JP4284206B2 - Immersion nozzle for continuous casting of steel - Google Patents
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Description
本発明は、鋼の連続鋳造の際に鋳型内に溶鋼を供給する鋼の連続鋳造用浸漬ノズルおよびそれを用いた鋼の連続鋳造方法に関し、詳しくは、内壁部へのＡｌ2Ｏ3の付着による溶鋼通流孔の閉塞を防止することのできる鋼の連続鋳造用浸漬ノズルに関する。 The present invention relates to an immersion nozzle for continuous casting of steel for supplying molten steel into a mold during continuous casting of steel and a continuous casting method of steel using the same, and more specifically, adhesion of Al 2 O 3 to an inner wall portion. The present invention relates to a submerged nozzle for continuous casting of steel capable of preventing clogging of molten steel flow holes due to the above.
アルミキルド鋼の製造においては、酸化脱炭精錬された溶鋼がＡｌにより脱酸され、酸化脱炭精錬により増加した溶鋼中の酸素が除去される。この脱酸工程で生成したＡｌ2Ｏ3粒子は、溶鋼とＡｌ2Ｏ3との密度差を利用して溶鋼から浮上分離され除去されるが、数１０μｍ以下の微小なＡｌ2Ｏ3粒子の浮上速度は極めて遅いため、実際のプロセスにおいて、Ａｌ2Ｏ3を完全に浮上・分離することは極めて困難であり、そのため、アルミキルド溶鋼中には微細なＡｌ2Ｏ3粒子が懸濁した状態で残留する。また、溶鋼中酸素を安定して低減させるため、Ａｌ脱酸後の溶鋼中にはＡｌが溶解して存在しており、このＡｌが取鍋からタンデッシュへの注入過程やタンデッシュ内において大気と接触して酸化した場合には、新たにＡｌ2Ｏ3が溶鋼中に生成される。 In the manufacture of aluminum killed steel, the oxidative decarburized and refined molten steel is deoxidized by Al, and oxygen in the molten steel increased by the oxidative decarburized and refined is removed. Al 2 O 3 particles produced in this deoxidation process are levitated and removed from the molten steel by utilizing the density difference between the molten steel and Al 2 O 3 , but the fine Al 2 O 3 particles of several tens of μm or less are removed. Because the ascent rate is extremely slow, it is extremely difficult to completely levitate and separate Al 2 O 3 in the actual process. For this reason, fine Al 2 O 3 particles are suspended in the aluminum killed molten steel. Remains. Also, in order to stably reduce oxygen in the molten steel, Al is present in the molten steel after Al deoxidation, and this Al is in contact with the atmosphere in the process of pouring from the ladle into the tundish and in the tundish. When oxidized, Al 2 O 3 is newly generated in the molten steel.
一方、鋼の連続鋳造では、タンディッシュから鋳型へと溶鋼を注湯する際に、耐火物製の浸漬ノズルを用いる。この浸漬ノズルに求められる特性としては、高温強度、耐熱衝撃性およびモールドパウダーや溶鋼に対する耐溶損性に優れることであり、そのため、これら特性に優れるＡｌ2Ｏ3−黒鉛質やＡｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−黒鉛質の浸漬ノズルが広く用いられている。 On the other hand, in continuous casting of steel, a refractory immersion nozzle is used when pouring molten steel from a tundish to a mold. The characteristics required for this immersion nozzle are excellent high-temperature strength, thermal shock resistance, and resistance to erosion with respect to mold powder and molten steel. Therefore, Al 2 O 3 -graphite and Al 2 O 3- SiO 2 - immersion nozzle of graphite is widely used.
しかしながら、Ａｌ2Ｏ3−黒鉛質やＡｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−黒鉛質の浸漬ノズルを用いると、溶鋼中に懸濁しているこれらのＡｌ2Ｏ3が、Ａｌ2Ｏ3−黒鉛質からなる浸漬ノズルやＡｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−黒鉛質を通過する際に、浸漬ノズル内壁に付着・堆積して、浸漬ノズルの閉塞が発生してしまう。 However, Al 2 O 3 - With immersion nozzle of graphite, these Al 2 O 3 that are suspended in the molten steel, Al 2 O 3 - - graphite and Al 2 O 3 -SiO 2 from graphite When passing through the immersion nozzle or Al 2 O 3 —SiO 2 —graphite, the immersion nozzle adheres to and accumulates on the inner wall of the immersion nozzle, and the immersion nozzle is blocked.
浸漬ノズルが閉塞すると、鋳造作業上及び鋳片品質上で様々な問題が発生する。例えば、鋳片引き抜き速度を低下せざるを得ず、生産性が落ちるのみならず、甚だしい場合には、鋳込み作業そのものの中止を余儀なくされる。また、浸漬ノズル内壁に堆積したＡｌ2Ｏ3が突然剥離し、大きなＡｌ2Ｏ3粒子となって鋳型内に排出され、これが鋳型内の凝固シェルに捕捉された場合には製品欠陥となり、さらには、この部分の凝固が遅れ、鋳型直下に引き抜かれた時点で溶鋼が流出し、ブレークアウトにつながることさえもある。このような理由から、アルミキルド鋼を連続鋳造する際における浸漬ノズル内壁でのＡｌ2Ｏ3
の付着・堆積機構、およびその防止方法が従来から研究されてきた。
When the immersion nozzle is blocked, various problems occur in the casting operation and the slab quality. For example, the slab drawing speed has to be reduced, and not only the productivity is lowered, but in a severe case, the casting operation itself must be stopped. In addition, Al 2 O 3 deposited on the inner wall of the immersion nozzle suddenly peels off, becomes large Al 2 O 3 particles and is discharged into the mold, and when this is trapped by the solidified shell in the mold, it becomes a product defect. In this case, the solidification of this part is delayed, and when the steel is drawn directly under the mold, the molten steel flows out and may even lead to a breakout. For this reason, Al 2 O 3 on the inner wall of the immersion nozzle when continuously casting aluminum killed steel.
The adhesion / deposition mechanism and its prevention method have been studied.
従来考えられているＡｌ2Ｏ3付着機構として、(1)：溶鋼中に懸濁しているＡｌ2Ｏ3
が浸漬ノズル内壁に衝突して堆積する、(2)：浸漬ノズルを通過する溶鋼の温度が下がり、そのために溶鋼中のＡｌおよび酸素の溶解度が低下し、Ａｌ2Ｏ3が晶出して内壁に付着する、(3)：浸漬ノズル中のＳｉＯ2と黒鉛とが反応してＣＯとＳｉＯとなり、これが溶鋼中のＡｌと反応してＡｌ2Ｏ3が浸漬ノズル内壁で生成し、浸漬ノズルの内壁を覆い、その上に溶鋼中に懸濁していた微細なＡｌ2Ｏ3粒子が衝突して堆積する等が提言されている。
The conventional Al 2 O 3 adhesion mechanism is as follows: (1) Al 2 O 3 suspended in molten steel
(2): The temperature of the molten steel passing through the immersion nozzle is lowered, so that the solubility of Al and oxygen in the molten steel is reduced, and Al 2 O 3 crystallizes on the inner wall. (3): SiO 2 and graphite in the immersion nozzle react to become CO and SiO, which reacts with Al in the molten steel to produce Al 2 O 3 on the inner wall of the immersion nozzle, and the inner wall of the immersion nozzle It is proposed that fine Al 2 O 3 particles suspended in molten steel collide and deposit on the surface.
そして、これらの付着・堆積機構に基づき、(1)：浸漬ノズル内壁にＡｒガスを吹き込んで浸漬ノズル内壁と溶鋼との間にガス膜をつくり、Ａｌ2Ｏ3が壁に接触しないようにする（例えば特許文献１参照）、(2)：浸漬ノズル内壁側の溶鋼温度が下がらないようにするため、浸漬ノズルの一部を導電性セラミックスで形成し、当該部分を浸漬ノズルの外部から高周波加熱する、または、浸漬ノズルの壁からの伝熱量を下げるために２層にする、もしくは断熱層を浸漬ノズル肉厚の間に設置する（例えば特許文献２参照）、(3)：酸素源となるＳｉＯ2の添加量を少なくした材質の浸漬ノズルを用い、Ａｌ2Ｏ3の生成を抑える（例えば特許文献３参照）等のＡｌ2Ｏ3付着防止対策が提言されている。また、浸漬ノズル内壁に付着したＡｌ2Ｏ3を除去する対策として、(4)：浸漬ノズル材質にＡｌ2Ｏ3と化合して低融点化合物をつくる成分を含有させ、浸漬ノズル内壁に付着したＡｌ2Ｏ3を低融点化合物として流出させる（例えば特許文献４参照）といった対策が提言されている。 Based on these adhesion / deposition mechanisms, (1): Ar gas is blown into the inner wall of the immersion nozzle to form a gas film between the inner wall of the immersion nozzle and the molten steel so that Al 2 O 3 does not contact the wall. (For example, refer to Patent Document 1), (2): In order to prevent the molten steel temperature on the inner wall side of the immersion nozzle from dropping, a part of the immersion nozzle is formed of conductive ceramics, and the part is heated at high frequency from the outside of the immersion nozzle. Or two layers in order to reduce the amount of heat transfer from the wall of the immersion nozzle, or a heat insulating layer is installed between the thicknesses of the immersion nozzle (see, for example, Patent Document 2), (3): an oxygen source Al 2 O 3 adhesion prevention measures such as suppressing the formation of Al 2 O 3 by using an immersion nozzle made of a material with a small amount of SiO 2 added (for example, see Patent Document 3) have been proposed. Also, as a measure to remove Al 2 O 3 adhering to the inner wall of the immersion nozzle, (4): The immersion nozzle material contains a component that combines with Al 2 O 3 to form a low melting point compound, and adheres to the inner wall of the immersion nozzle. A countermeasure has been proposed in which Al 2 O 3 flows out as a low melting point compound (see, for example, Patent Document 4).
しかしながら、上記の各対策には以下の問題点がある。すなわち、上記(1)の対策では、浸漬ノズル内に吹き込んだＡｒガスの一部は鋳型内の溶鋼表面から放散できずに凝固シェルに捕捉される。Ａｒガスが捕捉されて生成した気孔（ピンホール）中には介在物が同時に見つかることが多く、これが製品欠陥になる。また、鋳片表層部に捕捉された場合には、気孔内面が連続鋳造機内や圧延前の加熱炉内で酸化され、これがスケールオフされずに製品欠陥となる場合もある。 However, each of the above measures has the following problems. That is, in the measure (1), a part of Ar gas blown into the immersion nozzle cannot be dissipated from the molten steel surface in the mold and is captured by the solidified shell. Inclusions are often found simultaneously in pores (pinholes) generated by trapping Ar gas, which becomes a product defect. In addition, when trapped in the slab surface layer, the inner surface of the pores may be oxidized in the continuous casting machine or in the heating furnace before rolling, which may result in product defects without being scaled off.
このようなＡｒ気泡によるピンホールの問題を解決するためには、溶鋼中にＣａを添加し、介在物の組成をアルミナからカルシウム-アルミネートに変化させることによって、介在物の形態を固相から液相に変化させ、これによって浸漬ノズルの内壁に介在物が付着、堆積することを防止している。この鋳造方法によればＡｒガスを吹き込まなくてもＡｌ2Ｏ3の浸漬ノズルの内壁への付着が発生せず鋳造が可能である。しかし、この方法では、上記介在物が液相となるため溶鋼から分離しにくくなり、溶鋼とともに鋳型へ流出し、結果的に介在物の多い鋳片となり、清浄性が劣化するという問題がある。 In order to solve such a pinhole problem caused by Ar bubbles, Ca is added to molten steel, and the composition of inclusions is changed from alumina to calcium-aluminate to change the form of inclusions from the solid phase. By changing to a liquid phase, this prevents the inclusions from adhering to and depositing on the inner wall of the immersion nozzle. According to this casting method, even if Ar gas is not blown in, casting is possible without causing adhesion of Al 2 O 3 to the inner wall of the immersion nozzle. However, in this method, since the inclusions are in a liquid phase, it is difficult to separate from the molten steel, and the molten steel flows out into the mold together with the molten steel, resulting in a slab with a lot of inclusions.
上記(2)の対策では、浸漬ノズル内壁での鋼の凝固を防ぐ効果はあるが、Ａｌ2Ｏ3付着を防止する効果は少ない。このことは、溶鋼中に浸漬しているノズル内壁部分でもＡｌ2Ｏ3の付着・堆積が多いことからも理解できる。 The measure (2) has the effect of preventing the solidification of the steel on the inner wall of the immersion nozzle, but the effect of preventing the adhesion of Al 2 O 3 is small. This can be understood from the fact that Al 2 O 3 adheres and accumulates even on the inner wall of the nozzle immersed in the molten steel.
