JP2005144462A - 連続鋳造用浸漬ノズル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、耐スポーリング性を維持すると共に、スラグライン部の耐食性が大幅に向上した浸漬ノズル及びその製造方法を提供することにある。
【解決手段】本発明の連続鋳造用浸漬ノズルは、少なくともノズル本体及びスラグライン部から構成される連続鋳造用浸漬ノズルにおいて、スラグライン部がＭｇＯ：０．５〜１０質量％、ＺｒＯ_２：６０〜９６．５質量％、ＣａＯ、Ｙ_２Ｏ_３及びＣｅＯ_２の合計量：０〜１０質量％及びＣ：３〜３０質量％の化学組成を有するＺｒＯ_２−ＭｇＯ−Ｃ質耐火材料からなることを特徴とする。また、本発明の連続鋳造用浸漬ノズルは、スラグライン部を構成するＺｒＯ_２−ＭｇＯ−Ｃ質耐火材料が少なくともＭｇＯ含有原料、ＺｒＯ_２含有原料及びＣ含有原料から構成され、前記ＭｇＯ含有原料及び／またはＺｒＯ_２含有原料の一部または全量として、ＭｇＯ含有ＺｒＯ_２原料を使用することを特徴として製造することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、連続鋳造用浸漬ノズル及びその製造方法に関する。

鋼の連続鋳造に用いられる浸漬ノズルにおいて、溶融したモールドパウダー（スラグ）と接するスラグライン部が特に溶損し易いことが知られている。この溶損に起因して、浸漬ノズルの使用寿命が制限され、長時間の鋳造ができなくなるケースが多い。

現在、ノズル本体がＡｌ_２Ｏ_３−黒鉛質耐火材料、スラグライン部がＺｒＯ_２−黒鉛質耐火材料から構成される連続鋳造用浸漬ノズルが広く使用されている。スラグライン部にＺｒＯ_２を含む耐火材料を使用する主な理由は、ＺｒＯ_２がＡｌ_２Ｏ_３やＭｇＯなどの他の酸化物骨材に比べて、スラグに対する耐食性が顕著に良いところにある。また、黒鉛を含有させる主な理由は、黒鉛とスラグの濡れ性が悪く、黒鉛がスラグの耐火材料内部への浸透を抑制すること、及び浸漬ノズルの耐スポーリング性を確保することにある。

スラグライン部を構成するＺｒＯ_２−黒鉛質耐火材料に使用されるＺｒＯ_２原料には、通常４％程度のＣａＯが添加された電融ＣａＯ安定化ＺｒＯ_２原料が使用されている。これは、純粋なＺｒＯ_２が高温で相転移して体積収縮するため、ＣａＯなどの安定化剤を添加して高温での体積変化を抑制した安定化ＺｒＯ_２原料を使用する方が、高温での体積安定性に優れた耐火材料が得られるためである。

ＺｒＯ_２の安定化剤としては、ＣａＯ以外にＹ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２やＭｇＯなどが知られているが、Ｙ_２Ｏ_３及びＣｅＯ_２安定化品は高価であること、ＭｇＯ安定化品は脱安定化し易いことから、ＣａＯ安定化品が一般に使用されている。

ＺｒＯ_２−黒鉛質耐火材料の耐食性をより高めるため、特許文献１には、骨材が実質的にＣａＯ含有ジルコニア及び黒鉛から構成される連続鋳造用耐火物において、粗粒ジルコニアが、マトリックス部分に分散した粒子径５０μｍ以下の微粉ジルコニアの平均ＣａＯ含有量を超えるＣａＯを含有する高ＣａＯ含有微粉ジルコニアによって被覆されていることを特徴とする連続鋳造用耐火物が開示されている。

また、特許文献２には、シリカ含有量が０．３０重量％（質量％）以下であるＣａＯ安定化ジルコニア原料５０〜９０重量％（質量％）、バデライト原料０〜３０重量％（質量％）、ただしＣａＯ安定化ジルコニア原料とバデライト原料の合計量６０〜９０重量％（質量％）、及び黒鉛原料１０〜３５重量％（質量％）含有してなるジルコニア・グラファイト材料を、連続鋳造用浸漬ノズルの溶融モールドパウダーと接触する部位に配設することを特徴とする連続鋳造用浸漬ノズルが開示されている。

