JP3128515B2 - 鋼の連続鋳造用ノズル - Google Patents
鋼の連続鋳造用ノズルInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、浸漬ノズル、ロン
グノズル等のアルミキルド鋼の連続鋳造用ノズルに関す
るものである。
グノズル等のアルミキルド鋼の連続鋳造用ノズルに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術・課題】Ａｌキルド鋼の鋳造に際しては、
従来から、耐食性及び耐スポール性に優れたＡｌ2Ｏ3−
ＳｉＯ2−Ｃ質ノズルが最も広く用いられている。しか
し、鋼中のＡｌ脱酸により生じたＡｌ2Ｏ3介在物の付着
によるノズル内管の閉塞が問題となっている。閉塞のメ
カニズムは、まず、高温の耐火物中において、耐火原料
として使用されているＳｉＯ2とＣとの間に(１)式の反
応が起こる。そして生成したＳｉＯ(気体：以下、
「ｇ」と記載する)及びＣＯ(ｇ)が、ノズルと溶鋼の界
面に拡散し、溶鋼中のＡｌと(２)式、(３)式の反応を起
こしてノズルの稼働面でアルミナを生成、ノズル表面に
融着してＡｌ2Ｏ3介在物付着の発端となる。
従来から、耐食性及び耐スポール性に優れたＡｌ2Ｏ3−
ＳｉＯ2−Ｃ質ノズルが最も広く用いられている。しか
し、鋼中のＡｌ脱酸により生じたＡｌ2Ｏ3介在物の付着
によるノズル内管の閉塞が問題となっている。閉塞のメ
カニズムは、まず、高温の耐火物中において、耐火原料
として使用されているＳｉＯ2とＣとの間に(１)式の反
応が起こる。そして生成したＳｉＯ(気体：以下、
「ｇ」と記載する)及びＣＯ(ｇ)が、ノズルと溶鋼の界
面に拡散し、溶鋼中のＡｌと(２)式、(３)式の反応を起
こしてノズルの稼働面でアルミナを生成、ノズル表面に
融着してＡｌ2Ｏ3介在物付着の発端となる。
【０００３】
【化１】 ＳｉＯ2(ｓ)＋Ｃ(ｓ)＝ＳｉＯ(ｇ)＋ＣＯ(ｇ) (１)
【化２】 ３ＳｉＯ(ｇ)＋２Ａｌ＝Ａｌ2Ｏ3(ｓ)＋３Ｓｉ (２)
【化３】 ３ＣＯ(ｇ)＋２Ａｌ＝Ａｌ2Ｏ3(ｓ)＋３Ｃ (３) ［上記式中、(ｓ)は固体を表し、Ａｌ、Ｓｉ及びＣは、
溶鋼に溶解状態のＡｌ、Ｓｉ及びＣをそれぞれ表す］
溶鋼に溶解状態のＡｌ、Ｓｉ及びＣをそれぞれ表す］
【０００４】アルミナ付着が進行すると、ノズルの閉塞
が進行する。これは、ノズルの耐用性を短縮させるだけ
ではなく、連鋳操業上の支障になるので、その抑制は重
要な課題である。
が進行する。これは、ノズルの耐用性を短縮させるだけ
ではなく、連鋳操業上の支障になるので、その抑制は重
要な課題である。
【０００５】上記問題を解決するため、(１)式の反応を
解消する目的で、浸漬ノズルの内孔部をＣを含まない耐
火物で被覆する方法、即ち、浸漬ノズルの湯道表層部に
Ａｌ2Ｏ3、ＭｎＯ2、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｉＯ2を単独ま
たは複合して添加した耐火物を配設した連続鋳造用の浸
漬ノズルが、特開昭51−54836号公報に開示されてい
る。しかしながら、該公報で好ましいとされるＳｉＯ2
９０〜９９重量％の領域では、(４)式に示す反応によ
り、(１)〜(３)式と同様にノズルの稼働面でアルミナを
生成し、ノズル表面に融着して鋼中のＡｌ2Ｏ3介在物付
着の発端となる。
解消する目的で、浸漬ノズルの内孔部をＣを含まない耐
火物で被覆する方法、即ち、浸漬ノズルの湯道表層部に
Ａｌ2Ｏ3、ＭｎＯ2、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｉＯ2を単独ま
たは複合して添加した耐火物を配設した連続鋳造用の浸
漬ノズルが、特開昭51−54836号公報に開示されてい
る。しかしながら、該公報で好ましいとされるＳｉＯ2
９０〜９９重量％の領域では、(４)式に示す反応によ
り、(１)〜(３)式と同様にノズルの稼働面でアルミナを
生成し、ノズル表面に融着して鋼中のＡｌ2Ｏ3介在物付
着の発端となる。
【０００６】
【化４】 ３ＳｉＯ2(ｓ)＋４Ａｌ＝２Ａｌ2Ｏ3(ｓ)＋３Ｓｉ (４)
【０００７】対応策として、５重量％を超えるＳｉＯ2
を含まず、Ａｌ2Ｏ3(あるいはＭｇＯ、ＺｒＯ2)が９０
重量％以上のカーボンレス高アルミナ質耐火物が特開平
３−243258号公報に開示されている。また、特開平５−
154628号公報には、アルミナ含有量９９重量％以上のア
ルミナクリンカーを主成分とし、アルミナ含有量が７０
重量％以上、カーボン含有量が１重量％未満、シリカ含
有量が１重量％未満の耐火物組成を有し、且つ０.２１
ｍｍ以下の粒度が２０〜７０％を占める粒度構成を有す
る連続鋳造用ノズル内孔体が開示されている。
を含まず、Ａｌ2Ｏ3(あるいはＭｇＯ、ＺｒＯ2)が９０
重量％以上のカーボンレス高アルミナ質耐火物が特開平
３−243258号公報に開示されている。また、特開平５−
154628号公報には、アルミナ含有量９９重量％以上のア
ルミナクリンカーを主成分とし、アルミナ含有量が７０
重量％以上、カーボン含有量が１重量％未満、シリカ含
有量が１重量％未満の耐火物組成を有し、且つ０.２１
ｍｍ以下の粒度が２０〜７０％を占める粒度構成を有す
る連続鋳造用ノズル内孔体が開示されている。
【０００８】これらの内孔体を作成するには、内孔面の
原料配合物とノズル本体の原料配合物とを同時に加圧成
形する方法、あるいは先に成形されたノズル本体に内孔
面の原料配合物を内装充填する方法とがある。何れの方
法においても、内装充填される内孔面カーボンレス質材
質の熱膨張率は、ノズル本体のカーボン含有材質の熱膨
張率と比較すると格段に大きく、ノズル母体に予熱中や
使用中に亀裂を生じる問題がある。
原料配合物とノズル本体の原料配合物とを同時に加圧成
