JP4589151B2 - Nozzle for continuous casting and continuous casting method - Google Patents

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Description

本発明は溶鋼の連続鋳造に際して使用される連続鋳造用ノズル、とくに、ノズル本体の内孔にドロマイトクリンカーを配合した内孔体を配置した連続鋳造用ノズルおよび連続鋳造方法に関する。   The present invention relates to a continuous casting nozzle used for continuous casting of molten steel, and more particularly, to a continuous casting nozzle and a continuous casting method in which an inner hole body in which a dolomite clinker is blended is disposed in an inner hole of a nozzle body.

近年、とくに、薄板等の高級鋼として鋳造されるアルミキルド鋼は鋼材品質の厳格化に伴い、連続鋳造においてタンディッシュからモールドに注入する際に使用する連続鋳造用ノズルの内孔へのアルミナ付着を防止することに多くの努力が払われている。   In recent years, especially aluminum killed steel cast as high-grade steel such as thin plates has become stricter in steel quality, and alumina adheres to the inner hole of the nozzle for continuous casting used when pouring from the tundish into the mold in continuous casting. Much effort has been made to prevent it.

連続鋳造用ノズルに付着したアルミナは合体して大型の介在物になり、それが溶鋼流と共に鋳片内に取り込まれて鋳片の欠陥となり品質を低下させる。   Alumina adhering to the nozzle for continuous casting is united into large inclusions, which are taken together with the molten steel flow into the slab and become defects in the slab, reducing the quality.

この連続鋳造用ノズルの内孔へのアルミナ付着を防止する対策の一例として、ノズルの内面からアルゴンガスを溶鋼中に吹き込んで物理的にアルミナの付着を防止する手法が採られている。しかし、この手法はアルゴンガスの吹き込み量が多すぎると気泡が鋳片内に取り込まれてピンホールとなり、鋳片欠陥となる。したがって、ガスの吹き込み量には制約があるため必ずしも十分な対策とはなり得ない。   As an example of a measure for preventing the alumina from adhering to the inner hole of the continuous casting nozzle, a technique is adopted in which argon gas is blown into the molten steel from the inner surface of the nozzle to physically prevent the alumina from adhering. However, in this method, if the amount of argon gas blown is too large, bubbles are taken into the slab and become pinholes, resulting in slab defects. Therefore, there is a restriction on the amount of gas blown in, so that it cannot be a sufficient measure.

アルミナ付着防止対策のその他の有効な手段として、CaOを含有する耐火物の適用が挙げられる。CaOは付着したアルミナと反応して低融点物質を形成し、この反応物は容易に溶鋼流によって流されるためアルミナの付着を抑制することができる。CaOを含有する代表的な耐火性骨材としてドロマイトクリンカーがあり、ドロマイトクリンカーを含有する耐火物をノズルの内孔に内孔体として配置することでアルミナの付着を抑制することができる。しかしながら、ドロマイトクリンカーは熱膨張が非常に大きいという問題と、連続鋳造用ノズルとして一般的に使用されているアルミナと反応して低融点物質を生成するという2つの大きな問題がある。   As another effective means for preventing the adhesion of alumina, application of a refractory containing CaO can be mentioned. CaO reacts with the adhered alumina to form a low-melting substance, and this reaction product is easily flowed by the molten steel flow, so that the alumina adhesion can be suppressed. There is dolomite clinker as a typical refractory aggregate containing CaO, and by arranging a refractory containing dolomite clinker as an inner hole in the inner hole of the nozzle, adhesion of alumina can be suppressed. However, the dolomite clinker has two problems, namely, a problem that the thermal expansion is very large and a low melting point substance produced by reacting with alumina that is generally used as a nozzle for continuous casting.

これに対して、特許文献1には、ドロマイトクリンカーと黒鉛とからなる内孔体をモルタルを介して内孔へ配置した浸漬ノズルが記載されている。これは、黒鉛を使用することで耐スポーリング性を向上させ、内孔体をモルタルを介して配置することでノズル本体との反応を抑制したタイプである。しかしながら、ドロマイトクリンカーの特徴は、鋼中のアルミナと反応して低融点物質を形成し溶鋼中に融けていくことでアルミナ付着を防止することにある。このため、内孔体の溶損は非常に大きく、取鍋1杯分の鋳造が完了する前に溶損して内孔体がなくなることもあり、とくに、特許文献1のように黒鉛を多く使用したタイプでは、溶損が大きいという問題がある。   On the other hand, Patent Document 1 describes an immersion nozzle in which an inner hole body made of dolomite clinker and graphite is arranged in an inner hole through a mortar. This is a type in which the spalling resistance is improved by using graphite, and the reaction with the nozzle body is suppressed by disposing the inner hole body through mortar. However, a feature of dolomite clinker is that it prevents adhesion of alumina by reacting with alumina in steel to form a low-melting substance and melt in molten steel. For this reason, the inner hole body has a very large melting loss, and the inner hole body may be lost before the casting of one ladle is completed. In particular, a large amount of graphite is used as in Patent Document 1. However, this type has a problem that the melting loss is large.

