JP4371871B2 - Immersion nozzle for continuous casting - Google Patents
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Description
本発明は、連続鋳造を用いて鋳型に溶鋼を注湯する。この溶鋼を凝固させて鋳片を製造する際に、鋳型内に溶鋼を注湯する浸漬ノズルに介在物が付着して、ノズル詰まりやノズル閉塞を生じるのを抑制して鋳片の品質向上や鋳造の安定化を図ることができる連続鋳造用浸漬ノズルに関するものである。 In the present invention, molten steel is poured into a mold using continuous casting. When this molten steel is solidified to produce a slab, it is possible to improve the quality of the slab by suppressing inclusions from adhering to the immersion nozzle for pouring the molten steel into the mold and causing nozzle clogging and nozzle clogging. The present invention relates to an immersion nozzle for continuous casting that can stabilize casting.
従来、連続鋳造においては、浸漬ノズルを使用して鋳型内に溶鋼を供給し、凝固させながらピンチロールで所定の速度で引き抜く方法により鋳片を製造している。この浸漬ノズルを使用して鋳型内に溶鋼を注湯する場合、浸漬ノズルの内壁、特に、吐出口近傍にＡｌ2 Ｏ3 系の介在物が付着、堆積することにより、ノズル詰まり、極端な場合にはノズル閉塞を招いていた。そこで、介在物が付着する要因が耐火物中の炭素、シリカ成分が関与している理由から、例えば実公平７−１８４６７号公報（特許文献１）に記載するように、周方向、あるいは縦方向に目地を配置して炭素を含有しない、例えばアルミナ、シリカ、ジルコン系などの耐火物を内張りするか、または、特開平３−２４３２５８号公報（特許文献２）に記載するように、炭素を含まず、ＳｉＯ2 の含有量が５質量％以下のＡｌ3 Ｏ3 系、ＭｇＯ系、ＺｒＯ2 系等の耐火物を浸漬ノズルの吐出口近傍に内張りし、耐火物中の炭素やＳｉＯ2 成分が溶鋼中のＡｌ成分と反応して生成する網目状のＡｌ2 Ｏ3 系介在物の付着、堆積を抑制することが行われており、かなりの効果が得られている。 Conventionally, in continuous casting, a slab is manufactured by a method in which molten steel is supplied into a mold using an immersion nozzle and pulled at a predetermined speed with a pinch roll while solidifying. When pouring molten steel into the mold using this immersion nozzle, the nozzle clogged due to adhesion and deposition of Al 2 O 3 inclusions on the inner wall of the immersion nozzle, especially in the vicinity of the discharge port. Had a nozzle blockage. Therefore, for the reason that inclusions adhere to the carbon and silica components in the refractory, as described in, for example, Japanese Utility Model Publication No. 7-18467 (Patent Document 1), the circumferential direction or the vertical direction Place a joint on the refractory such as alumina, silica, zircon or the like, or line up with carbon as described in JP-A-3-243258 (Patent Document 2). First, a refractory material such as Al 3 O 3 system, MgO system, ZrO 2 system or the like having a SiO 2 content of 5% by mass or less is lined near the discharge port of the immersion nozzle so that the carbon and SiO 2 component in the refractory material Adhesion and deposition of network-like Al 2 O 3 -based inclusions generated by reaction with Al components in molten steel are suppressed, and a considerable effect is obtained.
しかしながら、低シリカ、カーボンレス耐火物であっても、脱酸などにより溶鋼中に生成したＡｌ2 Ｏ3 系介在物が吐出口近傍に付着したり、浸漬ノズルの放熱による溶鋼の温度低下に伴って稼動面に地金が付着し、この地金が付随して、前記Ａｌ2 Ｏ3 系介在物が付着し、吐出口の詰まり、およびこの吐出口の詰まりに起因した溶鋼の吐出流の偏流を生じ、鋳片の表面欠陥や内部欠陥が発生する。
さらに、浸漬ノズルの詰まり防止方法として、浸漬ノズルに、例えば特開昭６３−１３２７５５号公報（特許文献３）に記載するように、浸漬ノズルの内壁および／または吐出口にＣａＯを５０〜１００質量％を含有する石灰質耐火物を所定の厚みでコーティングすることにより、生成したＡｌ2 Ｏ3 系介在物をＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 系の低融点化合物にして浸漬ノズルの内壁面から洗い流すことにより、吐出口の詰まりや閉塞を防止する。
However, even with low-silica, carbonless refractories, Al 2 O 3 inclusions generated in the molten steel due to deoxidation adhere to the vicinity of the discharge port, or as the temperature of the molten steel decreases due to heat dissipation from the immersion nozzle Then, the metal is attached to the working surface, the metal is attached, the Al 2 O 3 inclusion is attached, the discharge port is clogged, and the discharge flow of the molten steel caused by the clogging of the discharge port This causes slab surface defects and internal defects.
