JP7222295B2 - Preheating method for continuous casting nozzle - Google Patents
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本発明は、通気性耐火物を内孔面に配置した連続鋳造ノズルの予熱方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for preheating a continuous casting nozzle in which a permeable refractory is arranged on the bore surface.
溶鋼の高清浄化や連続鋳造ノズル内孔面への非金属介在物の付着抑制のため、連続鋳造ノズルから溶鋼中へ不活性ガスを吹込むことが広く行われている。溶鋼中に不活性ガスを吹込む機能を備えた連続鋳造ノズルでは、溶鋼と接する内孔面の一部又は全部に通気性耐火物を配置し、通気性耐火物の背面側に不活性ガスの流通経路及びガス圧力の均一化等を目的とする中空室（ガスプールともいう。）を設けた構造とし、中空室に不活性ガスを供給し、通気性耐火物を介して溶鋼中に不活性ガスを吹込む方法が多く採用されている。 Blowing an inert gas into molten steel from a continuous casting nozzle is widely practiced for the purpose of highly cleaning the molten steel and suppressing adhesion of non-metallic inclusions to the inner hole surface of the continuous casting nozzle. In a continuous casting nozzle with a function of blowing inert gas into molten steel, a breathable refractory is placed on part or all of the inner hole surface that contacts the molten steel, and the inert gas is placed on the back side of the breathable refractory. It has a structure with a hollow chamber (also called a gas pool) for the purpose of uniforming the distribution route and gas pressure, etc., supplying inert gas to the hollow chamber and inerting it in the molten steel through the permeable refractory. Many methods of blowing gas are adopted.
しかし、内孔面に通気性耐火物を配置した連続鋳造ノズルの場合、連続鋳造操業において、鋳造開始時からの時間経過と共に、不活性ガスの気泡径が拡大する現象が起きることが確認されている。不活性ガスの気泡径拡大は、ガス気泡が鋳片内に残存した際に気泡系欠陥の発生を招くだけでなく、アルミナ等の非金属介在物の付着抑制効果が低下することによるノズル内孔閉塞も招くことになる。 However, in the case of a continuous casting nozzle in which a permeable refractory is arranged on the inner hole surface, it has been confirmed that the diameter of the inert gas bubbles expands with the passage of time from the start of casting during the continuous casting operation. there is The expansion of the bubble diameter of the inert gas not only causes the generation of bubble-based defects when the gas bubbles remain in the slab, but also reduces the effect of suppressing the adhesion of non-metallic inclusions such as alumina, resulting in It will also lead to blockages.
そこで、例えば特許文献１では、安定的なガス吹込みを阻害する耐火物損傷の防止を目的として、予熱時の水分に着目した予熱方法が開示されている。この方法では、ノズルの予熱工程を第１予熱と第２予熱に分け、ノズル内に吸湿された水分を、第１予熱でスリット内部に正圧負荷を発生させることなくノズル系外へ排気し、ガス供給管に過剰な熱負荷がかかる前に第２予熱で供給管をガス冷却しつつ、耐火物を指定温度まで昇温させる。
また、特許文献２記載の連続鋳造用ノズルでは、粒径が１μｍ以下のＳｉＯ２を配合した通気性耐火物を使用することで、気孔径の拡大が生じない効果を得たうえで、通気性耐火物の耐熱衝撃性等を改善してガス吹込みの安定化を図っている。
Therefore, for example,
Further, in the continuous casting nozzle described in
特許文献１記載の技術によれば、ガス吹込みの安定化に関して相応の効果が得られる。しかしながら、耐火物損傷がなくてもガス吹込みが安定せず、高清浄鋼を安定して製造できない場合があることを本発明者らは発見した。
また、特許文献２記載の技術も、ガス吹込みの安定化に関して相応の効果が得られるが、ガス吹込みが安定しない場合があり、高清浄鋼を安定して製造するためには、さらなる改善が必要であることが判明した。
According to the technique described in
In addition, the technique described in
なお、ガス吹込みが安定しない（不活性ガスの通気特性が不安定になる）とは、操業に伴って、ガス流路断面積（通気性耐火物表面の気孔径やガス流路の径）が拡大することにより、不活性ガスの流量を一定にすると、時間の経過と共にガス供給圧（背圧）が低下していき、背圧を一定にすると、時間の経過と共に不活性ガスの流量が増加していくことをいう。 In addition, the fact that the gas injection is not stable (the ventilation characteristics of the inert gas become unstable) means that the cross-sectional area of the gas channel (the pore diameter of the breathable refractory surface and the diameter of the gas channel) If the inert gas flow rate is constant, the gas supply pressure (back pressure) will decrease over time, and if the back pressure is constant, the inert gas flow rate will decrease over time. It means increasing.