上記(3)の対策では、浸漬ノズル材質中のＳｉＯ2が低下するため、浸漬ノズルの耐熱衝撃性が劣化する。通常、浸漬ノズルは予熱した後に使用される。それは耐火物が熱衝撃に弱く割れるためである。ＳｉＯ2は耐熱衝撃性を向上させる効果が極めて高く、ＳｉＯ2の含有量を下げることにより、鋳造開始時の溶鋼の通過直後、浸漬ノズルに割れの発生する頻度が非常に高くなる。 In the measure (3), since the SiO 2 in the material of the immersion nozzle is lowered, the thermal shock resistance of the immersion nozzle is deteriorated. Usually, the immersion nozzle is used after preheating. This is because the refractory breaks weakly against thermal shock. SiO 2 has an extremely high effect of improving the thermal shock resistance, and by reducing the content of SiO 2 , the frequency of occurrence of cracks in the immersion nozzle becomes very high immediately after passing the molten steel at the start of casting.
また、上記(4)の対策では、例えばＣａＯを浸漬ノズルの構成材料として添加することにより、ＣａＯとＡｌ2Ｏ3とを化合させて低融点化合物を生成させ、この低融点化合物を溶鋼と一緒に鋳型内へ注入して、浸漬ノズル内壁のＡｌ2Ｏ3付着を防止することはできるが、介在物の原因となる低融点化合物を鋳型内へ流出させるため、鋳片の清浄性が劣化するという問題点がある。さらに、浸漬ノズルの内壁が損耗していくので、長時間の鋳造には適していない。 In the countermeasure (4), for example, CaO is added as a constituent material of the immersion nozzle to combine CaO and Al 2 O 3 to produce a low melting point compound, which is combined with the molten steel. It is possible to prevent Al 2 O 3 from adhering to the inner wall of the immersion nozzle by pouring into the mold, but the low melting point compound that causes inclusions flows out into the mold, which deteriorates the cleanliness of the slab. There is a problem. Furthermore, since the inner wall of the immersion nozzle is worn out, it is not suitable for long-time casting.
このように従来のＡｌ2Ｏ3付着防止対策は、浸漬ノズルの閉塞は防止可能であっても鋳片中の介在物を増加させたり、または操業の安定性を阻害したりするものであり、操業面および鋳片品質面の全ての面で満足するＡｌ2Ｏ3付着防止対策は、未だ確立されていないのが実状である。
本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、溶鋼の連続鋳造の際に、鋳片の清浄性を損なうことなくかつ連続鋳造操業の安定性を阻害することなく、溶鋼中のＡｌ2Ｏ3による閉塞を防止することができる連続鋳造用浸漬ノズル、さらにこのようなことに加えて構造安定性が高い鋼の連続鋳造用浸漬ノズルを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and in the continuous casting of molten steel, Al 2 O in molten steel without impairing the cleanliness of the cast slab and without impairing the stability of continuous casting operation. Another object of the present invention is to provide a continuous casting immersion nozzle capable of preventing clogging due to 3, and a steel continuous casting immersion nozzle having high structural stability in addition to the above.
本発明者等は、Ａｌ2Ｏ3粒子の浸漬ノズル内壁表面への付着・堆積機構を解明するために、Ａｌ2Ｏ3−黒鉛質の耐火物材料で作製した耐火物棒をアルミキルド溶鋼中に浸漬させ、Ａｌ2Ｏ3付着試験を行った。 In order to elucidate the adhesion / deposition mechanism of the Al 2 O 3 particles on the inner wall surface of the immersion nozzle, the present inventors incorporated a refractory rod made of Al 2 O 3 -graphitic refractory material into the aluminum killed molten steel. It was immersed and an Al 2 O 3 adhesion test was performed.
そして、Ａｌ2Ｏ3粒子の浸漬ノズル内壁表面への付着・堆積に及ぼす溶鋼中のＳ濃度の影響を調べた結果、以下の事実を見出した。
(1)：溶鋼中のＳ濃度が高くなるほど、Ａｌ2Ｏ3付着厚みが厚くなる。
(2)：溶鋼中Ｓ濃度を０．００２ｍａｓｓ％以下にすると、Ａｌ2Ｏ3の付着現象は起こらない。
(3)：Ｓと同じように、表面活性元素であるＳｅやＴｅを溶鋼中に添加すると、(1)や(2)の現象が生じる。
And as a result of investigating the influence of the S concentration in the molten steel on the adhesion / deposition of Al 2 O 3 particles on the inner wall surface of the immersion nozzle, the following facts were found.
(1): The higher the S concentration in the molten steel, the thicker the Al 2 O 3 adhesion thickness.
(2): When the S concentration in molten steel is 0.002 mass% or less, the adhesion phenomenon of Al 2 O 3 does not occur.
(3): As with S, when Se or Te, which are surface active elements, is added to molten steel, the phenomena (1) and (2) occur.
これらの結果から、Ａｌ2Ｏ3の付着機構を次のように考えた。すなわち、表面活性元素であるＳ原子は、浸漬ノズルの内壁面と溶鋼との界面に集積する性質があるため、溶鋼中のＳ濃度は浸漬ノズル内壁面側で高く、壁面から離れるにしたがって低くなるという濃度分布を形成する。この場合に、図１の（ａ）のように浸漬ノズルの内壁面の位置を０として、内壁面から溶鋼バルク側へ離れる方向を“正”とすると、Ｓ濃度は浸漬ノズルの内壁面からの距離の増加にしたがって減少する。すなわち、Ｓの濃度勾配は“負”の値を示す。このようなＳの濃度勾配を持つ濃度境界層中にＡｌ2Ｏ3粒子が侵入した場合、Ａｌ2Ｏ3粒子の浸漬ノズル内壁面側のＳ濃度は高く、これと反対側のＳ濃度は低くなる。一方、Ａｌ2Ｏ3と溶鋼との間の界面張力はＳ濃度に著しく依存することが知られており、Ｓ濃度が高くなるほど界面張力は小さくなる。そのため、図１の（ａ）に示すように、Ａｌ2Ｏ3粒子の浸漬ノズル内壁面に近い側で界面張力が小さく、浸漬ノズル内壁面から遠い側で界面張力が大きくなる。このようにして生じたＡｌ2Ｏ3粒子に作用する界面張力の差によって、Ａｌ2Ｏ3粒子は浸漬ノズル内壁表面側に吸引され、その内壁表面に堆積していく。 From these results, the adhesion mechanism of Al 2 O 3 was considered as follows. In other words, since the surface active element S atom accumulates at the interface between the inner wall of the immersion nozzle and the molten steel, the S concentration in the molten steel is high on the inner wall surface side of the immersion nozzle and decreases with increasing distance from the wall surface. The concentration distribution is formed. In this case, if the position of the inner wall surface of the immersion nozzle is 0 as shown in FIG. 1A and the direction away from the inner wall surface toward the molten steel bulk is “positive”, the S concentration is from the inner wall surface of the immersion nozzle. Decreases with increasing distance. That is, the concentration gradient of S shows a “negative” value. When Al 2 O 3 particles enter a concentration boundary layer having such a concentration gradient of S, the S concentration on the inner nozzle wall surface side of Al 2 O 3 particles is high and the S concentration on the opposite side is low. Become. On the other hand, it is known that the interfacial tension between Al 2 O 3 and molten steel remarkably depends on the S concentration, and the higher the S concentration, the smaller the interfacial tension. Therefore, as shown in FIG. 1A, the interfacial tension is small on the side near the inner wall surface of the Al 2 O 3 particles, and the interfacial tension is increased on the side far from the inner wall surface of the immersion nozzle. Due to the difference in interfacial tension acting on the Al 2 O 3 particles generated in this way, the Al 2 O 3 particles are attracted to the inner wall surface side of the immersion nozzle and are deposited on the inner wall surface.
この場合、溶鋼中のＳ濃度が高くなると、浸漬ノズル内壁面と溶鋼との界面のＳ濃度が高くなるとともにＳ濃度境界層の厚みが広がるので、Ａｌ2Ｏ3粒子はこのＳ濃度境界層に侵入しやすくなり、かつ浸漬ノズル内壁面側への吸引力も一層大きくなるため、浸漬ノズル内壁表面へのＡｌ2Ｏ3 付着量が増大する。一方、溶鋼中Ｓ濃度を極端に低下させると、浸漬ノズル内壁面と溶鋼との界面のＳ濃度が低下し、Ｓ濃度境界層厚みも薄くなるので、Ａｌ2Ｏ3粒子はＳ濃度境界層に侵入し難くなり、かつ浸漬ノズル内壁面側への吸引力も小さくなるため、Ａｌ2Ｏ3付着が起こり難くなる。Ａｌ2Ｏ3付着機構をこのように考えた場合、図１の（ｂ）に示すように、浸漬ノズル内壁面部分の溶鋼中Ｓ濃度を内壁から離れた溶鋼内部のＳ濃度よりも低下させると、上記のＡｌ2Ｏ3粒子に作用した界面張力による吸引力は逆に反撥力に変わり、Ａｌ2Ｏ3粒子は浸漬ノズル内壁から反撥するように離れていくことになる。 In this case, the S concentration in molten steel is increased, since with S concentration at the interface between the immersion nozzle inner wall surface and the molten steel is high spread thickness of S concentration boundary layer, Al 2 O 3 particles in the S concentration boundary layer Since it becomes easy to enter and the suction force toward the inner wall surface side of the immersion nozzle is further increased, the amount of Al 2 O 3 attached to the inner wall surface of the immersion nozzle increases. On the other hand, when the S concentration in the molten steel is extremely reduced, the S concentration at the interface between the inner wall surface of the immersion nozzle and the molten steel is decreased, and the S concentration boundary layer thickness is also reduced, so that the Al 2 O 3 particles become the S concentration boundary layer. Since it becomes difficult to penetrate and the suction force toward the inner wall surface side of the immersion nozzle is reduced, Al 2 O 3 adhesion is less likely to occur. When the Al 2 O 3 adhesion mechanism is considered in this way, as shown in FIG. 1B, when the S concentration in the molten steel at the inner wall surface portion of the immersion nozzle is made lower than the S concentration in the molten steel away from the inner wall, suction force by surface tension acting on the above Al 2 O 3 particles conversely changed to repulsion, Al 2 O 3 particles will be moving away to repel the immersion nozzle inner wall.
そこで、浸漬ノズル内壁面部分の溶鋼のＳ濃度を低下させて図１の（ｂ）に示すような“正”のＳ濃度勾配を形成する手段について検討した結果、耐火物材料としてのＭｇＯに、金属Ａｌ、金属Ｔｉ、金属Ｚｒ、金属Ｃｅおよび金属Ｃａからなる金属群から選択された１種または２種以上の金属を配合することにより、これら金属の還元作用によってＭｇガスを生成し、浸漬ノズル内壁面部分の溶鋼中ＳをＭｇＳで固定すればよいことに想到した。 Therefore, as a result of studying means for reducing the S concentration of the molten steel on the inner wall surface portion of the immersion nozzle to form a “positive” S concentration gradient as shown in FIG. 1B, MgO as the refractory material is By compounding one or more metals selected from the metal group consisting of metal Al, metal Ti, metal Zr, metal Ce and metal Ca, Mg gas is generated by the reducing action of these metals, and the immersion nozzle It was conceived that S in the molten steel on the inner wall surface should be fixed with MgS.
また、Ａｌ2Ｏ3付着を有効に防止するためには、このようなＭｇを連続鋳造の開始と同時に発生させ、Ｍｇガスの発生を長時間持続することが重要であるが、そのためにはＭｇＯ源としてＭｇガス発生の反応が緩慢で持続性に富むスピネル（ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3）を添加することが好ましいことがわかった。かつＭｇガスの発生量を十分なものとするためにはＭｇＯ源としてマグネシアを配合することが好ましいことを見出した。また、スピネル（ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3）が配合されることにより耐火物の構造安定性も高いことを見出した。したがって、ＭｇＯ源としてはスピネル（ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3）および／またはマグネシアを配合する必要があり、特にスピネル（ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3）およびマグネシアを配合すれば、Ｍｇガス発生の持続性およびＭｇガスの発生量、ならびに構造安定性をいずれも優れたものにすることができる。 Further, in order to effectively prevent Al 2 O 3 adhesion, it is important to generate such Mg simultaneously with the start of continuous casting and to maintain the generation of Mg gas for a long time. It has been found that it is preferable to add spinel (MgO.Al 2 O 3 ), which has a slow reaction of generating Mg gas and has a long durability as a source. And in order to make the generation amount of Mg gas sufficient, it discovered that it was preferable to mix | blend magnesia as a MgO source. Also found that higher structural stability of the refractory by spinel (MgO · Al 2 O 3) is blended. Therefore, it is necessary to blend spinel (MgO.Al 2 O 3 ) and / or magnesia as the MgO source. Especially, if spinel (MgO.Al 2 O 3 ) and magnesia are blended, the sustainability of Mg gas generation and Both the amount of Mg gas generated and the structural stability can be made excellent.
