JP7060831B1 - Zirconia-Carbon Refractory Material, Immersion Nozzle, and Zirconia-Carbon Refractory Material Manufacturing Method - Google Patents
Zirconia-Carbon Refractory Material, Immersion Nozzle, and Zirconia-Carbon Refractory Material Manufacturing Method Download PDFInfo
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Abstract
【課題】ジルコニア-カーボン質耐火材料の耐食性を従来技術に比べて向上させる。【解決手段】ジルコニア原料70重量%以上98重量%以下と、カーボン原料2重量%以上30重量%以下と、を含むジルコニア-カーボン質耐火材料であって、ジルコニア原料は、公称目開き106μmのふるいを通過できない第一部分と、当該ふるいを通過できる第二部分と、を含み、第一部分のメジアン径は、150μm以上500μm以下であり、第二部分のメジアン径は、1μm以上30μm以下であり、第一部分の重量W1と第二部分の重量W2との比W1/W2は、2.0以上6.0以下である。【選択図】なしPROBLEM TO BE SOLVED: To improve the corrosion resistance of a zirconia-carbon refractory material as compared with the prior art. A zirconia-carbon refractory material containing 70% by weight or more and 98% by weight or less of a zirconia raw material and 2% by weight or more and 30% by weight or less of a carbon raw material, wherein the zirconia raw material is a sieve having a nominal opening of 106 μm. The median diameter of the first part is 150 μm or more and 500 μm or less, and the median diameter of the second part is 1 μm or more and 30 μm or less, including the first part that cannot pass through the sieve and the second part that can pass through the sieve. The ratio W1 / W2 of the weight W1 of a part to the weight W2 of the second part is 2.0 or more and 6.0 or less. [Selection diagram] None
Description
本発明は、耐食性の高いジルコニア-カーボン質耐火材料、および当該耐火材料を適用した浸漬ノズル、および当該耐火材料の製造方法に関する。 The present invention relates to a zirconia-carbon refractory refractory material having high corrosion resistance, a dipping nozzle to which the refractory material is applied, and a method for manufacturing the refractory material.
鋼の連続鋳造工程において、溶鋼をタンディッシュからモールドへ安定的に導入するため、浸漬ノズルの耐火物が使用されている。浸漬ノズルの使用寿命は、鋼連続鋳造の生産性および鋼鋳片の品質に大きな影響を与える。 In the continuous steel casting process, refractory materials with dipping nozzles are used to stably introduce molten steel from the tundish to the mold. The service life of the dip nozzle has a great influence on the productivity of continuous steel casting and the quality of steel slabs.
モールド内において溶鋼が大気と接触して酸化することを防ぐため、鋳造中の溶鋼の湯面をカルシア―シリカ系のパウダースラグで覆う手法が汎用される。パウダースラグと接触する浸漬ノズルの部位(スラグライン)は、溶鋼と溶融スラグとの両方から浸食作用を受けるので、溶損が速い。したがって、スラグラインの耐食性が、ノズル全体の使用寿命を左右しうる。 In order to prevent the molten steel from coming into contact with the atmosphere and oxidizing in the mold, a method of covering the molten steel surface during casting with a calcia-silica powder slag is widely used. The portion of the immersion nozzle (slag line) that comes into contact with the powder slag is eroded by both the molten steel and the molten slag, so that the melt damage is fast. Therefore, the corrosion resistance of the slag line can affect the service life of the entire nozzle.
浸漬ノズル用材料として、通常、ノズルの本体および浸漬部にアルミナ-カーボン質の耐火物が使用されるが、スラグラインには耐食性が比較的高いジルコニア-カーボン質の耐火物が適用される場合がある。カーボンは自身の熱膨張率が低く、ノズルに十分な耐スポーリング性を付与する役割がある。 As a material for the immersion nozzle, an alumina-carbon refractory is usually used for the nozzle body and the immersion part, but a zirconia-carbon refractory with relatively high corrosion resistance may be applied to the slag line. be. Carbon has a low coefficient of thermal expansion of its own and has a role of imparting sufficient spalling resistance to the nozzle.
特許文献1(特開平3-66462号公報)には、炭素7~25%、未安定化ジルコニア50~70%、安定化ジルコニア10~30%、炭化珪素1~20%、金属シリコン1~5%、合成樹脂6~20%からなり、未安定化ジルコニアは10~50%が微粉であり、このうち粒径44μm以下が20~40%で、かつ、粒径0.5μm以下が5~25%使用することを特徴とするジルコニア-炭素質連続鋳造用浸漬ノズルが提案されている。
Patent Document 1 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 3-66462) describes carbon 7 to 25%, unstabilized zirconia 50 to 70%, stabilized zirconia 10 to 30%,
また、特許文献2(特開平4-182049号公報)には、少なくとも溶融スラグと接触する部分が、ジルコニア70~90重量%、粒径500μm以下の鱗状黒鉛10~30重量%を含有し、前記ジルコニアの粒子は下記のa、bを満たすように分布されており、
a:ジルコニア粒子全体の粒度分布が、125μmを超える粒子が30~65重量%、125~45μmの粒子が20~55重量%、45μm未満の粒子が15~45重量%から構成される。
b:ジルコニア粒子全体に対し、JIS Z 8801で規定された標準ふるいの45~355μm間では、隣り合うふるい間である355~250μm、250~180μm、180~125μm、125~90μm、90~63μm、63~45μmのそれぞれにジルコニア粒子が少なくとも3重量%存在する。
かつ隣接する125μmを越えるジルコニア粒子間の80%以上には鱗状黒鉛が存在する組織構造を有する耐火物で構成されていることを特徴とする連続鋳造用浸漬ノズルが提案されている。
Further, in Patent Document 2 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-182049), at least the portion in contact with the molten slag contains 70 to 90% by weight of zirconia and 10 to 30% by weight of scaly graphite having a particle size of 500 μm or less. Zirconia particles are distributed so as to satisfy the following a and b.
a: The particle size distribution of the entire zirconia particles is composed of 30 to 65% by weight of particles having a particle size of more than 125 μm, 20 to 55% by weight of particles having a size of 125 to 45 μm, and 15 to 45% by weight of particles having a size of less than 45 μm.
b: With respect to the entire zirconia particles, between 45 to 355 μm of the standard sieve specified in JIS Z 8801, there are 355 to 250 μm, 250 to 180 μm, 180 to 125 μm, 125 to 90 μm, 90 to 63 μm between adjacent sieves. At least 3% by weight of zirconia particles are present in each of 63 to 45 μm.
Further, a dipping nozzle for continuous casting has been proposed, which is composed of a refractory material having a structure in which scaly graphite is present in 80% or more between adjacent zirconia particles exceeding 125 μm.
なお、特許文献3(特開平9-142927号公報)には、電融ジルコニアをジルコニア原料としたジルコニア-炭素系耐火物であって、前記電融ジルコニアの結晶粒のうち、40μm~300μmの粒子径範囲の粒子中、個数割合で20%以上が、亀裂がなくかつ低融物を含まない健全粒子であることを特徴とするジルコニア-炭素系耐火物が提案されている。 In Patent Document 3 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-142927), it is a zirconia-carbon refractory using fused zirconia as a zirconia raw material, and among the crystal grains of the fused zirconia, particles having a size of 40 μm to 300 μm. A zirconia-carbon refractory is proposed in which 20% or more of the particles in the diameter range are healthy particles having no cracks and containing no low melt.