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、ガス流路断面積の拡大によるガス吹込みの変動を抑制して高清浄鋼を安定して製造することができる、連続鋳造ノズルの予熱方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a method for preheating a continuous casting nozzle that can suppress fluctuations in gas blowing due to an increase in the cross-sectional area of the gas flow path and can stably produce high-cleanliness steel. intended to provide
上記目的を達成するため、本発明は、ＳｉＯ２及びＣを配合した通気性耐火物を内孔面に配置した連続鋳造ノズルの予熱に際し、
予熱中の前記通気性耐火物に通気する不活性ガスの流量である予熱時不活性ガス流量［Ｌ／ｍｉｎ］を、次式の条件を満足する値とすることを特徴としている。
冷間通気量［Ｌ／ｍｉｎ ａｔ ０．０９８ＭＰａ］×前記内孔面に露出する前記通気性耐火物の単位面積当たり予熱時不活性ガス流量［ＮＬ／ｍｉｎ／ｃｍ２］×予熱時間［ｍｉｎ］≧６．８
但し、前記冷間通気量は、室温（５～４０℃）、大気圧下において測定するものとし、前記連続鋳造ノズルの予熱の温度は６００℃以上とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides, when preheating a continuous casting nozzle in which a permeable refractory containing SiO 2 and C is arranged on the inner hole surface,
The inert gas flow rate during preheating [L/min], which is the flow rate of the inert gas passing through the permeable refractory during preheating, is set to a value that satisfies the following equation.
Cold ventilation rate [L/min at 0.098 MPa] x inert gas flow rate per unit area of the breathable refractory exposed on the inner hole surface [NL/min/cm 2 ] x preheating time [min] ≧6.8
However, the cold aeration rate shall be measured at room temperature (5 to 40° C.) and atmospheric pressure, and the temperature for preheating the continuous casting nozzle shall be 600° C. or higher.
本発明における不活性ガスは、Ａｒ等の周期律表における不活性ガス以外に窒素ガスを含むものとする。
冷間通気量は、室温（５～４０℃）、常圧下において０．０９８ＭＰａの空気供給圧力を通気性耐火物に負荷した際の単位時間当たり通気量で表される。室温の範囲では冷間通気量に有意な差は見られない。なお、単位Ｌはリットルである。
予熱時間は、６００℃以上の滞留時間である。
The inert gas in the present invention includes nitrogen gas in addition to the inert gas in the periodic table such as Ar.
The cold ventilation rate is expressed as the ventilation rate per unit time when the permeable refractory is loaded with an air supply pressure of 0.098 MPa at room temperature (5 to 40° C.) and normal pressure. There is no significant difference in cold aeration in the room temperature range. The unit L is liter.
The preheating time is the residence time above 600°C.
通気性耐火物に含まれるＳｉＯ２がガス化することによりガス流路断面積が拡大し、不活性ガスの通気特性が不安定となる。他方、通気性耐火物に配合されているＣとガス化したＳｉＯ２が反応して、ガス流路表面全体を覆うようにＳｉＣ層が生成されると、ＳｉＯ２のガス化が停止する。
そこで、本発明者らは、連続鋳造ノズル予熱時に、ＳｉＯ２のガス化とＣとの反応を促進させることにより、ＳｉＯ２のガス化反応を概ね完了させておく発想に想到した。
Gasification of the SiO 2 contained in the permeable refractory increases the cross-sectional area of the gas flow path and destabilizes the inert gas permeation characteristics. On the other hand, when C contained in the breathable refractory reacts with gasified SiO 2 to form a SiC layer covering the entire surface of the gas flow path, the gasification of SiO 2 stops.
Therefore, the present inventors came up with the idea of almost completing the gasification reaction of SiO 2 by promoting the gasification of SiO 2 and the reaction with C when preheating the continuous casting nozzle.
本発明者らは、ＳｉＯ２のガス化とＣとの反応を促進させるファクターとして、予熱前のガス流路の表面積（小さいほど反応が完了しやすい）、予熱時のガス流量（多いほど反応が促進される）、予熱時間（長いほど反応が促進される）が重要であると考えた。しかし、ガス流路の表面積の実測は困難であることから、本発明では、ガス流路の表面積とトレードオフの関係にあると考えられる冷間通気量を、ガス流路の表面積の代替として使用する。 The present inventors found that the factors that promote the gasification of SiO2 and the reaction with C are the surface area of the gas flow path before preheating (the smaller the reaction, the easier it is to complete), the gas flow rate during preheating (the larger the reaction, the more ) and the preheating time (the longer the reaction, the faster the reaction) are important. However, since it is difficult to actually measure the surface area of the gas channel, in the present invention, the cold aeration rate, which is considered to have a trade-off relationship with the surface area of the gas channel, is used as a substitute for the surface area of the gas channel. do.
