノズルを用いてなることを特徴とする連続鋳造用タンディッシュ。
【００１７】
（８）底部に浸漬ノズルを有する連続鋳造用タンディッシュであって、該浸漬ノズルは、ノズル内周面の一部又は全部はＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物からなり、該ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物の組成は、０．０３≦ＭｇＯ／ＣａＯ≦３２、０．０５≦Ｃ／（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｃ）≦０．４０、かつＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｃの合計が９０質量％以上であり、該浸漬ノズルの上端に接して設けられる鋳造用ノズルは、ＳｉＯ_２含有量が５質量％以下のＡｌ_２Ｏ_３＋Ｃ含有耐火物を用いてなることを特徴とする連続鋳造用タンディッシュ。
（９）底部に浸漬ノズルを有する連続鋳造用タンディッシュであって、該浸漬ノズルは、ノズル内周面の一部又は全部はＣａＯ−ＭｇＯ含有耐火物からなり、該ＣａＯ−ＭｇＯ含有耐火物の組成は、０．０３≦ＭｇＯ／ＣａＯ≦３２、かつＣａＯ＋ＭｇＯの合計が９０質量％以上であり、該浸漬ノズルの上端に接して設けられる鋳造用ノズルは、ＳｉＯ_２含有量が５質量％以下のＡｌ_２Ｏ_３＋Ｃ含有耐火物を用いてなることを特徴とする連続鋳造用タンディッシュ。
【００１８】
（１０）上記（７）乃至（９）のいずれかに記載の連続鋳造用タンディッシュを用い、タンディッシュから浸漬ノズルを経由して溶融金属を鋳型内に注入することを特徴とする溶融金属の連続鋳造方法。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下の説明において、浸漬ノズル１の上端２４と接するノズルであって、ストッパー方式のタンディッシュにおける注入ノズル、あるいはスライディングノズル方式のタンディッシュにおける下部ノズル６を、総称して注入ノズル６と称する。
【００２０】
本発明における第１の発明は、ノズル内周面のノズル上端２４を除く一部又は全部はＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１からなり、ノズル内周面のノズル上端部にはノズル外周側を構成する耐火物２１が露出してなることを特徴とする連続鋳造用ノズルである（図１、３）。
【００２１】
ノズル内周面にＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１を有する従来の浸漬ノズルを使用した場合に、浸漬ノズル上端と接触する注入ノズル６の溶損が発生するのは、注入ノズル６がＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１自体と近接して接しているためである。従って、本発明のようにＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１をノズル上端を除く部分に配置しておけば、ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１が注入ノズル６と接触することがないので、注入ノズル６と浸漬ノズル１の接合面２９における耐火物が溶損することがなく、溶融金属流通路８は外気に対して気密性が保たれる。
【００２２】
第１の発明において、図３（ａ）に示すように、ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１をノズル上端を除く部分に配置し、ノズル上端には空隙部２３が存在する形態としても良い。さらに、ノズル外周側を構成する耐火物２２は、図１に示すように、ノズル上端部においてノズル内周面側に内径が狭まってなる内径狭まり部２７を有することとすれば、溶融金属流通路８の内周面に段差が生じることがないので好ましい。ただし、この場合にはノズル内周面を構成するＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１部分を浸漬ノズル１の上方から挿入して形成することができないが、先に成形したＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１を型の中に挿入し、その回りにＡｌ_２Ｏ_３とＣの混合物を詰めてラバープレスで一体成形した上で仮焼成する方法によって、図１に示す形状に成型することが可能である。もちろん、外周側を構成する耐火物２２とＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１とを別々に成形し、図３（ｂ）に示すように外周側を構成する耐火物２２の下端２６からＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１を挿入して組み立てる形態とすることもできる。
【００２３】
本発明においては、ノズル上端付近において、外周側を構成する耐火物２２とＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１との接合面２５が溶融金属流通路８に露出している。この接合面２５において、図４に示すように溶損３０が進行することがある。ただし、このような溶損３０が発生しても、浸漬ノズル１の上端と注入ノズル６との接合面２９は健全に保持されるので、接合面２９を経由して外気が溶融金属流通路８に浸入するトラブルが発生することはない。