さらに、特許文献4(特開平11-302073号公報)には、ジルコニア原料70~95重量%および黒鉛5~30重量%からなり、前記ジルコニアの粒度構成が、45μm以下のジルコニア粒が70%以上であることを特徴とする耐食性に優れるジルコニア-黒鉛質耐火物およびそれを用いた連続鋳造用ノズルが提案されている。 Further, in Patent Document 4 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-302073), 70 to 95% by weight of a zirconia raw material and 5 to 30% by weight of graphite are used, and 70% or more of the zirconia grains having a particle size composition of 45 μm or less are used. A zirconia-graphitic refractory having excellent corrosion resistance and a nozzle for continuous casting using the zirconia-graphite refractory have been proposed.
しかし、特許文献1~4に記載されているジルコニア-カーボン質耐火材料の耐食性は不十分であり、改善の余地があった。
However, the corrosion resistance of the zirconia-carbon refractory materials described in
そこで、鋼連続鋳造の生産性および鋼鋳片の品質をより高めるため、ジルコニア-カーボン質耐火材料の耐食性を従来技術に比べて向上させることが求められている。 Therefore, in order to further improve the productivity of continuous steel casting and the quality of steel slabs, it is required to improve the corrosion resistance of the zirconia-carbon refractory material as compared with the prior art.
本発明に係るジルコニア-カーボン質耐火材料は、ジルコニア原料70重量%以上98重量%以下と、カーボン原料2重量%以上30重量%以下と、を含むジルコニア-カーボン質耐火材料であって、前記ジルコニア原料は、JIS Z 8801-1:2019に規定される公称目開き106μmのふるいを通過できない第一部分と、当該ふるいを通過できる第二部分と、を含み、前記第一部分の、JIS Z 8801-1:2019に規定されるふるいを用いて特定される積算粒度分布曲線に基づいて決定されるメジアン径は、150μm以上500μm以下であり、前記第二部分の、JIS Z 8825:2013に従って決定されるメジアン径は、1μm以上30μm以下であり、前記第一部分の重量W1と前記第二部分の重量W2との比W1/W2は、2.0以上6.0以下であることを特徴とする。 The zirconia-carbon refractory material according to the present invention is a zirconia-carbon refractory material containing 70% by weight or more and 98% by weight or less of a zirconia raw material and 2% by weight or more and 30% by weight or less of a carbon raw material. The raw material includes a first portion that cannot pass through a sieve having a nominal opening of 106 μm specified in JIS Z 8801-1: 2019, and a second portion that can pass through the sieve, and the first portion, JIS Z 8801-1. The median diameter determined based on the integrated particle size distribution curve specified using the sieve defined in 2019 is 150 μm or more and 500 μm or less, and the median determined according to JIS Z 8825: 2013 of the second part. The diameter is 1 μm or more and 30 μm or less, and the ratio W1 / W2 of the weight W1 of the first portion to the weight W2 of the second portion is 2.0 or more and 6.0 or less.
また、本発明に係る浸漬ノズルは、少なくともスラグラインが上記のジルコニア-カーボン質耐火材料からなることを特徴とする。 Further, the immersion nozzle according to the present invention is characterized in that at least the slag line is made of the above-mentioned zirconia-carbon refractory material.
また、本発明に係るジルコニア-カーボン質耐火材料の製造方法は、ジルコニア原料70重量%以上98重量%以下と、カーボン原料2重量%以上30重量%以下と、を混合する混合工程を含み、前記ジルコニア原料は、JIS Z 8801-1:2019に規定される公称目開き106μmのふるいを通過できない第一部分と、当該ふるいを通過できる第二部分と、を含み、前記第一部分の、JIS Z 8801-1:2019に規定されるふるいを用いて特定される積算粒度分布曲線に基づいて決定されるメジアン径は、150μm以上500μm以下であり、前記第二部分の、JIS Z 8825:2013に従って決定されるメジアン径は、1μm以上30μm以下であり、前記第一部分の重量W1と前記第二部分の重量W2との比W1/W2は、2.0以上6.0以下であることを特徴とする。 Further, the method for producing a zirconia-carbonaceous refractory material according to the present invention includes a mixing step of mixing 70% by weight or more and 98% by weight or less of the zirconia raw material and 2% by weight or more and 30% by weight or less of the carbon raw material. The zirconia raw material includes a first portion that cannot pass through a sieve having a nominal opening of 106 μm specified in JIS Z 8801-1: 2019 and a second portion that can pass through the sieve, and the first portion, JIS Z 8801-. The median diameter determined based on the integrated particle size distribution curve specified using the sieve defined in 1: 2019 is 150 μm or more and 500 μm or less, and is determined according to JIS Z 8825: 2013 of the second part. The median diameter is 1 μm or more and 30 μm or less, and the ratio W1 / W2 of the weight W1 of the first portion to the weight W2 of the second portion is 2.0 or more and 6.0 or less.
これらの構成によれば、ジルコニア-カーボン質耐火材料の耐食性を従来技術に比べて向上させることができる。また、耐食性が向上した耐火材料を使用することで、浸漬ノズルの耐久性が向上しうる。 According to these configurations, the corrosion resistance of the zirconia-carbon refractory material can be improved as compared with the prior art. Further, by using a refractory material having improved corrosion resistance, the durability of the immersion nozzle can be improved.
以下、本発明の好適な態様について説明する。ただし、以下に記載する好適な態様例によって、本発明の範囲が限定されるわけではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. However, the scope of the present invention is not limited by the preferred embodiments described below.
本発明に係るジルコニア-カーボン質耐火材料の製造方法は、一態様として、前記混合工程より前に、前記第二部分と、当該第二部分の重量の2.0倍以上6.0倍以下の前記第一部分と、を混合して調整ジルコニア原料を得る調整工程を含み、前記混合工程におけるジルコニア原料として、前記調整工程で得られた前記調整ジルコニア原料を用いることが好ましい。 The method for producing a zirconia-carbonaceous fireproof material according to the present invention is, as one embodiment, 2.0 times or more and 6.0 times or less the weight of the second portion and the second portion before the mixing step. It is preferable to include an adjusting step of mixing the first portion with the adjusted zirconia raw material to obtain the adjusted zirconia raw material, and it is preferable to use the adjusted zirconia raw material obtained in the adjusting step as the zirconia raw material in the mixing step.
この構成によれば、ジルコニア原料における第一部分と第二部分との重量比を任意に調整できるので、所望の性質を有する耐火材料が得られうる。 According to this configuration, the weight ratio of the first portion to the second portion of the zirconia raw material can be arbitrarily adjusted, so that a refractory material having desired properties can be obtained.
