JP5999383B2 - Lower nozzle of sliding nozzle device - Google Patents

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  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)

Description

本発明は、スライディングノズル装置に関し、特にスライディングノズル装置の下ノズルに関するものである。   The present invention relates to a sliding nozzle device, and more particularly to a lower nozzle of the sliding nozzle device.

取鍋からタンディッシュ、タンディッシュから鋳型へ溶鋼を注入する時の流量制御にはスライディングノズル装置が用いられる。   A sliding nozzle device is used to control the flow rate when pouring molten steel from the ladle into the tundish and from the tundish into the mold.

図1は、スライディングノズル装置を示す図である。取鍋あるいはタンディッシュに配設された上ノズルの下面に上プレート1が配設され、当該上プレート1の下側に下プレート2が以下に記述するノズル類とともにスライド可能に配設される。前記、下プレート2の下部に1または2のチューブ状の整流用のノズルが介在され、その下部にタンディッシュに溶鋼を注入するロングノズル5(または鋳型に溶鋼を注入する場合は浸漬ノズル)が接合される。   FIG. 1 is a diagram showing a sliding nozzle device. An upper plate 1 is disposed on the lower surface of an upper nozzle disposed in a ladle or tundish, and a lower plate 2 is slidably disposed along with nozzles described below on the lower side of the upper plate 1. A long nozzle 5 (or a submerged nozzle in the case of injecting molten steel into a mold) has a tube-like rectifying nozzle 1 or 2 interposed in the lower part of the lower plate 2 and injects molten steel into the tundish at the lower part thereof. Be joined.

前記、整流用のノズルは、上プレート1と下プレート2との間でのプレート絞りにより発生する溶鋼の偏流を整流に変えるために、下プレート2とロングノズル(あるいは浸漬ノズル)5との間に介在される。当該整流用のノズルが2個の場合は中間ノズル3と下ノズル4と呼ばれるが両者とも同様の機能を果たすため、中間ノズル3と下ノズル4は同様の特性を必要とされる。以下の説明では中間ノズルも含めて下ノズル10と称する。   The rectifying nozzle is arranged between the lower plate 2 and the long nozzle (or immersion nozzle) 5 in order to change the drift of the molten steel generated by the plate restriction between the upper plate 1 and the lower plate 2 into rectification. Intervened in. The two nozzles for rectification are referred to as the intermediate nozzle 3 and the lower nozzle 4, but both perform the same function, so that the intermediate nozzle 3 and the lower nozzle 4 are required to have the same characteristics. In the following description, the lower nozzle 10 including the intermediate nozzle is referred to.

下ノズル10には耐スポーリング性、耐食性、コスト等で有利なアルミナカーボン質不焼成れんがが一般に適用される。前記上下のプレート1、2と下ノズル10はスライディング装置に装着され取鍋に固定されているため、鋳造終了後は取鍋とともに整備場まで移動・整備され、繰り返し鋳造に使用される。   For the lower nozzle 10, an alumina carbonaceous non-fired brick which is advantageous in spalling resistance, corrosion resistance, cost and the like is generally applied. Since the upper and lower plates 1 and 2 and the lower nozzle 10 are mounted on a sliding device and fixed to the ladle, after the casting is finished, the ladle is moved and maintained with the ladle and used repeatedly for casting.

前記、下ノズル10は使用時には溶鋼が内管を通過するため急激な温度上昇に曝されスポーリング亀裂が発生する。   The lower nozzle 10 is exposed to a rapid temperature rise because molten steel passes through the inner pipe during use, and spalling cracks are generated.

前記、亀裂の発生を抑える目的で、特開昭58−104063号公報(特許文献1)や、特開平6−277824号公報(特許文献2)に、材質面から亀裂発生の少ない下ノズルを得ようとする試みがなされている。   In order to suppress the occurrence of cracks, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-104063 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-277824 (Patent Document 2) obtain a lower nozzle with less cracking from the material surface. Attempts have been made to do so.