形する方法、あるいは先に成形されたノズル本体に内孔
面の原料配合物を内装充填する方法とがある。何れの方
法においても、内装充填される内孔面カーボンレス質材
質の熱膨張率は、ノズル本体のカーボン含有材質の熱膨
張率と比較すると格段に大きく、ノズル母体に予熱中や
使用中に亀裂を生じる問題がある。
【０００９】これを解決するために、後者の製造方法に
おいて、本体をカーボン源を含有する耐火材料によって
形成し、溶鋼が通過する部位及び溶鋼と接触する部位を
カーボン源を含有しない耐火材料によって被覆した連続
鋳造用ノズルにおいて、前記カーボン源を含有しない耐
火材料による被覆部位が内孔直胴部、内孔下底部、吐出
孔部及び溶鋼に浸漬する外周部であり、前記被覆部位が
カーボンを含有しない耐火材料の円筒形状によって形成
され、且つ前記円筒状体が前記直胴部では０.５〜２.０
ｍｍ厚の目地を介して、また、前記内孔下底部及び吐出
孔部では１〜５ｍｍ厚の目地を介して設けられているこ
とを特徴とする連続鋳造用ノズルが特開平８−57601号
公報に開示されている。しかしながら、この場合、目地
部分からの溶鋼侵入が生じ、鋳造途中に内孔体が欠落し
易い欠点がある。
おいて、本体をカーボン源を含有する耐火材料によって
形成し、溶鋼が通過する部位及び溶鋼と接触する部位を
カーボン源を含有しない耐火材料によって被覆した連続
鋳造用ノズルにおいて、前記カーボン源を含有しない耐
火材料による被覆部位が内孔直胴部、内孔下底部、吐出
孔部及び溶鋼に浸漬する外周部であり、前記被覆部位が
カーボンを含有しない耐火材料の円筒形状によって形成
され、且つ前記円筒状体が前記直胴部では０.５〜２.０
ｍｍ厚の目地を介して、また、前記内孔下底部及び吐出
孔部では１〜５ｍｍ厚の目地を介して設けられているこ
とを特徴とする連続鋳造用ノズルが特開平８−57601号
公報に開示されている。しかしながら、この場合、目地
部分からの溶鋼侵入が生じ、鋳造途中に内孔体が欠落し
易い欠点がある。
【００１０】従って、本発明の目的は、Ａｌ2Ｏ3介在物
付着の抑制効果及び耐スポーリング性を同時に具備する
鋼の連続鋳造用ノズルを提供することにある。
付着の抑制効果及び耐スポーリング性を同時に具備する
鋼の連続鋳造用ノズルを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明のアルミキ
ルド鋼の連続鋳造用ノズルは、ノズル本体がＡｌ 2 Ｏ 3 −
Ｃ系耐火材料から構成され、ノズルの内孔部及び／また
は溶鋼に接する部分が、Ａｌ2Ｏ3７２〜９０重量％、Ｓ
ｉＯ2１０〜２８重量％及び不可避不純物５重量％以下
の化学組成を有し、且つ主要鉱物相がムライト、ムライ
ト及びコランダム及び／またはβ−アルミナであるＡｌ
2Ｏ3・ＳｉＯ2系耐火材料より構成されていることを特
徴とする。
ルド鋼の連続鋳造用ノズルは、ノズル本体がＡｌ 2 Ｏ 3 −
Ｃ系耐火材料から構成され、ノズルの内孔部及び／また
は溶鋼に接する部分が、Ａｌ2Ｏ3７２〜９０重量％、Ｓ
ｉＯ2１０〜２８重量％及び不可避不純物５重量％以下
の化学組成を有し、且つ主要鉱物相がムライト、ムライ
ト及びコランダム及び／またはβ−アルミナであるＡｌ
2Ｏ3・ＳｉＯ2系耐火材料より構成されていることを特
徴とする。
【００１２】
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のアルミキルド鋼の連続鋳造用ノズル（以下、単
に「ノズル」と記載する）は、ノズルの内孔部及び／ま
たは溶鋼に接する部分が、Ａｌ2Ｏ3７２〜９０重量％、
ＳｉＯ2１０〜２８重量％及び不可避不純物５重量％以
下の化学組成を有し、且つ主要鉱物相がムライト、ムラ
イト及びコランダム及び／またはβ−アルミナであるＡ
ｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2系耐火材料より構成されていることを
特徴とする。
本発明のアルミキルド鋼の連続鋳造用ノズル（以下、単
に「ノズル」と記載する）は、ノズルの内孔部及び／ま
たは溶鋼に接する部分が、Ａｌ2Ｏ3７２〜９０重量％、
ＳｉＯ2１０〜２８重量％及び不可避不純物５重量％以
下の化学組成を有し、且つ主要鉱物相がムライト、ムラ
イト及びコランダム及び／またはβ−アルミナであるＡ
ｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2系耐火材料より構成されていることを
特徴とする。
【００１４】なお、Ａｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2系耐火材料にお
いて、Ａｌ2Ｏ3含有量が、９０重量％を超えると耐火物
中のアルミナ系原料の割合が多くなり、耐スポール性が
低下するために好ましくない。また、Ａｌ2Ｏ3含有量
が、７２重量％未満ではムライト、アルミナ系原料以外
に、ＳｉＯ2鉱物(石英、クリストバライト等)やシリカ
系ガラスが共存するようになり、(４)式の反応が進行し
てアルミナ付着が大きくなるために好ましくない。同様
に、ＳｉＯ2量が２８重量％を超える場合には、ＳｉＯ2
鉱物、シリカ系ガラスが共存するために好ましくなく、
１０重量％未満では耐スポール性が低下するために好ま
しくない。なお、Ａｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2系耐火原料には、
原料配合物を成形する際に配合されるバインダー等に起
因する不可避不純物(炭素、ＣａＯ等)や、出発原料に起
因する不可避不純物(ＴｉＯ2、ＭｇＯや、β−アルミナ
に起因するＮａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ等)が存在することがある
