JP2598971B2 - 不焼成アルミナカーボン質鋳造用ノズル - Google Patents
不焼成アルミナカーボン質鋳造用ノズルInfo
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- JP2598971B2 JP2598971B2 JP16322088A JP16322088A JP2598971B2 JP 2598971 B2 JP2598971 B2 JP 2598971B2 JP 16322088 A JP16322088 A JP 16322088A JP 16322088 A JP16322088 A JP 16322088A JP 2598971 B2 JP2598971 B2 JP 2598971B2
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- Japan
- Prior art keywords
- weight
- nozzle
- alumina
- resistance
- casting nozzle
- Prior art date
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
- B22D41/50—Pouring-nozzles
- B22D41/52—Manufacturing or repairing thereof
- B22D41/54—Manufacturing or repairing thereof characterised by the materials used therefor
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、連続鋳造設備等に用いられる鋳造用ノズル
に関するものである。
に関するものである。
鋼の連続鋳造において、溶鋼を酸化させることなく他
の容器に移送させるために鋳造用ノズルが使用されてい
る。
の容器に移送させるために鋳造用ノズルが使用されてい
る。
従来よりこのようなノズル材質として、耐熱スポール
性の要求のため溶融シリカ質あるいはアルミナカーボン
質のものが知られている。しかし、溶融シリカ質は耐熱
スポール性は非常にすぐれているものの、溶鋼（特にマ
ンガン鋼）に対する耐蝕性が極端に低いこと、あるいは
一度使用すると溶融シリカの失透変質により耐熱スポー
ル性が低下するために、長時間連続鋳造や多数回連続鋳
造には使用できず、特殊な用途以外はアルミナカーボン
質が主流になつている。アルミナカーボン質も耐熱スポ
ール性は比較的満足すべき性能をもつているが、そのカ
ーボンの酸化のためスラグ・メタル界面での耐スラグ性
は不十分で、スラグライン部だけ高耐蝕性材料のリング
をはめこむ対策をとつている。しかし、この方法ではリ
ングと基材との熱膨張差によつて継ぎ目から亀裂が発生
したりリングが脱落することがあつた。その上、アルミ
ナカーボン質鋳造用ノズルの製造は、通常成形方法にラ
バープレスを用い長時間に渡る還元焼成、さらに切削に
よる仕上げ加工を行わなければならない等、設備・工程
面でコスト高とならざるを得ないものとなつている。こ
の点で、より簡便な成形性に優れる振動成形法や遠心成
形法を利用した不焼成材質によるノズルの製造が好まし
いが、この方法においても耐スラグ性に関しては上記し
たような問題点があつた。
性の要求のため溶融シリカ質あるいはアルミナカーボン
質のものが知られている。しかし、溶融シリカ質は耐熱
スポール性は非常にすぐれているものの、溶鋼（特にマ
ンガン鋼）に対する耐蝕性が極端に低いこと、あるいは
一度使用すると溶融シリカの失透変質により耐熱スポー
ル性が低下するために、長時間連続鋳造や多数回連続鋳
造には使用できず、特殊な用途以外はアルミナカーボン
質が主流になつている。アルミナカーボン質も耐熱スポ
ール性は比較的満足すべき性能をもつているが、そのカ
ーボンの酸化のためスラグ・メタル界面での耐スラグ性
は不十分で、スラグライン部だけ高耐蝕性材料のリング
をはめこむ対策をとつている。しかし、この方法ではリ
ングと基材との熱膨張差によつて継ぎ目から亀裂が発生
したりリングが脱落することがあつた。その上、アルミ
ナカーボン質鋳造用ノズルの製造は、通常成形方法にラ
バープレスを用い長時間に渡る還元焼成、さらに切削に
よる仕上げ加工を行わなければならない等、設備・工程
面でコスト高とならざるを得ないものとなつている。こ
の点で、より簡便な成形性に優れる振動成形法や遠心成
形法を利用した不焼成材質によるノズルの製造が好まし
いが、この方法においても耐スラグ性に関しては上記し
たような問題点があつた。
本発明は、耐蝕性及び耐熱スポール性に強く、耐酸化
性に優れた鋳造用ノズルを提供するものである。
性に優れた鋳造用ノズルを提供するものである。
また、本発明は、高温・長時間の焼成を行うことな
く、不焼成で寸法精度に優れた製造コストの安い鋳造用
ノズルを提供するものである。
く、不焼成で寸法精度に優れた製造コストの安い鋳造用
ノズルを提供するものである。
