JP3722989B2

JP3722989B2 - 連続鋳造用ノズル

Info

Publication number: JP3722989B2
Application number: JP21297198A
Authority: JP
Inventors: 健松村; 和己小栗; 尚丈奥村
Original assignee: Akechi Ceramics Co Ltd
Current assignee: Akechi Ceramics Co Ltd
Priority date: 1998-07-28
Filing date: 1998-07-28
Publication date: 2005-11-30
Anticipated expiration: 2018-07-28
Also published as: JP2000042696A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続鋳造用ノズルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
浸漬ノズルの材質中には、熱衝撃抵抗性を確保するために低熱膨張性骨材として１０〜３０％の溶融シリカが添加される。しかし、シリカは溶鋼と濡れ易くＦｅＯ，ＭｎＯ等の鋼中成分との間で低融点化合物を生成し、カーボンの溶鋼中への溶失と相俟って、骨材部分の溶出を引き起こし溶損を著しく助長する。また、使用耐火物中の以下の反応により
２Ｃ（Ｓ）＋Ｏ２（ｇ）→ ２ＣＯ（ｇ）
ＳｉＣ（Ｓ）＋２ＣＯ（ｇ）→ＳｉＯ_２（Ｓ）＋３Ｃ
ＳｉＯ_２（Ｓ）＋Ｃ（Ｓ）→ ＳｉＯ（ｇ）＋ＣＯ（ｇ）
ＳｉＯ（ｇ）が揮散し、浸漬ノズルの表面に空孔を生じて組織を脆弱化するとともに、面荒れを助長して表面の平滑性が失われ、物理的に付着物が堆積する。
【０００３】
さらに、生成物ＳｉＯ（ｇ），ＣＯ（ｇ）は、鋼中の以下の反応により
３ＳｉＯ（ｇ）＋２Ａｌ→Ａｌ_２Ｏ_３（Ｓ）＋３Ｓｉ
３ＣＯ（ｇ）＋２Ａｌ→ Ａｌ_２Ｏ_３（Ｓ）＋３Ｃ
アルミナの析出・生成の原因ともなり、浸漬ノズル表面へのアルミナ付着が進行する。このように、シリカ成分は高級清浄鋼の鋳造に於いては好ましくない成分であり、浸漬ノズルの材料構成としては低シリカ・無シリカの方向で材質改善が図られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、シリカレスタイプの浸漬ノズルを低炭アルミキルド鋼の鋳造に適用した結果、鋳造時間の経過とともにアルミナ付着量が増加する傾向は改善されなかった。このため、シリカレスタイプの浸漬ノズルのアルミナ付着発生原因を電子顕微鏡により調査したところ、稼働面の表面性状は黒鉛の酸化・骨材の脱落等により凸凹が大きくなっていることが確認された。次に付着物中の地金の成分を定量分析したところ、地金中のＳｉ量が稼働面近傍で大きくなっており、シリカの含有量によりその程度に差が見られることが分かった。これは材質中のシリカが炭素と反応して、ＳｉＯ（ｇ）となって溶鋼中に供給された結果であると考えられる。このことから、アルミナの付着を抑制する方策として、材質中のシリカ量を低減することに加え、浸漬ノズルの稼働表面の平滑性を鋳造中に於いても維持することが重要であることが分かった。
本発明は、上記した点に鑑みてなされたものであり、鋳造中に稼働表面の平滑性を維持して、アルミナの付着を抑制できる連続鋳造用ノズルを提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明の連続鋳造用ノズルは、溶鋼と接触する内孔表層部の鉱物組成が、スピネル（ＭｇＯ・Ａｌ_２Ｏ_３）９０〜１００重量％、ＭｇＯ若しくはＡｌ_２Ｏ_３が０〜１０重量％からなるカーボンレス及びシリカレスの材質であって、結合剤を添加するとともに、混練、成形して非酸化性雰囲気で焼成したことを特徴とする。
【０００６】
【発明の作用効果】
上記連続鋳造用ノズルによれば、溶鋼と接触する内孔表層部の鉱物組成にカーボン及びシリカを含んでいないから、鋼中の反応でＳｉＯ（ｇ）やＣＯ（ｇ）が生成されることがない。従って、稼働表面の平滑性が維持されるとともに、酸素供給源としてのアルミナ生成を抑制することができる。また、内孔表層部の鉱物組成の主成分にスピネルを用いることにより、高温・還元雰囲気下でのアルミナ粉との凝結性を抑制することができる。従って、アルミナ付着によるノズル内孔の狭さく若しくは閉塞を防止できるとともに、極低炭素鋼を鋳造する際のカーボンピックアップを防止できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の１実施形態を以下に説明する。図１は本発明に係る連続鋳造用ノズル１の概略を示した断面図である。この連続鋳造用ノズル１は、タンディッシュとモールドとの間に配置されて浸漬ノズルとして使用される。ノズル本体２の軸方向中心に内孔３が形成されている。内孔３の下端には、ノズル本体２の側面に開口する吐出孔４が形成されている。内孔３及び吐出孔４の表層部３ａ及び４ａは、スピネル（ＭｇＯ・Ａｌ_２Ｏ_３）９０〜１００重量％、ＭｇＯ若しくはＡｌ_２Ｏ_３が０〜１０重量％の組成のカーボンレス及びシリカレスの材質の耐火物によって形成されている。
【０００８】上記連続鋳造用ノズル１の内孔３及び吐出孔４の表層部３ａ及び４ａを形成する耐火物の組成を調整して形成したサンプルにより、アルミナ付着試験及び試験後各サンプルの稼働面を電子顕微鏡により観察した。アルミナ付着試験は、２０×２０×２３０の寸法に形成した各サンプルを、それぞれ０．２〜０．０５重量％のアルミニウムを含有する１５５０℃の溶鋼中に２４０分間浸漬した後、各サンプルの内孔３及び吐出孔４の表層部３ａ及び４ａに付着したアルミナ層の厚みを測定したものである。また、表面粗度計により、稼働面の表面粗度を測定した。表１にその結果を示す。
【０００９】
【表１】

