JPH03133554A

JPH03133554A - 連続鋳造用ノズル

Info

Publication number: JPH03133554A
Application number: JP1270322A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Saito; 斎藤　三男; Kenichi Tanmachi; 反町　健一; Toshikazu Sakuratani; 桜谷　敏和
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1989-10-19
Filing date: 1989-10-19
Publication date: 1991-06-06

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、溶鋼などの溶湯（以下溶鋼と略す）の連続鋳
造操業で取鍋からクンデインシュあるいはクンデイツシ
ュから鋳型に溶鋼を鋳込む連続ＩＪｉ造用ノズルに関し
、溶鋼の通過するノズルの流路孔の内壁面への溶鋼中の
非金属介在物の付着防止向上に係るものである。

〈従来の技術〉溶鋼、例えばアルミキルド鋼を連続鋳造する際に鋼中の
非金属介在物であるアルミナ粒子などの夾雑物が連続鋳
造用ノズルの溶鋼流路孔の内壁面に付着し、連続鋳造操
業の時間経過とともに順次内孔径を狭め、ついには溶鋼
流路孔を閉塞し、正常な連続鋳造に支障を来すという問
題がしばしば発生していた。

そこでこれらに対して従来は連続鋳造用ノズルの溶鋼流
路孔内壁に多孔質部を設け、外部より導入した不活性ガ
スを溶鋼流路孔に吹き込んで前記非金属介在物のイ・１
着を防止していた。

しかし、この方法によっても連続鋳造用ノズルの内壁の
すべてにわたって不活性ガスを均等に吹き込むことは構
造的に不可能であり、また鋼種によっては鋳片中気泡の
発生の原因となり、適用できないという問題があった。

そこで、不活性ガスを使用しないで、鋼中の非金属介在
物の付着防止を図るために、ノズルの材質面での改善、
改良がなされ、その一つに特開昭５６−１３９２６０号
公報に開示されるノズルがある。この従来ノズルは、窒
化硼素（ＢＮ）　５〜８０重量％（以下％と略ず）、残
部を黒鉛（Ｃ）、アルミナ（ＡｈＯｉ　）　、ムライト
（３八ｌア０３　　・２ＳｉＯり、ジルコン（ＺｒＯｘ
　・５ｉＯｚ）　、ジルコニア（Ｚｒ（ｈ）　、金属硅
素（Ｓｉ）、炭化珪素（５ｉＣ）の１種または２種以上
からなる配合物を、ノズル内管表層部に３〜１５ｍの厚
さに配設し、ラバープレスにて成形し、焼成してなると
ころの鋳造用ノズルである。

〈発明が解決しようとする課題〉前述の材質の改傅によるノズルでは窒化硼素５〜８０％
の他、黒鉛、アルミナなどの耐火材が２０〜９５％添加
されたものであるため、これらの添加物がｉ８鋼によっ
て選ＩＲ的に溶…され、次第に溶鋼流路孔の壁面の表面
ｔ■度が大きくなる。この表面粗度の悪化に伴い溶鋼中
の非金属介在物が付着しやすい状態となり、順次溶鋼流
路孔の閉塞が進み、正常の連続鋳造の操業が不可能とな
り、付着防止効果は鋳造作業の初期の段階のみ有効で、
連続鋳造の多数回使用繰り返しには不充分であった。

また、前述の内管表層部材質が本体材質内の一部を形成
してラバープレスで一体成形されているため、焼成収縮
の差によって材質間に切れが生じやすく製造歩留りが低
いものとなる。

本発明は、前述のように不活性ガスの吹込みをすること
なく、連続鋳造用ノズルの溶鋼流路孔に、非金属介在物
付着のし難い材質からなり、かつあらかじめ成形された
筒状焼成体を挿入、固定し、従来の問題を解決する連続
鋳造用ノズルを堤供するためになされたものである。

