JPH02255247A

JPH02255247A - 水平連続鋳造用ブレークリング

Info

Publication number: JPH02255247A
Application number: JP1074267A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Tsuru; 鶴　雅廣; Minoru Yamamura; 稔山村; Kikuo Ariga; 喜久雄有賀
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd; TYK Corp
Current assignee: JFE Engineering Corp; TYK Corp
Priority date: 1989-03-27
Filing date: 1989-03-27
Publication date: 1990-10-16
Anticipated expiration: 2013-11-05
Also published as: JP2820710B2

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〕この発明は、水平連続鋳造用のブレークリングに関する
ものである。

〔従来の技術〕

近年、鋳鋼片を連続的に鋳造するための鋳造機として、
水平連続鋳造機が普及されつつある。水平連続鋳造機は
、垂直連続鋳造機に比べて、設備費が安価であり、品質
の優れた鋳鋼片が得られ、そして、多品種の小量生産に
適している等の利点がある。

水平連続鋳造機においては、タンデイツシュから水平モ
ールド内に導かれた溶鋼を、各々、１つの引張りおよび
１つの押戻しからなる、複数回のサイクルによって、水
平モールドを通って、水平方向において、間欠的に且つ
連続的に、鋳鋼片に引き抜いている。

第１図は、公知の水平連続鋳造機における、タンデイツ
シュと水平モールドとの結合部の一例を示す概略垂直断
面図である。第１図において、１は、溶鋼を受は入れる
ためのタンデイツシュである。タンデイツシュ１の側壁
下部に設けられた開口１ａには、フロントノズル２、フ
ィードノズル３およびブレークリング４を介して、水平
モールド５が接続されている。水平モールド５４＆−Ｐ
Ｈ！Ｉｒには、冷却水が循環しており、この冷却水によ
って、水平モールド５は冷却されている。

フロントノズル２の上流端は、タンデイツシュ１の開口
ｌａ内に挿入されており、そして、フロントノズル２の
下流端は、フィードノズル３の上流端に接続されている
。フィードノズル３の下流端は、ブレークリング４の上
流端に接続されており、そして、ブレークリング４の下
流端は、水平モールド５の入口端５ａに接続されている
。かくして、タンデイツシュ１の開口１ａ、フロントノ
ズル２、フィードノズル３、ブレークリング４および水
平モールド５は、溶鋼のための水平な通路を形成してい
る。

ブレークリング４は、フロントノズル２、フィードノズ
ル３およびブレークリング４を通って、タンデイツシュ
１から水平モールド５内に導かれた溶鋼の、凝固の起点
を確実に作り、かくして、水平モールド５から鋳鋼片を
円滑に引き抜くことができるようにする作用を有してい
る。

ブレークリング４の、水平モールド５に接触する側は、
冷却水が循環している水平モールド５により冷却されて
、低温である。一方、ブレークリング４の内周面は、溶
鋼に接触するため高温である。このように、ブレークリ
ング４は、温度差が非常に大きい苛酷な条件下で使用さ
れるため、亀裂および破損が生じやすい。

従って、ブレークリング４には、下記の条件を満たす性
質が要求されている。

（＋）　　耐摩耗性に優れていること。

前述したように、ブレークリング４は、フィードノズル
３と水平モールド５との間に位置し、図示しない締付は
機構により、水平モールド５に押付けられて取付けられ
ている。従って、取付は時の締付は圧力に耐えられ、且
つ、１つの引張りおよび１つの押戻しからなる複数回の
サイクルによる、鋳鋼片の引き抜き時の衝撃に耐え得る
耐摩耗性を有していることが必要である。

（２）　　耐熱衝撃性に優れていること。

前述したように、ブレークリング４は、温度差が非常に
大きい苛酷な条件下で使用されるので、その熱応力に耐
え得る耐熱衝撃性を存していることが必要である。

（３）　　耐食性に優れていること。

高温の溶鋼に対する耐食性が優れていることが必要であ
る。

（４）　　形状精度に優れていること。

ブレークリング４の下流端は、水平モールド５の入口端
５ａに厳密に接触していなければならず、このため、ブ
レークリング４の、水平モールド５の入口端５ａとの接
触面は、高精度に形成されていることが必要である。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のブレークリングは、例えば、アルミナ質。