特開２００２−６８８３３号公報 特許請求の範囲 特開平８−１２９３号公報 特許請求の範囲

しかしながら、後述するように、ＺｒＯ_２−黒鉛質耐火材料の耐食性を大幅に上げるためは、上記の先行技術では不充分であり、更なる改善が必要となる。例えば、黒鉛の配合量を少なくし、ＺｒＯ_２量を増やすことは耐食性の向上に効果的であるが、耐スポーリング性が低下するため、黒鉛の減量には予熱条件に応じた限界がある。

従って、本発明の目的は、耐スポーリング性を維持すると共に、スラグライン部の耐食性が大幅に向上した浸漬ノズル及びその製造方法を提供することにある。

即ち、本発明の連続鋳造用浸漬ノズルは、少なくともノズル本体及びスラグライン部から構成される連続鋳造用浸漬ノズルにおいて、スラグライン部がＭｇＯ：０．５〜１０質量％、ＺｒＯ_２：６０〜９６．５質量％、ＣａＯ、Ｙ_２Ｏ_３及びＣｅＯ_２の合計量：０〜１０質量％及びＣ：３〜３０質量％の化学組成を有するＺｒＯ_２−ＭｇＯ−Ｃ質耐火材料からなることを特徴とする。

また、本発明の連続鋳造用浸漬ノズルは、前記ＺｒＯ_２−ＭｇＯ−Ｃ質耐火材料が、その他の成分としてＺｒ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｗ、Ｔａ、Ｌａ、Ｈｆ、Ｔｈ、Ｃｅ、Ｍｏ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｓｒ、Ｂｅ、Ｌｉ、Ｙ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｂ及びＰｂからなる群から選択される１種または２種以上の酸化物、窒化物、炭化物、硫化物、ほう化物、塩化物、フッ化物、金属及び／または合金を含有してなることを特徴とする。

更に、本発明の連続鋳造用浸漬ノズルは、その他の成分の合計量は、１０質量％以下であることをとする。

また、本発明の連続鋳造用浸漬ノズルは、スラグライン部を構成するＺｒＯ_２−ＭｇＯ−Ｃ質耐火材料が少なくともＭｇＯ含有原料、ＺｒＯ_２含有原料及びＣ含有原料から構成され、前記ＭｇＯ含有原料及び／またはＺｒＯ_２含有原料の一部または全量として、ＭｇＯ含有ＺｒＯ_２原料を使用することを特徴として製造することができる。

更に、本発明の連続鋳造用浸漬ノズルの製造方法は、ＭｇＯ含有ＺｒＯ_２原料が、ＭｇＯの含有量０．５〜１０質量％の範囲内にあることを特徴とする。

また、本発明の連続鋳造用浸漬ノズルの製造方法は、粒度が０．１ｍｍ以上のＺｒＯ_２含有原料を５〜８０質量％使用し、且つ粒度が０．１ｍｍ以上のＺｒＯ_２含有原料中のＭｇＯ含有ＺｒＯ_２原料が２０質量％以上であることを特徴とする。

本発明の連続鋳造用浸漬ノズルを使用することによって、鋼の連続鋳造における浸漬ノズルのスラグライン部の溶損が大幅に抑制され、長時間にわたる連続鋳造が可能となるという効果を奏する。

本発明者らは、連続鋳造におけるＺｒＯ_２−黒鉛質耐火材料の溶損が、スラグと接した部位の中でも、特に溶鋼とスラグの界面付近において先行して起こることに注目し、損傷メカニズムについて研究を行った。その結果、従来から考えられていたようなＺｒＯ_２骨材の脱安定化とスラグへの溶解現象以上に、ＺｒＯ_２−黒鉛質耐火材料への溶鋼の浸透が耐食性に大きく影響していることを見出した。
即ち、高温でのＺｒＯ_２−黒鉛質耐火材料の内部において、ＺｒＯ_２粒と黒鉛が反応し、ＺｒＯ_２粒の周囲にＺｒＣコンティング層が生じる：

