JP2006068798A - Nozzle for continuous casting having inner hole body - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、溶融金属の連続鋳造において使用される内孔体を有する連続鋳造用ノズル、特にドロマイト質内孔体を設けたアルミナカーボン質連続鋳造用ノズルに関する。 The present invention relates to a continuous casting nozzle having an inner hole body used in continuous casting of molten metal, and more particularly to an alumina carbonaceous continuous casting nozzle provided with a dolomite inner hole body.
例えば浸漬ノズルは、溶融金属の連続鋳造において、タンディッシュとモールド間に使用されているが、この浸漬ノズルは、アルミキルド鋼のようにアルミナ等の介在物を含有する溶鋼の鋳造に使用する場合は、溶鋼中のアルミナ介在物等が内孔に付着して詰まる問題がある。尚、ここで言う内孔には吐出口を含む。 For example, an immersion nozzle is used between a tundish and a mold in continuous casting of molten metal, but this immersion nozzle is used when casting molten steel containing inclusions such as alumina such as aluminum killed steel. There is a problem that alumina inclusions in the molten steel adhere to the inner hole and become clogged. The inner hole referred to here includes a discharge port.
この対策としては、内孔にガスを吹き込んだり、あるいは内孔表面にアルミナ等が付着しにくい難付着性材質を配置したりする手段が採られている。この中で、アルミナ等が付着しにくい難付着性材質としては、ドロマイト、ライム、あるいはカルシウムジルコネート等のようにCaOを含有する材質が挙げられる。このCaO含有材質によれば、内孔表面において、鋼中のAl2O3がCaOと反応して低融点化合物を生成し溶鋼流とともに流出するために詰りが発生しにくいとされている。 As measures against this, a means is adopted in which a gas is blown into the inner hole, or a hard-to-adhere material that hardly adheres alumina or the like is disposed on the surface of the inner hole. Among these, materials that hardly adhere to alumina or the like include materials containing CaO such as dolomite, lime, or calcium zirconate. According to the CaO-containing material, Al 2 O 3 in the steel reacts with CaO to form a low melting point compound and flows out together with the molten steel flow on the inner hole surface, so that clogging hardly occurs.
このCaO含有材質を内孔へ配置する方法としては、成形時に一体成形する方法、内孔表面に流し込み成形する方法、あるいは別に円筒状の内孔体を製造しておきモルタル等を介して内孔へ装着する方法等が知られている。 The CaO-containing material can be disposed in the inner hole by a method of forming the piece integrally at the time of molding, a method of casting by pouring the surface of the inner hole, or by separately producing a cylindrical inner hole body and passing the inner hole through a mortar or the like. There are known methods for attaching to the camera.
特に、浸漬ノズルの内孔へドロマイト質内孔体を配置する場合には、内孔体の熱膨張が浸漬ノズル本体より大きくなるために、モルタルのみでは熱膨張を吸収できず内孔体の熱膨張によって浸漬ノズル本体を押し割る問題あるいは内孔体が破損する問題がある。一般的な浸漬ノズル本体は、鱗状黒鉛を10〜30質量%含有しているため熱膨張率が小さい。 In particular, when a dolomite inner hole body is arranged in the inner hole of the immersion nozzle, the thermal expansion of the inner hole body is larger than that of the main body of the immersion nozzle. There is a problem of breaking the immersion nozzle body due to expansion or a problem of damaging the inner hole. Since a general immersion nozzle body contains 10 to 30% by mass of scaly graphite, the coefficient of thermal expansion is small.
この浸漬ノズル本体と内孔体との熱膨張率の差による内孔体の破損や浸漬ノズル本体の押し割り等の防止策が種々提案されている。 Various preventive measures such as breakage of the inner hole body due to the difference in thermal expansion coefficient between the immersion nozzle body and the inner hole body and the splitting of the immersion nozzle body have been proposed.
