JP4490955B2

JP4490955B2 - 連続鋳造用ノズル

Info

Publication number: JP4490955B2
Application number: JP2006245251A
Authority: JP
Inventors: 太山口; 裕坂口; 裕二井川; 慶一郎根羽; 順也矢野
Original assignee: Krosaki Harima Corp
Current assignee: Krosaki Harima Corp
Priority date: 2006-09-11
Filing date: 2006-09-11
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2026-09-11
Also published as: JP2008062291A

Description

本発明は、溶鋼の連続鋳造に使用する連続鋳造用ノズルに関する。

溶鋼の連続鋳造においては、取鍋からタンディッシュに溶鋼を注入するロングノズルや、タンディッシュから鋳型に溶鋼を注入する浸漬ノズルなどの連続鋳造用ノズルが使用される（例えば特許文献１、２参照）。

これらの連続鋳造用ノズルは、寿命が来たら廃棄処分されるが、この際、運搬効率を上げる等のために、通常、途中で折って短尺化される。この短尺化を容易にするため、図２に示すように、ノズル本体１の中心軸と直交する方向に沿った外周表面の折りたい位置に溝部２を設ける場合がある。また、ノズル本体１は炭素含有耐火物からなることが多く、カーボンの酸化による耐火物性能の劣化を防止するため、ノズル本体１の外周表面には酸化防止膜３が形成されている（例えば特許文献３参照）。
特開２００６−１３０５５５号公報特開２００５−２１１９０５号公報特開平１０−７４７９号公報

図２に示す連続鋳造用ノズルのように、廃棄処分時の短尺化を容易にするためノズル本体の外周表面に溝部を設けると、使用前からノズルの構造体としての強度が低下し、また、発生する応力が集中しやすいため、取り扱い時の機械的衝撃や溶鋼の注入初期の熱衝撃等で溝部から折損するおそれがある。

本発明が解決しようとする課題は、使用前にはノズルの構造体としての強度が低下することなく、使用後の廃棄処分時には容易に短尺化することができる連続鋳造用ノズルを提供することにある。

本発明は、炭素を含有する耐火物からなるノズル本体の外周表面に酸化防止膜を形成した連続鋳造用ノズルにおいて、ノズル本体の中心軸と直交する方向に沿った外周表面に酸化防止膜を形成せず、受鋼中にその表面に酸化脆弱層を形成する帯状部分を設けており、前記帯状部分の幅が３ｍｍ以上５０ｍｍ以下の範囲にあることを特徴とする連続鋳造用ノズルである。

このように、炭素を含有する耐火物からなるノズル本体の外周表面に酸化防止膜を形成しない帯状部分を形成すると、その帯状部分では耐火物が直接外気等の酸化雰囲気に曝され、とくに使用時、溶鋼を注入する際にノズル本体が加熱されると、帯状部分においてノズル本体を構成する耐火物の中の炭素成分が酸化消失して徐々に脆弱化する。したがって、使用後の廃棄処分時には、帯状部分で容易に折ることができる。

一方、使用前においては、図２に示した従来の連続鋳造用ノズルのように、外周表面に溝部は存在しないので、使用前及び使用開始直後においては、ノズルの構造体として十分な強度を有し、取り扱い時の機械的衝撃や溶鋼注入初期の熱衝撃等で折損するようなことはない。なお、使用中においては、前記の帯状部分において耐火物の酸化が進行して徐々に脆弱化するが、使用中は使用開始直後に比べて熱衝撃等が軽減されるので、実使用上、問題はない。

本発明の連続鋳造用ノズルは、使用前及び使用開始直後においては、ノズルの構造体として十分な強度を有しており、また応力の集中点となるような部分を形成しないで済むので、機械的衝撃及び熱的衝撃による損傷トラブルを防止することができ、使用後の廃棄処分時には帯状部分から折ることにより容易に短尺化することができる。

本発明の連続鋳造用ノズルのノズル本体用の耐火物としては、一般的に耐熱衝撃性を高めるために使用される炭素含有耐火物が使用できる。この炭素含有耐火物としては、炭素系の結合剤を用いたアルミナ−黒鉛質、ジルコニア−黒鉛質などが挙げられる。

本発明の目的である一部分の炭素成分の酸化による脆弱化を効果的に得るためには、これらのノズル本体用の耐火物のマトリクス組織内には、耐酸化性を向上させるような、例えばガラス成分、硼素化合物等の１２００℃程度以下で軟化ないし溶融するような成分は、原料由来若しくは製造工程由来の不可避な量を除いて、含まないことが望ましい。