本発明に係るジルコニア-カーボン質耐火材料の製造方法は、一態様として、前記調整工程より前に、JIS Z 8801-1:2019に規定される公称目開き106μmのふるいを用いて、ジルコニア原料の前記第一部分と前記第二部分とを分離する分離工程を含み、前記調整工程における前記第一部分および前記第二部分として、前記分離工程で分離された前記第一部分および前記第二部分を用いることが好ましい。 The method for producing a zirconia-carbon refractory material according to the present invention is, as one embodiment, using a sieve having a nominal opening of 106 μm specified in JIS Z 8801-1: 2019 before the adjustment step to prepare a zirconia raw material. The first part and the second part separated in the separation step may be used as the first part and the second part in the adjustment step including the separation step for separating the first part and the second part. preferable.
この構成によれば、ジルコニア原料を第一部分と第二部分とに分離してから第一部分と第二部分との重量比を調整できるので、調達されたジルコニア原料における第一部分と第二部分との重量比に関わらず、耐火材料における第一部分と第二部分との重量比を任意に調整できる。 According to this configuration, the zirconia raw material can be separated into the first part and the second part, and then the weight ratio between the first part and the second part can be adjusted. Regardless of the weight ratio, the weight ratio of the first part and the second part of the refractory material can be arbitrarily adjusted.
本発明のさらなる特徴と利点は、図面を参照して記述する以下の例示的かつ非限定的な実施形態の説明によってより明確になるであろう。 Further features and advantages of the invention will be further clarified by the following illustration of exemplary and non-limiting embodiments described with reference to the drawings.
本発明に係るジルコニア-カーボン質耐火材料、浸漬ノズル、およびジルコニア-カーボン質耐火材料の製造方法の実施形態について、図面を参照して説明する。 An embodiment of a zirconia-carbon refractory material, a dipping nozzle, and a method for manufacturing a zirconia-carbon refractory material according to the present invention will be described with reference to the drawings.
〔耐火材料の構成〕
本実施形態に係るジルコニア-カーボン質耐火材料(以下、単に「耐火材料」と称する場合がある。)は、ジルコニア原料70重量%以上98重量%以下と、カーボン原料2重量%以上30重量%以下と、を含む。
[Composition of refractory material]
The zirconia-carbon refractory material (hereinafter, may be simply referred to as “fireproof material”) according to the present embodiment is 70% by weight or more and 98% by weight or less of the zirconia raw material and 2% by weight or more and 30% by weight or less of the carbon raw material. And, including.
耐火材料がジルコニア原料を70重量%以上含むことで、耐食性が良好な耐火材料が得られうる。また、耐火材料がジルコニア原料を98重量%以下含むことで、カーボン原料などを2重量%以上使用でき、耐火材料に耐スポーリング性などの有利な性質を付与しうる。耐火材料は、ジルコニア原料を75重量%以上含むことが好ましい。また、耐火材料は、ジルコニア原料を95重量%以下含むことが好ましい。 When the refractory material contains 70% by weight or more of the zirconia raw material, a refractory material having good corrosion resistance can be obtained. Further, since the refractory material contains 98% by weight or less of the zirconia raw material, 2% by weight or more of the carbon raw material or the like can be used, and the refractory material can be imparted with advantageous properties such as spalling resistance. The refractory material preferably contains 75% by weight or more of the zirconia raw material. Further, the refractory material preferably contains 95% by weight or less of the zirconia raw material.
耐火材料がカーボン原料を2重量%以上含むことで、耐スポーリング性が良好な耐火材料が得られうる。また、耐火材料がカーボン原料を30重量%以下含むことで、ジルコニア原料を70重量%以上使用でき、耐食性が良好な耐火材料が得られうる。耐火材料は、カーボン原料を5重量%以上含むことが好ましい。また、耐火材料は、カーボン原料を25重量%以下含むことが好ましい。 When the refractory material contains 2% by weight or more of the carbon raw material, a refractory material having good spalling resistance can be obtained. Further, when the refractory material contains 30% by weight or less of the carbon raw material, 70% by weight or more of the zirconia raw material can be used, and a refractory material having good corrosion resistance can be obtained. The refractory material preferably contains 5% by weight or more of the carbon raw material. Further, the refractory material preferably contains 25% by weight or less of the carbon raw material.
カーボン原料としては、各種黒鉛、カーボンブラック、ピッチ、および樹脂炭などの公知のカーボン原料の一種類または複数種類が含まれうる。なお、複数種類のカーボン原料が用いられる場合は、当該複数種類のカーボン原料の重量合計が耐火材料の2重量%以上30重量%以下である。カーボン原料の純度は95重量%以上であることが好ましく、97重量%以上であることがより好ましい。 The carbon raw material may include one or more known carbon raw materials such as various graphites, carbon blacks, pitches, and resin charcoals. When a plurality of types of carbon raw materials are used, the total weight of the plurality of types of carbon raw materials is 2% by weight or more and 30% by weight or less of the refractory material. The purity of the carbon raw material is preferably 95% by weight or more, more preferably 97% by weight or more.
耐火材料は、ジルコニア原料およびカーボン原料の他の成分を添加物として含んでいてもよい。かかる添加物としては、ジルコニウム、アルミニウム、シリコン、マグネシウム、クロム、チタン、およびボロンなどの、単体、合金、酸化物、炭化物、ホウ化物、および窒化物などが例示される。耐火材料が、添加物として上記に例示した物質の一種類または複数種類を含んでいると、耐火材料の耐酸化性や強度などが向上しうる。なお、耐火材料が添加物を含む場合、当該添加物の含有量の合計は、8重量%以下であることが好ましく、5重量%以下であることがより好ましい。添加物の含有量の合計が上記の範囲にあると、添加剤を含まない場合と同等の耐食性を有し、かつ耐酸化性や強度などが向上した耐火材料が得られうる。 The refractory material may contain other components of the zirconia raw material and the carbon raw material as additives. Examples of such additives include elemental substances such as zirconium, aluminum, silicon, magnesium, chromium, titanium, and boron, alloys, oxides, carbides, borides, and nitrides. When the refractory material contains one or more of the substances exemplified above as additives, the oxidation resistance and strength of the refractory material can be improved. When the refractory material contains an additive, the total content of the additive is preferably 8% by weight or less, and more preferably 5% by weight or less. When the total content of the additives is within the above range, a refractory material having corrosion resistance equivalent to that in the case where no additive is not contained and having improved oxidation resistance and strength can be obtained.
(ジルコニア原料の構成)
本実施形態に係る耐火材料に含まれるジルコニア原料は、ジルコニア成分を90重量%以上含むことが好ましい。ジルコニア原料がジルコニア成分を90重量%以上含む場合、耐火材料の耐食性が良好になりやすい。ジルコニア原料中のジルコニア成分の含有量は、92重量%以上であることがより好ましい。
(Composition of zirconia raw materials)
The zirconia raw material contained in the refractory material according to the present embodiment preferably contains 90% by weight or more of the zirconia component. When the zirconia raw material contains 90% by weight or more of the zirconia component, the corrosion resistance of the refractory material tends to be good. The content of the zirconia component in the zirconia raw material is more preferably 92% by weight or more.