例えば、特許文献1には、黒鉛を含有しないドロマイト質その他の耐火骨材で成形された円筒状内孔体を複数に分割し、それぞれの間に目地部を設けて浸漬ノズルの内孔内面に配置し、これによって、熱膨張差による発生応力を緩和し耐スポーリング性を向上させることが開示されている。しかしながら、この方法では内孔体に設けた目地部のみでは膨張吸収代が不十分で、例えば内孔体に浸漬ノズル本体の材質であるアルミナカーボン質よりも熱膨張の大きいドロマイト質等の材質を使用する場合には、内孔体の熱膨張により内孔体や浸漬ノズル本体に発生する応力は、分割した内孔体間の目地部だけでは十分に緩和することができないという問題がある。
For example,
また、特許文献2には、CaOを70質量%以上含有する内孔体を浸漬ノズルの内孔に配置する際に、その内孔体の熱膨張により浸漬ノズル本体が圧迫されないように、浸漬ノズル本体と内孔体との間に空間を設けることが提案されている。しかしながら、本発明者が、CaOを含有する内孔体(ドロマイト質内孔体)を、アルミナカーボン質浸漬ノズルの内孔に空間を設けて配置して、実炉で使用してみたところ、使用時間が長くなると浸漬ノズルが変形する問題が発生することがわかった。つまり、使用時には内孔体は膨張することで浸漬ノズル本体に接触することになり、接触した部位においては内孔体中のCaOと浸漬ノズル本体のアルミナとが反応することで内孔体及び浸漬ノズル本体の耐熱性が大幅に低下するために、軟化変形すると推定する。
この発明が解決しようとする課題は、熱膨張が大きくしかも連続鋳造用ノズル本体との反応性の高い内孔体を配置した連続鋳造用ノズル、特にドロマイト質内孔体を設けたアルミナカーボン質連続鋳造用ノズルにおいて、内孔体の熱膨張による連続鋳造用ノズルの押し割りあるいは内孔体の破損を防止し、しかも内孔体と連続鋳造用ノズル本体との反応による内孔体や連続鋳造用ノズルの耐用性低下を防止することである。 The problem to be solved by the present invention is a continuous casting nozzle having a large thermal expansion and a highly reactive inner body with a continuous casting nozzle body, particularly an alumina carbonaceous continuous body provided with a dolomite inner body. In the casting nozzle, it prevents the continuous casting nozzle from being split or damaged by the thermal expansion of the inner hole body, and the inner hole body or continuous casting nozzle due to the reaction between the inner hole body and the continuous casting nozzle body. It is to prevent the deterioration of the service life of.
本発明は、連続鋳造用ノズル本体の内孔と内孔体との間に、内孔体の熱膨張を吸収する空間とともに、連続鋳造用ノズル本体の内孔と内孔体との反応を抑制する非反応質層を配置し、しかも連続鋳造用ノズル本体の内孔に設けた拡径凹部に内孔体を配置することで、上記課題を解決したものである。 The present invention suppresses the reaction between the inner hole of the continuous casting nozzle body and the inner hole body, as well as the space for absorbing the thermal expansion of the inner hole body between the inner hole and the inner hole body of the nozzle body for continuous casting. The above-mentioned problem is solved by disposing the non-reactive layer to be disposed and disposing the inner hole body in the diameter-enlarged recess provided in the inner hole of the continuous casting nozzle body.
空間で内孔体の熱膨張を吸収することで、内孔体による連続鋳造用ノズルの割れ破損を防止するとともに内孔体自体の損傷を防止する。また、内孔体と連続鋳造用ノズル本体が直接接触することがないため、内孔体と連続鋳造用ノズルとの反応に起因する変形を防止することができる。そして空間と非反応質層を同時に形成する構造とするために、拡径凹部に内孔体を配置した。拡径凹部には上流側と下流側とに段差部を有するため、内孔体はこれらの段差部に挟まれることで使用中に固定されることになる。この構造によって、内孔体の外面と連続鋳造用ノズル本体の内孔面との間に空間を設けて配置しても、内孔体をずれることなく保持することができる。 By absorbing the thermal expansion of the inner hole body in the space, it is possible to prevent breakage of the continuous casting nozzle caused by the inner hole body and damage to the inner hole body itself. In addition, since the inner hole body and the continuous casting nozzle main body do not come into direct contact with each other, it is possible to prevent deformation caused by the reaction between the inner hole body and the continuous casting nozzle. And in order to set it as the structure which forms a space and a non-reactive material layer simultaneously, the inner-hole body was arrange | positioned in the enlarged diameter recessed part. Since the enlarged diameter recessed portion has step portions on the upstream side and the downstream side, the inner hole body is fixed during use by being sandwiched between these step portions. With this structure, even if a space is provided between the outer surface of the inner hole body and the inner hole surface of the nozzle body for continuous casting, the inner hole body can be held without shifting.
