JP2006312188A - Continuous casting nozzle - Google Patents

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JP2006312188A JP2005135818A JP2005135818A JP2006312188A JP 2006312188 A JP2006312188 A JP 2006312188A JP 2005135818 A JP2005135818 A JP 2005135818A JP 2005135818 A JP2005135818 A JP 2005135818A JP 2006312188 A JP2006312188 A JP 2006312188A
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Shigeki Uchida
茂樹 内田
Manabu Kakazu
学 嘉数
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Shinagawa Refractories Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a continuous casting nozzle capable of suppressing aluminum sticking onto its inner tube having a discharge hole when continuously casting a steel such as an aluminum killed steel liable to cause the aluminum sticking onto the inner tube. <P>SOLUTION: In this continuous casting nozzle composed of a nozzle body and powder line parts and having the discharge hole, refractories, whose temperature conductivity in the temperature region of ≥500°C is ≤0.01 m<SP>2</SP>/hr, are arranged at least at the working face of the side wall opposite to the discharge hole and the working face of the bottom part of the nozzle inner tube and/or at the inside with a prescribed interval from the working face. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、製鋼工程の連続鋳造に使用される取鍋またはタンディッシュ等の容器から排出される溶鋼の流路に使用される浸漬ノズル等の連続鋳造用ノズルに関し、更に詳細には、アルミナ付着を防止することができる連続鋳造用ノズルに関するものである。   The present invention relates to a nozzle for continuous casting such as a submerged nozzle used in a flow path of molten steel discharged from a container such as a ladle or tundish used for continuous casting in a steelmaking process, and more specifically, alumina adhesion. It is related with the nozzle for continuous casting which can prevent.

鋼の連続鋳造工程に使用される連続鋳造用ノズルは、溶鋼の酸化防止、溶鋼流制御等に使用され、鋼品質に重大な影響を与えている。使用される連続鋳造用ノズルは、鋼種の影響を受け、特に、アルミニウムを脱酸剤として使用した溶鋼を鋳造すると、連続鋳造用ノズルの内管面にアルミナが付着し、ノズル閉塞の問題を起すことが知られている。この問題は、溶鋼流制御不能による操業の制限または停止、ノズル寿命の低下、鋼品質の低下等の原因となっている。この問題を解決するために、以下のような従来技術が開示されている。   Continuous casting nozzles used in the continuous casting process of steel are used for preventing oxidation of molten steel, controlling molten steel flow, and the like, and have a significant influence on steel quality. The continuous casting nozzle used is affected by the steel type. In particular, when molten steel using aluminum as a deoxidizer is cast, alumina adheres to the inner tube surface of the continuous casting nozzle, causing a nozzle clogging problem. It is known. This problem causes the restriction or stop of operation due to the inability to control the molten steel flow, the life of the nozzle, the steel quality, and the like. In order to solve this problem, the following prior art is disclosed.

例えば、特許文献1には、溶融金属を導くノズルにおいて、その周囲部の全部又は殆ど全部を不焼成耐火物となし、外周部は焼成耐火物とせる構成を特徴とする連続鋳造用ノズル(第1項);内周部を形成する不焼成耐火物をアルミナ−黒鉛質、ジルコニア−黒鉛質、マグネシア−黒鉛質又は溶融シリカ質等とした連続鋳造用ノズル(第2項);アルミナ−黒鉛質、ジルコニア−黒鉛質、マグネシア−黒鉛質又は溶融シリカ質等よりなる焼成耐火物で外周部を形成した連続鋳造用ノズル(第3項)が開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses a continuous casting nozzle (No. 1) characterized in that, in a nozzle for introducing a molten metal, all or almost all of the peripheral portion thereof is made as a non-fired refractory and the outer peripheral portion is made as a fired refractory. 1)); Nozzle for continuous casting in which the non-fired refractory forming the inner periphery is made of alumina-graphite, zirconia-graphite, magnesia-graphite, fused silica or the like (second item); alumina-graphite In addition, a continuous casting nozzle (Section 3) is disclosed in which an outer peripheral portion is formed of a fired refractory made of zirconia-graphite, magnesia-graphite, fused silica, or the like.

また、特許文献2には、少なくとも溶鋼と接触する内面が酸化ジルコニウム85〜97モル%と酸化マグネシウム3〜15モル%とからなる焼結体をもって構成されることを特徴とする連続鋳造用ノズルが開示されている。   Patent Document 2 discloses a continuous casting nozzle characterized in that at least an inner surface in contact with molten steel is composed of a sintered body composed of 85 to 97 mol% zirconium oxide and 3 to 15 mol% magnesium oxide. It is disclosed.

更に、特許文献3には、溶鋼と接触するノズル内壁を酸化ジルコニウム層、該酸化ジルコニウム層の背面に相接して導電性物質層を形成してなる連続鋳造用ノズル(第1項);ノズル内壁を構成する酸化ジルコニウム層がジルコニア粉末に安定化剤を添加して焼結せしめた後粉砕した部分安定化ジルコニア粉末10〜50重量%(質量%)と、ジルコニア粉末と安定化剤90〜50重量%(質量%)の割合で混合、成形し、該成形体を焼結し、次いで、500〜1500℃の温度で熱処理せしめることにより焼結体組成が70重量%(質量%)以下のキュービック体の結晶構造を有する酸化ジルコニウム体である連続鋳造用ノズル(第2項);導電性物質が炭素又は炭素含有物質である連続鋳造用ノズル(第3項)が開示されている。   Further, Patent Document 3 discloses a nozzle for continuous casting in which a nozzle inner wall in contact with molten steel is in contact with a zirconium oxide layer and a back surface of the zirconium oxide layer to form a conductive material layer (first term); nozzle 10-50 wt% (mass%) of partially stabilized zirconia powder pulverized after the zirconium oxide layer constituting the inner wall is sintered by adding a stabilizer to the zirconia powder, and zirconia powder and a stabilizer 90-50 Cubic having a sintered body composition of 70 wt% (mass%) or less by mixing and molding at a ratio of wt% (mass%), sintering the molded body, and then heat-treating at a temperature of 500 to 1500 ° C. A continuous casting nozzle that is a zirconium oxide body having a body crystal structure (second term); and a continuous casting nozzle that is carbon or a carbon-containing material (third term) is disclosed.

また、特許文献4には、タンディッシュ内溶鋼を鋳型内に連続注入するための浸漬ノズルおよびこの浸漬ノズルの上部に接続される中間ノズルの一方または両方の内面を、(a)5重量%(質量%)を超えるSiOを含まず、Alが90重量%(質量%)以上のカーボンレス高アルミナ質耐火物、(b)5重量%(質量%)を超えるSiOを含まず、MgOが90重量%(質量%)以上のカーボンレス高マグネシア質耐火物、(c)5重量%(質量%)を超えるSiOを含まず、ZrOが90重量%(質量%)以上のカーボンレス高ジルコニア質耐火物のいずれか一種または二種以上を組み合わせた耐火物材料で構成した連続鋳造用ノズル(請求項1);該耐火物材料は、円筒状のスリーブに構成され、このスリーブが該浸漬ノズルおよび/または中間ノズルの内孔に挿入される連続鋳造用ノズル(請求項2);該スリーブは、鋳造中の鋳型内溶鋼のメニスカスレベルよりも上方位置のノズル内孔に挿入される連続鋳造用ノズル(請求項3)が開示されている。 In Patent Document 4, one or both inner surfaces of an immersion nozzle for continuously injecting molten steel in a tundish into a mold and an intermediate nozzle connected to the upper part of the immersion nozzle are provided with (a) 5% by weight ( free of SiO 2 of greater than wt%), Al 2 O 3 is 90 wt% (mass%) or more of carbonless high alumina refractory, free of SiO 2 of greater than (b) 5 wt% (wt%) , A carbonless high-magnesia refractory having an MgO content of 90 wt% (mass%) or more, (c) containing no SiO 2 exceeding 5 wt% (mass%), and a ZrO 2 content of 90 wt% (mass%) or more A nozzle for continuous casting made of a refractory material in which one or more of carbonless high zirconia refractories are combined (Claim 1); the refractory material is formed into a cylindrical sleeve, and this sleeve Is Continuous casting nozzle inserted into the inner hole of the immersion nozzle and / or intermediate nozzle (Claim 2); the sleeve is inserted into the nozzle inner hole at a position above the meniscus level of the molten steel in the mold during casting. A casting nozzle (claim 3) is disclosed.

更に、特許文献5には、カーボン含有量が1重量%(質量%)未満で、かつフリーのシリカ含有量が1重量%(質量%)未満のカルシウムジルコネート、酸化カルシウムを固溶したジルコニア、ジルコン質耐火物、アルミナ−ジルコニア、もしくはマグネシア−ジルコン質耐火物のうちのいずれかの材料で内孔壁面を形成したことを特徴とするノズルが開示されている。   Further, Patent Document 5 discloses a calcium zirconate having a carbon content of less than 1 wt% (mass%) and a free silica content of less than 1 wt% (mass%), zirconia in which calcium oxide is dissolved, There is disclosed a nozzle characterized in that an inner wall surface is formed of any one of zircon refractories, alumina-zirconia, or magnesia-zircon refractories.

また、特許文献6には、溶融金属をモールド内に供給する浸漬ノズルにおいて、1.5〜4.0W/m・Kの熱伝導率を持ち内孔側に配設された内側耐火物と、この内側耐火物の外側に配設され15〜28W/m・Kの熱伝導率を持つ外側耐火物とで2層構造にしたことを特徴とする連続鋳造用浸漬ノズル(請求項1);上記内側耐火物と外側耐火物との間に1〜6mmの断熱ファイバー層または空隙層よりなる断熱層を設けたことを特徴とする連続鋳造用浸漬ノズル(請求項2)が開示されている。   Patent Document 6 discloses an inner refractory having a thermal conductivity of 1.5 to 4.0 W / m · K disposed on the inner hole side in an immersion nozzle for supplying molten metal into a mold, An immersion nozzle for continuous casting, characterized in that it has a two-layer structure with an outer refractory having a thermal conductivity of 15 to 28 W / m · K disposed outside the inner refractory (Claim 1); A continuous casting immersion nozzle (Claim 2) is disclosed, in which a heat insulating layer composed of a 1 to 6 mm heat insulating fiber layer or a void layer is provided between the inner refractory and the outer refractory.

特開昭57−1550号公報 特許請求の範囲Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-1550 特開昭62−104654号公報 特許請求の範囲JP-A-62-104654 Patent Claim 特開昭62−104655号公報 特許請求の範囲JP 62-104655 A Patent Claim 特開平3−243258号公報 特許請求の範囲JP-A-3-243258 Patent Claim 特開平8−281419号公報 特許請求の範囲JP-A-8-281419 Patent Claim 特開2000−312952号公報 特許請求の範囲JP 2000-312952 A Patent Claim

上記のような先行技術の開示があるにも拘わらず、依然として操業の制限または停止、ノズル寿命の低下、鋼品質の低下等の課題は解決されていない。例えば、特許文献1は、不焼成耐火物を連続鋳造用ノズルの内周部に配設することを特徴とするものであるが、不焼成耐火物であるが故に、揮発分を内包しており、使用中の急昇温により内周部に亀裂が発生する。更に、特許文献1の連続鋳造用ノズルは、焼成した外周部(ノズル本体)と不焼成耐火物よりなる内周部とから構成されているため、連続鋳造用ノズルの製造に複雑な工程を多く要するという課題がある。   Despite the disclosure of the prior art as described above, problems such as operation limitation or stoppage, nozzle life reduction, and steel quality reduction have not been solved. For example, Patent Document 1 is characterized in that a non-fired refractory is disposed on the inner peripheral portion of a continuous casting nozzle, but because it is a non-fired refractory, it contains volatile matter. Cracks occur in the inner periphery due to sudden temperature rise during use. Furthermore, since the continuous casting nozzle of Patent Document 1 is composed of a fired outer peripheral portion (nozzle body) and an inner peripheral portion made of non-fired refractory, there are many complicated processes for manufacturing the continuous casting nozzle. There is a problem that it takes.

また、特許文献2及び3は、別個に作成したジルコニア焼結体をノズル本体部に嵌合して用いることを特徴とするものであるが、製造コストが掛かり、また、焼結体であるが故に、耐スポーリング性に劣り、更に、緻密質であるので、熱伝導率が高く、抜熱防止の効果が得られない。更に、特許文献4において、カーボンレス高アルミナ質耐火物にあっては、使用中に焼結が進み割れ易いという欠点を有する。また、カーボンレス高マグネシア質耐火物にあっては、マグネシアの高熱膨張率特性のために、熱スポーリングを起こし易いという欠点を有する。更に、カーボンレス高ジルコニア質にあっては、使用中の高温度によりノズル内管の稼働面部分のジルコニアが容易に焼結し、焼結していない低温度部分との間で組織ギャップを生じ、それ故、耐スポーリング性に劣り、耐用が低下するという欠点を有する。また、特許文献5は、カーボン含有量が1質量%未満であるため、使用中に高温度に晒されると、稼働面側から急速にジルコニアの焼結が進行して組織ギャップを生ずるために、使用中に割れが生じ、耐用が低下するという欠点を有している。更に、特許文献6は、熱伝導率が1.5〜4.0W/m・Kの内側耐火物として、アルミナ、アルミナ−マグネシア、アルミナ−ムライト、ムライト材質が例示されているが、熱伝導率は、連続鋳造用ノズルが定常的状態になった時には、熱伝導率は、抜熱の抑制、溶鋼温度低下等を検討する指標になるが、浸漬ノズル内の温度が時間とともに変化する非定常的状態では、熱伝導率は、有効な指標とはならない。そのため、例示されているような材質では、アルミナ付着の抑制を充分に行うことができない。   In addition, Patent Documents 2 and 3 are characterized in that a separately prepared zirconia sintered body is used by being fitted to a nozzle main body part, but it is expensive to manufacture and is a sintered body. Therefore, since it is inferior in spalling resistance and is dense, the thermal conductivity is high and the effect of preventing heat removal cannot be obtained. Further, in Patent Document 4, the carbonless high-alumina refractory has a defect that the sintering proceeds and cracks easily during use. Carbonless high-magnesia refractories also have the disadvantage of being susceptible to thermal spalling due to the high thermal expansion coefficient characteristics of magnesia. Furthermore, in the case of carbonless high zirconia, the zirconia in the working surface part of the nozzle inner tube easily sinters due to the high temperature during use, resulting in a structure gap with the low temperature part that is not sintered. Therefore, it has the disadvantage that the spalling resistance is inferior and the durability is reduced. Further, since Patent Document 5 has a carbon content of less than 1% by mass, when exposed to a high temperature during use, zirconia is rapidly sintered from the working surface side to generate a structure gap. It has the disadvantage that cracks occur during use and the service life is reduced. Furthermore, Patent Document 6 exemplifies alumina, alumina-magnesia, alumina-mullite, and mullite materials as the inner refractory having a thermal conductivity of 1.5 to 4.0 W / m · K. When the continuous casting nozzle is in a steady state, the thermal conductivity is an index for studying suppression of heat removal, lowering of molten steel temperature, etc., but the temperature in the immersion nozzle changes with time In the state, thermal conductivity is not a valid indicator. For this reason, the materials as exemplified cannot sufficiently suppress the adhesion of alumina.