が、この不可避不純物は５重量％以下の量であれば許容
できる。
いて、Ａｌ2Ｏ3含有量が、９０重量％を超えると耐火物
中のアルミナ系原料の割合が多くなり、耐スポール性が
低下するために好ましくない。また、Ａｌ2Ｏ3含有量
が、７２重量％未満ではムライト、アルミナ系原料以外
に、ＳｉＯ2鉱物(石英、クリストバライト等)やシリカ
系ガラスが共存するようになり、(４)式の反応が進行し
てアルミナ付着が大きくなるために好ましくない。同様
に、ＳｉＯ2量が２８重量％を超える場合には、ＳｉＯ2
鉱物、シリカ系ガラスが共存するために好ましくなく、
１０重量％未満では耐スポール性が低下するために好ま
しくない。なお、Ａｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2系耐火原料には、
原料配合物を成形する際に配合されるバインダー等に起
因する不可避不純物(炭素、ＣａＯ等)や、出発原料に起
因する不可避不純物(ＴｉＯ2、ＭｇＯや、β−アルミナ
に起因するＮａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ等)が存在することがある
が、この不可避不純物は５重量％以下の量であれば許容
できる。
【００１５】即ち、本発明のノズルにおいて、少なくと
も溶鋼と接する部分を構成するＡｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2系耐
火材料は実質上Ａｌ2Ｏ3及びＳｉＯ2から構成されてお
り、炭素は実質上不在であるので、上記(１)〜(３)式の
反応を抑制することができ、それによってアルミナ介在
物によるノズルの閉塞を防止することができる。
も溶鋼と接する部分を構成するＡｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2系耐
火材料は実質上Ａｌ2Ｏ3及びＳｉＯ2から構成されてお
り、炭素は実質上不在であるので、上記(１)〜(３)式の
反応を抑制することができ、それによってアルミナ介在
物によるノズルの閉塞を防止することができる。
【００１６】更に、本発明の耐火材料においては、Ｓｉ
Ｏ2を単体の形ではなく、ムライト(Ａｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2)
として含有するため、ＳｉＯ2の活量が顕著に小さくな
り、溶鋼中Ａｌと耐火材料中ＳｉＯ2との反応性も、
(４)式に示した反応により著しく小さくなる。その結
果、ムライトをノズル材質に適用すると、溶鋼と耐火材
料の反応に起因するアルミナの付着が顕著に低減され
る。また、Ａｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2系耐火材料の溶鋼と接す
る側の極表面では反応によるＳｉＯ2溶脱後のアルミナ
部により溶鋼は遮断され、Ａｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2系耐火材
料の内部まで反応は進行しない。この場合、溶鋼中Ａｌ
と耐火材料中ＳｉＯ2との反応も解消される。
Ｏ2を単体の形ではなく、ムライト(Ａｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2)
として含有するため、ＳｉＯ2の活量が顕著に小さくな
り、溶鋼中Ａｌと耐火材料中ＳｉＯ2との反応性も、
(４)式に示した反応により著しく小さくなる。その結
果、ムライトをノズル材質に適用すると、溶鋼と耐火材
料の反応に起因するアルミナの付着が顕著に低減され
る。また、Ａｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2系耐火材料の溶鋼と接す
る側の極表面では反応によるＳｉＯ2溶脱後のアルミナ
部により溶鋼は遮断され、Ａｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2系耐火材
料の内部まで反応は進行しない。この場合、溶鋼中Ａｌ
と耐火材料中ＳｉＯ2との反応も解消される。
【００１７】本発明のノズルに使用するＡｌ2Ｏ3・Ｓｉ
Ｏ2系耐火材料は、上述のようにロングノズル、浸漬ノ
ズル等の連続鋳造用ノズルの内孔部及び／または溶鋼と
接する部分にのみ適用することができる。
Ｏ2系耐火材料は、上述のようにロングノズル、浸漬ノ
ズル等の連続鋳造用ノズルの内孔部及び／または溶鋼と
接する部分にのみ適用することができる。
【００１８】
【００１９】
【００２０】内孔部及び／または溶鋼と接する部分に、
Ａｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2系耐火材料を使用する場合、内孔体
及び／または溶鋼と接する部分の作成は、これらの部分
を構成するＡｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2系耐火材料の原料配合物
と、ノズル本体を構成する耐火材料の原料配合物とを同
時に加圧成形して所定のノズル形状に成形する方法(同
時成形法)、あるいは予め成形されたノズル本体に、内
孔面及び／または溶鋼と接する部分を構成するＡｌ2Ｏ3
・ＳｉＯ2系耐火原料の原料配合物を内装充填する方法
(内装法)の何れでも良い。ノズル本体(母材)を構成する
耐火材料として従来用いられているアルミナ−カーボン
質耐火材料、ジルコニア−カーボン質耐火材料等の材料
を使用することができる。
Ａｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2系耐火材料を使用する場合、内孔体
及び／または溶鋼と接する部分の作成は、これらの部分