また、この空間の代わりに燃焼性材質層を配置しておいて使用前の予熱中にそれを消失させて空間とすることもできる。この予熱中に空間を得るための燃焼性材質としては、連続鋳造における通常の予熱温度等で、燃焼消失するものであればよく、例えば、パラフィン、ワックス、紙、プラスチック製シート等が利用できる。 Further, instead of this space, a combustible material layer may be disposed and disappeared during preheating before use to make a space. The combustible material for obtaining the space during the preheating may be any material that burns and disappears at a normal preheating temperature or the like in continuous casting. For example, paraffin, wax, paper, plastic sheet, or the like can be used.
連続鋳造用ノズル本体の内孔に、一つの段差部を有する内孔拡径部を形成し、この内孔拡径部に燃焼性材質層または空間と非反応質層とを介して内孔体を装着した後、内孔体固定部材を挿入固定することで、内孔拡径部に拡径凹部を形成しこの拡径凹部に内孔体を配置することができる。このような製法とすることで、空間の幅や非反応質層の厚みを高精度で管理することができるので、押し割り防止効果や反応防止効果がさらに高まる。さらに製造時に内孔体を連続鋳造用ノズル本体の内孔へ容易に挿入することができるので作業が簡便になる。 An inner hole enlarged portion having one step portion is formed in the inner hole of the nozzle body for continuous casting, and the inner hole body is inserted into the inner hole enlarged portion via a combustible material layer or a space and a non-reactive layer. After mounting, by inserting and fixing the inner hole body fixing member, it is possible to form a diameter-enlarged recess in the inner-hole diameter-enlarged portion and arrange the inner-hole body in the diameter-enlarged recess. By using such a manufacturing method, the width of the space and the thickness of the non-reactive material layer can be managed with high accuracy, so that the effect of preventing cracking and the effect of preventing reaction are further enhanced. Furthermore, since the inner hole body can be easily inserted into the inner hole of the continuous casting nozzle body at the time of manufacture, the operation is simplified.
本発明においては、内孔体としてドロマイト質内孔体と、連続鋳造用ノズルとしてアルミナカーボン質浸漬ノズルとの組み合わせに適用すると著しい効果が得られる。浸漬ノズルは厚みが薄く外周面が拘束されずに使用されており、外周面が拘束状態で使用される上ノズルなどと比較すると、内孔体の熱膨張による押し割れがより発生しやすいためである。そしてドロマイト質内孔体は、熱膨張が非常に大きいためである。従って、ドロマイト質内孔体を配置した浸漬ノズルにおいて押し割りと反応を抑制することで浸漬ノズルの詰りがなくなるため浸漬ノズルの耐用性が飛躍的に向上する。また鋳造中にノズル詰りによる操業障害も抑制することができる。 In the present invention, when applied to a combination of a dolomite inner hole as an inner hole and an alumina carbonaceous immersion nozzle as a continuous casting nozzle, a remarkable effect is obtained. The immersion nozzle has a small thickness and is used without restricting the outer peripheral surface. Compared with an upper nozzle that uses the outer peripheral surface in a constrained state, it is more likely to cause cracking due to thermal expansion of the inner hole. is there. This is because the dolomite inner porous body has a very large thermal expansion. Therefore, since the clogging of the immersion nozzle is eliminated by suppressing the pressing and reaction in the immersion nozzle in which the dolomite inner hole body is arranged, the durability of the immersion nozzle is greatly improved. In addition, operational troubles due to nozzle clogging during casting can be suppressed.
