JP2673625B2 - 溶融金属注湯用ノズル内充填構造 - Google Patents
溶融金属注湯用ノズル内充填構造Info
- Publication number
- JP2673625B2 JP2673625B2 JP4031277A JP3127792A JP2673625B2 JP 2673625 B2 JP2673625 B2 JP 2673625B2 JP 4031277 A JP4031277 A JP 4031277A JP 3127792 A JP3127792 A JP 3127792A JP 2673625 B2 JP2673625 B2 JP 2673625B2
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- Japan
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- layer
- nozzle
- filling structure
- particles
- sio
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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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
- B22D41/14—Closures
- B22D41/44—Consumable closure means, i.e. closure means being used only once
- B22D41/46—Refractory plugging masses
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は溶融金属注湯用ノズル内
の充填構造に関し、詳しくは鋼品質に悪影響を及ぼさ
ず、溶融金属注湯用ノズルの開孔率を向上するノズル内
の充填構造に関する。
の充填構造に関し、詳しくは鋼品質に悪影響を及ぼさ
ず、溶融金属注湯用ノズルの開孔率を向上するノズル内
の充填構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】注湯用ノズルの自然開孔はロングノズル
使用による無酸化鋳造実施のため、また、注入作業の簡
素化のため重要である。ノズル内充填材はノズル内への
溶鋼の侵入・凝固を防止し、自然開孔率を向上するもの
であるが、その材質および充填構造については種々検討
されている。ノズル内充填材の具備特性としては、表面
には焼結層を生成する事により溶鋼のノズル内への侵入
を防止し、注湯開始時には即時流出開孔するように難焼
結性であるという相反する２つの特性が要求される。こ
の異なる２つの性質を満足するためにノズル内充填材を
単一層とせず二層式とし、上層に易焼結性材質、下層に
難焼結性材質を使用する充填構造も考案され、実施され
ている。
使用による無酸化鋳造実施のため、また、注入作業の簡
素化のため重要である。ノズル内充填材はノズル内への
溶鋼の侵入・凝固を防止し、自然開孔率を向上するもの
であるが、その材質および充填構造については種々検討
されている。ノズル内充填材の具備特性としては、表面
には焼結層を生成する事により溶鋼のノズル内への侵入
を防止し、注湯開始時には即時流出開孔するように難焼
結性であるという相反する２つの特性が要求される。こ
の異なる２つの性質を満足するためにノズル内充填材を
単一層とせず二層式とし、上層に易焼結性材質、下層に
難焼結性材質を使用する充填構造も考案され、実施され
ている。
【０００３】充填材の材質は焼結特性、粒子形状、低コ
スト等の面から単層式、二層式の上層・下層の場合とも
ＳｉＯ２を主成分とした珪砂が多用されている。現在、
即時開孔性の面から、最も優れた充填材として、また特
公昭６３−１２７１０号公報の例に見られるようにＳｉ
Ｏ２を主成分とした粒子を用い、上層はガラス質を形成
する構成とし、下層は焼結性の少ない構成とする充填構
