JPH01212274A - アルミナーカーボン質ノズル耐火物 - Google Patents

アルミナーカーボン質ノズル耐火物

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JPH01212274A
JPH01212274A JP63034566A JP3456688A JPH01212274A JP H01212274 A JPH01212274 A JP H01212274A JP 63034566 A JP63034566 A JP 63034566A JP 3456688 A JP3456688 A JP 3456688A JP H01212274 A JPH01212274 A JP H01212274A
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JP
Japan
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alumina
carbon
nozzle
silica
particle size
Prior art date
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Pending
Application number
JP63034566A
Other languages
English (en)
Inventor
Masami Nishikawa
正美 西川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harima Ceramic Co Ltd
Original Assignee
Harima Ceramic Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/50Pouring-nozzles
    • B22D41/52Manufacturing or repairing thereof
    • B22D41/54Manufacturing or repairing thereof characterised by the materials used therefor

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野: 本発明は、鋼の連続鋳造に際し使用されるロングノズル
、特に直径及び長さが大きい、いわゆる長尺ノズルに関
し、キレンの発生を抑止し耐用性を向上させたアルミナ
−カーボン質ノズル耐火物に係るものである。
従来技術: 鋼の連続鋳造は、生産性が高いことから広く操業徐行さ
れている。この操業には取鍋からタンデイツシュへ溶鋼
を流通させるのに、周知のごとくロングノズルが使用さ
れる。この口/グノズルは、使用条件から〔アルミナ−
カーボン−シリカ−その他〕の組成系のものが多い。特
に、ロングノズルのように溶鋼流通時の熱と共に、予熱
条件に変動のあるものは基本的に耐スポール性を向上し
、使用中の首折れ、或いはキレンを皆無にする必要があ
る。キレン発生は、溶鋼に対する断気が不完全となシ、
鋼の格落ちから層化につながる重大なトラブルとなるか
らである。
また、連続鋳造では、取鍋とモールドとの中間に用いて
いたタンデイツシュに換えて、この部分にも取鍋を用い
ることがある。この操業法によれば、溶鋼中の非金属介
在物の浮上を容易にし、鋼の品質向上に寄与する。この
傾向は高品質を指向する要請上ますます強くなっている
。タンデイツシュに換えて取鍋を使用するときは、その
深い湯に対応するため従来のロングノズルよシも、大形
の長尺ノズルが使用されるに至った。
発明の課題: 前記のロングノズルのキレンは、特にノズル筒胴部と大
径7ランジ部との境界付近に他発するが、大型長尺ノズ
ルでは予熱する場合の均分加熱の困難性並びにノズル内
の溶鋼流によるノズル内外温度差に起因する熱応力、又
はノズル外の溶鋼圧等の機械的な影響等から、上記のキ
レン又はそれに基づく首折れ等は多発し易くなっており
、その防止のため耐スポール性を向上させることが課題
となっている。
耐スポール性の向上を図るには、カーボン量の増加又は
シリカ量の増加が通常採用される。カーボン量の増加は
これによって熱の伝導率を高め、溶鋼注入時に発生する
ノズル内孔面と外周面間(第1図に例示する大径フラン
ジ部(3)と筒胴部(2)よりなる大型長尺ノズル(1
)における内孔面(4)と外周面(5)との間で、筒胴
部(2)の厚さに相当する。)の温度差ΔTを、できる
だけ短時間のうちに小さくし、生起する熱応力を小さく
することを可能とする。しかし、耐火物中のカーボン量
の増加は、溶鋼へのカーボンの溶出(酸化、脱炭)が容
易となりノズル耐火物の強度低下を招き、溶損量が大と
なる。特に鋼中の酸素濃度の高いもの、極低炭素鋼、超
極低炭素鋼等は、耐火物からの炭素ピックアップが問題
となり、成る限度以上にカーボン量を増大できない。従
って、カーボン量の上限は20〜85wt%とするのが
通例である。
シリカ(溶融シリカが用いられることが多い。
)量の増加は、結果的に低膨張材の増加となるので、ノ
ズルの膨張率低下となり耐スポール性の向上が図れる。
しかし、シリカは高Mn鋼に対して溶損量が大きく、又
、その融点から耐火物への添加量もおのずから制限され
、上限は3Qwt% 程度とされている。
課題の解決手段: 結局、カーボン量、シリカ量の増大から耐スポール性を
向上させようとしても限界があり、本発明はこれらの解
決を口約とする。
本発明ではアルミナに着目し、これの性状を適値に設定
することにより大型長尺ノズルのごときノズル耐火物の
耐スポール性を向上させた。アルミナ(Al203)源
としては通常、焼結又は電融品が使用されるが、いずれ
も純度99チ以上であって原料源としての自由度は少く
、さらに膨張率が著しく小さいもの穢現存しない。
一方、ノズル耐火物のキレン発生部分を精密に調べると
