JP6112176B1

JP6112176B1 - Immersion nozzle

Info

Publication number: JP6112176B1
Application number: JP2015211887A
Authority: JP
Inventors: 修二四家; 正紀永井; 恭平山口
Original assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Current assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Priority date: 2015-10-28
Filing date: 2015-10-28
Publication date: 2017-04-12
Anticipated expiration: 2035-10-28
Also published as: JP2017080774A

Abstract

【課題】安定して連続鋳造することができる浸漬ノズルを提供する。【解決手段】ノズル本体２の側壁の厚さをｆとし、第２部分６のうち最も先端部２ａ側の部分の厚さをｂとし、吐出孔３と第２部分６との間の間隔をｃとし、ノズル本体２の長さ方向に関する第２部分６の長さをｄとすると、０．１≦ｂ／ｆ≦０．６であり、２０ｍｍ≦ｃ≦６０ｍｍであり、２０ｍｍ≦ｄ≦７０ｍｍである。【選択図】図２An immersion nozzle capable of stable continuous casting is provided. The thickness of the side wall of the nozzle body 2 is defined as f, the thickness of the second portion 6 closest to the tip portion 2a is defined as b, and the distance between the discharge hole 3 and the second portion 6 is defined. Assuming that c is the length of the second portion 6 in the length direction of the nozzle body 2, d is 0.1 ≦ b / f ≦ 0.6, 20 mm ≦ c ≦ 60 mm, and 20 mm ≦ d ≦ 70 mm. It is. [Selection] Figure 2

Description

この発明は、浸漬ノズルに係り、特に、鋼の連続鋳造に用いられる浸漬ノズルに関する。 The present invention relates to an immersion nozzle, and more particularly, to an immersion nozzle used for continuous casting of steel.

鋼の連続鋳造に用いられる浸漬ノズルは、ダンディッシュ−水冷モールド間で使用される耐火物である。その使用目的は、大気を遮断し溶鋼の酸化を防止すると同時に、水冷モールド内へ整流化した溶鋼を注入し適正な流動状態を調整することである。浸漬ノズルの材質としては一般的に、アルミナ・カーボン質材質が用いられる。 The immersion nozzle used for continuous casting of steel is a refractory used between a dundish and a water-cooled mold. The purpose of use is to block the atmosphere and prevent oxidation of the molten steel, and at the same time to inject the rectified molten steel into the water-cooled mold to adjust the proper flow state. Generally, an alumina / carbonaceous material is used as the material of the immersion nozzle.

一方、連続鋳造においては、水冷モールドの溶鋼表面に、ＣａＯ、ＳｉＯ_２、ＣａＦ_２、Ｎａ_２Ｏ、Ｃなどを含有するモールドパウダーが投入される。投入されたモールドパウダーは溶鋼の熱を受けて溶融して、溶融モールドパウダーとなって溶鋼表面を覆い、連続鋳造における水冷モールドと鋳片との間の潤滑性の確保、溶鋼の酸化防止や保温などの役割を果たす。溶融モールドパウダーは、ＣａＯ、ＳｉＯ_２、ＣａＦ_２、Ｎａ_２Ｏなどを含有するため、耐火物に対する強い溶損性を有する。そのため、浸漬ノズルの溶融モールドパウダーと接触する部位（以下、「パウダーライン部」と称する）では、アルミナ・カーボン質材質に替えて、高耐食性の材料が使用されるようになっている。例えば、特許文献１では、アルミナ−黒鉛系材質の単体ではモールド内の溶鋼界面でのＣＣパウダースラグに対する耐食性に劣るため、スラグライン部の材質としてジルコニア、ジルコン、黒鉛、炭化珪素及び金属シリコン及びフェロシリコンを特定組成範囲で含有する鋳造用ノズルが提案されている。特許文献２では、浸漬ノズルのモールドパウダーと接する外周部と溶鋼流通内面側とをそれぞれ、ＺｒＯ_２を７０〜９０質量％含有するＺｒＯ_２−Ｃ質耐火物の異なる組成で構成し、本体部下部についても、モールドパウダーと接する外周部あるいは溶鋼流通内面側のＺｒＯ_２−Ｃ材質で構成される提案がなされている。 On the other hand, in continuous casting, mold powder containing CaO, SiO ₂ , CaF ₂ , Na ₂ O, C, or the like is put on the molten steel surface of the water-cooled mold. The injected mold powder is melted by the heat of the molten steel to cover the surface of the molten steel as molten mold powder, ensuring lubricity between the water-cooled mold and the slab in continuous casting, preventing oxidation and keeping warm of the molten steel. To play a role. Since the molten mold powder contains CaO, SiO ₂ , CaF ₂ , Na ₂ O, etc., it has a strong erosion resistance against refractories. For this reason, at the portion of the immersion nozzle that comes into contact with the molten mold powder (hereinafter referred to as “powder line portion”), a highly corrosion-resistant material is used instead of the alumina / carbonaceous material. For example, in Patent Document 1, since an alumina-graphite-based material alone is inferior in corrosion resistance to CC powder slag at the molten steel interface in the mold, the slag line portion is made of zirconia, zircon, graphite, silicon carbide, metal silicon, and ferro A casting nozzle containing silicon in a specific composition range has been proposed. In Patent Document 2, the outer peripheral portion in contact with the mold powder of the immersion nozzle and the molten steel flow inner surface side are each composed of ZrO ₂ -C refractories containing 70 to 90% by mass of ZrO ₂ , Also, a proposal has been made of a ZrO ₂ —C material on the outer peripheral part in contact with the mold powder or on the inner side of the molten steel flow.