以上のように、上記いずれの特許文献によっても、連続鋳造用ノズルの充分な耐用が得られず、それが原因になって、操業の制限または停止、鋼品質の低下等の課題が依然として解決されていない。   As described above, according to any of the above patent documents, sufficient durability of the nozzle for continuous casting cannot be obtained, and this causes problems such as operation restriction or stoppage and steel quality degradation to be solved. Not.

従って、本発明の目的は、アルミキルド鋼等の連続鋳造用ノズル内へのアルミナ付着を起し易い鋼種を連続鋳造するに際し、吐出孔を有する連続鋳造用ノズルの内管へのアルミナ付着を抑制することができる連続鋳造用ノズルを提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to suppress alumina adhesion to the inner pipe of a continuous casting nozzle having a discharge hole when continuously casting a steel type such as aluminum killed steel that is likely to cause alumina adhesion to the continuous casting nozzle. An object of the present invention is to provide a nozzle for continuous casting that can be used.

即ち、本発明の連続鋳造用ノズルは、ノズル本体及びパウダーライン部から構成され、且つ吐出孔を有する連続鋳造用ノズルにおいて、ノズル内管の少なくとも反吐出孔側側壁の稼働面及び底部の稼働面及び/または該稼働面から所定の間隔をあけた内部に、500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下である耐火材料を配設することを特徴とする。 That is, the continuous casting nozzle of the present invention is composed of a nozzle body and a powder line part, and has a discharge hole, and the working surface of at least the side wall on the side opposite to the discharge hole and the bottom surface of the nozzle inner pipe. And / or a fire-resistant material having a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in a temperature region of 500 ° C. or higher is disposed inside the working surface at a predetermined interval.

また、本発明の連続鋳造用ノズルは、ノズル本体が、アルミナ40〜90質量%、カーボン10〜40質量%及びシリカ0〜30質量%よりなるアルミナ−カーボン質耐火材料より構成され、パウダーライン部が、部分安定化ジルコニア70〜90質量%及びカーボン10〜30質量%よりなるジルコニア−カーボン質耐火材料より構成されることを特徴とする。   In the continuous casting nozzle of the present invention, the nozzle body is composed of an alumina-carbon refractory material composed of 40 to 90% by mass of alumina, 10 to 40% by mass of carbon, and 0 to 30% by mass of silica. Is composed of a zirconia-carbonaceous refractory material composed of 70 to 90% by mass of partially stabilized zirconia and 10 to 30% by mass of carbon.

更に、本発明の連続鋳造用ノズルは、500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下である耐火材料が、ノズル内管の少なくとも反吐出孔側側壁の稼働面及び底部の稼働面のノズル肉厚の4%を超え20%未満の深さの内部に、ノズル肉厚の5%以上96%未満の厚みで配設されることを特徴とする。 Further, in the continuous casting nozzle of the present invention, the refractory material having a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in a temperature region of 500 ° C. or higher is formed of an operating surface of at least the side wall of the nozzle inner pipe, It is characterized in that it is disposed at a depth of more than 4% and less than 20% of the nozzle wall thickness of the bottom working surface with a thickness of 5% or more and less than 96% of the nozzle wall thickness.

また、本発明の連続鋳造用ノズルは、500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下である耐火材料が、カーボン量1質量%以上5質量%未満及び部分安定化ジルコニア量95質量%超99質量%以下よりなるジルコニア−カーボン質耐火材料、カーボン不在のジルコニア質耐火材料及びバルーン状アルミナ質耐火材料からなる群から選択される1種または2種以上であることを特徴とする。 In the continuous casting nozzle of the present invention, the refractory material having a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in a temperature range of 500 ° C. or higher has a carbon content of 1% by mass to less than 5% by mass and partially stabilized. It is one or more selected from the group consisting of a zirconia-carbon refractory material comprising more than 95% by mass and not more than 99% by mass of zirconia, a zirconia refractory material without carbon, and a balloon-like alumina refractory material. Features.

更に、本発明の連続鋳造用ノズルは、500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下である耐火材料が、ノズル内管の少なくとも反吐出孔側側壁の稼働面及び底部の稼働面に、ノズル肉厚の4%以上50%未満の厚みで配設されることを特徴とする。 Further, in the continuous casting nozzle of the present invention, the refractory material having a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in a temperature region of 500 ° C. or higher is formed of an operating surface of at least the side wall of the nozzle inner pipe, It is arranged on the operating surface of the bottom with a thickness of 4% or more and less than 50% of the nozzle thickness.

また、本発明の連続鋳造用ノズルは、500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下である耐火材料が、カーボン量1質量%以上5質量%未満及び部分安定化ジルコニア量95質量%超99質量%以下よりなるジルコニア−カーボン質耐火材料及びカーボン不在のジルコニア質耐火材料からなる群から選択される1種または2種以上であることを特徴とする。 In the continuous casting nozzle of the present invention, the refractory material having a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in a temperature range of 500 ° C. or higher has a carbon content of 1% by mass to less than 5% by mass and partially stabilized. It is characterized by being one or more selected from the group consisting of a zirconia-carbon refractory material consisting of more than 95% by mass and less than 99% by mass of zirconia and zirconia refractory material without carbon.

更に、本発明の連続鋳造用ノズルは、500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下である耐火材料は、ノズル内管の少なくとも反吐出孔側側壁の稼働面及び底部の稼働面に、ノズル肉厚の4%以上40%未満の厚みで、及びノズル内管の少なくとも反吐出孔側側壁の稼働面及び底部の稼働面のノズル肉厚の4%を超え80%未満の深さの内部に、ノズル肉厚の5%以上96%未満の厚みで配設されることを特徴とする。 Further, in the continuous casting nozzle of the present invention, the refractory material having a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in a temperature range of 500 ° C. or higher is composed of at least the working surface of the nozzle inner pipe on the side opposite to the discharge hole side. On the bottom working surface, the thickness is 4% or more and less than 40% of the nozzle wall thickness, and more than 4% of the nozzle wall thickness on the working surface of the nozzle inner pipe on the side opposite to the discharge hole side and the bottom surface, and 80% It is characterized in that it is disposed in a depth of less than 5% and less than 96% of the nozzle thickness.

また、本発明の連続鋳造用ノズルは、ノズル内管の少なくとも反吐出孔側側壁の稼働面及び底部の稼働面に配設される500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下である耐火材料が、カーボン量1質量%以上5質量%未満及び部分安定化ジルコニア量95質量%超99質量%以下よりなるジルコニア−カーボン質耐火材料及びカーボン不在のジルコニア質耐火材料からなる群から選択される1種または2種以上であり、ノズル内管の少なくとも反吐出孔側側壁の稼働面及び底部の稼働面のノズル肉厚の4%を超え80%未満の深さの内部に配設される500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下である耐火材料が、カーボン量1質量%以上5質量%未満及び部分安定化ジルコニア量95質量%超99質量%以下よりなるジルコニア−カーボン質耐火材料、カーボン不在のジルコニア質耐火材料及びバルーン状アルミナ質耐火材料からなる群から選択される1種または2種以上であることを特徴とする。 Further, the continuous casting nozzle of the present invention has a temperature conductivity of 0.01 m 2 in a temperature region of 500 ° C. or higher, which is disposed on at least the working surface of the nozzle inner side wall and the working surface of the bottom portion. Zirconia-carbon refractory material and carbon-free zirconia refractory material comprising a refractory material having a carbon content of 1% by mass or more and less than 5% by mass and a partially stabilized zirconia content of 95% by mass to 99% by mass or less. The inside of the nozzle inner pipe having a depth of more than 4% and less than 80% of the nozzle wall thickness of the working surface on the side wall opposite to the discharge hole and the working surface of the bottom portion of the nozzle inner pipe. The refractory material having a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in a temperature region of 500 ° C. or more disposed in the carbon is 1% by mass or more and less than 5% by mass and a partially stabilized zirconia amount of more than 95% by mass It is characterized by being one or more selected from the group consisting of zirconia-carbon refractory material composed of 99% by mass or less, zirconia refractory material without carbon, and balloon-like alumina refractory material.

本発明の連続鋳造用ノズルによれば、ノズル内管内へのアルミナ付着を大幅に抑制できるので、ノズル寿命を大幅に向上することができ、その結果、安定した連続鋳造が可能になり、更に、アルミナ付着が抑制されているので、ノズル内及びタンディッシュ内及びモールド内を溶鋼がスムーズに流れ、そのためにスラグ、パウダーの巻き込みがなく、鋼品質を向上できるという効果を奏するものである。   According to the continuous casting nozzle of the present invention, it is possible to greatly suppress alumina adhesion in the nozzle inner tube, it is possible to greatly improve the life of the nozzle, as a result, it is possible to perform stable continuous casting, Since the alumina adhesion is suppressed, the molten steel flows smoothly in the nozzle, in the tundish, and in the mold, so that there is no slag and powder entrainment, and the steel quality can be improved.

本発明者らは、吐出孔を有する連続鋳造用ノズルの一例として浸漬ノズルを用い、その内管稼働面へのアルミナ付着現象に関して、使用中の浸漬ノズルの内管稼働面の温度の上昇速度について検討を行った。通常、鋳造開始直前の浸漬ノズルの内管稼働面の温度は、溶鋼の温度よりもはるかに低い。このことがアルミナ付着の駆動力となる。即ち、鋳造初期の内管稼働面付近を流れる溶鋼は、内管稼働面と接触して冷却され、固化するが、溶鋼中には、もともと鋼中介在物であるアルミナ微粒子が存在しているので、溶鋼の固化中にアルミナ微粒子が凝集してアルミナ付着層の核を形成する。しかも、固化する鋼が多い程、核になるアルミナ凝集物が大きくなり、それ故に、核になるアルミナ凝集物上にアルミナ付着層がより速く、しかもより大きく形成されることとなる。   The present inventors use a submerged nozzle as an example of a continuous casting nozzle having discharge holes, and regarding the rate of temperature rise of the inner pipe working surface of the submerged nozzle in use with respect to the phenomenon of alumina adhesion to the inner pipe working surface. Study was carried out. Usually, the temperature of the inner tube working surface of the immersion nozzle immediately before the start of casting is much lower than the temperature of the molten steel. This is the driving force for alumina adhesion. That is, the molten steel flowing near the inner pipe working surface in the initial stage of casting is cooled in contact with the inner pipe working surface and solidifies. However, since the alumina fine particles originally contained in the steel are present in the molten steel. During the solidification of the molten steel, the alumina fine particles agglomerate to form the nucleus of the alumina adhesion layer. Moreover, the more steel that is solidified, the larger the alumina aggregates that become nuclei. Therefore, the alumina adhesion layer is formed faster and larger on the alumina aggregates that become nuclei.

従って、鋳造初期における浸漬ノズルの内管稼働面付近の溶鋼の固化を抑制することが、アルミナ付着を抑制するために重要となる。そのため、溶鋼と接触する浸漬ノズルの内管稼働面の温度を速やかに上昇させ、溶鋼と内管稼働面との温度差を素早く小さくすることにより、アルミナ付着層の生成を抑制することができる。内管稼働面の温度の上昇は、溶鋼から熱を奪うことにより実現されるが、溶鋼からの熱は、内管稼働面の温度の上昇にのみ使用されるのが理想的である。しかし、実際には、溶鋼からの熱は、(1)浸漬ノズルの内部温度の上昇に使用される熱;(2)浸漬ノズルの外表面から大気に放射される熱;及び(3)内管稼働面付近の温度上昇に使用される熱に大別される。従って、(1)と(2)に消費される熱を少なくし、(3)を多くすることができる耐火材料を連続鋳造用ノズルの所定の位置に配材すれば、溶鋼と内管稼働面との温度差を素早く小さくすることができる。   Therefore, it is important to suppress solidification of the molten steel in the vicinity of the inner pipe working surface of the immersion nozzle in the early stage of casting in order to suppress alumina adhesion. Therefore, the production | generation of an alumina adhesion layer can be suppressed by raising the temperature of the inner pipe working surface of the immersion nozzle which contacts molten steel rapidly, and making small the temperature difference of molten steel and an inner pipe working surface. Although the temperature rise of the inner pipe working surface is realized by taking heat from the molten steel, it is ideal that the heat from the molten steel is used only for raising the temperature of the inner pipe working surface. However, in practice, the heat from the molten steel is (1) the heat used to increase the internal temperature of the immersion nozzle; (2) the heat radiated to the atmosphere from the outer surface of the immersion nozzle; and (3) the inner tube It is roughly divided into heat used for temperature rise near the operating surface. Therefore, if the refractory material that can reduce the heat consumed in (1) and (2) and increase (3) is distributed at a predetermined position of the continuous casting nozzle, the molten steel and the inner pipe working surface The temperature difference with can be quickly reduced.