生成したＺｒＣは、溶鋼との濡れ性が良いため、溶鋼がＺｒＣの表面に沿って耐火材料の内部へ浸透する。浸透した溶鋼は、直ちに黒鉛を溶解して耐火材料の表面に深い脱炭層を生じる。この脱炭層では、ＺｒＯ_２粒子間の結合が弱く、多孔質な組織を持つため、溶鋼流により摩耗され、溶鋼に流失され易い。また、溶鋼／スラグ界面の上下振動により、脱炭層の溶鋼流により摩耗されていない部分がスラグと接すると、スラグ流により摩耗されたり、スラグに溶解したりする。これらによって、ＺｒＯ_２−黒鉛質耐火材料が損傷する。

上記の反応機構に基づき、本発明者らは、ＺｒＯ_２粒と黒鉛の反応によるＺｒＣ生成を抑制することで、ＺｒＯ_２−黒鉛質耐火材料の耐食性を向上させる方法を検討した。反応（１）は、ＺｒＯ_２−黒鉛質耐火材料中のＣＯガス分圧に依存し、ＣＯガス分圧が小さい程起こり易く、逆に、ＣＯガス分圧が大きい程起こり難くなる。ＺｒＯ_２−黒鉛質耐火材料にＭｇＯを含有させると、少量の黒鉛が優先的にＭｇＯと反応（２）を起こしてＺｒＯ_２−黒鉛質耐火材料中のＣＯガス分圧を大きくする：

その結果、反応（１）が起こり難く、従って、ＺｒＣも生成し難くなる。

また、反応（２）で生じたＭｇ（ガス）は、溶鋼／耐火材料の界面へ拡散し、溶鋼中の酸素と反応して、耐火材料の表面付近における気孔にＭｇＯを生成させる。ＭｇＯの生成によって、ＺｒＯ_２−黒鉛質耐火材料の組織が緻密となるため、内部のＣＯガスが外部へ拡散し難くなり、それによって高いＣＯガス分圧を維持することができる。この機構によっても、ＺｒＣが生成し難くなる。

一方、反応（１）によるＺｒＣの生成量は、溶鋼中の炭素濃度（％Ｃ）にも依存する。溶鋼中の（％Ｃ）が低い程、ＺｒＯ_２−黒鉛質耐火材料中でのＺｒＣ生成量も多くなる。高炭素鋼［（％Ｃ）０．２０以上］及び中炭素鋼［（％Ｃ）０．０８〜０．２０］の場合に比べて、低炭素鋼［（Ｃ％）０．０８以下］及び極低炭素鋼［（％Ｃ）０．０１以下］の場合はＺｒＣの生成量が特に多い。これは、低炭素鋼及び極低炭素鋼中の炭素濃度は低く、これらの鋼種と接しているＺｒＯ_２−黒鉛質耐火材料中のＣＯガス分圧が小さくなり、反応（１）が右方向へ進行し易いためである。従って、低炭素鋼及び極低炭素鋼を鋳造する場合には、ＺｒＯ_２−黒鉛質耐火材料にＭｇＯを含有させる効果は、高炭素鋼及び中炭素鋼を鋳造する場合に比べて更に大きくなる。

以上の研究結果から、本発明者らは、連続鋳造用浸漬ノズルのスラグライン部のＺｒＯ_２−黒鉛質耐火材料の耐食性を上げるためには、ＺｒＣの生成を防止することが必要であり、そのため、ＺｒＯ_２−黒鉛質耐火材料にＭｇＯを含有させることが有効であるとの知見に基づき、本発明の連続鋳造用浸漬ノズル及びその製造方法を開発したものである。

本発明の連続鋳造用浸漬ノズルは、少なくともノズル本体及びスラグライン部から構成されるものであり、所望により、溶鋼と接する部位を更に他の耐火材料で構成した公知、慣用の構成のものである。ここで、ノズル本体の耐火材料は特に限定されるものではなく、例えばＡｌ_２Ｏ_３−Ｃ質耐火材質、Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２−Ｃ質耐火材質のような慣用の材質を使用することができる。

このような構成を有する連続鋳造用浸漬ノズルの耐スポーリング性を維持しながら耐食性を向上させるために、スラグライン部の耐火材料として、ＭｇＯ：０．５〜１０質量％、ＺｒＯ_２：６０〜９６．５質量％、ＣａＯ、Ｙ_２Ｏ_３及びＣｅＯ_２の合計量：０〜１０質量％及びＣ：３〜３０質量％の化学組成を有するＺｒＯ_２−ＭｇＯ−Ｃ質耐火材料を使用することが本発明の特徴である。