さらに、炭素は、上述のＭｇガス発生反応に寄与し、かつ浸漬ノズル製造時に還元剤として作用する上記金属の酸化を防止して還元作用を有効に発揮させる作用を有し、しかも１０ｍａｓｓ％以上の配合でその熱伝導率を高め熱膨張率を下げる作用により耐熱衝撃抵抗性を改善するため、１０ｍａｓｓ％以上の炭素の配合が有効であることを見出した。 Furthermore, carbon contributes to the above-mentioned Mg gas generation reaction and has an effect of effectively exhibiting a reducing action by preventing oxidation of the metal acting as a reducing agent during the production of the immersion nozzle, and more than 10 mass%. In order to improve the thermal shock resistance by the action of increasing the thermal conductivity and lowering the thermal expansion coefficient by blending, it has been found that blending of carbon of 10 mass% or more is effective.
本発明は、以上のような本発明者らの知見に基づいてなされたものであり、鋳型内に溶鋼を供給する連続鋳造用浸漬ノズルであって、スピネル（ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3）および／またはマグネシアを、合計配合比率が２０ｍａｓｓ％以上９０ｍａｓｓ％未満で含有する耐火物材料に、０．１〜１５ｍａｓｓ％の、金属Ａｌ、金属Ｔｉ、金属Ｚｒ、金属Ｃｅおよび金属Ｃａからなる金属群から選択された１種または２種以上の金属と、１０ｍａｓｓ％以上の炭素とを配合した耐火物で少なくともその一部分が構成されており、前記耐火物は、スピネル（ＭｇＯ・Ａｌ 2 Ｏ 3 ）および／またはマグネシアのうち粒径が１ｍｍ以下のものを５ｍａｓｓ％以上、金属Ａｌ、金属Ｔｉ、金属Ｚｒ、金属Ｃｅおよび金属Ｃａからなる金属群から選択された１種または２種以上の金属のうち粒径が５μｍ〜１ｍｍの範囲内にあるものを１ｍａｓｓ％以上含むことを特徴とする鋼の連続鋳造用浸漬ノズルを提供するものである。
The present invention has been made based on the knowledge of the inventors as described above, and is an immersion nozzle for continuous casting that supplies molten steel into a mold, and includes spinel (MgO.Al 2 O 3 ) and / or Alternatively, a refractory material containing magnesia in a total blending ratio of 20 mass% or more and less than 90 mass% is selected from a metal group consisting of 0.1 to 15 mass% of metal Al, metal Ti, metal Zr, metal Ce, and metal Ca. At least a part of the refractory compounded with one or more kinds of metals and 10 mass% or more of carbon, the refractory comprising spinel (MgO.Al 2 O 3 ) and / or 1 selected from a metal group consisting of metal Al, metal Ti, metal Zr, metal Ce and metal Ca, having a particle size of 1 mm or less among magnesia An immersion nozzle for continuous casting of steel, characterized by containing 1 mass% or more of a seed or two or more metals having a particle size in the range of 5 μm to 1 mm .
なお、Ｍｇガスの発生自体は多くの耐火物中で観察される現象であり、例えばマグネシア−カーボン質れんがでは、マグネシアと黒鉛との反応によりＭｇガスが発生することが知られており、また、スピネル（ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3）を添加したアルミナ−炭化珪素−カーボン質れんがでは、スピネルとＳｉＣとの反応によってもＭｇガスが発生することが知られている。しかしながら、連続鋳造の開始と同時に安定的にＭｇガスを発生させるためには、還元剤としての上記金属を添加することが必須である。 Incidentally, the generation of Mg gas itself is a phenomenon observed in many refractories. For example, in magnesia-carbon brick, it is known that Mg gas is generated by the reaction of magnesia and graphite, In an alumina-silicon carbide-carbon brick to which spinel (MgO.Al 2 O 3 ) is added, it is known that Mg gas is also generated by the reaction between spinel and SiC. However, in order to stably generate Mg gas simultaneously with the start of continuous casting, it is essential to add the above metal as a reducing agent.
本発明における浸漬ノズルの内壁へのＡｌ2Ｏ3付着防止のメカニズムについて以下、具体的に説明する。 The mechanism for preventing Al 2 O 3 from adhering to the inner wall of the immersion nozzle in the present invention will be specifically described below.
本発明に係る、スピネル（ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3）および／またはマグネシアを含有する耐火物材料に、金属Ａｌ、金属Ｔｉ、金属Ｚｒ、金属Ｃｅおよび金属Ｃａからなる金属群から選択された１種または２種以上の金属（以下、還元金属という）と、１０ｍａｓｓ％以上の炭素とを配合した耐火物を浸漬ノズルの少なくとも一部に用いた場合には、浸漬ノズルの溶鋼通流孔を流下する溶鋼により、浸漬ノズルが１２００〜１６００℃程度まで加熱され（その内壁面は１５００℃前後、その外壁面は９００〜１２００℃程度、鋳型内の溶鋼中に浸漬している部分は１５４０℃程度）、浸漬ノズル内の耐火物材料中に存在するＭｇＯ成分と、上記金属Ａｌ等の還元金属と、炭素とが加熱されて、還元金属としてＡｌを用いた場合を例にとると、ＭｇＯと還元金属であるＡｌとで下記（１）式に示す反応を生じ、ＭｇＯと炭素とで下記（２）式に示す反応が生じ、いずれの場合にも上記耐火物内にＭｇガスが生成される。
３ＭｇＯ(s)＋２Ａｌ(l)→３Ｍｇ(g)＋Ａｌ2Ｏ3(s) …（１）
ＭｇＯ(s)＋Ｃ(s)→Ｍｇ(g)＋ＣＯ(g) …（２）
The refractory material containing spinel (MgO.Al 2 O 3 ) and / or magnesia according to the present invention is selected from the metal group consisting of metal Al, metal Ti, metal Zr, metal Ce and metal Ca Alternatively, when a refractory compounded with two or more kinds of metals (hereinafter referred to as reduced metal) and 10 mass% or more of carbon is used for at least a part of the immersion nozzle, it flows down the molten steel flow hole of the immersion nozzle. The immersion nozzle is heated to about 1200 to 1600 ° C by the molten steel (the inner wall surface is around 1500 ° C, the outer wall surface is about 900 to 1200 ° C, and the portion immersed in the molten steel in the mold is about 1540 ° C), For example, when the MgO component present in the refractory material in the immersion nozzle, the reduced metal such as the above metal Al, and carbon are heated and Al is used as the reduced metal, M The reaction shown in the following formula (1) occurs between O and Al as the reducing metal, and the reaction shown in the following formula (2) occurs between MgO and carbon. In either case, Mg gas is generated in the refractory. Is done.
3MgO (s) + 2Al (l) → 3Mg (g) + Al 2 O 3 (s) (1)
MgO (s) + C (s) → Mg (g) + CO (g) (2)
また、スピネル（ＭｇＯ・Ａｌ２Ｏ３）中のＭｇＯ成分とＡｌおよびＣとについてもほぼ同様の下記（１ａ）、（２ａ）式で示される反応により、そのＭｇＯ成分が還元されて、Ｍｇガスが発生する。
３ＭｇＯ(スピネル中)＋２Ａｌ(l)→３Ｍｇ(g)＋Ａｌ2Ｏ3(s) …（１ａ）
ＭｇＯ(スピネル中)＋Ｃ(s)→Ｍｇ(g)＋ＣＯ(g) …（２ａ）
Further, the MgO component in spinel (MgO.Al 2 O 3 ) and Al and C are reduced by the reaction represented by the following formulas (1a) and (2a), and Mg gas Will occur.
3MgO (in spinel) + 2Al (l) → 3Mg (g) + Al 2 O 3 (s) (1a)
MgO (in spinel) + C (s) → Mg (g) + CO (g) (2a)
上記（１）、（１ａ）式の反応は、還元金属として金属Ａｌを用いた場合の反応であるが、金属Ｔｉ、金属Ｚｒ、金属Ｃｅおよび金属Ｃａを用いた場合にも同様の還元反応によりＭｇを発生する。ここで、炭素は（２）、（２ａ）式に示す反応の他に、浸漬ノズルの予熱中におけるこれら金属の酸化を防止する役割も果たしている。 The reactions of the above formulas (1) and (1a) are reactions when metal Al is used as the reducing metal. However, when metal Ti, metal Zr, metal Ce and metal Ca are used, the same reduction reaction is performed. Generates Mg. Here, in addition to the reactions shown in equations (2) and (2a), carbon also plays a role of preventing oxidation of these metals during preheating of the immersion nozzle.
高速度で溶鋼が流下している浸漬ノズルの溶鋼通流孔内部は減圧され、大気圧よりも低くなり、また、浸漬ノズルを構成する耐火物材料が通常１０数％から２０数％の気孔率を有していることも相俟って、上記反応により浸漬ノズルの耐火物内で発生したＭｇガスは浸漬ノズル側壁を拡散して、浸漬ノズル内壁面に到達する。 The inside of the molten steel flow hole of the submerged nozzle where the molten steel is flowing down at a high speed is depressurized and becomes lower than the atmospheric pressure, and the porosity of the refractory material constituting the submerged nozzle is usually from 10 to 20%. In combination, the Mg gas generated in the refractory of the immersion nozzle due to the above reaction diffuses on the side wall of the immersion nozzle and reaches the inner wall surface of the immersion nozzle.
浸漬ノズルの内壁面側には溶鋼が存在しており、ＭｇはＳとの親和力が強く、Ｍｇガスは浸漬ノズル内壁面と溶鋼との境界層に存在するＳと反応してＭｇＳを生成し、その部分の溶鋼のＳ濃度は低くなる。浸漬ノズル内壁近傍の溶鋼中Ｓ濃度の濃度勾配は、浸漬ノズル側が低く、溶鋼側が高い濃度勾配となる。その結果、浸漬ノズル内壁面と溶鋼との境界層に存在するＡｌ2Ｏ3粒子においては、浸漬ノズル側と溶鋼側とで溶鋼との界面張力に差が生じ、この界面張力の差に基づきＡｌ2Ｏ3粒子は浸漬ノズル内壁面から反撥するように離れていく。この効果によって浸漬ノズルの内壁面にはＡｌ2Ｏ3が付着せず、Ａｌ2Ｏ3
によるノズル閉塞が防止される。
Molten steel is present on the inner wall surface of the immersion nozzle, Mg has a strong affinity with S, and Mg gas reacts with S present in the boundary layer between the inner wall surface of the immersion nozzle and the molten steel to produce MgS. The S concentration of the molten steel in that portion becomes low. The concentration gradient of the S concentration in the molten steel near the inner wall of the immersion nozzle is low on the immersion nozzle side and high on the molten steel side. As a result, in the Al 2 O 3 particles present in the boundary layer between the inner wall of the immersion nozzle and the molten steel, a difference occurs in the interfacial tension between the molten steel on the immersion nozzle side and the molten steel side. 2 O 3 particles move away from the inner wall surface of the immersion nozzle. Without adhering Al 2 O 3 on the inner wall surface of the immersion nozzle by the effect, Al 2 O 3
Nozzle blockage due to is prevented.
本発明においては、浸漬ノズルの内壁面へのＡｌ2Ｏ3の付着を防止する観点から、以上のようにスピネル（ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3）および／またはマグネシアを含有する耐火物材料に、金属Ａｌ、金属Ｔｉ、金属Ｚｒ、金属Ｃｅおよび金属Ｃａからなる金属群から選択された１種または２種以上の金属（以下、還元金属という）と、炭素とを配合してＭｇガスを発生させるが、Ｍｇガスを有効に発生させる観点からＭｇＯ成分の粒度を適切に調整することが好ましく、また、還元金属が、製造工程の焼成時に炭素と反応して炭化物を生じ、還元剤としての機能を損なわれないようにするためには、還元金属の粒度を適切に調整することが好ましい。 In the present invention, from the viewpoint of preventing Al 2 O 3 from adhering to the inner wall surface of the immersion nozzle, the metal is added to the refractory material containing spinel (MgO · Al 2 O 3 ) and / or magnesia as described above. One or two or more metals selected from the group consisting of Al, metal Ti, metal Zr, metal Ce and metal Ca (hereinafter referred to as reduced metal) and carbon are mixed to generate Mg gas. From the viewpoint of effectively generating Mg gas, it is preferable to appropriately adjust the particle size of the MgO component, and the reduced metal reacts with carbon during firing in the production process to produce a carbide, thereby impairing the function as a reducing agent. In order to prevent this, it is preferable to appropriately adjust the particle size of the reduced metal.