〈課題を解決するだめの手段〉本発明は、■ノズルの溶鋼流路孔内壁側のｔｌｔ成がｎ
Ｎが５０〜８０重旧％、Ｚｒ０ｔが２０〜５０重量％か
らなる混合物１００重同部に、ＳｉＣと［１４Ｃとの重
量化が１：ｌである焼結助剤を５〜１０重量部添加した
組成物よりなることを特徴とする連続鋳造用ノズルで、
かつ■ノズルの溶鋼流路孔内壁側の組成がＳ：１Ｎａが
５０〜７０重量％、口Ｎが１０〜３０重景％、八１．０
゜が５〜２５重量％からなる混合物１００重量部に、Ｍ
ｇＯまたは／および”ＶｚＯｘからなる焼結助剤を３〜
１０重里部添加した＆ｌＩ成物よりなることを特徴とす
る連続鋳造用ノズルで、■組成が上記■および■に記載
する筒状成型体をノズルに内挿することを特徴とする連
１ｆｔ鋳造用ノズルである。

く作　用〉本発明は、溶鋼中の非金属介在物に対し′Ｃ極めて濡れ
難い性質を有する窒化硼素（ＢＮ）と、溶鋼に対する耐
食性が大きく、濡れにくい性質を有する酸化ジルコニウ
ム（ＺｒＯ□）とを使用し、さらに焼結助剤を添加した
筒状焼成体を用いた連続鋳造用ノズル、および、高温強
度、溶鋼に対する耐摩耗性に優れる窒化珪素（５ｉＪｎ
）　、酸化アルミニラ１．（／Ｖ　！　Ｏｉ　）と、溶
鋼中の非金属介在物に対して極めて濡れ難い性質を有す
る窒化硼素（ｎＮ）を利用し、さらに焼結促進のための
焼結助剤を添加した筒状焼結体を用いた連続鋳造用ノズ
ルである。

従って本材質に係るノズルは、非金属介在物、ｉ８ｔ′
Ａに対して耐濡れ性、耐食性があり、ノズル閉塞がし難
く、安定かつ長時間にわたって使用することができる。

以下に本発明の原料の限定理由についてε゛「細に説１
す目゛る。

先ず請求項Ｉ記載の発明について説明する。

窒化硼素（ＢＮ）粉末が８０％を超えると焼結し難く充
分な強度が得られず、５０％未満では耐熱ｄｉｆＡ性が
悪く割れの発生を伴うのでＢＮは５０−８０％に限定さ
れる。

酸化ジルコニウム（ＺｒＯ□）粉末が５０％を超えると
窒化硼素成分が相対的に少なくなり？７月明の（＝１着
防Ｉに性が達成できなくなり、２０％未満では溶鋼に対
する耐食性が著しく低下する。ｔｌｔってＺｒＯ２は２
０〜５０％に限定される。

焼結助剤の添加量は１０％を超えると溶鋼中に溶解し表
面粗度の悪化を招き、５％未満では実操業に耐用するだ
けの焼結強度が得られない。

次に請求項２記載の発明について説明する。

窒化珪素（５ｉＪ４）　ｔ′Ｊ）末が７０％を超えると
焼結し難く充分な強度が得られず、５０％未満では溶鋼
に対する耐摩耗性が低下し実操業時表面粗度の悪化を招
き、鋼中の非金属介在物のＨ着、堆積を助長することに
なり、従って窒化珪素粉末は５０〜７０％に限定される
。

窒化硼素（ＩＩＮ）粉末が３０％を超えると焼成体の強
度が著しく低下し、１０％未満で初期の付着防止効果が
達成できなくなり、窒化硼素粉末は１０〜３０％に限定
される。

酸化アルミニウム（Ａｔｔａｘ　）が２５％超では溶鋼
によって選択的に熔）員され、溶鋼流路壁面の表面粗度
の悪化を伴い溶鋼中の非金属介在物が付着しやすい状態
となり、順次溶鋼流路の閉塞が起こり、５％未満では窒
化珪素粉末との反応が少ないため強度の上昇がなく耐用
性が低い。

さらに焼結助剤として酸化イツトリウム（ＹｔＯｚ）ま
たは／および酸化マグネシウム（Ｍｇ０）を外掛３〜ｌ
Ｏ％添加してもよく、上記焼結助剤が１０％超えると過
焼結となり、耐熱衝撃抵抗が小さくなり割れ発生の原因
となり、３％未満では多連続使用に耐える筒状体の強度
、表面性状が得られない。