上記ＺｒＯ_２−ＭｇＯ−Ｃ質耐火材料には、３〜３０質量％のＣの含有量を必要とする。Ｃ含有量が３質量％未満であると、連続鋳造用浸漬ノズルのスラグライン部の耐スポーリング性が不足し、更に、スラグライン部へのスラグ浸透を抑制できず、耐食性も低下するために好ましくない。また、Ｃ含有量が３０質量％を超えると、Ｃ含有量が多くなり過ぎ、Ｃは溶鋼に溶解し易いため、スラグライン部の耐食性が低下する。なお、より好ましいＣ含有量は、５〜２０質量％の範囲内である。なお、Ｃ含有量を構成する成分としては、通常黒鉛が使用されるが、黒鉛の全量または一部を非結晶質カーボン（カーボンブラック）、ピッチなどの他のカーボン原料に置換しても良い。

上記のＣ含有量において、ＺｒＯ_２−ＭｇＯ−Ｃ質耐火材料中でＺｒＣ生成を抑制するためのＣＯガスを発生させるためには、０．５質量％以上のＭｇＯ含有量を必要とする。ＭｇＯ含有量が０．５質量％未満であると、前述したＺｒＣ生成を抑制するＭｇＯの効果が小さく、ＺｒＣ生成量が多いため、充分な耐食性が得られないために好ましくない。一方、３〜３０質量％のＣ含有量を有する条件下で、ＭｇＯ含有量が１０質量％を超えると、ＭｇＯの揮発によって内部が多孔質の組織となり、強度不足により耐スポーリング性が低下するために好ましくない。なお、ＭｇＯ含有量は好ましくは１〜７質量％であり、更に好ましくは２〜５質量％の範囲内である。

更に、スラグライン部を構成するＺｒＯ_２−ＭｇＯ−Ｃ質耐火材料のＺｒＯ_２含有量が６０質量％未満であると、ＺｒＯ_２含有量が少な過ぎてスラグライン部の耐食性が低下するために好ましくない。また、ＺｒＯ_２含有量が９６．５質量％を超えると、連続鋳造用浸漬ノズルのスラグライン部に必要とされる耐スポーリング性を確保することができないために好ましくない。ＺｒＯ_２含有量は、より好ましくは７０〜９３質量％の範囲内である。

また、スラグライン部を構成するＺｒＯ_２−ＭｇＯ−Ｃ質耐火材料は、ＣａＯ、Ｙ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２等のＺｒＯ_２を安定化するため用いられるＺｒＯ_２原料に起因する成分を含有することがある。なお、これら成分の合計量は、０〜１０質量％、好ましくは０〜５質量％の範囲内である。即ち、これらの成分は不在であっても、１０質量％以下の量で存在していても良い。なお、これらの成分の合計量が１０質量％を超えると、ＭｇＯの添加効果が小さくなるために好ましくない。

更に、スラグライン部を構成するＺｒＯ_２−ＭｇＯ−Ｃ質耐火材料は、その他の成分としてＺｒ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｗ、Ｔａ、Ｌａ、Ｈｆ、Ｔｈ、Ｃｅ、Ｍｏ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｓｒ、Ｂｅ、Ｌｉ、Ｙ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｂ、Ｐｂなどの元素の酸化物、窒化物、炭化物、硫化物、ほう化物、塩化物、フッ化物や金属（または合金）などの中の１種または２種以上を含有することができる。なお、その他の成分を含有する場合、その含有量は、１０質量％以下である。その他の成分の含有量が１０質量％を超えると、ＺｒＯ_２−ＭｇＯ−Ｃ質耐火材料の耐食性を低下させる恐れがあるために好ましくない。なお、耐火材料中で形成されるＺｒＣは、上述のように耐火材料に悪影響を及ぼすが、添加物としてＺｒＯ_２−ＭｇＯ−Ｃ質耐火材料に最初から存在するＺｒＣは、ＺｒＯ_２と黒鉛の反応により生成したＺｒＣの分布（ＺｒＯ_２粒子の表面のＺｒＣコーティング層）とは異なるので、溶鋼の浸透を促進するような悪影響を及ぼすことはない。