そこで、本発明者らは、更に検討を重ねた結果、連続鋳造用ノズルの内管稼働面に、温度伝導率の低い耐火材料を使用することにより、(1)、(2)の熱量を少なくし、(3)の熱量を多くすることができることを見出した。連続鋳造用ノズルの内管並びにノズル本体を構成する耐火材料の熱伝導率に着目した特許文献は既に開示されているが、連続鋳造用ノズルの内管稼働面へのアルミナ付着を抑制するために重要に特性は、温度伝導率である。ここで、温度伝導率(a)は、下記の(1)式で与えられる:
a=λ/(c・ρ) (1)式
ここで、λは熱伝導率を;cは比熱を;ρは比質量をそれぞれ表す。
(1)式から分かるように、温度伝導率(a)は、連続鋳造用ノズルの内管稼働面を構成する耐火材料の熱伝導率(λ)、比熱(c)、比質量(ρ)から得られる値であり、温度伝導率(a)の値が大きい程、温度変化が速いことを示すものであり、上述の特許文献6に示されるような連続鋳造用ノズルの内管稼働面を構成する耐火材料を熱伝導率から特定するものとは異なるものである。
Therefore, as a result of further studies, the present inventors have reduced the amount of heat of (1) and (2) by using a refractory material with low temperature conductivity on the inner pipe working surface of the continuous casting nozzle. And, it was found that the amount of heat of (3) can be increased. Patent literature focusing on the thermal conductivity of the refractory material constituting the inner pipe of the continuous casting nozzle and the nozzle body has already been disclosed, but in order to suppress the adhesion of alumina to the inner pipe working surface of the nozzle for continuous casting An important characteristic is temperature conductivity. Here, the temperature conductivity (a) is given by the following equation (1):
a = λ / (c · ρ) (1) Formula where λ represents thermal conductivity; c represents specific heat; and ρ represents specific mass.
As can be seen from the equation (1), the temperature conductivity (a) is obtained from the thermal conductivity (λ), specific heat (c), and specific mass (ρ) of the refractory material constituting the inner pipe working surface of the continuous casting nozzle. This is the value obtained, and the larger the value of the temperature conductivity (a), the faster the temperature change, and the inner pipe working surface of the continuous casting nozzle as shown in Patent Document 6 described above is constituted. The refractory material to be used is different from that specified from the thermal conductivity.

連続鋳造用ノズルを構成する耐火材料の内部温度が定常的状態になった時は熱伝導率がアルミナ付着抑制に有効な特性値であるが、非定常的状態では温度伝導率が有効な特性値となる。即ち、連続鋳造用ノズルの内管稼働面を構成する耐火材料が溶鋼から抜熱する単位時間当たりの熱量は、ノズル内温度が定常的状態では、連続鋳造用ノズルの内管稼働面を構成する耐火材料が持つ熱伝導率特性値と強い相関性を示すが、非定常的状態では、温度伝導率と強い相関性を示す。溶鋼から抜熱した熱は、連続鋳造用ノズルの内部への蓄熱と連続鋳造用ノズル外部(外気)への放熱に分けられる。ここで、定常的状態になった時には、連続鋳造用ノズルの内部への蓄熱がなく、ノズル外部(外気)への放熱だけになる。また、定常的状態に近くなれば、ほぼ放熱だけと考えても差し支えない。即ち、蓄熱に関連する連続鋳造用ノズルの内管稼働面を構成する耐火材料の比熱、比質量のデータは無視でき、熱伝導率だけを考えれば良いことになる。一方、非定常的状態では、耐火材料内部への蓄熱とノズル外部への放熱の両方とも無視できないので、連続鋳造用ノズルの内管稼働面を構成する耐火材料の比熱、比質量、熱伝導率のデータはいずれも無視できなくなる。従って、連続鋳造用ノズルの内管稼働面を構成する耐火材料の比熱、比質量、熱伝導率から得られる温度伝導率が重要となる。即ち、溶鋼からの抜熱の程度を表す特性値として、連続鋳造用ノズルの内管稼働面を構成する耐火材料の内部温度が、定常的状態にあるか、若しくは非定常的状態であるかにより、有効な特性値が異なることになる。本発明者らの研究によれば、鋳造初期の非定常的状態にある時にアルミナ付着の駆動力が生まれるので、温度伝導率が重要な特性になる。   When the internal temperature of the refractory material constituting the continuous casting nozzle is in a steady state, the thermal conductivity is an effective characteristic value for suppressing alumina adhesion, but in an unsteady state, the thermal conductivity is an effective characteristic value. It becomes. That is, the amount of heat per unit time that the refractory material constituting the inner pipe working surface of the continuous casting nozzle removes heat from the molten steel constitutes the inner pipe working surface of the continuous casting nozzle when the nozzle temperature is in a steady state. Although it shows a strong correlation with the thermal conductivity characteristic value of the refractory material, it shows a strong correlation with the temperature conductivity in an unsteady state. The heat extracted from the molten steel is divided into heat storage inside the continuous casting nozzle and heat radiation to the outside (outside air) of the continuous casting nozzle. Here, when the steady state is reached, there is no heat accumulation inside the continuous casting nozzle, and only heat radiation to the outside of the nozzle (outside air). Moreover, if it is close to a steady state, it may be considered that the heat is almost only released. That is, the specific heat and specific mass data of the refractory material constituting the inner pipe working surface of the continuous casting nozzle related to heat storage can be ignored, and only the thermal conductivity needs to be considered. On the other hand, in the unsteady state, both heat accumulation inside the refractory material and heat radiation outside the nozzle cannot be ignored, so the specific heat, specific mass, and thermal conductivity of the refractory material that constitutes the inner pipe working surface of the nozzle for continuous casting Any of these data cannot be ignored. Therefore, the temperature conductivity obtained from the specific heat, specific mass, and thermal conductivity of the refractory material constituting the inner pipe working surface of the continuous casting nozzle is important. That is, as a characteristic value representing the degree of heat removal from molten steel, depending on whether the internal temperature of the refractory material constituting the inner pipe working surface of the continuous casting nozzle is in a steady state or an unsteady state Effective characteristic values will be different. According to the study by the present inventors, the temperature conductivity becomes an important characteristic because the driving force of alumina adhesion is generated when the casting is in an unsteady state at the initial stage of casting.

また、本発明者らは、使用中の連続鋳造用ノズルの内管稼働面温度、内部温度、及び内部への蓄熱量と連続鋳造用ノズルから外気への放熱量を下記の方法により推定した。この推定方法は、有限要素法を用いた伝熱解析によるものである。伝熱解析には、連続鋳造用ノズルの内管稼働面を構成する耐火材料の比熱、比質量、熱伝導率がデータとして用いられ、連続鋳造用ノズルを多くの細かい要素(区画)に分け、各要素と要素との接点で、温度を算出することができ、結果として、各要素の平均温度を算出することができる。更に、この平均温度は、連続鋳造用ノズルの稼働中に、時間を追って逐次得ることができる。即ち、全ての要素の平均温度が同様にして得られ、この要素温度が時間を追って分かれば、任意時刻までにその要素内に蓄熱される熱量が、比熱データ、比質量、要素体積と任意時刻から次の任意時刻までの温度差から求められる。全ての要素で同様の操作を繰り返せば、結局、連続鋳造用ノズル内の蓄熱量が求められることになる。次に、放熱量は、連続鋳造用ノズルの外表面温度(外気と接している面)と外気温度等から求められる。上述のように、外表面を構成している要素毎に各要素の外表面での平均温度が判り、1つの要素の外表面を考慮すると、その外表面の平均温度と外気温度との温度差、その要素の外表面面積、及び熱伝達率とから単位時間あたりの放熱量が求められる。更に、例えば、1分間の放熱量を求める場合には、先程の単位時間あたりの放熱量を1分間にわたり積分すれば求めることができる。同様にして他の外表面を構成している要素全てについて算出し、それらを合算すれば、求める放熱量となる。ここで、熱伝達率は、ノズルと外気とがやり取りする熱量であり、パラメーターとして伝熱解析を行う時に設定するデータである。このパラメーターの精度は、解析全体の精度に影響を与えるが、本発明者らの研究(実機で測定したノズル温度、外気温度、溶鋼温度等のデータから熱伝達率を求める研究)から、妥当な値が求められており、そのデータを利用したものである。温度伝導率は、伝熱解析で、連続鋳造用ノズルの内管稼働面を構成する耐火材料の熱伝熱率、比熱並びに比質量のデータを通して取り込まれている。   Moreover, the present inventors estimated the inner pipe working surface temperature of the continuous casting nozzle in use, the internal temperature, the amount of heat stored therein, and the amount of heat released from the continuous casting nozzle to the outside air by the following method. This estimation method is based on heat transfer analysis using a finite element method. In the heat transfer analysis, the specific heat, specific mass, and thermal conductivity of the refractory material constituting the inner pipe working surface of the continuous casting nozzle are used as data, and the continuous casting nozzle is divided into many fine elements (sections). The temperature can be calculated at the contact between each element, and as a result, the average temperature of each element can be calculated. Furthermore, this average temperature can be obtained sequentially over time during operation of the continuous casting nozzle. That is, if the average temperature of all elements is obtained in the same way, and this element temperature is known over time, the amount of heat stored in the element by an arbitrary time can be calculated as specific heat data, specific mass, element volume, and arbitrary time. To the next arbitrary time. If the same operation is repeated for all the elements, the amount of heat stored in the continuous casting nozzle is eventually obtained. Next, the heat radiation amount is obtained from the outer surface temperature (surface in contact with the outside air) of the continuous casting nozzle, the outside air temperature, and the like. As described above, the average temperature on the outer surface of each element is known for each element constituting the outer surface, and considering the outer surface of one element, the temperature difference between the average temperature of the outer surface and the outside air temperature The amount of heat released per unit time is determined from the outer surface area of the element and the heat transfer coefficient. Further, for example, when obtaining the heat dissipation amount for one minute, it can be obtained by integrating the heat dissipation amount per unit time as described above over one minute. Similarly, if all the elements constituting the other outer surface are calculated and added together, the amount of heat released is obtained. Here, the heat transfer coefficient is the amount of heat exchanged between the nozzle and the outside air, and is data set when performing heat transfer analysis as a parameter. The accuracy of this parameter affects the overall accuracy of the analysis, but it is reasonable from our study (research for heat transfer coefficient from data such as nozzle temperature, ambient temperature, and molten steel temperature measured with actual equipment). The value is sought and uses that data. In the heat transfer analysis, the temperature conductivity is taken in through data on the heat transfer rate, specific heat and specific mass of the refractory material constituting the inner pipe working surface of the continuous casting nozzle.

図1は、連続鋳造用ノズルの一例である一般的な形状の浸漬ノズルを1/4に分割した図である。ここで、浸漬ノズルは、ノズル本体(1)及びパウダーライン部(2)から構成されている。上記有限要素法を用いた伝熱解析によれば、鋳造初期、浸漬ノズルの内管稼働面のうち、反吐出孔側側壁稼働面(3)の温度は、吐出孔側側壁稼働面(4)の温度よりも低いこと、鋳造開始から1分前後に両者の差が大きくなる時期があり、そのときの温度差は100℃を超えることが判った。特に、温度の低い部位は、反吐出孔側側壁稼働面(3)と底面の稼働面(5)とが交わる部位(B)である。即ち、鋳造初期、浸漬ノズルの内管稼働面のうちで、この部位の温度が最も低く、また、アルミナ付着を起し易いことが推定できる。実際に、実炉で使用した後の浸漬ノズルを観察すると、当該部位(B)にアルミナが多く付着していることが観察されている。   FIG. 1 is a diagram in which an immersion nozzle having a general shape, which is an example of a continuous casting nozzle, is divided into quarters. Here, the immersion nozzle is comprised from the nozzle main body (1) and the powder line part (2). According to the heat transfer analysis using the finite element method, the temperature of the anti-discharge hole side wall operating surface (3) among the inner tube operating surfaces of the submerged nozzle at the initial stage of casting is the discharge hole side wall operating surface (4). It was found that there was a time when the difference between the two became larger than about 1 minute from the start of casting, and the temperature difference at that time exceeded 100 ° C. In particular, the low temperature portion is the portion (B) where the anti-discharge hole side wall working surface (3) and the bottom working surface (5) intersect. That is, it can be estimated that the temperature of this part is the lowest among the inner pipe working surfaces of the submerged nozzle at the initial stage of casting, and that alumina adheres easily. Actually, when the immersion nozzle after being used in an actual furnace is observed, it is observed that a lot of alumina is adhered to the part (B).

