JPH02263564A

JPH02263564A - ストッパ

Info

Publication number: JPH02263564A
Application number: JP8362789A
Authority: JP
Inventors: Tetsuji Numata; 哲始沼田; Masato Iiyama; 飯山　眞人
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1989-03-31
Filing date: 1989-03-31
Publication date: 1990-10-26

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、タンデイツシュ等の容器底部のノズル孔から
溶湯が流出しないように又、容量調整用のノズル孔を塞
ぐストッパに関する。

［従来の技術］例えば、連続鋳造においては、取鍋からタンデイツシュ
に溶鋼を受け、タンデイツシュから鋳型に溶鋼を連続注
入する。この場合に、受鋼から鋳造開始に至るまでの間
に、タンデイツシュ底部のノズル孔にストッパ先端を嵌
め込み、鋳型内への溶鋼の流出を防止しつつ、タンデイ
ツシュ内に所定量の溶鋼を溜める。湯面が一部レベル以
上に達すると、ストッパをノズル孔から引抜き、溶鋼を
鋳型内に注入する。

従来のストッパは、金属製の芯材と、芯材を保護する耐
火物キャップおよび複数の耐火物リングと、で構成され
ている。耐火物キャップは、芯材の先端にねじ込まれ、
アルミナ黒鉛質の耐火物でつくられている。耐火物リン
グは、耐火物キャップに続いて順次芯材に嵌め込み連結
され、アルミナ質またはロウ石質の耐火物でつくられて
いる。

［発明が解決しようとする課ｍコしかしながら、従来のストッパは、保護耐火物が溶損お
よびスポーリングを受け、寿命が短い。

ここで、スポーリングとは、耐火物が熱衝撃あるいは構
造的な原因により割れを起こして損壊する現象をいう。

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。また、構造的原因によるスポーリング（以下、
構造的スポーリングという）は、主に溶鋼または溶融ス
ラグの耐火物気孔への侵入によって発生する。特に、ス
ラグライン近傍の部位は、耐火物が溶融スラグと反応し
て低融点化合物をつくり、溶損およびスポーリングによ
る損傷が著しい。

また、ストッパ先端は流出溶鋼流に接触するため、耐ス
ポーリング性に優れるアルミナ黒鉛質を用いている為、
耐火物キャップが短期１ｆ３Ｊで摩耗・溶損する。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、耐熱
的スポーリング性および耐摩耗性に優れ、長寿命のスト
ッパを提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］この発明に係るストッパは、容器底部のノズル孔から溶
湯が流出しないようにノズル孔を塞ぐストッパであって
、少なくとも溶湯に浸漬される部位の耐火物が、アルミ
ナ質、アルミナ・シリカ質。

マグネシア質または酸化カルシウム質のいずれかの耐火
物多孔体に対して５乃至８０重量％の割合で金属が含浸
された金属含浸耐火物からなることを特徴とする。

なお、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。

金属含浸量は、その耐火物の重量に対して５乃至８０重
量％の範囲内で、所望の効果が得られるよう適宜選択す
る。このような範囲に限定した理由は、耐火物の高温強
度を向上させる必要があることから、金属含浸量の下限
を５　ｆｆｆ　ＥＥＬ　９６とした。

また、ストッパは長時間にわたって溶鋼及びスラグと接
触し、保護耐火物がスポーリングおよび溶損を受ける。

特に、ストッパ先端部は、流出溶鋼流により摩耗・溶損
が著しい。そこで、耐火物多孔体の成形強度を維持する
一方で、所望の耐摩耗性を得るために、金属含浸量の上
限を８０重量％とじた。

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。

ます、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２５％の耐火物の気孔率を、上述
の方法により、約２％以下に低減することができる。

［作用］この発明に係るストッパにおいては、少なくとも溶湯に
浸漬される部位が金属含浸耐火物で構成されている。耐
火物の気孔に金属を充填し、高密度化しているので、溶
湯に対する耐摩耗性が向上する。

また、金属を含浸させることにより耐火物の熱伝導性が
向上し、熱の分散性が改善され、耐火物の内外に温度差
が生じ難く、熱膨張差、にょる歪みも生じ難い。この結
果、耐熱的スポーリング性も向上する。

金属を含浸させるべき耐火物として、アルミナ質、アル
ミナ・シリカ質、マグネシア質または酸化カルシウム質
を用いているので、溶鋼中への耐火物成分の混合汚染が
生じない。（アルミナ黒鉛質耐火物では、炭素の混入汚
染が生じる。）［実施例］以下、添附の図面を参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ストッパが用いられた
タンデイツシュの一部を模式的に示す縦断面図である。