Further, as a method for preventing clogging of the immersion nozzle, 50 to 100 mass of CaO is applied to the inner wall and / or the discharge port of the immersion nozzle as described in, for example, JP-A-63-132755 (Patent Document 3). By coating the produced Al 2 O 3 inclusions with a low melting point compound of CaO-Al 2 O 3 system from the inner wall surface of the immersion nozzle by coating with a predetermined thickness of calcareous refractory containing Prevents clogging and blockage of the discharge port.
また、特開平５−２８５６１２号公報（特許文献４）に記載するように、浸漬ノズルの内壁に、ＣａＯを２〜４０質量％とＳｉＯ2 の含有量が１質量％未満であるアルミナクリンカー、スピネルクリンカー、マグネシアクリンカーの１種以上を含有し、炭素濃度を１質量％以下からなる内装体を装着し、溶鋼のカーボンピックアップの抑制と、溶鋼中に含まれるＡｌ成分や脱酸生成物であるＡｌ2 Ｏ3 系介在物のＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 系の低融点化合物化を図りながら低ＣａＯ成分により耐溶損性を高めてノズル詰まりや閉塞を抑制し、鋳造の安定化、鋳片品質の向上を図ることが行われている。 Moreover, as described in JP-A-5-285612 (Patent Document 4), an alumina clinker or spinel having 2 to 40% by mass of CaO and less than 1% by mass of SiO 2 is formed on the inner wall of the immersion nozzle. It contains one or more types of clinker and magnesia clinker, and is equipped with an interior body having a carbon concentration of 1% by mass or less, suppressing carbon pickup of molten steel, and Al components and deoxidation products contained in molten steel. 2 while achieving O 3 inclusions CaO-Al 2 O 3 based low-melting compounds of the increase the melting loss resistance by low CaO component suppressing nozzle clogging or blockage, stabilization of the casting, the improvement of slab quality It has been done.
しかし、前記特許文献３に記載するように、浸漬ノズルでは、溶鋼中に含まれるＡｌ成分や脱酸生成物であるＡｌ2 Ｏ3 介在物と内装体を形成する耐火物中のＣａＯ成分が反応してＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 系の低融点化合物を形成して溶融するため、特に吐出口において耐火物の溶損が加速されて大きくなる。溶損が大きな耐火物は浸漬ノズルの構造が複雑な吐出口に使用することができない。このように、溶損の大きな耐火物は、内装体が長時間の鋳造に耐えない問題がある。さらに、内装体の溶損の大きな耐火物を使用する場合には、溶融したＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 系の低融点化合物が鋳型内で凝固しつつある溶鋼中に混入し、鋳片の介在物欠陥の要因となり、鋳片の品質を阻害する。 However, as described in Patent Document 3, in the immersion nozzle, the Al component contained in the molten steel and the Al 2 O 3 inclusion which is a deoxidation product react with the CaO component in the refractory forming the interior body. Then, since the CaO—Al 2 O 3 -based low melting point compound is formed and melted, the refractory melt damage is accelerated particularly at the discharge port. A refractory with a large melting loss cannot be used for a discharge port having a complicated structure of the immersion nozzle. As described above, the refractory having a large melting loss has a problem that the interior body cannot withstand casting for a long time. Furthermore, when using a refractory with a large melting loss of the interior body, molten CaO—Al 2 O 3 -based low melting point compound is mixed in the molten steel solidifying in the mold, and inclusions in the slab It becomes a cause of defects and impairs the quality of the slab.
また、特許文献４に記載する浸漬ノズルでは、浸漬ノズルの内装体に含まれるＣａＯ成分が溶鋼中に含まれるＡｌ成分や脱酸生成物であるＡｌ2 Ｏ3 介在物のＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 系の低融点化合物化を形成することを意図したものであるため、低ＣａＯ成分の耐火物であっても内装体を構成する耐火物からＣａＯ成分が溶出して溶損が起こることを解消できない。一方、溶損を抑制するために、低ＣａＯ成分組成にすると、前述したカーボンレス耐火物と同様に、Ａｌ2 Ｏ3 系介在物や地金の付着が発生し、吐出口の詰まり、およびこの吐出口の詰まりに起因した溶鋼の吐出流の偏流を生じ、鋳片の表面欠陥や内部欠陥が発生するという問題を解消することが出来ない。
Moreover, in the immersion nozzle described in
上述のような問題を解消するために、発明者らは鋭意開発を進めた結果、浸漬ノズルに従来から使用されているカーボンレス耐火物において、溶鋼と耐火物成分の反応による炭素ピックアップの抑制、Ａｌ2 Ｏ3 介在物の生成抑制効果が良好であり、耐火物そのものが耐溶損性に優れており、吐出口などの複雑な構造部位の材質として最適であることに着目し、この特性を発現しつつ、溶鋼の温度低下や脱酸生成物のＡｌ2 Ｏ3 介在物の付着を抑制することが実現できれば本来のカーボンレス耐火物の機能を極限に発現することができると共に、ドロマイトクリンカーを配合した耐火物からなる内装体と組み合わせることにより、Ａｌ2 Ｏ3 介在物の低融点化による融液層の生成によりノズル詰まりや閉塞を確実に防止でき、安定した連続鋳造を行うことが可能であることを知見し、この知見により達成できたことにある。 In order to solve the problems as described above, the inventors have intensively developed, and as a result, in carbonless refractories conventionally used for immersion nozzles, suppression of carbon pickup due to reaction between molten steel and refractory components, The effect of suppressing the formation of Al 2 O 3 inclusions is good, and the refractory itself has excellent resistance to erosion, making it an ideal material for complex structural parts such as discharge ports. However, if it is possible to suppress the temperature drop of molten steel and adhesion of Al 2 O 3 inclusions of deoxidation products, the original carbonless refractory function can be fully expressed and dolomite clinker is blended by combining the inner body consisting of the refractory, Al 2 O 3 can be reliably prevented nozzle clogging or blockage by formation of the melt layer with a low melting point of the inclusions, stable continuous casting And finding that it is possible to carry out is to have achieved this finding.