を構成するＡｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2系耐火材料の原料配合物
と、ノズル本体を構成する耐火材料の原料配合物とを同
時に加圧成形して所定のノズル形状に成形する方法(同
時成形法)、あるいは予め成形されたノズル本体に、内
孔面及び／または溶鋼と接する部分を構成するＡｌ2Ｏ3
・ＳｉＯ2系耐火原料の原料配合物を内装充填する方法
(内装法)の何れでも良い。ノズル本体(母材)を構成する
耐火材料として従来用いられているアルミナ−カーボン
質耐火材料、ジルコニア−カーボン質耐火材料等の材料
を使用することができる。
【００２１】なお、本発明のノズルにおける耐火材料の
配材パターンを図１〜４に示す。ここで、図１〜３は、
浸漬ノズルのパウダーライン部にＺｒＯ2−Ｃ系耐火材
料を配したものである。パウダーライン部は、浸漬ノズ
ル使用中に侵食性の大きいモールドパウダーと接する帯
域であり、このためノズル本体を構成するＡｌ2Ｏ3−Ｃ
系耐火材料を耐食性に優れたＺｒＯ2−Ｃ系耐火材料で
このパウダーライン部を補強した構成のものである。な
お、Ａｌ2Ｏ3−Ｃ系耐火材料やＺｒＯ2−Ｃ系耐火材料
は慣用の組成のものを使用することができ、Ａｌ2Ｏ3−
Ｃ系耐火材料にあっては、例えばＡｌ2Ｏ3３０〜９０重
量％、ＳｉＯ2０〜３５重量％、Ｃ１０〜３５重量％の
組成を有するものを使用することができ、また、ＺｒＯ
2−Ｃ系耐火材料にあっては、例えばＺｒＯ2６６〜８８
重量％、ＣａＯ２〜４重量％及びＣ１０〜３０重量％の
組成を有するものを使用することができる。なお、Ｚｒ
Ｏ2原料としては通常ＣａＯ安定化ＺｒＯ2が広く使用さ
れているが、この他にＭｇＯ安定化ＺｒＯ2、Ｙ2Ｏ3安
定化ＺｒＯ2、バデライト等を用いることができる。
配材パターンを図１〜４に示す。ここで、図１〜３は、
浸漬ノズルのパウダーライン部にＺｒＯ2−Ｃ系耐火材
料を配したものである。パウダーライン部は、浸漬ノズ
ル使用中に侵食性の大きいモールドパウダーと接する帯
域であり、このためノズル本体を構成するＡｌ2Ｏ3−Ｃ
系耐火材料を耐食性に優れたＺｒＯ2−Ｃ系耐火材料で
このパウダーライン部を補強した構成のものである。な
お、Ａｌ2Ｏ3−Ｃ系耐火材料やＺｒＯ2−Ｃ系耐火材料
は慣用の組成のものを使用することができ、Ａｌ2Ｏ3−
Ｃ系耐火材料にあっては、例えばＡｌ2Ｏ3３０〜９０重
量％、ＳｉＯ2０〜３５重量％、Ｃ１０〜３５重量％の
組成を有するものを使用することができ、また、ＺｒＯ
2−Ｃ系耐火材料にあっては、例えばＺｒＯ2６６〜８８
重量％、ＣａＯ２〜４重量％及びＣ１０〜３０重量％の
組成を有するものを使用することができる。なお、Ｚｒ
Ｏ2原料としては通常ＣａＯ安定化ＺｒＯ2が広く使用さ
れているが、この他にＭｇＯ安定化ＺｒＯ2、Ｙ2Ｏ3安
定化ＺｒＯ2、バデライト等を用いることができる。
【００２２】なお、同時成形する場合には、フェノール
樹脂や糖蜜のような多糖類をバインダーとして混練した
アルミナ−カーボン等のノズル本体を構成する耐火材料
の原料配合物と、内孔部及び／または溶鋼と接する部分
を構成するＡｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2系耐火材料の原料配合物
とを型枠の所定の位置に充填、ＣＩＰ等により成形し、
乾燥後、不焼成品とするか、または焼成して製造するこ
とができる。
樹脂や糖蜜のような多糖類をバインダーとして混練した
アルミナ−カーボン等のノズル本体を構成する耐火材料
の原料配合物と、内孔部及び／または溶鋼と接する部分
を構成するＡｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2系耐火材料の原料配合物
とを型枠の所定の位置に充填、ＣＩＰ等により成形し、
乾燥後、不焼成品とするか、または焼成して製造するこ
とができる。
【００２３】また、内装法による場合、慣用の方法によ
り予め作成されたノズル本体に、セメントや珪酸塩ソー
ダ、リン酸塩ソーダのような水溶性バインダーを用い、
混練原料配合物を流し込み成形、圧入成形した後、乾
燥、場合によっては焼成し製造しても良いし、慣用の方
法により予め作成したノズル本体(母体部)に、加圧成
形、流し込みあるいは圧入成形した内装部(内孔部及び
／または溶鋼と接する部分)を装填しても良い。
り予め作成されたノズル本体に、セメントや珪酸塩ソー
ダ、リン酸塩ソーダのような水溶性バインダーを用い、
混練原料配合物を流し込み成形、圧入成形した後、乾
燥、場合によっては焼成し製造しても良いし、慣用の方
法により予め作成したノズル本体(母体部)に、加圧成
形、流し込みあるいは圧入成形した内装部(内孔部及び
／または溶鋼と接する部分)を装填しても良い。
【００２４】本発明の浸漬ノズルを構成するＡｌ2Ｏ3・
ＳｉＯ2系耐火材料を形成するために使用原料として
は、シリカ系原料(クリストバライト、石英、シリカガ
ラス等)、ムライト原料、アルミナ系原料(コランダム、
β−アルミナ)を使用できる。どの原料とも電融原料、
焼結原料の何れを使用しても良い。
ＳｉＯ2系耐火材料を形成するために使用原料として
は、シリカ系原料(クリストバライト、石英、シリカガ
ラス等)、ムライト原料、アルミナ系原料(コランダム、
β−アルミナ)を使用できる。どの原料とも電融原料、
焼結原料の何れを使用しても良い。
【００２５】本発明の浸漬ノズルを同時成形法により焼
成工程を経て作成する場合、シリカ系原料を使用できる
が、焼成時にアルミナ系原料と、シリカ系原料とを充分
に反応させてムライトを生成する必要があるので、１２
００℃以上の焼成温度が必要となる。ただ、ムライト生
成反応が不充分であると、シリカ系原料が依存する可能
性があるので、出発原料としてはムライト、アルミナ系