造が実施されている。しかし、ＳｉＯ２を主成分とする
充填材では、焼結していない個々の粒子が溶鋼中に落下
し、ＳｉＯ２とＡｌとの反応によりＡｌ２Ｏ３が生成し
非金属介在物の問題が発生する。また、高温鋼種を長時
間取鍋に保持する条件下では上層に形成されたガラスが
下層内に侵入し、下層も焼結して開孔率を低下させると
いう欠点もある。さらに、ＳｉＯ２を主成分とした充填
材は注湯用ノズルに付着したスラグ成分と反応して低融
点反応物を生成し易く、充填材の焼結による不開孔が発
生する場合がある。
スト等の面から単層式、二層式の上層・下層の場合とも
ＳｉＯ２を主成分とした珪砂が多用されている。現在、
即時開孔性の面から、最も優れた充填材として、また特
公昭６３−１２７１０号公報の例に見られるようにＳｉ
Ｏ２を主成分とした粒子を用い、上層はガラス質を形成
する構成とし、下層は焼結性の少ない構成とする充填構
造が実施されている。しかし、ＳｉＯ２を主成分とする
充填材では、焼結していない個々の粒子が溶鋼中に落下
し、ＳｉＯ２とＡｌとの反応によりＡｌ２Ｏ３が生成し
非金属介在物の問題が発生する。また、高温鋼種を長時
間取鍋に保持する条件下では上層に形成されたガラスが
下層内に侵入し、下層も焼結して開孔率を低下させると
いう欠点もある。さらに、ＳｉＯ２を主成分とした充填
材は注湯用ノズルに付着したスラグ成分と反応して低融
点反応物を生成し易く、充填材の焼結による不開孔が発
生する場合がある。
【０００４】非金属介在物の問題を回避するためにＣａ
Ｏ、ＭｇＯ等の溶鋼中のＡｌと反応しにくい酸化物の粒
子を使用することも提案されている。しかし、ＣａＯや
ＭｇＯを単層式で使用する場合、溶鋼との接触時、焼結
層（ガラス層）を形成し溶鋼の侵入を防ぐ能力に劣り、
開孔率が低下するという問題がある。また、二層式の下
層に使用した場合、ガラス化した上層は下層との反応に
より低融点、低粘性化し、下層粒子間に浸透し易くなり
焼結を促進するので不開孔が発生する。
Ｏ、ＭｇＯ等の溶鋼中のＡｌと反応しにくい酸化物の粒
子を使用することも提案されている。しかし、ＣａＯや
ＭｇＯを単層式で使用する場合、溶鋼との接触時、焼結
層（ガラス層）を形成し溶鋼の侵入を防ぐ能力に劣り、
開孔率が低下するという問題がある。また、二層式の下
層に使用した場合、ガラス化した上層は下層との反応に
より低融点、低粘性化し、下層粒子間に浸透し易くなり
焼結を促進するので不開孔が発生する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、溶鋼
中での非金属介在物の生成を少なくし、しかもノズル孔
の即時開孔性を維持することができる、注湯用ノズル内
の充填構造を提供することを目的とする。
中での非金属介在物の生成を少なくし、しかもノズル孔
の即時開孔性を維持することができる、注湯用ノズル内
の充填構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、 （１）ＳｉＯ２を主成分とする粒子を上層充填材とする
ノズル内充填構造において、下層充填材をＡｌ２Ｏ３含
有量が６０〜１００ｗｔ％で、粒度が０．３ｍｍ以上の
粒子から構成してなることを特徴とする注湯用ノズル内
の充填構造、 （２）ＳｉＯ２を主成分とする粒子を上層充填材とする
ノズル内充填構造において、下層充填材をＡｌ２Ｏ３を
主成分とし、ＭｇＯ含有量≦３０ｗｔ％で、粒度が０．
３ｍｍ以上の粒子から構成してなることを特徴とする注
湯用ノズル内の充填構造、である。
ノズル内充填構造において、下層充填材をＡｌ２Ｏ３含
有量が６０〜１００ｗｔ％で、粒度が０．３ｍｍ以上の
粒子から構成してなることを特徴とする注湯用ノズル内
の充填構造、 （２）ＳｉＯ２を主成分とする粒子を上層充填材とする
ノズル内充填構造において、下層充填材をＡｌ２Ｏ３を
主成分とし、ＭｇＯ含有量≦３０ｗｔ％で、粒度が０．
３ｍｍ以上の粒子から構成してなることを特徴とする注
湯用ノズル内の充填構造、である。
【０００７】
【作用】本発明は注湯用ノズル内充填構造において、Ａ
