JP2959971B2 - 連続鋳造用ノズル - Google Patents

連続鋳造用ノズル

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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】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は鋼などの金属の連続鋳造
において、取鍋とタンディッシュの間及び、タンディッ
シュとモールドの間で金属の溶湯の流下注入に使用され
るロングノズルや浸漬ノズルなどの連続鋳造用ノズルの
鋳造中でのその表面とその近傍での大気との接触に依る
酸化劣化の抑制と低減に関するものである。 【0002】 【従来の技術】従来の技術について鋼の連続鋳造を行な
う上で、取鍋の底部の溶鋼排出孔に取付けられて、取鍋
よりタンディッシュへ流下注入される溶鋼が大気と接触
するのを防ぎ溶鋼の酸化を抑制し、そしてその際に発生
する溶鋼のスプラッシュの飛散を防止すると共に、溶鋼
流を整流化しながら取鍋よりタンディッシュへの溶鋼の
注入を行う目的で使用する溶鋼流下通路用の耐火性ロン
グノズル(以下ロングノズルと称す)を例にして図1を
参照しながら以下にその詳細を述べる。 【0003】鋼の連続鋳造に於いてロングノズルに求め
られる機能は、前記の様に鋼の溶湯が大気と接触して酸
化することにより、鋳片の品質を低下若しくは著しく不
安定化させる要因となる空気酸化を防ぐことや、流下注
入される溶湯の乱流を防いで整流化して、タンディッシ
ュの湯面近傍に介在するスラグや非金属介在物などの不
純物の溶湯浴内への巻き込みを抑制すること等に依り鋳
片品質への悪影響を軽減化せしめると共に、溶湯の飛沫
の飛散を防ぎ、連続鋳造の操業の安全と安定を確保する
ことなどであるが、このロングノズル1ではその材質構
成として、一般的に溶鋼との接触部位をAl23−C
質、タンディッシュパウダーやスラグと接触する所謂ス
ラグライン部位をZrO2−C質として一体として成る
ものが多用されている。そしてこのロングノズル1は使
用前におよそ700℃〜1200℃の温度域での予熱の
時や、更に高温域である鋳造時でのロングノズル外表面
の空気酸化に依る材質劣化の進行を抑制するために、前
記の予熱時や鋳造の時にその熱を受けてガラス化して、
外表面と空気との接触を妨げる作用をする酸化防止剤を
同面に塗布している。その材質例として、SiO2−A
23を主骨材として、珪酸カリなどをバインダーとし
たものが実用化されているが、特に近時連続鋳造に於け
るロングノズルの耐用を極めて長時間を可能とするもの
が求められる傾向が強く、この条件下でロングノズル1
には溶鋼飛沫の外表面への付着と脱落及び、上方首部分
でのロングノズル支持装置との嵌合及び同部位の補強な
どの目的で耐火性モルタルを介して装着一体化されてい
るメタルケース7が、鋳造時にロングノズル1に加わる
高熱の上昇と下降に伴って伸縮を繰り返して生ずるメタ
ルケース7下端でのロングノズル首部8表面での位置ズ
レに依り、ガラス化した酸化防止剤被膜が部分的に破壊
されてしまい、その後の時間経過に比例してこの酸化防
止被膜の破壊された部位から局部的乃至は広範囲に亘っ
てロングノズル1の材質が直に大気に曝され酸化が進行
する。そして酸化に依りロングノズル外表面が材質劣化
となり、その進行の程度が強いと内孔5での溶鋼に依る
溶損と輻輳して貫通した穴の発生、所謂穴明きとなった
り、酸化劣化に依る強度の低下から注湯時の衝撃などの
外力に依って亀裂が発生し、折損や割損などが発生して
ロングノズルの寿命と信頼性を著しく低下させる要因と
なっていた。なお図中、2は金属溶湯非浸漬部外表面、
3は金属溶湯浸漬部外表面、4は首部補強用フープ、6
