JPH04270039A

JPH04270039A - 連続鋳造用浸漬ノズル

Info

Publication number: JPH04270039A
Application number: JP5307291A
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: 1991-02-26
Filing date: 1991-02-26
Publication date: 1992-09-25

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋼の連続鋳造において
、溶鋼をタンディッ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。

【０００２】

【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火物が一般に使用
されている。しかし、耐火物中のシリカは溶鋼中にＭｎ
、Ａｌ、Ｔｉといった還元性の強い元素と反応し溶鋼中
に溶け出すため、溶鋼に対する耐蝕性に問題を生ずる。

【０００３】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１−４０７９０）、
溶鋼に対する耐蝕性の確保が図られている。

【０００４】また、低膨張材料としてシリカ以外の粘土
、ジルコン等のＳｉＯ２　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Ｍｎ、Ａｌ、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６１−８３６７３号公報）。

【０００５】

【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。

【０００６】また、ＳｉＯ２を含有する酸化物の場合に
は、酸化物中のＳｉＯ２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。

【０００７】以上のような問題点に鑑み、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
。

【０００８】

【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、該ノズル構成成分のうち
、シリカ含有率を５ｗｔ％以下とし、且つ１２〜３０ｗ
ｔ％の気孔率を有するアルミナを５０〜８０ｗｔ％含有
したことを特徴とする連続鋳造用浸漬ノズルに関するも
のである。

【０００９】

【作用】発明者等は、浸漬ノズルの耐蝕性を確保するた
めにシリカ含有率を問題にならない程度まで低減し、そ
の上で高膨張率を示すアルミナの添加方法を変更するこ
とで、シリカ含有率低減に基づく耐スポーリング性の低
下を補償できる連続鋳造用浸漬ノズルの研究開発を続け
てきた。　その結果、高気孔率を有するアルミナを、浸
漬ノズルの構成成分として添加することで、耐スポーリ
ング性の大幅な改善に成功した。

【００１０】アルミナは浸漬ノズルに耐蝕性を付与する
役割を持っているが、熱膨張率は８．６×１０−６（１
／℃）と大きな値を示す。したがって、耐蝕性向上の面
からシリカ含有率を下げ、アルミナ含有率を単純に増す
と、耐スポーリング性は低下することになる。これに対
して、高気孔率のアルミナを使用すれば、見掛けの熱膨
張率が低下し、浸漬ノズルの耐スポーリング性は向上す
る。従来から耐火物に使用されているアルミナの気孔率
は、電融品、焼結品共に８％程度である。この程度の気
孔率では、アルミナの熱膨張率を小さくし、ノズルの耐
スポーリング性を高める効果は得られない。

【００１１】これに比べ、本発明で使用するアルミナは
１２〜３０％の高気孔率を有することが特徴で、その結
果熱膨張率は従来の１／２〜１／４程度に減少し、シリ
カと同等の低膨張率を実現できる。このような高気孔率
のアルミナは、例えば結晶サイズが１μｍ以下の超微粉
アルミナにアルカリを添加し造粒、焼成することで得ら
れる。この場合、アルミナの気孔は焼成過程でアルカリ
分が揮発することにより形成されるため、造粒段階で添
加するアルカリ分を調整することで任意の気孔率のアル
ミナを得ることが可能となる。　ここで、アルミナの気
孔率を１２〜３０％に特定した理由は、１２％未満では
浸漬ノズルに不可欠な耐スポーリング性に劣り、３０％
以上では気孔率が大きくなりすぎ強度が低下するためで
ある。また、アルミナの含有率は５０〜８０ｗｔ％とす
る。５０ｗｔ％未満では耐蝕性が不十分となり、８０ｗ
ｔ％を超えると高気孔率のアルミナを使用しても耐スポ
ーリング性が低下する。