【００２４】
第１の発明において、ノズル外周側を構成する耐火物２２がＡｌ_２Ｏ_３＋Ｃ含有耐火物であり、かつＳｉＯ_２含有量が５質量％以下であることとすると好ましい。Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｃ含有耐火物は、高い耐火性を有しており、ノズル外周側を構成する耐火物２１として最も好ましい材質である。さらに、Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｃ含有耐火物中のＳｉＯ_２含有量を５質量％以下とすることにより、該Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｃ含有耐火物とＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物との接合部における低融点物質の形成を最小限とし、該接合部における耐火物の溶損を最小限とすることができる。ＳｉＯ_２含有量は３質量％以下であればより好ましい。
【００２５】
本発明において、ノズル内周面の上端を除く一部又は全部をＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１によって形成することにより、連続鋳造中にノズル内周面にＡｌ_２Ｏ_３をはじめとする析出物が形成されるのを防止している。このＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物の組成は、０．０３≦ＭｇＯ／ＣａＯ≦３２、０．０５≦Ｃ／（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｃ）≦０．４０、かつＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｃの合計が９０質量％以上であると好ましい。
【００２６】
ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物の結晶構造は、ＣａＯ相とＭｇＯ相が混在したものであり、ＣはＣａＯとＭｇＯとが共存する結晶粒の粒子間に板状に充填される形で存在している。ノズル内周面の材質がＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物であるとＡｌ_２Ｏ_３析出物の付着が少ない理由は、溶融金属から析出したＡｌ_２Ｏ_３がノズル内周面に付着したとき、耐火物中のＣａＯ相と付着Ａｌ_２Ｏ_３とが反応して低融点物質を生成し、そのために付着した析出物が再度溶融金属中に浮遊していくためであると考えられる。従って、ノズル内周面を形成する耐火物中にＣａＯ相が存在すれば、析出物付着を防止する能力を有する。ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物中のＭｇＯ／ＣａＯが３２以下であれば、耐火物中に確実にＣａＯ相を存在させることができ、析出物付着防止効果を発揮することができる。ＭｇＯ／ＣａＯ比が低いほどＣａＯ相の存在比率が増大するので、析出物付着防止効果を向上させることができる。ＭｇＯ／ＣａＯ≦１であるとより好ましい。ＭｇＯ／ＣａＯ≦０．７２であるとさらに好ましい。
【００２７】
ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物中のＭｇＯ相は、溶融金属中のＡｌ_２Ｏ_３と比較的融点の高い反応生成物をつくるため、ノズル内面耐火物の溶損を抑制するという機能を有する。この機能を発揮させるためには、ＭｇＯ／ＣａＯ≧０．０３とすることが必要である。ＭｇＯ／ＣａＯ≧０．２であるとより好ましい。ＭｇＯ／ＣａＯ≧０．４２であるとさらに好ましい。
【００２８】
ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物を製造するに際し、耐火物中のＣａＯ−ＭｇＯ源として通常はドロマイトを用いる。ドロマイト中のＣａＣＯ_３とＭｇＣＯ_３の比率が生産地によって異なるので、ドロマイトを用いて製造した耐火物中のＭｇＯ／ＣａＯ比は０．４９〜１の範囲に存在することになる。この範囲であれば上記好ましいＭｇＯ／ＣａＯ比を実現することができる。
【００２９】
ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物中のＣは、Ｃがもつ高熱伝導性により、耐熱スポーリング性に優れるという機能を有する。この機能を発揮させるためには、Ｃ／（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｃ）を０．０５以上とする必要がある。０．１５以上であればより好ましい。ただし、Ｃ含有量が高すぎると、Ｃの酸化による損耗が大きくなるので、Ｃ／（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｃ）≦０．４０とする。Ｃ／（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｃ）≦０．３５であるとより好ましい。
【００３０】
ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物においては、ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｃの合計を９０質量％以上とする。不純物の含有量が１０％超となると、耐火性が低下するとともに、耐火物の主要物質との低融点物質を形成し易くなるため本発明の内孔体としての特性が得られなくなるためである。
【００３１】
ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物の形状としては、連続鋳造用ノズルの外側を構成する耐火物２２と、内周を構成するＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１とを別々に製作し、外側を構成する耐火物２２の内側にＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１を上方から挿入する方法を採用すれば、製作が容易であって好ましい。この場合、連続鋳造用ノズル下端の吐出口９において、図１に示すように溶融金属流通路に外側を構成する耐火物２２が露出するが、もともとこの部分への析出物の付着はそれほど多くなかったので問題とはならない。また、同じ吐出口９において外側を構成する耐火物２２とＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１との接触部が溶融金属流通路に露出する。この接触部における耐火物の溶損は、直接外気の侵入という弊害はもたらさないものの、溶損を最小限とするためには、ノズルの外側を構成する耐火物２２としてＳｉＯ_２含有量５質量％以下のＡｌ_２Ｏ_３＋Ｃ含有耐火物を用いると好ましい。
【００３２】
本発明において、ノズル内周面の一部又は全部において、上記ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物に代えてＣａＯ−Ｃ含有耐火物を用いても良い。ＭｇＯを含有していないので上記ノズル内面耐火物の溶損抑制機能を発揮することはできないが、耐火物のライニング厚みを使用回数にあわせてコントロールできるという理由で十分にノズル内周面としての機能を果たすことができ、さらに優れた析出物付着除去効果を発揮することができる。この場合において、ＣａＯ−Ｃ含有耐火物は０．０５≦Ｃ／（ＣａＯ＋Ｃ）≦０．４０、かつＣａＯ＋Ｃの合計が９０質量％以上の条件を満足すると好ましい。その理由は、上記ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物における理由と同様である。
【００３３】
本発明において、ノズル内周面の一部又は全部において、上記ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物に代えてＣａＯ−ＭｇＯ含有耐火物を用いても良い。
【００３４】
連続鋳造用ノズルの内周面は溶鋼と接触する部分である。Ｃを含有する耐火物においては、耐火物骨材の間にＣが板状に存在する。ノズルの内周面にＣを含有した耐火物を用いると、耐火物中のＣの部分が溶鋼と反応する形で基材の間から溶損されていく。従って、Ｃを含有しない耐火物の方が耐火物の溶損速度が小さくなり、寿命が長くなり、有利になることがある。一方、Ｃを含有しない耐火物は耐スポーリング性が悪化するので、予熱時の昇温速度を小さくするなどの予熱の工夫が必要となる。ノズル内周面にＣａＯ−ＭｇＯ含有耐火物を用い、ノズル外周面にＡｌ_２Ｏ_３＋Ｃ含有耐火物を用いることとすれば、内周面のＣａＯ−ＭｇＯ含有耐火物の内面と外面との温度差が小さくなり、かつ蓄熱効果もあるので、耐スポーリング性をさほど損なわずにノズルを形成することができる。ただし、ノズル内外周の耐火物間で線膨張係数の差が大きく、ノズル外周面を構成するＡｌ_２Ｏ_３＋Ｃ含有耐火物に比較して内周面のＣａＯ−ＭｇＯ含有耐火物の方が予熱時に膨張速度が大きいので、Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｃ含有耐火物との接合部にＣａＯ−ＭｇＯ含有耐火物の膨張を吸収することができるモルタルもしくは接合剤が必要となる。あるいは、外周を構成する耐火物が内周耐火物の膨張を抑制できるように、外周耐火物の厚さを十分に取ることとしても良い。
【００３５】
ノズルの内周面にＣａＯ−ＭｇＯ含有耐火物を用いる場合において、ＣａＯ−ＭｇＯ含有耐火物の組成は、０．０３≦ＭｇＯ／ＣａＯ≦３２、かつＣａＯ＋ＭｇＯの合計が９０質量％以上の条件を満足すると好ましい。その理由は、上記ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物における理由と同様である。また、Ｃを積極的には含有しないが、５％未満の範囲でＣを含有していても構わない。
【００３６】
上記第１の発明を適用した連続鋳造用ノズル１を浸漬ノズルとして採用し、この浸漬ノズルを底部に装着したタンディッシュ２を構成することができる（図２）。このタンディッシュ２を用いて溶融金属の連続鋳造を行えば、連続鋳造中における浸漬ノズル内周面への析出物の付着を防止しつつ、浸漬ノズル上端における耐火物の溶損を防止することができ、溶融金属中への空気の巻き込みを防止し、同一のタンディッシュを用いて長時間にわたる鋳造を行うことが可能になる。
【００３７】