原料を使用することがより好ましい。この場合、２５０
℃以上で乾燥した不焼成品であれば特に問題はない。な
お、出発原料中の、ＭｇＯ、ＴｉＯ2等の不可避不純物
量は、浸漬ノズル使用時の過焼結を防止する目的から２
重量％以下が好ましい。
成工程を経て作成する場合、シリカ系原料を使用できる
が、焼成時にアルミナ系原料と、シリカ系原料とを充分
に反応させてムライトを生成する必要があるので、１２
００℃以上の焼成温度が必要となる。ただ、ムライト生
成反応が不充分であると、シリカ系原料が依存する可能
性があるので、出発原料としてはムライト、アルミナ系
原料を使用することがより好ましい。この場合、２５０
℃以上で乾燥した不焼成品であれば特に問題はない。な
お、出発原料中の、ＭｇＯ、ＴｉＯ2等の不可避不純物
量は、浸漬ノズル使用時の過焼結を防止する目的から２
重量％以下が好ましい。
【００２６】使用する出発原料の粒度は、５００μｍ以
下が好ましく、より好ましくは１〜５００μｍの粒度割
合が８０重量％以上が良い。最大粒度が５００μｍを超
えるとノズル肉厚に対する最大粒径が大きくなり過ぎ、
使用時の耐火組織の脆化、粒の抜け落ち等の原因とな
る。また、１μｍ以下の粒度が２０重量％を超えると使
用中の焼結が進行し耐スポール性が低下するので好まし
くない。
下が好ましく、より好ましくは１〜５００μｍの粒度割
合が８０重量％以上が良い。最大粒度が５００μｍを超
えるとノズル肉厚に対する最大粒径が大きくなり過ぎ、
使用時の耐火組織の脆化、粒の抜け落ち等の原因とな
る。また、１μｍ以下の粒度が２０重量％を超えると使
用中の焼結が進行し耐スポール性が低下するので好まし
くない。
【００２７】なお、Ａｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2系耐火材料を他
の耐火材料と貼り分けて使用する場合、Ａｌ2Ｏ3・Ｓｉ
Ｏ2系耐火材料の厚みは２〜１０ｍｍの範囲が好まし
い。該厚みが２ｍｍ未満の場合、使用中に溶損され本来
の機能を発揮できない場合があるため好ましくなく、ま
た、１０ｍｍを超えると、ノズル本体(母体)を構成する
耐火材料との熱膨張差に由来する亀裂が発生するように
なる(耐スポール性の劣化)ため好ましくない。
の耐火材料と貼り分けて使用する場合、Ａｌ2Ｏ3・Ｓｉ
Ｏ2系耐火材料の厚みは２〜１０ｍｍの範囲が好まし
い。該厚みが２ｍｍ未満の場合、使用中に溶損され本来
の機能を発揮できない場合があるため好ましくなく、ま
た、１０ｍｍを超えると、ノズル本体(母体)を構成する
耐火材料との熱膨張差に由来する亀裂が発生するように
なる(耐スポール性の劣化)ため好ましくない。
【００２８】
【実施例】以下の実施例及び比較例の各試料に対するス
ポーリング試験、アルミナ付着試験の各試験について説
明する。実施例１及び２におけるスポーリング試験は、
試料を電気炉中で１５００℃に加熱後、水冷したときの
亀裂の発生状況で評価した。試料を１０個準備し、亀裂
が発生した試料の個数で評価した。アルミナ付着試験
は、１５５０℃の溶鋼にアルミニウムを１重量％溶解
し、これに試料を６０分間浸漬した際のアルミナ付着状
況で評価した。浸漬部へのアルミナの付着厚みで評価し
た。
ポーリング試験、アルミナ付着試験の各試験について説
明する。実施例１及び２におけるスポーリング試験は、
試料を電気炉中で１５００℃に加熱後、水冷したときの
亀裂の発生状況で評価した。試料を１０個準備し、亀裂
が発生した試料の個数で評価した。アルミナ付着試験
は、１５５０℃の溶鋼にアルミニウムを１重量％溶解
し、これに試料を６０分間浸漬した際のアルミナ付着状
況で評価した。浸漬部へのアルミナの付着厚みで評価し
た。
【００２９】実施例１ 以下の表１に示す出発原料の配合物に、フェノール樹脂
あるいは糖蜜をバインダーとして加えて混練後、１００
０ｋｇｆ／ｃｍ2でＣＩＰ成形し、次に、２５０℃で３
時間乾燥した後、１４００℃で３時間焼成して内径３０
ｍｍ、外径５５ｍｍ、長さ４００ｍｍの形状を有するテ
ストサンプルを作成した。物理特性、アルミナ付着試験
並びにスポーリング試験を行い、耐火物特性を評価し
た。
あるいは糖蜜をバインダーとして加えて混練後、１００
０ｋｇｆ／ｃｍ2でＣＩＰ成形し、次に、２５０℃で３
時間乾燥した後、１４００℃で３時間焼成して内径３０
ｍｍ、外径５５ｍｍ、長さ４００ｍｍの形状を有するテ
ストサンプルを作成した。物理特性、アルミナ付着試験
並びにスポーリング試験を行い、耐火物特性を評価し
た。
【００３０】
【表１】
【００３１】表１中、出発原料、焼成後の鉱物相欄の記
号は、Ａ：コランダム、β：β−アルミナ、Ｍ：ムライ
ト原料、Ｓ：シリカガラス、Ｃ：クリストバライト、
Ｇ：黒鉛をそれぞれ表す。また、バインダー欄の記号
は、Ｆ：フェノール樹脂、Ｔ：糖蜜をそれぞれ表す。ま
た、表１中の曲げ強度は、１４００℃での強度を、熱膨
張率は、１０００℃での値をそれぞれ記載した。
号は、Ａ：コランダム、β：β−アルミナ、Ｍ：ムライ
ト原料、Ｓ：シリカガラス、Ｃ：クリストバライト、
Ｇ：黒鉛をそれぞれ表す。また、バインダー欄の記号
は、Ｆ：フェノール樹脂、Ｔ：糖蜜をそれぞれ表す。ま
た、表１中の曲げ強度は、１４００℃での強度を、熱膨
張率は、１０００℃での値をそれぞれ記載した。
【００３２】Ａｌ2Ｏ3量を９９重量％配合したものにあ
っては、耐スポール性が著しく劣るが、ＳｉＯ2が増加
するにつれ、耐スポール性が改善されることがわかる。
しかし、ＳｉＯ2が２８重量％を超えると、耐火物中に
シリカ相が生じ、アルミナ付着が大きくなった。
っては、耐スポール性が著しく劣るが、ＳｉＯ2が増加
するにつれ、耐スポール性が改善されることがわかる。
しかし、ＳｉＯ2が２８重量％を超えると、耐火物中に