は金属溶湯浴面である。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】上述したロングノズル
に於いて、従来より次に挙げる様な問題点が顕在化し安
定的な連続鋳造の確立を図る上で障害となっていた。 【0005】即ちロングノズルの長時間の使用に対して
前記の様にその外表面で種々の条件下で酸化防止被膜が
破壊されて、大気と接触してしまうことに依る酸化現象
としてAl23−C材質中のバインダーや骨材のカーボ
ン(C)が脱炭消失してしまい、これがその後の時間の
経過に依って外表面の表層のみの現象に留まらず内孔へ
向って肉厚深くまで進行してゆくことになるのである。 【0006】上記の脱炭部は材質が有する本来の強度が
バインダーと骨材のカーボンの消失を主とした材質劣化
のために、大巾の低下乃至は全く失われ、この部分が鋳
造時の諸条件に依って穴明きや折損、割れなどの許され
ざるトラブルをひき起して連続鋳造の操業に重大なる悪
影響をもたらしてしまうこととなる。 【0007】以上のことから鋼などの金属鋳造でのロン
グノズルの長時間の使用に対して、その外表面での材質
の酸化が発生し難く、強度劣化とならず安定した連続鋳
造の操業を可能ならしめるロングノズルの開発が待たれ
ていたのである。 【0008】 【課題を解決するための手段】本発明は以上に述べた背
景から、これらの問題点を解消することにより鋼などの
金属の連続鋳造でのロングノズルの長寿命化と安定化を
図って、連続鋳造の操業の長時間安定化と、鋳片品質の
向上と安定化などを目的としてなされたものであって、
その詳細について鋼等の連続鋳造を行うために使用され
るロングノズルを例にして図2を参照しながら述べる。 【0009】本発明は鋼の連続鋳造に於いて、取鍋から
タンデッッシュへ溶鋼を流下注入するのに鋼の溶湯が大
気と接触して空気酸化し、鋳片品質へ悪影響をきたすこ
とから溶湯と大気と接触を断つことや、溶融注入時のそ
の飛沫の飛散を妨げ、そして流下溶湯の乱流の生成を抑
制して鋼品質の安定化と操業の安全化並びに安定化のた
めに使用されるロングノズルの鋳造中において溶湯と接
触しない外表面の大気との接触に依る酸化に対して、酸
化し難い材質の同部への配置適用に依り酸化劣化を防止
し、その信頼性を向上せしむるものである。 【0010】ロングノズルは一般的にAl23−C−S
iO2材質系やAl23−C系又はこれらにSiCを加
えて成る材質が主として用いられており、この様な材質
での鋼の溶湯と接触することのない非浸漬部の外表面で
は、前記の様にその表面が酸化防止被膜に依り保護され
ていても、その被膜厚さが0.3ミリメートルから0.
53ミリメートルと薄いことから、長時間に亘る使用に
おいては前記の如く種々の条件により酸化防止被膜が破
壊されて、その部位よりその後の経過時間に正比例して
次第に酸化が進行する。この酸化の進展は種々のトラブ
ル発生因子となって、その後の鋳造操業と、鋳片品質に
大きく悪影響を及ぼすのである。 【0011】本発明はこのロングノズル1での金属溶湯
非浸漬部外表面2にその厚さを1ミリメートルから15
ミリメートルの範囲で、耐酸化性耐火材質層9を配置し
て一体としたもので、その材質構成として40〜75重
量%のAl2O3と1〜30重量%のSiO2と、0.2〜
20重量%のSiと10〜30重量%のCを、そして
0.2〜10重量%フリットなどの低融ガラス成分とか
ら成る耐酸化性材質としたもので、これら骨材を上記の
範囲内で合計が100重量%になるように混合し有機バ
インダーを加えて混練し、粒度調整した坏土を前記Ai
2O3−Cなどの本体部材質坏土と前記の配設となる様に
モールド内へ充填し加圧成形した後焼成する事によって
本発明のロングノズル耐火部材が得られる。 【0012】このロングノズルは外表面が前記耐酸化性
材質に依り、保護されており、大気に曝されても本体材