溶損を防止するために、黒鉛の少ないタイプも提案されている。そして特許文献2には、黒鉛を少なくしたことによる耐スポーリング性の低下(内孔体の膨張による割れ)を防止するために、内孔体とノズル本体との間に隙間を設けることが記載されている。しかしながら、隙間を確保するための複雑な構造が必要であり、製造に手間を要し高コストになるという問題がある。また、特許文献3には、耐用性を向上するためにドロマイトクリンカーにマグネシア原料を併用使用することが記載されている。   In order to prevent melting damage, a type with less graphite has also been proposed. Patent Document 2 describes that a gap is provided between the inner hole body and the nozzle body in order to prevent a decrease in spalling resistance (cracking due to expansion of the inner hole body) due to a decrease in graphite. Has been. However, there is a problem in that a complicated structure for securing the gap is required, and it takes time and effort to manufacture. Patent Document 3 describes that a magnesia raw material is used in combination with a dolomite clinker in order to improve durability.

一方、ノズル本体にドロマイトクリンカーと反応しないマグネシアクリンカーを使用した連続鋳造用ノズルも提案されている。例えば特許文献4では、ノズル本体をマグネシアクリンカーおよび黒鉛とし、しかも一体成形してノズル本体と内孔体が直接接触する浸漬ノズルが提案されている。このように一体成形することで実用的なコストにすることができる。しかしながらこの浸漬ノズルにおいては、耐食性を向上させるために内孔体に黒鉛を含ませないかあるいは黒鉛を少なくする場合には、内孔体の膨張が大きくなるため熱衝撃によって内孔体が損傷したりノズル本体が割れたりするという問題がある。   On the other hand, a nozzle for continuous casting using a magnesia clinker that does not react with the dolomite clinker in the nozzle body has also been proposed. For example, Patent Document 4 proposes an immersion nozzle in which the nozzle body is made of magnesia clinker and graphite, and the nozzle body and the inner hole body are in direct contact with each other. By integrally molding in this way, practical costs can be achieved. However, in this immersion nozzle, in order to improve the corrosion resistance, when the inner hole body does not contain graphite or the amount of graphite is reduced, the inner hole body expands and the inner hole body is damaged by thermal shock. There is a problem that the nozzle body breaks.

そこで、特許文献5には、内孔体の耐スポーリング性を向上させるために内孔体を高気孔率化することが記載されている。しかしながら気孔率を30%超とした場合には、使用中に気孔からAlとCaOとから生成する低融点物質が広く浸透するために、溶損が大きくなり寿命が短くなるという問題がある。
特開昭61−53150号公報 特開平7−232249号公報 WO2004/082868A1 特開平2004−74242号公報 特開平10−5944号公報
Therefore, Patent Document 5 describes increasing the porosity of the inner hole body in order to improve the spalling resistance of the inner hole body. However, when the porosity is more than 30%, the low melting point substance produced from Al 2 O 3 and CaO penetrates through the pores during use, so that there is a problem that the melting loss is increased and the life is shortened. is there.
JP-A-61-53150 Japanese Patent Laid-Open No. 7-232249 WO2004 / 082868A1 JP-A-2004-74242 Japanese Patent Laid-Open No. 10-5944

本発明の課題は、ノズル本体としてマグネシア−黒鉛材質、内孔体としてドロマイトクリンカーを含有する耐火物を適用し、これらが少なくとも一部で直接接触した構造の連続鋳造用ノズルにおいて、耐スポーリング性および耐食性を両立させて、アルミナの付着を長時間にわたって抑制可能な連続鋳造用ノズルおよび連続鋳造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to apply a refractory material containing magnesia-graphite material as a nozzle body and dolomite clinker as an inner pore, and in a continuous casting nozzle having a structure in which these are in direct contact with each other, the spalling resistance It is another object of the present invention to provide a continuous casting nozzle and a continuous casting method capable of suppressing the adhesion of alumina over a long period of time while achieving both corrosion resistance.