ｌ２Ｏ３を主成分とする粒子を二層式充填構造の下部層
として構成するものである。従来、溶鋼中での非金属介
在物の生成を少なくするために、ＳｉＯ２をほとんど含
有せず、酸化物として安定でＡ１と反応しにくいＭｇＯ
やＣａＯの使用が提案されている。しかし、ＭｇＯやＣ
ａＯは、単層式では溶鋼の侵入を防止する能力に劣るた
め開孔率の低下を招き、上層に珪砂を用いた二層式の下
層に使用した場合、ＳｉＯ２成分との反応により焼結し
てしまう。
ｌ２Ｏ３を主成分とする粒子を二層式充填構造の下部層
として構成するものである。従来、溶鋼中での非金属介
在物の生成を少なくするために、ＳｉＯ２をほとんど含
有せず、酸化物として安定でＡ１と反応しにくいＭｇＯ
やＣａＯの使用が提案されている。しかし、ＭｇＯやＣ
ａＯは、単層式では溶鋼の侵入を防止する能力に劣るた
め開孔率の低下を招き、上層に珪砂を用いた二層式の下
層に使用した場合、ＳｉＯ２成分との反応により焼結し
てしまう。
【０００８】本発明は、Ａｌ２Ｏ３質粒子をノズル内充
填材として使用しており、Ａｌ２Ｏ３質粒子をタンディ
ッシュ内に流出させることでＡｌ２Ｏ３介在物の増加が
懸念される。しかし、今回、Ａｌ２Ｏ３粒子は０．３ｍ
ｍ以上の粒度を使用すれば、タンデイッシュ溶鋼中に入
っても解離・分散する以前に浮上し、非金属介在物化し
にくいという新知見が得られた。また、Ａｌ２Ｏ３はタ
ンディッシュ内の溶鋼温度（約１５００℃）程度以上で
はＳｉＯ２やＭｇＯよりも安定な酸化物であり、溶鋼中
のＡｌとの酸化還元反応により非金属介在物を生成しな
い。さらに、Ａｌ２Ｏ３はＳｉＯ２に比較して高融点、
高耐火度で難焼結性であり、二層式の下層に使用して上
層のＳｉＯ２成分と反応しても、反応生成物は非常に高
融点、高粘性で、液相生成温度も高いので上層ガラスの
下層への浸透は進行しにくく高開孔率が維持できる。本
発明はこれらの新知見にもとづいて完成したものであ
る。
填材として使用しており、Ａｌ２Ｏ３質粒子をタンディ
ッシュ内に流出させることでＡｌ２Ｏ３介在物の増加が
懸念される。しかし、今回、Ａｌ２Ｏ３粒子は０．３ｍ
ｍ以上の粒度を使用すれば、タンデイッシュ溶鋼中に入
っても解離・分散する以前に浮上し、非金属介在物化し
にくいという新知見が得られた。また、Ａｌ２Ｏ３はタ
ンディッシュ内の溶鋼温度（約１５００℃）程度以上で
はＳｉＯ２やＭｇＯよりも安定な酸化物であり、溶鋼中
のＡｌとの酸化還元反応により非金属介在物を生成しな
い。さらに、Ａｌ２Ｏ３はＳｉＯ２に比較して高融点、
高耐火度で難焼結性であり、二層式の下層に使用して上
層のＳｉＯ２成分と反応しても、反応生成物は非常に高
融点、高粘性で、液相生成温度も高いので上層ガラスの
下層への浸透は進行しにくく高開孔率が維持できる。本
発明はこれらの新知見にもとづいて完成したものであ
る。
【０００９】充填材を構成する粒子としては、電融アル
ミナ、焼結アルミナ、スピネル、ムライト等のＡｌ２Ｏ
３含有耐火性骨材が使用可能であるが、操業条件に応じ
て他の粒子と任意混合使用できる。高開孔率を得るため
には、上層にＳｉＯ２を主成分とした粒子よりなる充填
材を用いる二層式とすることが望ましい。
ミナ、焼結アルミナ、スピネル、ムライト等のＡｌ２Ｏ
３含有耐火性骨材が使用可能であるが、操業条件に応じ
て他の粒子と任意混合使用できる。高開孔率を得るため
には、上層にＳｉＯ２を主成分とした粒子よりなる充填
材を用いる二層式とすることが望ましい。
【００１０】二層式で使用すると、受鋼後上層はガラス
化し下層へ侵入するが、下層成分との反応により急激に
高粘性・高融点化する。そのため侵入厚は下層がＳｉＯ
２やＣａＯ、ＭｇＯの場合に比べて薄い。また、下層の
Ａｌ２Ｏ３質粒子は耐火度が高く難焼結性であり、スラ
グ成分が混入しても低融点化しにくい。さらに、熱膨張
が小さいためブリッジを形成しにくい。このため、スラ
イディングノズルが開くと同時に下層は流出し、上層の
ガラス層とガラス侵入層も溶鋼へッド圧により容易に破
られ、良好な開孔性が得られる。
化し下層へ侵入するが、下層成分との反応により急激に