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ツシュ２に溶鋼３が供給され
るようになっている。タンデイツシュ２は、耐火物で内
張すされ、その外側が鉄皮で覆われている。タンデイツ
シュ内の溶鋼３はスラグ４で覆われている。ノズル６が
タンデイツシュ２の底部適所に設けられている。底部ノ
ズル６の下部にロングノズル７が接続され、更に、ロン
グツズルアの下部が図示しない鋳型内に挿入されている
。鋳型には下方からダミーバ（図示せず）が挿入され、
引抜き装置にダミーバの後端部が連結されている。

ストッパ１０が、蓋５を貫通してタンデイツシュ２の内
部に挿入され、その先端が底部ノズル６に到達している
。ストッパ１０の先端がノズル６の孔に嵌まり込み、鋳
型への溶鋼流出路が塞がれている。ストッパ１０の軸心
に、は金属製の芯材１２が通っている。芯材１２の先端
部にはねじが切ってあり、耐火物キャップ１５が芯材１
２の先端部にねじ込み接続されている。複数の耐火物リ
ング１４が、キャップ１５に続くように、芯材１２に１
個ずつ順番に挿通され、キャップ１５の上端とリング１
４の下端、並びに、リング１４相互の上下端が互いに嵌
め込み連結されている。耐火物リング１４及びキャップ
１５は、アルミナ質。

アルミナ・シリカ質、マグネシア質または酸化カルシウ
ム質の耐火物多孔体に金属を含浸させた金属含浸耐大物
でつくられている。

次に、ストッパ１０の製造方法について概略説明する。

ストッパの製造方法ストッパの芯材１２とほぼ同径の丸棒をラバー管に入れ
、丸棒の周囲に原料粉およびバインダー剤を詰込み、原
料粉を突きかため、ラバー管の開口をラバーキャップで
塞ぐ。これをラバープレスして固める。ラバー管から成
形体を取出し、丸棒を抜取る。この成形体は、所望の気
孔率を有する耐火物多孔体となる。次いで、この耐火物
多孔体を金属浴に浸漬し、更に、加圧し、所定量の金属
を含浸させる。このリング状の金属含浸耐大物の内外周
面および上下端面を、所望の形状に切削加工する。この
ようにして金属含浸耐火物リング１４が得られる。なお
、金属含浸耐火物キャップ１５もリング１４と実質的に
同様の工程を経てつくることができる。キャップ１５を
芯材１２の先端にねじ込み、リング１４を芯材１２の後
端側から１個ずつ数珠つなぎに挿通する。このとき、リ
ング１４およびキャップ１５は単に相互に嵌め込むだけ
でなく、リング１４の上下端面にセメントモルタルを塗
布し、リング１４同士、並びにリング１４およびキャッ
プ１５を相互に強固に結合する。

このよう゛にして製造されたストッパ１０の各部の概略
寸法を以下に示す。

ストッパの径；　　　１５０ａｍストッパの長さ；２０００ｍｍ以下に、ストッパの耐火物リング及びキヤ・ツブとして
用いることができる金属含浸耐大物を実際に製造し、試
験した結果について詳細に説明する。

実施例１アルミナ質金属含浸耐火物の製造耐火物原料としてＡＮ　２０３を９５重量２６含むアル
ミナ粉を用いた。アルミナ粉の粒径は１〜２０００ミク
ロンに調整しである。耐火物リング。

キャップの気孔率を調整するための配合材料として、１
００ミクロン径のビニール繊維を用いた。

原料粉および繊維を体積比で９＝１〜１：９になるよう
に混ぜ合わせ、バインダ剤を添加し、更に、これを攪拌
混合する。混合物を所定形状の型に流し込み、これをプ
レス成形する。この成形体を約６００℃の温度で焼成し
、見掛は気孔率が１０〜９０体積％で、平均気孔径が９
０ミクロンのアルミナ質耐火物多孔体を得た。

この耐火物多孔体に所定条件下で鉄を含浸させ、金属含
浸率が２０〜９５重瓜％の重量ミナ質の金属含浸耐火物
リング及びキャップを得た。更に、リング及びキャップ
を表面切削加工し、所定形状に仕上げる。

このようにして得られた金属含浸耐大物成形体の諸特性
について調べた結果を下記に示す。

耐スポーリング性上記の金属含浸耐火物成形体を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、成形体の強度がどのような
影響を受けるかを調べた。

第２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、金属含浸耐大物の耐スポーリ
ング性について調査したグラフ図である。この場合に、
耐火物の強度指数とは、急冷処理しない耐火物の曲げ強
度を１００とした場合に対する急冷処理したときの各急
冷温度差における曲げ強度を指数で表わしたものであり
、耐火物の耐スポーリング性を間接的に表現する場合に
利用するものである。図中にて、黒丸、白画角、黒四角
はアルミナ質耐火物にそれぞれ１１０ｆｆ１％。

１５重量％、２０重量９６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
ない状態のアルミナ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、鉄を含まない場合に比較して、かなりの衝撃に耐
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性が向上
することが確認された。