また、特開平11−114666号公報(特許文献3)、では、下ノズルを外側から鉄皮で拘束し、更に、その下部に補強用の鉄皮を被せ、構造面から下ノズルを強化しようとする試みがなされている。   In Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-114666 (Patent Document 3), the lower nozzle is constrained from the outside by an iron skin, and further, a reinforcing iron skin is put on the lower part to try to strengthen the lower nozzle from the structural surface. Attempts have been made.

また、特開2011−161472号公報(特許文献4)では、下ノズルと、この下ノズルに接合される鋳造用ノズルとの接合部において、下ノズルの内径よりも鋳造用ノズルの内径を小さくすることで、下ノズルに亀裂が発生したとしても、吸気しにくい構造が提案されている。   In JP 2011-161472 A (Patent Document 4), the inner diameter of the casting nozzle is made smaller than the inner diameter of the lower nozzle at the joint between the lower nozzle and the casting nozzle joined to the lower nozzle. Therefore, even if a crack occurs in the lower nozzle, a structure that makes it difficult to suck in air has been proposed.

更に、特許第5129636号(特許文献5)には、径方向に多層構造として1500℃から室温まで冷却した際の収縮率を径方向の内側で大きく、外側で小さくし、かつ前記収縮率の差を0.25%以下とする提案がなされている。当該特許文献5に開示の発明は、ノズルの内面と外面の温度差がない浸漬ノズルを想定したものであり、下ノズルのように内面温度が高く、外周温度が低い条件で使用される場合には適用できない。また、多層構造は製造し難いこともあり下ノズルへの適用は困難である。   Furthermore, in Japanese Patent No. 5129636 (Patent Document 5), the shrinkage rate when cooled from 1500 ° C. to room temperature as a multilayer structure in the radial direction is increased on the inner side in the radial direction and decreased on the outer side, and the difference in the shrinkage rate is described. A proposal has been made to make the ratio 0.25% or less. The invention disclosed in Patent Document 5 assumes an immersion nozzle having no temperature difference between the inner surface and the outer surface of the nozzle, and is used when the inner surface temperature is high and the outer peripheral temperature is low like the lower nozzle. Is not applicable. In addition, the multilayer structure may be difficult to manufacture and is difficult to apply to the lower nozzle.

特開昭58−104063号公報JP 58-104063 A 特開平6−277824号公報JP-A-6-277824 特開平11−114666号公報JP-A-11-114666 特開2011−161472号公報JP 2011-161472 A 特許第5129636号Japanese Patent No. 5129636

近年は、下ノズルに要求される使用回数は著しく増加しており、亀裂からの吸気、溶損の発生、更に、溶損箇所の孔あきあるいは亀裂からの吸気による溶鋼の成分の変化による鋳片の品質低下の問題が発生している。従って、スライディングノズル装置において、安定操業と鋳片品質の両面から、繰り返しの使用による亀裂からの吸気抑制は重要な課題となっている。   In recent years, the number of uses required for the lower nozzle has increased remarkably, and slabs have been generated due to the intake of air from cracks, the occurrence of erosion, and the change in the composition of molten steel due to perforations at the erosion sites or intake from the cracks. The problem of quality degradation has occurred. Therefore, in the sliding nozzle device, suppression of intake air from cracks due to repeated use is an important issue from both aspects of stable operation and slab quality.

しかしながら、材質面から亀裂発生を押さえるようとする、特許文献1や特許文献2に開示の試みでは、亀裂の発生を完全に抑制はできず、少ないながらも発生した亀裂が繰り返し使用により、開き吸気経路となるため、吸気を抑え切れなかった。   However, the attempts disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 to suppress the occurrence of cracks from the surface of the material cannot completely suppress the occurrence of cracks. Because it was a route, I couldn't keep inspiration.

特許文献3は、下ノズルに鉄皮を被せて亀裂の発生を抑えようとするものではあるが、繰り返し使用されると鉄皮が熱により劣化して亀裂の発生・開きを抑制するのに十分な拘束力が得られなくなり、亀裂からの吸気・溶損を充分に防止することはできなかった。   Patent Document 3 is intended to suppress the occurrence of cracks by covering the lower nozzle with an iron skin, but when used repeatedly, the iron skin deteriorates due to heat and is sufficient to suppress the occurrence and opening of cracks. It was not possible to obtain sufficient restraining force, and it was not possible to sufficiently prevent intake and melting damage from cracks.