溶融金属の連続鋳造タンディッシュを形成するに際し、浸漬ノズル１はその上部の注入ノズル６に接するように配置される。注入ノズル６の材質として通常はＡｌ_２Ｏ_３＋Ｃ含有耐火物が使用される。従来、該Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｃ含有耐火物中のＳｉＯ_２含有量は１５質量％程度の含有量となっていた。
【００３８】
本発明における第２の発明は、図５に示すように、底部に浸漬ノズル１を有する連続鋳造用タンディッシュ２であって、該浸漬ノズル１は、ノズル内周面の一部又は全部はＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１からなり、該浸漬ノズルの上端に接して設けられる鋳造用ノズル（注入ノズル６）は、ＳｉＯ_２含有量が５質量％以下のＡｌ_２Ｏ_３＋Ｃ含有耐火物を用いてなることを特徴とする連続鋳造用タンディッシュである。
【００３９】
前述したとおり、浸漬ノズルの内周面にＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１を用いた場合において、このＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１と接する注入ノズル６の部分が溶損するのは、主にＡｌ_２Ｏ_３＋Ｃ含有耐火物製注入ノズル中に含有するＳｉＯ_２成分がＣａＯと反応し、低融点物質を生成するためである。上記第２の発明においては、注入ノズル６としてＳｉＯ_２含有量が５質量％以下のＡｌ_２Ｏ_３＋Ｃ含有耐火物を用いることにより、この問題を解決した。注入ノズル６中のＳｉＯ_２含有量を上記範囲とすることにより、低融点物質の生成を減少させることができ、注入ノズル６とＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１との接触面における耐火物溶損を大幅に低減することができる。その結果、浸漬ノズル内周面におけるＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１は従来通り浸漬ノズル上端まで配置されていても、注入ノズル６と浸漬ノズル接触部におけるノズル溶損が低減する。このタンディッシュ１を用い、タンディッシュから浸漬ノズルを経由して溶融金属を鋳型内に注入することを特徴とする溶融金属の連続鋳造を行った場合には、長時間にわたってタンディッシュを使用しても該接合面から溶融金属への空気の巻き込み発生を防止することができる。
【００４０】
第２の発明において、ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物の組成を、０．０３≦ＭｇＯ／ＣａＯ≦３２、０．０５≦Ｃ／（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｃ）≦０．４０、かつＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｃの合計が９０質量％以上とする理由は、前記第１の発明と同様である。また、ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物に代えてＣａＯ−Ｃ含有耐火物を用いてもよい。
【００４１】
第２の発明において、ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物に代えてＣａＯ−ＭｇＯ含有耐火物を用いてもよい。ＣａＯ−ＭｇＯ含有耐火物を用いた場合の特徴、及びＣａＯ−ＭｇＯ含有耐火物の好ましい成分組成は、前記第１の発明と同様である。
【００４２】
本発明の連続鋳造用ノズルを浸漬ノズルとして使用する際に、外周をＡｌ_２Ｏ_３＋Ｃ含有耐火物とした場合には、浸漬ノズルの外周部であってスラグラインに相当する部分には、図６に示すようにスラグによる溶損を防止するためのスラグライン耐火物２８を配置すると好ましい。たとえば、ＺｒＯ_２＋Ｃ系耐火物を用いることができる。
【００４３】
本発明を用いた連続鋳造においては、Ａｌ脱酸鋼を鋳造した場合でも、ノズル内面にＡｌ_２Ｏ_３の付着が見られずノズル絞りが発生しない。そのため、通常浸漬ノズルの内面にＡｌ_２Ｏ_３が付着することを防止することを目的として、浸漬ノズル内面、もしくは上ノズルよりＡｒガス等の不活性ガスを吹き込む必然性が無くなる。従って、要求される鋳片の品質水準に応じて任意に不活性ガス流量を削減可能となり、ピンホールの少ない鋳片の製造が可能となり、表面品質に優れた板材の製造が可能となる。
【００４４】
上記本発明の連続鋳造用ノズルは、タンディッシュに接続する浸漬ノズルとして使用したときに最も優れた効果を発揮するが、この用途に限定されるものではなく、たとえば取鍋に接続して溶融金属をタンディッシュに注入する際の連続鋳造用ノズルとして使用しても同様に効果を発揮することができる。
【００４５】
【発明の効果】
連続鋳造用ノズルの内周面にＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物を採用してノズル内周面への析出物の付着を防止するに際し、本発明を適用することにより、連続鋳造用ノズルとその上部の耐火物との接合面における溶損を防止することができ、耐火物の寿命を延ばすことができる。そのため、普通鋼の連続鋳造においてもＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物を十分に使用することが可能になり、ノズルつまりのない鋳造を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の連続鋳造用ノズルを示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）はＣ−Ｃ矢視図、（ｄ）はＤ−Ｄ矢視断面図、（ｅ）はＥ−Ｅ矢視断面図である。