高粘性・高融点化する。そのため侵入厚は下層がＳｉＯ
２やＣａＯ、ＭｇＯの場合に比べて薄い。また、下層の
Ａｌ２Ｏ３質粒子は耐火度が高く難焼結性であり、スラ
グ成分が混入しても低融点化しにくい。さらに、熱膨張
が小さいためブリッジを形成しにくい。このため、スラ
イディングノズルが開くと同時に下層は流出し、上層の
ガラス層とガラス侵入層も溶鋼へッド圧により容易に破
られ、良好な開孔性が得られる。
【００１１】上層のＳｉＯ２を主成分とする充填材は溶
鋼の熱により取鍋中でガラス化している為、開孔時、個
々の小さな粒子としてタンディッシュ溶鋼中に入ること
は無く、大きな塊となり、溶鋼との比重差により簡単に
浮上分離するため非金属介在物を生成しにくい。
鋼の熱により取鍋中でガラス化している為、開孔時、個
々の小さな粒子としてタンディッシュ溶鋼中に入ること
は無く、大きな塊となり、溶鋼との比重差により簡単に
浮上分離するため非金属介在物を生成しにくい。
【００１２】充填材の化学組成はＡｌ２Ｏ３含有量６０
〜１００ｗｔ％とする。Ａｌ２Ｏ３含有量が６０ｗｔ％
以下になると上層ＳｉＯ２成分との反応生成物は高融点
・高粘性化しにくく、ガラスの侵入による反応層が厚く
なり開孔率の低下を招く。スラグとの反応を考える場合
でもＡｌ２Ｏ３含有量はより高い方が低融点生成物や液
相を生成しにくくより良い。ＳｉＯ２含有量は３５ｗｔ
％以上では上層との反応性が上がり焼結による開孔率の
低下を招くとともに、非金属介在物の増加が見られる。
ＭｇＯ含有量は３０ｗｔ％以上ではやはり上層との反応
層が厚くなり開孔率の低下を招く。
〜１００ｗｔ％とする。Ａｌ２Ｏ３含有量が６０ｗｔ％
以下になると上層ＳｉＯ２成分との反応生成物は高融点
・高粘性化しにくく、ガラスの侵入による反応層が厚く
なり開孔率の低下を招く。スラグとの反応を考える場合
でもＡｌ２Ｏ３含有量はより高い方が低融点生成物や液
相を生成しにくくより良い。ＳｉＯ２含有量は３５ｗｔ
％以上では上層との反応性が上がり焼結による開孔率の
低下を招くとともに、非金属介在物の増加が見られる。
ＭｇＯ含有量は３０ｗｔ％以上ではやはり上層との反応
層が厚くなり開孔率の低下を招く。
【００１３】
【実施例】以下に、本発明の実施例を示す。表１は二層
式として本発明を適用した参考例である。表中のスラグ
との反応性、および上下反応層厚さはラボテストでの評
価値であり、前者は、ルツボ中に詰物と取鍋スラグを重
ねて充填し、電気炉にて１５００度、３時間加熱した後
の反応性を観察した。後者はルツボ中に上・下層の詰物
を充填し電気炉にて１５００度、３時間加熱した後、上
層ガラス質の下層への浸透厚さを測定した。さらに、３
５０トンの大型取鍋にて実機テストを実施し、即時開孔
率と非金属介在物問題の有無を調査した。表からも明ら
かな様に、本発明によるノズル内充填構造を用いること
により従来知見である溶鋼中の非金属介在物の増加が抑
制でき、取鍋ノズルの一発開孔が可能となる等本法の有
効性が明らかである。
式として本発明を適用した参考例である。表中のスラグ
との反応性、および上下反応層厚さはラボテストでの評
価値であり、前者は、ルツボ中に詰物と取鍋スラグを重
ねて充填し、電気炉にて１５００度、３時間加熱した後
の反応性を観察した。後者はルツボ中に上・下層の詰物
を充填し電気炉にて１５００度、３時間加熱した後、上
層ガラス質の下層への浸透厚さを測定した。さらに、３
５０トンの大型取鍋にて実機テストを実施し、即時開孔
率と非金属介在物問題の有無を調査した。表からも明ら
かな様に、本発明によるノズル内充填構造を用いること
により従来知見である溶鋼中の非金属介在物の増加が抑
制でき、取鍋ノズルの一発開孔が可能となる等本法の有
効性が明らかである。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【発明の効果】本発明の実施により、高開孔率を維持し
つつ、溶鋼を清浄化し非金属介在物問題を回避すること
が可能となった。
つつ、溶鋼を清浄化し非金属介在物問題を回避すること
が可能となった。