ジルコニア賞、溶融石実質、窒化珪素質または窒化硼素
質からなっている。これ等の材質からなるブレークリン
グには、次のような問題がある。

（１）　　アルミナ質またはジルコニア質耐食性は優れ
ているが、耐熱衝撃性が劣るため、使用中に亀裂および
割れが生ずる。

（２）　　溶融石英質耐熱衝撃性は優れているが、溶損が大であり且つ耐摩耗
性が劣る。

（３）　　窒化珪素質高強度で且つ耐熱衝撃性は優れているが、溶損が大であ
り、亀裂および剥落が生じやすい。

（４）　　窒化硼素質耐食性および耐熱衝撃性に優れているが、高価でありコ
スト高となる。

上述の問題を解決するため、従来から種々研究が行なわ
れており、例えば、特公昭６２−１４５０８号公報には
、２０から９Ｑｗｔ．％の範囲内の珪素粉末と、■から
２０ｗｔ．％の範囲内のアルミニウム粉末と、そして、
２から６０ｗｔ．％の範囲のＣｒｚＯｔ＋　Ｔｉ０ｚお
よびＣａＯのうちの少なくとも１種の酸化物粉末とから
なり、窒化焼結によって製造されたブレークリングが開
示されている。また、特公昭６１−２５６７６号公報に
は、２０から９０ｗｔ．％の範囲内の金属珪素と、■か
ら２０ｗｔ．％の範囲内の金属アルミニウムと、そして
、５から６０ｗｔ．％の範囲内の、酸化物としてのＡｉ
ｚＯｘ＋Ｚｒ０ｚ、ＹｚＯｓ＋ＣｒｚＯｓ＋Ｔｉ０ｔお
よびＭｇＯの少なくとも１種とからなり、窒化焼結によ
って製造された複合焼結材料が開示されている。

しかしなから、上述のような材質からなるプレークリン
グによっても、耐摩耗性９耐熱衝撃性。

耐食性および形状精度のすべてを満足し得るには至って
いない。

従って、この発明の目的は、苛酷な使用条件下において
も、耐摩耗性、耐熱衝撃性および耐食性に優れ、且つ、
容易な加工によって高精度に形成された、水平連続鋳造
用ブレークリングを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等は、上述した問題を解決し、苛酷な使用条件
下においても、耐摩耗性、耐熱衝撃性および耐食性に優
れ、且つ、容易な加工によって高精度に形成された、水
平連続鋳造用ブレークリングを開発すべく、鋭意研究を
重ねた。その結果、プレークリングを、化学式Ｓ　ｉ　
ｈ　−ｘ　Ａｊ　２０　ｚ　Ｎ　ｓ　−２で表わされる
βサイアロンと、六方晶系窒化硼素とそして電融アルミ
ナとからなる焼結体によって形成し、そして、βサイア
ロン、六方晶系窒化硼素および電融アルミナの各々の含
有量、および、βサイアロンのＺ数を、特定範囲に限定
すれば、耐摩耗性耐熱衝撃性および耐食性に優れ、且つ
、容易な加工によって高精度に形成された、水平連続鋳
造用ブレークリングが得られることを知見した。

この発明は、上述した知見に基づいてなされたものであ
って、化学式５ｉｂ−□Ａｌ２Ｏ□Ｎｇ−□で表わされ
、前記化学式中の各々のＺ数が０．８から２．０の範囲
内である、４０から８０ｗｔ．％のβサイアロンと、８
から４０ｗｔ．％の六方晶系窒化硼素と、そして、１０
から４０ｗｔ．％の電融アルミナとからなり、前記βサ
イアロンのマトリックス中に、前記六方晶系窒化硼素お
よび前記電融アルミナが分散して存在している焼結体に
よって形成されていることに特徴を有するものである。