シリカ相が生じ、アルミナ付着が大きくなった。
【００３３】実施例２ 以下の表２に示す出発原料の配合物に、フェノール樹脂
をバインダーとして加え、混練、１０００ｋｇｆ／ｃｍ
2でＣＩＰ成形し、２５０℃で３時間乾燥後、１４００
℃で３時間焼成して内径３０ｍｍ、外径５５ｍｍ、長さ
４００ｍｍの形状を有するテストサンプルを作成した、
物理特性、アルミナ付着試験並びにスポーリング試験を
行い、耐火物特性を評価した。なお、表２中の曲げ強度
は、１４００℃での強度を、熱膨張率は、１０００℃で
の値をそれぞれ記載した。
をバインダーとして加え、混練、１０００ｋｇｆ／ｃｍ
2でＣＩＰ成形し、２５０℃で３時間乾燥後、１４００
℃で３時間焼成して内径３０ｍｍ、外径５５ｍｍ、長さ
４００ｍｍの形状を有するテストサンプルを作成した、
物理特性、アルミナ付着試験並びにスポーリング試験を
行い、耐火物特性を評価した。なお、表２中の曲げ強度
は、１４００℃での強度を、熱膨張率は、１０００℃で
の値をそれぞれ記載した。
【００３４】
【表２】
【００３５】１μｍ未満の出発原料の割合が、２０重量
％未満であれば、耐スポール性に影響は見られなかった
が、２３重量％まで増えると耐スポール性が低下するの
が判る。最大粒径が５００μｍを超えると、スポーリン
グ試験時に粗粒の脱落が見られた。アルミナ付着に関し
ては、粒度の影響は少なかった。なお、表２中、＊印
は、耐火物粒子の脱落ありを示す。
％未満であれば、耐スポール性に影響は見られなかった
が、２３重量％まで増えると耐スポール性が低下するの
が判る。最大粒径が５００μｍを超えると、スポーリン
グ試験時に粗粒の脱落が見られた。アルミナ付着に関し
ては、粒度の影響は少なかった。なお、表２中、＊印
は、耐火物粒子の脱落ありを示す。
【００３６】実施例３ 上記比較品３のアルミナ−カーボン系耐火材料をノズル
の本体材料とし、本発明品３を内装材質にした浸漬ノズ
ル(ノズル外径１３０ｍｍ、内径７０ｍｍ、長さ６００
ｍｍ)を、内装材質の厚みを変えて(１ｍｍ、２ｍｍ、５
ｍｍ、１０ｍｍ、１２ｍｍ、ただしノズル肉厚は一定)
作成した。試料はＣＩＰ成形により同時成形後、２５０
℃で３時間乾燥し、次に、１０００℃で３時間焼成する
ことにより得た。なお、配材パターンは図４に示す通り
である。得られたノズルのテストサンプルについて、高
周波誘導炉によって１５５０℃で溶解したＡｌを１重量
％含有する鋼に３時間浸漬したときの、亀裂の発生の有
無で耐スポール性を、内管部の溶損量で耐食性を比較し
た。テストサンプルは１０本準備し、耐スポール性につ
いては亀裂が発生したテストサンプルの本数で、溶損量
については、内管部の平均溶損深さで評価した。
の本体材料とし、本発明品３を内装材質にした浸漬ノズ
ル(ノズル外径１３０ｍｍ、内径７０ｍｍ、長さ６００
ｍｍ)を、内装材質の厚みを変えて(１ｍｍ、２ｍｍ、５
ｍｍ、１０ｍｍ、１２ｍｍ、ただしノズル肉厚は一定)
作成した。試料はＣＩＰ成形により同時成形後、２５０
℃で３時間乾燥し、次に、１０００℃で３時間焼成する
ことにより得た。なお、配材パターンは図４に示す通り
である。得られたノズルのテストサンプルについて、高
周波誘導炉によって１５５０℃で溶解したＡｌを１重量
％含有する鋼に３時間浸漬したときの、亀裂の発生の有
無で耐スポール性を、内管部の溶損量で耐食性を比較し
た。テストサンプルは１０本準備し、耐スポール性につ
いては亀裂が発生したテストサンプルの本数で、溶損量
については、内管部の平均溶損深さで評価した。
【００３７】
【表３】
【００３８】この結果、内装厚みが２ｍｍ未満では、鋳
造中に内装部分が溶損してしまう可能性があり、また、
１０ｍｍを超えると耐スポール性が著しく低下すること
が判明した。
造中に内装部分が溶損してしまう可能性があり、また、
１０ｍｍを超えると耐スポール性が著しく低下すること
が判明した。
【００３９】実施例４ 上記比較品３のアルミナ−カーボン系耐火材料及びＺｒ
Ｏ2−Ｃ系耐火材料(ＣａＯ安定化ＺｒＯ2８０重量％、
黒鉛２０重量％)を使用して、外径１３０ｍｍ、内径７
０ｍｍ、長さ６００ｍｍの形状の焼成ノズル(ノズル本
体)を作成した。この内側にコランダムを１７重量％、
ムライトを７５重量％(原料粒度１〜３００μｍ)にハイ
アルミナセメント(ＣａＯ：２５重量％、Ａｌ2Ｏ3：７
５重量％)を８重量％加え、図４に示す通り５ｍｍの厚
みに流し込み成形した。得られた成形体を２５０℃で３
時間乾燥後、１０００℃で３時間焼成して浸漬ノズルの
テストサンプルを作成した。なお、配材パターンは図１
の通りである。なお、得られたＡｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2系耐
火材料の組成は、Ａｌ2Ｏ3７７重量％、ＳｉＯ2２１重
量％及びＣａＯ２重量％であり、主要鉱物相はムライト
及びコランダムであり、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＣａＯ系
ガラスが若干共存していた。
Ｏ2−Ｃ系耐火材料(ＣａＯ安定化ＺｒＯ2８０重量％、
黒鉛２０重量％)を使用して、外径１３０ｍｍ、内径７
０ｍｍ、長さ６００ｍｍの形状の焼成ノズル(ノズル本
体)を作成した。この内側にコランダムを１７重量％、
ムライトを７５重量％(原料粒度１〜３００μｍ)にハイ
アルミナセメント(ＣａＯ：２５重量％、Ａｌ2Ｏ3：７
５重量％)を８重量％加え、図４に示す通り５ｍｍの厚
みに流し込み成形した。得られた成形体を２５０℃で３
時間乾燥後、１０００℃で３時間焼成して浸漬ノズルの
テストサンプルを作成した。なお、配材パターンは図１
の通りである。なお、得られたＡｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2系耐