本発明者らは、遠心成形法を利用した不焼成材質によ
る低コストのノズルを供給し、しかも耐スラグ性を改良
する方法について種々検討した結果、遠心成形法により
スラグに接触するノズル外周部は耐スラグ性を上げるた
めにアルミナリツチにして、耐スラグ性を必要としない
内周はカーボンリツチに連続的に成形することにより、
高い耐蝕性と耐熱スポール性を併せ持つ特性が得られる
ことに着目して本発明をなしえた。すなわち、本発明
は、粒径３〜1mmを20〜40重量％含有するカーボン質粒
子30〜50重量％及び粒径１〜0.074mmを10〜25重量％含
有するアルミナ質粒子40〜60重量％を含有する耐火性骨
材、耐火性微粉及び結合剤からなる耐火組成物100重量
％にシリカゾル溶液11〜15重量％（外掛）を添加し、混
練して得た練り土状材料を15〜35Gで15〜20分間遠心成
形して締め固めることにより、比重差によりアルミナ質
粒子をノズル外周方向に多くなるように、カーボン質粒
をノズル内周方向に多くなるように混在させた不焼成ア
ルミナカーボン質鋳造用ノズルである。
る低コストのノズルを供給し、しかも耐スラグ性を改良
する方法について種々検討した結果、遠心成形法により
スラグに接触するノズル外周部は耐スラグ性を上げるた
めにアルミナリツチにして、耐スラグ性を必要としない
内周はカーボンリツチに連続的に成形することにより、
高い耐蝕性と耐熱スポール性を併せ持つ特性が得られる
ことに着目して本発明をなしえた。すなわち、本発明
は、粒径３〜1mmを20〜40重量％含有するカーボン質粒
子30〜50重量％及び粒径１〜0.074mmを10〜25重量％含
有するアルミナ質粒子40〜60重量％を含有する耐火性骨
材、耐火性微粉及び結合剤からなる耐火組成物100重量
％にシリカゾル溶液11〜15重量％（外掛）を添加し、混
練して得た練り土状材料を15〜35Gで15〜20分間遠心成
形して締め固めることにより、比重差によりアルミナ質
粒子をノズル外周方向に多くなるように、カーボン質粒
をノズル内周方向に多くなるように混在させた不焼成ア
ルミナカーボン質鋳造用ノズルである。
以下、本発明を詳細に説明する。
カーボン質粒子としては、人造黒鉛、チツプ状天然鱗
状黒鉛、土情黒鉛、造粒黒鉛、コークス、カーボンブラ
ツク、等どのようなものでも使用可能であり、それぞれ
を粒度調整して使用する。３〜1mmを20〜40重量％含有
させることにより、遠心力によつてノズル内周に耐熱ス
ポール性の要求を満足するようにカーボン質粒子を混在
させることが可能となる。40重量％以上では、粗粒子が
多くなりすぎて充填がうまくいかない。また、カーボン
質粒子の配合は30〜50重量％が好ましく、50重量％以上
では耐酸化性の低下が著しく耐蝕性も低下し、30重量％
以下では、高い耐熱スポール性が得られない。
状黒鉛、土情黒鉛、造粒黒鉛、コークス、カーボンブラ
ツク、等どのようなものでも使用可能であり、それぞれ
を粒度調整して使用する。３〜1mmを20〜40重量％含有
させることにより、遠心力によつてノズル内周に耐熱ス
ポール性の要求を満足するようにカーボン質粒子を混在
させることが可能となる。40重量％以上では、粗粒子が
多くなりすぎて充填がうまくいかない。また、カーボン
質粒子の配合は30〜50重量％が好ましく、50重量％以上
では耐酸化性の低下が著しく耐蝕性も低下し、30重量％
以下では、高い耐熱スポール性が得られない。
アルミナ質粒子としては、天然高アルミナ質、焼結、
電融質等が使用可能であり、それぞれを粒度調整して使
用する。１〜0.074mmの粒度のものをアルミナ質原料中
に10〜25重量％含有させることにより耐熱スポール性、
耐スラグ性を満足するようにノズル外周にアルミナ質粒
子を混在させることが可能である。25重量％以上では分
離が極端になり耐熱スポール性の低下を来し、10重量％
以下では耐スラグ性向上効果が小さい。アルミナ質粒子
の配合は40〜60重量％が好ましく、60重量％以上では耐
熱スポール性が低下し、40重量％以下ではその配合効果
に乏しい。
電融質等が使用可能であり、それぞれを粒度調整して使
用する。１〜0.074mmの粒度のものをアルミナ質原料中
に10〜25重量％含有させることにより耐熱スポール性、
耐スラグ性を満足するようにノズル外周にアルミナ質粒
子を混在させることが可能である。25重量％以上では分
離が極端になり耐熱スポール性の低下を来し、10重量％
以下では耐スラグ性向上効果が小さい。アルミナ質粒子
の配合は40〜60重量％が好ましく、60重量％以上では耐
熱スポール性が低下し、40重量％以下ではその配合効果
に乏しい。
結合剤としては、アルミナセメント等の水硬性結合剤
および熱間強度向上のための金属シリコンがある。
および熱間強度向上のための金属シリコンがある。
さらに、熱膨張の低下を目的として、カーボン短繊維
等の添加物を適宜添加してもよい。
等の添加物を適宜添加してもよい。
得られた耐火組成物に混練液として、シリカゾル溶液
を添加、混練する。シリカゾル溶液としては、低ソーダ
の酸性シリカゾルが好ましい。又、水でなくシリカゾル