特許文献4は、構造面から亀裂の発生をおさえようとするものであるが、嵌合部以外に発生した亀裂が繰り返し加熱により貫通してしまうため、この場合も繰り返しの使用による吸気を完全に止めることはできなかった。   Patent Document 4 tries to suppress the generation of cracks from the structural surface. However, since the cracks generated in areas other than the fitting portion penetrate through repeated heating, in this case as well, the intake by repeated use is completely eliminated. I couldn't stop it.

更に、特許文献5は、上記したように、ノズルの内面と外面の温度差がない浸漬ノズルを想定したものであり、下ノズルには適用できない。   Further, as described above, Patent Document 5 assumes an immersion nozzle having no temperature difference between the inner surface and the outer surface of the nozzle, and is not applicable to the lower nozzle.

このことから、繰り返しの使用下では、亀裂の発生そのものを抑えるためだけの材料面、構造面からの改良には限界があり、むしろ、亀裂の発生が吸気に至らないようにする観点からの解決を見出す必要がある。   For this reason, under repeated use, there is a limit to improvements from the material and structural aspects only to suppress the occurrence of cracks. Rather, it is a solution from the viewpoint of preventing the occurrence of cracks from inhaling. It is necessary to find out.

本発明は上記従来の事情に鑑みて提案されたものであって、スライディングノズル装置の下ノズルを繰り返し使用する際に発生する亀裂からの吸気・溶損を抑制するとともに、鋳片品質の向上を図ることを目的とするものである。   The present invention has been proposed in view of the above-described conventional circumstances, and suppresses intake / melting damage from cracks that occur when the lower nozzle of the sliding nozzle device is repeatedly used, and improves the quality of the slab. The purpose is to plan.

本発明は、繰り返し使用されるスライディングノズル装置の下ノズルであって、非酸化性雰囲気中、1500℃で2時間焼成による残存寸法変化率が0.0%〜0.8%であることを特徴とするものである。
The present invention is a lower nozzle of a sliding nozzle device that is repeatedly used, and has a remaining dimensional change rate of 0.0% to 0.8% by firing at 1500 ° C. for 2 hours in a non-oxidizing atmosphere. It is what.

前記、残存寸法変化率は0.0%以上、0.8%以下が好ましい。0.0%未満では亀裂進展による吸気・溶損を抑制することができないので好ましくない。0.8%を超えると逆に反応時の膨張が大きすぎるため、外周側の亀裂が開き内周面側の膨張効果が相殺され、結果として吸気しやすくなるため好ましくない。さらに好ましくは0.05%以上0.5%以下である。   The residual dimensional change rate is preferably 0.0% or more and 0.8% or less. If it is less than 0.0%, it is not preferable because intake and melting damage due to crack propagation cannot be suppressed. On the other hand, if it exceeds 0.8%, the expansion at the time of reaction is too large, so that the crack on the outer peripheral side opens and the expansion effect on the inner peripheral surface side is offset, and as a result, it becomes easier to take in air. More preferably, it is 0.05% or more and 0.5% or less.

本発明によって、スライディングノズル装置の下ノズルを繰り返し使用する際に発生する亀裂からの吸気・溶損を抑制することができ、また連続鋳造中における下ノズルからの吸気による鋳片トラブルを抑制し、鋳片品質の向上を図ることが可能となる。   By the present invention, it is possible to suppress suction and erosion from cracks that occur when the lower nozzle of the sliding nozzle device is used repeatedly, and to suppress slab trouble due to suction from the lower nozzle during continuous casting, The slab quality can be improved.

本発明が適用されるスライディングノズル装置用下ノズルを示す図。The figure which shows the lower nozzle for sliding nozzle apparatuses with which this invention is applied. 残存寸法変化率と吸気・溶損発生数との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the residual dimensional change rate and the number of intake / melting damage occurrence. 鉄ケースで覆った下ノズルを示す図。The figure which shows the lower nozzle covered with the iron case.