一例として、上記有限要素法を用いた伝熱解析によって得られた鋳造初期における浸漬ノズルの内管稼働面の温度推移状況の結果を図2に示す。図2は、浸漬ノズルを単一材料で構成した時の図1中に示す吐出孔側の部位(C)と反吐出孔側の部位(B:稼働面側で最も温度の低い箇所)の温度を示している。図2から、ジルコニア製浸漬ノズル(500℃以上の温度領域での温度伝導率=0.002m/時間)では、両部位の温度差は鋳造開始から約30秒後に最も大きく約160℃となり、バルーン状アルミナ製浸漬ノズル(500℃以上の温度領域での温度伝導率=0.004m/時間)では、両部位の温度差は鋳造開始から約20秒後に最も大きく約200℃になり、黒鉛製浸漬ノズル(500℃以上の温度領域での温度伝導率=0.11m/時間)では、約1分後に約190℃となることが判る。 As an example, FIG. 2 shows the result of the temperature transition state of the inner pipe working surface of the immersion nozzle in the initial stage of casting obtained by the heat transfer analysis using the finite element method. FIG. 2 shows the temperatures of the discharge hole side part (C) and the counter discharge hole side part (B: the lowest temperature part on the working surface side) shown in FIG. 1 when the immersion nozzle is made of a single material. Is shown. From FIG. 2, in the immersion nozzle made of zirconia (temperature conductivity in the temperature region of 500 ° C. or higher = 0.002 m 2 / hour), the temperature difference between the two parts becomes the largest about 160 ° C. after about 30 seconds from the start of casting, With a balloon-like alumina immersion nozzle (temperature conductivity in the temperature range of 500 ° C. or higher = 0.004 m 2 / hour), the temperature difference between the two parts becomes the largest at about 200 ° C. after about 20 seconds from the start of casting, and the graphite It can be seen that the temperature is about 190 ° C. after about 1 minute with the immersion nozzle (temperature conductivity in the temperature range of 500 ° C. or higher = 0.11 m 2 / hour).

また、ジルコニア製浸漬ノズル、バルーン状アルミナ製浸漬ノズルと黒鉛製浸漬ノズルの温度上昇速度にも大きな差があり、ジルコニア製浸漬ノズル及びバルーン状アルミナ製浸漬ノズルにおける両部位の温度は急増しているのに対して、黒鉛製浸漬ノズルにおける両部位の温度は漸増していた。このように、浸漬ノズルの構成材料により、鋳造初期の稼働面温度の上昇速度及び稼働面内の温度差が異なることが判る。更に、鋳造初期は内管稼働面内で、上述のように温度差が生じているが、鋳造が進むと、内管稼働面内の温度差はほとんどなくなることも判り、いかに鋳造初期の温度状況を考慮することが重要であるかが判る。   There is also a large difference in the temperature rise rate of the zirconia immersion nozzle, the balloon-like alumina immersion nozzle, and the graphite immersion nozzle, and the temperatures of both parts of the zirconia immersion nozzle and the balloon-like alumina immersion nozzle are rapidly increasing. On the other hand, the temperature of both parts in the graphite immersion nozzle gradually increased. Thus, it turns out that the rising speed of the working surface temperature in the early stage of casting and the temperature difference in the working surface differ depending on the constituent material of the immersion nozzle. Furthermore, although the temperature difference occurs as described above in the inner pipe operation surface at the initial stage of casting, it can be seen that the temperature difference in the inner pipe operation surface almost disappears as casting progresses. It is understood that it is important to consider.

なお、上記ジルコニア製浸漬ノズル、バルーン状アルミナ製浸漬ノズル並びに黒鉛製浸漬ノズルは、実際に製造したものではなく、ジルコニア、バルーン状アルミナまたは黒鉛で浸漬ノズルを製造したとすると、伝熱特性が上述のような結果となるということを有限要素法を用いた伝熱解析によって仮想したものである。   The zirconia immersion nozzle, the balloon-like alumina immersion nozzle, and the graphite immersion nozzle are not actually manufactured. If the immersion nozzle is manufactured with zirconia, balloon-like alumina, or graphite, the heat transfer characteristics are as described above. This is a hypothetical result of heat transfer analysis using the finite element method.

また、同様の方法によりアルミナ製浸漬ノズル(500℃以上の温度領域での温度伝導率=0.02m/時間)またはアルミナ−黒鉛製浸漬ノズル(500℃以上の温度領域での温度伝導率=0.05m/時間)についても伝熱解析を行ない、鋳造開始から1分間に浸漬ノズル内に蓄熱される熱量及び浸漬ノズルから外気に放熱される熱量を試算した結果を以下の表1に示す。 Further, by the same method, an alumina immersion nozzle (temperature conductivity in a temperature region of 500 ° C. or higher = 0.02 m 2 / hour) or an alumina-graphite immersion nozzle (temperature conductivity in a temperature region of 500 ° C. or higher = Table 1 below shows the results of a heat transfer analysis for 0.05 m 2 / hour) and the estimated amount of heat stored in the immersion nozzle and the amount of heat released from the immersion nozzle to the outside air in one minute from the start of casting. .

Figure 2006312188
Figure 2006312188

上述の結果から、浸漬ノズルを構成する耐火材料によって、蓄熱量及び放熱量に多少の差があるが、大きな差ではないことが判った。従って、図2と表1の結果を照らし合わせて考察した場合、鋳造初期において、ジルコニア製浸漬ノズル及びバルーン状アルミナ製浸漬ノズルでは、溶鋼から奪われた熱のほとんどが稼働面付近の温度上昇に使用されていることが判る。即ち、バルーン状アルミナ製浸漬ノズルは、上述の(1)〜(3)の熱量の比較的理想的な使い方がなされている耐火材料であることが判る。一方の黒鉛製浸漬ノズルでは、溶鋼から奪われた熱は稼働面温度上昇にはあまり使用されず、むしろノズル内部への蓄熱に使用されていることも判り、望ましい耐火材料ではないことが判る。   From the above results, it was found that there is a slight difference in the amount of stored heat and the amount of heat released depending on the refractory material constituting the immersion nozzle, but this is not a large difference. Therefore, when considering the results shown in FIG. 2 and Table 1, most of the heat taken away from the molten steel at the initial stage of casting is increased in temperature near the working surface in the immersion nozzle made of zirconia and the immersion nozzle made of balloon-like alumina. It can be seen that it is being used. That is, it can be seen that the balloon-shaped alumina immersion nozzle is a refractory material that has a relatively ideal usage of the heat quantities (1) to (3) described above. On the other hand, in the graphite immersion nozzle, it can be seen that the heat taken away from the molten steel is not much used for increasing the operating surface temperature, but rather is used for heat storage inside the nozzle, and is not a desirable fireproof material.

上述のように、種々の耐火材料で構成された浸漬ノズルについて、その温度特性を調べた結果、連続鋳造用ノズルの内管稼働面を構成する耐火材料を温度伝導率の差異によって差別化することができる。その中で、バルーン状アルミナのような材料は、伝熱特性の点からは望ましい耐火材料であるが、実機使用においては難点があった。即ち、激しく流れる溶鋼と接触するノズル内管の稼働面にバルーン状アルミナを配材すると、溶鋼摩耗を容易に受け、バルーン状アルミナが損傷してしまい、バルーン状アルミナのような耐火材料の伝熱特性が生かされないこととなる。一方、ジルコニアのような耐火材料は、ノズル内管の稼働面側に配設しても溶鋼摩耗を受けることはない。   As described above, as a result of examining the temperature characteristics of the immersion nozzle composed of various refractory materials, the refractory material constituting the inner pipe working surface of the continuous casting nozzle is differentiated by the difference in temperature conductivity. Can do. Among them, materials such as balloon-like alumina are desirable refractory materials from the viewpoint of heat transfer characteristics, but there are difficulties in using them in actual equipment. That is, if balloon-like alumina is distributed on the working surface of the inner tube of the nozzle that is in contact with the vigorously flowing molten steel, the molten steel is easily damaged, and the balloon-like alumina is damaged, and heat transfer of a refractory material such as balloon-like alumina. The characteristics will not be utilized. On the other hand, a refractory material such as zirconia does not receive molten steel wear even if it is disposed on the working surface side of the nozzle inner tube.

本発明の第1の実施態様では、連続鋳造用ノズルのノズル内管の少なくとも反吐出孔側側壁の稼働面及び底部の稼働面からノズル肉厚の4%を超え、20%未満の内部に、ノズル肉厚の5%以上96%未満の層厚みで、500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下の耐火材料を配設してなるものである。ここで、反吐出孔側側壁は、図1に示す領域(3)で示される部分を示すものである。図2に示すように、反吐出孔側側壁の稼働面の部位(B)の温度は、吐出孔側側壁の稼働面の部位(C)の温度よりもかなり低く、また、温度差も大きい。そこで、連続鋳造用ノズルのノズル内管の少なくとも反吐出孔側側壁の稼働面及び底部の稼働面から所定の間隔をあけた内部に、500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下、好ましくは0.005m/時間以下の耐火材料を配設することにより、部位(B)の温度を迅速に引き上げて温度差を小さくすることができ、その結果としてアルミナ付着を抑制することができる。また、アルミナが仮に付着するとしても、稼働面の部位(B)と(C)の温度差が小さくなるので、ノズル内管内で円周方向に比較的均一に付着することになり、従来の連続鋳造用ノズルのように反吐出孔側側壁の稼働面に偏って付着することはなくなる。即ち、ノズル内管内を流れる溶鋼の流れは、アルミナ付着前とほとんど変わらなくなり、これは、安定した鋳造を実現するのに有利に働くことを意味する。なお、吐出孔側側壁の稼働面と反吐出孔側側壁の稼働面の全面の内部に、500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下の耐火材料を配設すれば、稼働面温度を更に迅速に上昇させることができる。 In the first embodiment of the present invention, at least 4% and less than 20% of the nozzle wall thickness from the working surface and the working surface of the bottom side wall of the nozzle inner pipe of the continuous casting nozzle. A refractory material having a layer thickness of 5% or more and less than 96% of the nozzle wall thickness and having a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in a temperature region of 500 ° C. or more is provided. Here, the side wall opposite to the ejection hole indicates a portion indicated by the region (3) shown in FIG. As shown in FIG. 2, the temperature of the working surface portion (B) of the counter-discharge-hole side wall is considerably lower than the temperature of the working surface portion (C) of the discharge-hole-side sidewall, and the temperature difference is large. Therefore, the temperature conductivity in the temperature region of 500 ° C. or higher is 0.01 m inside at least a predetermined distance from the working surface of the side wall on the side opposite to the discharge hole and the working surface of the bottom of the nozzle inner tube of the nozzle for continuous casting. By disposing a refractory material of 2 / hour or less, preferably 0.005 m 2 / hour or less, the temperature of the part (B) can be quickly raised to reduce the temperature difference, and as a result, alumina adheres. Can be suppressed. Further, even if alumina is temporarily attached, the temperature difference between the parts (B) and (C) on the operating surface is small, so that it adheres relatively uniformly in the circumferential direction within the nozzle inner tube, and the conventional continuous It does not adhere to the working surface of the side wall opposite to the discharge hole like a casting nozzle. That is, the flow of the molten steel flowing in the nozzle inner tube is almost the same as before the alumina adhesion, which means that it works advantageously to realize stable casting. In addition, a refractory material having a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in a temperature region of 500 ° C. or more is disposed inside the working surface of the discharge hole side sidewall and the working surface of the counter discharge hole side sidewall. As a result, the operating surface temperature can be increased more rapidly.

ここで、500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下の耐火材料は、ノズル内管の少なくとも反吐出孔側側壁の稼働面及び底部の稼働面からノズル肉厚の4%を超え、20%未満、好ましくは6〜10%の内部に配設することが良い。該耐火材料の配設位置が、稼働面からノズル肉厚の4%以下の位置では、稼働面側にノズル本体を構成する耐火材料を配設しても、この耐火材料が少量損傷しただけで、500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下の耐火材料が稼働面に露出してしまい、例えば、該耐火材料がバルーン状アルミナから構成される場合には、以降、急激な溶鋼摩耗損傷を起こすために望ましくない。一方、500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下の耐火材料の配設位置が、稼働面からノズル肉厚の20%以上の位置では、稼働面側に配設されるノズル本体を構成する耐火材料の厚みが厚くなりすぎて、500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下の耐火材料の性能が発揮されず、アルミナ付着を抑制することができなくなる。また、500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下の耐火材料より構成される内部層の厚さは、ノズル肉厚の5%以上96%未満、望ましくは10%以上50%以下が良く、更に望ましくは20%以上40%以下が良い。内部層の厚みがノズル肉厚の5%未満では、薄すぎるために、溶鋼から抜熱した熱が容易に内部層の外側に逃げ、更には、連続鋳造用ノズルの外表面から外気に容易に逃げるので好ましくない。また、内部層の厚みがノズル肉厚の96%以上となると、内部層が連続鋳造用ノズルの外表面に露出することになり、鋳造初期を過ぎて溶鋼がモールド内に溜まり、連続鋳造用ノズルが溶鋼に漬かりだすと、摩耗損傷を受けることになる。更に、内部層を構成する耐火材料の500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間を超えると、稼働面温度の迅速な上昇が得られず、アルミナ付着抑制効果が得られないために好ましくない。 Here, the refractory material having a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in a temperature region of 500 ° C. or higher has a nozzle wall thickness of at least the working surface of the side wall of the nozzle inner pipe and the working surface of the bottom portion. It is good to arrange inside 4% and less than 20%, preferably 6 to 10%. When the location of the refractory material is less than 4% of the nozzle wall thickness from the operating surface, even if the refractory material constituting the nozzle body is disposed on the operating surface side, the refractory material is only slightly damaged. , A refractory material having a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in a temperature region of 500 ° C. or higher is exposed to the working surface. For example, when the refractory material is made of balloon-like alumina, Undesirable to cause rapid molten steel wear damage. On the other hand, when the position of the refractory material having a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in a temperature region of 500 ° C. or higher is 20% or more of the nozzle thickness from the operating surface, it is disposed on the operating surface side. The thickness of the refractory material that constitutes the nozzle body is too thick, and the performance of the refractory material with a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in a temperature range of 500 ° C. or higher is not exhibited, and alumina adhesion is suppressed. Can not do. Further, the thickness of the inner layer composed of a refractory material having a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in a temperature range of 500 ° C. or higher is 5% or more and less than 96%, preferably 10% of the nozzle thickness. It is preferably 50% or less and more preferably 20% or more and 40% or less. If the thickness of the inner layer is less than 5% of the nozzle wall thickness, it is too thin, so the heat removed from the molten steel easily escapes to the outside of the inner layer, and further easily from the outer surface of the continuous casting nozzle to the outside air. Because it escapes, it is not preferable. Further, when the thickness of the inner layer becomes 96% or more of the nozzle wall thickness, the inner layer is exposed on the outer surface of the continuous casting nozzle, and the molten steel accumulates in the mold after the initial casting, and the continuous casting nozzle If it is immersed in molten steel, it will be damaged by wear. Further, if the temperature conductivity of the refractory material constituting the inner layer exceeds 0.01 m 2 / hour in a temperature region of 500 ° C. or more, the operating surface temperature cannot be rapidly increased, and an alumina adhesion suppressing effect is obtained. It is not preferable because it is not possible.

