JPH03268849A - 連続鋳造用浸漬ノズル - 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） この発明はアルミニウムを含有するアルミキルド鋼等で
さらに詳しくは極低炭アルミギルド鋼の連続鋳造におい
て溶鋼が通過するノズルの狭さくさらには閉塞を効果的
に抑制するとともにノズルが溶損した場合のカーボンピ
ックアップを全く問題としない連続鋳造用ノズルに関す
るものである。

（従来の技術） 溶鋼の連続鋳造用ノズルは次のような目的のために使用
される 溶鋼の連続鋳造に於いて注湯ノズルはタンデイツシュ−
モールド間の溶鋼注入で溶鋼の空気との接触による酸化
を防ぎ、また溶鋼の飛散防止を計りさらには非金属介在
物及びモールド面浮遊物の鋳片への巻き込み防止のため
の注湯の整流化などの目的で使用されている。

従来から溶鋼の連続鋳造用ノズルの材質は主として黒鉛
、アルミナ、シリカ、シリコンカーバイドなどで構成さ
れている。

しかしながら極低炭アルミキルト鋼に鋳造する場合には
次のような問題点を有している。

極低炭アルミキルド鋼は、脱酸剤として添加されるアル
ミニウムが溶鋼中に存在する酸素と反応して、α−Ａ１
ユ０３等の非金属介在物が生成し易い。

それが注湯ノズル内孔表層部に付着し、そして堆積して
その結果内孔が狭さくし最悪の場合内孔を閉塞してしま
い、安定的な鋳造をｒＭｌｌにする。あるいはこのよう
にして付着堆積したα−Ａ１２０３等の非金属介在物が
剥離あるいは脱落して鋳片に巻き込まれ、品質の低下を
招くことになる。

また極低炭アルミキルト鋼に於いては黒鉛含有注湯ノズ
ルで内孔部が溶失した場合、カーボンのピックアップが
発生し鋼の歩留り低下を招く場合がある。

今まで上述したノズル閉塞及びカーボンピックアップを
防止する方策として種々検討されているが、いずれも黒
鉛含有材質についてであり、カーボンピックアップの防
止も兼ね合わせた材質的対応策は少ないのが実情である
。

（発明が解決しようとする問題点） そこで上述の問題点を黒鉛を含有せずに解決する注湯ノ
ズルの材質的対策として次のような方法が用いられてい
た。

（１）　　カルシアを主成分とし結合剤としてＣａＢ。

を用いた注湯ノズルが特開昭税６３−２８５１６４号に
開示されている。即ち本質的に下記からなる耐火物で形
成された注湯ノズルである。

０．３閣以下のＣａＢ、が３〜３５重量％と０．３〜５
■に粒度調整されたＣａＯ質クリンカーを少なくとも５
０重量％以上含有して形成する。

しかしながら上述の注湯ノズルは次の問題点がある。

ＣａＯを主成分としている為非金属介在物の主成分であ
るα−Ａ１２０３とは反応し易くその結果低融物を形成
溶融して、付着防止効果を得る事は認められるがカルシ
アクリンカ−の特性上熱膨張率は非常に高く耐スポーリ
ング性は期待出来る結果は得られない。

又溶鋼と接触する内孔表層部のみ配設したとしても注湯
ノズルの本体材質でなるアルミナ−グラファイト質との
接着性は良くなく、還元焼成した際、その境界部に亀裂
が生じ易い。又たとえ亀裂を生じなくても実使用中の熱
歪みが生じ剥離してしまう可能性が有る。

又還元焼成した際ＣａＯ質クリンカー粒子表面に耐消化
剤（例えばｃ　ａ　ＣＯｓ　）をコートしていてもそれ
は分触、揮散し易く、還元焼成後カルシアの最大の問題
点である消化反応（ＣａＯ＋Ｈ，Ｏ−＊Ｃａ　（○Ｈ）
２）が進行し保存を困難とする。

（２）特開昭５９−１３３９５４号では窒化硼素（Ｂ　
Ｎ）また窒化ケイ素（ｓ　ｘ　３　Ｎ４）の塗布層を設
ける方法が開示されている。又他にも窒化硼素の焼結体
リングの内挿式注湯ノズル等が有るが何れも耐蝕性に於
いて劣り、長時間に亘って効果を期待８来ない。

（３）窒化硼素を利用した特許として特開昭５２−１４
５４１７号が開示されている。

即ち本質的に下記からなる耐火物で形成された注湯ノズ
ルである ジルコニア１０〜７０重量％、黒鉛５〜４５重量％及び
窒化硼素３〜４０重量％で形成する。

しかしながら上述の耐火物は次の問題がある。

黒鉛を含有している為カーボンピックアンプをきらう特
に極低炭アルミキルト鋼に於いては、問題になるととも
に、部分的脱炭の発生により凹凸が使用時激しく進展し
非金属介在物の主成分であるα−Ａ１２０．が付着堆積
してしまい安定的な鋳造を困難にする。