内孔体と拡径凹部との間に設ける空間の大きさは、内孔体の熱膨張率はもちろんであるが、非反応質層の膨張収縮量、連続鋳造用ノズル本体の熱膨張率、及び連続鋳造用ノズルの使用条件を考慮して決まるものである。例えばドロマイト質内孔体をアルミナカーボン質浸漬ノズルの内孔に配置する場合においては、空間の大きさは内孔体の使用温度における熱膨張率をS%とすると、0.2S%〜2S%に相当する大きさであることがより好ましい。例えば、内孔体の外径が100mm、使用温度である1550℃での内孔体の熱膨張率Sが2.0%であれば、空間の大きさは外径の0.4〜4%に相当する量、つまり0.4〜4mmとなる。この場合、片側に設ける空間の大きさ(幅)は、内孔体と拡径凹部との間の空間を均一にした場合には1/2の0.2〜2mmとなる。0.2S未満の場合には、内孔体の膨張代が不足して内孔体が破損したり連続鋳造用ノズルが割れる場合がある。2S%を超える場合には、隙間が大きくなりすぎて溶鋼による溶損が発生しやすくなる可能性がある。この空間は使用中になくなることがベターであるが、使用中に隙間が残っておりその隙間に溶鋼が侵入しても上記の範囲内であれば大きな影響を与えるものではない。実際に使用後のノズルを観察してみると隙間に溶鋼が侵入している場合もあるが悪影響を及ぼしていないことを確認している。 The size of the space provided between the inner hole body and the diameter-enlarged recess is not limited to the thermal expansion coefficient of the inner hole body, but the expansion / contraction amount of the non-reactive material layer, the thermal expansion coefficient of the nozzle body for continuous casting, In addition, it is determined in consideration of the use conditions of the nozzle for continuous casting. For example, in the case where the dolomite inner hole body is arranged in the inner hole of the alumina carbonaceous immersion nozzle, the size of the space is 0.2 S% to 2 S%, where the thermal expansion coefficient at the use temperature of the inner hole body is S%. The size corresponding to is more preferable. For example, if the outer diameter of the inner hole body is 100 mm and the thermal expansion coefficient S of the inner hole body at the use temperature of 1550 ° C. is 2.0%, the size of the space is 0.4 to 4% of the outer diameter. Is the amount corresponding to, that is, 0.4 to 4 mm. In this case, the size (width) of the space provided on one side is 0.2 to 2 mm, which is 1/2 when the space between the inner hole body and the diameter-enlarged recess is made uniform. If it is less than 0.2S, the expansion allowance of the inner hole body may be insufficient and the inner hole body may be damaged or the continuous casting nozzle may be broken. When it exceeds 2S%, the gap becomes too large, and there is a possibility that the molten steel is easily damaged. It is better that this space disappears during use, but even if a gap remains during use and molten steel enters the gap, it does not have a significant effect as long as it is within the above range. When actually observing the nozzle after use, it has been confirmed that molten steel has entered the gap, but that it has no adverse effect.
この空間は、内孔体の外周面だけではなく、内孔体の長さ方向、すなわち、軸方向にも前記と同様に確保する。また、燃焼性材質層を配置する場合においても燃焼性材質層の厚みとして同様に適用できる。 This space is secured not only in the outer peripheral surface of the inner hole body but also in the length direction of the inner hole body, that is, in the axial direction, as described above. Further, when the combustible material layer is disposed, the same applies as the thickness of the combustible material layer.
非反応質層とは、使用中に連続鋳造用ノズル本体材質と内孔体の双方と反応して軟化変形や異常溶損などの悪影響を及ぼしにくい材質である。その成分は、内孔体に含まれる主要成分と連続鋳造用ノズルの主要成分との関係で決まってくる。 The non-reactive material layer is a material that hardly reacts with both the nozzle body material for continuous casting and the inner hole during use and does not adversely affect soft deformation and abnormal melting. The component is determined by the relationship between the main component contained in the inner hole body and the main component of the continuous casting nozzle.
特に内孔体がドロマイト質でかつアルミナカーボン質浸漬ノズルの場合、非反応質層は、浸漬ノズルの主成分であるAl2O3、さらに内孔体中のCaOとも低融点物質を生成しない点からMgOを主体とするものが好ましい。MgOの含有量としては50質量%以上、好ましくは80質量%以上さらに好ましくは90質量%以上含有する非反応質層が好適である。 In particular, when the inner pore is a dolomite and an alumina carbonaceous immersion nozzle, the non-reactive layer does not produce a low melting point material with Al 2 O 3 which is the main component of the immersion nozzle, and further with CaO in the inner pore. To those mainly composed of MgO. The MgO content is preferably 50% by mass or more, preferably 80% by mass or more, and more preferably 90% by mass or more.
MgO以外としては、ジルコニア、窒化物、炭化物等の原料を必要に応じて含有することもできる。さらには、Al2O3或いはSiO2を合計で20質量%以下、好ましくは10質量%以下含有するかさらに好ましくは含有せず、MgOが50質量%以上、好ましくは80質量%以上さらに好ましくは90質量%以上含有する非反応質層が好適である。Al2O3やSiO2はCaOと反応して低融点物質を生成するために含有しない方が良いが、20質量%までであれば使用しても悪影響は少ない。MgOが50質量%未満であればモルタルの強度が不足し剥離等が発生することがあり非反応質層として機能しなくなる。 As materials other than MgO, raw materials such as zirconia, nitrides, and carbides can be contained as necessary. Further, Al 2 O 3 or SiO 2 is contained in a total of 20% by mass or less, preferably 10% by mass or less, or more preferably not contained, and MgO is 50% by mass or more, preferably 80% by mass or more, more preferably A non-reactive layer containing 90% by mass or more is suitable. Al 2 O 3 and SiO 2 should not be contained in order to react with CaO to produce a low melting point material, but there is little adverse effect even if used up to 20% by mass. If MgO is less than 50% by mass, the strength of the mortar is insufficient and peeling or the like may occur, and the non-reactive layer will not function.