本発明者等は、実用面から製造が非常に簡便であるドロマイトクリンカーを含有する内孔体をマグネシア−黒鉛質のノズル本体に一体成形等で直接接触した形態で内装させたノズルにこだわり、その耐スポーリング性と耐食性を同時に向上させるために鋭意検討を行った。その結果、ある特定の配合組成において特定の気孔率の範囲にすることで、耐スポーリング性と耐食性を同時に満足することができることを知見し、従来にない極めて耐用性に優れた連続鋳造用ノズルを得ることができた。   The inventors of the present invention are particular about a nozzle in which an inner hole body containing a dolomite clinker, which is very easy to manufacture from a practical aspect, is incorporated in a form directly in contact with a magnesia-graphite nozzle body by integral molding, etc. In order to improve the spalling resistance and corrosion resistance at the same time, intensive studies were conducted. As a result, we found that it is possible to satisfy both spalling resistance and corrosion resistance at the same time by setting a specific porosity within a specific composition, and a continuous casting nozzle that is extremely superior in durability that has never been achieved before. Could get.

すなわち、本発明の連続鋳造用ノズルは、マグネシアおよび黒鉛を主成分とするノズル本体とノズル本体の内孔に配置した内孔体の少なくとも一部が直接接触している連続鋳造用ノズルにおいて、内孔体は、マグネシアクリンカーが5質量%以上50質量%以下で残部がドロマイトクリンカーからなる最大粒径が1mm以下の配合物に有機バインダーを添加して混練し成形後熱処理することによって製造されたものであり、しかも見掛け気孔率が15%以上30%以下であることを特徴とするものである。 That is, the continuous casting nozzle of the present invention is a continuous casting nozzle in which at least a part of a nozzle body mainly composed of magnesia and graphite is in direct contact with an inner hole disposed in an inner hole of the nozzle body. The porous body was manufactured by adding an organic binder to a composition having a maximum particle size of 1 mm or less , in which the magnesia clinker is 5% by mass or more and 50% by mass or less and the balance is dolomite clinker, and is heat-treated after molding. In addition, the apparent porosity is 15% or more and 30% or less.

さらに、本発明の連続鋳造方法は、上記連続鋳造用ノズルを使用する連続鋳造方法において、鋳造開始直前のノズル表面の予熱温度を600℃以上とすることを特徴とするものである。   Furthermore, the continuous casting method of the present invention is characterized in that, in the continuous casting method using the nozzle for continuous casting, the preheating temperature on the nozzle surface immediately before the start of casting is set to 600 ° C. or more.

本発明において、内孔体の配合物には主に耐食性を向上させるためにドロマイトクリンカー以外にマグネシアクリンカーが5質量%以上50質量%以下必要である。5質量%未満では耐食性が低下し、50質量%を超えると相対的にドロマイトクリンカーが少なくなるためアルミナ付着防止効果が小さくなる。   In the present invention, magnesia clinker other than dolomite clinker is required to be 5% by mass or more and 50% by mass or less in order to mainly improve the corrosion resistance. When the amount is less than 5% by mass, the corrosion resistance is lowered. When the amount exceeds 50% by mass, the amount of dolomite clinker is relatively reduced, so that the alumina adhesion preventing effect is reduced.

また、本発明において、内孔体の結合組織は炭素ボンドを主体としている。炭素ボンドは耐スポーリング性に優れるために、ドロマイトクリンカーを使用した内孔体に適している。炭素ボンドは、フェノール樹脂等の有機バインダーを使用することで形成される。さらに、耐スポーリング性を向上するには、ピッチ、カーボンブラック、黒鉛等の耐火物に一般的に使用されるカーボン原料が効果的であり、外掛けで5質量%以下で使用することもできる。しかしながら、黒鉛は溶損防止のため、使用しないか極力少ない方が好ましい。黒鉛の含有量は、3質量%以下がより好ましい。また、炭素ボンドのほかに、耐火物に一般的に使用されているその他の添加物、例えば金属、炭化物、硼化物、ガラス等も外掛けで5質量%以内で使用しても問題ない。   In the present invention, the connective structure of the inner pore body is mainly composed of carbon bonds. Since carbon bonds are excellent in spalling resistance, they are suitable for inner pores using dolomite clinker. The carbon bond is formed by using an organic binder such as a phenol resin. Furthermore, in order to improve the spalling resistance, carbon raw materials generally used for refractories such as pitch, carbon black, and graphite are effective, and can be used at an outer covering of 5% by mass or less. . However, it is preferable not to use graphite or to use it as little as possible in order to prevent melting. The content of graphite is more preferably 3% by mass or less. In addition to carbon bonds, other additives generally used for refractories, such as metals, carbides, borides, glass, etc., can be used within 5% by mass on the outside.