以上のことから黒鉛を全く用いずアルミナ−グラファイ
ト質注湯ノズル内孔部に配設し一体゛成形−焼成を可能
とし極低炭アルミキルド鋼の鋳造に対し長゛時間に亘っ
て内孔の狭さくさらには閉塞を防止し、又カーボンピッ
クアップを全く問題としない、溶鋼注湯ノズルの開発が
強く望まれているが、かかる溶鋼注湯ノズルはまだ提案
されていないのが現状である。

Ｃ問題点を解決するための手段） この発明は上記問題点を解決するためになされたもので
あってこの発明は長時間に亘って内孔の狭さく、さらに
は閉塞防止及び溶鋼中へのカーボンピックアップを全く
問題としない、溶鋼注湯ノズルを提供するものである。

この発明は本質的に下記からなる耐火物で形成され溶鋼
注湯ノズルの少なくとも第１図の１部に配設し構成され
ている。

窒化硼素１０〜５０重量％、鉱物組成としてＣｕｂｉｃ
−ＺｒＯ□を主成分とする部分安定化ジルコニア５０〜
９０重量％。

この発明は黒鉛を含有していない為、溶鋼中へのカーボ
ンピックアップは全く問題とせずいがなる極低炭素鋼に
も対応は可能である。

非金属介在物の主成分であるα−Ａｔ、Ｏ□の注湯ノズ
ル内孔表面への付着についても窒化硼素を用いる事によ
り表面平滑性が向上出来、脱炭による部分的溶出も無く
使用時も表面平滑性を保持８来る為凹凸部へのα−Ａｔ
２０３等の付着、堆積は抑制可能である。

また窒化硼素は黒鉛と同様溶鋼に対し濡れにくい特性を
有しているとともに骨材としてＣｕｂｉｃ−ＺｒＯ２を
主成分とする部分安定化ジルコニアも酸化物系耐火材群
中溶鋼に対する耐濡れ性は大きく、又ジルコニアは非金
属介在物の主成分であるα−Ａ１２０１とは１５５０℃
程度では反応性が薄い為注湯ノズル内孔部へのα−Ａ１
２０１等の付着、堆積は抑制出来、また上述のようにジ
ルコニアを骨材として使用しているので耐蝕性も長時間
に亘って維持できる為安定的な鋳造は可能である。

尚、耐付着性を向上させる目的でジルコニア骨材をカル
シウムジルコネート（ＣａＯ、ＺｒＯ２）又バデライト
に一部又は全部置換えする事も出来る。

（作用） 窒化硼素の含有量は１０〜５０重量％である事が望まし
い６含有量が１０重量％未満であると注湯ノズル内孔表
面部の表面平滑性を使用中も維持する事が難しく、また
耐熱スポーリング性が劣化する。

更には、注湯ノズルの本体材質であるアルミナ−グラフ
ァイト質とのなじみも低くなり微亀裂が生じ易い。含有
量が５０重量％を起すと耐蝕性が著しく低下し第１図に
示すようなノズル内孔１表層部に配設する場合その部分
が短時間で溶出、（消失）してしまう可能性が有り充分
な効果は期待出来ない。

鉱物組成としてＣｕ　ｂ　ｉ　ｃ−ＺｒＯ，を主成分と
する部分安定化ジルコニアの含有量は５０〜９０重量％
である事が望ましい。含有量が５０重量％未満であると
耐蝕性が著しく低下する。又９０重量％を超すと耐熱ス
ポーリング性を低下させるとともに表面平滑性を損なう
可能性が有る。

窒化硼素及びジルコニアの平均粒径は表面平滑性を高位
に維持する目的でそれぞれ５μ■以下及び４４μ履以下
である事が望ましい。

次に本発明の連続鋳造用浸漬ノズルを図面を参照しなが
ら説明する。

第１図はこの発明の浸漬ノズルとしての溶鋼注湯ノズル
の実施態様を示す概略垂直断面の一例である。実施態様
の溶鋼注湯ノズル３はタンデイツシュとモールドとの間
に配置されている浸漬ノズルとして使用される。第１図
に示すようにそれを通って溶鋼が流れる内孔１をその軸
線に沿って有する浸漬ノズルとしての溶鋼注湯ノズル３
において前記内孔１を形成する前記溶鋼注湯ノズル３の
部分２は、上述した化学成分組成を有する耐火物によっ
て形成されている。実施態様の浸漬ノズルとしての溶鋼
注湯ノズル３によると、内孔１を形成する溶鋼注湯ノズ
ル３の部分２に溶鋼中に存在するα−Ａｔ２０３等の非
金属介在物が付着し、そして堆積することは、長時間に
わたり抑制されるとともに、前記溶鋼注湯ノズル３の部
分２からのカーボンピックアップは全く発生しない。