上記想定に基づき鋭意検討した結果、本発明者らは、冷間通気量と、内孔面に露出する通気性耐火物の単位面積当たり予熱時不活性ガス流量と、予熱時間の積を一定値（６．８）以上とすることにより、ガス流路断面積の拡大が概ね完了し、高清浄鋼を安定して製造できることを見出した。 As a result of intensive studies based on the above assumptions, the present inventors have found that the product of the cold ventilation amount, the inert gas flow rate per unit area of the breathable refractory exposed on the inner hole surface, and the preheating time is set to a constant value. (6.8) It has been found that the expansion of the cross-sectional area of the gas passage is almost completed by the above, and high-cleanliness steel can be produced stably.
また、本発明に係る連続鋳造ノズルの予熱方法では、前記ＳｉＯ２の一部又は全部に粒径１μｍ以下のＳｉＯ２粒子が配合されていてもよい。 Further, in the method for preheating a continuous casting nozzle according to the present invention, SiO 2 particles having a particle size of 1 μm or less may be blended with part or all of the SiO 2 .
粒径１μｍ以下のＳｉＯ２を用いると、鋳造初期において高清浄鋼の安定製造が困難になるという知見を本発明者らは得ている。例えばガス流量一定の場合、鋳造開始時とそれ以降の背圧の差が極めて大きく、鋳造開始時に通気性耐火物が破損するおそれがある。しかし、本発明によれば、ＳｉＯ２の一部又は全部に粒径１μｍ以下のＳｉＯ２粒子が配合されている通気性耐火物を用いた場合であっても、通気性耐火物の破損を防止し、背圧の低下を顕著に抑制することができる。 The present inventors have found that the use of SiO 2 with a grain size of 1 μm or less makes it difficult to stably produce high-cleanliness steel in the initial stage of casting. For example, if the gas flow rate is constant, the difference in back pressure between the start of casting and after that is extremely large, and there is a risk that the permeable refractory will break at the start of casting. However, according to the present invention, even when a breathable refractory containing SiO2 particles having a particle size of 1 μm or less is used in part or all of SiO2 , damage to the breathable refractory is prevented. and the decrease in back pressure can be remarkably suppressed.
本発明に係る連続鋳造ノズルの予熱方法では、連続鋳造ノズル予熱時にＳｉＯ２のガス化反応を概ね完了させるので、ガス流路断面積の拡大によるガス吹込みの変動が抑制され、高清浄鋼を安定して製造することができる。 In the method for preheating a continuous casting nozzle according to the present invention, the gasification reaction of SiO 2 is substantially completed during preheating of the continuous casting nozzle, so fluctuations in gas blowing due to the expansion of the cross-sectional area of the gas flow path are suppressed, and high-cleanliness steel is produced. It can be produced stably.
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。 Next, an embodiment embodying the present invention will be described with reference to the attached drawings for understanding of the present invention.
本発明の一実施の形態に係る連続鋳造ノズルの予熱方法に使用される上ノズル１１及び浸漬ノズル１２を図１に示す。
タンディッシュ１０の下面には、上ノズル１１から吐出される溶鋼の流量調節を行うスライディングノズル１３が取り付けられている。スライディングノズル１３は、上ノズル１１の下面に固定された上プレート１３ａ、浸漬ノズル１２の上端部に下ノズル１４を介して固定された下プレート１３ｃ、上プレート１３ａと下プレート１３ｃに挟まれた状態でスライドする中間プレート１３ｂ、及び中間プレート１３ｂをスライドさせるアクチュエータ（図示省略）から概略構成されている。
FIG. 1 shows an upper nozzle 11 and a submerged
A sliding
上ノズル１１（連続鋳造ノズルの一例）は、溶鋼の流通路となる内孔１１ａと、内孔１１ａを囲繞する耐火物からなる円錐台状のノズル本体１１ｂとから構成されている。内孔面には、ＳｉＯ２及びＣを配合した通気性耐火物１５が配置されている。通気性耐火物１５には、ノズル系外から通気性耐火物１５の背面に向けて不活性ガスが供給される。
The upper nozzle 11 (an example of a continuous casting nozzle) is composed of an inner hole 11a serving as a flow passage for molten steel and a frusto-
浸漬ノズル１２（連続鋳造ノズルの一例）は、上端部が溶鋼の流入口とされ、流入口から下方に延びる流路（内孔）１２ａが内部に形成された、底部を有する管体１２ｂから構成されている。管体１２ｂの下がわ側面部には、内孔１２ａと連通する一対の吐出孔１２ｃが対向して形成されている。