本発明の内孔体の配合物を焼成した後の見掛け気孔率は耐スポーリング性と耐食性の両面から15%以上30%以下の範囲が好ましく、より好ましくは18%以上27%未満である。15%未満では内孔体の弾性率が高くなり、注湯初期の膨張によってノズル本体を押し割る可能性が高くなる。一方、30%を超えると、耐食性の低下が大きくなり不適である。   The apparent porosity after firing the blend of inner pores of the present invention is preferably in the range of 15% or more and 30% or less, more preferably 18% or more and less than 27%, from the viewpoint of both spalling resistance and corrosion resistance. If it is less than 15%, the elastic modulus of the inner hole body becomes high, and the possibility of cracking the nozzle body due to expansion at the initial stage of pouring becomes high. On the other hand, if it exceeds 30%, the corrosion resistance is greatly lowered, which is not suitable.

内孔体の原料であるドロマイトクリンカーとマグネシアクリンカーの最大粒径は1mm以下とす。本発明では、使用中、溶鋼中のAlとドロマイトクリンカー中のCaOとが反応して低融点物質を生成することでアルミナ付着を防止する。そのため、気孔率が高くなると低融点物質がより組織中に侵入しやすくなり原料粒子が脱落しやすくなるために耐食性が低下する。そこで、原料粒子の最大粒径を1mm以下と小さくすると耐食性が向上する。これは、原料粒子が小さい場合には、たとえ脱落しても小さな損傷で済むために影響が小さくなるためと推定される。 Maximum particle size of the dolomite clinker and magnesia clinker, which is a raw material of the inner bore bodies shall be the 1mm or less. In the present invention, during use, Al 2 O 3 in molten steel reacts with CaO in dolomite clinker to form a low melting point material, thereby preventing alumina adhesion. For this reason, when the porosity is increased, the low melting point substance is more likely to enter the structure, and the raw material particles are likely to fall off, resulting in a decrease in corrosion resistance. Therefore, when the maximum particle size of the raw material particles is reduced to 1 mm or less, the corrosion resistance is improved. This is presumed that when the raw material particles are small, even if they are dropped, the damage is small and the influence is small.

本発明では、ノズル本体には、耐熱衝撃性を有し内孔体と反応しにくくしかも熱膨張が大きな点から、マグネシアおよび黒鉛を主成分とした耐火物を使用する。黒鉛量としては10質量%以上40質量%以下が好ましい。10質量%未満ではスポーリングが発生する可能性が高く、40質量%を超えると溶損が大きくなる。残部はマグネシアが主体となるが、スピネル、カルシア、ドロマイト、アルミナ、クロム鉄鉱等を含んでいても問題ない。また、金属、硼化物、炭化物、窒化物等を少量含有しても良い。さらに、ノズル本体には他の材質の耐火物を部分的に配置しても差し支えない。例えば浸漬ノズルにおいては、モールドパウダーと接触する部分にはジルコニア−黒鉛質の耐火物を適用しても問題ない。このノズル本体と接触させて配置される内孔体は、ドロマイトクリンカーを含有する本発明に規定された配合物を使用することで得られるが、この内孔体の適用はノズル本体の内孔の一部であっても良いし、全部でも良い。   In the present invention, a refractory material mainly composed of magnesia and graphite is used for the nozzle body because it has a thermal shock resistance, hardly reacts with the inner pores, and has a large thermal expansion. The amount of graphite is preferably 10% by mass or more and 40% by mass or less. If it is less than 10% by mass, spalling is likely to occur, and if it exceeds 40% by mass, the melting loss increases. The remainder is mainly magnesia, but it does not matter if it contains spinel, calcia, dolomite, alumina, chromite or the like. Further, a small amount of metal, boride, carbide, nitride or the like may be contained. Furthermore, a refractory material of another material may be partially arranged on the nozzle body. For example, in a submerged nozzle, there is no problem even if a zirconia-graphite refractory is applied to a portion in contact with the mold powder. The inner hole body arranged in contact with the nozzle body can be obtained by using the formulation defined in the present invention containing a dolomite clinker. It may be part or all.