この非反応質層の厚みは、連続鋳造用ノズルの使用時間、温度、鋼種等の使用条件によって、また非反応質層の反応性や可縮性の程度によって異なるが、0.1〜10mm、より好ましくは0.5〜5mmである。10mmを超えると当該部分の溶損や摩耗が生じ易くなり、0.1mmよりも小さいと反応を抑制する効果が小さくなる。 The thickness of the non-reactive layer varies depending on the use time of the continuous casting nozzle, the temperature, the use conditions such as the steel type, and the degree of reactivity and contractibility of the non-reactive layer. More preferably, it is 0.5-5 mm. If it exceeds 10 mm, melting damage or wear of the part tends to occur, and if it is less than 0.1 mm, the effect of suppressing the reaction becomes small.
非反応質層は、モルタル、吹き付け材、刷毛塗りコーティング材、流し込み材、液状又は粉状材等の諸形態の上記好適な組成の非反応質材料を、塗布、吹き付け、あるいは浸漬して膜を形成する等、適宜な方法で形成できる。 The non-reactive layer is formed by coating, spraying or dipping the non-reactive material of the above-mentioned preferred composition in various forms such as mortar, spraying material, brush coating material, casting material, liquid or powdery material. It can be formed by an appropriate method such as forming.
本発明においては、内孔体がCaOを20質量%以上含有しかつアルミナカーボン質連続鋳造用ノズルへ適用する場合に、押し割りや軟化変形を抑制する効果が大きい。このため、ノズル詰りを抑制することができ、連続鋳造用ノズルの耐用性が飛躍的に向上する。また鋳造中にノズル詰りによる操業障害も抑制することができる。 In the present invention, when the inner pore body contains 20 mass% or more of CaO and is applied to an alumina carbon continuous casting nozzle, the effect of suppressing cracking and softening deformation is great. For this reason, nozzle clogging can be suppressed, and the durability of the nozzle for continuous casting is greatly improved. In addition, operational troubles due to nozzle clogging during casting can be suppressed.
ドロマイト質内孔体は、ドロマイト質原料を主成分として製造され、CaOを20質量%以上含有し、円筒形状をしている。具体的には、ドロマイトクリンカーを主原料とした配合を使用し、バインダーを加えて成形し熱処理したもの等である。ドロマイトクリンカーは、CaOとMgOの比を任意の割合にした合成ドロマイトクリンカー、天然のドロマイトを熱処理したもの等を使用することができる。 The dolomite inner porous body is manufactured with a dolomite raw material as a main component, contains 20% by mass or more of CaO, and has a cylindrical shape. Specifically, it is a product obtained by using a blend containing dolomite clinker as a main raw material, adding a binder, and performing heat treatment. As the dolomite clinker, a synthetic dolomite clinker with an arbitrary ratio of CaO and MgO, a heat-treated natural dolomite, or the like can be used.
さらにこのドロマイト質内孔体は、黒鉛を使用しないか、あるいは黒鉛が3質量%以下がより好ましい。黒鉛は、耐スポーリング性を向上する目的で、連続鋳造用浸漬ノズルによく使用されているが、特にドロマイトを使用した場合には、溶損を促進しやすい傾向になるためにできるだけ少ない方が好ましいからである。つまり、本発明の連続鋳造用ノズルへの内孔体の配置構造により、熱膨張が極めて大きくしかも反応性の高いドロマイト質内孔体を使用することが可能となるので、押し割りと内孔体の耐用低下の問題が解決するため連続鋳造用ノズルの耐用性が大きく向上するのである。 Further, the dolomite inner pore body preferably does not use graphite or more preferably 3% by mass or less of graphite. Graphite is often used for immersion nozzles for continuous casting for the purpose of improving spalling resistance. However, especially when dolomite is used, it tends to promote melting damage. It is because it is preferable. In other words, the arrangement structure of the inner hole body in the continuous casting nozzle according to the present invention makes it possible to use a dolomite inner hole body with extremely large thermal expansion and high reactivity. Since the problem of reduced service life is solved, the service life of the continuous casting nozzle is greatly improved.