このように現状では、高耐食性のジルコニア・カーボン質材質が使用されている。連続鋳造用浸漬ノズルの寿命は、パウダーライン部や溶鋼流通孔の溶損及び溶鋼通孔内管の閉塞によって律速されるものであり、従来から浸漬ノズルを構成する耐火物組成及び構造上から種々の提案がなされている。 Thus, at present, a highly corrosion-resistant zirconia / carbonaceous material is used. The life of a continuous casting immersion nozzle is limited by the melting damage of the powder line part and the molten steel flow hole and the blockage of the inner pipe of the molten steel hole, and variously from the refractory composition and structure of the conventional immersion nozzle. Proposals have been made.

また、連続鋳造では、複数バッチの溶鋼を連続処理すること（以下、「連々処理」と称する）が行われ、連々処理のバッチ数（以下、「連々数」と称する）が増加するなどのために、さらなるパウダーライン材の耐食性が要求されるようになった。その対策としては、ジルコニア含有量を増加させることが有効で、例えば、特許文献３では、ジルコニア量を７０〜９５質量％に増加させ、また、特許文献４では、ジルコニア量を７０〜９９質量％に増加させるなどの対策が取られてきた。だたし、ジルコニア含有量を増加させると耐熱スポーリング性が低下するという問題点が新たに発生した。 In continuous casting, a plurality of batches of molten steel are continuously processed (hereinafter referred to as “continuous processing”), and the number of continuous processing batches (hereinafter referred to as “continuous number”) increases. In addition, further corrosion resistance of the powder line material has been required. As a countermeasure, it is effective to increase the zirconia content. For example, in Patent Document 3, the amount of zirconia is increased to 70 to 95% by mass, and in Patent Document 4, the amount of zirconia is increased to 70 to 99% by mass. Measures have been taken such as increasing the However, when the zirconia content is increased, there is a new problem that the heat spalling property is lowered.

さらに、連続鋳造において水冷鋳型内の湯面が大きく変動した場合、溶融モールドパウダーがパウダーライン材のライニング範囲を超え、その下部にあるアルミナ・カーボン質耐火物を溶損させることがある。その対策として、特許文献５は、パウダーライン材であるジルコニア・カーボン質材質の厚さを薄くして、浸漬ノズル側面の下方まで延ばす方法を提供している。ジルコニア・カーボン質材質はアルミナ・カーボン質材質に比べて耐スポーリング性が劣ることにより、ノズル先端部までジルコニア・カーボン質材質とすると亀裂が発生したりするので、先端部では肉厚を薄くすることにより亀裂を発生させないようにしている。 Furthermore, when the molten metal surface in the water-cooled mold greatly fluctuates during continuous casting, the molten mold powder may exceed the lining range of the powder line material and melt the alumina / carbonaceous refractory underneath. As a countermeasure, Patent Document 5 provides a method of reducing the thickness of a zirconia / carbonaceous material, which is a powder line material, and extending it below the side surface of the immersion nozzle. The zirconia / carbon material is inferior in spalling resistance to the alumina / carbon material, and cracks may occur if the zirconia / carbon material is used up to the tip of the nozzle. This prevents cracks from occurring.

特開昭５７−４２５７６号公報JP 57-42576 A 特開昭６１−８６０５２号公報JP-A-61-86052 特開平１１−３０２０７３号公報JP-A-11-302073 特開２００４−６６２５１号公報JP 2004-66251 A 実開平７−３３４４６号公報Japanese Utility Model Publication No. 7-33446

近年、連続鋳造による連々数の増加及び鋳造速度の増加の程度は著しく、従来に無い問題点が新たに発生するようになった。従来に無かった問題とは、母材であるアルミナ・カーボン質材質とパウダーライン材であるジルコニア・カーボン質材質との境界部に起こる異常溶損である。このような異常溶損が起こると、肉薄となった異常溶損部を基点に浸漬ノズル先端の折損事故に繋がるという問題点が発生する。 In recent years, the increase in the number of continuous casts and the increase in casting speed due to continuous casting have been remarkable, and new problems have arisen that have not occurred in the past. A problem that has not existed before is abnormal melting that occurs at the boundary between the alumina / carbonaceous material as the base material and the zirconia / carbonaceous material as the powder line material. When such abnormal melting occurs, there arises a problem that it leads to a breakage accident at the tip of the immersion nozzle, based on the abnormal melting portion that has become thin.

この発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、安定して連続鋳造することができる浸漬ノズルを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and an object thereof is to provide an immersion nozzle that can be stably continuously cast.

