JP2919043B2 - 連続鋳造用ノズル - Google Patents
連続鋳造用ノズルInfo
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- JP2919043B2 JP2919043B2 JP2267247A JP26724790A JP2919043B2 JP 2919043 B2 JP2919043 B2 JP 2919043B2 JP 2267247 A JP2267247 A JP 2267247A JP 26724790 A JP26724790 A JP 26724790A JP 2919043 B2 JP2919043 B2 JP 2919043B2
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- Japan
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- nozzle
- cao
- graphite
- alumina
- continuous casting
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- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、鋼、特にアルミニウムを多く含有し、アル
ミナ付着によるノズル閉塞を起こしやすい鋼種に適用で
き、しかも、長時間の耐用が可能な連続鋳造用ノズルに
関する。
ミナ付着によるノズル閉塞を起こしやすい鋼種に適用で
き、しかも、長時間の耐用が可能な連続鋳造用ノズルに
関する。
従来、連続鋳造用ノズルとしては、アルミナ−黒鉛質
が使用されている。また、アルミニウムを多く含有し、
アルミナ付着によるノズル閉塞を起こしやすい鋼種に対
しては、ノズルの内孔面に通気性の高い材質を配置し、
ノズルの内部に設けたスリットを経由して不活性ガスを
鋼中に吹き込むスリット式ノズルが使用されている。
が使用されている。また、アルミニウムを多く含有し、
アルミナ付着によるノズル閉塞を起こしやすい鋼種に対
しては、ノズルの内孔面に通気性の高い材質を配置し、
ノズルの内部に設けたスリットを経由して不活性ガスを
鋼中に吹き込むスリット式ノズルが使用されている。
このアルミナ付着を軽減するための材質としてCaOやC
aZrO3（カルシウムジルコネート）を含有するものが有
効であること自体は公知である。たとえば、特開昭57−
71860号公報によれば、CaOを含有させることにより、優
れたノズル閉塞効果を連続鋳造用ノズルに付与してい
る。また特開昭62−288161号公報には、元素周期律表の
III族およびIV族元素の酸化物の一種又は二種以上を0.5
〜５重量％含有したCaZrO3を使用することによってノズ
ル閉塞効果に優れ、しかもCaO特有の消化性を抑制でき
る連続鋳造用ノズルが得られることが開示されている。
aZrO3（カルシウムジルコネート）を含有するものが有
効であること自体は公知である。たとえば、特開昭57−
71860号公報によれば、CaOを含有させることにより、優
れたノズル閉塞効果を連続鋳造用ノズルに付与してい
る。また特開昭62−288161号公報には、元素周期律表の
III族およびIV族元素の酸化物の一種又は二種以上を0.5
〜５重量％含有したCaZrO3を使用することによってノズ
ル閉塞効果に優れ、しかもCaO特有の消化性を抑制でき
る連続鋳造用ノズルが得られることが開示されている。
〔発明が解決しようとする課題〕 上記従来の連続鋳造用ノズルには、次の問題点があ
る。
る。
まず、アルミナ−黒鉛質やジルコニア−黒鉛質のノズ
ルではアルミナ付着は防止できない。また、スリット式
浸漬ノズルでは、アルミナ付着は大幅に改善できるが、
鋼中に吹き込まれた不活性ガスが気泡として鋼片の中に
取り込まれてしまい、鋼製品の気泡性欠陥の原因となっ
てしまう。
ルではアルミナ付着は防止できない。また、スリット式
浸漬ノズルでは、アルミナ付着は大幅に改善できるが、
鋼中に吹き込まれた不活性ガスが気泡として鋼片の中に
取り込まれてしまい、鋼製品の気泡性欠陥の原因となっ
てしまう。
CaOを添加したノズルにあっては、CaOの特性が連続鋳
造用ノズルに適さない。
造用ノズルに適さない。
第１に、CaOは空気中の水分と容易に反応し消化現象
を起こす。このため、ノズル製造工程を完全な非水雰囲
気にしないと製造が不可能であり、またノズルを実際に
使用する場合の取扱いが困難である。
を起こす。このため、ノズル製造工程を完全な非水雰囲
気にしないと製造が不可能であり、またノズルを実際に
使用する場合の取扱いが困難である。
第２に、CaOの熱膨張が大きいことが挙げられる。ア
ルミナの熱膨張係数は約８×10-6/℃、ジルコニアは約
９×10-6/℃であるのに対し、CaOは約13×10-6/℃であ
る。このような材料を連続鋳造用ノズルに使用すると、
熱衝撃に対する耐スポーリング性が著しく低下し、実際