を混練液とするのは、高温熱間強度及び耐酸化性の向上
に寄与するからである。シリカゾルの添加量としては11
〜15重量％（外掛）が好ましく、11重量％以下では適切
な作業性が得られず、15重量％以上では液量が多すぎて
分離する。
を添加、混練する。シリカゾル溶液としては、低ソーダ
の酸性シリカゾルが好ましい。又、水でなくシリカゾル
を混練液とするのは、高温熱間強度及び耐酸化性の向上
に寄与するからである。シリカゾルの添加量としては11
〜15重量％（外掛）が好ましく、11重量％以下では適切
な作業性が得られず、15重量％以上では液量が多すぎて
分離する。
このような練り土状材料を遠心成形用パイプ型枠内に
投入し、15〜35Gで15〜20分間遠心成形して締め固める
ことにより、それぞれの粒子が比重差によつて分離し
て、第１図に示す様に、ノズル外周方向にはアルミナ質
粒が多く混在したアルミナリツチ層２を形成し、ノズル
内周方向にはカーボン質粒子が多く混在したカーボンリ
ツチ層１を形成した２層式鋳造ノズルの製作が可能にな
る。加える遠心力は15〜35Gが適切で、15G以下では充填
が不十分で、35G以上では分離が極端になり好ましくな
い。時間は加える遠心力により若干異なるが、15〜20分
行えば十分に締め固めることができ、これ以上行うと分
離が極端になりすぎる。この場合、各層の厚みは配合体
のアルミナの割合を変化させることで調節が可能であ
る。振動成形ではこのように任意の厚みを持つた同心円
状の２層構造とすることはできない。
投入し、15〜35Gで15〜20分間遠心成形して締め固める
ことにより、それぞれの粒子が比重差によつて分離し
て、第１図に示す様に、ノズル外周方向にはアルミナ質
粒が多く混在したアルミナリツチ層２を形成し、ノズル
内周方向にはカーボン質粒子が多く混在したカーボンリ
ツチ層１を形成した２層式鋳造ノズルの製作が可能にな
る。加える遠心力は15〜35Gが適切で、15G以下では充填
が不十分で、35G以上では分離が極端になり好ましくな
い。時間は加える遠心力により若干異なるが、15〜20分
行えば十分に締め固めることができ、これ以上行うと分
離が極端になりすぎる。この場合、各層の厚みは配合体
のアルミナの割合を変化させることで調節が可能であ
る。振動成形ではこのように任意の厚みを持つた同心円
状の２層構造とすることはできない。
成形後適当な養生を行えば気硬化し、その後乾燥を行
うだけで高温・長時間の焼成を行うことなく実使用に供
することができる。また成形体の寸法精度が高く仕上げ
加工の必要がないため、安価な高耐蝕性鋳造用ノズルを
供給することができる。
うだけで高温・長時間の焼成を行うことなく実使用に供
することができる。また成形体の寸法精度が高く仕上げ
加工の必要がないため、安価な高耐蝕性鋳造用ノズルを
供給することができる。
さらにノズル内孔の溶鋼流に対する耐蝕性が必要な場
合には、上記方法で第２図に示す様に、所定の厚みのカ
ーボンリツチ層１とアルミナリツチ層２を成形した後、
ノズル内孔３に別途アルミナ質耐火混合物を投入して再
度遠心力をかけることによりノズル内孔３にアルミナ質
耐火混合物層４を形成した３層式鋳造ノズルとすること
も可能である。
合には、上記方法で第２図に示す様に、所定の厚みのカ
ーボンリツチ層１とアルミナリツチ層２を成形した後、
ノズル内孔３に別途アルミナ質耐火混合物を投入して再
度遠心力をかけることによりノズル内孔３にアルミナ質
耐火混合物層４を形成した３層式鋳造ノズルとすること
も可能である。
以下に実施例を示す。
第１表の上段に本発明の実施例と比較例の配合割合
（重量％）を示す。
（重量％）を示す。
第１表の下段には、強度、弾性率、熱膨張係数、耐蝕
性、耐酸化性、耐熱スポーリング性の結果を示す。
性、耐酸化性、耐熱スポーリング性の結果を示す。
試験片の作成については、外径170mm、長さ1200mmの
ロングノズル型枠に材料厚さが40mmになるように、30G
の遠心力で20分間遠心成形したもの、あるいは振動成形
したものから切り出した試験片を、試験に供した。
ロングノズル型枠に材料厚さが40mmになるように、30G
の遠心力で20分間遠心成形したもの、あるいは振動成形
したものから切り出した試験片を、試験に供した。
注１） 耐蝕性試験は誘導炉で鋼とスラグを溶融させ耐
スラグ性と耐溶鋼性を比較した。
スラグ性と耐溶鋼性を比較した。
注２） 耐酸化性は大気中1000℃×3h焼成した後の試片
の断面観察によつて酸化層面積／試片面積（％）を比較
した。
の断面観察によつて酸化層面積／試片面積（％）を比較
した。
注３） 外径170mm、長さ1200mmのロングノズル型枠に
材料厚さが40mmになるように、30Gの遠心力で20分間遠
心成形したものを、1600℃溶鋼を注湯して耐熱スポーリ
ング性を比較した。
材料厚さが40mmになるように、30Gの遠心力で20分間遠
心成形したものを、1600℃溶鋼を注湯して耐熱スポーリ
ング性を比較した。
次に、第１表に示した実施例１と比較例１の配合物
を、外径170mm、長さ1200mmのロングノズル型枠に材料