本発明者らは、アルミナ・カーボン質材質とパウダーライン材であるジルコニア・カーボン質材質との境界部に起こる異常溶損の原因を解析した。その結果、異常溶損が起こった境界部に炭化ジルコニウムの生成を確認し、炭化ジルコニウムの生成が異常損傷に影響するものと推定した。炭化ジルコニウムが生成すると溶鋼に対して濡れ易くなり、炭化ジルコニウムが溶鋼中に溶解し、組織が脆化する。一方、鋳造速度の増加による湯面変動の増大とそれによる溶融モールドパウダーの巻き込みが起こることで、前記脆化組織に溶融モールドパウダーが浸透して、異常溶損を起こすことになる。 The present inventors analyzed the cause of abnormal melting that occurs at the boundary between the alumina / carbonaceous material and the zirconia / carbonaceous material that is the powder line material. As a result, the formation of zirconium carbide was confirmed at the boundary where abnormal melting occurred, and it was estimated that the formation of zirconium carbide had an effect on abnormal damage. When zirconium carbide is generated, it becomes easy to wet the molten steel, the zirconium carbide is dissolved in the molten steel, and the structure becomes brittle. On the other hand, an increase in the molten metal surface due to an increase in the casting speed and the resulting entrainment of the molten mold powder cause the molten mold powder to permeate into the brittle structure and cause abnormal melting.

炭化ジルコニウムが生成する機構ははっきりしないが、連々数の増加に対応するためのパウダーライン材のジルコニア含有量の増加と、浸漬ノズルの製造の際のアルミナ・カーボン質材質及びジルコニア・カーボン質材質の不可避的に起こる混合とによって引き起こされたものと推定される。従って、異常溶損は、連々数の増加及び高速連鋳への対応によって引き起こされた異常損傷であり、材質面の改良には時間が掛かるものと判断した。そこで、本発明者らは構造面からの改良を試みた。 The mechanism of the formation of zirconium carbide is not clear, but the increase in the zirconia content of the powder line material in order to cope with the increase in the number of consecutive, and the alumina-carbonaceous material and zirconia-carbonaceous material in the production of the immersion nozzle It is presumed that it was caused by inevitable mixing. Therefore, it was determined that the abnormal melting was an abnormal damage caused by the increase in the number of continuous castings and the response to high-speed continuous casting, and it took time to improve the material surface. Therefore, the present inventors tried to improve the structure.

一つの方法は、特許文献５に記載された方法で、パウダーライン材の肉厚を薄くして浸漬ノズル側面の先端まで延ばす方法である。しかし、この方法を試したが、吐出孔上部からの縦割れが発生した。亀裂発生の原因は、耐食性向上のためのジルコニア量の増加によって、耐熱スポーリング性が低下したためである。 One method is a method described in Patent Document 5, in which the thickness of the powder line material is reduced and extended to the tip of the side surface of the immersion nozzle. However, although this method was tried, a vertical crack from the upper part of the discharge hole occurred. The cause of the crack generation is that the heat spalling property is lowered due to an increase in the amount of zirconia for improving the corrosion resistance.

また、ジルコニア・カーボン質材質を吐出孔まで延ばすと、溶融モールドパウダーを吐出孔内部まで巻き込み易くなるという問題も新たに発生した。この原因は、ジルコニアは溶融モールドパウダーに対する耐食性が優れるが、酸化物であるため、溶融モールドパウダーに対して濡れ易くなる。一方、アルミナ・カーボン質材質中のアルミナは溶融モールドパウダーに溶解し易く、アルミナが溶解するとカーボンが表面に露出する。そうすると溶融モールドパウダーに対して濡れ難くなる。このため、吐出孔までジルコニア・カーボン質材質にすると溶融モールドパウダーに対して濡れ易くなって溶融モールドパウダーをノズルに沿って溶鋼深くまで引き込み、その結果、溶融モールドパウダーを吐出孔内部まで巻き込み易くなるものと推定した。さらには、溶融モールドパウダーを吐出孔内部まで巻き込むと、吐出孔内部では、アルミナ・カーボン質材質とジルコニア・カーボン質材質との境界部では、上方に向かって局所溶損が起こることが確認された。これらのために、特許文献５に記載された方法は採用できないことがわかった。 In addition, when the zirconia / carbonaceous material is extended to the discharge hole, a problem that the molten mold powder easily gets into the discharge hole is newly generated. The cause of this is that although zirconia is excellent in corrosion resistance to the molten mold powder, it is an oxide, so that it becomes easy to wet the molten mold powder. On the other hand, the alumina in the alumina / carbonaceous material is easily dissolved in the molten mold powder, and when the alumina is dissolved, the carbon is exposed on the surface. If it does so, it will become difficult to get wet with respect to molten mold powder. For this reason, when the zirconia / carbonaceous material is used up to the discharge hole, it becomes easy to wet the molten mold powder, and the molten mold powder is drawn deeply into the molten steel along the nozzle, and as a result, the molten mold powder is easily caught inside the discharge hole. Estimated. Furthermore, it was confirmed that when molten mold powder was wound inside the discharge hole, local melting damage occurred upwards at the boundary between the alumina / carbonaceous material and the zirconia / carbonaceous material inside the discharge hole. . For these reasons, it was found that the method described in Patent Document 5 cannot be adopted.

本発明者らは更に検討し、局所溶損が避けられないのであれば、管理された範囲内で局所溶損を起こすることで、安全に鋳造ができるものと判断した。このような検討に基づき、本発明者らは本発明に至った。 The present inventors have further studied and, if local erosion is unavoidable, it has been determined that the local erosion can be safely performed within the controlled range. Based on such studies, the present inventors have reached the present invention.