内孔面には、ＳｉＯ２及びＣを配合した通気性耐火物１６が配置され、通気性耐火物１６と連通する中空室１７が管体１２ｂ内部に形成されている。通気性耐火物１６には、ノズル系外から中空室１７を経由して通気性耐火物１６の背面に不活性ガスが供給される。
The immersion nozzle 12 (an example of a continuous casting nozzle) has an upper end serving as an inlet for molten steel, and is composed of a
An air-
前述したように、不活性ガスの通気特性が不安定になるのは、操業に伴って通気性耐火物表面の気孔径やガス流路の径が拡大することにより発生する。その場合、不活性ガスの流量を一定にすると、時間の経過と共に背圧が低下していき、背圧を一定にすると、時間の経過と共に不活性ガスの流量が増加していく。
以下の説明では、不活性ガスの流量を一定にする場合について説明するが、背圧を一定する場合も基本的な考え方は同じである。
As described above, the inert gas permeability becomes unstable due to the expansion of the pore diameter on the surface of the gas permeable refractory and the diameter of the gas flow path during operation. In this case, if the inert gas flow rate is constant, the back pressure will decrease over time, and if the back pressure is constant, the inert gas flow rate will increase over time.
In the following explanation, the case where the flow rate of the inert gas is kept constant will be explained, but the basic idea is the same when the back pressure is kept constant.
［本発明の技術思想について］
溶鋼の高清浄化や連続鋳造ノズルの内孔面への非金属介在物の付着抑制を目的として、連続鋳造ノズルから溶鋼中への不活性ガス吹き込み技術を用いた場合、鋳造開始直後から初期にかけて（鋳造開始時に新品の連続鋳造ノズルを使用する前提で、例えば鋳造開始直後～３０分）、不活性ガスの通気特性が不安定になる。具体的には、流量一定として不活性ガスを溶鋼中に吹き込んだ場合、ガス供給圧（背圧）が低下していく。
[Regarding the technical idea of the present invention]
When using the inert gas blowing technology from the continuous casting nozzle into the molten steel for the purpose of highly cleaning the molten steel and suppressing the adhesion of non-metallic inclusions to the inner hole surface of the continuous casting nozzle, from immediately after the start of casting to the initial stage ( On the premise that a new continuous casting nozzle is used at the start of casting, for example, 30 minutes after the start of casting, the inert gas ventilation characteristics become unstable. Specifically, when inert gas is blown into molten steel at a constant flow rate, the gas supply pressure (back pressure) decreases.
上記背圧低下は、ガス流路断面積（通気性耐火物表面の気孔径やガス流路径）の拡大に起因している。ガス流路断面積の拡大は気泡径の増大に直結するため、気泡欠陥の原因となる。また、気泡径の増大は、ガス流量一定下においては、気泡個数の減少、即ち全気泡の表面積合計の減少の原因となるため、介在物捕捉効果が低下し、介在物欠陥の原因ともなる。 The decrease in back pressure is caused by an increase in the cross-sectional area of the gas flow path (the pore diameter on the surface of the breathable refractory and the diameter of the gas flow path). An increase in the cross-sectional area of the gas flow path directly leads to an increase in bubble diameter, which causes bubble defects. In addition, an increase in bubble diameter causes a decrease in the number of bubbles, that is, a decrease in the total surface area of all bubbles under a constant gas flow rate.
一方、背圧が安定した後（例えば鋳造開始から３０分経過後）に適正な背圧となるように、予め気孔率が調整された通気性耐火物を使用すると、鋳造開始時（鋳造開始後０分）において高背圧となるため、耐火物の破損を招く場合がある。逆に、耐火物の破損を防止するため、背圧を下げてガス流量を低減させた場合は、介在物捕捉効果が低下する原因となる。
本発明者らが発見した上記課題は、特許文献２記載の技術、即ち１μｍ以下のＳｉＯ２を使用した通気性耐火物の場合、極めて高い背圧となるため深刻な課題となる。
On the other hand, if a permeable refractory with pre-adjusted porosity is used so that the back pressure becomes appropriate after the back pressure stabilizes (for example, after 30 minutes from the start of casting), 0 minutes), the back pressure becomes high, which may cause damage to the refractory. Conversely, if the gas flow rate is reduced by lowering the back pressure in order to prevent damage to the refractory, the effect of trapping inclusions will be reduced.