以上が本発明の原料配合を限定する理由である。

次に成形体を得る手段について説明する。

■金型を用いて上下方向より静圧加重をかけて成形、■
水スラリーを右前型に注入する成形、■ラバープレスに
よる成形のいずれでもよく、さらに、■ポットプレスに
より成形体を得ることを阻げものではない。

筒状体は第１図に示すように管状であってもよく、連続
鋳造用の浸漬ノズルにおいて２孔以上の吐出孔を有する
ノズルにおいては、第２図に示すようにるつぼ状、すな
わち底部に成形焼成体があってもよい。

以上のように本発明の連続鋳造用ノズルは、あらかじめ
別途に製造された筒状体を溶湯流路孔に挿入し、耐火モ
ルタルなどを用い固定されたものである。

〈実施例〉（実施例Ｉ）粒径５ミクロン以下で平均粒径３ミクロンの［ｌＮ二６
５％、同上の粒径、平均粒径を有するＺｒ０ｚ　：　３
５％の混合物に焼結助剤として外掛５％のＳｉＣわ）末
（平均粒径２ミクロン）、同しく外掛５％（７）ｎ４Ｃ
粉宋（平均粒径２ミクロン）を添加し、水とともにボー
ルミル中で均一・混合して高濃度スラリーをｊＪ！整し
た。この水スラリーを内径８００ｍ、長さ９００鋼の石
膏型に注入して外径８００！＋１１１、内径７００ｆｆ
ｎ、長さ９００−１底部厚さ５閘の筒状成形体を得て、
乾燥後電気炉を用い１２００’Ｃ１９Ｘ　１０’　Ｐａ
−Ｎｔ中で３時間焼成する。焼成後連続鋳造用浸漬ノズ
ルの内孔面に７４ミクロン以下のアルミナ粉末とリン酸
アルミ系バインダーで練った目地剤を用い固定して製品
が得られた。

この製品をダブル羽目を有する６０（のタンデインシュ
の一方に設置し、他方にはアルミナ−グラファイト質の
従来ノズル（内管表層部組成：　　ＣａＯ２５％、Ｚｒ
０ｔ７５％）を設置し、２６ＯＬの低炭アルミキルド鋼
相当のｔ容＃　（Ｃ：　０．０．１〜０．０５％、ｓｉ
：ｏ、ｏｔ　〜ｏ、ｏｓ％、Ｍｎ　：　０．２〜０．３
％、Ａ／　：　０．０２〜０．０６％）をスライディン
グゲートで制御する方法で４Ｌ／繍の速度で溶鋼を流出
させ連続７チヤージ鋳込んだ。

１ｈ込み中のスライディングゲートの開度は、従来ノズ
ルの場合５チヤージ目の鋳込み初期より全開に近いのに
比べ、本発明に係るノズルの場合５０〜６０％のスライ
ディングゲートの開度で鋳込みが完了できた。

なお７チヤージ鋳込んだ後の回収ノズルの付着物層は、
従来ノズルの溶鋼流路孔には最大１８輔の厚さであるの
に比し、本発明ノズルには非金属介在物の付着は全くみ
られず、１〜２ｍｍ程度の溶ＦＡが認められるだけであ
った。