本発明の第1の実施態様において、内部層を構成する500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下の耐火材料としては、バルーン状アルミナ質耐火材料、ジルコニア−カーボン質耐火材料、ジルコニア質耐火材料等を使用することができる。 In the first embodiment of the present invention, as the refractory material having a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in a temperature region of 500 ° C. or more constituting the inner layer, a balloon-like alumina refractory material, zirconia-carbon A quality refractory material, a zirconia refractory material, etc. can be used.

ここで、バルーン状アルミナ質耐火材料は、アルミナ質原料の一部または全量として、中空状アルミナを使用したアルミナ純度95%以上のアルミナ質耐火材料である。また、ジルコニア−カーボン質耐火材料は、カーボン量1質量%以上5質量%未満、好ましくは1〜3質量%、部分安定化ジルコニア量95質量%超99質量%以下、好ましくは97〜99質量%の組成を有するものである。ここで、カーボン量が1質量%未満であると、耐スポーリング性に劣るために好ましくなく、カーボン量が5質量%以上となると、温度伝導率が0.01m/秒を超えるために好ましくない。なお、部分安定化ジルコニアは、安定化剤として、Y、CaO、MgO等を用いることができる。更に、ジルコニア質耐火材料は、部分安定化ジルコニア粒に、バルーン状及び/またはファイバー状のジルコニアを添加してなる耐火材料である。 Here, the balloon-like alumina refractory material is an alumina refractory material having an alumina purity of 95% or more using hollow alumina as a part or all of the alumina raw material. The zirconia-carbonaceous refractory material has a carbon content of 1% by mass or more and less than 5% by mass, preferably 1 to 3% by mass, partially stabilized zirconia content of 95% by mass to 99% by mass or less, preferably 97 to 99% by mass. It has the composition of. Here, when the amount of carbon is less than 1% by mass, it is not preferable because the spalling resistance is poor, and when the amount of carbon is 5% by mass or more, it is preferable because the temperature conductivity exceeds 0.01 m 2 / sec. Absent. Note that partially stabilized zirconia can use Y 2 O 3 , CaO, MgO, or the like as a stabilizer. Furthermore, the zirconia refractory material is a refractory material obtained by adding balloon-like and / or fiber-like zirconia to partially stabilized zirconia grains.

また、本発明の連続鋳造用ノズルにおいて、ノズル本体を構成する耐火材料としてはアルミナ−カーボン質耐火材料を、パウダーライン部を構成する耐火材料としてはジルコニア−カーボン質耐火材料をそれぞれ用いることができる。アルミナ−カーボン質耐火材料は、アルミナ40〜90質量%、好ましくは50質量%前後、カーボン10〜40質量%、好ましくは30質量%前後、シリカ0(不在)〜30質量%(30質量%以下)、好ましくは20質量%前後の組成を有し、見かけ気孔率が10〜30%、好ましくは20%前後と比較的高い気孔率を有するものである。なお、アルミナ−カーボン質耐火材料には、酸化防止剤として例えば炭化硼素、炭化珪素等を1〜5質量%、好ましくは1〜3質量%の範囲内で適宜配合することができる。また、ジルコニア−カーボン質耐火材料は、ジルコニア70〜90質量%、好ましくは80質量%前後、カーボン10〜30質量%、好ましくは20質量%前後の範囲内の組成を有するものである。   In the continuous casting nozzle of the present invention, an alumina-carbon refractory material can be used as the refractory material constituting the nozzle body, and a zirconia-carbon refractory material can be used as the refractory material constituting the powder line portion. . The alumina-carbon refractory material is 40 to 90% by mass of alumina, preferably about 50% by mass, 10 to 40% by mass of carbon, preferably about 30% by mass, and 0 to 30% by mass of silica (30% by mass or less). ), Preferably having a composition of about 20% by mass and an apparent porosity of 10 to 30%, preferably about 20%, and a relatively high porosity. The alumina-carbon refractory material can be appropriately mixed with, for example, boron carbide, silicon carbide or the like as an antioxidant within a range of 1 to 5 mass%, preferably 1 to 3 mass%. The zirconia-carbon refractory material has a composition in the range of 70 to 90% by mass, preferably about 80% by mass, and 10 to 30% by mass of carbon, preferably about 20% by mass.

なお、本発明による連続鋳造用ノズルの製造方法は、特に限定されるものではなく、例えば、通常の一体成形方法を使用できる。一体成形方法とは、予め混練して作成している内層部用練土、本体部用練土、パウダーライン部用練土を複合ノズル作成用型枠に装填し、しかる後に常法による一軸プレス成形及び/またはCIP成形にて成形体を作成する方法である。なお、各材料の境界部分を両者が入り交じったボカシ構造にしても良い。成形体の乾燥、焼成は常法にて行うことができる。   In addition, the manufacturing method of the nozzle for continuous casting by this invention is not specifically limited, For example, the normal integral molding method can be used. The monolithic molding method means that the inner layer part dough, the main body part dough, and the powder line part dough previously prepared by kneading are loaded into the composite nozzle creation formwork, and then uniaxial press by a conventional method. This is a method of forming a molded body by molding and / or CIP molding. In addition, you may make the boundary part of each material into the blur structure where both mixed. Drying and firing of the molded body can be performed by conventional methods.

ここで、ボカシ構造とは、各耐火材料の境界部分に、1〜10mm厚み程度の境界層を設けた構成である。なお、この境界層は、境界を構成する耐火材料(以下、「境界材料」という)を混合して形成される(境界材料を混合して作成した材料を「境界層材料」という)。混合方法は、予め作成した境界層材料(例えば、境界材料を50:50で混合して作成)の練り土を使用する方法、あるいは境界材料の一方を成形用型枠に投入後、境界部分に境界層厚み程度の凹凸を作り、続いて、もう一方の境界材料を型枠に投入することからなる方法等により作成することができる。   Here, the blur structure is a configuration in which a boundary layer having a thickness of about 1 to 10 mm is provided at a boundary portion of each refractory material. The boundary layer is formed by mixing refractory materials (hereinafter referred to as “boundary material”) that constitute the boundary (a material created by mixing the boundary material is referred to as “boundary layer material”). The mixing method is a method of using a kneaded material of a boundary layer material prepared in advance (for example, prepared by mixing the boundary material at 50:50), or after one of the boundary materials is put into a molding form, It can be created by a method comprising making irregularities about the thickness of the boundary layer and then putting the other boundary material into the mold.

本発明の第2の状態態様では、連続鋳造用ノズルのノズル内管の底部の稼働面及び少なくとも反吐出孔側側壁の稼働面に、ノズル肉厚の4%以上50%以下の厚みで、500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下の耐火材料を配設してなるものである。ここで、図2に示すように、反吐出孔側側壁の稼働面の部位(B)の温度は、吐出孔側の稼働面の部位(C)の温度よりもかなり低く、また、温度差も大きい。そこで、連続鋳造用ノズルの連続鋳造用ノズルの底部稼働面及び少なくとも反吐出孔側側壁の稼働面に、500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下、好ましくは0.005m/時間以下の耐火材料を配設することにより、部位(B)の温度を迅速に引き上げて温度差を小さくすることができ、その結果としてアルミナ付着を抑制することができる。また、アルミナが仮に付着するとしても、稼働面の温度差が小さくなるので、ノズル内管内で円周方向に比較的均一に付着することになり、従来の連続鋳造用ノズルのように反吐出孔側側壁の稼働面に偏って付着することはなくなる。即ち、ノズル内管内を流れる溶鋼の流れは、アルミナ付着前とほとんど変わらなくなり、これは、安定した鋳造を実現するのに有利に働くことを意味する。なお、吐出孔側側壁の稼働面と反吐出孔側側壁の稼働面に、500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下の耐火材料を配設すれば、稼働面温度を更に迅速に上昇させることができる。また、反吐出孔側側壁の稼働面の吐出孔上部付近に対応する位置から下側だけに500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下の耐火材料を配設してもアルミナ付着抑制効果を得ることができる。 In the second state aspect of the present invention, the working surface of the bottom part of the inner tube of the nozzle for continuous casting and the working surface of at least the side wall on the side opposite to the discharge hole have a thickness of 4% to 50% of the nozzle thickness, A refractory material having a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in a temperature region of at least ° C. is disposed. Here, as shown in FIG. 2, the temperature of the working surface part (B) on the side opposite to the discharge hole side is considerably lower than the temperature of the working surface part (C) on the discharge hole side, and the temperature difference is also large. Therefore, the temperature conductivity in the temperature region of 500 ° C. or more is 0.01 m 2 / hour or less, preferably 0, on the bottom working surface of the continuous casting nozzle and at least the working surface of the side wall opposite to the discharge hole. By disposing a refractory material of 0.005 m 2 / hour or less, the temperature of the part (B) can be quickly raised to reduce the temperature difference, and as a result, alumina adhesion can be suppressed. Even if alumina is temporarily attached, the temperature difference on the working surface is small, so that it adheres relatively uniformly in the circumferential direction in the nozzle inner tube, and the anti-discharge hole is similar to the conventional continuous casting nozzle. It will not adhere to the working surface of the side wall. That is, the flow of the molten steel flowing in the nozzle inner tube is almost the same as before the alumina adhesion, which means that it works advantageously to realize stable casting. If a fireproof material having a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in a temperature region of 500 ° C. or higher is disposed on the working surface of the discharge hole side wall and the working surface of the counter discharge hole side wall, the working surface The temperature can be increased more rapidly. In addition, a refractory material having a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in a temperature region of 500 ° C. or more is disposed only below the position corresponding to the vicinity of the upper portion of the discharge hole on the working surface of the side wall opposite to the discharge hole. Even in this case, the effect of suppressing the adhesion of alumina can be obtained.

なお、500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下の耐火材料の厚みは、ノズル肉厚の4%以上50%以下、好ましくは10〜30とすることができる。500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下の耐火材料の厚みがノズル肉厚の4%未満では、薄すぎて溶鋼から抜熱した熱量は稼働面付近からその背後に容易に移り、稼働面付近で充分な蓄熱量を確保することができず、そのため稼働面温度を迅速に上昇させることができないために好ましくない。また、該耐火材料の厚みが、ノズル肉厚の50%を超えると、ノズル本体の耐火材料とは異なる耐火材料を配設することになり、耐スポーリング性が劣るために好ましくない。更に、上記耐火材料の500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間を超えると、稼働面温度の迅速な上昇が得られず、アルミナ付着抑制効果が得られないために好ましくない。 In addition, the thickness of the refractory material having a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in a temperature region of 500 ° C. or higher can be 4% or more and 50% or less, preferably 10 to 30% of the nozzle thickness. If the thickness of the refractory material having a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in the temperature range of 500 ° C. or higher is less than 4% of the nozzle wall thickness, the amount of heat extracted from the molten steel is too thin from the working surface to the back Therefore, it is not preferable because a sufficient amount of heat storage cannot be secured in the vicinity of the operating surface, and thus the operating surface temperature cannot be rapidly increased. Further, if the thickness of the refractory material exceeds 50% of the nozzle thickness, a refractory material different from the refractory material of the nozzle body is disposed, which is not preferable because the spalling resistance is poor. Furthermore, when the temperature conductivity in the temperature region of 500 ° C. or higher of the refractory material exceeds 0.01 m 2 / hour, the operating surface temperature cannot be rapidly increased, and the alumina adhesion suppressing effect cannot be obtained. It is not preferable.

本発明の第2の実施態様において、稼働面を構成する500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下の耐火材料としては、ジルコニア−カーボン質耐火材料、ジルコニア質耐火材料等を使用することができる。 In the second embodiment of the present invention, a zirconia-carbon refractory material, a zirconia refractory material is used as the refractory material having a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in a temperature region of 500 ° C. or more constituting the working surface. Materials etc. can be used.

ここで、ジルコニア−カーボン質耐火材料は、カーボン量1質量%以上5質量%未満、好ましくは1〜3質量%、部分安定化ジルコニア量95質量%超99質量%以下、好ましくは97〜99質量%の組成を有するものである。ここで、カーボン量が1質量%未満であると、耐スポーリング性に劣るために好ましくなく、カーボン量が5質量%以上となると、温度伝導率が0.01m/秒を超えるために好ましくない。なお、部分安定化ジルコニアは、安定化剤として、Y、CaO、MgO等を用いることができる。更に、ジルコニア質耐火材料は、部分安定化ジルコニア粒に、バルーン状及び/またはファイバー状のジルコニアを添加した耐火材料である。 Here, the zirconia-carbonaceous refractory material has a carbon amount of 1% by mass or more and less than 5% by mass, preferably 1 to 3% by mass, a partially stabilized zirconia amount of 95% by mass to 99% by mass or less, preferably 97 to 99% by mass. % Composition. Here, when the amount of carbon is less than 1% by mass, it is not preferable because the spalling resistance is poor, and when the amount of carbon is 5% by mass or more, it is preferable because the temperature conductivity exceeds 0.01 m 2 / sec. Absent. Note that partially stabilized zirconia can use Y 2 O 3 , CaO, MgO, or the like as a stabilizer. Furthermore, the zirconia refractory material is a refractory material obtained by adding balloon-like and / or fiber-like zirconia to partially stabilized zirconia grains.