質部の酸化はなくなり、又耐酸化性保護層自体の酸化は
従来に較べ大巾にその進行が抑制されるのであり、そし
て、この耐酸化性材質の同部への適用に伴せて従来より
適用されている酸化防止剤の表面被膜を施せば、その効
果をさらに高めることが出来るため有利となる。 【0013】本発明のロングノズルは以上の様な構成と
してあり、従来のロングノズルに於ける連続鋳造時に溶
鋼と接触しない外表面の大気との接触に依る酸化と材質
の劣化を大きく効果的に抑制し、長時間の鋼の連続鋳造
の安全と安定化を図り、鋳片品質の高位安定化を実現し
連続鋳造の信頼性を高めると共に、コストの低減化を可
能ならしめるなどの有用な効果をもたらすものである。 【0014】尚ここでロングノズルの溶鋼浴への非浸漬
部の外表面へ配置する低融ガラス成分を含むAl
−SiOSi−Cから成る耐酸化性耐火材質層9の
厚さを1ミリメートルから15ミリメートルの範囲とし
たのは1ミリメートル以下では耐酸化効果時間が短く実
用に供することが出来ないからであり、そして15ミリ
メートル以上では本体材質と一体構造とする場合、使用
初期に加わる熱衝撃に耐えられなくなるからである。 【0015】 【作用】この発明のロングノズルでの例は以上の構成と
してあり、鋼の連続鋳造での取鍋とタンディッシュ間で
の長時間に亘る使用に際してのロングノズル外表面の酸
化劣化を抑制し、安全で安定的な鋳造と鋼の酸化や非金
属介在物の混入を防いで品質の安定化や、その歩留向上
並びにロングノズルの耐用の向上を可能として、経済的
に極めて有用な効果をもたらすなど、連続鋳造の信頼性
を高めることとなったのである。 【0016】 【発明の効果】本発明の、ロングノズル例でこれを鋼の
連続鋳造で150トンの取鍋にセットして、普通鋼の鋳
造で試みた結果以下の結果を得た。 【0017】試験数21個取鍋1回150トンの溶鋼の
鋳造を1チャージとして合計耐用回数307チャージ、
平均耐用回数14.6チャージ/個となった。尚同鋳造
機での従来のロングノズルの平均耐用回数は11.6チ
ャージ/個であり、25.9%の耐用向上効果となっ
た。 【0018】次に鋳造中のロングノズルのトラブルは全
くなく従来1.2%のトラブル率に対して安定した結果
が得られたがこの結果からも推察出来るが、鋼の品質の
安定化にも効果があると言える。 【0019】上記の様に本発明の連続鋳造用ノズルは、
金属の連続鋳造時に溶湯に浸湯に浸漬しない外表面部の
酸化劣化を制御して、鋳造の安全と安定化や鋳片の品質
の安定化、そしてノズル自体の耐用向上とトラブルの低
減など、連続鋳造操業で経済性と信頼性に於いて極めて
大きな効果をもたらすものである。
【図面の簡単な説明】 【図1】従来のロングノズルの説明図である。 【図2】本発明のロングノズルの説明図である。 【符号の説明】 1 ロングノズル 2 金属溶湯非浸漬部外表面 3 金属溶湯浸漬部外表面 4 首部補強用フープ 5 内孔 6 金属溶湯浴面 7 メタルケース 8 首部 9 耐酸化性耐火材質層
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B22D 11/10 330 B22D 41/50 520 B22D 41/54 C04B 35/103

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 金属の連続鋳造において、鋳造中に溶湯と接触しない金
    属溶湯非浸漬部外表面にその厚さ1ミリメートルから1
    5ミリメートルの範囲に亘って、低融ガラス成分を含む
    Al23−SiO2−Si−Cから成る耐酸化性耐火材質
    層を配置して一体として成ることを特徴とする連続鋳造
    用ノズル。
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