以下に、本発明の妥当性を確認するため、およびＭｇＯ成分および還元金属の好ましい粒度を見出すため、表１〜３に示すように、原料の配合および原料の粒度を変化させて耐火物の試製を行い、アルミナ付着実験を行った。配合原料としてマグネシア、スピネル、金属Ａｌ、黒鉛、アルミナを用い、これらの配合比率を変化させるとともに、マグネシア、スピネルおよび金属Ａｌについては、粉末の粒度を変化させた。 Hereinafter, in order to confirm the validity of the present invention and to find a preferable particle size of the MgO component and the reduced metal, as shown in Tables 1 to 3, trial production of refractories by changing the composition of the raw materials and the particle size of the raw materials The alumina adhesion experiment was conducted. Magnesia, spinel, metallic Al, graphite, and alumina were used as blending materials, and the blending ratios thereof were changed, and for magnesia, spinel, and metallic Al, the particle size of the powder was changed.
耐火物の試製は以下のように行った。表１〜３に示した配合比率で各配合原料を混合し、得られた混合原料にバインダーとしてフェノール樹脂を添加し、混練した後、冷間粉体プレス成形機（ＣＩＰ）を用い１．０トン／ｃｍ２の圧力で所定の寸法形状に成形し、次いで非酸化性雰囲気中で３時間焼成した。焼成温度は表１〜３の各配合原料について６００℃、８００℃および１０００℃の３水準で行った。焼成後の耐火物試料を２５×２５×２００ｍｍの直方体形状の試験片に加工し、得られた耐火物試験片を高周波誘導溶解炉で溶解したＡｌキルド溶鋼中に５時間浸漬して、耐火物試験片に対するＡｌ２Ｏ３粒子の付着実験を行った。付着実験後の試験片に付着した付着物を観察して、Ａｌ２Ｏ３粒子の付着防止効果を評価した。評価基準は、Ａｌ２Ｏ３粒子がほとんど付着しなかったものを◎、Ａｌ２Ｏ３粒子の付着は見られたがその量が少ないものを○、Ａｌ２Ｏ３粒子の付着量が中程度のものを△、Ａｌ２Ｏ３粒子の付着量が多かったものを×とした。また、浸漬後の耐火物の外観を観察してその脆化の程度を観察した。評価基準は、健全であったものを○、部分的に脆化したものを△、脆化したものを×とした。表１〜３に、上記付着防止効果の程度および耐火物の浸漬後外観を示す。 The trial manufacture of the refractory was performed as follows. After mixing each compounding raw material with the compounding ratio shown in Tables 1-3, adding a phenol resin as a binder to the obtained mixed material, kneading, and then using a cold powder press molding machine (CIP) 1.0 It was molded into a predetermined size and shape at a pressure of ton / cm 2 and then fired in a non-oxidizing atmosphere for 3 hours. The firing temperature was performed at three levels of 600 ° C., 800 ° C., and 1000 ° C. for each blended raw material in Tables 1 to 3. The fired refractory sample is processed into a 25 × 25 × 200 mm rectangular parallelepiped test piece, and the obtained refractory test piece is immersed in an Al killed molten steel melted in a high-frequency induction melting furnace for 5 hours. An adhesion experiment of Al 2 O 3 particles on the test piece was performed. The deposit adhered to the test piece after the adhesion experiment was observed to evaluate the effect of preventing the adhesion of Al 2 O 3 particles. Evaluation criteria what Al 2 O 3 particles hardly adhere ◎, Al 2 O 3 particles deposited in was seen but ○ what the amount is small, moderate adhesion amount of Al 2 O 3 particles The one with Δ and the one with a large amount of Al 2 O 3 particles attached were marked with ×. In addition, the appearance of the refractory after immersion was observed to observe the degree of embrittlement. Evaluation criteria were ◯ for healthy, Δ for partially embrittled, and x for embrittled. Tables 1 to 3 show the degree of the adhesion preventing effect and the appearance after immersion of the refractory.
表１に示すように、従来例は、マグネシアもスピネルも金属Ａｌも含まれていないため、Ａｌ２Ｏ３粒子の付着防止効果が発揮されず、付着防止効果の評価が×であった。 As shown in Table 1, since the conventional example does not contain magnesia, spinel, or metal Al, the effect of preventing adhesion of Al 2 O 3 particles was not exhibited, and the evaluation of the effect of preventing adhesion was x.
これに対して、表１の試料Ａ−１〜Ａ−９は、マグネシアおよびスピネルの少なくとも一方が含まれており、かつ金属アルミニウムが含まれており、耐火物中のスピネルおよびマグネシアの合計配分比率が２０ｍａｓｓ％以上９０ｍａｓｓ％未満であり、金属Ａｌの配合比率が０．１〜１５ｍａｓｓ％であるため、Ａｌ２Ｏ３粒子の付着防止効果が有効に発揮され、付着防止効果の評価が◎〜○と良好な結果となった。特にマグネシアおよびスピネルの合計が５０ｍａｓｓ％以上のＡ−３〜Ａ−７、Ａ−９は付着防止効果の評価が◎であった。スピネルが含まれていないＡ−１、Ａ−３、Ａ−５は、浸漬後の外観の評価が△となったが母材に埋め込んで使用する場合には問題のないレベルである。 On the other hand, samples A-1 to A-9 in Table 1 contain at least one of magnesia and spinel, and contain metallic aluminum, and the total distribution ratio of spinel and magnesia in the refractory. Is 20 mass% or more and less than 90 mass%, and the mixing ratio of metal Al is 0.1 to 15 mass%, the adhesion preventing effect of Al 2 O 3 particles is effectively exhibited, and the evaluation of the adhesion preventing effect is ◎ to ○ And good results. In particular, A-3 to A-7 and A-9 in which the total of magnesia and spinel was 50 mass% or more were evaluated as being excellent in the adhesion preventing effect. A-1, A-3, and A-5, which do not contain spinel, were evaluated as having a good appearance after immersion. However, when embedded and used in a base material, the levels were satisfactory.
また、表２に示すように、試料Ｂ−１、Ｂ−２は、還元金属である金属Ａｌを添加しない場合であり、マグネシアまたはスピネル＋マグネシアに黒鉛を加えても十分なＭｇガスが発生せずＡｌ２Ｏ３粒子の付着量が多かった。また、浸漬後の外観評価は試料Ｂ−１が×でありＢ−２が○であった。 Further, as shown in Table 2, Samples B-1 and B-2 are cases where no metal Al, which is a reducing metal, is added, and sufficient Mg gas is generated even if graphite is added to magnesia or spinel + magnesia. adhesion amount of Al 2 O 3 particles not there were many. Moreover, the external appearance evaluation after immersion was sample B-1 was x and B-2 was (circle).
これに対して表２の試料Ｂ−３〜Ｂ−１３は金属Ａｌを５ｍａｓｓ％加えたものであり、金属Ａｌの効果によりＭｇガスが生成され、Ａｌ２Ｏ３粒子の付着量は試料Ｂ−１、Ｂ−２に比較して少なかった。 On the other hand, Samples B-3 to B-13 in Table 2 were obtained by adding 5 mass% of metal Al, Mg gas was generated by the effect of metal Al, and the adhesion amount of Al 2 O 3 particles was determined by Sample B- 1 and less than B-2.
これらの中で試料Ｂ−３〜Ｂ−６は、金属Ａｌの粒度を変化させたものであるが、これらのうち金属Ａｌの粒度が１〜０．３ｍｍの試料Ｂ−４、０．３〜０．０１ｍｍの試料Ｂ−５ではＡｌ２Ｏ３粒子の付着がほとんど生じなかった。これに対し、金属Ａｌの粒度が３〜１ｍｍの試料Ｂ−３では粒度が粗いため反応性が小さく、また−５μｍの試料Ｂ−６は粒度が微細なためＣとの反応性が高く、実験後の試料からＡｌ４Ｃ３が検出され、この炭化物生成によりＭｇＯ還元効果が減じられたことから、いずれもＡｌ２Ｏ３粒子付着抑制効果は試料Ｂ−４、Ｂ−５と比較して小さかった。このことから金属Ａｌの粒度は５μｍ〜１．０ｍｍが好ましいことが把握された。 Among these, Samples B-3 to B-6 are obtained by changing the particle size of the metallic Al, and among these, Samples B-4, 0.3 to Almost no adhesion of Al 2 O 3 particles occurred in the 0.01 mm sample B-5. In contrast, Sample B-3 with a metal Al particle size of 3 to 1 mm has a low particle size, so the reactivity is small, and Sample B-6 with a particle size of -5 μm has a high particle size and high reactivity with C. Since Al 4 C 3 was detected from the later samples and the reduction effect of MgO was reduced by this carbide formation, the Al 2 O 3 particle adhesion suppression effect was small compared to Samples B-4 and B-5. It was. From this, it was understood that the metal Al particle size is preferably 5 μm to 1.0 mm.
また、試料Ｂ−７は、ＭｇＯ源としてスピネルを用いずにマグネシアのみの場合であるが、金属Ａｌを配合しているため、Ａｌ２Ｏ３粒子の付着防止効果は良好であった。しかし、実験後の組織脆化が見られた。これはスピネルが配合されていなかったことに起因する。つまり、Ｍｇガスの発生は活発であったが、逆にそのためにＭｇが耐火物内部から離脱して抜けた組織は多孔質で脆弱となったからである。このように脆弱化すると、溶鋼流動による摩耗作用により耐火物が損傷し易いという欠点がある。試料Ｂ−８〜Ｂ−１０は、ＭｇＯ源としてスピネルを配合せず、マグネシアのみを用いてその粒度を変化させたものであり、Ａｌ２Ｏ３粒子の付着抑制効果は、マグネシアの粒度が２〜１ｍｍの試料Ｂ−８は○であったが、マグネシアの粒度が１ｍｍ以下の試料Ｂ−９およびＢ−１０は◎であった。浸漬後の耐火物組織（外観評価）では部分的に脆化あったが、母材耐火物に埋め込んで使用する場合には問題のないレベルである。 Sample B-7 is a case of using only magnesia without using spinel as the MgO source, but since Al was added, the effect of preventing the adhesion of Al 2 O 3 particles was good. However, the embrittlement after the experiment was observed. This is due to the absence of spinel. That is, the generation of Mg gas was active, but conversely, the structure in which Mg separated from the inside of the refractory and escaped became porous and fragile. When weakened in this way, there is a drawback that the refractory is easily damaged by the wear action caused by the molten steel flow. In Samples B-8 to B-10, spinel was not blended as the MgO source, and the particle size was changed using only magnesia. The adhesion suppression effect of Al 2 O 3 particles was 2 for magnesia particle size. Sample B-8 of ˜1 mm was o, but samples B-9 and B-10 having a magnesia particle size of 1 mm or less were o. Although the refractory structure after immersion (appearance evaluation) was partially embrittled, there is no problem when it is embedded in a base material refractory.