の使用に適さない。
ルミナの熱膨張係数は約８×10-6/℃、ジルコニアは約
９×10-6/℃であるのに対し、CaOは約13×10-6/℃であ
る。このような材料を連続鋳造用ノズルに使用すると、
熱衝撃に対する耐スポーリング性が著しく低下し、実際
の使用に適さない。
CaZrO3については熱膨張はZrO2と同じ程度である。耐
消化性については、元素周期律表のIII族及びIV族元素
の酸化物を添加することにより防止可能であるが、III
族及びIV族元素の酸化物の中で、CaOの消化防止に効果
があり、しかも経済的に使用できるものはSiO2,TiO2,Fe
2O3等である。しかし、これらの酸化物は、黒鉛のよう
な炭素原料と混合されて使用されると高温下で還元され
やすく、たとえば、SiO2の場合、SiO2＋Ｃ＝SiO＋COの
反応が優先的に起こり、分解，溶損してしまう。
消化性については、元素周期律表のIII族及びIV族元素
の酸化物を添加することにより防止可能であるが、III
族及びIV族元素の酸化物の中で、CaOの消化防止に効果
があり、しかも経済的に使用できるものはSiO2,TiO2,Fe
2O3等である。しかし、これらの酸化物は、黒鉛のよう
な炭素原料と混合されて使用されると高温下で還元され
やすく、たとえば、SiO2の場合、SiO2＋Ｃ＝SiO＋COの
反応が優先的に起こり、分解，溶損してしまう。
本発明において解決すべき課題は、上記従来の連続鋳
造用ノズルにおける問題を解消することにあって、アル
ミナ付着の防止効果と共に、耐スポーリング性と耐溶損
性に優れ、長期にわたって安定した耐用性を示すノズル
を提供することにある。
造用ノズルにおける問題を解消することにあって、アル
ミナ付着の防止効果と共に、耐スポーリング性と耐溶損
性に優れ、長期にわたって安定した耐用性を示すノズル
を提供することにある。
本発明の連続鋳造用ノズルは、CaOを15〜40重量％、C
aF2を0.1〜５重量％、ZrO2を55〜89重量％含有し、鉱物
組成としてCaZrO3を主成分とするカルシウムジルコネー
ト系クリンカー10〜95重量％と、黒鉛５〜40重量％と、
その他の耐火性原料85重量％以下とからなる。
aF2を0.1〜５重量％、ZrO2を55〜89重量％含有し、鉱物
組成としてCaZrO3を主成分とするカルシウムジルコネー
ト系クリンカー10〜95重量％と、黒鉛５〜40重量％と、
その他の耐火性原料85重量％以下とからなる。
本発明のノズルの構成組成物はアルミナと積極的に反
応させ、溶流させることによりアルミナ付着を防止し、
長時間安定した鋳造を行うことができる。
応させ、溶流させることによりアルミナ付着を防止し、
長時間安定した鋳造を行うことができる。
CaOを15〜40重量％含有するカルシウムジルコネート
系クリンカーはアルミナ付着を防止する機能を有する。
系クリンカーはアルミナ付着を防止する機能を有する。
CaOはアルミナや他の非金属介在物との間で低融物を
生成し、その融点は溶鋼の凝固温度より相当に低い。ま
た、CaO含有非金属介在物は、鋼中において浮上しやす
い特性をもっている。
生成し、その融点は溶鋼の凝固温度より相当に低い。ま
た、CaO含有非金属介在物は、鋼中において浮上しやす
い特性をもっている。
このため、溶鋼中で析出したアルミナ等の非金属介在
物は、ノズル表面でCaO成分と反応して液相を生成し、
溶鋼中に溶解，浮上することにより付着を防止すること
が可能となる。CaOの量については、15重量％未満では
カルシウムジルコネートの含有量が少ないために、付着
防止効果が充分ではなく、40重量％を越えると消化しや
すく、また低融物生成により溶損が大きくなる。
物は、ノズル表面でCaO成分と反応して液相を生成し、
溶鋼中に溶解，浮上することにより付着を防止すること
が可能となる。CaOの量については、15重量％未満では
カルシウムジルコネートの含有量が少ないために、付着
防止効果が充分ではなく、40重量％を越えると消化しや
すく、また低融物生成により溶損が大きくなる。
CaOの含有量は15〜40重量％が適当であり、実際の使
用上は鋼中のアルミナ量に応じた最適な材質を選定する
ことが重要である。
用上は鋼中のアルミナ量に応じた最適な材質を選定する
ことが重要である。
カルシウムジルコネート系クリンカーは、消化防止に
CaF2を0.1〜５重量％含有している。CaF2はアルミナと
反応して低融物を生成しやすいので、付着防止効果を向
上させる。しかも、CaF2は炭素との反応性が低く、SiO2
のように還元により分解することがない。
CaF2を0.1〜５重量％含有している。CaF2はアルミナと
反応して低融物を生成しやすいので、付着防止効果を向
上させる。しかも、CaF2は炭素との反応性が低く、SiO2
のように還元により分解することがない。
CaF2は非常に反応性が高く、少量でも効果があるが、
過剰に添加すると低融物の生成による溶損が問題とな
る。よって、CaF2の含有量は0.1〜５重量％が適当であ
る。