本発明で使用するドロマイトクリンカーとしては、CaOとMgOとを主成分とする耐火原料であって、一般的にドロマイト系れんが等の耐火物の原料として使用されている原料であれば問題なく使用することができる。例えば、約60質量%のCaOと約40質量%のMgOを主成分とする天然のドロマイトを熱処理した天然ドロマイトクリンカーの他に、人工原料によって任意の組成に調合した合成ドロマイトクリンカーも使用可能である。   The dolomite clinker used in the present invention is a refractory raw material mainly composed of CaO and MgO, and can be used without any problem as long as it is a raw material generally used as a refractory raw material such as dolomite brick. be able to. For example, in addition to natural dolomite clinker obtained by heat-treating natural dolomite mainly composed of about 60% by mass of CaO and about 40% by mass of MgO, synthetic dolomite clinker prepared in an arbitrary composition using artificial raw materials can be used. .

本発明で使用可能なマグネシアクリンカーとしては、耐火物用として一般的に使用されている電融マグネシアクリンカー、焼結マグネシアクリンカー等のクリンカーが挙げられる。マグネシアクリンカーの純度は特に限定されるものではないが、好ましくは95質量%以上、より好ましくは98質量%以上である。   Examples of magnesia clinker usable in the present invention include clinker such as electrofused magnesia clinker and sintered magnesia clinker which are generally used for refractories. The purity of the magnesia clinker is not particularly limited, but is preferably 95% by mass or more, more preferably 98% by mass or more.

本発明の連続鋳造用ノズルは、公知の連続鋳造用ノズルの製法で製造することができる。例えば、浸漬ノズルの場合には、ノズル本体の配合物と内孔体の配合物を別々に混練する。混練する際にはフェノール樹脂を始めとする有機合成高分子樹脂等の有機バインダーを使用する。そして、浸漬ノズルの成形枠に円筒状の仕切りを入れて内孔部と本体部とに分け、内孔部には内孔体用配合物の混練物を充填し本体部にはノズル本体用配合物の混練物を充填し、その後仕切りを取り除きCIPで加圧成形する。成形後、熱処理することで内孔に内孔体を配置した浸漬ノズルが得られる。なお、気孔率は、使用する原料の粒度構成、バインダーの量、あるいはバインダー中の揮発分等によってコントロールすることができる。内孔体は、内孔全面に配置しても良いし、分割して複数の場所に配置しても良い。また厚みは5〜20mmで配置することがより好ましい。   The continuous casting nozzle of the present invention can be produced by a known method for producing a continuous casting nozzle. For example, in the case of an immersion nozzle, the composition of the nozzle body and the composition of the inner hole are kneaded separately. When kneading, an organic binder such as an organic synthetic polymer resin such as a phenol resin is used. Then, a cylindrical partition is put into the molding frame of the immersion nozzle to divide it into an inner hole part and a main body part. The kneaded product is filled, and then the partition is removed and pressure molding is performed with CIP. After molding, an immersion nozzle in which the inner hole body is disposed in the inner hole is obtained by heat treatment. The porosity can be controlled by the particle size configuration of the raw material used, the amount of the binder, or the volatile matter in the binder. The inner hole body may be disposed on the entire inner hole surface, or may be divided and disposed at a plurality of locations. The thickness is more preferably 5 to 20 mm.

また、本発明の連続鋳造用ノズルを浸漬ノズル等として連続鋳造に適用する場合には、鋳造開始直前のノズル表面の予熱温度が600℃以上であることが好ましい。600℃未満の場合、形状や材質の条件によってはスポーリングが発生する場合があるからである。   In addition, when the continuous casting nozzle of the present invention is applied to continuous casting as an immersion nozzle or the like, it is preferable that the preheating temperature on the nozzle surface immediately before the start of casting is 600 ° C. or higher. This is because, when the temperature is lower than 600 ° C., spalling may occur depending on the shape and material conditions.

本発明の連続鋳造用ノズル及び連続鋳造方法によれば、鋳造初期のスポーリングを防止できると共に、アルミナ付着を長時間防止することができる。したがって、鋳片の品質改善を図れると共に、連続鋳造用ノズルそのものの寿命を著しく延長することができる。   According to the continuous casting nozzle and the continuous casting method of the present invention, it is possible to prevent spalling at the initial stage of casting and to prevent alumina adhesion for a long time. Therefore, the quality of the slab can be improved and the life of the continuous casting nozzle itself can be significantly extended.

本発明の実施の形態を実施例によって説明する。   Embodiments of the present invention will be described by way of examples.

[実施例A]
この実施例は、内孔体用の配合物(耐火物原料)におけるマグネシアクリンカーの含有量の影響を調べたものである。
[Example A]
In this example, the influence of the content of magnesia clinker in the composition for an inner pore (refractory material) was examined.