【００１０】
表１に示すように、アルミナ付着量はサンプルＮｏ．１及びＮｏ．２の本発明のものが、０．１〜０．２ｍｍで、比較サンプルＮｏ．３〜Ｎｏ．５のものに比して極めて少なかった。また、稼働面の表面粗度は、比較サンプルＮｏ．５のものが４０μｍ以上に比して、本発明のサンプルＮｏ．１及びＮｏ．２のものは、２５μｍ以下であった。スピネル（ＭｇＯ・Ａｌ₂Ｏ₃）の組成が９０重量％未満の比較サンプルＮｏ．３及びＮｏ．４のものは、２５μｍ以上であった。
【００１１】
溶鋼と接触する内孔３及び吐出孔４の表層部３ａ及び４ａの鉱物組成にカーボン及びシリカを含んでいない本発明サンプルＮｏ．１及びＮｏ．２は、稼働表面の平滑性が維持されるとともに、酸素供給源としてのアルミナ生成を抑制することができる。また、表層部３ａ，４ａの鉱物組成の主成分にスピネルを用いることにより、高温・還元雰囲気下でのアルミナ粉との凝結性を抑制することができる。従って、アルミナ付着によるノズル内孔３及び吐出孔４の狭さく若しくは閉塞を防止できる。
尚、図２に示す連続鋳造用ノズル１１とすることもできる。該連続鋳造用ノズル１１は、内孔１３の表層部１３ａ及びノズル下部の溶鋼浸漬部１５に、本発明の組成の耐火物を形成したものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】連続鋳造用ノズル１の断面図である。
【図２】連続鋳造用ノズル１１の断面図である。
【符号の説明】
１，１１...連続鋳造用ノズル
２...ノズル本体
３，１３...内孔
４...吐出孔
３ａ，４ａ，１３ａ...表層部

Claims

溶鋼と接触する内孔表層部の鉱物組成が、スピネル（ＭｇＯ・Ａｌ_２Ｏ_３）９０〜１００重量％、ＭｇＯ若しくはＡｌ_２Ｏ_３が０〜１０重量％からなるカーボンレス及びシリカレスの材質であって、結合剤を添加するとともに、混練、成形して非酸化性雰囲気で焼成したことを特徴とする連続鋳造用ノズル。