JPH04143051A - 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） 本発明は、鋼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、Ａ　Ｑ　。

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１０〜３５ｔｙｔ％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１−４０７９０）、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、　ＳｉＯ２と溶鋼中のＭ
ｎ、ＡＱ、Ｔｉとの反応を抑制する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し、耐久ポ
ーリング性が低下するという欠点がある。

また、５１０２を含有する酸化物の場合には、酸化物中
のＳｉ○２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しる。

以上のような問題点を鑑み５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しない連続鋳造用浸漬ノズ
ルを堤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、
リン酸ジルコニルを５〜５０ｗｊ％含有し、且つシリカ
含有率を５ｗｔ％以下に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久ポーリングの低下を補うため
にシリカと同等、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
５ｗｔ％以下に低減し、さらに低膨張性材料としてリン
酸ジルコニルを５〜５０ｗｔ％の範囲で添加することに
より、耐蝕性並びに耐久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、浸漬ノズルの耐久ポーリン
グ性を高める上で重要な役割を果たす。

しかし、溶鋼中にＭｎ、　Ａ　Ｑ　、　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５ｔｙｔ％を超えると、耐蝕性が急激に
低下するためである。

リン酸ジルコニル（（ＺｒＯ）２Ｐ２０７）　　の焼結
体は、熱膨張係数が１．７〜２　、ＯＸ　１０−Ｊ／°
Ｃ程度であり低膨張性を示す。さらに、結晶方向で熱膨
張率の異方性を示すため、耐火物組織中にマイクロクラ
ンクを生しさせることも可能で、この場合耐火物中に生
じた亀裂の進展を抑えると共に、見掛けの熱膨張係数を
負の値にすることができ、耐久ポーリング性を一層向」
ニさせる。さらに、高温では１６００℃まで安定で、１
７００℃で僅かに分解する程度であるため、溶鋼の鋳造
温度（１５５０’Ｃ程度）で十分な耐蝕性を得ることが
できる。また、溶鋼中のＭｎ、　Ａ　Ｑ　、　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、リン酸ジルコニルの配合率は５〜５０ｗ
ｔ％とする。５ｗｔ％以下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、５
Ｏｗｔ％以上では相対的にアルミナの含有率が低下し、
耐蝕性が低下する。

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久ポーリング性を向
上させる。黒鉛使用原料としては天然のりん状黒釦が好
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５ｗｔ％〜５０ｗｔ％程度が好ましい。

５ｔｙｔ％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ま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９Ｃ）＋
ｔ％以上の電融品又は焼結晶を使用する。好ましい配合
率は３５警ｔ％〜９ｏすｔ％で、３５讐ｔ％未満では耐
蝕性が不十分で、９０ｔｙｔ％を超えると耐久ポーリン
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
れる輻１〜４ｍ、長さ数ｍ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ＡΩ、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５ｉｙｔ％以下とし、リ
ン酸ジルコニルを５〜５０ｗｔ％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久ポ
ーリング性の両特性に優れ、多連錆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１２ｗｔ％添加して混練し、アイソスタテ
ィックプレスを用いて１．○ｔ／ａＪ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＋ｓφ、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０．０８＋、＋ｔ％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。

実施例１及び２のノズルには割れが生じることなく、４
００分間鋳造できた。また、実施例１のノズルでは内径
が９Ｏｎ＋ｍから９４．Ｏｒａ　（溶損速度０　、　Ｏ
Ｏ５１ｍ／ｍ１ｎ）に、実施例２のノズルでは９０ｎｎ
から９３．２ｍｎ（溶損速度０　、　ＯＯ４ｍｍ／ｍ１
ｎ）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及び２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９０ｍｎ〜１１０ｍｍ（溶
損速度０　、　Ｏ２５ｒｒｔｎ／　ｍ１ｎ）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。

リン酸ジルコニルの含有率を５ｗｔ％未満とじた比較例
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９０ｗｎ〜９　
Ｉｎｎ　（溶損速度０．００２５ｎ＋＋ｎ／ｍ１ｎ）　
　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、鋳片にはふくれ欠陥は発生しなかった
。

リン酸ジルコニルの含有率が５ｔｈｔ％を超える比較例
３のノズルは、４００分間鋳造できたが、ノズル内径は
９０ｍｍから１０２ｍｍ’（溶損速度０．０１５ｍｎ１
／ｍ１ｎ）に拡大し、耐蝕性に問題を生じるだけでなく
、冷間圧延後の鋳片にふくれ欠陥が発生した。

また、リン酸ジルコニルの含有率を本発明の範囲とし、
シリカを５ｔｉｔ％より多く含有する比較例４のノズル
は４００分間鋳造できたが、　ノズル内径は９０ｍｍか
ら１０４ｍｍ　　（溶損速度０．０１７５ｍｍ／ｍ１ｎ
）に拡大し耐蝕性が劣化するとともに、冷間圧延後の鋳
片にふくれ欠陥が発生した。

以上の如く、本発明により鋳造した浸漬ノズルは耐蝕性
及び耐久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 (1)

【特許請求の範囲】
1. 　アルミナ黒鉛質溶鋼鋳造用ノズルにおいて、リン酸ジ
   ルコニルを５〜５Ｏｗｔ％含有し、且つシリカ含有率を
   ５ｗｔ％以下に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。