JPH02263547A - 浸漬ノズル - Google Patents

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、連続鋳造に用いられる浸漬ノズルに関する。

［従来の技術］ 連続鋳造においては、タンデイツシュに設けられた浸漬
ノズルの下端を鋳型内の溶鋼に浸漬し、浸漬ノズルを介
してタンデイツシュから鋳型に溶鋼を注入し、溶鋼の酸
化を防止しつつ鋳造する。

鋳型内にはモールドパウダが投入され、溶鋼の酸化防止
および引抜き鋳片の潤滑性向」二を図る。浸漬ノズルは
、耐熱性、耐スポーリング性に優れ、かつ、溶鋼ぬれ性
が低いことが要求される。

従来の浸漬ノズルは、アルミナ黒鉛質耐火物、ジルコニ
ア黒鉛質耐火物、または溶融石実質耐火物でつくられて
いる。

［発明が解決しようとする１課ｒＸｆＪ］しかしながら
、アルミナ黒鉛質耐火物およびジルコニア黒鉛質耐火物
の浸漬ノズルにおいては、モールドパウダが耐火物の気
孔に侵入し、パウダと耐火物中の黒鉛が反応して低融点
化合物を生じ、湯面領域のノズル外面が短期間で局部溶
損する。

また、溶融石実質耐火物の浸漬ノズルにおいては、溶鋼
中［Ｍ　ｎ　〕が０，５重量％以上になると、Ｍｎ０−
５ｉ０２が生成され、ノズル耐火物の溶損量が増大する
。

更に、耐火物が熱衝撃により、割れを起こして損壊する
いわゆるスポーリン、グが生じる。熱衝撃によるスポー
リング（以下、熱的スポーリングという）は、急熱急冷
時の熱応力によって発生する。

この熱応力は、耐火物の内外に生じる温度差に起因する
ものである。

モールドパウダはＣａ　ＯＳ　１０２　　Ｎ　ａ　２０
系の成分組成からなる。この溶融パウダがノズル耐火物
の気孔に侵入し、耐火物と反応すると、低融点化合物を
生じる。この低融点化合物の生成により耐火物の溶損が
加速され、パウダライン近傍の耐火物が著しく局部溶損
する。例えば、普通鋼を連続鋳造した場合に、浸漬ノズ
ルの耐火物が、１チヤージで２０〜３０ＩＩｌ１１１の
局部溶損を受ける。

このため、浸漬ノズルの寿命が短く、浸漬ノズルを短期
間で交換しなければならないという問題点があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、耐ス
ポーリング性を損うことなく、モールドパウダによる溶
損を０効に防止することができ、長寿命の浸漬ノズルを
提供することを目的とする。

［課題を解決するだめの手段］ この発明に係る浸漬ノズルは、溶湯を通流させるだめの
通路が第１の耐火物で形成されたノズル本体と、このノ
ズル本体外面の少なくとも浸漬部位に設けられ、第２の
耐火物で形成された金属含浸耐火物リング部材と、を有
し、前記金属含浸耐火物リング部材の第２の耐火物が、
耐火物の多孔体に対して１乃至９０重量％の割合で金属
が含浸されていることを特徴とする。

なお、金属を含浸させる耐火物多孔体には、例えばマグ
ネシア質レンガやアルミナ・シリカ質レンガなど、いず
れの耐火物をも用いることができる。また、レンガは焼
成されたものであっても、不焼成のものでもよく、使用
条件などを考慮して適宜選択すればよい。

含浸させる金属は、どのような金属でもよく、例えば鉄
、ステンレス、鉛、スズ、アルミニウム、銅、クロム、
ニッケルなどが挙げられる。また、これらの金属の混合
物であってもよい。