表1は、供試材としての配合物の配合割合を示すもので、CaOの含有量が60質量%とMgOの含有量が40質量%のドロマイトクリンカーと純度が98質量%のマグネシアクリンカーの配合割合をそれぞれ変化させたものである。

Figure 0004589151
Table 1 shows the blending ratio of the blends as the test materials. The blend of the dolomite clinker having a CaO content of 60% by mass and the MgO content of 40% by mass and the magnesia clinker having a purity of 98% by mass. Each ratio is changed.
Figure 0004589151

それぞれの配合物に外掛けでカーボンブラックと適量のフェノールレジンを添加し、均一に混練したはい土をプレス成形し、得られた成形体を1000℃で熱処理し、これらのサンプルを供試体としてJIS R2205に基づいて見掛け気孔率の測定、耐食性および難アルミナ付着性の評価を行った。   Carbon black and an appropriate amount of phenol resin are added to each compound as an outer shell, and the uniformly kneaded soil is press-molded. The resulting molded body is heat-treated at 1000 ° C., and these samples are used as specimens in JIS. Based on R2205, the apparent porosity was measured, and the corrosion resistance and the poor alumina adhesion were evaluated.

一方、純度98質量%のマグネシアクリンカーを75質量%、純度98質量%の黒鉛を25質量%配合し、さらに外掛けで適量のフェノールレジンを添加して均一に混練したはい土をノズル本体とし、表1に示す各種はい土を内孔体として、外径130mm、内径70mm、高さ200mm、内孔体の厚み10mmの2層サンプルを一体的に成形し、1000℃で熱処理し、これらのサンプルを供試体として耐スポーリング性の評価を行った。   On the other hand, 75% by mass of magnesia clinker having a purity of 98% by mass, 25% by mass of graphite having a purity of 98% by mass, and further adding an appropriate amount of phenol resin as an outer shell and uniformly kneading the soil is used as the nozzle body. Samples shown in Table 1 were used as inner pores, and two-layer samples having an outer diameter of 130 mm, an inner diameter of 70 mm, a height of 200 mm, and an inner pore thickness of 10 mm were integrally molded and heat-treated at 1000 ° C. Was evaluated for spalling resistance.

見掛け気孔率は、全てのサンプルで22%前後とほぼ一定となった。耐食性の評価は、高周波炉に低炭アルミキルド鋼を1550℃に溶解し、供試体を1.5m/secの周速で回転させながら溶鋼中に浸漬し、4時間後に引き上げて溶損速度を測定することにより行った。溶損速度は比較例1を100とした指数で表示した。指数は小さいほど耐食性が良好であることを示す。   The apparent porosity was almost constant at around 22% for all samples. Corrosion resistance was evaluated by melting low-carbon aluminum killed steel at 1550 ° C in a high-frequency furnace, immersing the specimen in molten steel while rotating at a peripheral speed of 1.5 m / sec, and measuring the rate of erosion by pulling up after 4 hours. It was done by doing. The rate of erosion was expressed as an index with Comparative Example 1 taken as 100. The smaller the index, the better the corrosion resistance.

耐食性を評価した結果、マグネシアクリンカーの含有量を増加することによって耐食性が改善されていることが明らかである。とくに含有量が5質量%以上で顕著な改善効果が発揮される。   As a result of evaluating the corrosion resistance, it is clear that the corrosion resistance is improved by increasing the content of magnesia clinker. In particular, a remarkable improvement effect is exhibited when the content is 5% by mass or more.

また、難アルミナ付着性の評価は、高周波炉に低炭アルミキルド鋼を1550℃に溶解し、供試体を静止したまま溶鋼中に浸漬し、30分毎に溶鋼中にアルミニウムを0.5質量%添加することで溶鋼中にアルミナを懸濁させ、4時間後に引き上げて供試体へのアルミナ付着速度を測定することにより行った。アルミナ付着速度は比較例1を100とした指数で表示した。指数は小さいほど難アルミナ付着性が良好であることを示す。難アルミナ付着性においてはマグネシアクリンカーの含有量が多くなるにしたがって低下している。とくに、含有量が50質量%を超えるとアルミナ付着が急激に増えるため実用的でない。   In addition, the evaluation of adhesion to difficult alumina was conducted by melting low-carbon aluminum killed steel at 1550 ° C. in a high-frequency furnace, immersing the specimen in the molten steel while still, and 0.5% by mass of aluminum in the molten steel every 30 minutes. The addition was performed by suspending alumina in the molten steel and measuring the rate of alumina adhesion to the specimen by pulling up after 4 hours. The alumina deposition rate was expressed as an index with Comparative Example 1 taken as 100. The smaller the index, the better the adhesion of difficult alumina. In the difficulty-alumina adhesion, it decreases as the content of magnesia clinker increases. In particular, when the content exceeds 50% by mass, alumina adhesion increases rapidly, which is not practical.