試料Ｂ−１１〜Ｂ−１３は、ＭｇＯ源としてマグネシアの一部または全部をスピネル（ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3）に置換した場合である。マグネシアとスピネル（ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3）の両方を用いた試料Ｂ−１１、Ｂ−１２は、マグネシアの添加により十分なＭｇガス発生量を得ることができ、かつスピネル添加によりＭｇガス発生の持続性をも得ることができるので、付着防止効果の評価が◎であり、Ａｌ２Ｏ３粒子付着抑制効果が極めて高かった。これに対し、ＭｇＯ源が全てスピネル（ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3）の試料Ｂ−１３は、Ｍｇガスの発生量が多いＭｇＯが含まれていないため、Ａｌ２Ｏ３粒子付着抑制効果が試料Ｂ−１１、Ｂ−１２と比較して若干劣っており、付着防止効果の評価が○であった。これらスピネルを使用した試料Ｂ−１１〜Ｂ−１３は、実験後の組織が健全であり、耐火物組織脆化がマグネシアのみの場合（試料Ｎｏ．７）に比べて改善されていることが確認された。 Samples B-11 to B-13 are cases in which a part or all of magnesia is replaced with spinel (MgO.Al 2 O 3 ) as the MgO source. Samples B-11 and B-12 using both magnesia and spinel (MgO.Al 2 O 3 ) can obtain a sufficient amount of Mg gas generated by the addition of magnesia. Since sustainability can also be obtained, the evaluation of the adhesion preventing effect is ◎, and the Al 2 O 3 particle adhesion suppressing effect is extremely high. On the other hand, Sample B-13, in which the MgO source is all spinel (MgO.Al 2 O 3 ), does not contain MgO that generates a large amount of Mg gas, and therefore has an effect of suppressing Al 2 O 3 particle adhesion. It was slightly inferior to -11 and B-12, and the evaluation of the adhesion preventing effect was good. Samples B-11 to B-13 using these spinels confirmed that the structure after the experiment was healthy and the refractory structure embrittlement was improved as compared with the case of only magnesia (sample No. 7). It was done.
表３に示す、試料Ｃ−１〜Ｃ−４はマグネシアおよびスピネルの量を共通とし、金属Ａｌの量を１ｍａｓｓ％と固定して金属Ａｌの粒径を変化させたもの、試料Ｃ−５〜Ｃ−８は、マグネシアおよびスピネルの量を共通とし、金属Ａｌの量を３ｍａｓｓ％と固定して金属Ａｌの粒径を変化させたものである。金属Ａｌの粒度がそれぞれ１〜０．３ｍｍおよび０．３〜０．０１ｍｍと適切な粒径である試料Ｃ―２およびＣ−３と、Ｃ−６およびＣ−７とについてＡｌ２Ｏ３粒子付着抑制効果を比較すると、金属Ａｌ量が１ｍａｓｓ％のＣ―２およびＣ−３では評価が○であったのに対し、金属Ａｌ量が３ｍａｓｓ％のＣ−６およびＣ−７では評価が◎となり、金属Ａｌ量が１ｍａｓｓ％から３ｍａｓｓ％に増加することにより、Ａｌ２Ｏ３粒子付着抑制効果が向上することが確認された。金属Ａｌの粒度が３〜１ｍｍの試料Ｃ−１、Ｃ−５では粒度が粗いため反応性が小さく、また−５μｍの試料Ｃ−４、Ｃ−８では粒度が微細なため炭化物生成によりＭｇＯ還元効果が減じられたことから、いずれもＡｌ２Ｏ３粒子付着抑制効果の評価は△であった。また、これらいずれの試料もスピネルが添加されているため、浸漬後の外観の評価は○であった。 Samples C-1 to C-4 shown in Table 3 have the same amount of magnesia and spinel, the amount of metal Al is fixed at 1 mass%, and the particle size of metal Al is changed, sample C-5 C-8 has the same amount of magnesia and spinel, the amount of metal Al is fixed at 3 mass%, and the particle size of metal Al is changed. And Sample C-2 and C-3 particle size is suitable particle size and 1~0.3mm and 0.3~0.01mm respective metal Al, Al 2 O 3 particles on the C-6 and C-7 Comparing the adhesion suppression effect, the evaluation was good for C-2 and C-3 where the metal Al amount was 1 mass%, whereas the evaluation was ◎ for C-6 and C-7 where the metal Al amount was 3 mass%. Thus, it was confirmed that the effect of suppressing the adhesion of Al 2 O 3 particles is improved by increasing the amount of metal Al from 1 mass% to 3 mass%. Samples C-1 and C-5 with a metal Al particle size of 3 to 1 mm have a low particle size, so the reactivity is low. Samples C-4 and C-8 with a particle size of -5 μm have a small particle size and thus reduce MgO due to carbide formation. Since the effect was reduced, the evaluation of the Al 2 O 3 particle adhesion suppression effect was Δ in all cases. Moreover, since spinel was added to any of these samples, the evaluation of the appearance after immersion was “good”.
表３に示す試料Ｃ−９、Ｃ−１０は、粒径が２〜１ｍｍと１ｍｍ超えのマグネシア量を５０ｍａｓｓ％に固定して、１〜０．３ｍｍのマグネシア量をそれぞれ３ｍａｓｓ％および５ｍａｓｓ％としたもの、試料Ｃ−１１、Ｃ−１２は、粒径が２〜１ｍｍと１ｍｍ超えのマグネシア量を５０ｍａｓｓ％に固定して、−０．３ｍｍのマグネシア量をそれぞれ３ｍａｓｓ％および５ｍａｓｓ％としたものであり、いずれもスピネルを配合しなかったものである。これらのＡｌ２Ｏ３粒子付着抑制効果を比較すると、粒径が１ｍｍ以下のマグネシア量が３ｍａｓｓ％の試料Ｃ−９、Ｃ−１１はいずれも評価が○であったのに対し、マグネシア量が５ｍａｓｓ％の試料Ｃ−１０、Ｃ−１２はいずれも評価が◎となり、粒径が１ｍｍ以下のマグネシア量が５ｍａｓｓ％になるとＡｌ２Ｏ３粒子付着抑制効果がより向上することが確認された。また、これら試料はいずれもスピネルが含まれていないため、浸漬後の外観の評価は△であった。 Samples C-9 and C-10 shown in Table 3 have a magnesia amount of 2 to 1 mm and a particle size exceeding 1 mm fixed to 50 mass%, and the magnesia amount of 1 to 0.3 mm is 3 mass% and 5 mass%, respectively. Samples C-11 and C-12 have a magnesia amount of 2 to 1 mm and a particle size exceeding 1 mm fixed to 50 mass%, and the magnesia amount of -0.3 mm was set to 3 mass% and 5 mass%, respectively. None of them were blended with spinel. Comparing these Al 2 O 3 particle adhesion inhibiting effects, the samples C-9 and C-11 having a magnesia amount of 3% by mass with a particle size of 1 mm or less were evaluated as “good”, whereas the magnesia amount was Samples C-10 and C-12 of 5 mass% were evaluated as ◎, and it was confirmed that the Al 2 O 3 particle adhesion suppressing effect was further improved when the amount of magnesia having a particle size of 1 mm or less was 5 mass%. Moreover, since none of these samples contained spinel, the appearance evaluation after immersion was Δ.
表３の試料Ｃ−１３〜Ｃ−１５は、マグネシア量および粒径を固定して、粒径０．３ｍｍ以下のスピネルの量を変えたものであり、試料Ｃ−１３はスピネルを含まないもの、試料Ｃ−１４は粒径０．３ｍｍ以下のスピネルの量を１ｍａｓｓ％としたもの、試料Ｃ−１５は粒径０．３ｍｍ以下のスピネルの量を５ｍａｓｓ％としたものである。これらのＡｌ２Ｏ３粒子付着抑制効果を比較すると、スピネルを含まない試料Ｃ−１３は評価が○であったのに対し、粒径０．３ｍｍ以下のスピネル量がそれぞれ１ｍａｓｓ％および５ｍａｓｓ％である試料Ｃ−１４、Ｃ−１５はいずれも評価が◎となり、粒径０．３ｍｍ以下のスピネル量が１ｍａｓｓ％以上になるとＡｌ２Ｏ３粒子付着抑制効果がより向上することが確認された。また、スピネルが含まれていない試料Ｃ−１３は浸漬後の外観の評価が△であった。 Samples C-13 to C-15 in Table 3 are those in which the amount of magnesia and the particle size are fixed and the amount of spinel having a particle size of 0.3 mm or less is changed, and sample C-13 does not contain spinel. In Sample C-14, the amount of spinel with a particle size of 0.3 mm or less was set to 1 mass%, and Sample C-15 was prepared with the amount of spinel with a particle size of 0.3 mm or less as 5 mass%. When comparing these Al 2 O 3 particle adhesion inhibitory effects, the sample C-13 containing no spinel was evaluated as “good”, whereas the amount of spinel with a particle size of 0.3 mm or less was 1 mass% and 5 mass%, respectively. Samples C-14 and C-15 were both evaluated as ◎, and it was confirmed that the effect of suppressing the adhesion of Al 2 O 3 particles was further improved when the amount of spinel having a particle size of 0.3 mm or less was 1 mass% or more. Moreover, the evaluation of the external appearance after immersion of Sample C-13 containing no spinel was Δ.
以上から、耐火物の配合が本発明の範囲を満たすことにより、Ａｌ２Ｏ３粒子付着抑制効果を発揮させることができることが確認された。また、配合原料の組成および粒度を適切に調整することにより、Ａｌ２Ｏ３粒子がほとんど付着しないようにすることができることが確認された。また、スピネルを添加することにより、浸漬後の外観の劣化を防止できることが確認された。 From the above, it was confirmed that the Al 2 O 3 particle adhesion suppressing effect can be exhibited when the composition of the refractory satisfies the scope of the present invention. Moreover, it was confirmed that Al 2 O 3 particles can be hardly adhered by appropriately adjusting the composition and particle size of the blended raw materials. Moreover, it was confirmed that deterioration of the appearance after immersion can be prevented by adding spinel.
本発明に係る浸漬ノズルを構成する上記耐火物中のスピネル（ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3）および／またはマグネシアの合計配合比率は、２０ｍａｓｓ％以上９０ｍａｓｓ％未満の範囲内にあることが好ましい。スピネル（ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3）および／またはマグネシアの合計配合比率が２０ｍａｓｓ％未満では、前述したＭｇガスによる付着防止効果が十分には得られ難いためである。一方、炭素が１０ｍａｓｓ％以上含まれており、さらに還元金属が含まれている関係上、９０ｍａｓｓ％以上とはなり得ない。 The total blending ratio of spinel (MgO.Al 2 O 3 ) and / or magnesia in the refractory constituting the immersion nozzle according to the present invention is preferably in the range of 20 mass% or more and less than 90 mass%. This is because if the total blending ratio of spinel (MgO.Al 2 O 3 ) and / or magnesia is less than 20 mass%, it is difficult to sufficiently obtain the effect of preventing adhesion by the Mg gas described above. On the other hand, carbon is contained in an amount of 10 mass% or more, and further, it cannot be 90 mass% or more because it contains a reduced metal.
本発明においては、上記耐火物中の炭素の配合比率を１０ｍａｓｓ％以上とするが、これは、炭素は、上述のＭｇガス発生反応に寄与し、かつ浸漬ノズル製造時に上記還元金属の酸化を防止して還元作用を有効に発揮させる作用を有し、しかも耐火物の熱伝導率を高め熱膨張率を下げる作用により耐熱衝撃抵抗性を改善するが、これらの中で特に耐熱衝撃抵抗性を改善するためには１０ｍａｓｓ％以上の炭素の配合が必要であるからである。上記還元金属がノズルの製造時に酸化すると、連続鋳造中に還元剤としての作用が損なわれるが、炭素を同時に配合し、不活性ガス（Ａｒや窒素など）もしくは還元ガス（水素や二酸化炭素など）の非酸化性雰囲気で焼成して製造することにより、このような金属の酸化が抑制される。炭素の配合比率の好ましい範囲は１０〜５０ｍａｓｓ％である。炭素の配合比率が５０ｍａｓｓ％を超えると、炭素が溶鋼へ溶解し耐火物の組織が脆化してしまう。 In the present invention, the compounding ratio of carbon in the refractory is set to 10 mass% or more. This contributes to the above-mentioned Mg gas generation reaction and prevents oxidation of the reduced metal during the production of the immersion nozzle. It has the effect of effectively exerting the reducing action, and improves the thermal shock resistance by the action of increasing the thermal conductivity of the refractory and lowering the thermal expansion coefficient. This is because it is necessary to blend carbon of 10 mass% or more. When the reducing metal is oxidized during the manufacture of the nozzle, the action as a reducing agent is impaired during continuous casting. However, carbon is added at the same time, and inert gas (Ar, nitrogen, etc.) or reducing gas (hydrogen, carbon dioxide, etc.) By baking and producing in a non-oxidizing atmosphere, such metal oxidation is suppressed. A preferred range of the carbon blending ratio is 10 to 50 mass%. If the blending ratio of carbon exceeds 50 mass%, the carbon dissolves into the molten steel and the structure of the refractory becomes brittle.
