JPH0288476A - 通気性耐火物 - 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、鋼の連続鋳造におけるガスバブリングに使用
する通気性耐火物に関する。

〔従来の技術〕

連続鋳造設備におけるタンデイツシユのストッパーと上
部ノズルとの接合部、浸漬ノズル等吐出孔周辺部には、
耐スポーリング性と耐食性を具備した耐火物が要求され
る。

この耐火物としては、アルミナ黒鉛質、あるいは、特公
昭５９−１９０６７号公報に記載のジルコニア黒鉛質材
料が多く使用されている。

そして、これらの耐火物に通気性を付与するために次の
方法が採用されている。

その第１の方法は、耐火粒子の粒度構成の調整によって
組織の多孔質化を計り、成形体に通気性を付与する方法
であり、その第２は耐火原料に有機質繊維を添加混練し
成形した後、焼成過程で有機繊維を焼失させて空隙を形
成し通気性を付与することである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記、従来の調製方法によって得られた通気性を付与し
た炭素含有耐火物においては、それぞれに欠点を有する
。

第１の粒度調整による方法では、組織自体を多孔質にす
るものであるため強度が低下し、タンデイツシユのスト
ッパー、上部ノズルのような使用中に外力が加わる部位
に適用した場合、強度不足による破壊が起り、また浸漬
ノズルの吐出孔部では溶鋼流の衝撃による折損が問題と
なる。

また、第２の方法は、第１の方法に比べて強度の低下が
軽減できるために有効であるが、耐摩耗性に劣り、不活
性ガスのバブリングによる溶鋼の攪拌によって耐火物表
面の摩耗溶損が促進され、耐用に支障を来たすことにな
る。

とくに、Ａｔキルド鋼の場合のように、溶鋼中の非金属
介在物が付着、成長し易い溶鋼を処理する場合には、耐
火物表面の摩耗溶損が吐出孔周辺部に非金属介在物の付
着、成長を促進して多孔質耐火物のガスバブリング機能
を阻害し、これが長時間の鋳造作業を不可能にする大き
な要因ともなる。

本発明において解決すべき課題は、かかる用途に使用す
る多孔質の耐火物において、耐火物自体が強度と耐摩耗
性を有してふり、しかも、非金属介在物に対する付着性
がなくガスバブリング性を維持できる通気性耐火物の提
供である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、かかる用途における黒鉛含有耐火物の溶鋼流
による摩耗溶損は、耐火物中のカーボンの酸化と、その
カーボンの溶鋼中への融は出しによる組織の脆弱化に起
因することに着目して完成したものである。

従って、上記耐火物のガスバブリング機能を維持して耐
摩耗性を改善するためには、第１に耐火物中のカーボン
の酸化防止と、第２にカーボンが溶鋼に触れないように
するための保護が有効である。

カーボン酸化防止のための具体的な手段としては、酸素
を捕捉する機能を有するシリコン、アルミニウム等の金
属粉を添加すること、また、カーボンが溶鋼に触れない
ようにするためには、ＳｉＣ。

Ｂ、Ｃ等の炭化物を添加して、高温加熱によってガラス
状の保護皮膜を形成することが考えられる。

しかしながら、これらの手段は使用中の溶鋼からの加熱
によって組織全体の緻密化現象を伴うことになる。この
ため通気性耐火物としては、通気性の低下につながるこ
ととなり、安定したバブリングを行うための耐火物とし
ては不適当なものとなる。

本発明は、主たる鉱物相がムライト，バッデライト，コ
ランダムからなる耐火性原料（ＺＲＭ原料）が、かかる
目的に最も好適に適用できることを利用したものである
。

第１図は２種類のＺＲＭ原料からなる耐火物の荷重軟化
特性を示すもので、同図から明らかなように、何れの場
合も溶鋼の温度に近い１５５０℃付近よりガラス化によ
る軟化が始まることを示している。

従って、通気性耐火物にＺＲＭ原料を使用した場合は、
溶鋼に接触する表面層でのみガラス化が起こる。これに
対して、比較的温度の低い耐火物内部はガラスの生成が
起こらないことになる。これによって、上記の用途に要
求されるカーボンの酸化防止、溶鋼からの保護効果と組
織全体の緻密化防止が可能となる。

ＺＲＭ原料としては、Ｚｒ０２１Ｑ　〜７０重量％、　
Ａｌｔｏ３２５〜８５重量％、　Ｓｉｎ、　５〜２５重
量％の化学組成を有するものが好適に使用できる。

しかしながら、２：ｒＯｚｌＯ重量％未満では、軟化点
（Ｔ、）が１６００℃を超えてガラス質組成物が生成し
難く、また７０重量％を超えると２ｒＯ，特有の異常膨
張を示し耐スポーリング性が低下するので好ましくない
。

