JPH04143050A - 連続鋳造用ノズル - 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〕 本発明は、鋼、特にアルミニウムを多く含有し、アルミ
ナ付着によるノズル閉塞を起こしやすい鋼種に適用でき
、しかも、長時間の耐用が可能な連続鋳造用ノズルに関
する。

〔従来の技術〕

従来、連続鋳造用ノズルとしては、アルミナ−黒鉛質が
使用されている。また、アルミニウムを多く含有し、ア
ルミナ付着によるノズル閉塞を起こしやすい鋼種に対し
ては、ノズルの内孔面に通気性の高い材質を配置し、ノ
ズルの内部に設けたスリットを経由して不活性ガスを鋼
中に吹き込むスリット式ノズルが使用されている。

このアルミナ付着を軽減するための材質としてＣａＯや
Ｃａ　Ｚ　ｒ　０３（カルシウムジルコネート）を含有
するものが有効であること自体は公知である。たとえば
、特開昭５７−７１８６０号公報によれば、ＣａＯを含
有させることにより、優れたノズル閉塞効果を連続鋳造
用ノズルに付与している。また特開昭６２−２８８１６
１号公報には、元素周期律表の■族および■族元素の酸
化物の一種又は二種以上を０．５〜５重量％含有したＣ
ａＺｒＯ２を使用することによってノズル閉塞効果に優
れ、しかもＣａＯ特有の消化性を抑制できる連続鋳造用
ノズルが得られることが開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来の連続鋳造用ノズルには、次の問題点がある。

まず、アルミナ−黒鉛質やジルコニア−黒鉛質のノズル
ではアルミナ付着は防止できない。また、スリット式浸
漬ノズルでは、アルミナ付着は大幅に改善できるが、鋼
中に吹き込まれた不活性ガスが気泡として鋼片の中に取
り込まれてしまい、鋼製品の気泡性欠陥の原因となって
しまう。

ＣａＯを添加したノズルにあっては、ＣａＯの特性が連
続鋳造用ノズルに適さない。

第１に、ＣａＯは空気中の水分と容易に反応し消化現象
を起こす。このため、ノズル製造工程を完全な非水雰囲
気にしないと製造が不可能であり、またノズルを実際に
使用する場合の取扱いが困難である。

第２に、ＣａＯの熱膨張が大きいことが挙げられる。ア
ルミナの熱膨張係数は約８Ｘ１０−６／ｌ、ジルコニア
は約９Ｘ１０−’／ｌ：であるのに対し、ＣａＯは約１
３　ｘ　１０−６／　ｔである。このような材料を連続
鋳造用ノズルに使用すると、熱衝撃に対する耐スポーリ
ング性が著しく低下し、実際の使用に適さない。

Ｃａ　Ｚ　ｒｏ：＋　については熱膨張はＺｒＣｈ　　
と同じ程度である。耐消化性については、元素周期律表
の■族及び■族元素の酸化物を添加することにより防止
可能であるが、■族及び■族元素の酸化物の中で、Ｃａ
Ｏの消化防止に効果があり、しかも経済的に使用できる
ものは３ｉ０２．ＴｉＯ。

Ｆｅ２０ｚ　等である。しかし、これらの酸化物は、黒
鉛のような炭素原料と混合されて使用されると高温下で
還元されやすく、たとえば、５ｉｎ２の場合、５１０２
　＋Ｃ＝　Ｓ　ｉ○＋ＣＯの反応が優先的に起こり、分
解、溶損してしまう。

本発明において解決すべき課題は、上記従来の連続鋳造
用ノズルにおける問題を解消することにあって、アルミ
ナ付着の防止効果と共に、耐スポーリング性と耐溶損性
に優れ、長期にわたって安定した耐用性を示すノズルを
提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の連続鋳造用ノズルは、ＣａＯを１５〜４０重量
％、Ｃａ　Ｆ２　を０．１〜５重量％、ＺｒＯ２を５５
〜８９重量％含有し、鉱物組成としてＣａＺｒＯ２を主
成分とするカルシウムジルコネート系タリンカー１０〜
９５重量％と、黒鉛５〜４０重量％と、その他の耐火性
原料８５重量％以下とからなる。

〔作用〕

本発明のノズルの構成組成物はアルミナと積極的に反応
させ、溶流させることによりアルミナ付着を防止し、長
時間安定した鋳造を行うことができる。

ＣａＯを１５〜４０重量％含有するカルシウムジルコネ
ート系クリンカーはアルミナ付着を防止する機能を有す
る。

ＣａＯはアルミナや他の非金属介在物との間で低融物を
生成し、その融点は溶鋼の凝固温度より相当に低い。ま
た、ＣａＯ含有非金属介在物は、鋼中において浮上しや
すい特性をもっている。

このため、溶鋼中で析出したアルミナ等の非金属介在物
は、ノズル表面でＣａＯ成分と反応して液相を生成し、
溶鋼中に溶解、浮上することにより付着を防止すること
が可能となる。ＣａＯの量については、１５重量％未満
ではカルシウムジルコネートの含有量が少ないた於に、
付着防止効果が充分てはなく、４０重量％を越えると消
化しやすく、また低融物生成により溶損が大きくなる。