この発明のプレークリングを構成する各物質の特性およ
びその含有量について、以下に説明する。

化学式Ｓ　ｉ　＆　−２ｊＶ　ｚ　Ｏ□Ｎ、−２で表わ
されるβサイアロンは、ケイ素粉と、アルミニウム粉と
そしてアルミナ粉とを所定割合で混合した混合物を、窒
素雰囲気中において、反応焼結法により焼結することに
よって得ることができる。

βサイアロンには、耐摩耗性および耐熱衝撃性を向上さ
せる作用がある。しかしなから、前記化学式中の各々の
Ｚ数が０．８未満では、耐食性が劣化する。一方、前記
Ｚ数が２．０を超えると、耐熱衝撃性が劣化する。従っ
て、前記化学式中の各々のＺ数は、０．８から２，０の
範囲内に限定すべきである。

βサイアロンの含有量が４０ｗｔ、Ｘ未満では、前述し
た作用に所望の効果が得られず、プレークリングとして
の必要な強度を保持することができない、そして、βサ
イアロンのマトリックス中に、後述する六方晶系窒化硼
素および電融アルミナを分散して存在させることができ
ない、一方、βサイアロンの含有量が８０ｗｔ、χを超
えると、耐熱衝撃性および耐食性が劣化する。従って、
βサイアロンの含有量は、４０から８Ｑｗｔ．％の範囲
内に限定すべきである。

六方晶系窒化硼素には、耐熱衝撃性、耐食性および加工
性を向上させる作用がある。しかしなから、窒化硼素の
含有量が８　ｗｔ、χ未満では、上述した作用に所望の
効果が得られない。一方、窒化硼素の含有量が４０ｗｔ
、χを超えると、強度が劣化し、プレークリングとして
の必要な強度を保持することができない、従って、六方
晶系窒化硼素の含有量は、８から４０ｗｔ．％の範囲内
に限定すべきである。

電融アルミナ（コランダム）には、耐熱衝撃性および耐
食性を向上させる作用がある。しかしなから、電融アル
ミナの含有量がｌＱｗｔ、χ未満では、上述した作用に
所望の効果が得られない、一方、電融アルミナの含有量
が４０ｗｔ、ｚを超えると、熱間膨張率が高くなり且つ
熱伝導率が低下するため、耐熱衝撃性が劣化する。従っ
て、電融アルミナの含有量は、１０から４０ｗｔ、′１
．の範囲内に限定すべきである。

次に、この発明を、実施例によって、この発明の範囲外
の比較例と対比しなから、更に詳細に説明する。

（実施例〕下記第１表に示す原料を使用した。

第　　１　　表た。アルミニウム粉、ケイ素粉およびアルミナ粉は、後
述する窒素雰囲気中での反応焼結によって形成される、
化学式Ｓ　ｉ　ａ　−ｚ　ＡＺ　２０　ｚ　Ｎ　ｓ　−
ｚで表わされるβサイアロンの各々のＺ数が１になるよ
うな割合で配合した。

上述した原料を使用し、第２表に示す、本発明の範囲内
の含有量の、本発明の供試体（以下、「本発明供試体」
という）漱１〜３と、そして、第２表に併せて示す、本
発明の範囲外の含有量の、比較用の供試体（以下、「比
較用供試体゛」という）Ｎ［Ｌ］〜５とを、以下に述べ
る方法によって調製し上述のように配合した原料に、そ
の７　ｗｔ．％の割合のエチルアルコールと、その０．
２　ｗｔ．％の割合のポリビニールアルコールと、そし
て、その７０ｗｔ．％の割合の水とを添加し、そして、
これら等を、ボールミルによって、３時間湿式で混合し
た。かくして得た混合物を、スプレードライヤーによっ
て、乾燥しそして所定粒度の粒子に造粒した。このよう
にして得られた粒子を型枠内に充填し、ラバープレスに
より、２，５００　ｋｇ／ｃ−の圧力でプレス成形して
、圧粉体を調製した。