その発明の要旨とするところは、
（１）溶鋼を鋳型に注湯する連続鋳造用浸漬ノズルにおいて、前記浸漬ノズルの吐出口を含めた内孔の少なくとも一部に炭素含有量が１０質量％以下、または炭素含有量が１０質量％以下で、かつＳｉＯ2 含有量が１０質量％以下からなるカーボンレス耐火物の内装体を設け、さらに、前記内装体の上部に、ドロマイトクリンカーを６０質量％以上配合した耐火物で該耐火物に含まれるＣａＯを２５〜６５質量％、ＭｇＯを２５〜７０質量％とを含有する内装体を設けてなることを特徴とする連続鋳造用浸漬ノズル。
The gist of the invention is that
(1) In the continuous casting immersion nozzle for pouring molten steel into the mold, the carbon content is 10 mass% or less in the inner hole including the discharge port of the immersion nozzle or the carbon content is 10 mass%. hereinafter, and provided interior of carbonless refractory SiO 2 content of 10 wt% or less, furthermore, the upper part of the inner body, the refractory material in refractories blended with dolomite clinker 60 wt% or more An immersion nozzle for continuous casting, comprising an inner body containing 25 to 65 mass% of CaO and 25 to 70 mass% of MgO.
（２）前記（１）に記載のドロマイトクリンカーを配合した耐火物の炭素濃度が１０質量％以下であることを特徴とする連続鋳造用浸漬ノズル。
（３）カーボンレス耐火物とドロマイトクリンカーを配合した耐火物の間にＭｇＯを含有するモルタルを介して装着していることを特徴とする前記（１）または（２）に記載の連続鋳造用浸漬ノズルにある。
( 2 ) An immersion nozzle for continuous casting, wherein the refractory blended with the dolomite clinker according to (1) has a carbon concentration of 10% by mass or less.
( 3 ) Immersion for continuous casting according to (1) or (2) above, wherein the mortar containing MgO is mounted between a refractory compounded with a carbonless refractory and a dolomite clinker. In the nozzle.
以上述べたように、本発明により溶鋼に含まれるＡｌや脱酸生成物であるＡｌ2 Ｏ3 を予めドロマイト内装体に含まれるＣａＯと反応せしめて、Ａｌ2 Ｏ3 −ＣａＯ系の低融点化合物にするので、ノズルの内壁面への介在物の付着や堆積を防止することができ、ノズル詰まりや閉塞を防止することができる。また、浸漬ノズルを用いた溶鋼の鋳造において、最も重要な吐出口の形状を安定して維持しながらノズル詰まりや閉塞を防止して鋳造を安定化でき、鋳片の品質の向上や鋳造の生産性を高めることができる。さらには、耐溶損性、強度などに応じて耐火物を張り分け、かつそれぞれの機能を発現することにより、Ａｌ2 Ｏ3 系介在物や地金付着、堆積を抑制できる。その結果、浸漬ノズルの筒部から吐出口の全体にわたって使用が可能になり、ノズル全体のＡｌ2 Ｏ3 系介在物や地金付着の対応が可能になる等極めて優れた効果を奏するものである。 As described above, the Al 2 O 3 -CaO-based low melting point compound obtained by reacting Al contained in molten steel and Al 2 O 3 which is a deoxidation product with CaO contained in the dolomite interior body in advance according to the present invention. Therefore, inclusions and deposits on the inner wall surface of the nozzle can be prevented, and nozzle clogging and blockage can be prevented. In addition, in casting molten steel using an immersion nozzle, it is possible to stabilize the casting by preventing nozzle clogging and clogging while maintaining the most important discharge port shape, improving the quality of the slab and producing the casting. Can increase the sex. Furthermore, by arranging the refractories according to the melt resistance, strength, and the like and expressing their functions, adhesion of Al 2 O 3 inclusions, bullion and deposition can be suppressed. As a result, it can be used from the cylindrical portion of the submerged nozzle to the entire discharge port, and has excellent effects such as being able to cope with Al 2 O 3 inclusions and ingot adhesion of the entire nozzle. .