また、本発明の連続鋳造用ノズルにおいて、ノズル本体を構成する耐火材料としてはアルミナ−カーボン質耐火材料を、パウダーライン部を構成する耐火材料としてはジルコニア−カーボン質耐火材料をそれぞれ用いることができる。アルミナ−カーボン質耐火材料は、アルミナ40〜90質量%、好ましくは50質量%前後、カーボン10〜40質量%、好ましくは30質量%前後、シリカ0(不在)〜30質量%(30質量%以下)、好ましくは20質量%前後の組成を有し、見かけ気孔率が10〜30%、好ましくは20%前後と比較的高い気孔率を有するものである。なお、アルミナ−カーボン質耐火材料には、酸化防止剤として例えば炭化硼素、炭化珪素等を1〜5質量%、好ましくは1〜3質量%の範囲内で適宜配合することができる。また、ジルコニア−カーボン質耐火材料は、ジルコニア10〜30質量%、好ましくは80質量%前後、カーボン10〜30質量%、好ましくは20質量%前後の範囲内の組成を有するものである。   In the continuous casting nozzle of the present invention, an alumina-carbon refractory material can be used as the refractory material constituting the nozzle body, and a zirconia-carbon refractory material can be used as the refractory material constituting the powder line portion. . The alumina-carbon refractory material is 40 to 90% by mass of alumina, preferably about 50% by mass, 10 to 40% by mass of carbon, preferably about 30% by mass, and 0 to 30% by mass of silica (30% by mass or less). ), Preferably having a composition of about 20% by mass and an apparent porosity of 10 to 30%, preferably about 20%, and a relatively high porosity. The alumina-carbon refractory material can be appropriately mixed with, for example, boron carbide, silicon carbide or the like as an antioxidant within a range of 1 to 5 mass%, preferably 1 to 3 mass%. The zirconia-carbon refractory material has a composition in the range of 10 to 30% by mass, preferably about 80% by mass, and 10 to 30% by mass of carbon, preferably about 20% by mass.

なお、本発明による連続鋳造用ノズルの製造方法は、特に限定されるものではなく、例えば、通常の一体成形方法を使用できる。一体成形方法とは、予め混練して作成している稼働面に配設する500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下の耐火材料の練土、ノズル本体部用練土、パウダーライン部用練土を複合ノズル作成用型枠に装填し、しかる後に常法による一軸プレス成形及び/またはCIP成形にて成形体を作成する方法である。また、ノズル本体部用練土のみを一軸プレス成形及び/またはCIP成形により仮成形した後、稼働面に配設する500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下の耐火材料の練土をノズル本体の仮成形体の内面側に装填し、一軸プレス及び/またはCIP成形により本成形を行ない成形体を作成する方法である。なお、各材料の境界部分を両者が入り交じったボカシ構造にしても良い。成形体の乾燥、焼成は常法にて行うことができる。 In addition, the manufacturing method of the nozzle for continuous casting by this invention is not specifically limited, For example, the normal integral molding method can be used. The integral molding method refers to a kneaded refractory material having a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in a temperature range of 500 ° C. or higher, which is disposed on an operating surface previously kneaded and used for a nozzle body. This is a method in which a kneaded material and a kneaded material for a powder line part are loaded into a composite nozzle producing mold, and thereafter a molded body is produced by uniaxial press molding and / or CIP molding by a conventional method. In addition, after only temporarily forming the nozzle main body kneaded material by uniaxial press molding and / or CIP molding, the temperature conductivity in the temperature region of 500 ° C. or higher disposed on the working surface is 0.01 m 2 / hour or lower. This is a method in which a kneaded material of a refractory material is loaded on the inner surface side of a temporary molded body of a nozzle body, and a main body is formed by uniaxial press and / or CIP molding to produce a molded body. In addition, you may make the boundary part of each material into the blur structure where both mixed. Drying and firing of the molded body can be performed by conventional methods.

本発明の第3の実施態様では、ノズル内管の少なくとも反吐出孔側側壁の稼働面及び底部の稼働面に、ノズル肉厚の4%以上40%未満の厚みで、及びノズル内管の少なくとも反吐出孔側側壁の稼働面及び底部の稼働面のノズル肉厚の4%を超え80%未満の深さの内部に、ノズル肉厚の5%以上96%未満の厚みで 500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下の耐火材料を配設してなるものである。ここで、図2に示すように、反吐出孔側側壁の稼働面の部位(B)の温度は、吐出孔側側壁の稼働面の部位(C)の温度よりもかなり低く、また、温度差も大きい。そこで、連続鋳造用ノズルの連続鋳造用ノズルの底部の稼働面及び少なくとも反吐出孔側側壁の稼働面に、500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下、好ましくは0.005m/時間以下の耐火材料を配設することにより、部位(B)の温度を迅速に引き上げて温度差を小さくすることができ、その結果としてアルミナ付着を抑制することができる。また、アルミナが仮に付着するとしても、稼働面の温度差が小さくなるので、ノズル内管内で円周方向に比較的均一に付着することになり、従来の連続鋳造用ノズルのように反吐出孔側側壁に偏って付着することはなくなる。即ち、ノズル内管内を流れる溶鋼の流れは、アルミナ付着前とほとんど変わらなくなり、これは、安定した鋳造を実現するのに有利に働くことを意味する。なお、吐出孔側側壁の稼働面と反吐出孔側側壁の稼働面に、500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下の耐火材料を配設すれば、稼働面温度を更に迅速に上昇させることができる。また、反吐出孔側側壁の稼働面の吐出孔上部付近に対応する位置から下側だけに500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下の耐火材料を配設してもアルミナ付着抑制効果を得ることができる。 In the third embodiment of the present invention, at least the working surface of the side wall opposite to the discharge hole and the working surface of the bottom portion of the inner tube of the nozzle have a thickness of 4% or more and less than 40% of the nozzle thickness, and at least the inner tube of the nozzle. 500 ° C or more at a thickness of 5% or more and less than 96% of the nozzle wall thickness within a depth of more than 4% and less than 80% of the nozzle wall thickness of the working surface on the side opposite to the discharge hole and the bottom working surface A refractory material having a temperature conductivity in the region of 0.01 m 2 / hour or less is provided. Here, as shown in FIG. 2, the temperature of the working surface part (B) of the side wall opposite to the discharge hole is considerably lower than the temperature of the working surface part (C) of the side wall of the discharge hole, and the temperature difference Is also big. Therefore, the temperature conductivity in the temperature region of 500 ° C. or more is 0.01 m 2 / hour or less on the working surface of the bottom of the continuous casting nozzle and at least the working surface of the side wall on the side opposite to the discharge hole, preferably 0.01 m 2 / hour or less. By disposing a refractory material of 0.005 m 2 / hour or less, the temperature of the part (B) can be quickly raised to reduce the temperature difference, and as a result, alumina adhesion can be suppressed. Even if alumina is temporarily attached, the temperature difference on the working surface is small, so that it adheres relatively uniformly in the circumferential direction in the nozzle inner tube, and the anti-discharge hole is similar to the conventional continuous casting nozzle. It will not adhere to the side wall. That is, the flow of the molten steel flowing in the nozzle inner tube is almost the same as before the alumina adhesion, which means that it works advantageously to realize stable casting. If a fireproof material having a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in a temperature region of 500 ° C. or higher is disposed on the working surface of the discharge hole side wall and the working surface of the counter discharge hole side wall, the working surface The temperature can be increased more rapidly. In addition, a refractory material having a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in a temperature region of 500 ° C. or more is disposed only below the position corresponding to the vicinity of the upper portion of the discharge hole on the working surface of the side wall opposite to the discharge hole. Even in this case, the effect of suppressing the adhesion of alumina can be obtained.

なお、ノズル内管の少なくとも反吐出孔側側壁の稼働面及び底部の稼働面に配設される500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下の耐火材料の厚みは、ノズル肉厚の4%以上40%以下、好ましくは10〜30%とすることができる。500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下の耐火材料の厚みがノズル肉厚の4%未満では、薄すぎて充分な強度を保持できず、容易に溶鋼摩耗を受けて脱落することがあるために好ましくない。また、該耐火材料の厚みが、ノズル肉厚の40%を超えると、背後に配設する内層部を構成する500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下の耐火材料やノズル本体を構成する耐火材料と異なる耐火材料を配設することになるので、耐スポーリング性に劣り好ましくない。 The thickness of the refractory material having a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in a temperature region of 500 ° C. or higher, which is disposed on at least the working surface of the side wall of the nozzle inner pipe and the working surface of the bottom, is The nozzle thickness can be 4% or more and 40% or less, preferably 10 to 30%. If the thickness of the refractory material with a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in a temperature range of 500 ° C. or higher is less than 4% of the nozzle wall thickness, it will be too thin to maintain sufficient strength and easily cause molten steel wear. This is not preferable because it may fall off. Further, when the thickness of the refractory material exceeds 40% of the nozzle thickness, the refractory having a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in a temperature region of 500 ° C. or more that constitutes the inner layer portion arranged behind the nozzle is provided. Since a refractory material different from the refractory material constituting the material and the nozzle body is disposed, the spalling resistance is inferior.

また、ノズル内管の少なくとも反吐出孔側側壁の稼働面及び底部の稼働面から所定の間隔をあけた内部に配設される500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下の耐火材料の配材位置は、ノズル内管の稼働面からノズル肉厚の4%を超え80%未満の位置であり、好ましくは6%以上10%以下が良い。配材位置がノズル内管の稼働面からノズル肉厚の4%以下であると、稼働面側の500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下の耐火材料の厚みがノズル肉厚の4%未満となり、上記理由により好ましくない。また、配材位置が、ノズル内管の稼働面からノズル肉厚の80%以上であると、ノズル内管の稼働面側には、500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下の耐火材料とノズル本体を構成する耐火材料が配設されることになり、ノズル本体を構成する耐火材料の厚みが厚くなるために、500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下の耐火材料の特徴を生かせず、ノズル内管へのアルミナ付着を抑制することができないために好ましくない。なお、ノズル内管の内部に配設される500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下の耐火材料の厚みは、ノズル肉厚の5%以上96%未満、望ましくは10%以上50%以下が良く、更に望ましくは20%以上40%以下が良い。なお、該耐火材料の厚みが5%未満では薄すぎるために、溶鋼から抜熱した熱が容易に500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下の耐火材料の背後のノズル本体に逃げ、更には、連続鋳造用ノズルの外表面から外気に容易に逃げるため好ましくない。また、該耐火材料の厚みがノズル肉厚の96%以上であると、この耐火材料が連続鋳造用ノズルの外表面に露出することになり、鋳造初期を過ぎて溶鋼がモールド内に溜まり、連続鋳造用ノズルが溶鋼に漬かりだすと、連続鋳造用ノズルの外表面側に露出した500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下の耐火材料が溶鋼から容易に摩耗損傷を受けるため好ましくない。更に、上記耐火材料の500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間を超えると、稼働面温度の迅速な上昇が得られず、アルミナ付着抑制効果が得られないために好ましくない。なお、稼働面に配設される500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下の耐火材料と、内部に配設される500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下の耐火材料との間に、ノズル本体を構成する耐火材料等を配設することもできるが、より良好な効果を得るためには、稼働面に配設する耐火材料に連続して内部に配設する耐火材料を配材することが好ましい。 Further, the temperature conductivity in a temperature region of 500 ° C. or higher disposed at a predetermined interval from the working surface of the nozzle inner pipe at least on the side opposite to the discharge hole side and the working surface of the bottom is 0.01 m 2 / The distribution position of the refractory material below the time is a position exceeding 4% and less than 80% of the nozzle thickness from the working surface of the nozzle inner tube, and preferably 6% or more and 10% or less. When the distribution position is 4% or less of the nozzle wall thickness from the working surface of the nozzle inner tube, the thickness of the refractory material having a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in a temperature region of 500 ° C. or more on the working surface side. Is less than 4% of the nozzle wall thickness, which is not preferable for the above reason. Further, when the distribution position is 80% or more of the nozzle wall thickness from the working surface of the nozzle inner tube, the temperature conductivity in the temperature region of 500 ° C. or more is 0.01 m on the working surface side of the nozzle inner tube. 2 / hour or less of the refractory material and the refractory material constituting the nozzle body are disposed, and the thickness of the refractory material constituting the nozzle body is increased. Is not preferable because the characteristics of the refractory material of 0.01 m 2 / hour or less cannot be utilized, and alumina adhesion to the nozzle inner tube cannot be suppressed. The thickness of the refractory material having a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in a temperature range of 500 ° C. or higher disposed inside the nozzle inner tube is preferably 5% or more and less than 96% of the nozzle thickness. Is preferably 10% to 50%, more preferably 20% to 40%. In addition, since the thickness of the refractory material is less than 5%, the heat extracted from the molten steel is easily behind the refractory material having a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in a temperature region of 500 ° C. or higher. It is not preferable because it escapes to the nozzle body and easily escapes to the outside air from the outer surface of the continuous casting nozzle. When the thickness of the refractory material is 96% or more of the nozzle wall thickness, the refractory material is exposed on the outer surface of the continuous casting nozzle, and the molten steel accumulates in the mold after the initial casting. When the casting nozzle is immersed in the molten steel, the refractory material with a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less exposed to the outer surface of the continuous casting nozzle is easily damaged by damage from the molten steel. It is not preferable because it receives it. Furthermore, when the temperature conductivity in the temperature region of 500 ° C. or higher of the refractory material exceeds 0.01 m 2 / hour, the operating surface temperature cannot be rapidly increased, and the alumina adhesion suppressing effect cannot be obtained. It is not preferable. A refractory material having a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in a temperature region of 500 ° C. or more disposed on the operating surface and a temperature conductivity in a temperature region of 500 ° C. or more disposed inside. However, in order to obtain a better effect, the fireproof material disposed on the operation surface can be disposed between the fireproof material of 0.01 m 2 / hour or less. It is preferable to distribute a refractory material disposed inside the material continuously.