このドロマイト質内孔体は、例えばドロマイトクリンカー50〜85質量%、マグネシアクリンカー15〜50質量%からなる主骨材部100に対して、適量のバインダーを添加して、混練、成形後熱処理して得られる。バインダーとしては、耐火物で一般的に使用されている、フェノール樹脂、シリコン樹脂、フラン樹脂、ピッチ、及び/またはタール等の有機質を使用することができる。 This dolomite inner porous body is subjected to heat treatment after kneading, molding, adding an appropriate amount of binder to the main aggregate part 100 composed of, for example, 50 to 85% by mass of dolomite clinker and 15 to 50% by mass of magnesia clinker. can get. As the binder, organic substances such as phenol resin, silicon resin, furan resin, pitch, and / or tar, which are generally used for refractories, can be used.
アルミナカーボン質とは、上ノズル、下部ノズル、プレート、浸漬ノズルあるいはロングノズル等に一般的に使用されている材質である。例えばアルミナを主体とする耐火原料に、黒鉛、シリカ、スピネル、炭化珪素、及び/またはマグネシア等を添加し、適量の有機バインダーを添加して、混練、成形後、熱処理して製造される。 The alumina carbonaceous material is a material generally used for an upper nozzle, a lower nozzle, a plate, an immersion nozzle or a long nozzle. For example, it is manufactured by adding graphite, silica, spinel, silicon carbide, and / or magnesia to a refractory raw material mainly composed of alumina, adding an appropriate amount of an organic binder, kneading, molding, and heat treatment.
浸漬ノズルにおいては、例えばパウダーラインにジルコニアカーボン材質等を配置しているものもあるが、本発明で言うアルミナカーボン質浸漬ノズルは本体材質がAl2O3を主成分とするものであり、このように部位によって異材質を配置したものも当然含む。 In some immersion nozzles, for example, a zirconia carbon material or the like is arranged in the powder line, but the alumina carbonaceous immersion nozzle referred to in the present invention has a main body material of Al 2 O 3 as a main component. As a matter of course, a material in which different materials are arranged depending on the part is also included.
この発明の内孔体を有する連続鋳造用ノズルは、予熱時あるいは使用中の割れ破損や軟化変形による損傷等がなく、耐用性及び耐付着性等に優れたものである。 The nozzle for continuous casting having the inner hole of the present invention is excellent in durability and adhesion resistance without being damaged by cracking or softening deformation during preheating or during use.
また、不要な溶鋼流の乱れも生じることなく、安定した鋳造条件を維持することができる。 Moreover, stable casting conditions can be maintained without causing unnecessary disturbance of the molten steel flow.
さらに、内孔体をドロマイト質でかつアルミナカーボン質浸漬ノズルへ適用する場合には、浸漬ノズルの耐用性が飛躍的に向上し、しかも鋳造中にノズル詰りによる操業障害を抑制することができる。 Further, when the inner hole body is applied to a dolomite and alumina carbonaceous immersion nozzle, the durability of the immersion nozzle is remarkably improved, and operation troubles due to nozzle clogging during casting can be suppressed.
以下、この発明の実施の形態を、図1と図2に示す溶鋼の連続鋳造用の浸漬ノズルに適用した実施例に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below based on examples applied to immersion nozzles for continuous casting of molten steel shown in FIGS.
図1は、この発明の第1の実施例を示す縦断面図である。 FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of the present invention.