上記耐火物中の還元金属の配合比率は０．１〜１５ｍａｓｓ％の範囲内にあること好ましい。０．１ｍａｓｓ％未満では、ＭｇＯを還元する量が少なく、Ａｌ２Ｏ３粒子の付着を有効に防止することが困難である。一方、還元金属が１５ｍａｓｓ％を超えて配合された場合にもＡｌ2Ｏ3付着防止効果は得られるが、１５ｍａｓｓ％以下の配合で得られる付着防止効果を超えるものではなく、特に金属Ｔｉ、金属Ｚｒ、金属Ｃｅ、金属Ｃａは高価であるため、コスト増を招き好ましくない。還元金属のより好ましい範囲は１〜１５ｍａｓｓ％である。 It is preferable that the mixing | blending ratio of the reduced metal in the said refractory exists in the range of 0.1-15 mass%. If it is less than 0.1 mass%, the amount of reducing MgO is small, and it is difficult to effectively prevent the adhesion of Al 2 O 3 particles. On the other hand, even when the reduced metal is blended in an amount exceeding 15 mass%, the Al 2 O 3 adhesion preventing effect is obtained, but it does not exceed the adhesion preventing effect obtained with the blending of 15 mass% or less. Since Zr, metal Ce, and metal Ca are expensive, they increase costs and are not preferable. A more preferable range of the reduced metal is 1 to 15 mass%.
上記耐火物は、スピネル（ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3）およびマグネシアのうち粒径が１ｍｍ以下のものを上記耐火物全体の５ｍａｓｓ％以上、還元金属のうち５μｍ〜１ｍｍの範囲内にあるものを上記耐火物全体の１ｍａｓｓ％以上含むことが好ましい。上述したようにスピネル（ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3）およびマグネシアのＭｇＯ源はＭｇガスの発生源であり、粒径が１ｍｍを超えるもののみを用いた場合には、反応性が悪くなりＭｇガスの発生量が低下してしまう。また、還元金属についても粒径が１ｍｍを超えると粗すぎて反応性が悪くなり、これのみを用いた場合にはやはりＭｇガスの発生量が低下してしまう。また、還元金属が５μｍよりも微細の場合には、反応性が高すぎてＡｌ４Ｃ３を生成し、ＭｇＯを還元する作用が減じられる。還元金属のうち粒径が５μｍ〜１ｍｍの範囲のものが３ｍａｓｓ％以上であることがより好ましい。 The above refractories include spinel (MgO.Al 2 O 3 ) and magnesia having a particle size of 1 mm or less and 5 mass% or more of the total refractory and 5 μm to 1 mm of reduced metal. It is preferable to contain 1 mass% or more of the entire refractory. As described above, the spinel (MgO.Al 2 O 3 ) and magnesia MgO sources are sources of Mg gas, and when only those having a particle size exceeding 1 mm are used, the reactivity becomes poor and the Mg gas The amount generated will decrease. Further, when the particle diameter of the reduced metal exceeds 1 mm, it is too coarse to deteriorate the reactivity, and when only this is used, the amount of Mg gas generated is also reduced. On the other hand, when the reduced metal is finer than 5 μm, the reactivity is too high to produce Al 4 C 3 and the action of reducing MgO is reduced. Of the reduced metals, those having a particle size in the range of 5 μm to 1 mm are more preferably 3 mass% or more.
以上から、上記耐火物は、スピネル（ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3）およびマグネシアの合計配合比率が２０ｍａｓｓ％以上９０ｍａｓｓ％未満、還元金属の配合比率が０．１〜１５ｍａｓｓ％、炭素の配合比率が１０〜５０ｍａｓｓ％であることが好ましく。さらに、加えてスピネル（ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3）およびマグネシアのうち粒径が１ｍｍ以下のものが５ｍａｓｓ％以上、金属Ａｌ、金属Ｔｉ、金属Ｚｒ、金属Ｃｅおよび金属Ｃａからなる金属群から選択された１種または２種以上の金属のうち粒径が５μｍ〜１ｍｍの範囲内にあるものを１ｍａｓｓ％以上含むことがより好ましい。 From the above, the refractory has a total blending ratio of spinel (MgO.Al 2 O 3 ) and magnesia of 20 mass% or more and less than 90 mass%, a reducing metal blending ratio of 0.1 to 15 mass%, and a carbon blending ratio of 10. It is preferably ˜50 mass%. In addition, among spinel (MgO.Al 2 O 3 ) and magnesia, those having a particle size of 1 mm or less are selected from the metal group consisting of 5 mass% or more, metal Al, metal Ti, metal Zr, metal Ce and metal Ca. It is more preferable to include 1% by mass or more of one or two or more metals having a particle size in the range of 5 μm to 1 mm.
また、上記耐火物は、粒径が０．３ｍｍ以下のスピネル（ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3）を１ｍａｓｓ％以上含有することがより好ましい。上述したように、スピネルはマグネシアに比べるとＭｇガス発生の反応が緩慢で持続性に富み、かつ、Ｍｇ放出後もＡｌ2Ｏ3が残って、Ｍｇが抜けた後の耐火物組織を健全に維持する作用を有する。このような作用を有効に発揮させるためには、このように粒径が０．３ｍｍ以下のスピネルを１ｍａｓｓ％以上含有させることが好ましい。より好ましくは粒径が０．３ｍｍ以下のスピネルを５ｍａｓｓ％以上含有させることであり、特に好ましいのは５０μｍ以下の超微粉を５ｍａｓｓ％以上含有させることである。 More preferably, the refractory contains 1 mass% or more of spinel (MgO.Al 2 O 3 ) having a particle size of 0.3 mm or less. As described above, spinel has a slower reaction of Mg gas generation than magnesia and is more durable, and Al 2 O 3 remains after Mg release, and the refractory structure after Mg is removed is healthy. Has the effect of maintaining. In order to effectively exhibit such an action, it is preferable to contain 1% by mass or more of spinel having a particle size of 0.3 mm or less. More preferably, spinel having a particle size of 0.3 mm or less is contained in an amount of 5 mass% or more, and particularly preferably, ultrafine powder of 50 μm or less is contained in an amount of 5 mass% or more.
以上のように構成される耐火物を浸漬ノズルに用いる場合には、急速加熱、急速冷却によりノズルが破損する場合があるため、必要なＭｇガスの発生を維持しつつ耐熱衝撃性を向上させる目的で、耐火物材料としてスピネル（ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3）およびマグネシアの他に、酸化物であるＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＣａＯ、ＴｉＯ2、および炭化物ＳｉＣ、ＺｒＣの中から１種以上を含有させてもよい。また、強度付与や耐酸化性の向上を目的にＳｉ、Ａｌ−Ｍｇ合金などの金属や、Ｂ４Ｃ、ＣａＢ６やＺｒＢ２などのホウ化物を添加してもよい。 When using a refractory configured as described above for an immersion nozzle, the nozzle may be damaged by rapid heating and rapid cooling, so the purpose of improving the thermal shock resistance while maintaining the generation of the necessary Mg gas In addition to spinel (MgO.Al 2 O 3 ) and magnesia as a refractory material, oxides such as SiO 2 , Al 2 O 3 , ZrO 2 , CaO, TiO 2 , and carbides SiC and ZrC are used. You may contain a seed or more. Further, Si in order to improve the strength imparting and oxidation resistance, and metal such as Al-Mg alloy, B 4 C, may be added borides such as CaB 6 and ZrB 2.
本発明に係る浸漬ノズルは、以上のような耐火物でその全体が構成されていてもよいが、その一部が以上のような耐火物であってもよい。例えば、浸漬ノズルの溶鋼通流孔の周囲部分の全周に亘ってこのような耐火物で構成してもよい。この場合には、後述する図４のように浸漬ノズルの高さ方向の全部にこのような耐火物を設けてもよいし、図５に示すように高さ方向の一部であってもよい。また、Ａｌ2Ｏ3の付着防止効果をより確実なものとするためには、溶鋼通流孔を含む内側部で溶鋼が充満する部位、具体的には浸漬ノズルを溶鋼に浸漬した際の溶鋼湯面レベル以下の部位の全周に亘って（溶鋼吐出孔の周囲部分も含む）以上のような耐火物を配置することが好ましい。さらに、以上のような耐火物を支持用の耐火物で支持する構成としてもよい。これにより、上記耐火物が強度的に多少劣るものであっても、浸漬ノズルとして使用することが可能となる。具体的には、上述のように、浸漬ノズルの溶鋼通流孔の周囲部分の全周に亘って、または浸漬ノズルの溶鋼通流孔を含む内側部で溶鋼が充満する部位の全周に亘って以上のような耐火物を配置し、その外側を支持用耐火物として通常の浸漬ノズルの耐火物で構成することが好ましい。これにより、Ａｌ2Ｏ3の付着防止効果を発揮するのみならず、浸漬ノズルの強度が向上し、浸漬ノズルのハンドリングや使用可能時間を従来の浸漬ノズルと同等にすることができる。 The immersion nozzle according to the present invention may be entirely composed of the refractory as described above, but a part thereof may be the refractory as described above. For example, you may comprise with such a refractory over the perimeter of the peripheral part of the molten steel flow hole of an immersion nozzle. In this case, such a refractory may be provided in the whole height direction of the immersion nozzle as shown in FIG. 4 described later, or may be a part in the height direction as shown in FIG. . Moreover, in order to make the Al 2 O 3 adhesion prevention effect more reliable, the molten steel is filled with the molten steel at the inner part including the molten steel flow hole, specifically, the molten steel when the immersion nozzle is immersed in the molten steel. It is preferable to arrange the refractory as described above over the entire circumference of the portion below the molten metal level (including the peripheral portion of the molten steel discharge hole). Furthermore, it is good also as a structure which supports the above refractories with the refractory for support. Thereby, even if the said refractory is somewhat inferior in strength, it can be used as an immersion nozzle. Specifically, as described above, over the entire circumference of the peripheral portion of the molten steel flow hole of the immersion nozzle or over the entire circumference of the portion where the molten steel is filled in the inner portion including the molten steel flow hole of the immersion nozzle. It is preferable to arrange the refractories as described above, and to configure the outside thereof as a refractory for support with a refractory of a normal immersion nozzle. Thereby, not only the adhesion preventing effect of Al 2 O 3 is exhibited, but the strength of the immersion nozzle is improved, and the handling and usable time of the immersion nozzle can be made equivalent to those of the conventional immersion nozzle.
本発明によれば、スピネル（ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3）および／またはマグネシアを含有する耐火物材料に、金属Ａｌ、金属Ｔｉ、金属Ｚｒ、金属Ｃｅおよび金属Ｃａからなる金属群から選択された１種または２種以上の金属と、１０ｍａｓｓ％以上の炭素とを配合した耐火物で浸漬ノズルの少なくともその一部分を構成したので、浸漬ノズルの内壁面部分において溶鋼のＳ濃度を低下させて浸漬ノズル内壁面でのＡｌ2Ｏ3付着層の成長を抑制することができ、Ａｌ2Ｏ3による浸漬ノズルの閉塞を防止することが可能となる。また、スピネルを添加することにより、上記効果に加えて構造安定性を高くすることもできる。 According to the present invention, the refractory material containing spinel (MgO.Al 2 O 3 ) and / or magnesia is selected from the metal group consisting of metal Al, metal Ti, metal Zr, metal Ce and metal Ca. Since at least a part of the immersion nozzle is composed of a refractory compounded with seeds or two or more metals and carbon of 10 mass% or more, the S concentration of the molten steel is reduced at the inner wall surface portion of the immersion nozzle. The growth of the Al 2 O 3 adhesion layer on the wall surface can be suppressed, and the immersion nozzle can be prevented from being blocked by Al 2 O 3 . In addition to the above effects, the structural stability can be increased by adding spinel.
