JPH04143065A - 高耐用性鋳造ノズル - 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、例えば連続鋳造に使用される取鍋とタンデイ
ツシュ間及びタンデイツシュとモールド間で流量制御を
行うスライプインクノズルプレート、ロングノズル、浸
漬ノズル等の鋳造ノズルに適した耐火物組成に関する。

〔従来の技術〕

鋼の連続鋳造に際して安定した鋳造を行い、しかも良質
な鋼の品質を得るたｔには、鋳造ノズルに適用される耐
火物は耐スポーリング性、耐食性、気密性を有すること
が要求される。

従来から、鋳造ノズルを構成する耐火物としては、酸化
物−カーボン等との非酸化物の複合体が広く使用されて
いる。例えば、ロングノズル、浸漬ノズルにはアルミナ
−黒鉛質やジルフニアー黒鉛質が使用されている。これ
は溶鋼に対する耐食性に優れたアルミナとスラグに対す
る耐食性に優れ、熱伝導率が高く、耐スポーリング性に
優れた黒鉛質カーボンとを組み合わせたものである。

さらに、こうした耐火物は溶鋼流や操業時の機械的制動
により発生する大きな荷重や衝撃に耐えるための機械的
強度が必要である。

従来、こうした機械的強度を向上するための手段として
、結合剤として使用する樹脂を多量に添加する方法、粒
度の細かい超微粉を添加し組織を緻密にする方法、アル
ミニウム、ンリフンなどの金属を添加して耐火物の焼成
過程における金属起因の結合を発達させる方法、耐火物
の成形圧力を高くし組織を緻密化する方法等の手段が試
みられている。

口発明が解決しようとする課題〕 しかし、このような方法で強度を向上させた場合、耐ス
ポーリング性の低下をもたらす材質の弾性率が増大して
しまう問題点がある。

鋳造ノズルにおいては、強度、耐スポーリング性、耐食
性のバランスが最も重要であり、強度を高くするために
耐スポーリング性を犠牲にすることは実際の使用上好ま
しくない。

本発明において解決すべき課題は、鋳造用ノズルにおい
て耐スポーリング性、耐食性とのバランスを何隻犠牲に
することなく、機械的強度を増大することができる手段
を見出すことにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、鋳造ノズルを構成するカーボン材料を検討し
た結果、ある種の特殊等方性カーボンが上記課題解決の
手段として有効であるという知見に基づくもので、本発
明の鋳造ノズルは、粒径１ｍｍ以下の等方性カーボン粉
末を３〜３０重量％を含む炭素質材の合計が５０重量％
以下てあり、残部がＡ　ｎ２０３．　　Ｓ　＋　０２．
　　Ｃａ　Ｏ，ｔｖＩｇ　Ｏのうち一種または二種以上
を含有する耐火物性骨材と結合材からなることを特徴と
する。

上記等方性カーボン粉末としては、球状ないし粒状のフ
ェノールホルムアルデヒド樹脂を６００〜３０００℃で
炭化焼成したカーボンがとくに有効である。

〔作用〕

カーボン材料を大きく分類するとコークスのような易黒
鉛化炭素と樹脂の炭化物（チャー）のような難黒鉛化炭
素に分けられる。この二つはその弾性的特徴からそれぞ
れ、ソフトカーボン、ハードカーボンとも呼ばれる。

本発明者らは、ハードカーボンのなかでも球状ないし粒
状の等方性カーボン粒子に注目した。平均粒子径１ｍｍ
以下の球状粒子であるため他の炭素材料のように凝集す
ることなく均質分散でき、複合材料の強度発現に寄与す
ることに着目、耐火物の強度付与材として使用する試み
を行った。

その結果特殊等方性カーボンは強度向上に効果があり、
耐スポーリング性の低下を防止することが可能であるこ
とと同時に耐食性が向上することを発見した。

この様な特殊等方性カーボンとしてはベルバールＣ（鐘
紡株式会社製）がある。

等方性であるが故に耐火物における黒鉛との併用によっ
て異方性を小さくすること、あるいは黒鉛の層間に適正
充填され、組織強化による強度発現が期待できる。従っ
て受鋼時の熱衝撃を受けた際に発生するクラックの伝播
を抑える効果がある。