耐スポーリング性の評価においては、供試体の外周に断熱材を巻き1550℃のアルミキルド鋼に深さ150mmまで5分間浸漬して内孔体を加熱した。試験後のサンプルの切断面から亀裂の有無を観察し、亀裂がない場合を○、貫通しない亀裂が発生している場合を微亀裂として△、亀裂が貫通した場合を×として表1に示した。表1に示した実施例、比較例では全てにおいて亀裂の発生はなかった。   In the evaluation of the spalling resistance, a heat insulating material was wound around the outer periphery of the specimen, immersed in aluminum killed steel at 1550 ° C. to a depth of 150 mm for 5 minutes, and the inner hole body was heated. Table 1 shows the presence or absence of a crack from the cut surface of the sample after the test. Table 1 shows a case where there is no crack, a case where a crack that does not penetrate is △ as a microcrack, and a case where a crack penetrates as x. . In all of the examples and comparative examples shown in Table 1, no cracks were generated.

これらの評価結果より、総合的にはマグネシアクリンカーの添加量は5質量%以上50質量%以下が好ましいことが分かる。   From these evaluation results, it is understood that the total amount of magnesia clinker added is preferably 5% by mass or more and 50% by mass or less.

[実施例B]
この実施例は、内孔体における見掛け気孔率の影響を調べたものである。
[Example B]
In this example, the influence of the apparent porosity in the inner pore body was examined.

表2は、供試材としての配合物の配合割合を示すもので、それぞれの配合物に外掛けでカーボンブラックと適量のフェノールレジンを添加し均一に混練したはい土について、フェノールレジンの溶剤の量を調整してはい土の可塑性を変化させた。これによって、成形体のかさ比重が変化するため、焼成後の見掛け気孔率を変化させることができる。

Figure 0004589151
Table 2 shows the blending ratios of the blends as the test materials. For the soil in which carbon black and an appropriate amount of phenol resin were added to each blend and kneaded uniformly, The plasticity of the soil was changed by adjusting the amount. As a result, the bulk specific gravity of the molded body changes, so that the apparent porosity after firing can be changed.
Figure 0004589151

実施例Aと同様の手法でサンプルを作製し、見掛け気孔率、耐食性、難アルミナ付着性、耐スポーリング性の評価を行った。   Samples were prepared in the same manner as in Example A, and the apparent porosity, corrosion resistance, poor alumina adhesion, and spalling resistance were evaluated.

見掛け気孔率が大きくなるにしたがって耐食性は低下し、とくに30%を超えると耐食性の低下が著しい。また、見掛け気孔率が15%未満では耐スポーリング試験において大きな亀裂が発生した。   As the apparent porosity increases, the corrosion resistance decreases. In particular, when it exceeds 30%, the corrosion resistance is significantly decreased. Further, when the apparent porosity was less than 15%, a large crack occurred in the spalling resistance test.

これらの評価結果より、総合的には見掛け気孔率は15%以上30%以下が好ましいことが分かる。   From these evaluation results, it can be seen that the overall porosity is preferably 15% or more and 30% or less.

[実施例C]
この実施例は、内孔体用の配合物の最大粒径の影響を調べたものである。
[Example C]
In this example, the influence of the maximum particle size of the composition for the inner pores was examined.

表3は、供試材としての配合物の配合割合を示すもので、ドロマイトクリンカーの最大粒径を変化させたものである。

Figure 0004589151
Table 3 shows the blending ratio of the blend as the test material, in which the maximum particle size of the dolomite clinker is changed.
Figure 0004589151

それぞれの配合物にピッチと外掛けで適量のフェノールレジンを添加し均一に混練したはい土をプレス成形し、得られた成形体を1000℃で熱処理し、これらのサンプルを供試体として実施例Aと同様の手法で、見掛け気孔率、耐食性、難アルミナ付着性、耐スポーリング性の評価を行った。   An appropriate amount of phenolic resin was added to each formulation in a pitch and an outer shell and the kneaded clay was press-molded. The resulting molded body was heat-treated at 1000 ° C., and these samples were used as test samples. In the same manner, the apparent porosity, corrosion resistance, poor alumina adhesion, and spalling resistance were evaluated.

最大粒径を3mmにすると、溶損速度が大きくなった。難アルミナ付着性、耐スポーリング性に関しては大差なかった。   When the maximum particle size was 3 mm, the melting rate increased. There was no significant difference in adhesion to hard alumina and spalling resistance.