【００１２】低膨張性を有するシリカは、先に述べたよ
うに浸漬ノズルの耐スポーリング性を高める上で重要な
役割を果たすが、溶鋼中にＭｎ、Ａｌ、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
反応しノズルの耐蝕性を低下させる。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５ｗｔ％を超えると、耐蝕
性が急激に低下するためである。

【００１３】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、一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５〜５０ｗｔ％程度が好ま
しい。５ｗｔ％未満では耐スポーリング性に劣り、５０
ｗｔ％を超えると黒鉛の酸化や溶鋼中への溶出により溶
鋼及び溶鋼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。

【００１４】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。

【００１５】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Ａｌ、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。

【００１６】以上に示した、シリカ含有率を５ｗｔ％以
下とし、１２〜３０％の気孔率を有するアルミナを５０
〜８０ｗｔ％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。

【００１７】

【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。表１に示した原料配合物に樹脂パイン
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１．０ｔ／ｃｍ２
の圧力でノズル形状に成形した。なお、ここで使用した
アルミナの粒径は１０〜４００μｍである。

【００１８】

【表１ａ】

【００１９】

【表１ｂ】

【００２０】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
９０ｍｍφ、突出孔径７０ｍｍφ、突出孔角度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０．０８ｗｔ％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。表３に、実施例及び比較例の品質評
価結果を示す。

【００２１】

【表２ａ】

【００２２】

【表２ｂ】

【００２３】表２ａ，ｂに示す如く、実施例はシリカ含
有率を５ｗｔ％以下とし、且つ１２〜３０％の気孔率を
有するアルミナを５０〜８０ｗｔ％含有することで、浸
漬ノズルの耐蝕性並びに耐スポーリング性が向上し、そ
の結果溶損速度は０．００５ｍｍ／ｍｉｎ以下に抑えら
れ、４００分間割れ発生なしに鋳造できた。　また、実
施例の浸漬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。

【００２４】アルミナの気孔率が小さく比較例１のノズ
ルでは、耐スポーリング性が劣り、鋳造開始後２００分
でノズルに亀裂が生じた。溶損速度は０．００５ｍｍ／
ｍｉｎ　と小さく、耐蝕性に関しては良好であった。こ
のため、膨れ欠陥の発生は見られなかった。また、アル
ミナの気孔率が大きい比較例２のノズルでは、強度が低
下したため鋳造開始後１１０分で亀裂が生じ、鋳造を中
止した。このノズルは、シリカを全く含まないため、溶
損速度は０．００２５ｍｍ／ｍｉｎ　と小さく、耐蝕性
は良好であった。この場合も、冷間圧延後膨れ欠陥は全
く発生しなかった。アルミナの含有率が高い比較例３の
ノズルでは、溶損速度は０．００４ｍｍ／ｍｉｎと小さ
く、膨れ欠陥は発生しなかった。しかし、耐スポーリン
グ性に問題があったため、鋳造開始から１７０分でノズ
ルに割れが生じ、湯漏れを起こした。比較例４ではアル
ミナの含有率が小さく、黒鉛の含有率が大きくなったた
め、溶損速度は０．０５ｍｍ／ｍｉｎと速くなり、膨れ
欠陥も多発した。しかし、高膨張性のアルミナが少なく、低膨張性の黒鉛
が多いため、ノズルの耐スポーリング性は良好で、４０
０分間鋳造しても割れの発生は見られなかった。比較例
５では、シリカ含有率が多くなったため、溶損速度は０
．０２５と大きくなり、冷間圧延後の板には膨れ欠陥が
発生した。しかし、シリカを含有することで耐スポーリ
ング性は向上し、４００分間鋳造しても割れの問題は生
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。

【００２５】

【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】

【請求項１】　　アルミナ黒鉛質溶鋼鋳造用ノズルにお
いて、該ノズル構成成分のうち、シリカ含有率を５ｗｔ
％以下とし、且つ１２〜３０％の気孔率を有するアルミ
ナを５０〜８０ｗｔ％含有したことを特徴とする連続鋳
造用浸漬ノズル。