この発明に係る浸漬ノズルは、ノズル本体と、ノズル本体の内部にその長さ方向に延びるように設けられた流通路と、一端が流通路に連通するとともに他端がノズル本体の外周面で開口する吐出孔と、ノズル本体の一部をその周方向に取り囲むように設けられたジルコニア・カーボン質材質からなるパウダーライン材とを備え、パウダーライン材は、吐出孔に関してノズル本体の先端部とは反対側に設けられ、第１部分と、第１部分と吐出孔との間に位置するとともに第１部分よりも薄い第２部分とを備え、ノズル本体の側壁の厚さをｆとし、第２部分のうち最も先端部側の部分の厚さをｂとし、吐出孔と第２部分との間の間隔をｃとし、ノズル本体の長さ方向に関する第２部分の長さをｄとすると、０．１≦ｂ／ｆ≦０．６であり、２０ｍｍ≦ｃ≦６０ｍｍであり、２０ｍｍ≦ｄ≦７０ｍｍである。 An immersion nozzle according to the present invention includes a nozzle body, a flow passage provided in the nozzle body so as to extend in the length direction thereof, one end communicating with the flow passage, and the other end opened at the outer peripheral surface of the nozzle body. And a powder line material made of zirconia and carbonaceous material provided so as to surround a part of the nozzle body in the circumferential direction. The powder line material is the tip of the nozzle body with respect to the discharge hole. Provided on the opposite side, provided with a first part, a second part located between the first part and the discharge hole and thinner than the first part, the thickness of the side wall of the nozzle body being f, When the thickness of the portion on the most distal end side among the portions is b, the interval between the discharge hole and the second portion is c, and the length of the second portion in the length direction of the nozzle body is d, 0 .1 ≦ b / f ≦ 0.6, 20 m A ≦ c ≦ 60 mm, a 20mm ≦ d ≦ 70mm.

この発明によれば、ノズル本体とパウダーライン材との境界部で使用中に局部溶損が起こったとしても、局部溶損深さが限られた範囲に止まり、ノズル本体の折損を防ぐことができるので、安定して連続鋳造することができる。 According to this invention, even if local melting damage occurs during use at the boundary between the nozzle body and the powder line material, the local melting depth is limited to a limited range, and the nozzle body can be prevented from being broken. Therefore, continuous casting can be performed stably.

この発明の実施の形態に係る浸漬ノズルの正面図である。It is a front view of the immersion nozzle which concerns on embodiment of this invention. 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the II-II line of FIG.

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に示されるように、浸漬ノズル１は、アルミナ・カーボン質材質からなる略円柱形状のノズル本体２を備えている。尚、アルミナ・カーボン質材質に限らず、ノズル本体２は、アルミナ−シリカ−カーボン質材質、アルミナ−カーボン質材質、スピネル−カーボン質材質、マグネシア−カーボン質材質等から形成されてもよい。さらに、金属等の添加物を配合してもよい。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIG. 1, the immersion nozzle 1 includes a substantially cylindrical nozzle body 2 made of an alumina / carbonaceous material. The nozzle body 2 is not limited to alumina / carbonaceous material, but may be formed of alumina-silica-carbonaceous material, alumina-carbonaceous material, spinel-carbonaceous material, magnesia-carbonaceous material, or the like. Furthermore, you may mix | blend additives, such as a metal.

ノズル本体２の外周面２ｂには、ノズル本体２の先端部２ａ付近に、２つの吐出孔３（図１には１つのみが図示されている）が矩形形状に開口している。吐出孔３に関してノズル本体２の先端部２ａとは反対側に、ノズル本体２をその周方向に取り囲むように、ジルコニア・カーボン質材質からなるパウダーライン材４が設けられている。パウダーライン材４を形成するジルコニア・カーボン質材質として、８２質量％以上のジルコニアを含有しているものが好ましい。 On the outer peripheral surface 2b of the nozzle body 2, two discharge holes 3 (only one is shown in FIG. 1) are opened in a rectangular shape near the tip 2a of the nozzle body 2. A powder line material 4 made of zirconia / carbonaceous material is provided on the opposite side of the nozzle body 2 with respect to the discharge hole 3 so as to surround the nozzle body 2 in the circumferential direction. As the zirconia / carbonaceous material forming the powder line material 4, a material containing 82% by mass or more of zirconia is preferable.

図２に示されるように、ノズル本体２の内部には、その長さ方向に延びるように、溶鋼用の流通路７が設けられている。吐出孔３の一端は流通路７に連通するとともに他端がノズル本体２の外周面２ｂに開口しており、吐出孔３は、一端から他端に向かってノズル本体２の先端部２ａ側に傾斜している。 As shown in FIG. 2, a molten steel flow passage 7 is provided inside the nozzle body 2 so as to extend in the length direction thereof. One end of the discharge hole 3 communicates with the flow passage 7 and the other end opens to the outer peripheral surface 2b of the nozzle body 2, and the discharge hole 3 extends from one end toward the other end toward the tip 2a of the nozzle body 2. Inclined.

パウダーライン材４は、第１部分５と、第１部分５と吐出孔３の開口との間に位置する第２部分６とを備えている。両者は同じ材質から形成されているが、後者の厚さは前者の厚さよりも薄い。パウダーライン材４は、ノズル本体２の外周面２ｂと面一になっている。 The powder line material 4 includes a first portion 5 and a second portion 6 located between the first portion 5 and the opening of the discharge hole 3. Both are made of the same material, but the latter is thinner than the former. The powder line material 4 is flush with the outer peripheral surface 2 b of the nozzle body 2.