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図２は本発明が適用される鋼の連続鋳造設備の鋳型部分を示す概略断面図である。この鋼の連続鋳造設備は、相対する鋳型長辺銅板１１と、鋳型長辺銅板１１内に内装された相対する鋳型短辺銅板１２とから構成される鋳型２を有し、この鋳型２の上方には、内部を耐火物で施行され、溶鋼Ｌを貯留するタンディッシュ３が配置されている。このタンディッシュ３の底部には上ノズル４が設けられ、この上ノズル４に接続して、固定板１３、摺動板１４、および整流ノズル１５からなるスライディングノズル５が配置されている。スライディングノズル５の下面側には、浸漬ノズル１が配置されている。そして、タンディッシュ３から鋳型２へ溶鋼Ｌが流出する溶鋼流出孔１６が形成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 2 is a schematic sectional view showing a mold part of a continuous casting equipment for steel to which the present invention is applied. This steel continuous casting equipment has a
浸漬ノズル１は、鋳型２内の溶鋼Ｌに浸漬され、その下端部に溶鋼吐出孔１７が形成されていて、この溶鋼流出孔１７から吐出流１８を鋳型短辺銅板１２に向けて溶鋼を吐出する。鋳型２内に注入された溶鋼Ｌは鋳型２内で冷却されて凝固シェル６を形成し、鋳型２内の溶鋼湯面７にはモールドパウダー８が添加される。
The
本発明の実施形態においては、浸漬ノズル１は、Ａｌ2Ｏ3付着防止機能を有する耐火物でその少なくとも一部分が構成される。図３の概略断面図に示す例では、スラグと接触するスラグライン部２４以外の全てをそのようなＡｌ2Ｏ3付着防止機能を有する耐火物２２で構成する（以下、「一体型」と呼ぶ）。また、図４の概略断面図に示す例では、スラグライン部２４以外の部分のうち、溶鋼が通流する溶鋼通流孔２５の周囲部分をＡｌ2Ｏ3付着防止機能を有する耐火物２２で構成し、その外側を母材耐火物（支持用耐火物）２３で構成する（以下、「内挿型」と呼ぶ）。この場合に、図５に示すようにＡｌ2Ｏ3付着防止機能を有する耐火物２２を下部のみに設けてもよい。また、図６に示すように、溶鋼流出孔１７の周囲部分にもＡｌ2Ｏ3付着防止機能を有する耐火物２２を配してもよい。さらに、図７の概略断面図に示す例では、Ａｌ2Ｏ3付着防止機能を有する耐火物２２を、母材耐火物２３の内壁表面側に分散させて、埋め込んで構成する（以下、「複層型」と呼ぶ）。
In the embodiment of the present invention, the
耐火物２２は、スピネル（ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3）および／またはマグネシアを含有する耐火物材料に、上記還元金属と、１０ｍａｓｓ％以上の炭素とを配合してなる。耐火物材料中に、スピネル（ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3）および／またはマグネシアを添加することにより、また、好ましくはこれらを適正な粒度とすることにより、連続鋳造開始と同時にＭｇガスを発生させるとともに、鋳造中の長時間にわたりＭｇガスの発生を持続させることが可能となる。また、炭素が１０ｍａｓｓ％以上配合されることにより、浸漬ノズル製造時に還元剤として作用する上記金属の酸化を防止して還元作用を有効に発揮させ、耐熱衝撃抵抗性を改善する。耐火物２２のスピネル（ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3）および／またはマグネシアの合計配合比率は２０ｍａｓｓ％以上９０ｍａｓｓ％未満、上記還元金属の配合比率が０．１〜１５ｍａｓｓ％、炭素の配合比率が１０〜５０ｍａｓｓ％であることが好ましい。また、耐火物２２において、スピネル（ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3）およびマグネシアのうち粒径が１ｍｍ以下のものを５ｍａｓｓ％以上、還元金属のうち粒径が５μｍ〜１ｍｍの範囲内にあるものを１ｍａｓｓ％以上含むことが好ましい。さらに、耐火物２２は、粒径が０．３ｍｍ以下のスピネル（ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3）を１ｍａｓｓ％以上含有することが好ましい。 The refractory 22 is formed by blending the reduced metal and 10 mass% or more of carbon with a refractory material containing spinel (MgO.Al 2 O 3 ) and / or magnesia. By adding spinel (MgO.Al 2 O 3 ) and / or magnesia to the refractory material, and preferably by setting these to an appropriate particle size, Mg gas is generated simultaneously with the start of continuous casting. It is possible to maintain the generation of Mg gas for a long time during casting. In addition, when 10 mass% or more of carbon is blended, the oxidation of the metal that acts as a reducing agent during the production of the immersion nozzle is prevented to effectively exert the reducing action, and the thermal shock resistance is improved. The total blending ratio of spinel (MgO.Al 2 O 3 ) and / or magnesia of the refractory 22 is 20 mass% or more and less than 90 mass%, the blending ratio of the reduced metal is 0.1 to 15 mass%, and the blending ratio of carbon is 10 to 10%. It is preferable that it is 50 mass%. Further, in the refractory 22, spinel (MgO · Al 2 O 3 ) and magnesia having a particle size of 1 mm or less are 5 mass% or more, and reduced metal having a particle size in the range of 5 μm to 1 mm is 1 mass. % Or more is preferable. Further, the refractory 22 preferably contains 1 mass% or more of spinel (MgO.Al 2 O 3 ) having a particle size of 0.3 mm or less.
耐火物２２は、耐火物材料として、スピネル（ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3）およびマグネシアの他、酸化物であるＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＣａＯ、ＴｉＯ2、および炭化物ＳｉＣ、ＺｒＣの中から１種以上を含有させてもよい。また、強度付与や耐酸化性の向上を目的にＳｉなどの金属や、Ｂ４ＣやＺｒＢ２などのホウ化物を添加してもよい。 As the refractory material, spinel (MgO.Al 2 O 3 ) and magnesia as well as oxides such as SiO 2 , Al 2 O 3 , ZrO 2 , CaO, TiO 2 , and carbide SiC and ZrC are used as the refractory material. You may contain 1 or more types from the inside. Further, a metal such as Si or a boride such as B 4 C or ZrB 2 may be added for the purpose of imparting strength or improving oxidation resistance.
上記において、スピネル原料やマグネシア原料としては、天然品、焼結品または電融品のいずれでも使用できる。炭素原料としては、天然黒鉛、ピッチまたはカーボンブラック等、連続鋳造用ノズルに一般的に使用される炭素原料を使用することができる。 In the above, as a spinel raw material or a magnesia raw material, any of a natural product, a sintered product, or an electromelted product can be used. As the carbon raw material, a carbon raw material generally used for a continuous casting nozzle, such as natural graphite, pitch, or carbon black, can be used.
本発明の浸漬ノズルの製造工程で、使用するバインダー、配合原料の混練方法、成形方法および焼成方法は、一般の連続鋳造用浸漬ノズルの製造時と同様にして行うことができ、例えば同時成形法および内装成形法を使用することができる。同時成形法は、例えばノズル本体およびスラグライン部用の耐火物原料と本発明の耐火物原料とを、それぞれ型枠の所定の位置に充填し、同時に成形加圧する方法である。内装成形法は、慣用の方法により予め製作されたノズル本体に本発明の耐火物原料を内装充填、あるいは流し込みする成形方法である。また、金属Ａｌ等の金属粉末が、非酸化性雰囲気での焼成時に、これと共存する炭素と反応して炭化物が生成するのを抑制するためには、その金属粉粒の粒度を調整することにより最小限に抑えることができる。その際、特にＡｌ４Ｃ３等吸湿性の強い炭化物の生成を防止するために、８００℃以下の温度で焼成してもよい。 In the manufacturing process of the immersion nozzle of the present invention, the binder to be used, the kneading method of the compounding raw material, the molding method and the firing method can be carried out in the same manner as in the production of a general immersion nozzle for continuous casting. And interior molding methods can be used. The simultaneous molding method is a method in which, for example, the refractory raw material for the nozzle body and the slag line portion and the refractory raw material of the present invention are respectively filled in predetermined positions of the mold and simultaneously molded and pressurized. The interior molding method is a molding method in which the refractory material of the present invention is internally filled or poured into a nozzle body that has been produced in advance by a conventional method. In order to prevent metal powders such as metal Al from reacting with the coexisting carbon during the firing in a non-oxidizing atmosphere and forming carbides, the particle size of the metal particles should be adjusted. Can be minimized. At that time, in order to prevent the formation of carbides having high hygroscopicity such as Al 4 C 3 in particular, firing may be performed at a temperature of 800 ° C. or less.
また、図４〜６に示した内装型ノズルを製造する場合には、内管である耐火物２２の厚さを２ｍｍ以上とすることが好ましい。その厚さが２ｍｍ未満であると、金属Ａｌ等とＭｇＯ成分との反応が長時間継続せず、Ａｌ２Ｏ３付着防止効果が小さいおそれがある。また、内管としての耐火物２２の強度が弱く、ノズル本体部分である母材耐火物（支持用耐火物）２３から剥離するおそれもある。 Moreover, when manufacturing the interior type nozzle shown to FIGS. 4-6, it is preferable that the thickness of the refractory 22 which is an inner pipe shall be 2 mm or more. If the thickness is less than 2 mm, the reaction between the metal Al and the MgO component does not continue for a long time, and the Al 2 O 3 adhesion preventing effect may be small. In addition, the strength of the refractory 22 as the inner pipe is weak, and there is a risk of peeling from the base material refractory (supporting refractory) 23 which is the nozzle body portion.
通常、鋼の連続鋳造用浸漬ノズルは、高温強度に優れたＡｌ2Ｏ3−黒鉛質耐火物やＡｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−黒鉛質耐火物が使用されることが多く、したがって、図４〜６に示す耐火物２２の外側の母材耐火物（支持用耐火物）２３としては、Ａｌ2Ｏ3−黒鉛質耐火物やＡｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−黒鉛質耐火物を用いることが好ましい。 Usually, the immersion nozzle for continuous casting of steel is often made of Al 2 O 3 —graphitic refractory or Al 2 O 3 —SiO 2 —graphitic refractory having excellent high-temperature strength. outer preform refractory refractory 22 as shown in 6 as the (support refractories) 23, Al 2 O 3 - graphite refractory or Al 2 O 3 -SiO 2 - be used graphite refractory preferable.
また、モールドパウダーと接触する範囲に設けられるスラグライン部２４としては、スラグに対する耐食性に優れる、例えばＺｒＯ2−黒鉛質耐火物等を用いればよい。本発明に係る浸漬ノズル１において、スラグライン部２４の設置は必ずしも必要ではないが、浸漬ノズル１の耐用性から設置した方が好ましい。
As the
以上のような浸漬ノズル１を用いた上記図２に示す連続鋳造設備により鋼の連続鋳造を行う際には、取鍋（図示せず）からタンディッシュ３内に注入された溶鋼Ｌを、スライディングノズル５で溶鋼流量を調整しながら、溶鋼流出孔１６を経由させ、浸漬ノズル１の溶鋼吐出孔１７から吐出流１８を鋳型短辺銅板１２に向けて鋳型２内に注入する。注入された溶鋼Ｌは鋳型２内で冷却されて凝固シェル６を形成し、鋳型２の下方に連続的に引き抜かれ鋳片となる。鋳造に際しては、鋳型２内の溶鋼湯面７上にはモールドパウダー８を添加する。
When performing continuous casting of steel using the continuous casting equipment shown in FIG. 2 using the
この場合に、溶鋼ＬはＡｌにより脱酸されたアルミキルド鋼である場合が多く、溶鋼中にＡｌ2Ｏ3粒子が懸濁しているが、以上のような浸漬ノズル１を用いることにより、Ａｌ2Ｏ3粒子の付着が防止される。
In this case, the molten steel L is often an aluminum-killed steel has been deoxidized by Al, but Al 2 O 3 particles in the molten steel is suspended, by using the
すなわち、本発明の実施形態の耐火物２２はスピネルおよびマグネシア中のＭｇＯが還元されてＭｇが発生し、このＭｇが浸漬ノズル１の内壁に到達し、溶鋼通流孔２５を通流する溶鋼Ｌのうち内壁面部分に存在する溶鋼中のＳと反応してその部分の溶鋼のＳ濃度が低くなり、内壁面から離れた溶鋼通流孔２５の中心側の溶鋼のＳ濃度が相対的に高くなって、溶鋼ＬとＡｌ2Ｏ3粒子との間の界面張力に差が生じ、この界面張力の差により溶鋼Ｌ中に懸濁しているＡｌ2Ｏ3は浸漬ノズル１の内壁面から離脱するように移動するので、浸漬ノズル１の内壁面でのＡｌ2Ｏ3付着層厚みの成長が抑制され、Ａｌ2Ｏ3によるノズル閉塞が防止される。その結果、鋳造可能時間を飛躍的に延長させることが可能となり、また、浸漬ノズル１の内壁でのＡｌ2Ｏ3粒子の付着・堆積による粗大化を防止することができるので、粗大化したＡｌ2Ｏ3の剥離に起因する鋳片の大型介在物を大幅に削減することができる。
That is, in the refractory 22 according to the embodiment of the present invention, MgO in spinel and magnesia is reduced to generate Mg, and this Mg reaches the inner wall of the
従来、上ノズル４、スライディングノズル５の固定板１３、浸漬ノズル１のいずれか、またはこれらの２箇所以上から、溶鋼流出孔１６内を流下する溶鋼Ｌ中にＡｌ2Ｏ3付着防止のためのＡｒガスを吹き込むことが行われているが、本発明に係る浸漬ノズル１を用いた場合には、上述のようにＡｌ2Ｏ3粒子がほとんど付着しないため、Ａｌ2Ｏ3付着防止のためのＡｒガスは吹き込む必要がない。仮に吹き込む場合にも極少量のＡｒガス吹き込みで十分である。
Conventionally, in order to prevent Al 2 O 3 from adhering to the molten steel L flowing down in the molten
なお、上記説明では鋳片断面が矩形型の鋳型２について説明したが、鋳片断面が円形の鋳型であっても本発明方法を使用することができる。さらに、連続鋳造機の個々の装置は上記に限るものではなく、例えば溶鋼流量調整装置としてスライディングノズル５の代わりにストッパーを用いてもよいように、その機能が同一であればどのような装置としてもよい。
In the above description, the
（実施例１）
上述の表２の試料Ｂ−５と同じ粒度のスピネル（ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3）、マグネシア、金属Ａｌ、および黒鉛を試料Ｂ−５と同一に配合したものを耐火物２２として用いて図５に示す内挿型の本発明の浸漬ノズルを製造した。
Example 1
5 using the same composition of spinel (MgO.Al 2 O 3 ), magnesia, metal Al, and graphite of the same particle size as sample B-5 in Table 2 as refractory 22 as shown in FIG. An immersion type nozzle of the present invention shown in FIG.