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明は、浸漬ノズルの内壁と吐出口近傍に内装する内装体について、強度、および耐溶損性が必要な吐出口にカーボンレス耐火物を内装し、その上方の内壁に、ドロマイトクリンカーを配合した耐火物中に含まれるＣａＯを２５〜６５質量％、ＭｇＯを２５〜７０質量％とを主成分とする内装体を配置したことにある。そして、浸漬ノズルを介して溶鋼を鋳型に注湯する際に、溶鋼中に含まれるＡｌ成分や脱酸生成物であるＡｌ2 Ｏ3 介在物とドロマイト耐火物中のＣａＯ成分を反応させ、稼動面にＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 系の低融点化合物化からなる融液層を形成する。この溶融したＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 系の低融点化合物化を筒内を下降する溶鋼流によって洗い流されてカーボンレス耐火物を内張りした吐出口近傍に流下する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In the present invention, the interior body installed in the vicinity of the inner wall and the discharge port of the immersion nozzle is provided with a carbonless refractory at the discharge port that requires strength and erosion resistance, and dolomite clinker is blended on the upper inner wall. There exists in having arrange | positioned the interior body which has 25-65 mass% of CaO contained in a refractory, and 25-70 mass% of MgO as a main component. And when pouring the molten steel into the mold through the immersion nozzle, the Al component contained in the molten steel and the Al 2 O 3 inclusions, which are deoxidation products, react with the CaO component in the dolomite refractory. A melt layer made of CaO—Al 2 O 3 based low melting point compound is formed on the surface. The melted CaO—Al 2 O 3 based low melting point compound is washed away by the molten steel flow descending in the cylinder and flows down to the vicinity of the discharge port lined with the carbonless refractory.
この時点では、ほとんどのＡｌ2 Ｏ3 介在物は低融点の化合物に改質されており、しかも、融液化しているので、カーボンレス耐火物の稼動面に付着、堆積することなく鋳型内に流下する。当然、カーボンレス耐火物の稼動面においてもＡｌ2 Ｏ3 介在物生成の抑制、炭素ピックアップの抑制作用が発現され、溶鋼中のＡｌ成分と耐火物との反応によるＡｌ2 Ｏ3 介在物の生成もさらに抑制される。また、ドロマイト耐火物は、前述したように、その稼動面にＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 系の低融点化合物化からなる融液層を形成し、Ａｌ2 Ｏ3 介在物や地金付着、堆積を抑制し、同時に、ドロマイトクリンカー中のＭｇＯ粒が融液層の背面に析出して、すなわちＭｇＯリッチ層ができ、相反する浸漬ノズルの耐溶損性を向上するという優れた作用を発現することができる。ここでＭgＯリッチ層とは、本発明者らが新たに知見した現象であり、連続鋳造ノズルの少なくとも溶鋼と接触する部位の耐火物としてＣａＯを含むドロマイトクリンカーを使用した場合、溶鋼と接触中にドロマイトクリンカー中のＣａＯは付着した溶鋼中Ａｌ2 Ｏ3と反応して消費されるが、ドロマイトクリンカー中のＭｇＯは溶鋼と接触している稼動面に残留して濃縮し、ＭｇＯ含有量が５０％以上のＭｇＯがリッチな層を形成する。この層をＭｇＯリッチ層と称し、この層が形成されることによって耐食性、耐溶損性が改善される。 At this point, most Al 2 O 3 inclusions have been modified to low melting point compounds, and since they are melted, they do not adhere to and accumulate on the working surfaces of carbonless refractories. Flow down. Naturally, in the operation of carbonless refractories, the production of Al 2 O 3 inclusions is suppressed, and the action of suppressing carbon pickup is manifested, and the production of Al 2 O 3 inclusions is caused by the reaction between the Al component in the molten steel and the refractory. Is further suppressed. In addition, as described above, the dolomite refractory forms a melt layer made of CaO—Al 2 O 3 based low melting point compound on its operating surface, and adheres and deposits Al 2 O 3 inclusions and metal. At the same time, MgO particles in the dolomite clinker are deposited on the back surface of the melt layer, that is, an MgO-rich layer is formed, and an excellent effect of improving the resistance to erosion of the conflicting immersion nozzle can be exhibited. . Here, the MgO rich layer is a phenomenon newly found by the present inventors, and when a dolomite clinker containing CaO is used as a refractory at least in a portion of the continuous casting nozzle that comes into contact with the molten steel, the MgO rich layer is in contact with the molten steel. CaO in the dolomite clinker is consumed by reacting with Al 2 O 3 in the adhered molten steel, but MgO in the dolomite clinker remains on the working surface in contact with the molten steel and concentrates, and the MgO content is 50%. The above MgO rich layer is formed. This layer is referred to as an MgO-rich layer, and the formation of this layer improves the corrosion resistance and the erosion resistance.