【図２】本発明の連続鋳造用ノズルを浸漬ノズルとして装着したタンディッシュを示す部分断面図である。
【図３】本発明の連続鋳造用ノズルの部分断面図である。
【図４】本発明の連続鋳造用ノズルの部分断面図である。
【図５】本発明の連続鋳造用ノズルを浸漬ノズルとして装着したタンディッシュを示す部分断面図である。
【図６】本発明の連続鋳造用ノズルの断面図である。
【図７】従来の連続鋳造用ノズルを浸漬ノズルとしてタンディッシュに装着した状況を示す部分断面図である。
【図８】従来の連続鋳造用ノズルと注入ノズルとの接触面における溶損発生状況を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１　連続鋳造用ノズル（浸漬ノズル）
２　タンディッシュ
３　注入ノズル
４　上部ノズル
５　スライディングプレート
６　下部ノズル（注入ノズル）
７　ストッパー
８　溶融金属流通路
９　吐出口
１０　溶融金属
１１　鋳型
２１　ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物
２２　外側を構成する耐火物
２３　空隙
２４　上端
２５　接合面
２６　下端
２７　内径狭まり部
２８　スラグライン耐火物
２９　接合面
３０　溶損

Claims

ノズル内周面のノズル上端を除く一部又は全部はＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物からなり、
ノズル内周面のノズル上端部にはノズル外周側を構成する耐火物が露出してなることを特徴とする連続鋳造用ノズル。
ノズル外周側を構成する耐火物は、ノズル上端部においてノズル内周面側に内径が狭まってなることを特徴とする請求項１に記載の連続鋳造用ノズル。
ノズル外周側を構成する耐火物はＡｌ_２Ｏ_３＋Ｃ含有耐火物であり、かつＳｉＯ_２含有量が５質量％以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の連続鋳造用ノズル。
前記ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物の組成は、０．０３≦ＭｇＯ／ＣａＯ≦３２、０．０５≦Ｃ／（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｃ）≦０．４０、かつＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｃの合計が９０質量％以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の連続鋳造用ノズル。
前記ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物に代えてＣａＯ−Ｃ含有耐火物を用いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の連続鋳造用ノズル。
前記ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物に代えてＣａＯ−ＭｇＯ含有耐火物を用いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の連続鋳造用ノズル。
底部に浸漬ノズルを有する連続鋳造用タンディッシュであって、該浸漬ノズルとして請求項１乃至６のいずれかに記載の連続鋳造用ノズルを用いてなることを特徴とする連続鋳造用タンディッシュ。
底部に浸漬ノズルを有する連続鋳造用タンディッシュであって、該浸漬ノズルは、ノズル内周面の一部又は全部はＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物からなり、該ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物の組成は、０．０３≦ＭｇＯ／ＣａＯ≦３２、０．０５≦Ｃ／（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｃ）≦０．４０、かつＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｃの合計が９０質量％以上であり、該浸漬ノズルの上端に接して設けられる鋳造用ノズルは、ＳｉＯ_２含有量が５質量％以下のＡｌ_２Ｏ_３＋Ｃ含有耐火物を用いてなることを特徴とする連続鋳造用タンディッシュ。
底部に浸漬ノズルを有する連続鋳造用タンディッシュであって、該浸漬ノズルは、ノズル内周面の一部又は全部はＣａＯ−ＭｇＯ含有耐火物からなり、該ＣａＯ−ＭｇＯ含有耐火物の組成は、０．０３≦ＭｇＯ／ＣａＯ≦３２、かつＣａＯ＋ＭｇＯの合計が９０質量％以上であり、該浸漬ノズルの上端に接して設けられる鋳造用ノズルは、ＳｉＯ_２含有量が５質量％以下のＡｌ_２Ｏ_３＋Ｃ含有耐火物を用いてなることを特徴とする連続鋳造用タンディッシュ。
請求項７乃至９のいずれかに記載の連続鋳造用タンディッシュを用い、タンディッシュから浸漬ノズルを経由して溶融金属を鋳型内に注入することを特徴とする溶融金属の連続鋳造方法。