その他の成分の適用例として、例えばスラグライン部、即ち、ＺｒＯ_２−ＭｇＯ−黒鉛質耐火材料が強度や耐酸化性を必要とする使用条件に曝される場合には、Ｂ_４Ｃ、ＳｉＣや金属Ｓｉ等を含有させることができる。また、連続鋳造用浸漬ノズルが無予熱で使用されるなど耐スポーリング性が特に必要とされる使用条件では、溶融シリカやジルコニア・ムライトなどの低膨張成分を含有させることもできる。

次に、本発明の連続鋳造用浸漬ノズルの製造方法について説明する。
本発明の連続鋳造用浸漬ノズルを製造するに際して、スラグライン部を構成するＺｒＯ_２−ＭｇＯ−Ｃ質耐火材料のＭｇＯ原料としては、ＭｇＯ単体原料を使用することができ、また、スピネルやドロマイトなどのＭｇＯ含有原料を使用することもできる。なお、ＭｇＯ成分を、ＭｇＯ安定化ＺｒＯ_２原料などのＭｇＯ含有ＺｒＯ_２原料として使用することがより望ましい。これは、ＺｒＯ_２粒中ＭｇＯと黒鉛が反応（２）を起こして、ＺｒＯ_２の周りにＺｒＣがより生成し難いためである。なお、ＭｇＯ含有ＺｒＯ_２原料のＭｇＯ含有量は、０．５〜１０質量％、好ましくは２〜８質量％の範囲内である。ＭｇＯ含有量が０．５質量％未満であると、ＺｒＣ生成を抑制するＭｇＯの効果が不充分になるために好ましくなく、また、ＭｇＯ含有量が１０質量％を超えると、ＺｒＯ_２粒中のＭｇＯと黒鉛の反応が激しくなり、ＺｒＯ_２粒が崩壊してしまうことがあるために好ましくない。

また、ＺｒＯ_２−ＭｇＯ−Ｃ質耐火材料に使用されるＺｒＯ_２原料は、ＭｇＯの他、ＣａＯ、Ｙ_２Ｏ_３やＣｅＯ_２などのＺｒＯ_２中に固溶する安定化成分を含有していても良く、ＭｇＯ含有ＺｒＯ_２原料と他のＺｒＯ_２原料を併用しても良い。なお、ＭｇＯ含有ＺｒＯ_２原料中にＣａＯ、Ｙ_２Ｏ_３やＣｅＯ_２などの安定化成分が同時に含まれる場合には、それらの合計量が７質量％以下であることが好ましく、より好ましくは５質量％以下である。それらの合計量が７質量％を超えると、ＺｒＣ生成を抑制するＭｇＯの効果が充分に発揮できない恐れがあるために好ましくない。

本発明の連続鋳造用浸漬ノズルにおいて、スラグライン部を構成するＺｒＯ_２−ＭｇＯ−Ｃ質耐火材料の効果を充分に発揮させるためには、ＺｒＯ_２原料の粒度構成も重要となる。粒度が０．１ｍｍ以上のＺｒＯ_２原料の配合量が５〜８０質量％であることが好ましく、より好ましくは１５〜７０質量％の範囲内である。粒度が０．１ｍｍ以上のＺｒＯ_２原料の配合量が５質量％未満であると、全体の粒度が小さく、ＺｒＯ_２粒の表面積が大き過ぎるため、ＺｒＯ_２粒中のＭｇＯと黒鉛の反応が激しく、組織が脆化し、耐食性が低下するために好ましくない。また、粒度が０．１ｍｍ以上のＺｒＯ_２原料の配合量が８０質量％を超えると、全体の粒度が大き過ぎて、ＺｒＯ_２−ＭｇＯ−Ｃ質耐火材料の成形性が悪化するために好ましくない。

なお、粒度が０．１ｍｍ以上のＺｒＯ_２原料の２０質量％以上、より好ましくは２５質量％以上は、ＭｇＯ含有ＺｒＯ_２原料であることが好ましい。ＭｇＯ含有ＺｒＯ_２原料の量が粒度が０．１ｍｍ以上のＺｒＯ_２原料の２０質量％未満であると、全体のＭｇＯ含有量を保持するため、粒度が０．１ｍｍ未満の小さなＺｒＯ_２粒中のＭｇＯ含有量を増やさなければならず、小さなＺｒＯ_２粒は表面積が大きいため、その粒中のＭｇＯ含有量を増やすと、ＭｇＯと黒鉛の反応が激し過ぎて、組織が脆化し、耐食性が低下する恐れがあるために好ましくない。