また、吐出口の近傍に内張りしたカーボンレス耐火物は、逆に、溶鋼中に含まれるＡｌ成分や脱酸生成物であるＡｌ2 Ｏ3 介在物と浸漬ノズル本体に含まれる成分との反応（特に、炭素、珪素）を抑制し、しかも、耐火物そのものが耐溶損性に優れているため、過酷で複雑な吐出口近傍の内張りであっても、その構造を維持することができ、溶鋼の鋳造過程におけるノズル吐出口の形状をも安定して維持することができるので、偏流のない良好な吐出流を形成することができる。 Also, the carbonless refractory lined in the vicinity of the discharge port, on the contrary, reacts with Al components contained in the molten steel and Al 2 O 3 inclusions which are deoxidation products and components contained in the submerged nozzle body ( In particular, since carbon and silicon are suppressed, and the refractory itself is excellent in resistance to erosion, the structure can be maintained even in a harsh and complicated lining near the discharge port. Since the shape of the nozzle discharge port in the casting process can be stably maintained, a good discharge flow without uneven flow can be formed.
さらに、吐出口近傍とその上部にドロマイト内装体を組み合わせることで、浸漬ノズル全体の介在物や地金の付着、堆積を抑制し、詰まりや閉塞に起因する鋳造上の問題を解消することができる。ここで、浸漬ノズルに内装するカーボンレス耐火物の炭素濃度が１０質量％を超えると、耐火物中の炭素成分が酸化され、ＳｉＯ2 成分も酸化されてＳｉＯガスとなり、溶鋼中のＡｌと反応し、網目状のＡｌ2 Ｏ3 の生成を招いたり、特に、炭素成分は、溶鋼中の炭素のピックアップを生じて極低炭素鋼の溶製に支障となる。 Furthermore, by combining the dolomite interior body in the vicinity of the discharge port and the upper part thereof, it is possible to suppress the adhesion and accumulation of inclusions and bullion of the entire immersion nozzle, and to solve the casting problems caused by clogging and blockage. . Here, when the carbon concentration of the carbonless refractory housed in the immersion nozzle exceeds 10% by mass, the carbon component in the refractory is oxidized and the SiO 2 component is also oxidized to become SiO gas, which reacts with Al in the molten steel. However, the formation of mesh-like Al 2 O 3 is caused, and in particular, the carbon component causes the pickup of carbon in the molten steel, which hinders the melting of the ultra-low carbon steel.
ドロマイト耐火物の組成において、ＣａＯの含有量が２５質量％未満（ＭｇＯで言うと７０質量％を超える場合）になると、溶鋼中のＡｌ、あるいは脱酸生成物であるＡｌ2 Ｏ3 介在物と反応するＣａＯ成分が不足し、稼動面にＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 系の低融点化合物の形成が悪くなり、ノズル詰まりや閉塞を生じる。一方、ＣａＯ含有量が６５質量％を超えると（ＭｇＯで言うと２５質量％未満の場合）と溶鋼中のＡｌ、あるいは脱酸生成物であるＡｌ2 Ｏ3 介在物と耐火物中のＣａＯ成分が反応して稼動面に融液層が形成されて、溶鋼流により流下する際に、稼動面から背面側に後退しながら形成される耐溶損性に優れたＭｇＯリッチ層の生成が悪くなって耐火物の溶損が大きくなる。その結果、浸漬ノズルの寿命の低下、過剰に生成した低融点化合物であるＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 系の酸化物が溶鋼中に混入し、その一部が鋳片に残留して鋳片の品質を阻害することになる。 In the composition of dolomite refractory, when the CaO content is less than 25% by mass (in the case of MgO exceeding 70% by mass), Al in the molten steel or Al 2 O 3 inclusions which are deoxidation products The reacting CaO component is insufficient, and the formation of a CaO—Al 2 O 3 low melting point compound on the operating surface is deteriorated, resulting in nozzle clogging and blockage. On the other hand, when the CaO content exceeds 65% by mass (when MgO is less than 25% by mass), Al in the molten steel or Al 2 O 3 inclusions which are deoxidation products and CaO components in the refractory Reacts to form a melt layer on the working surface, and when flowing down by the molten steel flow, the formation of an MgO-rich layer with excellent resistance to erosion formed while retreating from the working surface to the back side becomes worse. The refractory melts more. As a result, the life of the immersion nozzle is reduced, the CaO-Al 2 O 3 oxide, which is an excessively generated low melting point compound, is mixed in the molten steel, and part of the oxide remains in the slab and the quality of the slab Will be inhibited.