同図において、1は浸漬ノズルの本体を示し、この浸漬ノズル本体1の内孔2に拡径凹部3が設けられており、この拡径凹部3の表面は非反応質層6を有している。この拡径凹部3には、拡径凹部3を構成する下流側の段差部11の上面に円筒状の内孔体4が固定されることなく載っている。内孔体4の側面及び上端面は浸漬ノズル本体1との間に膨張吸収代としての空間10を有している。内孔体4外周面と浸漬ノズル本体1との間に設けた空間10の幅は均等に1.5mm、内孔体4上端面と浸漬ノズル本体1との間に設けた空間10の幅は10mm、非反応質層6の厚さは2mmである。
In the figure,
浸漬ノズル本体1はアルミナカーボン質、内孔体4はドロマイト材質(1550℃の熱膨張率は2.0%)、非反応質層6はマグネシアモルタルである。
The
また、拡径凹部3は、内孔体4が使用中に外れないように保持する目的で設けるもので、浸漬ノズル本体1の内孔2の途中で内径の広がった部分である。すなわち、上流側から下流側へ段差部11を持っていったん拡径し、下流側で再び段差部11によってもとの内径にもどっている。この2つの段差部11は、拡径凹部3へ装着する内孔体4が使用中にずれないようにするために設けている。図1では段差部11により水平面を形成しているが、ある程度斜めになっていても特に問題はない。
Further, the diameter-
このドロマイト質内孔体4を有する浸漬ノズルは、あらかじめ成形した円筒形のドロマイト質内孔体4の内孔を除く外面に、所定厚みのワックスとマグネシアモルタルを塗布しておきアルミナカーボン質浸漬ノズルを成形する時に内孔2に配置しておき、一体成形によって製造した。加熱時に、ワックスは消失することで空間10が形成され、さらにマグネシアモルタルは浸漬ノズル本体1側に形成されるので、浸漬ノズル本体1の拡径凹部3に非反応質層6と空間10を介してドロマイト質内孔体4が配置された構造となる。
The submerged nozzle having the dolomite
尚、内孔体4はフリーになっているため、運搬中にがたつきを防止するために、一部を有機系の接着材等で固定したり、テープで固定したり、あるいは隙間固定材を挿入する等しても問題ない。
Since the
浸漬ノズルの配合は、アルミナ質原料及び燐状黒鉛を主体とした配合にフェノール樹脂を添加して混練したものを使用した。ドロマイト質内孔体4は、ドロマイトクリンカー80質量%、マグネシアクリンカー15質量%、及びフェノールレジン5質量%からなる配合を混練し加圧成形することで得た。マグネシアモルタルはマグネシアクリンカーにフェノール樹脂を添加して混練したものである。
The immersion nozzle was blended by adding a phenol resin to a blend mainly composed of an alumina raw material and phosphorous graphite and kneading. The dolomite inner
図2は、浸漬ノズル本体1の内孔2に拡径凹部3を有し、拡径凹部3の上流側の段差部11は、内孔を有する円筒状の内孔体固定部材8によって形成されている。この内孔体固定部材8は、拡径凹部3から上端までの内孔を形成し、そして浸漬ノズル本体1の内孔2に設けた突出部12に保持され、浸漬ノズル本体1との間にはモルタル9が充填されている。拡径凹部3には、内孔体4が膨張吸収代としての燃焼性材質層5と非反応質層6を介して配置されている。浸漬ノズル本体1はアルミナカーボン質、内孔体4はドロマイト質、非反応質層6はマグネシアモルタル、燃焼性材質層5はパラフィンである。この図において突出部12は、内孔拡径部7にさらに内径が拡径する段差として形成されているが、内孔体固定部材8の上下方向へのずれを防止する目的で形成するものであり、突出部が他の構造でも良い。例えば、浸漬ノズルの外周面から中心軸方向に貫通する孔を形成し、内孔体固定部8の外周に設けた受け穴にノズルの外周面からピンを挿入し固定することもできる。
In FIG. 2, the
図2の浸漬ノズルは以下の方法で製造した。まず、浸漬ノズル本体1、内孔体4、及び内孔体固定部材8は以下の方法で、それぞれ製造したものを後から組み立てた。浸漬ノズル本体1は、実施例1と同じ配合を混練して成形し熱処理した。成形時には内孔拡径部7と突出部12を形成するために芯棒に2つの段差を設けたものを使用した。ドロマイト質内孔体4も実施例1と同様の配合を使って混練、成形後熱処理した。また、内孔体固定部材8も浸漬ノズルと同様に製造した。マグネシアモルタルは実施例1と同じものである。
The immersion nozzle of FIG. 2 was manufactured by the following method. First, the
次に、ドロマイト質内孔体4の外面に燃焼性材質層5としてパラフィンを均一な厚みで塗布しその上に非反応質材料6としてマグネシアモルタルを塗布した。このドロマイト質内孔体4を浸漬ノズル本体1の内孔拡径部7に挿入し、下流側の段差部11に保持した。さらに上流側から浸漬ノズルと接する面にアルミナ系モルタル9を塗布した内孔体固定部材8を内孔拡径部7に挿入した。
Next, paraffin was applied to the outer surface of the dolomite inner
図3、図4及び図5は、浸漬ノズルの内孔において吐出口部に円筒状の内孔体を配置した例である。すなわち、その浸漬ノズル本体1の吐出口部の内孔2は拡径凹部3を有し、拡径凹部3の下流側の段差部11は、内孔を有する円盤状の内孔体固定部材8によって形成されている。この内孔体固定部材8は、拡径凹部3からの下流側の段差部を形成し、そして浸漬ノズル本体1の内孔2内で突出部12に保持されている。拡径凹部3には、内孔体4が膨張吸収代としての空間10と非反応質層6を介して配置されている。浸漬ノズル本体1はアルミナカーボン質、内孔体4はドロマイト材質、非反応質層6はマグネシアモルタルである。この図において突出部12は、拡径凹部3にさらに内径が拡径する段差として形成されているが、これは内孔体固定部材8のずれを防止する目的で形成するものであり、突出部が他の構造でも良い。浸漬ノズルの吐出口部は、外周に貫通孔を有する押え外筒13を設けることで、内孔固定部材8を固定している。