金属含浸二は、その耐火物の重ユに対して１乃至９０重
口％の範囲内で、所望の効果が得られるよう選択する。

このような範囲に限定した理由は、一般に耐火物は３容
積％以上の気孔をａしており、その気孔を充填するのに
必要な含浸量が１重量％以」ニであり、また耐火物の成
形強度を維持しつつ含浸し得る金属の最大量が９０重量
％だからである。

耐火物多孔体に金属を含浸させる方法は特に限定されな
いが、例えば以下の方法を用いることができる。

まず、耐火物を約１０００〜１３００℃に予熱して脱気
する。その後、溶融金属を含んだホットメタルバス中に
浸漬し加圧する。この方法により、耐火物多孔体に金属
を含浸させることができる。

例えば、気孔率５乃至９０％の耐火物の気孔率を、」二
連の方法により、約２％以下に低減することができる。

［作　用］ この発明に係る浸漬ノズルにおいては、ノズル本体外面
の浸漬部位に金属含浸耐火物リング部材を設け、このリ
ング部材を構成する第２の耐火物に１〜９０重量％の割
合で金属を含浸させている。

このような金属含浸耐火物は、耐火物多孔体の気孔か金
属により充填されているため、モールドパウダのような
溶融物に長時間接触した状態にあっても、パウダが耐火
物に侵入しにくい。更に、金属含浸耐火物は、溶融石英
質の耐火物のように溶湯中［Ｍｎ］とは速やかに反応せ
ず、溶損を受けにくいので、ノズル全体として寿命が延
長される。

また、金属を含浸させることにより耐火物の熱伝導性が
向」ニジ、熱の分散性が改溌され、耐火物の内外に温度
差が生じ難く、熱膨張差による浜みも生じ難い。更に、
加熱冷却による耐火物の弾性率低下が抑制され、歪みに
対する抵抗力低下も小さくなる。この結果、耐熱的スポ
ーリング性も向」ユする。

［実施例］ 以下、添附の図面を２照しながら本発明の実施例につい
て具体的に説明する。

第１図は、本発明の実施例に係る浸漬ノズルが用いられ
た連続鋳造装置の一部を模式的に示す縦断面図である。

垂直型連続鋳造装置の上部にタンデイツシュ２が設けら
れ、図示しない取鍋からタンデイ１．シュ２に溶鋼１４
が供給されるようになっている。タンデイツシュ２は、
耐火物３で内張すされ、その外側が鉄皮４で覆われてい
る。ノズル孔９がタンデイツシュ２の底部適所に形成さ
れている。スライディングノズル５がノズル孔９の下方
に設けられている。スライディングノズル５の固定プレ
ート６が底部鉄皮４の外面に固定され、固定プレート６
に対して摺動プレート７が水平方向に摺動するように設
けられている。更に、浸漬ノズル１０が摺動プレート７
の下部に接続されている。浸漬ノズル１０の下部は、鋳
型２０内に到達し、鋳型内溶鋼１４に浸漬されている。

侵清ノズル１０の下部側方には、互いに逆向きに開口す
る１対の吐出口１２が形成され、吐出口１２を介して鋳
型２０のキャビティに溶鋼１４が吐出されるようになっ
ている。なお、鋳型内溶鋼１４はモールドパウダ１５で
覆われている。

金属含浸耐火物リング１３が、浸漬ノズル１０の本体を
ＪＲ成する耐火物の外面にはめ込まれている。リング１
３は、ノズル浸漬時のパウダライン領域を覆うように設
けられている。この場合に、浸漬ノズル１０の本体には
アルミナ黒鉛質の耐火物を、リング１３にはＦｅをマグ
ネシア質多孔体に含浸させた耐火物を用いる。