上記の理由から、ドロマイト耐火物を構成する耐火材料として少なくとも６０質量％のドロマイトクリンカーを配合することにより、耐火物を構成するＣａＯ群の中にＭｇＯが存在するため、稼動面におけるＡｌの酸化、あるいは脱酸生成物であるＡｌ2 Ｏ3 介在物の浸潤により稼動面にＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 系の低融点化合物の融液層を形成し、付着、堆積を抑制すると共に、融液層、およびその近傍のＭｇＯ粒子が稼動面の融液層から後退するようにして背面（融液層の背面）にＭｇＯリッチ層を形成することができる。この作用は、ＣａＯ群の中にＭｇＯが存在するドロマイトクリンカーを使用することにより発現することが可能になる。ドロマイトクリンカーの配合量が６０質量％未満では、前記稼動面で起きる融液層の形成とその背面にＭｇＯリッチ層を生成することができず、結果として、浸漬ノズルの溶損による寿命の低下やノズル詰まり、閉塞などの問題が生じることになる。 For the above reasons, by blending at least 60% by mass of dolomite clinker as a refractory material constituting the dolomite refractory, since MgO is present in the CaO group constituting the refractory, oxidation of Al on the operation surface, Alternatively, a melt layer of a CaO—Al 2 O 3 based low melting point compound is formed on the working surface by infiltration of Al 2 O 3 inclusions which are deoxidation products, and while suppressing adhesion and deposition, the melt layer, An MgO rich layer can be formed on the back surface (back surface of the melt layer) so that MgO particles in the vicinity thereof recede from the melt layer on the working surface. This effect can be expressed by using a dolomite clinker in which MgO is present in the CaO group. If the blending amount of dolomite clinker is less than 60% by mass, formation of the melt layer occurring on the working surface and formation of the MgO rich layer on the back surface cannot be performed. Problems such as nozzle clogging and blockage will occur.
ドロマイト耐火物に含まれる炭素は、タール、ピッチ、結合剤であるフェノール樹脂などからの炭素であり、その濃度は１０質量％以下にすることにより、ドロマイト耐火物の骨材の結合を良好にして耐火物強度の担保と、過剰な炭素による溶鋼の炭素ピックアップを抑制することができる。この理由から、炭素濃度は、０．５〜６質量％にするとより好ましい。また、炭素レス耐火物は、アルミナ質、ジルコニア質、ＭｇＯ質など一般に使用されている耐火物を使用でき、炭素の含有量及びシリカの含有量は１０質量％以下にしており、これ等の成分は、好ましくは５質量％以下、より好ましくは１質量％以下にすると良い。 Carbon contained in dolomite refractory is carbon from tar, pitch, binder phenol resin, etc., and its concentration is 10% by mass or less to improve the bonding of aggregate of dolomite refractory. Security of refractory strength and carbon pickup of molten steel due to excess carbon can be suppressed. For this reason, the carbon concentration is more preferably 0.5 to 6% by mass. Carbon-less refractories can use refractories generally used such as alumina, zirconia, and MgO, and the carbon content and silica content are 10% by mass or less. Is preferably 5% by mass or less, more preferably 1% by mass or less.
以下、本発明について図面に従って説明する。
図１は、本発明に係る内装体を装着した浸漬ノズルの断面図である。図１において、浸漬ノズル１は、アルミナグラファイト質からなる筒状体２からなり、この筒状体２の下方には左右対称に構成した吐出口４が穿孔されている。そして、浸漬部となる、この吐出口４、およびその上方側には、内側に炭素含有量が１０質量％以下からなるカーボンレス耐火物からなる１０ｍｍの厚さのカーボンレス耐火物内装体５が図示しない目地を介して内張りされている。さらに、カーボンレス耐火物からなる内装体５の上方には、ドロマイトクリンカーを配合した耐火物であって、その耐火物に含まれるＣａＯを２５〜６５質量％、ＭｇＯが２５〜７０質量％とを主成分とする厚みが１０ｍｍのドロマイト質内装体６が図示しない空目地を介して装着されている。その内径Ｄは７０ｍｍのものを形成する。なお、符号３は、底部を示す。
The present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view of an immersion nozzle equipped with an interior body according to the present invention. In FIG. 1, the
図２は、本発明に係る浸漬ノズルを用いる連続鋳造装置の一部概略図である。この図に示すように、連続鋳造装置７は溶鋼８を図示しない取鍋から注湯して溜めるタンディッシュ９とタンディッシュ９の下部に取り付けられた浸漬ノズル１を設けている。そして、このような構成された浸漬ノズル１は、１０００〜１２００℃の温度で予熱され、その直後に、タンディッシュ９に設けられたスライディングノズル装置の下に取り付けられる。
FIG. 2 is a partial schematic view of a continuous casting apparatus using an immersion nozzle according to the present invention. As shown in this figure, the