（発明の効果） 次に実施例を挙げこの発明の効果を述べる。

実施例 第１表にこの発明の範囲内の化学成分組成を示す。配合
物１か６３（以下″本発明のサンプル”という）及びこ
の発明の範囲外の配合物４から７（以下“比較サンプル
”という）の各々に８〜１５重量％の範囲内の液状フェ
ノール樹脂を添加しそれらを混合、混練して得られた原
料坏土によりα−Ａ１２０１等の非金属介在物の付着量
及び溶鋼に対する耐蝕性を評価するための３０■Ｘ３０
■Ｘ２３０■の寸法を有する成形体及び耐久ポーリング
性及び還元焼成後の亀裂有無等の歩留りを評価するため
の外径１２０φ、内径６０φ、長さ２５０■の寸法で内
孔表層部１０■のみ上記配合物を配設し他はアルミナ−
グラファイト質で形成された成形体を各々１０００〜１
２００℃の範囲内の温度で還元焼成して耐火物１から７
を調整した。

上述した本発明のサンプル１から３及比較サンプル４か
ら７のそれぞれの物理特性値（気孔率（％）及嵩比重（
ｇ／ｃｃ）　）と表面平滑性値（Ｒａ　。

Ｒｍａｘ、Ｒｚ−Ｄ）を第１表に示す。

ついで上述した外径１２０φ、内径６０φ、長さ２５０
閣の寸法で内孔表層部１０■のみサンプルｌから７を配
設した耐火物により還元焼成後の内孔表面部の亀裂有無
による歩留り及び１５５０℃溶鋼中へ１０分間浸漬させ
た後、水中にて急冷し内孔表層部の亀裂有無確認を調査
した。その結果を第１表に示す、ついで上述した３０■
×３０■×２３０閣の寸法を有するサンプル１から７の
それぞれを０．０３〜０．０７重量％の範囲内のアルミ
ニウムを含有する１５５０℃溶鋼中に１８０分間浸漬、
回転させ溶損率（％）及びα−ＡＩ２０３等の非金属介
在物の付着量を調査した。その結果を第１表に示す。

Ｒｚ−Ｄ；十点平均粗さ 第１表からも明らかなようにこの発明のサンプルは還元
焼成後の亀裂も無く耐久ポーリング性も優れている。さ
らには溶鋼に対する耐潰蝕性が低いにもかかわらすα−
Ａｉ２０３等の非金属介在物の付着が全く発生せず従っ
てｆＢ鋼注湯ノズルの内孔狭さくさらには閉塞を効果的
に抑制できる。

一方比較用サンプル４についてはジルコニア含有量が多
い事に起因して耐スポール性が著しく劣り、表面平滑制
度が低いことに関りα−Ａ１．Ｏ，等の非金属介在物等
の付着量が多い、又比較用サンプル５については窒化硼
素含有量が多いことに起因して溶鋼に対する耐蝕性も低
くさらには還元焼成後に亀裂が発生し歩留りを著しく低
下させ実使用上困難をきたす。

従ってこの発明の溶鋼は注湯ノズルによると還元焼成後
の亀裂発生も無くさらには溶鋼に対する耐蝕性も高く内
孔表面部の平滑性も維持するとともにα−Ａ　ｔ　２０
　ｚ等の非金属介在物による内孔の狭さくさらには閉塞
を長時間安定して抑制する事ができる。又黒鉛を全く使
用していない為いかなる極低炭素鋼に対してもカーボン
ピックアンプを生じる事なく鋼の歩留り向上にも寄与で
きる。

ヒＰづ貝づ＝

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　少なくとも溶鋼と接触する内孔表層部が窒化硼素（
   ＢＮ）１０〜５０重量％，そして鉱物組成としてＣｕｂ
   ｉｃ−ＺｒＯ＿２を主成分とする、部分安定化ジルコニ
   ア５０〜９０重量％から成ることを特徴とする連続鋳造
   用ノズル。 ２　鉱物組成としてＣｕｂｉｃ−ＺｒＯ＿２を主成分と
   する部分安定化ジルコニアの粒度が４４μｍ以下そして
   窒化硼素の粒度が平均粒径として５μｍ以下である請求
   項１記載の連続鋳造用ノズル。