ノズル本体２の側壁の厚さをｆ［ｍｍ］とし、第１部分５の厚さをａ［ｍｍ］とし、第２部分６のうち最も先端部２ａ側の部分の厚さをｂ［ｍｍ］とし、ノズル本体２の外周面２ｂにおける吐出孔３の開口と第２部分６との間の間隔をｃ［ｍｍ］とし、ノズル本体２の長さ方向に関する第２部分６の長さをｄ［ｍｍ］とし、ノズル本体２の長さ方向に関する第１部分５の長さをｅ［ｍｍ］とする。 The thickness of the side wall of the nozzle body 2 is set to f [mm], the thickness of the first portion 5 is set to a [mm], and the thickness of the second portion 6 on the most distal end portion 2a side is set to b [mm]. The distance between the opening of the discharge hole 3 on the outer peripheral surface 2b of the nozzle body 2 and the second portion 6 is c [mm], and the length of the second portion 6 in the length direction of the nozzle body 2 is d [ mm], and the length of the first portion 5 in the length direction of the nozzle body 2 is e [mm].

ａ／ｆは、０．５以上かつ０．９以下の範囲であることが好ましい。０．５未満であると、溶融モールドパウダーによる溶損が著しく、十分な耐用が無くなるので好ましくない。０．９より大きくなると、予熱あるいは使用中に割れが発生し易くなるため好ましくない。より好ましくは、０．６７以上かつ０．８６以下の範囲である。 a / f is preferably in the range of 0.5 to 0.9. If it is less than 0.5, the melt damage due to the molten mold powder is remarkable, and sufficient durability is lost. If it is larger than 0.9, it is not preferable because cracking is likely to occur during preheating or use. More preferably, it is the range of 0.67 or more and 0.86 or less.

ｂ／ｆは、０．１以上かつ０．６以下の範囲であることが好ましい。ｂ／ｆをこの範囲とすることで、ノズル本体２のアルミナ・カーボン質材質とパウダーライン材４のジルコニア・カーボン質材質との境界部で使用中に局部溶損が起こったとしても、局部溶損深さが限られた範囲に止まるため、ノズル本体２の折損を防ぐことができる。ｂ／ｆが０．１未満の場合、使用中に第２部分６の外周側からの溶融モールドパウダーによる溶損によって、ノズル本体２のアルミナ・カーボン材質が露出するおそれがあるので好ましくない。アルミナ・カーボン質材質が露出すると、溶融モールドパウダーに対する耐食性が劣るため、侵食深さが大きくなって、それより先端側のノズル本体２の部分が折損することになる。ｂ／ｆが０．６より大きい場合、アルミナ・カーボン質材質とジルコニア・カーボン質材質との境界部材の材質境界部の厚みが厚くなってしまい、境界部の損傷が深く進行し、境界部から折損するため好ましくない。より好ましくは、ｂ／ｆが０．１７以上かつ０．５以下である。 b / f is preferably in the range of 0.1 to 0.6. By setting b / f within this range, even if local erosion occurs during use at the boundary between the alumina / carbonaceous material of the nozzle body 2 and the zirconia / carbonaceous material of the powder line material 4, Since the loss depth is limited to a limited range, breakage of the nozzle body 2 can be prevented. When b / f is less than 0.1, the alumina / carbon material of the nozzle body 2 may be exposed due to melting damage from the outer periphery of the second portion 6 during use, which is not preferable. When the alumina / carbonaceous material is exposed, the corrosion resistance against the molten mold powder is inferior, so that the erosion depth becomes large, and the portion of the nozzle body 2 on the tip side is broken. When b / f is larger than 0.6, the thickness of the material boundary portion of the boundary member between the alumina / carbonaceous material and the zirconia / carbonaceous material is increased, and the damage of the boundary portion proceeds deeply. Since it breaks, it is not preferable. More preferably, b / f is 0.17 or more and 0.5 or less.

ｃは、２０ｍｍ〜６０ｍｍとすることが好ましい。ｃが２０ｍｍ未満では、吐出孔３の上端部への距離が近すぎることとなり、アルミナ・カーボン質材質及びジルコニア・カーボン質材質とモールドパウダーとのそれぞれの濡れ性の差から、吐出孔３内へモールドパウダーを巻き込み易くなるため好ましくない。さらに、ｃが２０ｍｍ未満では、熱スポーリングによる吐出孔３の上端部からの縦割れが発生し易くなるため好ましくない。また、ｃが６０ｍｍより大きいと、後述するｄの長さを十分確保できなくなるため好ましくない。より好ましくは、３０ｍｍ〜５０ｍｍである。 c is preferably 20 mm to 60 mm. When c is less than 20 mm, the distance to the upper end portion of the discharge hole 3 is too short, and due to the difference in wettability between the alumina / carbonaceous material and zirconia / carbonaceous material and the mold powder, the discharge hole 3 enters the discharge hole 3. Since it becomes easy to enclose mold powder, it is not preferable. Furthermore, if c is less than 20 mm, a vertical crack from the upper end portion of the discharge hole 3 due to thermal spalling tends to occur, which is not preferable. Further, when c is larger than 60 mm, it is not preferable because a sufficient length d described later cannot be secured. More preferably, it is 30 mm-50 mm.