これらのことから、本発明はノズル閉塞防止に極めて効
果的なことが明らかである。

同様にしてＢＮ、　ＺｒＯ，および焼結助剤の組成割合
を変えた筒状焼結体を用いて実験を行い、その結果を第
１表に示す。

この表から、本発明の適合例（実施例）の方が比較例よ
り耐熱衝撃性、抗折強度、閉塞状況の各特性に秀れてい
ることが明らかである。

（実施例２）粒径５ミクロン以下で平均粒径３ミクロンのＳｉ３Ｎ、
粉末６３％、同上の粒径、平均粒径を有する８Ｎ粉末２
１％、粒径４ミクロン以下で平均粒径２ミクロンのへ！
２０．粉末１６％の混合物に焼結助剤として粒径４ミク
ロン、平均粒径２ミクロンのＹ２Ｏ，を外掛５％添加し
、水とともにボールミル中で均一混合して高濃度スラリ
ーを調整した。この水スラリーを内径８００ｍｍ、長さ
９００ｍｍの石膏型に注入し、外径８００ａ＊、内径７
００ＩＩＩ１１、長さ９００ｍ＋、底部５ｍｌ１１厚さ
の筒状体を得て、乾燥後電気炉を用い１２００’Ｃ１９
Ｘ　１０’　Ｐａ−Ｎｔ中で３時間焼成する。焼成後、
連ｖｔ鋳造用浸漬ノズルの内孔面に４４ミクロン以下の
アルミナ粉末とリン酸アルミ系バインダーで練った目地
剤を用い固定して製品が得られた。

この製品を二個の羽目を有する容ｚｃｏ　Ｌのタンデイ
ツシュの一方に設置し、他方にはアルミナグラファイト
質ノズル（内管表層部組酸：　　Ｃａ０２５％、Ｚｒ０
□７５％）を設置し、２６０Ｌの低炭アルミキルド鋼相
当の溶鋼（Ｃ：０．０４〜０．０５％、Ｓｉ　：　０．
０１〜０．０５％、　Ｍｎ　　：　　　０．２〜０．３
　　％、　八ｌ　　：　　０．０２〜０．０６％）をス
ライディングゲートで制御する方法で３Ｌ／　ｖｎの速
度で溶鋼を流出させ連続７チヤージ鋳込んだ。

鋳込み中のスライディングゲートの開度は従来ノズルの
場合、５ヂヤージ目の鋳込み初期より全開に近い状態で
あるのに比べ、本発明に係るノズルの場合、面積比５０
〜６０％のスライディングゲトの開度で鋳込みが完了で
きた。

なお、７チヤージ鋳込んだ後の回収ノズルの付着物層は
、従来ノズルの溶鋼流路孔に最大１８ｍｍであるのに比
べ、本発明ノズルには付着は全くみられず、１〜２Ｉ１
１１ｍ程度の溶ｔｎが認められるだけであった。

同様にして、５ｉＪａ、ｎＮ、　Ａｈ（ｈ　と焼結助剤
の組成割合を変えた筒状焼結体を用いて実験を行い、そ
の結果を第２表に示す。

この表から本発明の適合例（実施例）の方が比軸側より
耐熱南甲性、抗折強度、閉塞の各特性に秀れていることが明らかである。

〈発明の効果〉本発明に係る連続鋳造ノズルを用いると、連続鋳造多数
回使用においても非金層介在物によるノズル閉塞のおそ
れなしに、安定かつ長時間にわたって鋳造することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明に係る連続鋳造用ノズル
の断面図、第３図（ａ）、（ｂ）は、従来ノズルの非金
属介在物付着物による閉塞状況を示す断面図である。１・・・連続鋳造用ノズル（浸清）２・・・溶鋼流路孔、３・・・吐出孔、４・・・筒状焼成体、５・・・筒状焼成体（底部）、６・・・付着物。ズル）、

Claims

【特許請求の範囲】

１．ノズルの溶鋼流路孔内壁側の組成がＢＮが５０〜８
０重量％、ＺｒＯ＿２が２０〜５０重量％からなる混合
物１００重量部に、ＳｉＣとＢ＿４Ｃとの重量比が１：
１である焼結助剤を５〜１０重量部添加した組成物より
なることを特徴とする連続鋳造用ノズル。
２．ノズルの溶鋼流路孔内壁側の組成がＳｉ＿３Ｎ＿４
が５０〜７０重量％、ＢＮが１０〜３０重量％、Ａｌ＿
２Ｏ＿３が５〜２５重量％からなる混合物１００重量部
に、ＭｇＯまたは／およびＹ＿２Ｏ＿３からなる焼結助
剤を３〜１０重量部添加した組成物よりなることを特徴
とする連続鋳造用ノズル。
３．組成が請求項１および２記載の筒状成型体を溶鋼流
路孔の内壁側に挿入することを特徴とする連続鋳造用ノ
ズル。