そして、タンディッシュ９から１５３０〜１５７０℃の溶鋼がスライディングノズルを開操作することにより、溶鋼の注湯が開始され、溶鋼が浸漬ノズル１の筒状体２を加熱しながら、流下して吐出口４から鋳型１０内に流出する。鋳型１０内では、通常の連続鋳造と同様に、鋳型１０による溶鋼８の冷却と、その下方に配置された鋳片の支持セグメントに布設し二次冷却水ノズルからの散水による冷却により、溶鋼８を凝固させて凝固シェル１１を形成しながら鋳片１２として連続して引き抜きが行われる。符号１３はパウダーを示す。
Then, the molten steel of 1530 to 1570 ° C. from the tundish 9 opens the sliding nozzle to start pouring of the molten steel, and the molten steel flows down while heating the
ここで、浸漬ノズル１の筒状体２の内部を流下し、吐出口４から鋳型１０内に注湯される溶鋼中には、成分として含有されるＡｌ、あるいは脱酸生成物であるＡｌ2 Ｏ3 系酸化物が存在し、Ａｌ成分が酸化されて生成したＡｌ2 Ｏ3 系酸化物、脱酸生成物であるＡｌ2 Ｏ3 系酸化物からなるＡｌ2 Ｏ3 系介在物が浸漬ノズル１の溶鋼との接触面である稼動面に付着、堆積する。しかし、本発明では、浸漬ノズル１の稼動面が最初に溶鋼と接触する部位に、ドロマイト質からなる耐火物のドロマイト質内装体６を内張りしているので、溶鋼中のＡｌ2 Ｏ3 系の酸化物とドロマイト質内装体６に含まれるＣａＯ成分が反応して低融点化合物を生成し、その稼動面に僅か数十μの融液層を形成し、稼動面からＡｌ2 Ｏ3 系介在物を溶鋼の流れに随伴して除去し、介在物や地金の付着、堆積を防止することができる。
Here, in the molten steel flowing down through the
しかも、融液層の背面に融液層に存在するＭｇＯ成分（粒子）が後退するようにして融液層の背面に耐溶損性に優れたＭｇＯリッチ層を形成する。この際に稼動面には、このリッチ層の粒子間をＣａＯ成分が拡散して稼動面でのＡｌ2 Ｏ3 系の酸化物とＣａＯ成分の反応による低融点化合物を生成および融液層の生成を持続することができる。このように、ドロマイト耐火物のドロマイト質内装体６を溶鋼と最初に接する部位に内張りしているので、溶鋼成分と耐火物に含まれる炭素成分や珪酸成分の反応を抑制して溶鋼中のＡｌ成分の酸化反応に起因するＡｌ2 Ｏ3 系介在物の生成を抑制することによって表面にＡｌ2 Ｏ3 系介在物や地金の付着や堆積を抑制するメカニズムであるカーボンレス耐火物からなる内装体５を通過するＡｌ2 Ｏ3 介在物は、予め低融点化合物を形成し、融液化しているので、カーボンレス耐火物内装体５の通過時にカーボンレス耐火物内装体５の稼動面に付着するのを防止することができる。
In addition, an MgO-rich layer having excellent resistance to melting damage is formed on the back surface of the melt layer so that the MgO component (particles) present in the melt layer is retracted on the back surface of the melt layer. At this time, the CaO component diffuses between the particles of the rich layer on the working surface to generate a low melting point compound by the reaction of the Al 2 O 3 oxide and the CaO component on the working surface, and the formation of the melt layer. Can last. Thus, since the dolomite
そして、浸漬ノズル１の内装体を機能に応じて適材適所、すなわち、吐出口は角度、開口面を安定して置く必要からカーボンレス耐火物内装体５を内張りし、浸漬ノズルの上部はドロマイト耐火物を使用して最適位置での内張りをすることにより、Ａｌ2 Ｏ3 系の酸化物の低融点化、再生成の抑制を組み合わせた相乗作用により難付着のノズル詰まりの無い浸漬ノズルを提供することが出来るものである。
The inner body of the
さらに、ドロマイト耐火物のドロマイト質内装体６は、強度が弱く、膨張特性が大きくなるために、吐出口４に内装するには異常溶損やスポーリングなどにより欠損する場合があり、この場合に吐出口４の内径が変動し、この結果、吐出流の偏流を招き、鋳造が不安定になり鋳片の品質が低下する。しかし、この吐出口４部では溶鋼成分と反応せず、かつ、耐溶損性、高強度のカーボンレス耐火物内装体５を適用することにより、長時間の鋳造に十分対応することができ、ノズルの寿命を向上して安定鋳造を可能にし、鋳片の品質向上、生産性の向上が達成できる。
Furthermore, since the dolomite
以下、本発明について実施例によって具体的に説明する。
図３は、従来例と本発明例のノズル詰まり指数との関係を示す図である。この図に示す従来例１は、アルミナ・グラファイト質の耐火物（ＡＧ質）からなる耐火物で浸漬ノズルを構成し、内面もそのＡＧ質である。また、従来例２は、外側をアルミナ・グラファイト（ＡＧ）質の筒状にし、内張りにカーボンレス耐火物の内装体のみを配置した場合である。これに対し、本発明例の浸漬ノズルは、外筒をアルミナ・グラファイト（ＡＧ）質からなる耐火物とし、その内側に内装する内装体を浸漬部である吐出口およびその近傍上部に装着する部位に、カーボンレスの内装体を配置し、さらに、その上部にドロマイト耐火物からなる内装体を内張りしたものである。これらの浸漬ノズルをタンディッシュの上ノズルに連通したスライディングノズル（図示せず）に嵌合してアルミキルド溶鋼を鋳型に浸漬ノズルを使用して注湯を行った。そして、鋳型内での冷却と支持セグメントの布設した二次冷却吹ノズルからの散水により、溶鋼を凝固させて鋳片を製造した。