ジルコニア原料中の、ジルコニア成分以外の残部として、ジルコニア安定剤や不可避の不純物などが含まれうる。ジルコニア安定剤としては、ジルコニア安定剤として公知の物質(たとえば、カルシア、マグネシア、イットリアなど。)の一種類または複数種類が用いられうる。また、不可避の不純物としては、シリカ、アルミナ、および酸化鉄などが含まれうる。 As a residue other than the zirconia component in the zirconia raw material, a zirconia stabilizer, an unavoidable impurity, and the like may be contained. As the zirconia stabilizer, one or more kinds of substances known as zirconia stabilizers (for example, calcia, magnesia, yttrium, etc.) may be used. Inevitable impurities may include silica, alumina, iron oxide and the like.
ジルコニア原料は、JIS Z 8801-1:2019に規定される公称目開き106μmのふるいを通過できない第一部分と、当該ふるいを通過できる第二部分と、を含む。すなわち、第一部分は、ジルコニア原料のうちの粒子径が大きい粒子であり、第二部分は、ジルコニア原料のうちの粒子径が小さい粒子である。 The zirconia raw material includes a first portion that cannot pass through a sieve having a nominal opening of 106 μm and a second portion that can pass through the sieve as defined in JIS Z 8801-1: 2019. That is, the first portion is a particle having a large particle size in the zirconia raw material, and the second part is a particle having a small particle size in the zirconia raw material.
第一部分のメジアン径は、150μm以上500μm以下である。第一部分のメジアン径が150μm以上であると、得られる耐火材料の気孔率が適切な水準になり、耐火材料の強度が良好になりやすい。また、第一部分のメジアン径が500μm以下であると、得られる耐火材料中の気孔の大きさが適切な水準になり、耐火材料の溶鋼および溶融スラグ流れに対する耐摩耗性が良好になりやすい。第一部分のメジアン径は、好ましくは200μm以上である。また、第一部分のメジアン径は、好ましくは450μm以下である。 The median diameter of the first part is 150 μm or more and 500 μm or less. When the median diameter of the first portion is 150 μm or more, the porosity of the obtained refractory material becomes an appropriate level, and the strength of the refractory material tends to be good. Further, when the median diameter of the first portion is 500 μm or less, the size of the pores in the obtained refractory material becomes an appropriate level, and the wear resistance of the refractory material to molten steel and molten slag flow tends to be good. The median diameter of the first portion is preferably 200 μm or more. The median diameter of the first portion is preferably 450 μm or less.
第一部分のメジアン径を決定するときは、まず、複数のふるいを用いてメジアン径を決定したい試料を分級する。次に、分級された各区分の重量を測定し、重量基準の積算粒度分布曲線を作成する。最後に、当該積算粒度分布曲線において積算重量が50%になる粒子径を、メジアン径として決定する。なお、ここで用いる複数のふるいは、いずれもJIS Z 8801-1:2019に規定される種々の公称目開きを有するふるいであり、たとえば、公称目開きがそれぞれ、106μm、125μm、180μm、250μm、355μm、500μm、および710μm、などのものを用いうる。 When determining the median diameter of the first part, first, a sample whose median diameter is to be determined is classified using a plurality of sieves. Next, the weight of each classified category is measured, and a weight-based integrated particle size distribution curve is created. Finally, the particle diameter at which the integrated weight is 50% in the integrated particle size distribution curve is determined as the median diameter. The plurality of sieves used here are all sieves having various nominal openings specified in JIS Z 8801-1: 2019, for example, the nominal openings are 106 μm, 125 μm, 180 μm, 250 μm, respectively. Those of 355 μm, 500 μm, 710 μm, and the like can be used.
第二部分のメジアン径は、1μm以上30μm以下である。第二部分のメジアン径が1μm以上であると、得られる耐火材料の気孔率が適切な水準になり、耐火材料の溶損を抑制しうる。また、第二部分のメジアン径が30μm以下であると、得られる耐火材料中の気孔の大きさが適切な水準になり、耐火材料の溶損を抑制しうる。第二部分のメジアン径は、好ましくは5μm以上である。また、第二部分のメジアン径は、好ましくは25μm以下である。 The median diameter of the second portion is 1 μm or more and 30 μm or less. When the median diameter of the second portion is 1 μm or more, the porosity of the obtained refractory material becomes an appropriate level, and the melting damage of the refractory material can be suppressed. Further, when the median diameter of the second portion is 30 μm or less, the size of the pores in the obtained refractory material becomes an appropriate level, and the melting damage of the refractory material can be suppressed. The median diameter of the second portion is preferably 5 μm or more. The median diameter of the second portion is preferably 25 μm or less.
第二部分のメジアン径は、JIS Z 8825:2013に従って決定される。 The median diameter of the second part is determined according to JIS Z 8825: 2013.
第一部分の重量W1と第二部分の重量W2との比W1/W2は、2.0以上6.0以下である。比W1/W2が2.0以上であると、得られる耐火材料の気孔率が適切な水準になり、耐火材料の耐食性が良好になりやすい。また、比W1/W2が6.0以下であると、得られる耐火材料中の気孔の大きさが適切な水準になり、耐火材料の溶鋼および溶融スラグ流れに対する耐摩耗性が良好になりやすく、かつ耐食性が良好になりやすい。比W1/W2は、2.5以上であることが好ましい。また、比W1/W2は、5.0以下であることが好ましい。 The ratio W1 / W2 of the weight W1 of the first portion to the weight W2 of the second portion is 2.0 or more and 6.0 or less. When the ratio W1 / W2 is 2.0 or more, the porosity of the obtained refractory material becomes an appropriate level, and the corrosion resistance of the refractory material tends to be good. Further, when the ratio W1 / W2 is 6.0 or less, the size of the pores in the obtained refractory material becomes an appropriate level, and the wear resistance of the refractory material to molten steel and molten slag flow tends to be good. Moreover, the corrosion resistance tends to be good. The ratio W1 / W2 is preferably 2.5 or more. Further, the ratio W1 / W2 is preferably 5.0 or less.
〔浸漬ノズルの構成〕
次に、本発明に係る浸漬ノズルの実施形態について説明する。本実施形態に係る浸漬ノズル1は、略円筒状の本体部2と、本体部2の先端21側の側面に開口している吐出口3と、本体部2の基端22側に設けられた接続部4と、を有する(図1)。いずれの部位も、耐火材料によって構成されている。
[Structure of immersion nozzle]
Next, an embodiment of the immersion nozzle according to the present invention will be described. The
浸漬ノズル1は、使用状態において、接続部4がタンディッシュなどの上流工程の装置(不図示)に接続され、吐出口3がモールド(不図示)中の溶鋼Mに浸漬された状態で使用される(図2)。溶鋼Mは、上流工程から浸漬ノズルを経てモールドに流入する。
The
本体部2は、長手方向の中央付近に、スラグライン23を有する(図1、図2)。スラグライン23は、浸漬ノズル1の使用状態において溶鋼Mの液面付近に配置される部位であり、スラグSと頻繁に接触することになる部位である。スラグライン23は、上記の実施形態に係るジルコニア-カーボン質耐火材料により構成されている。
The
本体部2のスラグライン23以外の部分は、上記の実施形態に係るジルコニア-カーボン質耐火材料により構成されていてもよいし、他の耐火材料により構成されていてもよい。かかる他の耐火材料としては、浸漬ノズルに用いられる耐火材料として公知の材料であってよく、たとえば、アルミナ原料45重量%以上65重量%以下およびカーボン原料10重量%以上35重量%以下を含むアルミナ-カーボン質耐火材料でありうる。なお、当該耐火材料の残部は、たとえばシリカなどを含みうる。当該耐火材料がシリカを含む場合、その含有量は耐火材料の30重量%以下でありうる。
The portion of the
なお、上記のジルコニア原料に係る説明と同様に、アルミナ原料はアルミナ成分以外の成分を含みうる。また、カーボン原料の定義は上記の説明を参照されたい。 As in the above description of the zirconia raw material, the alumina raw material may contain components other than the alumina component. For the definition of carbon raw material, refer to the above explanation.