次いで、得られた圧粉体を、電気炉中において５００　
’Ｃの温度で加熱することにより、圧粉体中に含まれて
いるバインダーを蒸発せしめて除去し、そして、切削加
工の可能な強度を有する焼結体をｔｌｉｌ製した０次い
で、得られた焼結体を切削加工し、所定のブレークリン
グの形状に成形した。このようにして、所定のブレーク
リングの形状に成形された焼結体を、窒素雰囲気中で、
１５５０℃の温度で１０時間加熱して反応焼結し、かく
して、本発明供試体Ｎ１１ｌ〜３および比較用供試体Ｎ
α１〜５を調製した。

上述のようにして調製した本発明供試体および比較用供
試体の各々について、耐摩耗性を示す、常温および１０
００℃の温度での曲げ強度、気孔率。

吸水率、見掛比重、嵩比重、　１０００°Ｃの温度にお
ける熱間膨脂率、耐熱衝撃性、熱伝導率および耐食性を
調べ、その結果を、第３表に示した。なお、耐熱衝撃性
は、本発明供試体および比較用供試体の各々を、異なる
温度で２０分間加熱した後、１５°Ｃの水の中に入れて
象、冷したときにおける、前記供試体の各々の曲げ強度
が１０％および３０％劣化したときの、前記供試体の各
々に対する加熱温度によって表わした。そして、耐食性
は、本発明供試体および比較用供試体の各々を、１５５
０°Ｃの温度の溶鋼（ＳＵＳ　３２１）中に２時間浸漬
したときの、その表面からの腐食量によって表わした。

第３表から明らかなように、βサイアロンの含有量が本
発明の範囲を外れて低く、そして、電融アルミナの含有
量が本発明の範囲を外れて高い比較用供試体阻１は、耐
摩耗性を示す、高温での曲げ強度が低く、そして、熱間
膨張率が高く且つ熱伝導率が低いために、耐熱衝撃性が
劣っている。

βサイアロンの含有量が本発明の範囲を外れて高く、そ
して、六方晶系窒化硼素の含有量が本発明の範囲を外れ
て低い比較用供試体Ｎα２は、耐熱衝撃性および耐食性
が劣り且つ第３表には示していないが加工性も劣ってい
る。

六方晶系窒化硼素の含有量が本発明の範囲を外れて高い
比較用供試体Ｎα３は、耐摩耗性を示す曲げ強度が低い
。電融アルミナの含有量が本発明の範囲を外れて低い比
較用供試体Ｎα４は、耐食性が劣っている。そして、六
方晶系窒化硼素および電融アルミナを含有せず、βサイ
アロンのみからなる比較用供試体阻５は、耐熱衝撃性お
よび耐食性が極めて劣っている。

これに対して、βサイアロン、六方晶系窒化硼素および
電融アルミナを含有し且つその含有量が何れも本発明の
範囲内の本発明供試体阻１．２および３においては、耐
摩耗性を示す曲げ強度、耐熱衝撃性および耐食性のすべ
てが優れている。

〔発明の効果］以上述べたように、この発明によれば、苛酷な使用条件
下においても、耐摩耗性、耐熱衝撃性および耐食性に優
れ、且つ、加工が容易であるから高精度に形成された、
水平連続鋳造用ブレークリングが得られる、工業上有用
な効果がもたらされる。

第１図

【図面の簡単な説明】

第１図は、タンデイツシュと水平モールドとの結合部の
一例を示す概略垂直断面図である０図面において、ｌ・・・タンデイツシュ、　　２・・・フロントノズル
、３・・・フィードノズル、　　４・・・ブレークリン
グ、５・・・水平モールド。

Claims

【特許請求の範囲】

１　化学式Ｓｉ＿６＿−＿ｚＡｌ＿ｚＯ＿ｚＮ＿８＿−
＿ｚで表わされ、前記化学式中の各々のＺ数が０．８か
ら２．０の範囲内である、４０から８０ｗｔ．％のβサ
イアロンと、８から４０ｗｔ．％の六方晶系窒化硼素と
、そして、１０から４０ｗｔ．％の電融アルミナとから
なり、前記βサイアロンのマトリックス中に、前記六方
晶系窒化硼素および前記電融アルミナが分散して存在し
ている焼結体によって形成されていることを特徴とする
水平連続鋳造用ブレークリング。