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the conventional example and the nozzle clogging index of the example of the present invention. The prior art example 1 shown in this figure comprises an immersion nozzle with a refractory material made of alumina / graphite refractory (AG quality), and the inner surface is also of the AG quality. Conventional example 2 is a case where the outer side is made of an alumina-graphite (AG) tube and only the inner body of carbonless refractory is arranged on the lining. On the other hand, the immersion nozzle of the present invention example uses a refractory material made of alumina / graphite (AG) as an outer cylinder, and a part mounted on the discharge port which is an immersion part and the upper part in the vicinity thereof, which is installed inside. In addition, a carbonless interior body is arranged, and an interior body made of dolomite refractory is lined on the top. These immersion nozzles were fitted into a sliding nozzle (not shown) communicating with the upper nozzle of the tundish, and molten metal was poured into the mold using aluminum killed molten steel as a mold. Then, the molten steel was solidified by cooling in the mold and watering from the secondary cooling blow nozzle provided with the support segment to produce a slab.
鋳型内に溶鋼を注湯する際の浸漬ノズルのノズル詰まりについて調査した結果を図３に示す。この図に示すように、通常のアルミナ・グラファイト（ＡＧ）質を使用した従来例１の場合のノズル詰まり指数が１．０であり、また、外側をアルミナ・グラファイト（ＡＧ）質の筒状にし、内張りにカーボンレス耐火物の内装体のみを配置した従来例２の場合のノズル詰まり指数は０．７である。これに対し、本発明例の浸漬ノズルでは、ノズル詰まり指数が０．１５に大幅に低減することができ、ノズルの使用回数の向上を図ることができる。 The result of investigating the nozzle clogging of the immersion nozzle when pouring molten steel into the mold is shown in FIG. As shown in this figure, the nozzle clogging index in the case of Conventional Example 1 using ordinary alumina / graphite (AG) quality is 1.0, and the outer side is made of alumina / graphite (AG) quality cylindrical. The nozzle clogging index in the case of Conventional Example 2 in which only the carbonless refractory interior is arranged on the lining is 0.7. On the other hand, in the immersion nozzle of the example of the present invention, the nozzle clogging index can be significantly reduced to 0.15, and the number of times the nozzle is used can be improved.
図４は、従来例と本発明の品質欠陥発生指数との関係を示す図である。この図に示すように、従来例１および従来例２では、鋳片の品質欠陥発生指数が１．０、０．６と高くなり、悪い結果であった。これに対し、本発明例の外筒をアルミナ・グラファイト（ＡＧ）質からなる耐火物とし、その内側に内装する内装体を浸漬部である吐出口およびその近傍上部に装着する部位に、カーボンレスの内装体を配置し、さらに、その上部にドロマイト耐火物からなる内装体を内張りしたものの鋳片の品質欠陥発生指数が０．１と良好な結果が得られたことが分かる。 FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the conventional example and the quality defect occurrence index of the present invention. As shown in this figure, in Conventional Example 1 and Conventional Example 2, the quality defect occurrence index of the slab was as high as 1.0 and 0.6, which was a bad result. On the other hand, the outer cylinder of the present invention is made of a refractory made of alumina / graphite (AG), and the interior body installed inside the outer cylinder is attached to the discharge port which is an immersion part and the portion mounted near the upper part thereof. It can be seen that the quality defect occurrence index of the cast slab was 0.1, and the good result was obtained, in which the inner body of the slab was further lined and the inner body made of dolomite refractory was lined on the top.
１ 浸漬ノズル
２ 筒状体
３ 底部
４ 吐出口
５ カーボンレス耐火物内装体
６ ドロマイト質内装体
７ 連続鋳造装置
８ 溶鋼
９ タンディッシュ
１０ 鋳型
１１ 凝固シェル
１２ 鋳片
１３ パウダー
特許出願人 新日本製鐵株式会社 他１名
代理人 弁理士 椎 名 彊 他１
DESCRIPTION OF
Patent applicant: Nippon Steel Corporation and 1 other
Attorney Attorney Shiina and
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