The above problem discovered by the present inventors is a serious problem in the case of the technique described in
一般の通気性耐火物にはＳｉＯ２が配合されているが、鋳造開始後に通気性耐火物が加熱された場合、ＳｉＯ２がガス化（ＳｉＯガス）し、ガス流路断面積が拡大することを本発明者らは見出した。即ち、通気性耐火物に含まれるＳｉＯ２がガス化することによりガス流路断面積が拡大し、不活性ガスの通気特性が不安定となることを本発明者らは見出した。 General breathable refractories contain SiO2 , but when the breathable refractory is heated after casting starts, SiO2 gasifies (SiO gas) and the cross-sectional area of the gas flow path expands. The inventors have found that That is, the present inventors have found that gasification of SiO 2 contained in the permeable refractory increases the cross-sectional area of the gas flow path and destabilizes the inert gas permeation characteristics.
他方、通気性耐火物に配合されているＣとガス化したＳｉＯ２（ＳｉＯガス）が反応して、ガス流路表面全体を覆うようにＳｉＣ層が生成されると、ＳｉＯ２のガス化が停止し、ガス流路断面積の拡大が抑制される。 On the other hand, when C contained in the permeable refractory reacts with gasified SiO 2 (SiO gas) to form a SiC layer covering the entire surface of the gas flow path, gasification of SiO 2 occurs. stop, and the expansion of the cross-sectional area of the gas passage is suppressed.
そこで、本発明者らは、連続鋳造ノズル予熱時に、ＳｉＯ２のガス化とＣとの反応を促進させることにより、ＳｉＯ２のガス化反応を概ね完了させておくこととした。
本発明者らは、ＳｉＯ２のガス化とＣとの反応を促進させるファクターとして、予熱前のガス流路の表面積、予熱時のガス流量、予熱時間が重要であると考えた。
Therefore, the present inventors have decided to complete the gasification reaction of SiO 2 by promoting the gasification of SiO 2 and the reaction with C when preheating the continuous casting nozzle.
The inventors considered that the surface area of the gas flow path before preheating, the gas flow rate during preheating, and the preheating time are important factors for promoting the gasification of SiO 2 and the reaction with C.
本発明者らは、一般に販売されている、通気性耐火物が配置された浸漬ノズルでは、通気性耐火物の冷間通気量が測定されていることに着目した。
冷間通気量とガス流路の表面積は概ねトレードオフの関係にあると考えられる。即ち、冷間通気量が少ないほど（細いガス流路が多数存在）、ガス流路の表面積が増大してガス流路に露出するＳｉＯ２の量が増加し、ガス化させる対象となるＳｉＯ２が増加すると考えられる。逆に、冷間通気量が多いほど（太いガス流路が少数存在）、ガス流路の表面積が減少してガス流路に露出するＳｉＯ２の量が減少し、ガス化させる対象となるＳｉＯ２が減少すると考えられる。
The inventors of the present invention paid attention to the cold aeration rate of the breathable refractory being measured in a commercially available immersion nozzle in which the breathable refractory is arranged.
It is considered that there is generally a trade-off relationship between the amount of cold ventilation and the surface area of the gas flow path. That is, the smaller the amount of cold aeration (there are many narrow gas channels), the larger the surface area of the gas channels and the more the amount of SiO2 exposed in the gas channels, the more SiO2 to be gasified. increase. Conversely, as the amount of cold aeration increases (there are a few thick gas channels), the surface area of the gas channels decreases and the amount of SiO exposed to the gas channels decreases, resulting in a decrease in the amount of SiO to be gasified. 2 is considered to decrease.
通気性耐火物は、概ね一定のかさ密度で製造されており、ガス流路の体積は概ね一定となるが、ガス流路の表面積の多寡は、上述したように、冷間通気量で評価できると考えられる。 Breathable refractories are manufactured with a generally constant bulk density, and the volume of gas channels is generally constant. it is conceivable that.
また、ノズル内孔面に露出した通気性耐火物の単位面積当たりの予熱時不活性ガス流量が多くなると、ガス化したＳｉＯ２を浸漬ノズル外へ除去する効果が得られ、ＳｉＯ２のガス化反応が進行すると考えられる。
なお、予熱時間が長くなるほど、ＳｉＯ２のガス化反応が進行するのは自明である。
In addition, when the inert gas flow rate per unit area of the permeable refractory exposed on the nozzle inner hole surface increases during preheating, the effect of removing gasified SiO 2 to the outside of the submerged nozzle is obtained, and SiO 2 is gasified. It is believed that the reaction proceeds.
It is obvious that the gasification reaction of SiO 2 progresses as the preheating time increases.