ｄは、２０ｍｍ〜７０ｍｍとすることが好ましい。ｄが２０ｍｍ未満では、第２部分６に留めるべきアルミナ・カーボン質材質とジルコニア・カーボン質材質との境界部の局部溶損が、第１部分５におけるアルミナ・カーボン質材質とジルコニア・カーボン質材質との境界部まで拡大し、折損を引き起こすので好ましくない。ｄが７０ｍｍより大きいと、吐出孔３から第２部分６までの距離ｃを十分に確保できなくなるので好ましくない。より好ましくは３０〜６０ｍｍ、さらに好ましくは４０〜５０ｍｍである。 d is preferably 20 mm to 70 mm. If d is less than 20 mm, the local melting damage at the boundary between the alumina / carbonaceous material and the zirconia / carbonaceous material to be retained in the second portion 6 will result in the alumina / carbonaceous material and the zirconia / carbonaceous material in the first portion 5. It is not preferable because it expands to the boundary part and causes breakage. If d is larger than 70 mm, the distance c from the discharge hole 3 to the second portion 6 cannot be sufficiently secured, which is not preferable. More preferably, it is 30-60 mm, More preferably, it is 40-50 mm.

浸漬ノズル１を上記のような構成にすることにより、ノズル本体２とパウダーライン材４との境界部で使用中に局部溶損が起こったとしても、局部溶損深さが限られた範囲に止まり、ノズル本体２の折損を防ぐことができるので、安定して連続鋳造することができる。また、熱衝撃によってノズル本体２に亀裂が入ることも抑制することができる。また、吐出孔３の内部への溶融モールドパウダーの巻き込みも防ぐことができる。さらに、浸漬ノズル１のパウダーライン材４の下端の材質境界低融点化における局部溶損の進展による折損事故を有効に防止でき、耐スポーリング性を維持しつつ鋳造時間の延長も可能となる。 By configuring the immersion nozzle 1 as described above, even if local erosion occurs during use at the boundary between the nozzle body 2 and the powder line material 4, the local erosion depth is limited. Since it stops and breakage of the nozzle body 2 can be prevented, continuous casting can be performed stably. Moreover, it can also suppress that the nozzle main body 2 cracks by a thermal shock. Further, it is possible to prevent the molten mold powder from being caught inside the discharge hole 3. Further, it is possible to effectively prevent a breakage accident due to the progress of local melting damage in the lowering of the material boundary at the lower end of the powder line material 4 of the immersion nozzle 1, and it is possible to extend the casting time while maintaining the spalling resistance.

この実施の形態では、パウダーライン材４は、ノズル本体２の外周面２ｂと面一になっていたが、この形態に限定するものではない。第１部分５の厚さをさらに大きくして、第１部分５の全体あるはその一部が外周面２ｂに対してノズル本体２の径方向外方に突出するようにしてもよい。第２部分６については、その厚さが一定でなく、部分的にノズル本体２の外周面２ｂに対して突出していても凹んでいてもよい。
また、この実施の形態では、第１部分５と第２部分６との境界の段差部分の角度が直角となっていたが、この形態に限定するものではない。段差部分が円弧状になっていてもよい。あるいは、第１部分５の下端が、ノズル本体２の径方向外方に向かってノズル本体２の先端部２ａ側に傾斜していてもよい。 In this embodiment, the powder line material 4 is flush with the outer peripheral surface 2b of the nozzle body 2, but the present invention is not limited to this form. The thickness of the first portion 5 may be further increased so that the entire first portion 5 or a part of the first portion 5 protrudes radially outward of the nozzle body 2 with respect to the outer peripheral surface 2b. The thickness of the second portion 6 is not constant, and the second portion 6 may partially protrude or be recessed with respect to the outer peripheral surface 2 b of the nozzle body 2.
Further, in this embodiment, the angle of the step portion at the boundary between the first portion 5 and the second portion 6 is a right angle, but this is not a limitation. The step portion may be arcuate. Alternatively, the lower end of the first portion 5 may be inclined toward the distal end portion 2 a side of the nozzle body 2 toward the radially outer side of the nozzle body 2.

この実施の形態では、吐出孔３は２つであったが、１つあるいは３つ以上であってもよい。また、吐出孔３の開口の形状も矩形に限定するものではなく、円形、楕円形、多角形等、どのような形状であってもよい。さらに、吐出孔３は、ノズル本体２の径方向外方に向かってノズル本体２の先端部２ａ側に傾斜していたが、先端部２ａとは反対側に傾斜していてもよく、または、ノズル本体２の長さ方向に対して垂直であってもよい。
また、流通路７に、段差や突起等を設けてもよい。 In this embodiment, the number of discharge holes 3 is two, but may be one or three or more. Further, the shape of the opening of the discharge hole 3 is not limited to a rectangle, and may be any shape such as a circle, an ellipse, or a polygon. Furthermore, the discharge hole 3 is inclined toward the tip portion 2a side of the nozzle body 2 toward the outer side in the radial direction of the nozzle body 2, but may be inclined to the side opposite to the tip portion 2a, or It may be perpendicular to the length direction of the nozzle body 2.
Further, the flow path 7 may be provided with steps, protrusions, and the like.