厚さが40mmになるように、30Gの遠心力で20分間遠心成
形したものを、実機テストで耐蝕性を比較した。その結
果を第２表に示す。
を、外径170mm、長さ1200mmのロングノズル型枠に材料
厚さが40mmになるように、30Gの遠心力で20分間遠心成
形したものを、実機テストで耐蝕性を比較した。その結
果を第２表に示す。
〔発明の効果〕 このようにして得られた本発明による鋳造用ノズル
は、アルミナ質骨材が外周部で多くなるために、スラグ
メタル界面での耐蝕性が向上し、しかも熱間膨張率の低
下が得られ耐熱スポーリング性も向上した。又、シリカ
ゾル混練液を使つたために、水混練の場合と比べて耐酸
化性に優れ高温熱間強度も十分である。さらに製造コス
トを低くすることができたため、鋼の連続鋳造用耐火物
の原単価削減に貢献した。
は、アルミナ質骨材が外周部で多くなるために、スラグ
メタル界面での耐蝕性が向上し、しかも熱間膨張率の低
下が得られ耐熱スポーリング性も向上した。又、シリカ
ゾル混練液を使つたために、水混練の場合と比べて耐酸
化性に優れ高温熱間強度も十分である。さらに製造コス
トを低くすることができたため、鋼の連続鋳造用耐火物
の原単価削減に貢献した。
第１図は、本発明の２層式鋳造ノズルの断面説明図、第
２図は、本発明の３層式鋳造ノズルの断面説明図であ
る。
２図は、本発明の３層式鋳造ノズルの断面説明図であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 誠 福岡県北九州市戸畑区牧山新町１番１号 大光炉材株式会社内 (72)発明者 山下 寛 福岡県北九州市戸畑区牧山新町１番１号 大光炉材株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−158562（ＪＰ，Ａ) 特公 昭62−41441（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- 【請求項１】粒径３〜1mmを20〜40重量％含有するカー
ボン質粒子30〜50重量％及び粒径１〜0.074mmを10〜25
重量％含有するアルミナ質粒子40〜60重量％を含有する
耐火性骨材、耐火性微粉及び結合剤からなる耐火組成物
100重量％にシリカゾル溶液11〜15重量％（外掛）を添
加し、混練して得た練り土状材料を15〜35Gで15〜20分
間遠心成形して締め固めることにより、アルミナ質粒子
をノズル外周方向に多くなるように、カーボン質粒子を
ノズル内周方向に多くなるように混在させたことを特徴
とする不焼成アルミナカーボン質鋳造用ノズル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16322088A JP2598971B2 (ja) | 1988-06-29 | 1988-06-29 | 不焼成アルミナカーボン質鋳造用ノズル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16322088A JP2598971B2 (ja) | 1988-06-29 | 1988-06-29 | 不焼成アルミナカーボン質鋳造用ノズル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0211255A JPH0211255A (ja) | 1990-01-16 |
| JP2598971B2 true JP2598971B2 (ja) | 1997-04-09 |
Family
ID=15769595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16322088A Expired - Lifetime JP2598971B2 (ja) | 1988-06-29 | 1988-06-29 | 不焼成アルミナカーボン質鋳造用ノズル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2598971B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2567553B2 (ja) * | 1992-09-14 | 1996-12-25 | 品川白煉瓦株式会社 | 連続鋳造用ノズル |
| JP7201951B1 (ja) * | 2022-02-14 | 2023-01-11 | 品川リフラクトリーズ株式会社 | 耐火物部材を製造する方法および耐火物部材 |
-
1988
- 1988-06-29 JP JP16322088A patent/JP2598971B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0211255A (ja) | 1990-01-16 |
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|---|---|---|---|
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