粒度が０．１ｍｍ以上のＺｒＯ_２原料が鋳造時に溶鋼中に混入すると、大型介在物となり、鋳片欠陥や鋳片割れを生じる原因となる場合がある。ＭｇＯ含有ＺｒＯ_２原料は、通常ＺｒＯ_２原料として耐火材料等に使用されているＣａＯ安定化ＺｒＯ_２原料よりも溶鋼中で粒が崩壊し易いため、大型介在物を生じ難い。従って、ＭｇＯ含有ＺｒＯ_２原料を用いて他のＺｒＯ_２原料の比率を少なくすることは、鋳片品質の向上のためにも効果的である。

また、その他の物質としては、Ｚｒ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｗ、Ｔａ、Ｌａ、Ｈｆ、Ｔｈ、Ｃｅ、Ｍｏ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｓｒ、Ｂｅ、Ｌｉ、Ｙ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｂ、Ｐｂなどの元素の酸化物、窒化物、炭化物、硫化物、ほう化物、塩化物、フッ化物や金属（または合金）などの中の１種または２種以上を適宜配合することもできる。

また、ＺｒＯ_２−ＭｇＯ−Ｃ質耐火材料の製造時に必要なバインダーとしては、フェノール樹脂や多糖類などのような有機バインダー及び、セメントや珪酸塩、リン酸塩のような無機バインダーの中の１種または２種以上を使用することができる。

なお、連続鋳造用浸漬ノズル成形時には、所定の配合を有するＺｒＯ_２−ＭｇＯ−Ｃ質耐火材料の練土を浸漬ノズルのスラグライン部に対応する枠の所定部位に充填し、ノズル本体を構成する他の耐火材料の練土を枠の他の部位に充填した後、同時に加圧成形する同時成形法を使用することができる。また、予め製作されたノズル本体に、ＺｒＯ_２−ＭｇＯ−Ｃ質耐火材料の練土を後から充填する２段階成形法を使用することもできる。

ノズル本体の材質としては、従来から慣用のＡｌ_２Ｏ_３−黒鉛質耐火材料、例えばＡｌ_２Ｏ_３：３０〜９０質量％、ＳｉＯ_２：０〜３５質量％、黒鉛：１０〜３５質量％の耐火材料を使用することができる。

連続鋳造用浸漬ノズルを所定の形状に成形後、酸化防止のため、窒素、アルゴンまたはＣＯなどの非酸化の焼成雰囲気中で焼成する。なお、連続鋳造用浸漬ノズル中の揮発物質を充分に揮発させるため、焼成温度は、５００〜１３００℃、好ましくは８００〜１１００℃の範囲内である。焼成温度が５００℃未満であると、強度不足のために好ましくなく、また、１３００℃を超えると、強度低下のために好ましくない。

本発明の連続鋳造用浸漬ノズルを用いて実機による連続鋳造を実施した。
本発明品の連続鋳造用浸漬ノズルの配材パターンを図１に、比較品のノズルの配材パターンを図２にそれぞれ示す。本発明品の連続鋳造用浸漬ノズルは、Ａｌ_２Ｏ_３−黒鉛質耐火材料（Ａｌ_２Ｏ_３：５８質量％、ＳｉＯ_２：１５質量％、黒鉛：２６質量％）よりなるノズル本体（２）及び以下の表に記載のＺｒＯ_２−ＭｇＯ−Ｃ質耐火材料よりなるスラグライン部（１）から構成されるものであった。また、比較品のノズルは、Ａｌ_２Ｏ_３−黒鉛質耐火材料（Ａｌ_２Ｏ_３：５８質量％、ＳｉＯ_２：１５質量％、黒鉛：２６質量％）よりなるノズル本体（２）及び以下の表に記載の比較質耐火材料よりなるスラグライン部（３）から構成されるものであった。