<考察>
上述のように下ノズルの大半は使用初期に熱スポーリングによる亀裂が発生する。しかしながら、下ノズルに亀裂が発生しても必ず吸気が発生し溶損を生じるのではなく、亀裂が発生するが吸気が起こらない場合がしばしば認められる。また、亀裂が発生しても、直に吸気に至るのではなく、繰り返しの使用で吸気に至ることが認められる。この吸気・溶損は使用回数が4chを超えると発生頻度が増加する傾向が見られ、繰り返し使用されて使用回数が増えた時にその危険性が増すものと考えられる。
<Discussion>
As described above, most of the lower nozzles crack due to thermal spalling in the initial stage of use. However, even if a crack occurs in the lower nozzle, air intake is not always generated and a melting loss occurs, but it is often observed that a crack occurs but no air intake occurs. Moreover, even if a crack occurs, it is recognized that it does not reach the intake directly, but reaches the intake by repeated use. The frequency of occurrence of intake / melt damage tends to increase when the number of uses exceeds 4ch, and the risk is considered to increase when the number of uses increases after repeated use.

使用回数によって吸気・溶損の発生頻度の増加の傾向が見られる現象について以下のように考えられる。すなわち、下ノズルはチューブ状の内管を溶鋼が通過するため、外周から内周に向かって温度が高くなっている。この際、外周側で引っ張り応力が働き亀裂が発生するが、内周側は圧縮応力が働くため、亀裂の進展は厚さ方向の途中で止まる。しかし、溶鋼排出後には内周側からの冷却があるため、内周表面が収縮して、内周表面から外周に向かって亀裂が進展する。これを繰り返すと外側からの亀裂と内側からの亀裂が徐々に延びてついには連続することで、吸気に至るものと推定される。   The following phenomenon can be considered for the phenomenon in which the frequency of occurrence of intake and erosion increases with the number of uses. That is, since the molten steel passes through the tubular inner tube of the lower nozzle, the temperature increases from the outer periphery toward the inner periphery. At this time, a tensile stress acts on the outer peripheral side to generate a crack, but a compressive stress acts on the inner peripheral side, so that the progress of the crack stops in the middle of the thickness direction. However, since there is cooling from the inner peripheral side after the molten steel is discharged, the inner peripheral surface contracts and cracks progress from the inner peripheral surface toward the outer periphery. When this is repeated, it is estimated that the cracks from the outside and the cracks from the inside gradually extend and eventually continue, leading to intake.

この推定に基づいて、使用中に亀裂の進展を抑制する手法について検討した。   Based on this estimation, a method for suppressing the growth of cracks during use was investigated.

すなわち、下ノズルを構成する耐火材料中で溶鋼排出時の高温によって意図的に体積膨張を伴う反応を起こさせることで、耐火物内部に適当な圧縮応力を発生させることができ、それによって、亀裂が進展しない条件、すなわち、亀裂からの吸気・溶損を抑制できる条件を作り出せるものと考えられる。   In other words, an appropriate compressive stress can be generated inside the refractory by intentionally causing a reaction with volume expansion due to the high temperature at the time of discharge of molten steel in the refractory material constituting the lower nozzle, thereby generating cracks. It is considered that the condition that does not progress, that is, the condition that can suppress the intake and melting damage from the crack can be created.

いいかえると、使用時においても、冷却時においても、ノズルの内部の一部でも常に圧縮状態におくことができるならば、亀裂は外周から起こったとしても、内周から起こったとしても、それ以上肉厚の内側に亀裂が進展せず、亀裂が外周側と内周側とで連結しないと推定される。   In other words, if the nozzle can be kept in a compressed state at all times during use, during cooling, even if it cracks from the outer periphery or from the inner periphery, more It is presumed that the crack does not propagate inside the wall thickness and the crack is not connected on the outer peripheral side and the inner peripheral side.