また、黒鉛の添加量は、耐火物゛自体の溶鋼やスラグに
対する分離性（耐濡れ性）　と耐酸化性、それに強度の
点から１０〜３０重量％の範囲内にあることが好ましい
。

さらに有機質ｍ維としては、焼成によって焼き飛ばすた
め、融点が焼成温度の１０００℃以下であるポリエステ
ル、テトロン、ナイロン等の材質が好ましい。その添加
量は、通気性付与と強度維持の点から、０．２〜２重量
％の範囲に調整するのがよい。また、有機質繊維の長さ
は１〜３０ｎｏｎであることが、通気性付与の効果と混
合時にｗＩ維の凝集を防止する上から好ましい。さらに
、その径は３０〜２００μｌの範囲内にあることが、ｍ
維の切断防止と気孔径の調整のしやすさの点から好まし
い。とくに、２００μｍを超えると気孔径が大きくなり
過ぎ溶鋼が侵入することになる。

〔実施例〕

第１表の各配合を混練した後、１２００　ｋｇ　／　ｃ
ｆｆｌの圧力でラバープレスにより、外径３００×内径
１３０×長さＴｏ（ｍｆｆｌ）の内筒形を成形し、非酸
化雰囲気、１０００℃で焼成し品質を測定した。

また、実使用に供するため以下の各種通気性耐火物をロ
ングストッパーの先端部に使用したものを製造した。

第１表において、実施例１．２は本発明の範囲にある。

実施例１．２の通気性テストでは、溶鉄浸漬による加熱
後も、加熱前と同等の通気性を維持し安定した通気特性
を示した。またロングストッパーの先端部に使用して実
炉テストした結果、良好な耐摩耗性、耐食性を発揮し１
０回のチャージの使用に耐えた。

比較例１．２はＺＲＭ量が本発明品の範囲より少なく、
かつ耐酸化性原料であるシリコン、アルミニウム等の金
属粉やＳｉＣ，Ｂ、Ｃ等の炭化物を含有しないものであ
る。この場合の通気性テストでは、溶鉄加熱後の通気性
の変化は無いが、ロングストッパーの先端部に使用して
実炉テストを実施した結果、先端部の摩耗が激しく５回
のチャージで廃棄された。

比較例３はＺＲＭ使用量が本発明品の範囲より多く、か
つンリコン、アルミニウム、　Ｓｔ　Ｃ，Ｂ４　Ｃ等の
耐酸化性原料を含有しないものである。

この場合の侵食テストでは溶損が大きく、また実炉テス
トでも溶損が大きく６回のチャージで廃棄された。

比較例４．５はＺＲＭを使用せず、耐酸化性原料を使用
したものである。この場合の通気性テストでは、溶鉄浸
漬による加熱後の通気率は、１７２以下に低下し通気性
の安定性に問題がある。

第２図は本発明の耐火物の具体的な適用箇所を示す。

同図に右いて、本発明の通気性耐火物を鋼中の非金属介
在物が付着、成長して閉塞が起こる部位、即ちタンプツ
シコストツバ−の先端１ｓｌｂと、それに接合する上部
ノズルの頭ａＢ２ｂおよび浸漬ノズルの吐出孔部３ｂに
適用した。

これらの通気性耐火物をアルミキルド鋼の鋳造に使用し
たところ、５００分の連続使用に耐えた（従来のバブリ
ング無しの鋳造では３００分で非金属介在物の付着によ
って閉塞し鋳造を中止していた）。

Ｉｂ、　２ｂ、　３ｂの部位からの不活性ガスバブリン
グにより、鋳造中の通気性の変化がなく安定したバブリ
ングができ、これらの部位での非金属介在物の付着が防
止でき、また、先端部の摩耗や溶損も殆ど認められなか
った。

（以下、この頁余白） 〔発明の効果〕 本発明に係る耐火物の効果を総合して記載すると以下の
とおりである。

（１）強度１通気性のバラツキが少なく、耐スポーリン
グ性に優れているため、折損やスポーリングによる割れ
等の問題は全く発生せず、特に鋼の連続鋳造ガスバブリ
ング用通気性耐火物として安定して使用することができ
る。

（２）加熱による通気率の低下が殆どないため、長時間
の鋳造に対しても安定したバブリングが可能となり、非
金属介在物の付着が防止できる。

（３）溶鋼と接触する表面層でガラス皮膜が生成するこ
とにより、カーボンの酸化や溶鋼中への溶は出しが防止
でき、その結果、溶損、摩耗が軽減され、長時間の使用
に耐えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用するＺＲＭ原料の特性を示す図で
あり、軍２図は本発明の耐火物の適用例を示す図である
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．主たる鉱物相としてムライト，バッデライト，コラ
   ンダムからなり、Ａｌ＿２Ｏ＿３２５〜８５重量％，Ｚ
   ｒＯ＿２１０〜７０重量％，ＳｉＯ＿２５〜２５重量％
   の化学組成を有する耐火性原料を３０〜６０重量％と黒
   鉛粉１０〜３０重量％とを含有し、これに有機質繊維を
   添加してなることを特徴とする通気性耐火物。