上記浸漬ノズルを製造するにあたり、耐火物２２の内挿張付け領域は、浸漬ノズル１の溶鋼通流孔２５の底面を含み、その上方部３００ｍｍ高さまでの内壁表層部の全周面とした。なお、外周部の母材耐火物２３はＡｌ2Ｏ3−黒鉛質の耐火物とした。また、比較のために、従来使用されているアルミナ−黒鉛質の浸漬ノズルを製造した。
In manufacturing the above immersion nozzle, the internal insertion region of the refractory 22 includes the bottom surface of the molten
図２に示す連続鋳造設備で、２ストランドを有するものを用い、一方のストランドに上記本発明の浸漬ノズルを用い、他方のストランドに従来品であるアルミナ−黒鉛質の浸漬ノズルを用い、連続鋳造を実施した。鋳造条件は、３００トン／ヒートの低炭素アルミキルド鋼を６ヒート連続鋳造した後、連続鋳造後に浸漬ノズルを回収して、スラグライン部の内壁に付着した付着物層の厚さを測定した。測定は鋳型の幅方向位置の２箇所とこれに直角方向の２箇所の計４箇所につき行い、４測定値の平均値を付着層厚さとした。なお、鋳造鋼種の低炭素アルミキルド鋼の化学成分は、Ｃ：０．０４〜０．０５ｍａｓｓ％、Ｓｉ：ｔｒ、Ｍｎ：０．１〜０．２ｍａｓｓ％、Ａｌ：０．０３〜０．０４ｍａｓｓ％、Ｓ：０．０１〜０．０２ｍａｓｓ％であり、スラブ幅は１２００ｍｍであった。鋳片引き抜き速度は２．２〜２．４ｍ／ｍｉｎであった。 The continuous casting equipment shown in FIG. 2 having two strands, one strand using the above-described immersion nozzle of the present invention, and the other strand using a conventional alumina-graphite immersion nozzle, continuous casting. Carried out. Casting conditions were as follows: 300 ton / heat low carbon aluminum killed steel was continuously cast for 6 heats, and then the immersion nozzle was collected after continuous casting, and the thickness of the deposit layer adhered to the inner wall of the slag line part was measured. The measurement was performed at a total of four locations, that is, two locations in the width direction of the mold and two locations perpendicular to the mold, and the average value of the four measured values was defined as the adhesion layer thickness. The chemical components of the low carbon aluminum killed steel of the cast steel type are C: 0.04 to 0.05 mass%, Si: tr, Mn: 0.1 to 0.2 mass%, Al: 0.03 to 0.04 mass%. , S: 0.01 to 0.02 mass%, and the slab width was 1200 mm. The slab drawing speed was 2.2 to 2.4 m / min.
試験の結果、本発明の浸漬ノズルにおいてはＡｌ２Ｏ３の付着層厚さが５〜１０ｍｍであったのに対し、比較のために用いた従来のアルミナ−黒鉛質の浸漬ノズルにおいては１５〜２５ｍｍであり、顕著な差が認められた。 As a result of the test, the thickness of the Al 2 O 3 adhesion layer in the immersion nozzle of the present invention was 5 to 10 mm, whereas in the conventional alumina-graphite immersion nozzle used for comparison, 15 to The difference was 25 mm.
（実施例２）
スピネル（ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3）およびマグネシアの配合比率が合計で７０ｍａｓｓ％、炭素の配合比率が２５ｍａｓｓ％、金属Ａｌの配合比率が５ｍａｓｓ％である配合比率の耐火物を、実施例１の場合と同様、図５に示す概略断面形状の内挿型の浸漬ノズル１の耐火物２２の部分に配置した本発明の範囲内の浸漬ノズルを製造した。なお、これら原料の粒度は上述の表２の試料Ｂ−１２と同じであった。
(Example 2)
In the case of Example 1, a refractory having a mixture ratio of spinel (MgO.Al 2 O 3 ) and magnesia in a total ratio of 70 mass%, a carbon mixture ratio of 25 mass%, and a metal Al mixture ratio of 5 mass% Similarly to the above, an immersion nozzle within the scope of the present invention, which was disposed in the portion of the refractory 22 of the
上記浸漬ノズルを製造するにあたり、耐火物２２の内挿張付け領域を、浸漬ノズル１の溶鋼通流孔２５の底面を含み、その上方部３００ｍｍ高さまでの内壁表層部の全周面とし、外周部の母材耐火物２３はＡｌ2Ｏ3−黒鉛質の耐火物とした。
In manufacturing the above immersion nozzle, the internal insertion region of the refractory 22 includes the bottom surface of the molten
上記浸漬ノズルを比較のためのアルミナ−黒鉛質の浸漬ノズルとともに、図２に示す連続鋳造設備に装着して実施例１と同様の条件にて連続鋳造を実施した。すなわち、３００トン／ヒートの実施例１と同様の組成の低炭素アルミキルド鋼をスラブ幅：１２００ｍｍ、鋳片引き抜き速度：２．２〜２．４ｍ／ｍｉｎで６ヒート連続鋳造した後、連続鋳造後に浸漬ノズルを回収して、スラグライン部の内壁に付着した付着物層の厚さを測定した。付着物の測定方法も実施例１と同様とし、付着物層の厚さは測定値範囲で評価した。 The above immersion nozzle was mounted on a continuous casting facility shown in FIG. 2 together with an alumina-graphite immersion nozzle for comparison, and continuous casting was performed under the same conditions as in Example 1. That is, 300 tons / heat of low carbon aluminum killed steel having the same composition as in Example 1 was continuously cast for 6 heats at a slab width of 1200 mm and a slab drawing speed of 2.2 to 2.4 m / min, and then after continuous casting. The immersion nozzle was collected, and the thickness of the deposit layer adhered to the inner wall of the slag line portion was measured. The method for measuring the deposit was also the same as in Example 1, and the thickness of the deposit was evaluated in the measured value range.
試験の結果、本発明の浸漬ノズルにおいてはＡｌ２Ｏ３の付着層厚さが３〜８ｍｍであったのに対し、比較のために用いた従来のアルミナ−黒鉛質の浸漬ノズルにおいては１５〜２５ｍｍであり、顕著な差が認められた。 As a result of the test, in the immersion nozzle of the present invention, the Al 2 O 3 adhesion layer thickness was 3 to 8 mm, whereas in the conventional alumina-graphite immersion nozzle used for comparison, 15 to The difference was 25 mm.
（実施例３）
スピネル（ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3）およびマグネシアが合計で７０ｍａｓｓ％、黒鉛が２５ｍａｓｓ％、金属Ａｌが５ｍａｓｓ％である配合比率の耐火物を、図５の複層型の浸漬ノズル１の耐火物２２として用い、母材耐火物２３の内壁表面側に分散させた状態で埋め込んで、本発明の範囲内の浸漬ノズルを製造した。なお、上記配合原料の粒度構成は、実施例２と同一とした。
(Example 3)
A refractory having a blending ratio of 70% by mass of spinel (MgO.Al 2 O 3 ) and magnesia, 25% by mass of graphite, and 5% by mass of metal Al, and the refractory 22 of the
この浸漬ノズルを製造するにあたり、耐火物２２の埋め込み領域を、浸漬ノズル１の溶鋼通流孔２５の底面を含み、その上方部３００ｍｍ高さまでの内壁表層部の全周面とし、また母材耐火物２３はＡｌ2Ｏ3−黒鉛質の耐火物とした。また、比較のために、従来使用されているアルミナ−黒鉛質の浸漬ノズルを製造した。
In manufacturing this immersion nozzle, the area where the refractory 22 is embedded includes the bottom surface of the molten
図２に示す連続鋳造設備で、２ストランドを有するものを用い、一方のストランドに上記本発明の範囲内の浸漬ノズルを用い、他方のストランドに従来品であるアルミナ−黒鉛質の浸漬ノズルを用い、連続鋳造を実施した。連続鋳造は、３００トン／ヒートの実施例１と同様の組成の低炭素アルミキルド鋼をスラブ幅：９５０〜１２００ｍｍ、鋳片引き抜き速度：２．２〜２．４ｍ／ｍｉｎで６ヒート連続鋳造した後、連続鋳造後に浸漬ノズルを回収して、スラグライン部の内壁に付着した付着物層の厚さを測定した。付着物の測定方法も実施例１と同様とし、付着物層の厚さは測定値範囲で評価した。 The continuous casting equipment shown in FIG. 2 having two strands is used. One strand uses an immersion nozzle within the scope of the present invention, and the other strand uses a conventional alumina-graphite immersion nozzle. Continuous casting was carried out. Continuous casting is performed after continuous casting of 300 tons / heat of a low carbon aluminum killed steel having the same composition as in Example 1 at a slab width of 950 to 1200 mm and a slab drawing speed of 2.2 to 2.4 m / min for 6 heats. The immersion nozzle was collected after continuous casting, and the thickness of the deposit layer adhered to the inner wall of the slag line portion was measured. The method for measuring the deposit was also the same as in Example 1, and the thickness of the deposit was evaluated in the measured value range.
試験の結果、本発明の浸漬ノズルにおいてはＡｌ２Ｏ３の付着層厚さが１０ｍｍ以下と非常に少なく、浸漬ノズル内壁面には凝固・付着した地金が全く観察されなかった。一方、比較のために用いた従来のアルミナ−黒鉛質の浸漬ノズルにおいてはＡｌ２Ｏ３の付着層厚さが１５〜２５ｍｍであり、浸漬ノズル内壁面に凝固・付着した地金も多かった。 As a result of the test, in the immersion nozzle of the present invention, the thickness of the Al 2 O 3 adhesion layer was as very small as 10 mm or less, and no solidified and adhered metal was observed on the inner wall surface of the immersion nozzle. On the other hand, in the conventional alumina-graphite immersion nozzle used for comparison, the thickness of the Al 2 O 3 adhesion layer was 15 to 25 mm, and there were many bullion solidified and adhered to the inner wall surface of the immersion nozzle.
本発明によれば、Ａｌ2Ｏ3による浸漬ノズルの閉塞を防止することが可能となり、鋳造可能時間を飛躍的に延長させることができると同時に、浸漬ノズル内壁から剥離する粗大化したＡｌ2Ｏ3に起因する鋳片の大型介在物性の欠陥、ならびに、浸漬ノズルの閉塞による鋳型内溶鋼の偏流に起因するモールドパウダー性の欠陥を大幅に削減することができ、工業上有益な効果がもたらされる。 According to the present invention, it becomes possible to prevent the immersion nozzle from being clogged with Al 2 O 3 , the casting time can be greatly extended, and at the same time, the coarse Al 2 O peeled off from the inner wall of the immersion nozzle. Defects of large inclusions in the slab due to 3 and mold powder defects due to the drift of molten steel in the mold due to clogging of the immersion nozzle can be greatly reduced, resulting in an industrially beneficial effect. .
１ 浸漬ノズル
２ 鋳型
３ タンディッシュ
４ 上ノズル
５ スライディングノズル
６ 凝固シェル
８ モールドパウダー
１７ 溶鋼吐出孔
２２ Ａｌ2Ｏ3付着防止機能を有する耐火物
２３ 母材耐火物（支持用耐火物）
２４ スラグライン部
２５ 溶鋼通流孔
Ｌ 溶鋼
DESCRIPTION OF
24
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