浸漬ノズルの製造方法 筒状のマグネシア質耐火物多孔体を阜備する。

耐火物多孔体の気孔率は、例えば、４０９６である。

これに所定条件下で溶融鉄を含浸させ、含浸後に外面を
切削加工し、所定形状の金属含浸耐火物のリング１３に
成形する。次いで、金属含浸耐火物リング１３の外径に
ほぼ等しい内径を有する金属管に、リング１３を嵌め込
み、金属管の一端をラバーキャップで塞ぐ。アルミナ黒
鉛の原料粉およびバインダー剤を金属管内に詰込む。次
いで、金属管の軸心に沿って小径のラバー管を原料粉を
排除しつつ埋め込む。原料粉を突きかため、開口をラバ
ーキャップで塞ぐ。これを熱間静水圧プレスして固める
。その後、成形体の内径を切削加工により拡大し、更に
１対の孔を側方から穿孔し、既に形成しである内部通路
に連通させ、これを吐出口とする。

このようにして製造された浸漬ノズルシ０の各部の概＋
１１？Ｓ寸法を以下に示す。

ノズル本体の耐火物 の厚さ　　　　　　　；７０ＩＩｌｌｌ溶鋼通路１１の
径；　　４０ｍａ＋ リング１３の厚さ；　　２０ｍｍ リング１３の長さ；１００ｍｍ リング１３の外径；２００ｎ＋ｍ 次に、上記浸漬ノズルを用いて溶鋼を連続鋳造する場合
について説明する。

浸漬ノズル１０の下端部を鋳型２０の所定位置に挿入す
る。摺動プレート７をスライドさせ、ノズル孔９に浸漬
ノズル１０の溶鋼通路１１を連通させ、タンデイツシュ
２内の溶鋼１４を浸漬ノズル１０を介して鋳型２０内に
注入する。湯面が所定の高さまで上昇すると、パウダ１
５を鋳型２０内に投入して湯面をパウダ１５で覆う。パ
ウダ１５は、鋳造中において所定巳ずつ補給される。

湯面が一部レベルに安定するように、溶＃Ａ１４の注入
量と鋳片２１の引抜き速度とを制御する。これにより鋳
型内のパウダラインがリング１３のほぼ長さ中央に位置
し、溶融パウダ１５がリング１３に接触する。

以下、浸漬ノズルのリン、グ部材として用いることがで
きる金属含浸耐火物を、実際に製造して試験した結果に
ついて詳細に説明する。

耐パウダ侵食性 第２図は、横軸に金属含浸量をとり、縦軸にパウダによ
る金属含浸耐火物の侵食指数をとって、鉄を含浸させた
マグネシア質耐火物の耐パウダ侵食性について調査した
グラフ図である。この場合に、侵食指数とは、金属を含
浸させない状態のマグネシア黒鉛質耐火物のパウダによ
る侵食（溶損）足を１００とした場合に対する被検体の
侵食量を指数で表わしたものである。図から明らかなよ
うに、金属含浸量は少なすぎても多すぎても所望の効果
を得ることができず、金属含浸量が２０〜７０重量％の
範囲にあるときに侵食指数が３０以下に低減することが
わかった。

耐スポーリング性 上記サンプルを０乃至１６００℃まで加熱し、その後水
冷した。この急熱急冷による温度差（すなわち、熱衝撃
）によって、サンプルの強度がどのような影響を受ける
かを調べた。

第３図は、横軸に耐火物の急冷温度差をとり、縦軸に耐
火物の強度指数をとって、金属含浸耐火物の耐スポーリ
ング性について調査したグラフ図である。ここで、耐火
物の強度指数とは、急冷しないときの耐火物の圧縮強度
を１００とした場合に対する各急冷温度差における圧縮
強度を指数で表わし、耐火物の耐スポーリング性を間接
的に表現したものである。図中にて、黒丸、白画角、黒
四角はマグネシア質耐火物にそれぞれ１０重量％。

１５重口％、２０重量％の鉄を含浸させた結果を示すも
のである。なお、白丸は、比較例として鉄が含浸されな
い状態のマグネシア質耐火物の結果を示すものである。

図から明らかなように、耐火物に鉄を含浸させることに
より、鉄を含浸させない場合に比較して、かなりの熱衝
撃に耐えられることがわかった。また、鉄の含浸量が多
いほど、強度−指数の低下が少なく、耐熱的スポーリン
グが向上することが確認された。