ＣａＯの含有量は１５〜４０重量％が適当であり、実際
の使用上は鋼中のアルミナ量に応じた最適な材質を選定
することが重要である。

カルシウムジルコネート系クリンカーは、消化防止にＣ
ａＦ２を０．１〜５重量％含有している。

（：ａＦｚ　はアルミナと反応して低融物を生成しやす
いので、付着防止効果を向上させる。しかも、Ｃａ　Ｆ
　２　は炭素との反応性が低く、５１０２のように還元
により分解することがない。

ＣａＦ２は非常に反応性が高く、少量でも効果があるが
、過剰に添加すると低融物の生成による溶損が問題とな
る。よって、ＣａＦ２の含有量は０．１〜５重量％が適
当である。

カルシウムジルコネート系クリンカーは、ＣａＯを１５
〜４０重量％ζＣａＦ２を０．１〜５重量％含有、残部
はＺｒ０ｈ　が主成分であり、ＺｒＣｈ　を５５〜８９
重量％含有する。ＺｒＯ２の作用は、溶鋼やスラグ成分
に対する耐食性を付与することにある。

ノズルとしてのカルシウムジルコネート系クリンカーの
含有量については、１０重量％未満では付着防止効果が
得られず、９５重量％を越えると黒鉛の含有量が少なく
なるために、耐スポーリング性が低下する。よって、カ
ルシウムジルコネート系クリンカーの含有量は、１０〜
９５重量％が適当である。

黒鉛は耐スポーリング性、耐スラグ性を付与するために
使用するが、５重量％未満では耐スポーリング性に劣り
、４０重量％を越えると溶鋼への溶解の問題や黒鉛の柔
らかい性質が支配的となり、摩耗損傷の問題がある。よ
って、黒鉛の含有量は５〜４０重量％が適当である。黒
鉛の種類としては、鱗状黒鉛、玉状黒鉛１人造黒鉛、キ
ッシュ黒鉛等が使用可能であるが、耐スポーリング性、
耐食性の観点から、天然の鱗状黒鉛を使用することが好
ましい。

また、ノズルの残部を構成するその他の耐火性原料とし
ては、ジルコニア、アルミナ、ムライト。

ジルコン、マグネシア、ＳｉＣ，金属シリコン等が使用
できる。

以上の配合物は結合材を用いて混練し成形後、非酸化性
雰囲気で焼成することによって連続鋳造用ノズルとする
ことができる。

〔実施例〕

第１表に示す化学組成のカルシウムジルコネートクリン
カーをＮ触法により製造した。

同表に示す符号Ａ−Ｄは本発明の範囲内にあるが、符号
Ｅ、ＦはＣａＦｚ　の含有量が少なく、符号ＧはＣａＯ
の含有量が多い。

このクリンカーを微粒として、第２表に示す配合割合の
原料を有機樹脂を用いて混練し、成形乾燥後還元焼結し
て、第１図〜第３図に示す跡造用ノズルを製造した。

第１図および第２図は適用した浸漬ノズルの例を示す。

第１図において、１．４はアルミナ−黒鉛質を示し、２
，５の部分には実施例の組成のものを使用した。第２図
において、１．４にはアルミナ−黒鉛質を使用し、２に
はジルコニア−黒鉛質を使用し、３４の部分には実施例
の組成のものを使用した。第３図はタンデイツシュノズ
ルの例を示し、１の部分全体に実施例の組成のものを使
用した。

実施例１〜４に示す組成のものでは溶損が少なく、アル
ミナ付着がなく、耐消化性に優れている。

一方、比較例１はカルシウムジルコネート中のＣａＯ含
有量が少なく、付着防止効果に劣る。また、ＣａＦ２を
添加しないカルシウムジルコネートを使用した比較例２
．３は、消化性があり実用に耐えない。

次に第３表に示す配合原料としては、カルシウムジルコ
ネートとその他の耐火性原料として、ジルコニアと炭化
珪素を使用した。実施例５〜９はいずれもアルミナ付着
がなく、耐食性、耐スポーリング性、耐消化性に優れて
いる。比較例４は黒鉛が少なく、耐スポーリング性が劣
る。比較例５は黒鉛が多く、侵食テストでの溶損が多い
。

刀 表 第 表 え 表 〔発胡の効果〕 本発明による連続鋳造用ノズルは、アルミナ付着による
ノズ閉塞を起こしゃすい鋼種に適用しても、長時間にわ
たり安定した耐用が可能となる。

【図面の簡単な説明】

添付図は本発明の適用例を断面構造によって示す。 第１図および第２図は浸漬ノズルの例であり、第３図は
タンデイツシュノズルの例を示す。 特許出願人　黒崎窯業株式会社（ほか１名）代　　理　
　人　　小　　堀　　　益

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．ＣａＯを１５〜４０重量％とＣａＦ＿２を０．１〜
   ５重量％とＺｒＯ＿２を５５〜８９重量％とを含有する
   鉱物組成としてのＣａＺｒＯ＿３を主成分とするカルシ
   ウムジルコネート系クリンカー１０〜９５重量％と、黒
   鉛５〜４０重量％と、その他の耐火性原料８５重量％以
   下とからなる連続鋳造用ノズル。