表中のＺｒＯ_２−ＭｇＯ−Ｃ質耐火材料において、ＭｇＯ成分は、工業的不可避の不純物を除き、全てＺｒＯ_２原料に含有されているＭｇＯに由来したものである。ＺｒＯ_２原料に含有されているＭｇＯは、２〜８質量％の範囲である。粒度が０．１ｍｍ以上のＺｒＯ_２原料が６５質量％であり、その全てはＭｇＯ含有ＺｒＯ_２原料である。黒鉛原料には鱗状黒鉛を使用し、粒度が０．２ｍｍ以下、純度は９５質量％以上品である。浸漬ノズルは同時成形法で成形され、１０００℃の窒素（非酸化）雰囲気中で約８時間焼成した。ＺｒＯ_２−ＭｇＯ−Ｃ質耐火材料の気孔率は１６〜１８％の範囲内であった。なお、バインダーとして全品フェノール樹脂を外掛で８質量％添加した。

得られた本発明品の連続鋳造用浸漬ノズル及び比較品のノズルを用いて、極低炭素鋼（Ｃ：０．０００５〜０．００５質量％、Ｓｉ：０．０５〜０．２質量％、Ｍｎ：０．２〜１．０質量％、Ｐ：０．００５〜０．０１質量％、Ｓ：０．００５〜０．０２質量％、Ｔｉ：０．０１〜０．０４質量％、Ａｌ：０．０２〜０．０７質量％）の鋳造に１００〜５００分使用した。各使用後、浸漬ノズルのスラグライン部の溶損量を測定し、溶損速度指数を求めた。溶損速度指数が大きい方が溶損量が大きく、耐食性が低いことを示す。各浸漬ノズルについて、スラグライン部の溶損指数及び亀裂発生状況を上記表に併記した。

本発明の連続鋳造用浸漬ノズルは、各種鋼の連続鋳造用の浸漬ノズルに適用することができる。

本発明品の連続鋳造用浸漬ノズルの配材パターンを示す図である。 比較品のノズルの配材パターンを示す図である。

符号の説明

１ ＺｒＯ_２−ＭｇＯ−Ｃ質耐火材料よりなるスラグライン部
２ ノズル本体
３ 比較用耐火材料よりなるスラグライン部

Claims (6)

1. 少なくともノズル本体及びスラグライン部から構成される連続鋳造用浸漬ノズルにおいて、スラグライン部がＭｇＯ：０．５〜１０質量％、ＺｒＯ_２：６０〜９６．５質量％，ＣａＯ、Ｙ_２Ｏ_３及びＣｅＯ_２の合計量：０〜１０質量％及びＣ：３〜３０質量％の化学組成を有するＺｒＯ_２−ＭｇＯ−Ｃ質耐火材料からなることを特徴とする連続鋳造用浸漬ノズル。
2. ＺｒＯ_２−ＭｇＯ−Ｃ質耐火材料は、その他の成分としてＺｒ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｗ、Ｔａ、Ｌａ、Ｈｆ、Ｔｈ、Ｃｅ、Ｍｏ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｓｒ、Ｂｅ、Ｌｉ、Ｙ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｂ及びＰｂからなる群から選択される１種または２種以上の酸化物、窒化物、炭化物、硫化物、ほう化物、塩化物、フッ化物、金属及び／または合金を含有してなる、請求項１記載の連続鋳造用浸漬ノズル。
3. その他の成分の合計量は、１０質量％以下である、請求項２項記載の連続鋳造用浸漬ノズル。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項記載の連続鋳造用浸漬ノズルの製造方法において、スラグライン部を構成するＺｒＯ_２−ＭｇＯ−Ｃ質耐火材料が少なくともＭｇＯ含有原料、ＺｒＯ_２含有原料及びＣ含有原料から構成され、前記ＭｇＯ含有原料及び／またはＺｒＯ_２含有原料の一部または全量として、ＭｇＯ含有ＺｒＯ_２原料を使用することを特徴とする連続鋳造用浸漬ノズルの製造方法。
5. ＭｇＯ含有ＺｒＯ_２原料は、ＭｇＯの含有量が０．５〜１０質量％の範囲内にある、請求項４記載の連続鋳造用浸漬ノズルの製造方法。
6. 粒度が０．１ｍｍ以上のＺｒＯ_２含有原料を５〜８０質量％使用し、且つ粒度が０．１ｍｍ以上のＺｒＯ_２含有原料中のＭｇＯ含有ＺｒＯ_２原料が２０質量％以上である、請求項４または５記載の連続鋳造用浸漬ノズルの製造方法。

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