スラグライン23と他の部分とで異なる耐火材料を用いる場合、上記の実施形態に係るジルコニア-カーボン質耐火材料により構成される部分(すなわち、スラグライン23)の幅および位置は、スラグSの幅および位置と厳密に一致していなくてもよく、浸漬ノズル1が使用されるプロセスにおける平均的なスラグSの幅および位置を考慮してスラグライン23の幅および位置が決定されればよい。なお、スラグSとの接触による浸漬ノズル1の損傷をより好適に防ぐ観点から、浸漬ノズル1が使用されるプロセスにおける平均的なスラグSの幅および位置を包含する幅および位置でスラグライン23が設けられることが好ましい。この場合、スラグライン23の幅は、当該プロセスにおけるスラグSの平均的な幅より広くなる。
When different refractory materials are used for the
〔浸漬ノズル(耐火材料)の製造方法〕
最後に、本発明に係る浸漬ノズルの製造方法の実施形態について説明する。ここで浸漬ノズルは、本実施形態に係る耐火材料の一例でもある。本実施形態に係る浸漬ノズルの製造方法は、(1)分離工程、(2)調整工程、(3)混合工程、および(4)成形工程、を含む。
[Manufacturing method of immersion nozzle (refractory material)]
Finally, an embodiment of the method for manufacturing a dipping nozzle according to the present invention will be described. Here, the immersion nozzle is also an example of the refractory material according to the present embodiment. The method for manufacturing a dipping nozzle according to the present embodiment includes (1) a separation step, (2) an adjustment step, (3) a mixing step, and (4) a molding step.
(1)分離工程
分離工程は、ジルコニア原料の第一部分と第二部分とを分離する工程である。出発原料のジルコニア原料を、JIS Z 8801-1:2019に規定される公称目開き106μmのふるいを用いてふるい分けして、ふるい上に残るジルコニア原料を第一部分として取得し、ふるいを通過したジルコニア原料を第二部分として取得する。なお、出発原料の分級されていないジルコニア原料としては、市販品を使用できる。
(1) Separation step The separation step is a step of separating the first part and the second part of the zirconia raw material. The zirconia raw material as a starting material is sieved using a sieve having a nominal opening of 106 μm specified in JIS Z 8801-1: 2019, and the zirconia raw material remaining on the sieve is obtained as the first part, and the zirconia raw material that has passed through the sieve is obtained. As the second part. As the zirconia raw material that has not been classified as the starting material, a commercially available product can be used.
(2)調整工程
調整工程は、第一部分の重量W1と第二部分の重量W2との比W1/W2が2.0以上6.0以下に調整された調整ジルコニア原料を得る工程である。より具体的には、分離工程で得られた第一部分と第二部分とをそれぞれ秤量し、秤量された第一部分の重量W1が、秤量された第二部分の重量W2の2.0倍以上6.0倍以下になるようにしたのちに、両者を混合する。第一部分と第二部分とを混合する方法は、二種類の粉体を均一に混合しうる方法である限りにおいて特に限定されず、たとえば、両者をミキサーに入れて当該ミキサーの撹拌羽根を駆動して混ぜる方法などが例示される。
(2) Adjustment step The adjustment step is a step of obtaining an adjusted zirconia raw material in which the ratio W1 / W2 of the weight W1 of the first portion and the weight W2 of the second portion is adjusted to 2.0 or more and 6.0 or less. More specifically, the first portion and the second portion obtained in the separation step are weighed respectively, and the weight W1 of the weighed first portion is 2.0 times or more 6 times the weight W2 of the weighed second portion. After making the ratio 0 times or less, mix the two. The method of mixing the first part and the second part is not particularly limited as long as the two types of powder can be uniformly mixed, and for example, both are put into a mixer to drive the stirring blade of the mixer. An example is a method of mixing and mixing.
(3)混合工程
混合工程は、ジルコニア原料70重量%以上98重量%以下と、カーボン原料2重量%以上30重量%以下と、を混合する工程である。ここで、ジルコニア原料として、調整工程で得られた調整ジルコニアを用いる。ジルコニア原料とカーボン原料とを混合する方法は、二種類の粉体を均一に混合しうる方法である限りにおいて特に限定されず、たとえば、両者をミキサーに入れて当該ミキサーの撹拌羽根を駆動して混ぜる方法などが例示される。なお、添加剤を含む耐火材料を製造する場合は、本工程においてジルコニア原料、カーボン原料、および添加剤を混合する。また、次の成形工程に用いるバインダーも併せて混合する。
(3) Mixing Step The mixing step is a step of mixing 70% by weight or more and 98% by weight or less of the zirconia raw material and 2% by weight or more and 30% by weight or less of the carbon raw material. Here, the adjusted zirconia obtained in the adjusting step is used as the zirconia raw material. The method of mixing the zirconia raw material and the carbon raw material is not particularly limited as long as the two types of powder can be uniformly mixed, and for example, both are put into a mixer and the stirring blade of the mixer is driven. An example is a mixing method. When producing a refractory material containing an additive, the zirconia raw material, the carbon raw material, and the additive are mixed in this step. In addition, the binder used in the next molding step is also mixed.
(4)成形工程
成形工程は、混合工程でえられた混合物を成形して、所望の形状の耐火材料を得る工程である。成形工程において耐火材料を得る方法としては公知の方法を適用でき、典型的には、混合物の秤量、混練、成形、乾燥、焼成、および加工などの手順を含みうる。当該方法は、概して、混合物を型に入れて所望の形状(本実施形態では浸漬ノズル)を形成する予備成形ステップ(秤量、混練、成形、乾燥)と、予備成形された混合物を焼成する焼成ステップ(焼成、加工)と、を含みうる。
(4) Molding Step The molding step is a step of molding the mixture obtained in the mixing step to obtain a refractory material having a desired shape. Known methods can be applied as methods for obtaining refractory materials in the molding process, which may typically include procedures such as weighing, kneading, molding, drying, baking, and processing of the mixture. The method generally includes a preforming step (weighing, kneading, molding, drying) in which the mixture is placed in a mold to form a desired shape (immersion nozzle in this embodiment) and a firing step in which the preformed mixture is fired. (Baking, processing) and may be included.