次に、この発明に係る浸漬ノズル１を使用することにより得られる効果を、実施例に基づいて検証する。
本発明に係る浸漬ノズルとして、表１に示される実施例１〜１６を準備し、本発明に相当しない浸漬ノズルとして、表２に示される比較例１〜８を準備した。実施例１〜１６及び比較例１〜８それぞれの浸漬ノズルの構成を説明するのに、図２で示された参照符号を利用して説明すると、実施例１〜１６及び比較例１〜８のいずれも、ノズル本体２は、アルミナ５７質量％、シリカ１６質量％、黒鉛２６質量％のアルミナ・カーボン質材質で製造し、長さを７００ｍｍ、外径１３５をｍｍ、内径７５をｍｍとし、吐出孔３は、内径８０ｍｍの２孔タイプで、各吐出孔３は、ノズル本体２の長さ方向に対して垂直な方向とのなす角度を２５°としてノズル本体２の先端部２ａ側に傾斜している。パウダーライン材４は、ジルコニア８２質量％、カーボン１４質量％のジルコニア・カーボン質材質で製造し、パウダーライン材４の寸法及び位置を示すａ〜ｅの値は、表１及び２に示した値とした。 Next, the effect obtained by using the immersion nozzle 1 according to the present invention will be verified based on examples.
Examples 1 to 16 shown in Table 1 were prepared as immersion nozzles according to the present invention, and Comparative Examples 1 to 8 shown in Table 2 were prepared as immersion nozzles not corresponding to the present invention. In order to explain the configuration of the immersion nozzles of Examples 1 to 16 and Comparative Examples 1 to 8, using the reference numerals shown in FIG. 2, Examples 1 to 16 and Comparative Examples 1 to 8 will be described. In both cases, the nozzle body 2 is made of an alumina / carbonaceous material of 57% by mass of alumina, 16% by mass of silica, and 26% by mass of graphite, and has a length of 700 mm, an outer diameter of 135 mm, and an inner diameter of 75 mm. The hole 3 is a two-hole type having an inner diameter of 80 mm, and each discharge hole 3 is inclined toward the tip 2a side of the nozzle body 2 with an angle formed with the direction perpendicular to the length direction of the nozzle body 2 being 25 °. ing. The powder line material 4 is manufactured with a zirconia carbonaceous material of 82% by mass of zirconia and 14% by mass of carbon, and the values of a to e indicating the dimensions and positions of the powder line material 4 are the values shown in Tables 1 and 2. It was.

実施例１〜１６及び比較例１〜８に係る浸漬ノズルを連続鋳造機（垂直曲げ式連続鋳造機，住友コンキャスト）に取り付け、モールドサイズ２５０ｍｍ×９５０ｍｍ、鋳込み速度１．４ｍ／ｍｉｎで普通鋼を鋳造し、連々数を８〜１０とした。この際、浸漬深さは、２５０ｍｍであり、パウダーラインは、吐出孔３から１３０ｍｍの位置にあった。このような条件の連続鋳造後、実施例１〜１６及び比較例１〜８に係る浸漬ノズルを観察し、以下の項目について良否を判断した。その結果を表１及び２に示す。 The immersion nozzles according to Examples 1 to 16 and Comparative Examples 1 to 8 are attached to a continuous casting machine (vertical bending type continuous casting machine, Sumitomo Concast), ordinary steel with a mold size of 250 mm × 950 mm and a casting speed of 1.4 m / min. And the number was 8-10 in a row. At this time, the immersion depth was 250 mm, and the powder line was 130 mm from the discharge hole 3. After continuous casting under such conditions, the immersion nozzles according to Examples 1 to 16 and Comparative Examples 1 to 8 were observed, and the quality of the following items was judged. The results are shown in Tables 1 and 2.

スラグラインの溶損については、溶損がパウダーライン材４のみの場合を○と表記し、溶損がノズル本体２にまで達するもののノズル本体２の溶損は軽微である場合を△と表記し、ノズル本体２まで大きく溶損する場合を×と表記した。溶融モールドパウダーの吐出孔３への巻き込みについては、巻き込みがなかった場合を○と表記し、若干の巻き込みはあるものの軽微であった場合を△と表記し、巻き込みがあった場合を×と表記した。ノズル本体２の割れについては、割れがない場合を○と表記し、軽微な亀裂がある程度の場合を△と表記し、大きな亀裂がある場合を×と表記した。浸漬ノズルの折損については、ノズル本体２のアルミナ・カーボン質材質とパウダーライン材４のジルコニア・カーボン質材質との境界部の局所溶損が大きくて折損に至る場合と、ノズル本体２のアルミナ・カーボン質材質の溶損が大きく残厚が薄くなって折損する場合とがあることを考慮して、局所溶損深さが小さく折損がない場合を○と表記し、溶損が小さくて折損はないが折損のおそれがある場合を△と表記し、溶損が大きく折損している場合を×と表記した。 Regarding slag line erosion, the case where the erosion is only the powder line material 4 is indicated as ◯, while the case where the erosion reaches the nozzle body 2 but the erosion of the nozzle body 2 is minor is indicated as △. In the case where the nozzle body 2 is melted to a large extent, it was indicated as x. Regarding the entrainment of the molten mold powder into the discharge hole 3, the case where there is no entrainment is expressed as “◯”, the case where there is a slight entrainment is described as “△”, and the case where there is entrainment is expressed as “X”. did. As for the crack of the nozzle body 2, the case where there is no crack is indicated as “◯”, the case where there is a slight crack is indicated as “Δ”, and the case where there is a large crack is indicated as “X”. As for the breakage of the submerged nozzle, the local melt damage at the boundary between the alumina / carbonaceous material of the nozzle body 2 and the zirconia / carbonaceous material of the powder line material 4 leads to breakage, and the alumina / carbonaceous material of the nozzle body 2 In consideration of the fact that the carbon material may have a large melting loss and the remaining thickness may become thin and may break, the case where the local melting depth is small and there is no break is indicated as ◯. A case where there was no risk of breakage was indicated as △, and a case where the melting damage was greatly broken was indicated as x.