予熱温度は、ＳｉＯ２のガス化温度（顕著なガス化は６００℃以上で発生）以上とすれば、工業的に採用できる予熱温度（最高１１００℃程度）の範囲内において、ＳｉＯ２のガス化とＣとの反応の進行状況に大差はないと考えられる。
一方、６００℃未満（例えば５００℃程度）の予熱では、ＳｉＯ２のガス化とＣとの反応促進不足が懸念されると共に、鋳造開始時（通湯開始時）のスポーリングにより耐火物の損傷も懸念される。
If the preheating temperature is equal to or higher than the gasification temperature of SiO 2 (significant gasification occurs at 600 ° C. or higher), SiO 2 can be gasified within the range of preheating temperatures that can be industrially adopted (maximum of about 1100 ° C.). It is considered that there is not much difference in the progress of the reaction between and C.
On the other hand, preheating at less than 600 ° C (for example, about 500 ° C) may cause insufficient promotion of gasification of SiO 2 and reaction with C, and damage to the refractory due to spalling at the start of casting (at the start of pouring). is also of concern.
［本発明の構成］
本発明では、ＳｉＯ２及びＣを配合した通気性耐火物を内孔面に配置した連続鋳造ノズルの予熱に際し、
予熱中の通気性耐火物に通気する不活性ガスの流量である予熱時不活性ガス流量［Ｌ／ｍｉｎ］を、（１）式の条件を満足する値とする。
冷間通気量［Ｌ／ｍｉｎ ａｔ ０．０９８ＭＰａ］×内孔面に露出する通気性耐火物の単位面積当たり予熱時不活性ガス流量［ＮＬ／ｍｉｎ／ｃｍ２］×予熱時間［ｍｉｎ］≧６．８ （１）
[Configuration of the present invention]
In the present invention, when preheating a continuous casting nozzle in which a permeable refractory containing SiO 2 and C is arranged on the inner hole surface,
The inert gas flow rate during preheating [L/min], which is the flow rate of the inert gas that passes through the permeable refractory during preheating, is set to a value that satisfies the condition of formula (1).
Cold ventilation rate [L/min at 0.098 MPa] x inert gas flow rate per unit area of permeable refractory exposed on the inner hole surface [NL/min/cm 2 ] x preheating time [min] ≥ 6 .8 (1)
不活性ガスは、Ａｒ等の周期律表における不活性ガス以外に窒素ガスを含む。
予熱時間は、６００℃以上の滞留時間である。
Inert gases include nitrogen gas in addition to inert gases in the periodic table such as Ar.
The preheating time is the residence time above 600°C.
通気性耐火物１００質量％に対して、単体（複合酸化物の場合を除く。）のＳｉＯ２は２～１２質量％程度、骨材として配合するＣは７～３０質量％程度である。
冷間通気量と、内孔面に露出する通気性耐火物の単位面積当たり予熱時不活性ガス流量と、予熱時間の積の上限値は特に定めないが、実用的な予熱条件（最高予熱温度、最高ガス流量、工業的に採用できる予熱時間）の場合、１１５程度が上限と見られる。
With respect to 100% by mass of the permeable refractory, the amount of SiO 2 as a simple substance (excluding the case of a composite oxide) is about 2 to 12% by mass, and the amount of C blended as an aggregate is about 7 to 30% by mass.
The upper limit of the product of the cold ventilation rate, the inert gas flow rate per unit area of the breathable refractory exposed to the inner hole surface during preheating, and the preheating time is not specified, but practical preheating conditions (maximum preheating temperature , the maximum gas flow rate, and the preheating time that can be industrially employed), about 115 is considered to be the upper limit.
ＳｉＯ２の一部又は全部に粒径１μｍ以下のＳｉＯ２粒子が配合されていてもよい。粒径１μｍ以下のＳｉＯ２粒子の配合量は、通気性耐火物１００質量％に対して２～１２質量％程度である。 SiO 2 particles having a particle size of 1 μm or less may be blended in part or all of the SiO 2 . The amount of SiO 2 particles with a particle size of 1 μm or less is about 2 to 12% by mass with respect to 100% by mass of the breathable refractory.