過剰に添加すると低融物の生成による溶損が問題とな
る。よって、CaF2の含有量は0.1〜５重量％が適当であ
る。
カルシウムジルコネート系クリンカーは、CaOを15〜4
0重量％、CaF2を0.1〜５重量％含有、残部はZrO2が主成
分であり、ZrO2を55〜89重量％含有する。ZrO2の作用
は、溶鋼やスラグ成分に対する耐食性を付与することに
ある。
0重量％、CaF2を0.1〜５重量％含有、残部はZrO2が主成
分であり、ZrO2を55〜89重量％含有する。ZrO2の作用
は、溶鋼やスラグ成分に対する耐食性を付与することに
ある。
ノズルとしてのカルシウムジルコネート系クリンカー
の含有量については、10重量％未満では付着防止効果が
得られず、95重量％を越えると黒鉛の含有量が少なくな
るために、耐スポーリング性を低下する。よって、カル
シウムジルコネート系クリンカーの含有量は、10〜95重
量％が適当である。
の含有量については、10重量％未満では付着防止効果が
得られず、95重量％を越えると黒鉛の含有量が少なくな
るために、耐スポーリング性を低下する。よって、カル
シウムジルコネート系クリンカーの含有量は、10〜95重
量％が適当である。
黒鉛は耐スポーリング性，耐スラグ性を付与するため
に使用するが、５重量％未満では耐スポーリング性に劣
り、40重量％を越えると溶鋼への溶解の問題や黒鉛の柔
らかい性質が支配的となり、摩耗損傷の問題がある。よ
って、黒鉛の含有量は５〜40重量％が適当である。黒鉛
の種類としては、鱗状黒鉛，土状黒鉛，人造黒鉛，キッ
シュ黒鉛等が使用可能であるが、耐スポーリング性，耐
食性の観点から、天然の鱗状黒鉛を使用することが好ま
しい。
に使用するが、５重量％未満では耐スポーリング性に劣
り、40重量％を越えると溶鋼への溶解の問題や黒鉛の柔
らかい性質が支配的となり、摩耗損傷の問題がある。よ
って、黒鉛の含有量は５〜40重量％が適当である。黒鉛
の種類としては、鱗状黒鉛，土状黒鉛，人造黒鉛，キッ
シュ黒鉛等が使用可能であるが、耐スポーリング性，耐
食性の観点から、天然の鱗状黒鉛を使用することが好ま
しい。
また、ノズルの残部を構成するその他の耐火性原料と
しては、ジルコニア，アルミナ，ムライト，ジルコン，
マグネシア,SiC,金属シリコン等が使用できる。
しては、ジルコニア，アルミナ，ムライト，ジルコン，
マグネシア,SiC,金属シリコン等が使用できる。
以上の配合物は結合材を用いて混練し成形後、非酸化
性雰囲気で焼成することによって連続鋳造用ノズルとす
ることができる。
性雰囲気で焼成することによって連続鋳造用ノズルとす
ることができる。
第１表に示す化学組成のカルシウムジルコネートクリ
ンカーを電融法により製造した。
ンカーを電融法により製造した。
同表に示す符号Ａ〜Ｄは本発明の範囲内にあるが、符
号E,FはCaF2の含有量が少なく、符号ＧはCaOの含有量が
多い。
号E,FはCaF2の含有量が少なく、符号ＧはCaOの含有量が
多い。
このクリンカーを微粒として、第２表に示す配合割合
の原料を有機樹脂を用いて混練し、成形，乾燥後還元焼
結して、第１図〜第３図に示す鋳造用ノズルを製造し
た。
の原料を有機樹脂を用いて混練し、成形，乾燥後還元焼
結して、第１図〜第３図に示す鋳造用ノズルを製造し
た。
第１図および第２図は適用した浸漬ノズルの例を示
す。
す。
第１図において、1,4はアルミナ−黒鉛質を示し、2,5
の部分には実施例の組成のものを使用した。第２図にお
いて、1,4にはアルミナ−黒鉛質を使用し、２にはジル
コニア−黒鉛質を使用し、3,4の部分には実施例の組成
のものを使用した。第３図はタンディッシュノズルの例
を示し、１の部分全体に実施例の組成のものを使用し
た。
の部分には実施例の組成のものを使用した。第２図にお
いて、1,4にはアルミナ−黒鉛質を使用し、２にはジル
コニア−黒鉛質を使用し、3,4の部分には実施例の組成
のものを使用した。第３図はタンディッシュノズルの例
を示し、１の部分全体に実施例の組成のものを使用し
た。
実施例１〜４に示す組成のものでは溶損が少なく、ア
ルミナ付着がなく、耐消化性に優れている。一方、比較
例１はカルシウムジルコネート中のCaO含有量が少な
く、付着防止効果に劣る。また、CaF2を添加しないカル
シウムジルコネートを使用した比較例2,3は、消化性が
あり実用に耐えない。
ルミナ付着がなく、耐消化性に優れている。一方、比較
例１はカルシウムジルコネート中のCaO含有量が少な
く、付着防止効果に劣る。また、CaF2を添加しないカル
シウムジルコネートを使用した比較例2,3は、消化性が
あり実用に耐えない。
次に第３表に示す配合原料としては、カルシウムジル
コネートとその他の耐火性原料として、ジルコニアと炭
化珪素を使用した。実施例５〜９はいずれもアルミナ付
着がなく、耐食性，耐スポーリング性，耐消化性に優れ
ている。比較例４は黒鉛が少なく、耐スポーリング性が
劣る。比較例５は黒鉛が多く、侵食テストでの溶損が多
い。