本発明の第3の実施態様において、稼働面を構成する500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下の耐火材料としては、ジルコニア−カーボン質耐火材料、ジルコニア質耐火材料等を使用することができる。また、内部に配設される500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下の耐火材料としては、ジルコニア−カーボン質耐火材料、ジルコニア質耐火材料、バルーン状アルミナ質耐火材料等を使用することができる。 In the third embodiment of the present invention, as the refractory material having a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in a temperature region of 500 ° C. or more constituting the working surface, zirconia-carbon refractory material, zirconia refractory material Materials etc. can be used. Moreover, as a refractory material having a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in a temperature region of 500 ° C. or more disposed inside, zirconia-carbon refractory material, zirconia refractory material, balloon-like alumina refractory Materials etc. can be used.

ここで、バルーン状アルミナ質耐火材料は、アルミナ質原料の一部または全量として、中空状アルミナを使用したアルミナ純度95%以上のアルミナ質耐火材料である。また、ジルコニア−カーボン質耐火材料は、カーボン量1質量%以上5質量%未満、好ましくは1〜3質量%、部分安定化ジルコニア量95質量%超99質量%以下、好ましくは97〜99質量%の組成を有するものである。ここで、カーボン量が1質量%未満であると、耐スポーリング性に劣るために好ましくなく、カーボン量が5質量%以上となると、温度伝導率が0.01m/秒を超えるために好ましくない。なお、部分安定化ジルコニアは、安定化剤として、Y、CaO、MgO等を用いることができる。更に、ジルコニア質耐火材料は、部分安定化ジルコニア粒に、バルーン状及び/またはファイバー状のジルコニアを添加した耐火材料である。 Here, the balloon-like alumina refractory material is an alumina refractory material having an alumina purity of 95% or more using hollow alumina as a part or all of the alumina raw material. The zirconia-carbonaceous refractory material has a carbon content of 1% by mass or more and less than 5% by mass, preferably 1 to 3% by mass, partially stabilized zirconia content of 95% by mass to 99% by mass or less, preferably 97 to 99% by mass. It has the composition of. Here, when the amount of carbon is less than 1% by mass, it is not preferable because the spalling resistance is poor, and when the amount of carbon is 5% by mass or more, it is preferable because the temperature conductivity exceeds 0.01 m 2 / sec. Absent. Note that partially stabilized zirconia can use Y 2 O 3 , CaO, MgO, or the like as a stabilizer. Furthermore, the zirconia refractory material is a refractory material obtained by adding balloon-like and / or fiber-like zirconia to partially stabilized zirconia grains.

また、本発明の連続鋳造用ノズルにおいて、ノズル本体を構成する耐火材料としてはアルミナ−カーボン質耐火材料を、パウダーライン部を構成する耐火材料としてはジルコニア−カーボン質耐火材料をそれぞれ用いることができる。アルミナ−カーボン質耐火材料は、アルミナ40〜90質量%、好ましくは50質量%前後、カーボン10〜40質量%、好ましくは30質量%前後、シリカ0(不在)〜30質量%(30質量%以下)、好ましくは20質量%前後の組成を有し、見かけ気孔率が10〜30%、好ましくは20%前後と比較的高い気孔率を有するものである。なお、アルミナ−カーボン質耐火材料には、酸化防止剤として例えば炭化硼素、炭化珪素等を1〜5質量%、好ましくは1〜3質量%の範囲内で適宜配合することができる。また、ジルコニア−カーボン質耐火材料は、ジルコニア70〜90質量%、好ましくは80質量%前後、カーボン10〜30質量%、好ましくは20質量%前後の範囲内の組成を有するものである。   In the continuous casting nozzle of the present invention, an alumina-carbon refractory material can be used as the refractory material constituting the nozzle body, and a zirconia-carbon refractory material can be used as the refractory material constituting the powder line portion. . The alumina-carbon refractory material is 40 to 90% by mass of alumina, preferably about 50% by mass, 10 to 40% by mass of carbon, preferably about 30% by mass, and 0 to 30% by mass of silica (30% by mass or less). ), Preferably having a composition of about 20% by mass and an apparent porosity of 10 to 30%, preferably about 20%, and a relatively high porosity. The alumina-carbon refractory material can be appropriately mixed with, for example, boron carbide, silicon carbide or the like as an antioxidant within a range of 1 to 5 mass%, preferably 1 to 3 mass%. The zirconia-carbon refractory material has a composition in the range of 70 to 90% by mass, preferably about 80% by mass, and 10 to 30% by mass of carbon, preferably about 20% by mass.

なお、本発明による連続鋳造用ノズルの製造方法は、特に限定されるものではなく、例えば、通常の一体成形方法を使用できる。一体成形方法とは、予め混練して作成している稼働面に配設する500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下の耐火材料の稼働面用練土、内部用練り土、ノズル本体部用練土、パウダーライン部用練土を複合ノズル作成用型枠に装填し、しかる後に常法による一軸プレス成形及び/またはCIP成形にて成形体を作成する方法である。なお、各材料の境界部分を両者が入り交じったボカシ構造にしても良い。成形体の乾燥、焼成は常法にて行うことができる。 In addition, the manufacturing method of the nozzle for continuous casting by this invention is not specifically limited, For example, the normal integral molding method can be used. The monolithic molding method is a kneaded material for the working surface of a refractory material having a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in a temperature region of 500 ° C. or higher, which is disposed on a working surface previously kneaded and prepared. In this method, the kneaded dough, the nozzle body kneaded material, and the powder line kneaded material are loaded into a composite nozzle creating mold, and then a molded body is formed by conventional uniaxial press molding and / or CIP molding. is there. In addition, you may make the boundary part of each material into the blur structure where both mixed. Drying and firing of the molded body can be performed by conventional methods.

実施例1
本発明による連続鋳造用ノズルの効果を実施例にて示す。
図3(a)ないし(d)は、実施例1で製造した本発明品の浸漬ノズルの配材パターンを示す図である。図3(a)ないし(d)に示す浸漬ノズルは、ノズル本体(6)、パウダーライン部(7)及び内層部の500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下の耐火材料(8)から構成されている。ここで、ノズル本体(6)は、アルミナ52質量%、黒鉛28質量%及び溶融シリカ20質量%より構成され、見掛け気孔率が20%のアルミナ−黒鉛質耐火材料より構成されている。また、パウダーライン部(7)は、カルシア安定化ジルコニア(ジルコニア100質量%に対してカルシアを5質量%含有する)85質量%及び鱗状黒鉛15質量%よりなるジルコニア−黒鉛質耐火材料より構成されている。
また、耐火材料(8)として、本発明品1ないし4に使用したバルーン状アルミナ質耐火材料は、純度99%以上、嵩比重1.2の多孔質中空アルミナ粒よりなり、見掛け気孔率が80%の耐火材料であり、本発明品5ないし8に使用したバルーン状アルミナ質耐火材料は、純度99%以上、嵩比重1.5の多孔質中空アルミナ粒よりなり、見掛け気孔率が70%の耐火材料であり、本発明品9ないし12に使用したバルーン状アルミナ質耐火材料は、純度99%以上、嵩比重1.4の多孔質中空アルミナ粒よりなり、見掛け気孔率が75%の耐火材料であり、本発明品13ないし16に使用したジルコニア−黒鉛質耐火材料は、ジルコニア97質量%、黒鉛3質量%よりなり、見掛け気孔率が15%の耐火材料である。
Example 1
The effect of the nozzle for continuous casting according to the present invention will be shown in Examples.
3A to 3D are diagrams showing distribution patterns of the immersion nozzle of the product of the present invention manufactured in Example 1. FIG. The immersion nozzle shown in FIGS. 3A to 3D has a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in a temperature range of 500 ° C. or more of the nozzle body (6), the powder line part (7), and the inner layer part. The refractory material (8). Here, the nozzle body (6) is composed of 52% by mass of alumina, 28% by mass of graphite and 20% by mass of fused silica, and is composed of an alumina-graphite refractory material having an apparent porosity of 20%. The powder line part (7) is composed of 85% by mass of calcia-stabilized zirconia (containing 5% by mass of calcia with respect to 100% by mass of zirconia) and zirconia-graphitic refractory material consisting of 15% by mass of scaly graphite. ing.
Further, as the refractory material (8), the balloon-like alumina refractory material used in the products 1 to 4 of the present invention is composed of porous hollow alumina particles having a purity of 99% or more and a bulk specific gravity of 1.2, and an apparent porosity is 80. The balloon-like alumina refractory material used in the products 5 to 8 of the present invention is composed of porous hollow alumina particles having a purity of 99% or more and a bulk specific gravity of 1.5, and an apparent porosity of 70%. The balloon-like alumina refractory material used in the products 9 to 12 of the present invention is made of porous hollow alumina particles having a purity of 99% or more and a bulk specific gravity of 1.4, and an apparent porosity of 75%. The zirconia-graphitic refractory material used in the products 13 to 16 of the present invention is composed of 97% by mass of zirconia and 3% by mass of graphite, and has an apparent porosity of 15%.

Figure 2006312188
Figure 2006312188

Figure 2006312188
Figure 2006312188

また、得られた本発明品の浸漬ノズルを実機に適用した結果を表2に併記する。実機では、本発明品の浸漬ノズルと比較品の浸漬ノズル[ノズル本体及びパウダーライン部からなり、ノズル本体がアルミナ52質量%、黒鉛28質量%及び溶融シリカ20質量%より構成され、見掛け気孔率が20%のアルミナ−黒鉛質耐火材料より構成され、パウダーライン部がカルシア安定化ジルコニア(ジルコニア100質量%に対してカルシアを5質量%含有する)85質量%及び鱗状黒鉛15質量%よりなるジルコニア−黒鉛質耐火材料より構成されている]の2本を同時に使用し、アルミナの付着状況及び安定鋳造の目安であるモールド内湯面変動を調べた。得られた結果を比較品の浸漬ノズルを基準にして指数化して評価した。即ち、アルミナの平均的付着厚みを測定し、比較品の浸漬ノズルを100にした時の本発明品の浸漬ノズルの平均的付着厚みの指数(アルミナ付着指数と称する)を得た。アルミナ付着指数は、小さい程アルミナ付着が少なく良好であることを意味する。また、湯面変動量は、鋳造末期におけるモールド内湯面変動を測定し、比較の標準的浸漬ノズルを使用している方のモールド内湯面変動量を100として指数化し、同時に使用している本発明の浸漬ノズルを使用している方のモールド内湯面変動の指数を得た。このモールド内湯面変動指数は、小さい程鋳造が安定し良好であることを意味する。なお、実機試験に使用した鋼は、Al含量が0.02質量%以上のアルミキルド鋼で、溶鋼温度1580℃の溶鋼を用いた。   Table 2 also shows the results of applying the obtained immersion nozzle of the present invention to an actual machine. In the actual machine, the immersion nozzle of the product of the present invention and the immersion nozzle of the comparative product [consisting of a nozzle body and a powder line portion, the nozzle body is composed of 52 mass% alumina, 28 mass% graphite and 20 mass% fused silica, and apparent porosity. Is composed of 20% alumina-graphitic refractory material, and the powder line part is composed of 85% by mass of calcia-stabilized zirconia (containing 5% by mass of calcia with respect to 100% by mass of zirconia) and 15% by mass of scaly graphite. -Consisting of graphite refractory material] were used at the same time, and the state of adhesion of alumina and the fluctuation of the molten metal surface in the mold, which is a standard for stable casting, were examined. The obtained results were indexed and evaluated based on a comparative immersion nozzle. That is, the average deposition thickness of alumina was measured, and an index of the average deposition thickness of the immersion nozzle of the present invention product when the immersion nozzle of the comparative product was set to 100 (referred to as alumina deposition index) was obtained. The smaller the alumina adhesion index, the better the less alumina adhesion. In addition, the amount of molten metal surface fluctuation is measured by measuring the variation of the molten metal surface in the mold at the end of casting, indexed with the variation amount of molten metal surface in the mold using the comparative standard immersion nozzle as 100, and used simultaneously. The index of the mold level fluctuation in the mold using the immersion nozzle was obtained. The smaller the mold level in the mold, the more stable and better the casting. The steel used in the actual machine test was an aluminum killed steel having an Al content of 0.02% by mass or more, and a molten steel having a molten steel temperature of 1580 ° C. was used.