フロントページの続き (72)発明者 三村 義人 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新日本製鐵株式会社 八幡製鐵所内 (72)発明者 西 敬 福岡県北九州市戸畑区飛幡町２−２ 黒 崎窯業株式会社 九州支店内 (72)発明者 江上 潤 福岡県北九州市八幡西区東浜町１−１ 黒崎窯業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−74766（ＪＰ，Ａ) 特公 昭63−12710（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (2)
- 【請求項１】 ＳｉＯ２を主成分とする粒子を上層充填
材とするノズル内充填構造において、下層充填材をＡ１
２Ｏ３含有量が６０〜１００ｗｔ％で、粒度が０．３ｍ
ｍ以上の粒子から構成してなることを特徴とする注湯用
ノズル内の充填構造。 - 【請求項２】 ＳｉＯ２を主成分とする粒子を上層充填
材とするノズル内充填構造において、下層充填材をＡｌ
２Ｏ３を主成分とし、ＭｇＯ含有量≦３０ｗｔ％で、粒
度が０．３ｍｍ以上の粒子から構成してなることを特徴
とする注湯用ノズル内の充填構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4031277A JP2673625B2 (ja) | 1992-01-23 | 1992-01-23 | 溶融金属注湯用ノズル内充填構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4031277A JP2673625B2 (ja) | 1992-01-23 | 1992-01-23 | 溶融金属注湯用ノズル内充填構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05200506A JPH05200506A (ja) | 1993-08-10 |
| JP2673625B2 true JP2673625B2 (ja) | 1997-11-05 |
Family
ID=12326831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4031277A Expired - Lifetime JP2673625B2 (ja) | 1992-01-23 | 1992-01-23 | 溶融金属注湯用ノズル内充填構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2673625B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5546704B1 (ja) * | 2014-03-26 | 2014-07-09 | 山川産業株式会社 | アルミナ系スライディングノズル充填砂 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6174766A (ja) * | 1984-09-18 | 1986-04-17 | Harima Refract Co Ltd | ノズル孔の充填材料 |
| JPH086203B2 (ja) * | 1986-07-03 | 1996-01-24 | 東レ株式会社 | 熱可塑性合成繊維の製造方法 |
-
1992
- 1992-01-23 JP JP4031277A patent/JP2673625B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5546704B1 (ja) * | 2014-03-26 | 2014-07-09 | 山川産業株式会社 | アルミナ系スライディングノズル充填砂 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05200506A (ja) | 1993-08-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970610 |