JPH04143048A

JPH04143048A - 連続鋳造用浸漬ノズル

Info

Publication number: JPH04143048A
Application number: JP2265211A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Sasai; 勝浩笹井; Yoshimasa Mizukami; 水上　義正
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1990-10-04
Filing date: 1990-10-04
Publication date: 1992-05-18
Anticipated expiration: 2014-08-23
Also published as: JP2937450B2

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、錆の連続鋳造において、溶鋼をタンデイツシ
ュからモールド内へ鋳込むにあたり、長時間にわたり使
用可能な連続鋳造用浸漬ノズルに関するものである。

〔従来の技術〕

従来から、連続鋳造用浸漬ノズル耐火物としては、鋼の
連続鋳造に耐え得るため低膨張性であるシリカを添加し
たアルミナ黒鉛質系耐大物が一般に使用されている。

しかし、耐火物中のシリカは溶鋼中のＭｎ、　Ａｌ、Ｔ
ｉといった還元性の強い元素と反応し溶鋼中に溶は出す
ため、溶鋼に対する耐蝕性に問題を生じる。

このため、アルミナ黒鉛質系溶鋼鋳造用ノズルにおいて
、本体にシリカを１０〜３５ｗｔ％含有し、溶鋼浸漬部
及び／又はノズル内周孔にはシリカを含有しないか、あ
るいはシリカを本体より少なく含有した溶鋼鋳造用ノズ
ルが提案され（特公平ｌ−４０７９０）、溶鋼に対する
耐蝕性の確保が図られている。

また、低膨張材料としてシリカ以外の粘土、ジルコン等
の５ｉｎ２を含有する酸化物を添加することにより、耐
スポーリング性を確保しつつ、ＳｉＯ□と溶鋼中のＭｎ
、　Ａ１．　Ｔｉとの反応を抑制す方法も報告されてい
る（特開昭５７−４２５７２号公報、特開昭６１−８３
６７３号公報）。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記の溶鋼浸漬部のシリカ含有率を低減する方法は、溶
鋼との反応を抑制するため耐蝕性の向上には有効である
。しかし、シリカを低減した部分の熱膨張率が大きくな
るため、ノズル本体と浸漬部で熱膨張差が生じ、耐スポ
ーリング性が低下するという欠点がある。

また、ＳｉＯ□を含有する酸化物の場合には、酸化物中
の５ｉｎ２成分がノズル耐火物中に共存するＣと反応し
揮散消失することにより、耐火物組織内に気孔を形成し
強度低下をもたらすとともに、耐火物への溶鋼侵入を助
長し耐蝕性を低下させるという問題を生じる。

以上のような問題点を鑑み、本発明は浸漬ノズルの耐蝕
性及び耐スポーリング性の低下を解消し、長時間にわた
り使用してもかかる欠点を生じない連続鋳造用浸漬ノズ
ルを提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、アルミナ黒鉛質溶鋼鋳造用ノズルにおいて、
チタン酸アルミニュウムを５〜９０ｗｔ％含有し、且つ
シリカ含有率を５ｗｔ％以下としたことを特徴とする、
耐蝕性・耐スポーリング性に優れた連続鋳造用浸漬ノズ
ルに関するものである。

〔作　用〕

発明者等は、浸漬ノズルの耐蝕性を確保する上でシリカ
含有率を問題にならない程度まで低減し、その上でシリ
カ含有率低減に基づく耐スポーリングの低下を補うため
にシリカ同等、あるいはそれ以上の低膨張率を有する材
料を添加し、耐蝕性及び耐スポーリング性に優れる浸漬
ノズルの研究開発を続けてきた。その結果、シリカを５
ｗｔ％以下に低減し、さらに低膨張性材料としてチタン
酸アルミニュウム（Ａｌ□Ｏ，ＴｉＯ□）を５ｗｔ％以
上添加することにより、耐蝕性並びに耐スポーリング性
の大幅な改善に成功した。

低膨張性を有するシリカは、浸漬ノズルの耐スポーリン
グ性を高める上で重要な役割を果たす。

しかし、溶鋼中に肚、Ａ１．　Ｔｉといった還元性の強
い元素が含まれる場合、シリカはこれら元素と反応し溶
鋼中に溶は出す。また、シリカはノズル中に共存するカ
ーボンによっても還元され、揮散消失し耐火物中に気孔
を生成する。したがって、シリカを含有するノズルは溶
鋼に対する耐蝕性に劣るという欠点を有している。この
ため、耐火物の構成成分としてシリカを全く含まないこ
とが好ましいが、必要な場合には、５ｗｔ％以下に限っ
て使用しても良い。これは、シリカ含有率が５％Ｉｔ％
を超えると、耐蝕性が急激に低下するためである。