表１からわかるように、実施例１〜１６のいずれも、ノズル本体２のアルミナ・カーボン質材質とパウダーライン材４のジルコニア・カーボン質材質との境界部の局所溶損の深さが限定的で、折損もなく、溶融モールドパウダーの吐出孔３への巻き込みも問題なく、ノズル本体２の割れについても良好な結果を示した。 As can be seen from Table 1, in all of Examples 1 to 16, the depth of local erosion at the boundary between the alumina / carbonaceous material of the nozzle body 2 and the zirconia / carbonaceous material of the powder line material 4 is limited. Thus, there was no breakage, there was no problem with the molten mold powder being caught in the discharge hole 3, and the cracking of the nozzle main body 2 was also good.

これに対し、比較例１では、表２からわかるように、ノズル本体２のアルミナ・カーボン質材質とパウダーライン材４のジルコニア・カーボン質材質との境界部の局所溶損の深さが大きく、折損が起こった。比較例２では、第２部分６での溶損が大きくなってノズル本体２のアルミナ・カーボン質材質にまで溶損が達し、そのため折損の危険性が増大した。比較例３では、ノズル本体２のアルミナ・カーボン質材質とパウダーライン材４のジルコニア・カーボン質材質との境界部の局所溶損の深さが大きく、折損が起こった。比較例４では、吐出孔３への溶融モールドパウダーの巻き込みがあり、ノズル本体２の割れが発生した。比較例５では、吐出孔３への溶融モールドパウダーの巻き込みがあった。比較例６では、ｄの値が十分に大きくなかったため、ノズル本体２のアルミナ・カーボン質材質とパウダーライン材４のジルコニア・カーボン質材質との境界部の局所溶損が大きくて、折損に至った。比較例７では、ノズル本体２のアルミナ・カーボン質材質とパウダーライン材４のジルコニア・カーボン質材質との境界部の局所溶損が大きくて、折損に至った。比較例８では、吐出孔３への溶融モールドパウダーの巻き込みがあった。 On the other hand, in Comparative Example 1, as can be seen from Table 2, the depth of local melting at the boundary between the alumina / carbonaceous material of the nozzle body 2 and the zirconia / carbonaceous material of the powder line material 4 is large, A break occurred. In Comparative Example 2, the melting loss at the second portion 6 increased, reaching the alumina / carbonaceous material of the nozzle body 2, thereby increasing the risk of breakage. In Comparative Example 3, the depth of local melting at the boundary between the alumina / carbonaceous material of the nozzle body 2 and the zirconia / carbonaceous material of the powder line material 4 was large, and breakage occurred. In Comparative Example 4, the molten mold powder was caught in the discharge holes 3, and the nozzle body 2 was cracked. In Comparative Example 5, the molten mold powder was caught in the discharge holes 3. In Comparative Example 6, since the value of d was not sufficiently large, local melting damage at the boundary between the alumina / carbonaceous material of the nozzle body 2 and the zirconia / carbonaceous material of the powder line material 4 was large, leading to breakage. It was. In Comparative Example 7, the local melting damage at the boundary between the alumina / carbonaceous material of the nozzle body 2 and the zirconia / carbonaceous material of the powder line material 4 was large, leading to breakage. In Comparative Example 8, the molten mold powder was caught in the discharge holes 3.

実施例１〜１６と比較例１〜８との比較から、この発明の効果は明らかである。 The effect of this invention is clear from the comparison with Examples 1-16 and Comparative Examples 1-8.

１浸漬ノズル、２ノズル本体、２ａ（ノズル本体の）先端部、２ｂ（ノズル本体の）外周面、３吐出孔、４パウダーライン材、５第１部分、６第２部分、７流通路。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Submerged nozzle, 2 Nozzle main body, 2a The tip part (nozzle main body), 2b (Nozzle main body) outer peripheral surface, 3 Discharge hole, 4 Powder line material, 5 1st part, 6 2nd part, 7 Flow path.

Claims

A nozzle body;
A flow passage provided in the nozzle body so as to extend in the length direction thereof;
A discharge hole having one end communicating with the flow passage and the other end opening on the outer peripheral surface of the nozzle body;
A powder line material made of zirconia-carbonaceous material provided so as to surround a part of the nozzle body in the circumferential direction;
The powder line material is provided on the side opposite to the tip of the nozzle body with respect to the discharge hole, and is positioned between the first part, the first part and the discharge hole, and more than the first part. A thin second part,
The thickness of the side wall of the nozzle body is f, the thickness of the portion of the second portion closest to the tip is b, the interval between the discharge hole and the second portion is c, An immersion nozzle in which 0.1 ≦ b / f ≦ 0.6, 20 mm ≦ c ≦ 60 mm, and 20 mm ≦ d ≦ 70 mm, where d is the length of the second portion in the length direction of the nozzle body .