図２は、浸漬ノズル１２の予熱方法及び通気性耐火物１６の予熱温度測定方法を示した模式図である。
浸漬ノズル１２を予熱する際は、吐出孔１２ｃから内孔１２ａにバーナー２０を挿入して内孔面を加熱すると共に、管体底面の直下にバーナー２０を配置して管体底面を加熱する。
内孔面に配置された通気性耐火物１６の予熱温度を測定する際は、吐出孔１２ｃを通して通気性耐火物１６に放射温度計２１を向けて赤外線を照射し、通気性耐火物１６の予熱温度を測定する。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a method of preheating the submerged
When preheating the submerged
When measuring the preheating temperature of the permeable refractory 16 placed on the inner hole surface, the permeable refractory 16 is irradiated with infrared rays by directing the
なお、吐出孔１２ｃを通して内孔１２ａの底面に放射温度計２１を向けて赤外線を照射し、内孔１２ａの底面の予熱温度を測定した値を代用してもよい。内孔１２ａの底面は、予熱時に外気に触れるため予熱温度が最も低く、通気性耐火物１６の温度は測定温度以上であると考えられる。
あるいは、熱電対を通気性耐火物１６に直接接触させて測定する方法でもよい。
Alternatively, a value obtained by irradiating the bottom surface of the
Alternatively, a method of directly contacting a thermocouple to the breathable refractory 16 for measurement may be used.
上ノズル１１の予熱温度を測定する際は、内孔１１ａの上方から、内孔面に配置された通気性耐火物１５に放射温度計２１を向けて赤外線を照射し、通気性耐火物１５の予熱温度を測定する。
When measuring the preheating temperature of the upper nozzle 11, infrared rays are irradiated from above the inner hole 11a to the breathable refractory 15 arranged on the inner hole surface with a
以上、本発明の一実施の形態について説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the configuration described in the above-described embodiment. Other possible embodiments and modifications are also included.
本発明の効果について検証するために実施した検証試験について説明する。
検証試験には、内孔面に通気性耐火物を配置した２種類のアルミナグラファイト質浸漬ノズルを使用した。２種類の浸漬ノズルＡ及びＢに配置されている通気性耐火物の組成及び構造を表１に示す。
Verification tests conducted to verify the effects of the present invention will be described.
Two types of alumina-graphitic submerged nozzles with a breathable refractory placed on the bore face were used for the verification tests. Table 1 shows the composition and structure of the breathable refractories placed in the two types of submerged nozzles A and B.
通気性耐火物は、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＳｉＣ、骨材に配合されたＣを含み、残部はＣａＯ等の酸化物、バインダーとしてのＣ、イグニッションロス等である。
浸漬ノズルＡの通気性耐火物は粒径１μｍ以下のＳｉＯ２粒子を２質量％含み、浸漬ノズルＢの通気性耐火物は粒径１μｍ以下のＳｉＯ２粒子を含まない。
The permeable refractory contains Al 2 O 3 , SiO 2 , SiC, and C mixed in the aggregate, and the balance is oxides such as CaO, C as a binder, ignition loss, and the like.
The permeable refractory of submerged nozzle A contains 2% by mass of SiO 2 particles with a particle size of 1 μm or less, and the permeable refractory of submerged nozzle B does not contain SiO 2 particles with a particle size of 1 μm or less.
試験結果の一覧を表２に示す。
予熱時間は６００℃以上に加熱している時間とし、予熱時の通気性耐火物には、不活性ガス（窒素ガス）を表２記載の予熱時不活性ガス流量一定として供給した。
Table 2 shows a list of test results.
The preheating time was the time during which the refractory was heated to 600° C. or higher, and an inert gas (nitrogen gas) was supplied to the permeable refractory during preheating at a constant inert gas flow rate shown in Table 2 during preheating.
試験結果の評価は以下のように行った。
実機の鋳造開始後０分の通気性耐火物に不活性ガス（Ａｒガス）を供給する際の供給圧力（背圧）を１００％として鋳造開始後３０分の背圧が９０％以上の場合、実機に適用することができるので、○とした。
規定流量の通気は可能であるが、鋳造開始後０分の背圧を１００％として鋳造開始後３０分の背圧が９０％未満、もしくはスポーリングで耐火物に割れが発生した場合、△とした。ただし、実機には適用不可である。
鋳造初期の背圧が高く耐火物が破損するおそれがあるため、ガス流量を減少させた場合、実機に適用できないので、×とした。
The test results were evaluated as follows.
When the supply pressure (back pressure) when supplying inert gas (Ar gas) to the breathable refractory at 0 minutes after the start of casting of the actual machine is 100%, and the back pressure at 30 minutes after the start of casting is 90% or more, Since it can be applied to the actual machine, it was marked with ○.
Ventilation at a specified flow rate is possible, but if the back pressure at 0 minutes after the start of casting is 100% and the back pressure at 30 minutes after the start of casting is less than 90%, or cracks occur in the refractory due to spalling, △ and bottom. However, it cannot be applied to the actual machine.
Since the back pressure in the early stage of casting may be high and the refractory may be damaged, if the gas flow rate is reduced, it cannot be applied to the actual equipment, so it was marked as x.