チタン酸アルミニュウムの熱膨張係数は一〇、５ＸＩＯ
−Ｇ〜２．ＯＸ　１０−’　１／’Ｃの範囲にあり、見
掛は上、負の熱膨張係数をとることも可能である。した
がって、耐火物中に低膨張性を有するチタン酸アルミニ
ュウムを添加することで、耐スポーリング性を大幅に向
上させることができる。さらに、チタン酸アルミニュウ
ムの融点は１８６０℃と高く、溶鋼の鋳造温度（１５５
０℃程度）でも十分な耐熱性を有している。また、Ａ１
□０３及びＴｉＯ□は単独でも非常に安定な酸化物であ
るため、これら酸化物が結びついたチタン酸アルミニュ
ウムは一層安定に存在できる。したがって、溶鋼中のＭ
ｎ、　Ａｌ、Ｔｉといった還元性の強い元素と反応し溶
鋼中に溶は出すこともない。ここで、チタン酸アルミニ
ュウムの含有率は、５〜９０ｖｔ％とする。５ｗｔ％未
満ではシリカ含有率の減少に伴う耐スポーリング性の低
下を補償することができず、９０ｗｔ％を超えると相対
的に黒鉛の含有率が低下するため熱伝導率が下がり、耐
スポーリング性が劣化する。

黒鉛は熱伝導率が極めて高く、また溶鋼と非常に濡れ難
い性質を有することから、本発明では耐蝕性を低下させ
ない範囲で黒鉛を添加し、溶鋼やパウダーの浸漬ノズル
気孔内への侵入を防止すると共に耐スポーリング性を向
上させる。黒鉛使用原料としては天然のりん状黒鉛が好
ましいが、般に耐火物用として用いられるものであれば
灰分が過大でなければ使用できる。また、黒鉛の配合範
囲については５％Ｉｔ％〜５０ｗｔ％程度が好ましい。

５ｗｔ％未満では耐スポーリング性に劣り、５０ｗｔ％
を超えると黒鉛の酸化や溶鋼中への溶出により溶鋼及び
溶融パウダーに対する耐蝕性が低下する。

また、高熱伝導率のためノズル詰りを生ずる恐れもある
。

アルミナは耐蝕性を付与する役割を持ち、純度９０ｖｔ
％以上の電融量又は焼結晶を使用する。好ましい配合率
は３５ｗｔ％〜９０ｗｔ％で、３５ｔｉｔ％未濶では耐
蝕性が不十分で、９０ｗｔ％を超えると耐スポーリング
性が低下する傾向にある。

浸漬ノズルの基本的な構成成分は以上であるが、この他
にもノズル材質への添加物として既に知られている材料
を、本発明の効果を損なわない範囲で含有させてもよい
。その材料としては、例えば炭化珪素、ジルコニア、ジ
ルコン、各種金属粉などである。

また、本発明者等は、熱間圧延、冷間圧延後の鋼板に現
れる幅１〜４ｍｍ、長さ数ｍｍに渡る膨れ状欠陥の発生
原因について調査したところ、浸漬ノズルの閉塞防止の
ために吹き込まれるＡｒ気泡の粗大化が原因であること
を見出した。さらに、Ａｒ気泡の粗大化は、浸漬ノズル
中のシリカが溶鋼中のＡ１．　Ｔｉ、　Ｍｎにより選択
的な浸食作用を受け、耐火物中の気孔径が拡大したため
であることも見出した。したがって、本発明をアルミナ
黒鉛質のガス吹き込み型浸漬ノズルに適用すれば、気孔
径の拡大を防止でき、吹き込みガスを安定して微細に吹
き込むことができるため、膨れ欠陥の防止対策としても
非常に有効な手段となる。

以上に示した、シリカ含有率を５ｗｔ％以下とし。

チタン酸アルミニュウムを５〜９０％＋１％含有する黒
鉛アルミナ質ノズルは、従来ノズルに比較して耐蝕性並
びに耐スポーリング性の両特性に優れ、多連鋳操業を可
能にすると共に鋳片品質の大幅な向上を可能とした。

〔実施例〕

以下に、実施例及び比較例を挙げ、本発明について説明
する。

第１表に示した原料配合物に樹脂バインダーとしてフェ
ノール樹脂を１２ｖｔ％添加して混練し、アイソスタテ
ィックプレスを用いて１　、０ｔ／ｃ■２の圧力でノズ
ル形状に成形した。