火材料の組成は、Ａｌ2Ｏ3７７重量％、ＳｉＯ2２１重
量％及びＣａＯ２重量％であり、主要鉱物相はムライト
及びコランダムであり、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＣａＯ系
ガラスが若干共存していた。
【００４０】得られたノズルのテストサンプルは、上記
実施例３と同じ条件で溶損量と耐スポール試験で評価し
た。
実施例３と同じ条件で溶損量と耐スポール試験で評価し
た。
【００４１】
【表４】
【００４２】実施例５ 本発明のノズルの効果を評価するため、実機試験を行っ
た。本発明品９で作成した浸漬ノズルと、図５に示す配
材パターンを有する比較品３のＡｌ2Ｏ3−Ｃ系耐火材料
と上記実施例４で使用したＺｒＯ2−Ｃ系耐火材料を組
み合わせた従来品の比較用ノズルとをテストした。テス
トは、低炭アルミキルド鋼［組成(重量％)、Ｃ：０.０
８、Ｓｉ：０.０３、Ｍｎ：０.２、Ｐ：０.０１、Ｓ：
０.００１、Ａｌ：０.０３］を用いて、鋳造温度１５８
０℃で行った。２１０分間鋳造した後の内管の最大介在
物付着層の厚みは、比較用ノズルが１２ｍｍであるのに
対して、本発明品９の浸漬ノズルでは４.８ｍｍであ
り、大幅なアルミナ付着低減効果が見られた。
た。本発明品９で作成した浸漬ノズルと、図５に示す配
材パターンを有する比較品３のＡｌ2Ｏ3−Ｃ系耐火材料
と上記実施例４で使用したＺｒＯ2−Ｃ系耐火材料を組
み合わせた従来品の比較用ノズルとをテストした。テス
トは、低炭アルミキルド鋼［組成(重量％)、Ｃ：０.０
８、Ｓｉ：０.０３、Ｍｎ：０.２、Ｐ：０.０１、Ｓ：
０.００１、Ａｌ：０.０３］を用いて、鋳造温度１５８
０℃で行った。２１０分間鋳造した後の内管の最大介在
物付着層の厚みは、比較用ノズルが１２ｍｍであるのに
対して、本発明品９の浸漬ノズルでは４.８ｍｍであ
り、大幅なアルミナ付着低減効果が見られた。
【００４３】
【発明の効果】本発明のノズルを使用することによっ
て、アルミキルド鋼鋳造時のＡｌ2Ｏ3介在物の付着によ
るノズルの閉塞が大幅に抑制され、アルミキルド鋼の長
時間にわたる連続鋳造が可能となる。
て、アルミキルド鋼鋳造時のＡｌ2Ｏ3介在物の付着によ
るノズルの閉塞が大幅に抑制され、アルミキルド鋼の長
時間にわたる連続鋳造が可能となる。
【図１】本発明のノズルの配材パターンの１実施態様を
示す図である。
示す図である。
【図２】本発明のノズルの配材パターンの他の実施態様
を示す図である。
を示す図である。
【図３】本発明のノズルの配材パターンの他の実施態様
を示す図である。
を示す図である。
【図４】本発明のノズルの配材パターンの他の実施態様
を示す図である。
を示す図である。
【図５】従来のノズルの配材パターンを示す図である。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−54836（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−243258（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−154628（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−57601（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−1318（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−169977（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−239504（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−150759（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−51819（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−214258（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−206557（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−237610（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−99270（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−360（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−9631（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−40015（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−94850（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−276753（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−85658（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−207951（ＪＰ，Ａ) 実開 昭48−49213（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B22D 11/10 330 C04B 35/18 B22D 41/54