以上、本発明の浸漬ノズルに使用される金属含浸耐火物
リングは、従来のものに比較して、耐パウダ侵食性およ
び耐スポーリング性が優れていることが確認された。こ
のことから、本発明の浸漬ノズルの寿命が、従来の浸漬
ノズルより延長されることが期待される。

以下、具体的な実施例について説明する。

（実施例１） 見掛は気孔率２５容積％のマグネシア質レンガの多孔体
に、上述の方法により鉄を含浸させ、金属含浸耐火物リ
ングを製造した。金属含浸後の見掛は気孔率は０．４容
積％であった。次いで、この金属含浸耐火物リングを有
する浸漬ノズルを、連続鋳造に用いて、その寿命を調べ
た。

なお、浸’／Ｍノズルの寿命はパウダーランの損耗２０
ＩＩ１ｍを以て終了したと判断した。第１表に、金属含
浸耐火物の組成（単位：重量％）および浸漬ノズルの寿
命（単位ｚ時間）を示した。

第　　　１　　　表 （実施例２） 見掛は気孔率１７容積％のマグネシア・クロム質レンガ
の多孔体に、−１−述の方法に従よりクロムおよびニッ
ケルを含浸させ、金属含浸耐火物リングを製造した。金
属含浸後の見掛は気孔率は０．８容積％であった。次い
で、この金属含浸耐火物リングを有する浸漬ノズルを、
連続鋳造に用いて、浸漬ノズルの寿命を調べた。第２表
に、金属な浸耐火物の組成（単位−重量％）および浸漬
ノズルの寿命（単位二時間）を示した。

第　　　２　　　表 （比較例１） 見掛は気孔率２．５容積％のアルミナ黒鉛質耐火物から
なる浸ｌＱノズルを製造した。これを連続鋳造に用いて
、その寿命を調べた。第３表に、耐火物の組成（単位：
重量％）および炉壁の寿命（単位二時間）を示した。

（比較例２） 見掛は気孔率４．５容積％のジルコニア黒鉛質耐火物か
らなる＞２　’／Ａノズルを製造した。これを連続鋳造
に用いて、その寿命を調べた。。第３表に、耐火物の組
成（単位：重量％）および炉壁の寿命（単位二時間）を
示した。

（比較例３） 見Ｕ［け気孔率０．６容積％の溶融石英質耐火物からな
る浸漬ノズルを製造した。これを連続鋳造に用いて、そ
の寿命を調べた。第３表に、耐火物の組成Ｃ単位二重量
％）および炉壁の寿命（単位工時間）を示した。

第　　　　　３　　　　　表 ２図および第３図はそれぞれ実施例の効果゛を説明する
ためのグラフ図である。

１０；浸漬ノズル、１３；金属含浸耐火物リング、１４
；溶鋼、１５；モールドパウダ、２０；鋳型実施例と比
較例とを比べると明らかな通り、金属含浸耐火物リング
を外面に釘する本発明の浸漬ノズルは、従来の浸漬ノズ
ルよりも寿命が長いことがわかった。

［発明の効果］ 本発明によれば、耐スポーリング性および耐パウダ浸入
性に優れ、長寿命の浸漬ノズルを提供することができる
。

【図面の簡単な説明】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 溶湯を通流させるための通路が第１の耐火物で形成され
   たノズル本体と、このノズル本体外面の少なくとも浸漬
   部位に設けられ、第２の耐火物で形成された金属含浸耐
   火物リング部材と、を有し、前記金属含浸耐火物リング
   部材の第２の耐火物が、耐火物の多孔体に対して１乃至
   ９０重量％の割合で金属が含浸されていることを特徴と
   する浸漬ノズル。