実施例2
図4(a)ないし(d)は、実施例2で製造した本発明品の浸漬ノズルの配材パターンを示す図である。図4(a)ないし(d)に示す浸漬ノズルは、ノズル本体(6)、パウダーライン部(7)及び稼働面の500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下の耐火材料(9)から構成されている。ここで、ノズル本体(6)は、アルミナ52質量%、黒鉛28質量%及び溶融シリカ20質量%より構成され、見掛け気孔率が20%のアルミナ−黒鉛質耐火材料より構成されている。また、パウダーライン部(7)は、カルシア安定化ジルコニア(ジルコニア100質量%に対してカルシアを5質量%含有する)85質量%及び鱗状黒鉛15質量%よりなるジルコニア−黒鉛質耐火材料より構成されている。
また、耐火材料(9)として、本発明品17ないし20に使用したジルコニア質耐火材料は、カルシア安定化ジルコニア粒80質量%、多孔質中空ジルコニア粒20質量%よりなり、見掛け気孔率が18%の耐火材料であり、本発明品21ないし24に使用したジルコニア質耐火材料は、カルシア安定化ジルコニア粒80質量%、多孔質中空ジルコニア粒20質量%よりなり、見掛け気孔率が15%の耐火材料であり、本発明品25ないし28に使用したジルコニア−黒鉛質耐火材料は、ジルコニア98質量%、黒鉛2質量%よりなり、見掛け気孔率が17%の耐火材料である。
なお、得られた本発明品の浸漬ノズルを実機に適用した結果を表3に併記する。
Example 2
4 (a) to 4 (d) are diagrams showing distribution patterns of the immersion nozzle of the product of the present invention manufactured in Example 2. FIG. The immersion nozzle shown in FIGS. 4A to 4D has a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in a temperature region of 500 ° C. or more of the nozzle body (6), the powder line part (7) and the working surface. The refractory material (9). Here, the nozzle body (6) is composed of 52% by mass of alumina, 28% by mass of graphite and 20% by mass of fused silica, and is composed of an alumina-graphite refractory material having an apparent porosity of 20%. The powder line part (7) is composed of 85% by mass of calcia-stabilized zirconia (containing 5% by mass of calcia with respect to 100% by mass of zirconia) and zirconia-graphitic refractory material consisting of 15% by mass of scaly graphite. ing.
Further, as the refractory material (9), the zirconia refractory material used in the products 17 to 20 of the present invention comprises calcia-stabilized zirconia particles 80% by mass and porous hollow zirconia particles 20% by mass, and the apparent porosity is 18%. The zirconia refractory material used in the inventive products 21 to 24 is composed of 80% by mass of calcia-stabilized zirconia particles and 20% by mass of porous hollow zirconia particles, and has an apparent porosity of 15%. The zirconia-graphitic refractory material used in the products 25 to 28 of the present invention is composed of 98% by mass of zirconia and 2% by mass of graphite, and has an apparent porosity of 17%.
Table 3 also shows the results of applying the obtained immersion nozzle of the present invention to an actual machine.

Figure 2006312188
Figure 2006312188

Figure 2006312188
Figure 2006312188

実施例3
図5(a)ないし(d)は、実施例3で製造した本発明品の浸漬ノズルの配材パターンを示す図である。図5(a)ないし(d)に示す浸漬ノズルは、ノズル本体(6)、パウダーライン部(7)、内層部の500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下の耐火材料(8)及び稼働面の500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下の耐火材料(9)から構成されている。ここで、ノズル本体(6)は、アルミナ52質量%、黒鉛28質量%及び溶融シリカ20質量%より構成され、見掛け気孔率が20%のアルミナ−黒鉛質耐火材料より構成されている。また、パウダーライン部(7)は、カルシア安定化ジルコニア(ジルコニア100質量%に対してカルシアを5質量%含有する)85質量%及び鱗状黒鉛15質量%よりなるジルコニア−黒鉛質耐火材料より構成されている。
また、耐火材料(8)として、本発明品29ないし40に使用したバルーン状アルミナ質耐火材料は、純度99%以上、嵩比重1.2の多孔質中空アルミナ粒よりなり、見掛け気孔率が80%の耐火材料である。
更に、耐火材料(9)として、本発明品29ないし32に使用したジルコニア質耐火材料は、多孔質中空ジルコニア粒20質量%、マグネシア安定化ジルコニア粒80質量%よりなり、見掛け気孔率が17%の耐火材料であり、本発明品33ないし36に使用したジルコニア質耐火材料は、ジルコニアファイバー30質量%、マグネシア安定化ジルコニア粒70質量%よりなり、見掛け気孔率が20%の耐火材料であり、本発明品37ないし40に使用したジルコニア−黒鉛質耐火材料は、イットリア安定化ジルコニア97質量%、黒鉛3質量%よりなり、見掛け気孔率が15%の耐火材料である。
なお、得られた本発明品の浸漬ノズルを実機に適用した結果を表4に併記する。
Example 3
5 (a) to 5 (d) are diagrams showing distribution patterns of the immersion nozzle of the product of the present invention manufactured in Example 3. FIG. The immersion nozzle shown in FIGS. 5A to 5D has a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in a temperature region of 500 ° C. or more of the nozzle body (6), the powder line part (7), and the inner layer part. Refractory material (8) and a refractory material (9) having a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in a temperature region of 500 ° C. or higher on the operating surface. Here, the nozzle body (6) is composed of 52% by mass of alumina, 28% by mass of graphite and 20% by mass of fused silica, and is composed of an alumina-graphite refractory material having an apparent porosity of 20%. The powder line part (7) is composed of 85% by mass of calcia-stabilized zirconia (containing 5% by mass of calcia with respect to 100% by mass of zirconia) and zirconia-graphitic refractory material consisting of 15% by mass of scaly graphite. ing.
Further, as the refractory material (8), the balloon-like alumina refractory material used in the inventive products 29 to 40 is composed of porous hollow alumina particles having a purity of 99% or more and a bulk specific gravity of 1.2, and an apparent porosity of 80. % Refractory material.
Further, as the refractory material (9), the zirconia refractory material used in the inventive products 29 to 32 is composed of 20% by mass of porous hollow zirconia particles and 80% by mass of magnesia-stabilized zirconia particles, and the apparent porosity is 17%. The zirconia refractory material used in the products 33 to 36 of the present invention is a refractory material having 30% by mass of zirconia fiber and 70% by mass of magnesia-stabilized zirconia grains, and an apparent porosity of 20%. The zirconia-graphitic refractory material used in the inventive products 37 to 40 is a refractory material comprising yttria-stabilized zirconia 97 mass% and graphite 3 mass%, and an apparent porosity of 15%.
Table 4 also shows the results of applying the obtained immersion nozzle of the present invention to an actual machine.

Figure 2006312188
Figure 2006312188

Figure 2006312188
Figure 2006312188

本発明の連続鋳造用ノズルは、浸漬ノズル等に好適に使用することができる。   The nozzle for continuous casting of the present invention can be suitably used for an immersion nozzle or the like.

浸漬ノズルの1/4断面図である。It is 1/4 sectional drawing of an immersion nozzle. 浸漬ノズルの所定の部位における鋳造時の温度変化を示すグラフである。It is a graph which shows the temperature change at the time of casting in the predetermined part of an immersion nozzle. 実施例1で得られた浸漬ノズルの配材パターンを示す図である。It is a figure which shows the material distribution pattern of the immersion nozzle obtained in Example 1. FIG. 実施例2で得られた浸漬ノズルの配材パターンを示す図である。It is a figure which shows the material distribution pattern of the immersion nozzle obtained in Example 2. FIG. 実施例3で得られた浸漬ノズルの配材パターンを示す図である。It is a figure which shows the material distribution pattern of the immersion nozzle obtained in Example 3. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 ノズル本体
2 パウダーライン部
3 反吐出孔側側壁稼働面
4 吐出孔側側壁稼働面
5 底面の稼働面
6 ノズル本体
7 パウダーライン部
8 耐火材料
9 耐火材料
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Nozzle body 2 Powder line part 3 Anti-discharge-hole side wall working surface 4 Discharge-hole side wall working surface 5 Bottom working surface 6 Nozzle body 7 Powder line part 8 Refractory material 9 Refractory material

Claims (8)

ノズル本体及びパウダーライン部から構成され、且つ吐出孔を有する連続鋳造用ノズルにおいて、ノズル内管の少なくとも反吐出孔側側壁の稼働面及び底部の稼働面及び/または該稼働面から所定の間隔をあけた内部に、500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下である耐火材料を配設することを特徴とする連続鋳造用ノズル。 In a continuous casting nozzle composed of a nozzle body and a powder line part and having discharge holes, at least a predetermined distance from the working surface and / or the working surface of the side wall of the nozzle inner pipe on the side opposite to the discharge hole and / or the working surface. A continuous casting nozzle characterized by disposing a refractory material having a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in a temperature range of 500 ° C. or higher in the opened interior. ノズル本体が、アルミナ40〜90質量%、カーボン10〜40質量%及びシリカ0〜30質量%よりなるアルミナ−カーボン質耐火材料より構成され、パウダーライン部が、部分安定化ジルコニア70〜90質量%及びカーボン10〜30質量%よりなるジルコニア−カーボン質耐火材料より構成される、請求項1記載の連続鋳造用ノズル。   The nozzle body is composed of an alumina-carbon refractory material composed of 40 to 90% by mass of alumina, 10 to 40% by mass of carbon and 0 to 30% by mass of silica, and the powder line part is 70 to 90% by mass of partially stabilized zirconia. The continuous casting nozzle according to claim 1, further comprising a zirconia-carbon refractory material comprising 10 to 30% by mass of carbon. 500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下である耐火材料は、ノズル内管の少なくとも反吐出孔側側壁の稼働面及び底部の稼働面のノズル肉厚の4%を超え20%未満の深さの内部に、ノズル肉厚の5%以上96%未満の厚みで配設される、請求項1または2記載の連続鋳造用ノズル。 The refractory material having a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in a temperature region of 500 ° C. or higher is 4% of the nozzle wall thickness of at least the working surface on the side opposite to the discharge hole and the working surface of the bottom of the nozzle inner tube. The nozzle for continuous casting according to claim 1 or 2, wherein the nozzle is disposed at a thickness of more than 5% and less than 96% of the nozzle wall thickness within a depth of more than 20% and less than 20%. 500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下である耐火材料は、カーボン量1質量%以上5質量%未満及び部分安定化ジルコニア量95質量%超99質量%以下よりなるジルコニア−カーボン質耐火材料、カーボン不在のジルコニア質耐火材料及びバルーン状アルミナ質耐火材料からなる群から選択される1種または2種以上である、請求項3記載の連続鋳造用ノズル。 A refractory material having a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in a temperature range of 500 ° C. or higher is from 1% by mass to less than 5% by mass of carbon and from 95% by mass to 99% by mass of partially stabilized zirconia. The continuous casting nozzle according to claim 3, wherein the nozzle is one or more selected from the group consisting of a zirconia-carbon refractory material, a carbon-free zirconia refractory material, and a balloon-like alumina refractory material. 500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下である耐火材料は、ノズル内管の少なくとも反吐出孔側側壁の稼働面及び底部の稼働面に、ノズル肉厚の4%以上50%未満の厚みで配設される、請求項1または2記載の連続鋳造用ノズル。 A refractory material having a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in a temperature region of 500 ° C. or higher has a nozzle wall thickness of 4 on at least the operating surface of the side wall of the nozzle inner pipe and the operating surface of the bottom. The nozzle for continuous casting according to claim 1 or 2, which is disposed with a thickness of not less than 50% and less than 50%. 500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下である耐火材料は、カーボン量1質量%以上5質量%未満及び部分安定化ジルコニア量95質量%超99質量%以下よりなるジルコニア−カーボン質耐火材料及びカーボン不在のジルコニア質耐火材料からなる群から選択される1種または2種以上である、請求項5記載の連続鋳造用ノズル。 A refractory material having a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in a temperature range of 500 ° C. or higher is from 1% by mass to less than 5% by mass of carbon and from 95% by mass to 99% by mass of partially stabilized zirconia. The nozzle for continuous casting according to claim 5, wherein the nozzle is one or more selected from the group consisting of a zirconia-carbon refractory material and a carbon-free zirconia refractory material. 500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下である耐火材料は、ノズル内管の少なくとも反吐出孔側側壁の稼働面及び底部の稼働面に、ノズル肉厚の4%以上40%未満の厚みで、及びノズル内管の少なくとも反吐出孔側側壁の稼働面及び底部の稼働面のノズル肉厚の4%を超え80%未満の深さの内部に、ノズル肉厚の5%以上96%未満の厚みで配設される、請求項1または2記載の連続鋳造用ノズル。 A refractory material having a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in a temperature region of 500 ° C. or higher has a nozzle wall thickness of 4 on at least the operating surface of the side wall of the nozzle inner pipe and the operating surface of the bottom. The nozzle thickness is within a depth of more than 4% and less than 80% of the nozzle thickness of the working surface of the nozzle inner pipe at least on the side opposite to the discharge hole side and the working surface of the bottom. The nozzle for continuous casting according to claim 1 or 2, wherein the nozzle is disposed at a thickness of 5% or more and less than 96%. ノズル内管の少なくとも反吐出孔側側壁の稼働面及び底部の稼働面に配設される500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下である耐火材料は、カーボン量1質量%以上5質量%未満及び部分安定化ジルコニア量95質量%超99質量%以下よりなるジルコニア−カーボン質耐火材料及びカーボン不在のジルコニア質耐火材料からなる群から選択される1種または2種以上であり、ノズル内管の少なくとも反吐出孔側側壁の稼働面及び底部の稼働面のノズル肉厚の4%を超え80%未満の深さの内部に配設される500℃以上の温度領域での温度伝導率が0.01m/時間以下である耐火材料は、カーボン量1質量%以上5質量%未満及び部分安定化ジルコニア量95質量%超99質量%以下よりなるジルコニア−カーボン質耐火材料、カーボン不在のジルコニア質耐火材料及びバルーン状アルミナ質耐火材料からなる群から選択される1種または2種以上である、請求項7記載の連続鋳造用ノズル。 The refractory material having a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less in a temperature region of 500 ° C. or higher, which is disposed on at least the working surface on the side wall opposite to the discharge port and the working surface of the bottom of the nozzle inner pipe, One or two selected from the group consisting of a zirconia-carbon refractory material and a zirconia refractory material that is carbon-free and a zirconia-carbon refractory material that is comprised of 1% by mass to less than 5% by mass and a partially stabilized zirconia content of 95% by mass to 99% by mass Above, a temperature region of 500 ° C. or more disposed in a depth of more than 4% and less than 80% of the nozzle wall thickness of the working surface of the nozzle inner pipe on the side opposite to the discharge hole and the working surface of the bottom. The refractory material having a temperature conductivity of 0.01 m 2 / hour or less is a zirconia having a carbon content of 1% by mass to less than 5% by mass and a partially stabilized zirconia content of 95% by mass to 99% by mass or less. The continuous casting nozzle according to claim 7, wherein the nozzle is one or more selected from the group consisting of a carbonaceous refractory material, a carbon-free zirconia refractory material, and a balloon-like alumina refractory material.
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