また、ノズル本体の外周表面に形成される酸化防止膜としては、ガラス、硼素化合物等の約７００℃程度以上で軟化ないし溶融する成分を含む耐火性原料等の混合物などの、連続鋳造用ノズルに一般的に使用される酸化防止材による膜が挙げられる。これらの酸化防止膜は、連続鋳造用ノズル表面に形成するための一般的な、例えば吹き付け、浸漬、刷毛塗りなどの方法によって形成することができ、その厚みも一般的な範囲、例えば約０．２ｍｍ〜約１ｍｍ程度でよい。

酸化防止膜を形成しない帯状部分は、使用後の廃棄処分時の折りたい位置に設ける。この帯状部分の位置は、モールド・パウダーやスラグ、溶鋼等の浸漬部分を除いて、個別の設備等の条件に応じて折りたい任意の位置に設ければよく、その位置が本発明の機能に影響を及ぼすものではない。

この帯状部分の幅は、３ｍｍ以上５０ｍｍ以下にする。帯状部分の幅が３ｍｍ未満であると、表面の酸化防止膜の流動やノズル本体の耐火物組織内での拡散により酸化防止膜の影響が及ぶことがあって十分な酸化を得ることができない可能性があり、５０ｍｍ程度を超えると不均一な酸化層が広範囲に亘ることで折る際に意図する位置付近以外の複雑な方向に破壊を生じたり、折るために必要な外力がばらついて作業を不安定にしたり、また使用時の過剰な酸化による酸化層の剥落等が生じる虞がある。折りたい位置付近に酸化部分をより集中させ、かつ折るために必要な外力を小さくするためには、５ｍｍ以上２０ｍｍ程度以下の範囲にすることがさらに好ましい。

なお、この酸化防止膜を形成していない帯状部分のノズル本体表面には、メタルケースやメタルバンド等の、ノズル本体用耐火物が外気に接することを阻害するようなものを設置しないことが必要である。

また、ノズル周囲等に不活性ガス雰囲気を形成する場合には、少なくともこの酸化防止膜を形成していない帯状部分のノズル本体表面付近は、空気等の酸化性のガス成分を含む雰囲気にすることが必要である。

しかし、予熱温度が高い、高温下での予熱時間が長い等の条件下で予熱時にも酸化防止膜を形成しない帯状部分の酸化が著しい場合等には、この酸化防止膜を形成しない帯状部分の表面に、予熱の間のみに外気との接触を避けるためのメタルバンド等で覆う、外気の対流を抑制する耐火性のファイバーの集合体等を設置する等の処置をすることは構わない。

図１は、本発明の連続鋳造用ノズルの一実施例を示す断面図である。

図１に示すノズルはロングノズルであり、そのノズル本体１は炭素結合のアルミナ−黒鉛質の耐火物からなり、全長が７３０ｍｍ、外径が９５ｍｍ、内孔１ａの径が５５ｍｍの形状を有する。

ノズル本体１の外周表面にはガラス成分を含む耐火材料からなる厚さ０．３〜０．５ｍｍの酸化防止膜３が形成されているが、ノズル本体１の中心軸と直交する方向に沿った帯状部分４には酸化防止膜３が形成されていない。帯状部分４の幅は、実施例では１０ｍｍとし、ノズル本体１の先端（排出側）から４７０ｍｍ程度の位置に設けた。

このロングノズルを溶鋼の連続鋳造に使用したところ、鋳造開始及び鋳造中には損傷等のトラブルはなく、１ｃｈ使用後には帯状部分４の耐火物が酸化し、幅１０〜１５ｍｍ程度、深さ３〜４ｍｍ程度の脆弱化した組織が形成された。そして、使用後の廃棄処分時には帯状部分４の位置で容易に折ることができた。

本発明の連続鋳造用ノズルの一実施例を示す断面図である。従来の連続鋳造用ノズルを示す断面図である。

符号の説明

１ノズル本体
１ａ内孔
２溝部
３酸化防止膜
４帯状部分

Claims

炭素を含有する耐火物からなるノズル本体の外周表面に酸化防止膜を形成した連続鋳造用ノズルにおいて、ノズル本体の中心軸と直交する方向に沿った外周表面に酸化防止膜を形成せず、受鋼中にその表面に酸化脆弱層を形成する帯状部分を設けており、前記帯状部分の幅が３ｍｍ以上５０ｍｍ以下の範囲にあることを特徴とする連続鋳造用ノズル。