即ち耐スポーリング性の改善に寄与するものである。

一方結合剤として使用する樹脂の炭化物（ボンドカーボ
ン）と黒鉛は、カーボン本来の溶鋼への溶解性及び耐摩
耗性の低さなどの問題でその使用量がある適正領域にあ
ることを求められているが、その使用量の範囲内におい
て上記等方性カーボンに置換した場合、溶鋼に対する耐
食性が飛躍的に向上する。

本発明において前記等方性カーボン以外の炭素質として
は天然または人造黒鉛、コークス、メンフェースカーボ
ン、カーボンブラックで、できるだけ高純度のものが望
ましく、５重量％より少ないと耐スポーリング性と耐ス
ラグ浸潤性の点て劣り、５０重量％より多いと高い強度
が得られず、製造面での作業性に劣る。

等方性カーボン含有量を３０％以下としたのは、併用の
対象となる黒鉛と比較して熱伝導率及び熱膨張係数が大
きく、耐スポーリング性が低下するためである。

残部を構成する耐火性骨材として、アルミナ。

マグネノア。ライムは強度及び溶鋼に対する耐食性に優
れ、シリカは通常溶融シリカとして添加され低膨張のた
め耐スポーリング性に優れる。スピネル（Ａβｚ（Ｌ−
ＭｇＯ）は溶鋼に対する耐食性に優れる。また、ジルコ
ニアは耐スラグ性に優れ、−船釣にはライム、イツトリ
アで安定化された状態で使用される。

＝実方缶例〕 本発明をアルミナ−カーボン質浸漬ノズルに関する実施
例に基づいて説明する。

第１表に示す耐火原料の配合物にバインダーとしてフェ
ノール樹脂を用いて成形用配合物を調整した。それをア
イソスタチックプレス→乾燥→焼成工程を経て、浸漬ノ
ズルを得た。その特性を比較例とともに示す。

比較例１は従来の手法によるアルミナ・カーボン質浸漬
ノズルである。比較例２は金属シリコンを多量に使用し
て強度向上をはかったものである。

強度は向上しているが、それ以上に弾性率が向上し、耐
スポーリング性が著しく低下する。

これに対して、実施例は本特許請求の範囲の特殊等方性
カーボンを天然の鱗状黒鉛と併用している。実施例では
強度向上があるにもかかわらず、弾性率はわずかな上昇
にとどまり、耐スポーリング性は向上している。

浸漬ノズルのように耐スポーリング性が重視される耐火
物にとって耐スポーリング性を犠牲にすることなく、強
度を向上させることは実用上非常に有効である。実際に
、実施例３に示す浸漬ノズルを１５Ｑｔｏｎ鍋で使用し
た結果、従来品に比べて１．３〜１．５倍の耐用性を得
た。

（以下、この頁余白） 第１表の２ 〔発明の効果二 本発肋の鋳造ノズルによって以下の効果を奏することが
できる。

（１）　　カーボン質材に球状の等方性カーボンを使用
しているために、耐火物の異方性を小さくする効果と黒
鉛層間に適正充填されることによる組織強化で、熱衝撃
によるクシツクの伝播を抑える効果がある。

（２）　　球状の等方性カーボンはハードカーボンであ
りながら弾性率の上昇が小さく、強度向上の効果が見ら
れ、耐スポーリング性の向上に効果的である。

（３）　　溶銅に対する耐摩耗性が良好であり、耐食性
の改善にも大きく寄与する。

特許出願人　　黒崎窯業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．球状ないし粒状のフェノールホルムアルデヒド樹脂
   を６００〜３０００℃で炭化焼成した粒径１ｍｍ以下の
   球状ないし粒状の特殊等方性カーボン粉末を３〜３０重
   量％を含む炭素質の合計が５０重量％以下であり、残部
   がＡｌ＿２Ｏ＿３，ＳｉＯ＿２，ＣａＯ，ＭｇＯのうち
   一種または二種以上を含有する耐火物性骨材と結合材か
   らなる鋳造ノズル。