高温における体積膨張を伴う反応による膨張を比較するパラメータとして残存寸法変化率がある。そこで、高温で膨張を伴う反応を起こす2原料の活用や、高温で膨張を伴う相転移を起こす原料の活用、また高温で酸素や窒素と反応して膨張反応を起こす金属などの活用によって、様々な残存寸法変化率を有する下ノズルを作成し、外周をメタルケースで被覆して実機使用を行い、吸気・溶損の発生頻度と残存寸法変化率との関係を検討した。   There is a residual dimensional change rate as a parameter for comparing expansion due to reaction accompanied by volume expansion at high temperature. Therefore, by using two raw materials that cause a reaction with expansion at high temperature, using raw materials that cause a phase transition with expansion at high temperature, or using a metal that reacts with oxygen or nitrogen at a high temperature to cause an expansion reaction. A lower nozzle with a sufficient residual dimensional change rate was created, the outer periphery was covered with a metal case, and the actual machine was used. The relationship between the frequency of intake / melt damage and the residual dimensional change rate was examined.

その結果、特定の範囲での残存寸法変化率を持つ下ノズルでは亀裂の発生はあるものの、吸気・溶損に至らないことを確認した。すなわち、非酸化性雰囲気中、1500℃で2時間焼成による残存寸法変化率が0.0%〜0.8%であるスライディングノズル装置の下ノズルを提案するに至った。   As a result, it was confirmed that the lower nozzle with the remaining dimensional change rate in a specific range did not cause intake / melting, although cracks occurred. That is, it came to propose the lower nozzle of the sliding nozzle apparatus whose residual dimensional change rate by baking at 1500 degreeC for 2 hours in a non-oxidizing atmosphere is 0.0% to 0.8%.

<範囲>
上記において、残存線変化率は、JIS R 2208によって1500℃で2時間の条件で求める値とする。下ノズルの使用回数が4回目以降で亀裂からの吸気・溶損の頻度が増加する傾向があることから、1回の使用時間を30分として4回使用の時間である2時間を試験時間とした。加熱条件は、非酸化性焼成とする。酸化性雰囲気中で加熱すると、下ノズルに含有するカーボンが酸化してしまうため好ましくない。非酸化性雰囲気とする方法は各種の方法を利用できるが、例えば、コークスブリーズ中に埋め込んで焼成する、窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガス中で焼成するなどなどの方法がある。
<Range>
In the above, the residual line change rate is a value determined under conditions of 1500 ° C. for 2 hours according to JIS R 2208. Since the frequency of suction and erosion from cracks tends to increase after the 4th use of the lower nozzle, the test time is 2 hours, which is 4 times of use, with 30 minutes per use. did. The heating condition is non-oxidizing firing. Heating in an oxidizing atmosphere is not preferable because the carbon contained in the lower nozzle is oxidized. Various methods can be used as the non-oxidizing atmosphere, and examples thereof include a method of firing in a coke breeze and firing in an inert gas such as nitrogen gas or argon gas.

残存寸法変化率は0.0%以上、0.8%以下が好ましい。0.0%未満では亀裂進展による吸気・溶損を抑制することができないので好ましくない。0.8%を超えると逆に反応時の膨張が大きすぎるため、外周側の亀裂が開き稼働面側の膨張効果が相殺され、結果として吸気しやすくなるため好ましくない。さらに好ましくは0.05%以上0.5%以下である。   The residual dimensional change rate is preferably 0.0% or more and 0.8% or less. If it is less than 0.0%, it is not preferable because intake and melting damage due to crack propagation cannot be suppressed. On the other hand, if it exceeds 0.8%, the expansion at the time of reaction is too large, so that the crack on the outer peripheral side opens and the expansion effect on the working surface side is offset, and as a result, it becomes easier to take in air. More preferably, it is 0.05% or more and 0.5% or less.