予備成形ステップにおいて用いるバインダーとしては、公知のものを使用できる。かかるバインダーとしては、フェノール樹脂、フラン樹脂、ピッチ、およびタールなどの有機質バインダー、ならびに、リン酸塩およびケイ酸塩などの無機バインダー、を例示できる。 As the binder used in the preforming step, a known binder can be used. Examples of such binders include organic binders such as phenolic resins, furan resins, pitches, and tars, and inorganic binders such as phosphates and silicates.
また、予備成形ステップにおいて浸漬ノズルの形状を形成する際に用いられる成形方法としては、たとえば冷間静水等方圧プレス(CIP成形)などの成形方法を利用できる。 Further, as a molding method used when forming the shape of the immersion nozzle in the preforming step, for example, a molding method such as cold hydrostatic isotropic pressure pressing (CIP molding) can be used.
なお、前述のように浸漬ノズルの部位によって使用する耐火材料の組成を変更する場合は、部位ごとに異なる混合物(ジルコニア原料等を予備混合したもの)を使用する。 When the composition of the refractory material to be used is changed depending on the part of the immersion nozzle as described above, a different mixture (premixed with zirconia raw material or the like) is used for each part.
焼成ステップにおける焼成条件は、特に限定されない。たとえば、焼成雰囲気は特に限定されず、大気雰囲気、還元雰囲気、および不活性雰囲気などから適宜選択されうる。また、焼成温度も特に限定されず、たとえば700℃以上1200℃以下でありうる。 The firing conditions in the firing step are not particularly limited. For example, the firing atmosphere is not particularly limited, and can be appropriately selected from an atmospheric atmosphere, a reducing atmosphere, an inert atmosphere, and the like. Further, the firing temperature is not particularly limited, and may be, for example, 700 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower.
(他の製造方法)
上記では、本発明に係る浸漬ノズルの製造方法の実施形態として、(1)分離工程、(2)調整工程、(3)混合工程、および(4)成形工程、を含む方法を例として説明した。しかし、本発明に係る浸漬ノズルの製造方法に含まれる構成の組合せは、上記の組合せに限定されない。たとえば、メジアン径が150μm以上500μm以下のジルコニア原料と、メジアン径が1μm以上30μm以下のジルコニア原料とを、購入などの方法によりそれぞれ調達できる場合は、分離工程を実施せずとも調整工程および混合工程を実施できる。また、第一部分と第二部分との重量比W1/W2が2.0以上6.0以下のジルコニア原料を購入などの方法により調達できる場合は、分離工程および調整工程を実施せずとも混合工程を実施できる。
(Other manufacturing methods)
In the above, as an embodiment of the method for manufacturing a dipping nozzle according to the present invention, a method including (1) separation step, (2) adjustment step, (3) mixing step, and (4) molding step has been described as an example. .. However, the combination of configurations included in the method for manufacturing a dipping nozzle according to the present invention is not limited to the above combination. For example, if a zirconia raw material having a median diameter of 150 μm or more and 500 μm or less and a zirconia raw material having a median diameter of 1 μm or more and 30 μm or less can be procured by a method such as purchase, the adjustment step and the mixing step are performed without performing the separation step. Can be carried out. If the zirconia raw material having a weight ratio W1 / W2 of 2.0 or more and 6.0 or less between the first part and the second part can be procured by a method such as purchase, the mixing step is performed without performing the separation step and the adjustment step. Can be carried out.
なお、上記では、浸漬ノズルの製造方法を例として説明したが、本実施形態に係る耐火材料を浸漬ノズル以外の部材に使用する場合は、成形工程において当該部材の形状に対応した予備成形を行えばよい。 In the above, the method of manufacturing the immersion nozzle has been described as an example, but when the refractory material according to the present embodiment is used for a member other than the immersion nozzle, pre-molding corresponding to the shape of the member is performed in the molding process. Just do it.
〔その他の実施形態〕
その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本発明の範囲はそれらによって限定されることはないと理解されるべきである。当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜改変が可能であることを容易に理解できるであろう。したがって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変された別の実施形態も、当然、本発明の範囲に含まれる。
[Other embodiments]
It should be understood that with respect to other configurations, the embodiments disclosed herein are exemplary in all respects and the scope of the invention is not limited thereto. Those skilled in the art will be able to easily understand that modifications can be made as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Therefore, another embodiment modified without departing from the spirit of the present invention is naturally included in the scope of the present invention.
以下では、実施例を示して本発明をさらに説明する。ただし、以下の実施例は本発明を限定しない。 Hereinafter, the present invention will be further described with reference to examples. However, the following examples do not limit the present invention.
〔試験1〕耐食性評価
以下の手順に従って、実施例および比較例の各例の試料を作成し、その耐食性を評価した。
[Test 1] Corrosion resistance evaluation According to the following procedure, samples of each example of Examples and Comparative Examples were prepared and their corrosion resistance was evaluated.
(試料の作成)
上記の「浸漬ノズル(耐火材料)の製造方法」の項で説明した分離工程、調整工程、および混合工程と同様の手順により、ジルコニア原料およびカーボン原料の含有量、第一部分および第二部分のメジアン径、ならびに第一部分と第二部分との重量の比W1/W2、を種々調整した混合物を得た。当該混合物を、公知の方法でブロック状に予備成形したのちに、還元酸化雰囲気中において1000℃で焼成した。焼成後のブロックの一部をダイヤモンドカッターで切り出し、表面を研磨して、20mm×20mm×200mmの試験片を得た。
(Preparation of sample)
The contents of the zirconia raw material and the carbon raw material, the media of the first part and the second part are carried out by the same procedure as the separation step, the adjustment step, and the mixing step described in the section of "Manufacturing method of immersion nozzle (refractory material)" above. A mixture was obtained in which the diameter and the weight ratio W1 / W2 of the first portion and the second portion were variously adjusted. The mixture was preformed into blocks by a known method and then calcined at 1000 ° C. in a reducing oxidation atmosphere. A part of the block after firing was cut out with a diamond cutter, and the surface was polished to obtain a test piece having a size of 20 mm × 20 mm × 200 mm.
(浸食試験)
高周波電気炉において、20kgの鋼を溶融させ、溶鋼を1560℃に保持した。続いて試験片を溶鋼に浸漬し、さらに溶鋼の湯面にパウダースラグを投入した。その後、試験片を50rpmの回転速度で回転させた。2時間後、試験片を溶鋼から引き上げて、放冷により冷却した。試験片の温度が室温まで下がった後に、パウダースラグと接触していた部分における試験片の溶損厚さを測定した。
(Erosion test)
In a high frequency electric furnace, 20 kg of steel was melted and the molten steel was kept at 1560 ° C. Subsequently, the test piece was immersed in molten steel, and powder slag was further added to the molten steel surface. Then, the test piece was rotated at a rotation speed of 50 rpm. After 2 hours, the test piece was pulled up from the molten steel and cooled by allowing to cool. After the temperature of the test piece was lowered to room temperature, the melt loss thickness of the test piece was measured at the portion in contact with the powder slag.