Claims (1)
- 【請求項１】 アルミキルド鋼の連続鋳造用ノズルにお
いて、ノズル本体がＡｌ 2 Ｏ 3 −Ｃ系耐火材料から構成さ
れ、ノズルの内孔部及び／または溶鋼に接する部分が、
Ａｌ2Ｏ3７２〜９０重量％、ＳｉＯ2１０〜２８重量％
及び不可避不純物５重量％以下の化学組成を有し、且つ
主要鉱物相がムライト、ムライト及びコランダム及び／
またはβ−アルミナであるＡｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2系耐火材
料より構成されていることを特徴とするアルミキルド鋼
の連続鋳造用ノズル。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08182429A JP3128515B2 (ja) | 1996-07-11 | 1996-07-11 | 鋼の連続鋳造用ノズル |
| US08/889,811 US5868956A (en) | 1996-07-11 | 1997-07-08 | Nozzle for use in continuous casting of steel |
| EP97111644A EP0818259B1 (en) | 1996-07-11 | 1997-07-09 | Nozzle for use in continuous casting of steel |
| AT97111644T ATE206338T1 (de) | 1996-07-11 | 1997-07-09 | Ausguss für den einsatz im stahl-strangguss |
| DE1997607068 DE69707068T2 (de) | 1996-07-11 | 1997-07-09 | Ausguss für den Einsatz im Stahl-Strangguss |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08182429A JP3128515B2 (ja) | 1996-07-11 | 1996-07-11 | 鋼の連続鋳造用ノズル |
| US08/889,811 US5868956A (en) | 1996-07-11 | 1997-07-08 | Nozzle for use in continuous casting of steel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1024351A JPH1024351A (ja) | 1998-01-27 |
| JP3128515B2 true JP3128515B2 (ja) | 2001-01-29 |
Family
ID=26501238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08182429A Expired - Lifetime JP3128515B2 (ja) | 1996-07-11 | 1996-07-11 | 鋼の連続鋳造用ノズル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3128515B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0639536U (ja) * | 1992-11-05 | 1994-05-27 | 三菱自動車工業株式会社 | 車体のサイドウインド構造 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4580155B2 (ja) * | 2003-08-19 | 2010-11-10 | 新日本製鐵株式会社 | 連続鋳造用ノズル |
| US8187990B2 (en) | 2003-09-01 | 2012-05-29 | Saint-Gobain Centre De Recherches Et D'etudes Europeen | Hollow piece for producing a sintered refractory product exhibiting improved bubbling behaviour |
| FR2859203B1 (fr) * | 2003-09-01 | 2006-02-10 | Saint Gobain Ct Recherches | Piece crue destinee a la fabrication d'un produit refractaire fritte presentant un comportement au bullage ameliore |
| JP5354495B2 (ja) * | 2009-04-24 | 2013-11-27 | 品川リフラクトリーズ株式会社 | 鋼の連続鋳造用浸漬ノズル |
| JP5585570B2 (ja) * | 2011-12-01 | 2014-09-10 | 住友電気工業株式会社 | ムライトを主成分とする焼結体 |
-
1996
- 1996-07-11 JP JP08182429A patent/JP3128515B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0639536U (ja) * | 1992-11-05 | 1994-05-27 | 三菱自動車工業株式会社 | 車体のサイドウインド構造 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1024351A (ja) | 1998-01-27 |
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