残存寸法変化率は、耐火物としては一般的な特性であり、様々な原因で変化することは良く知られている。例えば、同一の化学組成の配合であっても、粒度分布が異なるだけでも残存寸法変化率が変化する。そのため、本発明を適用するに当たっては、基準となる下ノズルの配合をベースにして、残存膨張を大きくする、あるいは小さくするなどの方法をとって、本発明の示す適正範囲に残存寸法変化率を調整することが好ましい。   It is well known that the remaining dimensional change rate is a general characteristic as a refractory and changes due to various causes. For example, even if the chemical composition is the same, even if the particle size distribution is different, the remaining dimensional change rate changes. Therefore, in applying the present invention, the residual dimensional change rate is set within the appropriate range indicated by the present invention by taking a method such as increasing or decreasing the residual expansion based on the composition of the reference lower nozzle. It is preferable to adjust.

尚、残存寸法変化率の値が正の場合を残存膨張と称し、逆に、負の場合を残存収縮と称する。   A case where the value of the residual dimensional change rate is positive is referred to as residual expansion, and conversely, a negative case is referred to as residual shrinkage.

残存寸法変化率を、大きくする方法として、たとえば、高温で空気中の酸素や窒素と反応して体積膨張する金属、炭化物、窒化物等を適量添加する方法などを適宜選択できる。また、MgOとAl2O3との反応によりスピネルを生成する反応のように、高温での反応により体積膨張を起こすような成分を添加する。また、石英のα相からβ相への相転移の様に、膨張を伴う相転移を起こす原料を添加する等、その他、いずれの方法でも本発明品に適用可能である。高温での反応で残存膨張を付与する場合、不焼成材質とするのが一般的である。 As a method of increasing the residual dimensional change rate, for example, a method of adding an appropriate amount of metal, carbide, nitride, or the like that undergoes volume expansion by reacting with oxygen or nitrogen in the air at a high temperature can be appropriately selected. In addition, a component that causes volume expansion by a reaction at a high temperature is added, such as a reaction that generates spinel by a reaction between MgO and Al 2 O 3 . In addition, any other method such as adding a raw material that causes a phase transition accompanying expansion, such as a phase transition from an α phase to a β phase of quartz, can be applied to the product of the present invention. When residual expansion is imparted by a reaction at a high temperature, it is common to use a non-fired material.

一方、残存寸法変化率を小さくする方法としては、上記方法によって残存寸法変化率が大きくなっているのであれば、その量を制限するなどの対策を取ればよい。また、高温において収縮する原料を添加すること。また、高温で焼結収縮を促進させる原料を添加する等、その他のいずれの方法を用いても残存収縮の方向に調整することが可能である。   On the other hand, as a method of reducing the remaining dimensional change rate, if the remaining dimensional change rate is increased by the above method, measures such as limiting the amount may be taken. Add raw materials that shrink at high temperatures. Further, any other method such as adding a raw material that promotes sintering shrinkage at high temperature can be adjusted in the direction of residual shrinkage.

具体的には、下記の実施例の表1にその例を示した。   Specifically, the example is shown in Table 1 below.

本発明のスライディングノズル装置の下ノズルは、一般には耐スポーリング性に優れるアルミナカーボン材質が適用されている。しかしながら、本発明品は、下ノズル材質として必要な耐スポーリング性や耐溶損性を損なわない範囲で、残存寸法変化率以外の特性値は任意に設定できる。   The lower nozzle of the sliding nozzle device of the present invention is generally made of an alumina carbon material having excellent spalling resistance. However, in the product of the present invention, characteristic values other than the remaining dimensional change rate can be arbitrarily set within a range that does not impair the spalling resistance and the melt resistance required as the lower nozzle material.

本発明品に使用できる骨材原料としては特に限定されることはないが、例えば、アルミナ、マグネシア、スピネル、ジルコニア、アルミナ・ジルコニア電融原料、ジルコニア・ムライト、ロー石原料、ばん土頁岩、ボーキサイト、粘土、SiO2原料等、一般に使用されている耐火物原料を使用できる。 The aggregate material that can be used in the present invention is not particularly limited. Commonly used refractory materials such as clay and SiO 2 materials can be used.