耐摩耗性第３図は、横軸に金属含浸量をとり、縦軸に流出溶鋼に
よる金属含浸耐火物の侵食指数をとって、鉄を含浸させ
たアルミナ質耐火物の耐摩耗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
ない状態のアルミナ黒鉛質耐火物の流出溶鋼による侵食
（摩耗・溶損）量を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。

上記第１の実施例の金属含浸耐大物リングおよびキャッ
プを具備するストッパをタンデイツシュに実際に使用し
た結果について説明する。第１表に、金属含浸耐大物の
組成（単位は重量％）およびストッパの寿命（単位は時
間）を示した。なお、ストッパの寿命はストッパー先端
部の耐火物が溶損、摩耗、熱スポーリング等により溶鋼
保持能力が無くなった時点を以て終了したものと判断し
た。

また、比較例として、金属を含浸しないアルミナ黒鉛質
耐火物の結果も併記した。

第　　　１　　　表実施例２アルミナ・シリカ質金属含浸耐大物の製造耐火物原料と
してＡｉ）２０３を５５重量％。

５ｉ０２を４０重量％含むアルミナ壷シリカ粉を用いた
。原料粉の粒径は１〜３０００ミクロンに調整しである
。耐火物リング、キャップの気孔率を調整するための配
合材料として、１００ミクロン径のビニール繊維を用い
た。

原料粉および繊維を体積比で９：１〜６：４になるよう
に混ぜ合わせ、バインダ剤を添加し、更に、これを攪拌
混合する。混合物を所定形状の型に流し込み、これをプ
レス成形する。この成形体を約９００℃の温度で焼成し
、見掛は気孔率が１０〜４０体積％で、平均気孔径が１
００ミクロンのアルミナ・シリカ質耐火物多孔体を得た
。

この耐火物多孔体に所定条件下でＦｅ−Ｃｒを含浸させ
、金属含浸率が２０〜８０重量９６のアルミナ・シリカ
質の金属含浸耐大物リング及びキャップを得た。

上記第２の実施例の金属含浸耐火物リングおよびキャッ
プを具備するストッパをタンデイツシュに実際に使用し
た結果について説明する。第２表に、金属含浸耐火物の
組成（単位はｉｆｆ　＝％）およびストッパの寿命（単
位は時間）を示した。なお、比較例として、金属を含浸
しない状態のアルミナ・シリカ質耐火物の結果を併記し
た。

第２表実施例３酸化カルシウム質金属含浸耐大物の製造耐火物原料とし
てＣａＯを９５重量％含む生石灰粉を用いた。原料粉の
粒径は１０〜１５０００ミクロンに調整しである。耐火
物リング、キャップの気孔率を調整するための配合材料
として、ψミクロン径のビニール繊維を用いた。

原料粉および繊維を体積比で９：１〜５；５になるよう
に混ぜ合わせ、バインダ剤を添加し、更に、これを攪拌
混合する。混合物を所定形状の型に流し込み、これをプ
レス成形する。この成形体を約１３００℃の温度で焼成
し、見掛は気孔率が１０〜５０体積％で、平均気孔径が
２０〜４０ミせ、金属含浸率が２０〜６０重量％の酸化
カルシウム質の金属含浸耐火物リング及びキャップを得
た。

上記第３の実施例の金属含浸耐火物リングおよびキャッ
プを具備するストッパをタンデイツシュに実際に使用し
た結果について説明する。第３表に、金属含浸耐火物の
組成（単位は重量％）およびストッパの寿命（単位は時
間）を示した。なお、比較例として、金属を含浸しない
状態の酸化カルシウム質耐火物の結果を併記した。

第　　　３　　　表実施例と比較例とを比べると明らかな通り、金属含浸耐
火物リング及びキャップを有する本発明のストッパは、
従来のものよりも寿命が延長されることがわかった。

［発明の効果］本発明によれば、耐スポーリング性および耐摩耗性に優
れ、長寿命のストッパを提供することができる。

また、耐火物多孔体に金属を含浸させることにより、耐
火物の機械的強度が向上し、キャップ状およびリング状
に容易に切削加工することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係るストッパが用いられたタ
ンデイツシュの一部を模式的に示す縦断面図、第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。３；溶鋼、４；スラグ、１０；ストッパ、１２；芯材、
１４：金属含浸耐火物リング、１５；金属含浸耐大物キ
ャップ。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第１図篭ｙ雰ＳｆＡ璽装置摩央奪置

Claims

【特許請求の範囲】

容器底部のノズル孔から溶湯が流出しないようにノズル
孔を塞ぐストッパであって、少なくとも溶湯に浸漬され
る部位の耐火物が、アルミナ質、アルミナ・シリカ質、
または酸化カルシウム質のいずれかの耐火物多孔体に対
して５乃至８０重量％の割合で金属が含浸された金属含
浸耐火物からなることを特徴とするストッパ。