(試験結果)
(1)第一部分のメジアン径による違い
実施例1~5および比較例1~3では、第一部分のメジアン径の違いによる耐食性の違いを評価した。なお、実施例1~5および比較例1~3において共通して、ジルコニア原料を88重量%とし、カーボン原料を12重量%とし、第二部分のメジアン径を15μmとし、比W1/W2を3.5とした。
(Test results)
(1) Differences due to the difference in the median diameter of the first portion In Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3, the difference in corrosion resistance due to the difference in the median diameter of the first portion was evaluated. In addition, in common in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3, the zirconia raw material is 88% by weight, the carbon raw material is 12% by weight, the median diameter of the second part is 15 μm, and the ratio W1 / W2 is 3. It was set to 5.5.
表1に示すように、第一部分のメジアン径が150~500μmのとき(実施例1~5)に、メジアン径が上記の範囲を逸脱するとき(比較例1~3)に比べて、溶損厚さが小さかった。 As shown in Table 1, when the median diameter of the first portion is 150 to 500 μm (Examples 1 to 5), the melt damage is compared with the case where the median diameter deviates from the above range (Comparative Examples 1 to 3). The thickness was small.
表1:第一部分のメジアン径による違い
(2)第二部分のメジアン径による違い
実施例6~10ならびに比較例4および5では、第二部分のメジアン径の違いによる耐食性の違いを評価した。なお、実施例6~10ならびに比較例4および5において共通して、ジルコニア原料を90重量%とし、カーボン原料を9重量%とし、添加剤を1重量%とし、第一部分のメジアン径を300μmとし、比W1/W2を3.5とした。ここで、いずれの例においても、添加剤としてホウ化ジルコニウムを用いた。
(2) Differences in the second portion depending on the median diameter In Examples 6 to 10 and Comparative Examples 4 and 5, the difference in corrosion resistance due to the difference in the median diameter of the second portion was evaluated. In addition, in common in Examples 6 to 10 and Comparative Examples 4 and 5, the zirconia raw material was 90% by weight, the carbon raw material was 9% by weight, the additive was 1% by weight, and the median diameter of the first portion was 300 μm. , The ratio W1 / W2 was set to 3.5. Here, in each of the examples, zirconium borohydride was used as an additive.
表2に示すように、第二部分のメジアン径が1~30μmのとき(実施例6~10)に、メジアン径が上記の範囲を逸脱するとき(比較例4および5)に比べて、溶損厚さが小さかった。 As shown in Table 2, when the median diameter of the second portion is 1 to 30 μm (Examples 6 to 10), compared with the case where the median diameter deviates from the above range (Comparative Examples 4 and 5), the solution is dissolved. The loss thickness was small.
表2:第二部分のメジアン径による違い
(3)比W1/W2による違い
実施例11~15ならびに比較例6および7では、比W1/W2の違いによる耐食性の違いを評価した。なお、実施例11~15ならびに比較例6および7において共通して、ジルコニア原料を86重量%とし、カーボン原料を12重量%とし、添加剤を2重量%とし、第一部分のメジアン径を280μmとし、第二部分のメジアン径を10μmとした。ここで、いずれの例においても、添加剤として炭化ホウ素と金属シリコンとの混合物(重量比1:1)を用いた。
(3) Differences due to the ratio W1 / W2 In Examples 11 to 15 and Comparative Examples 6 and 7, the difference in corrosion resistance due to the difference in the ratio W1 / W2 was evaluated. In addition, in common with Examples 11 to 15 and Comparative Examples 6 and 7, the zirconia raw material was 86% by weight, the carbon raw material was 12% by weight, the additive was 2% by weight, and the median diameter of the first portion was 280 μm. , The median diameter of the second part was set to 10 μm. Here, in each of the examples, a mixture of boron carbide and metallic silicon (weight ratio 1: 1) was used as an additive.
表3に示すように、比W1/W2が2.0~6.0のとき(実施例11~15)に、比W1/W2が上記の範囲を逸脱するとき(比較例6および7)に比べて、溶損厚さが小さかった。 As shown in Table 3, when the ratio W1 / W2 is 2.0 to 6.0 (Examples 11 to 15) and when the ratio W1 / W2 deviates from the above range (Comparative Examples 6 and 7). In comparison, the erosion thickness was small.
表3:比W1/W2による違い
(4)各原料の含有量による違い
実施例16~20ならびに比較例8および9では、ジルコニア原料およびカーボン原料の含有量の違いによる耐食性の違いを評価した。なお、実施例16~20ならびに比較例8および9において共通して、添加剤を5重量%とし、第一部分のメジアン径を420μmとし、第二部分のメジアン径を16μmとし、比W1/W2を4.2とした。ここで、いずれの例においても、添加剤として、ホウ化ジルコニウム、炭化ホウ素、および炭化チタンの混合物(重量比1:1:3)を用いた。
(4) Differences due to the content of each raw material In Examples 16 to 20 and Comparative Examples 8 and 9, the difference in corrosion resistance due to the difference in the contents of the zirconia raw material and the carbon raw material was evaluated. In addition, in common with Examples 16 to 20 and Comparative Examples 8 and 9, the additive was 5% by weight, the median diameter of the first portion was 420 μm, the median diameter of the second portion was 16 μm, and the ratio W1 / W2 was set. It was set to 4.2. Here, in each of the examples, a mixture of zirconium borohydride, boron carbide, and titanium carbide (weight ratio 1: 1: 3) was used as an additive.
表4に示すように、ジルコニア原料が70~93重量%であり、カーボン原料が2~25重量%であるとき(実施例16~20)に、ジルコニア原料の含有量が上記の範囲を逸脱するとき(比較例8)およびカーボン原料の含有量が上記の範囲を逸脱するとき(比較例8および9)に比べて、溶損厚さが小さかった。なお、比較例9では、浸漬後に試験片を溶鋼から引き上げたところ、試験片が割れていることが判明したため、溶損厚さを測定できなかった。 As shown in Table 4, when the zirconia raw material is 70 to 93% by weight and the carbon raw material is 2 to 25% by weight (Examples 16 to 20), the content of the zirconia raw material deviates from the above range. The erosion thickness was smaller than when (Comparative Example 8) and when the content of the carbon raw material deviated from the above range (Comparative Examples 8 and 9). In Comparative Example 9, when the test piece was pulled up from the molten steel after immersion, it was found that the test piece was cracked, so that the melt loss thickness could not be measured.