また、カーボン原料としては、カーボンブラック、鱗状黒鉛, 土状黒鉛、コークス粉、無煙炭、粉末ピッチ等の炭素原料を添加することもできる。必要に応じて、金属、炭化物、窒化物等も使用でき、例えば金属としてはSi、AlまたはSiやAlを含む合金など、炭化物としてはSiC, B4Cなど、窒化物としてはSi3N4、AlN、BNなどを使用することができる。 Further, as the carbon raw material, carbon raw materials such as carbon black, scale graphite, earth graphite, coke powder, anthracite, and powder pitch can be added. If necessary, metals, carbides, nitrides, etc. can also be used, for example, Si, Al or alloys containing Si and Al as metals, SiC, B 4 C as carbides, Si 3 N 4 as nitrides, etc. AlN, BN, etc. can be used.

バインダーとしてはフェノール樹脂が一般的で、レゾールタイプ、ノボラックタイプいずれも使用することができる。   As a binder, a phenol resin is generally used, and both a resol type and a novolac type can be used.

以上の範囲で混合した原料を混練して成型し不焼成耐火物とし、以下の実施例に供した。図3に示すように、中間ノズル3や下ノズル4(下ノズル10)の周囲にモルタルを介して鉄ケース6をセットし、外周を鉄皮で被覆してもよい。   The raw materials mixed in the above range were kneaded and molded to form unfired refractories, which were used in the following examples. As shown in FIG. 3, an iron case 6 may be set around the intermediate nozzle 3 and the lower nozzle 4 (lower nozzle 10) via a mortar, and the outer periphery may be covered with an iron skin.

<実施例および比較例>
高温で相互に反応し膨張する原料の混合や、高温で膨張を伴う相転移を起こす原料、また高温で酸素や窒素と反応して膨張反応を起こす金属などを利用し、アルミナカーボン材質をベースとして、様々な残存寸法変化率を有する表1示す配合の下ノズルを作成した。残存寸法変化率は、JIS R 2208によって、形状が50mm×50mm×50mmの試料を用い、コークスブリーズ中1500℃、2時間焼成して求めた。
<Examples and Comparative Examples>
Based on an alumina carbon material based on the mixing of raw materials that react and expand at high temperatures, raw materials that undergo phase transition accompanied by expansion at high temperatures, and metals that react with oxygen and nitrogen at high temperatures to cause expansion reactions. The lower nozzles having the composition shown in Table 1 having various residual dimensional change rates were prepared. The residual dimensional change rate was obtained by calcination in a coke breeze at 1500 ° C. for 2 hours according to JIS R 2208 using a sample having a shape of 50 mm × 50 mm × 50 mm.

外周をメタルケースで被覆して300t溶鋼取鍋のスライディングノズル装置の中間ノズルとして各材質10個を実機使用し、吸気・溶損の発生頻度と残存寸法変化率との関係を検討した。各材質において10個の平均使用回数は6チャージ以上であり各ノズルは通常の回数、繰り返し使用されたと判断した。   Ten pieces of each material were used as intermediate nozzles for a 300t molten steel ladle sliding nozzle device with the outer periphery covered with a metal case, and the relationship between the occurrence frequency of intake / melting damage and the remaining dimensional change rate was examined. For each material, the average number of use of 10 was 6 charges or more, and it was determined that each nozzle was used repeatedly for the normal number of times.

吸気・溶損の評価は下ノズルの垂直な方向での切断面において、内管に目視で見られる亀裂に沿った溶損による深さが5mm以上の凹み部である場合に吸気・溶損とみなした。10本使用中の吸気・溶損の発生回数が1回以下のものを良好と判断した。   The evaluation of intake / melting damage is that if the depth of the inner pipe is 5mm or more deep due to the melting damage along the cracks seen on the cut surface in the vertical direction of the lower nozzle, I saw it. The number of occurrences of intake / melting damage during 10 use was judged to be good.