検証試験から判明したことを以下に列記する。
・実施例は全て評価が○であった。
・粒径１μｍ以下のＳｉＯ２粒子が配合されている通気性耐火物を使用した比較例１～４は、鋳造初期の背圧が高く耐火物が破損するおそれがあるため、ガス流量を減少せざるを得なかった。
・比較例５、６は、粒径１μｍ以下のＳｉＯ２粒子が配合されていない通気性耐火物を使用していたが、（１）式の値が６．８未満であったため、評価が△であった。
The findings from the verification tests are listed below.
- All the examples were evaluated as ◯.
・Comparative Examples 1 to 4, which use permeable refractories containing SiO2 particles with a particle size of 1 μm or less, have a high back pressure in the early stage of casting, which may damage the refractory, so the gas flow rate cannot be reduced. I had no choice.
・Comparative Examples 5 and 6 used breathable refractories that did not contain SiO2 particles with a particle size of 1 μm or less, but the value of formula (1) was less than 6.8, so the evaluation was △ Met.
・冷間通気量を変更して（１）式の値を６．８以上とすることにより背圧の安定化が確認された（実施例１と比較例１の比較）。
・内孔面に露出する通気性耐火物の単位面積当たり予熱時不活性ガス流量を変更して（１）式の値を６．８以上とすることにより背圧の安定化が確認された（実施例１と比較例３の比較）。
・予熱時間を変更して（１）式の値を６．８以上とすることにより背圧の安定化が確認された（実施例１と比較例２の比較、実施例５と比較例５の比較）。
- It was confirmed that the back pressure was stabilized by changing the amount of cold aeration to make the value of formula (1) 6.8 or more (comparison between Example 1 and Comparative Example 1).
・It was confirmed that the back pressure was stabilized by changing the inert gas flow rate per unit area of the permeable refractory exposed to the inner hole surface during preheating to make the value of formula (1) 6.8 or more ( Comparison between Example 1 and Comparative Example 3).
・By changing the preheating time and setting the value of formula (1) to 6.8 or more, it was confirmed that the back pressure was stabilized (comparison between Example 1 and Comparative Example 2, and between Example 5 and Comparative Example 5). comparison).
１０：タンディッシュ、１１：上ノズル（連続鋳造ノズルの一例）、１２：浸漬ノズル（連続鋳造ノズルの一例）、１１ａ、１２ａ：内孔、１１ｂ：ノズル本体、１２ｂ：管体、１２ｃ：吐出孔、１３：スライディングノズル、１３ａ：上プレート、１３ｂ：中間プレート、１３ｃ：下プレート、１４：下ノズル、１５、１６：通気性耐火物、１７：中空室、２０：バーナー、２１：放射温度計 10: tundish, 11: upper nozzle (an example of a continuous casting nozzle), 12: immersion nozzle (an example of a continuous casting nozzle), 11a, 12a: inner hole, 11b: nozzle body, 12b: tubular body, 12c: discharge hole , 13: sliding nozzle, 13a: upper plate, 13b: intermediate plate, 13c: lower plate, 14: lower nozzle, 15, 16: breathable refractory, 17: hollow chamber, 20: burner, 21: radiation thermometer
Claims (2)
予熱中の前記通気性耐火物に通気する不活性ガスの流量である予熱時不活性ガス流量［Ｌ／ｍｉｎ］を、次式の条件を満足する値とすることを特徴とする連続鋳造ノズルの予熱方法。
冷間通気量［Ｌ／ｍｉｎ ａｔ ０．０９８ＭＰａ］×前記内孔面に露出する前記通気性耐火物の単位面積当たり予熱時不活性ガス流量［ＮＬ／ｍｉｎ／ｃｍ２］×予熱時間［ｍｉｎ］≧６．８
但し、前記冷間通気量は、室温（５～４０℃）、大気圧下において測定するものとし、前記連続鋳造ノズルの予熱の温度は６００℃以上とする。 During preheating of a continuous casting nozzle in which a permeable refractory compounded with SiO 2 and C is arranged on the inner hole surface,
A continuous casting nozzle characterized in that the inert gas flow rate during preheating [L/min], which is the flow rate of the inert gas that passes through the permeable refractory during preheating, is set to a value that satisfies the following formula: preheating method.
Cold ventilation rate [L/min at 0.098 MPa] x inert gas flow rate per unit area of the breathable refractory exposed on the inner hole surface [NL/min/cm 2 ] x preheating time [min] ≧6.8
However, the cold aeration rate shall be measured at room temperature (5 to 40° C.) and atmospheric pressure, and the temperature for preheating the continuous casting nozzle shall be 600° C. or higher.
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