表4:各原料の含有量による違い
〔試験2〕浸漬ノズル実機評価
上記の「浸漬ノズル(耐火材料)の製造方法」の項で説明した手順に従い、スラグライン部分が実施例3の耐火材料により構成された浸漬ノズル(以下、「実施例ノズル」と称する。)、および、スラグライン部分が比較例3の耐火材料により構成された浸漬ノズル(以下、「比較例ノズル」と称する。)を作成した。なお、実施例ノズルおよび比較例ノズルの双方において、スラグライン以外の部分には、アルミナ原料68重量%、シリカ15重量%、およびカーボン原料27重量%を含むアルミナ-カーボン質耐火材料を用いた。また、実施例ノズルおよび比較例ノズルの寸法を同一とした。すなわち、実施例ノズルと比較例ノズルとは、スラグラインの耐火材料のみが異なる。
[Test 2] Evaluation of actual immersion nozzle The immersion nozzle whose slag line portion is made of the refractory material of Example 3 according to the procedure described in the section of "Manufacturing method of immersion nozzle (refractory material)" above (hereinafter, "implementation"). An example nozzle ”) and a dipping nozzle whose slag line portion is made of the refractory material of Comparative Example 3 (hereinafter referred to as“ Comparative Example Nozzle ”) were prepared. In both the example nozzle and the comparative example nozzle, an alumina-carbon refractory material containing 68% by weight of an alumina raw material, 15% by weight of silica, and 27% by weight of a carbon raw material was used for a portion other than the slag line. In addition, the dimensions of the example nozzle and the comparative example nozzle were the same. That is, only the refractory material of the slag line differs between the example nozzle and the comparative example nozzle.
それぞれの浸漬ノズルを実際の鋼連続鋳造に使用し、連続使用可能な時間の長さを測定した。なお、鋳造した鋼の種類および使用したパウダースラグの種類は、実施例ノズルと比較例ノズルとで同一とした。 Each immersion nozzle was used for actual continuous steel casting, and the length of continuous usable time was measured. The type of cast steel and the type of powder slag used were the same for the example nozzle and the comparative example nozzle.
3時間使用された実施例ノズルおよび比較例ノズルを切断し、ノズルのスラグラインの溶損厚さを測定した。実施例ノズルのほうの溶損厚さは、比較例ノズルの溶損厚さの3分の1だった。この結果から、実際の鋼連続鋳造の環境下においても、実施例3の耐火材料が、比較例3の耐火材料に比べて高い耐食性を示すことがわかった。 The Example nozzle and the Comparative Example nozzle used for 3 hours were cut, and the melt loss thickness of the slag line of the nozzle was measured. The erosion thickness of the example nozzle was one-third of the erosion thickness of the comparative example nozzle. From this result, it was found that the refractory material of Example 3 exhibits higher corrosion resistance than the refractory material of Comparative Example 3 even in an environment of actual continuous steel casting.
本発明は、たとえば鋼連続鋳造に供されるジルコニア-カーボン質耐火材料、浸漬ノズル、および当該ジルコニア-カーボン質耐火材料の製造方法として利用できる。 The present invention can be used, for example, as a zirconia-carbon refractory material, a dipping nozzle, and a method for producing the zirconia-carbon refractory material used for continuous steel casting.
1 :浸漬ノズル
2 :本体部
21 :本体部の先端
22 :本体部の基端
23 :スラグライン
3 :吐出口
4 :接続部
M :溶鋼
S :スラグ
1: Immersion nozzle 2: Main body 21: Tip of main body 22: Base end of main body 23: Slag line 3: Discharge port 4: Connection part M: Molten steel S: Slag
Claims (5)
カーボン原料2重量%以上30重量%以下と、を含むジルコニア-カーボン質耐火材料であって、
前記ジルコニア原料は、JIS Z 8801-1:2019に規定される公称目開き106μmのふるいを通過できない第一部分と、当該ふるいを通過できる第二部分と、を含み、
前記第一部分の、JIS Z 8801-1:2019に規定されるふるいを用いて特定される積算粒度分布曲線に基づいて決定されるメジアン径は、150μm以上500μm以下であり、
前記第二部分の、JIS Z 8825:2013に従って決定されるメジアン径は、1μm以上30μm以下であり、
前記第一部分の重量W1と前記第二部分の重量W2との比W1/W2は、2.0以上6.0以下であるジルコニア-カーボン質耐火材料。 Zirconia raw material 70% by weight or more and 98% by weight or less,
A zirconia-carbon refractory material containing 2% by weight or more and 30% by weight or less of a carbon raw material.
The zirconia raw material includes a first portion that cannot pass through a sieve having a nominal opening of 106 μm specified in JIS Z 8801-1: 2019, and a second portion that can pass through the sieve.
The median diameter determined based on the integrated particle size distribution curve specified by the sieve specified in JIS Z 8801-1: 2019 in the first part is 150 μm or more and 500 μm or less.
The median diameter of the second part determined according to JIS Z 8825: 2013 is 1 μm or more and 30 μm or less.
A zirconia-carbon refractory material having a ratio W1 / W2 of the weight W1 of the first portion to the weight W2 of the second portion of 2.0 or more and 6.0 or less.
前記ジルコニア原料は、JIS Z 8801-1:2019に規定される公称目開き106μmのふるいを通過できない第一部分と、当該ふるいを通過できる第二部分と、を含み、
前記第一部分の、JIS Z 8801-1:2019に規定されるふるいを用いて特定される積算粒度分布曲線に基づいて決定されるメジアン径は、150μm以上500μm以下であり、
前記第二部分の、JIS Z 8825:2013に従って決定されるメジアン径は、1μm以上30μm以下であり、
前記第一部分の重量W1と前記第二部分の重量W2との比W1/W2は、2.0以上6.0以下であるジルコニア-カーボン質耐火材料の製造方法。 A mixing step of mixing 70% by weight or more and 98% by weight or less of the zirconia raw material and 2% by weight or more and 30% by weight or less of the carbon raw material is included.
The zirconia raw material includes a first portion that cannot pass through a sieve having a nominal opening of 106 μm specified in JIS Z 8801-1: 2019, and a second portion that can pass through the sieve.
The median diameter determined based on the integrated particle size distribution curve specified by the sieve specified in JIS Z 8801-1: 2019 in the first part is 150 μm or more and 500 μm or less.
The median diameter of the second part determined according to JIS Z 8825: 2013 is 1 μm or more and 30 μm or less.
A method for producing a zirconia-carbon refractory material, wherein the ratio W1 / W2 of the weight W1 of the first portion to the weight W2 of the second portion is 2.0 or more and 6.0 or less.
前記混合工程におけるジルコニア原料として、前記調整工程で得られた前記調整ジルコニア原料を用いる請求項3に記載のジルコニア-カーボン質耐火材料の製造方法。 Prior to the mixing step, an adjusting step of mixing the second portion and the first portion of 2.0 times or more and 6.0 times or less the weight of the second portion to obtain an adjusted zirconia raw material is included.
The method for producing a zirconia-carbon refractory material according to claim 3, wherein the adjusted zirconia raw material obtained in the adjusting step is used as the zirconia raw material in the mixing step.
前記調整工程における前記第一部分および前記第二部分として、前記分離工程で分離された前記第一部分および前記第二部分を用いる請求項4に記載のジルコニア-カーボン質耐火材料の製造方法。 Prior to the adjustment step, a separation step of separating the first portion and the second portion of the zirconia raw material by using a sieve having a nominal opening of 106 μm specified in JIS Z 8801-1: 2019 is included.
The method for producing a zirconia-carbon refractory material according to claim 4, wherein the first portion and the second portion separated in the separation step are used as the first portion and the second portion in the adjustment step.
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