結果を図2に示す。残存寸法変化率が0〜0.8%の範囲内で吸気・溶損の発生回数が1回以下となり、それ以上でも以下でも吸気・溶損の発生回数が増加する結果となった。   The results are shown in FIG. When the residual dimensional change rate was in the range of 0 to 0.8%, the number of occurrences of intake / melting was 1 or less, and the number of occurrences of intake / melting was higher or lower than that.

表1において、実施例1、実施例3、比較例1は不焼成アルミナカーボン材質の金属Al添加量を変化させたもので、金属AlとN2との反応による膨張反応が加熱中に起こり残存膨張が付与されるが、その値は添加Al量の影響を受けAl添加量が多いほど残存寸法変化率が大きくなる傾向をもつ。 In Table 1, Example 1, Example 3, and Comparative Example 1 were obtained by changing the amount of metal Al added to the unfired alumina carbon material, and an expansion reaction due to the reaction between the metal Al and N 2 occurred during heating and remained. Although expansion is given, the value is affected by the amount of added Al, and the residual dimensional change rate tends to increase as the amount of added Al increases.

実施例2,5はジルコニア・ムライト中のジルコニアの冷却中の相転移による膨張の影響で残存膨張が付与されているものと考えられ、実施例4はロー石原料中の石英の昇温中の相転移による膨張の影響で残存膨張が付与されているものと考えられる。   In Examples 2 and 5, it is considered that residual expansion is imparted due to the expansion due to phase transition during cooling of zirconia in zirconia and mullite, and Example 4 is in the process of raising the temperature of quartz in raw stone raw material. It is considered that residual expansion is given due to the expansion due to the phase transition.

実施例8と比較例3はMgOを含むアルミナ・マグネシア・カーボン材質であるが、MgOとAl2O3の反応によりスピネルが生成し、その反応に伴う膨張の影響で残存膨張が付与されていると考えられ、MgO添加量が多いほど残存寸法変化率は大きくなり、添加量が25%と多い比較例3は残存寸法変化率が0.87%となった。 Example 8 and Comparative Example 3 are alumina, magnesia, and carbon materials containing MgO. Spinel is generated by the reaction of MgO and Al 2 O 3 , and residual expansion is imparted due to the expansion due to the reaction. The residual dimensional change rate increased as the amount of added MgO increased, and the residual dimensional change rate of Comparative Example 3 with a higher additive amount of 25% was 0.87%.

実施例6、7、9は、上記の残存膨張を付与できることがわかった原料を組み合わせたものである。比較例2は、加熱により収縮挙動を示すシャモット原料を用いたことで残存収縮となったと推測される。   Examples 6, 7, and 9 are combinations of raw materials that were found to be able to impart the above-mentioned residual expansion. In Comparative Example 2, it is presumed that residual shrinkage was caused by using a chamotte material that showed shrinkage behavior by heating.

Figure 0005999383
Figure 0005999383

上記したように、スライディングノズル装置の下ノズルを繰り返し使用する際に発生する亀裂からの吸気・溶損を抑制することができ、また連続鋳造中における下ノズルからの吸気による鋳片トラブルを抑制し、鋳片品質の向上を図ることが可能となる。   As mentioned above, it is possible to suppress suction / melting damage from cracks that occur when the lower nozzle of the sliding nozzle device is used repeatedly, and to suppress slab troubles due to suction from the lower nozzle during continuous casting. It is possible to improve the quality of the slab.

1 上プレート
2 下プレート
3 中間ノズル
4 下ノズル
5 ロングノズルまたは浸漬ノズル
6 鉄ケース
10 下ノズル
1 Upper plate 2 Lower plate 3 Intermediate nozzle 4 Lower nozzle 5 Long nozzle or immersion nozzle 6 Iron case 10 Lower nozzle

Claims (1)

繰り返し使用されるスライディングノズル装置の下ノズルであって、非酸化性雰囲気、1500℃で2時間焼成による残存寸法変化率が0〜0.8%であることを特徴とするスライディングノズル装置の下ノズル。
A lower nozzle of a sliding nozzle device that is repeatedly used, and has a remaining dimensional change rate of 0 to 0.8% after baking at 1500 ° C. for 2 hours in a non-oxidizing atmosphere. .
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