マトリックス部であり、マトリックスを形成するアルミ
ナ質−シリカ質−カーボン質については、カーボン質は
黒鉛でなくピッチ若しくは樹脂から生ずるカーボンであ
ることが判る。そして、アルミナの粒度の差によって骨
材としてのアルミナ量が同一であっても、比表面積の関
係から、かなり組織の異なったものとなシ、耐火物の物
理特性、特に耐スポール性も向上させ得るのである。
発明の作用: 本発明では、アルミナ粒度と耐スポール性との関係を先
づ検討した。溶融シリカの影響をなくし、アルミナ粒度
の差がもたらす耐スポール性の変化を明確とするため、
溶融シリカの配合をOとして耐スポールテストを行った
すなわち、アルミナ70wt%及びカーボン30wt 
%の組成とし、アルミナについては45μm以下と45
μmを超える粒度のものを混合し、カーボンは黒鉛を用
いた。そして、アルミナ中に粒度45μm以下が75+
%を占めるものを試料A1粒度45μm以下が50チを
占めるものを試料B1粒度45μm以下が35%を占め
るものを試料C1粒度45μm以下が15%を占めるも
のを試料りとした。又、粒度45μm以下が100チで
ある従来どおシのアルミナとしたものを比較例とした。
これらの試料又は比較例品は、フェノール樹脂をバイン
ダーとして混練し、1000kg/iの圧でプレス成形
し、乾燥した後1000℃で5時間焼成して耐火物とし
、所要形状に切シ出してテストピースとした。
これらの試料又は比較例の物性並びに特性値を第1表に
示した。
溶損指数は、50 x 50 x 5offのテストピ
ースを切りだし、高周波誘導炉を用いて1600°Cの
溶鋼中に50分間浸漬した後溶損寸法を測定し、比較例
の溶損寸法を100とした指数で示した。
耐スポール性は、外径290WII11内径9Qfi、
高さ240 mの有底シリンダ形のテストピースを作成
し、全体が赤熱するまで加熱し、次いで内部が赤熱状態
のまま外面を水冷した。そして肉眼でやつと認識できる
程度のキレンを01内周から外周まで連通ずる程度の大
キレツを×1両者の中間程度をΔで評価した。
その他の物性値は通常の耐火物試験法によった。
第1表に示す結果に基づき、シリカを25wt%レベル
で配合したが、上記と同様の傾向となることを確認した
。すなわち、 カーボン量は、5〜45wt%とする。5wt4未満で
は熱伝導率が著しく低くなシ耐スポール性に劣る。逆に
45wt%を超すと黒鉛の酸化及び溶鋼中へのカーボン
の溶出酸化を伴い、耐用性が劣化する。
シリカ量は、0.5〜4Qwt% とする。Q、5wt
%未満では配合の効果がなく、40W1%を超えるとマ
ンガンの高い鋼種に対する耐用性が悪い。
アルミナ量は残9とするが、その粒度分布は粒径45μ
m以下の微粉が30〜60%となるようにする。アルミ
ナ中の上記微粉が60%を超すと耐スポール性の劣化及
び耐食性の劣化がみられ、30%未満では耐食性が劣る
従って、本発明のアルミナ−カーボン質ノズル耐火物は
: カーボン量が5〜45wt%、シリカ量が0.5〜40
 wt%であシ; 残余のアルミナについて、粒径45μm以下の微粉がア
ルミナ量の30〜60チを占める粒度分布とし; かかる組成の耐火物原料を混練、成形、焼成して得られ
る構成となっている。
このような構成では、アルミナに粗粒化傾向をもたせる
ことにより、カーボン(黒鉛)がよシ均一に分散され、
又、マトリックス中のアルミナ粒子間に均一にカーボン
ボンドが形成される。さらに、シリカとの反応によるム
ライト生成もアルミナの粗粒化によシ抑制される。ムラ
イトの生成は過焼結となってセラミックポンドとなり、
異常な強度の増加及び弾性率のアップを招き、結果とし
て耐スポール性が低下するから、ムライトの生成抑制は
ノズル耐火物の耐用性向上に貢献する。
実施例: (イ) シリカ量25 wt%、カーボン量3Q wt
%で、配合アルミナのうち、粒径45μm以下が50%
を占めるようにしく試料Bに相当)、ロングノズルを製
作した。このノズルを230トン取鍋に接続して連続鋳
造の実操業に供した。使用始めは無予熱で、1鍋終了ご
とに20〜30分間大気中に放置し、次組を受けるパタ
ーンで間欠使用した。
本発明品では15鍋完鋳できたのに対し、アルミナ量中
に45μm以下の微粉を30%含む原料より得られる従
来品は、無予熱で1鍋目に、予熱しても3鍋目で縦キレ
ツを生じし、縦キレツが発生しないときでも8鍋が限度
であった。
(ロ) シリカ量は25 wt%のままでカーボン量を
10wt%とじて、以後は実施例(イ)と同様の実操業
に供した。
予熱使用で、本発明品は6鍋完鋳したのに対し、従来品
は1鍋目で首折れを生じた。
(ハ) カーボン量3Q wt%でシリカ量をOとして
、以後は実施例(イ)と同様の実操業に供した。
予熱使用で、本発明品は3鍋目まで縦キレツの発生はな
かったのに対し、従来品は1鍋目で縦キレツを発生した
発明の効果: 実施例の結果から明らかなごとく、耐火物原料中のアル
ミナ量の一定量に限シ微粒とし、アルミナに粗粒化傾向
をもたせる本発明のノズル耐火物は耐スポール性、耐食
性に富み、ノズル耐火物の耐用性を向上させる効果が太
きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のノズル耐火物の1例を示す説明図であ
る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 カーボン量が5〜45wt%、シリカ量が0.5〜
    40wt%であり; 残余のアルミナについて、粒径45μm以下の微粉がア
    ルミナ量の30〜60%を占める粒度分布とし; かかる組成の耐火物原料を混練、成形、焼 成して得られることを特徴とするアルミナ−カーボン質
    ノズル耐火物。
JP63034566A 1988-02-17 1988-02-17 アルミナーカーボン質ノズル耐火物 Pending JPH01212274A (ja)

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