コネートとその他の耐火性原料として、ジルコニアと炭
化珪素を使用した。実施例５〜９はいずれもアルミナ付
着がなく、耐食性，耐スポーリング性，耐消化性に優れ
ている。比較例４は黒鉛が少なく、耐スポーリング性が
劣る。比較例５は黒鉛が多く、侵食テストでの溶損が多
い。
〔発明の効果〕 本発明による連続鋳造用ノズルは、アルミナ付着によ
るノズル閉塞を起こしやすい鋼種に適用しても、長時間
にわたり安定した耐用が可能となる。
るノズル閉塞を起こしやすい鋼種に適用しても、長時間
にわたり安定した耐用が可能となる。
添付図は本発明の適用例を断面構造によって示す。 第１図および第２図は浸漬ノズルの例であり、第３図は
タンディッシュノズルの例を示す。
タンディッシュノズルの例を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 笠井 清人 福岡県北九州市八幡東区枝光１丁目１番 １号 新日本製鐵株式會社設備技術本部 内 (72)発明者 石井 章生 福岡県北九州市八幡東区枝光１丁目１番 １号 新日本製鐵株式會社設備技術本部 内 (72)発明者 浅野 敬輔 福岡県北九州市八幡東区枝光１丁目１番 １号 新日本製鐵株式會社設備技術本部 内 (56)参考文献 特開 昭62−288161（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−71860（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−143049（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−37275（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B22D 11/10 330 B22D 41/54 B22D 41/50 520 C04B 35/48
Claims (1)
- 【請求項１】CaOを15〜40重量％とCaF2を0.1〜５重量％
とZrO2を55〜89重量％とを含有する鉱物組成としてのCa
ZrO3を主成分とするカルシウムジルコネート系クリンカ
ー10〜95重量％と、黒鉛５〜40重量％と、その他の耐火
性原料85重量％以下とからなる連続鋳造用ノズル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2267247A JP2919043B2 (ja) | 1990-10-03 | 1990-10-03 | 連続鋳造用ノズル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2267247A JP2919043B2 (ja) | 1990-10-03 | 1990-10-03 | 連続鋳造用ノズル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04143050A JPH04143050A (ja) | 1992-05-18 |
| JP2919043B2 true JP2919043B2 (ja) | 1999-07-12 |
Family
ID=17442184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2267247A Expired - Lifetime JP2919043B2 (ja) | 1990-10-03 | 1990-10-03 | 連続鋳造用ノズル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2919043B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5902511A (en) * | 1997-08-07 | 1999-05-11 | North American Refractories Co. | Refractory composition for the prevention of alumina clogging |
| CN115160002B (zh) * | 2022-07-28 | 2023-08-29 | 中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司 | 一种碳化硅-锆酸钙复合耐火材料及其制备方法 |
| CN115448703B (zh) * | 2022-09-06 | 2023-05-19 | 宜兴市隆昌耐火材料有限公司 | 一种含有锆刚玉的高温耐磨浇注料的制备方法 |
-
1990
- 1990-10-03 JP JP2267247A patent/JP2919043B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04143050A (ja) | 1992-05-18 |
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