これらの評価結果より、総合的には内孔体用の配合物の最大粒径としては1mm以下が好ましいことが分かる。   From these evaluation results, it can be seen that the maximum particle size of the compound for inner pores is preferably 1 mm or less comprehensively.

[実施例D]
内孔体として表1に示す比較例1および実施例2のはい土、ノズル本体として実施例Aに記載のマグネシア−黒鉛材質、パウダーライン部にジルコニア−黒鉛材質を使用して、厚さ10mmの内孔体を配置した浸漬ノズルを一体的に成形し、1000℃にて熱処理後所定の形状に加工し、酸化防止剤を塗布して供試体を得た。
[Example D]
As the inner pores, the clay of Comparative Example 1 and Example 2 shown in Table 1, the magnesia-graphite material described in Example A as the nozzle body, and the zirconia-graphite material in the powder line portion, A submerged nozzle having an inner hole was integrally formed, heat-treated at 1000 ° C. and processed into a predetermined shape, and an antioxidant was applied to obtain a specimen.

これらの浸漬ノズルを、アルミキルド鋼の鋳造に適用した。予熱温度は鋳造開始直前で約600℃、鋳造条件は、鍋容量が250ton、タンディッシュ容量が45ton、鋳片の引き抜き速度が1.0〜1.3m/分、鋳造時間が約320分であった。   These immersion nozzles were applied to cast aluminum killed steel. The preheating temperature was about 600 ° C. just before the start of casting, and the casting conditions were a pan capacity of 250 tons, a tundish capacity of 45 tons, a slab drawing speed of 1.0 to 1.3 m / min, and a casting time of about 320 minutes. It was.

鋳造が終わった後に浸漬ノズルをカットして断面を観察した結果、両ノズル共アルミナの付着は非常に軽微で良好な結果となった。溶損については、実施例2のはい土を使用したノズルの内孔体の溶損量が3mm未満であったのに対して、比較例1のはい土を使用したノズルの内孔体は部分的に5mm程度溶損するなど明らかに実施例2の内孔体を適用したノズルの方が良好であった。   After the casting was finished, the immersion nozzle was cut and the cross section was observed. As a result, the adhesion of alumina to both nozzles was very slight and good. Regarding the erosion, the amount of erosion of the inner hole body of the nozzle using the soil of Example 2 was less than 3 mm, whereas the inner hole body of the nozzle using the soil of Comparative Example 1 was partially Clearly, the nozzle to which the inner hole of Example 2 was applied was better, such as about 5 mm melting.

本発明は、鋼の連続鋳造に使用する浸漬ノズル、ロングノズル、下部ノズル、上部ノズル、スライディングノズルプレート、オープンノズル等に適用できる。   The present invention can be applied to immersion nozzles, long nozzles, lower nozzles, upper nozzles, sliding nozzle plates, open nozzles and the like used for continuous casting of steel.

Claims (3)

マグネシアおよび黒鉛を主成分とするノズル本体とノズル本体の内孔に配置した内孔体の少なくとも一部が直接接触している連続鋳造用ノズルにおいて、内孔体は、マグネシアクリンカーが5質量%以上50質量%以下で残部がドロマイトクリンカーからなる最大粒径が1mm以下の配合物に有機バインダーを添加して混練し成形後熱処理することによって製造されたものであり、しかも見掛け気孔率が15%以上30%以下である連続鋳造用ノズル。 In a continuous casting nozzle in which at least part of an inner hole body arranged in an inner hole of the nozzle body and a nozzle body mainly composed of magnesia and graphite are in direct contact, the inner hole body has a magnesia clinker of 5% by mass or more. It is manufactured by adding an organic binder to a compound having a maximum particle size of 1 mm or less, the balance of which is composed of dolomite clinker and the balance is 50% by mass or less, kneading and heat-treating after molding, and has an apparent porosity of 15% or more Continuous casting nozzle that is 30% or less. 内孔体の配合物が、黒鉛を3質量%以下で含む請求項1に記載の連続鋳造用ノズル。 The nozzle for continuous casting according to claim 1 , wherein the composition of the inner pore body contains 3% by mass or less of graphite . 請求項1または2に記載の連続鋳造用ノズルを使用する連続鋳造方法において、鋳造開始直前のノズル表面の予熱温度を600℃以上とする連続鋳造方法。   The continuous casting method using the nozzle for continuous casting according to claim 1 or 2, wherein the preheating temperature on the nozzle surface immediately before the start of casting is 600 ° C or higher.
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