さらに、この成形体を１２００℃の温度で還元焼成し連
続鋳造用ガス吹き込み型浸漬ノズル（内径９０■φ、吐
出孔径７０ｍｍφ、吐出孔角度３５度の逆Ｙ型ノズル）
を作製した。このようにして得られた浸漬ノズルを用い
て、Ｔｉを０．０８ｖｔ％含有する炭素濃度３０ｐｐｍ
の極低炭素鋼を４００分間鋳造した。耐スポーリング性
については、浸漬ノズルに亀裂が生じた時間を指標とし
て評価した。また、ノズル内の耐火物溶損量を鋳造時間
で除した値を溶損速度と定義し、耐蝕性の評価も行った
。

第２表に、実施例及び比較例の品質評価結果を示す。

実施例１．２及び３のノズルには割れが生じることなく
、４００分間鋳造できた。また、ノズル内径は、実施例
１のノズルで９０＋ａ＋ｏから９４．０ｍｍ　（溶損速
度０．００５ｍｍ＃＋ｉｎ）に、実施例２のノズルで９
Ｏｎ＋ｍがら９３．２＋ａｍ（溶損速度０．００４ｍｍ
／ｗｉｎ）に、実施例３のノズルで９０！Ｉ１１から９
２．４ｍ１１（溶損速度０．００３ｍｍ／ｗｉｎ）に拡
大しているだけで、顕著な溶損は見られなかった。さら
に、実施例１．２及び３のノズルを用いて鋳造された鋳
片には、冷間圧延後、膨れ欠陥は発生しなかった。

従来から使用されている比較例１のノズルは４００分間
鋳造できたが、ノズル内径は９０ｍｍ〜１１０■（溶損
速度０．０２５＋＊＋ａ／ｗｉｎ）に拡大しており、ノ
ズルの溶損量が大きくなっていた。さらに、鋳片には冷
間圧延後、膨れ欠陥が発生した。

チタン酸アルミニュウムの含有率を５ｗｔ％未満とした
比較例２のノズルでは、鋳造開始後２００分で亀裂が生
じ鋳造を中止した。この時、浸漬ノズル内径は９０ｍ１
１〜９１ＩＩ１１（溶損速度０．００２５ｍｍ／＋＊ｉ
ｎ）に拡大しているだけで耐蝕性は良好であった。この
ため冷間圧延後、鋳片には膨れ欠陥は発生しなかった。

また、チタン酸アルミニュウムの含有率を本発明の範囲
とし、シリカを５ｗｔ％より多く含有する比較例３のノ
ズルは４００分間鋳造できたが、ノズル内径は９０ｍｍ
から１０４＋ａｍ　（溶損速度０．０１７５ｍｍ／ｗｉ
ｎ）に拡大し耐蝕性が劣化するとともに、冷間圧延後の
鋳片に膨れ欠陥が発生した。

さらに、チタン酸アルミニュウムの含有率が９０ｗｔ％
を超える比較例４のノズルは、鋳造開始後１７５分で亀
裂が生じ鋳造を中止した。この時、浸漬ノズルの内径は
９０ｍｍ〜９０．７ｍ＋ｍ　（溶損速度０．０２ｉ＋ｎ
／ｗｉｎ）に拡大しているだけで耐蝕性は良好であった
。このため、冷間圧延後の鋳片には膨れ欠陥は生じなか
った。

以上の如く、本発明により製造した浸漬ノズルは耐蝕性
及び耐スポーリングに優れているだけでなく、鋳片の品
質をも十分に確保できるものである。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明の連続鋳造用浸漬ノズル
によれば、溶鋼及びモールドパウダーに対する耐蝕性が
良好で、さらに、耐スポーリング性にも優れた効果を有
するため、長時間にわたって安定使用でき、操業性の大
幅な改善となる。また、耐蝕性に優れているため、安定
したガス吹き込みが可能となり、膨れ欠陥を防止できる
。したがって、連続鋳造法で製造される鋼板の品質は非
常に安定し、歩留りも格段に向上する。

Claims

【特許請求の範囲】

　アルミナ黒鉛質溶鋼鋳造用ノズルにおいて、チタン酸
アルミニュウムを５〜９０ｗｔ％含有し、且つシリカ含
有率を５ｗｔ％以下としたことを特徴とする耐蝕性・耐
スポーリング性に優れた連続鋳造用浸漬ノズル。