3, 4 and 5 are examples in which a cylindrical inner hole body is arranged at the discharge port portion in the inner hole of the immersion nozzle. That is, the
上記の浸漬ノズルは以下の方法で製造した。まず、浸漬ノズル本体1、内孔体4、内孔体固定部材8、及び押え外筒13は以下の方法で、それぞれ製造したものを後から組み立てた。浸漬ノズル本体1は、実施例1と同じ配合を混練して成形し熱処理した。吐出口部には、成形時に2つの段差を有する芯棒を使うことで図5に示すように突出部12を有する内孔拡径部7を形成した。ドロマイト質内孔体4も実施例1と同様の配合を使って混練、成形後熱処理した。また、内孔体固定部材8及び押え外筒13も浸漬ノズルと同様に製造した。マグネシアモルタルは実施例1と同じものである。
The above immersion nozzle was manufactured by the following method. First, the immersion nozzle
次に、ドロマイト質内孔体4の外面に燃焼性材質層としてパラフィンを均一な厚みで塗布しその上に非反応質層6としてマグネシアモルタルを塗布した。このドロマイト質内孔体4を浸漬ノズル本体1の内孔拡径部7に挿入し、上流側の段差部に保持した。さらに下流側から浸漬ノズルと接する面にアルミナ系モルタルを塗布した内孔体固定部材8を内孔拡径部7に挿入した。最後に押え外筒13を接合材を介して装着した。その後加熱することでパラフィンを除去した。
Next, paraffin was applied to the outer surface of the dolomite inner
この図2の浸漬ノズルを使用して実際のタンディッシュに取り付けてアルミキルド鋼を300t鋳造したところ、押し割り及び軟化変形は全くなく、しかもノズル閉塞することなく使用することができた。これに対して、図2で内孔体4と浸漬ノズル本体1との間に空間のみを配置したものは、鋳造後、浸漬ノズル本体には内孔体との接触による異常溶損が認められた。また、図2の構造で空間を配置せずマグネシアモルタル(非反応質層6)のみを使用したものは、予熱中に浸漬ノズルに割れが生じ、使用中止となった。
When the aluminum killed steel was cast for 300 tons by attaching it to an actual tundish using the immersion nozzle shown in FIG. 2, there was no cracking and softening deformation, and it could be used without clogging the nozzle. On the other hand, in FIG. 2, in the case where only the space is arranged between the
このように、これまで、ドロマイト質内孔体を浸漬ノズルに配置した場合、実炉では満足に使用することさえ出来なかったが、本発明により内孔体の熱膨張による連続鋳造用ノズルの押し割りあるいは内孔体の破損を防止し、しかも内孔体と連続鋳造用ノズル本体との反応による内孔体や連続鋳造用ノズルの耐用性低下を防止することで実炉で問題なく使用することが可能となった。 Thus, until now, when a dolomite bore was placed on an immersion nozzle, it could not even be used satisfactorily in an actual furnace, but according to the present invention, the continuous casting nozzle was split by thermal expansion of the bore. Alternatively, it can be used without problems in an actual furnace by preventing damage to the inner hole body and preventing deterioration of the durability of the inner hole body and the continuous casting nozzle due to the reaction between the inner hole body and the continuous casting nozzle body. It has become possible.
この発明は、上部ノズル、下部ノズル、スライディングノズルプレート、浸漬ノズル、及びロングノズル等の連続鋳造用ノズルに適用できる。 The present invention can be applied to continuous casting nozzles such as an upper nozzle, a lower nozzle, a sliding nozzle plate, an immersion nozzle, and a long nozzle.
1 浸漬ノズル本体
2 浸漬ノズル本体の内孔
3 拡径凹部
4 内孔体
5 燃焼性材質層
6 非反応質層
7 内孔拡径部
8 内孔体固定部材
9 アルミナ系モルタル
10 空間
11 段差部
12 突出部
13 押え外筒
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