JPH04270041A - 鋳造用ノズル耐火物 - Google Patents
鋳造用ノズル耐火物Info
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- JPH04270041A JPH04270041A JP3055801A JP5580191A JPH04270041A JP H04270041 A JPH04270041 A JP H04270041A JP 3055801 A JP3055801 A JP 3055801A JP 5580191 A JP5580191 A JP 5580191A JP H04270041 A JPH04270041 A JP H04270041A
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Landscapes
- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鋳造用ノズル耐火物に
関し、特にビレット鋳造やブルーム鋳造に用いて好適な
耐食性に優れた鋳造用ノズル耐火物に関する。
関し、特にビレット鋳造やブルーム鋳造に用いて好適な
耐食性に優れた鋳造用ノズル耐火物に関する。
【０００２】
【従来の技術】鋳造用ノズル耐火物中には、スライディ
ングプレートの上部および下部に配置されて用いられる
上部ノズル、下部ノズル等がある。これらのノズルはそ
の使用される状況から耐食性ならびに耐熱衝撃性が要求
されることが多い。このような特性を指向するものとし
、例えば上部および下部ノズルの材質としては特開昭５
９−１８１５８号公報に記載されているようなスピネル
・カーボン質耐火物が知られている。また、特に、下部
ノズル用の耐火物としては、特開昭５８−１０４０６３
号公報に記載されているようなアルミナ・カーボン質
耐火物が知られ、その他にもジルコニア質耐火物等が従
来から使用されており、それぞれに実効を奏しているこ
とは周知のとおりである。
ングプレートの上部および下部に配置されて用いられる
上部ノズル、下部ノズル等がある。これらのノズルはそ
の使用される状況から耐食性ならびに耐熱衝撃性が要求
されることが多い。このような特性を指向するものとし
、例えば上部および下部ノズルの材質としては特開昭５
９−１８１５８号公報に記載されているようなスピネル
・カーボン質耐火物が知られている。また、特に、下部
ノズル用の耐火物としては、特開昭５８−１０４０６３
号公報に記載されているようなアルミナ・カーボン質
耐火物が知られ、その他にもジルコニア質耐火物等が従
来から使用されており、それぞれに実効を奏しているこ
とは周知のとおりである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記特開昭５９−１８
１５８号公報および特開昭５８−１０４０６３ 号公報
により提案されているカーボン含有耐火物は、一般に高
い熱伝導度を有していて、耐スポーリング性の点からは
有利である。また、それらノズル耐火物が示す特性上、
ノズルの孔径が比較的大きい、例えば５０〜１００ｍｍ
以上となるような太いノズル耐火物の場合には、ほと
んど問題なく使用されている。
１５８号公報および特開昭５８−１０４０６３ 号公報
により提案されているカーボン含有耐火物は、一般に高
い熱伝導度を有していて、耐スポーリング性の点からは
有利である。また、それらノズル耐火物が示す特性上、
ノズルの孔径が比較的大きい、例えば５０〜１００ｍｍ
以上となるような太いノズル耐火物の場合には、ほと
んど問題なく使用されている。
【０００４】ところが、ビレット鋳造やブルーム鋳造に
使用されるような孔径が１０〜５０ｍｍ未満の細いノズ
ル耐火物では、耐火物が有する高い熱伝導性が太いノズ
ルの場合とは反対に、不利な方向に働くことがわかって
きた。 すなわち、耐火物の熱伝導度が高いと、ノズル孔内を流
れる溶鋼からの熱放散量が大となり、溶鋼の流量が少な
い細いノズルの場合には、溶鋼がノズルを通過する間に
急激に冷却して溶鋼の温度が鋳造可能な温度以下に低下
したり、溶鋼が冷却して流動性を失ってノズルを閉塞す
るに至る等、鋳造が不可能となるという問題点があった
。
使用されるような孔径が１０〜５０ｍｍ未満の細いノズ
ル耐火物では、耐火物が有する高い熱伝導性が太いノズ
ルの場合とは反対に、不利な方向に働くことがわかって
きた。 すなわち、耐火物の熱伝導度が高いと、ノズル孔内を流
れる溶鋼からの熱放散量が大となり、溶鋼の流量が少な
い細いノズルの場合には、溶鋼がノズルを通過する間に
急激に冷却して溶鋼の温度が鋳造可能な温度以下に低下
したり、溶鋼が冷却して流動性を失ってノズルを閉塞す
るに至る等、鋳造が不可能となるという問題点があった
。
【０００５】一方、ジルコニア質耐火物は、カーボン含
有耐火物よりも熱伝導度に関しての難点は見られないが
、その反面、耐スポーリング性が悪く、しかも溶鋼また
はスラグが浸透し易いために、これらの浸透によってノ
ズルの溶損が促進されると言う問題点があった。特にブ
ルーム鋳造やビレット鋳造の際には、このような溶損に
よるノズルの孔径の拡大が生ずると、その拡大の程度が
たとえわずかであっても、溶鋼の流量が増え、鋳造速度
に敏感に影響を与え、鋼の品質の低下を招く原因となっ
ていた。本発明は、在来のノズル耐火物における耐スポ
ーリング性を改善するとともに、溶鋼およびスラグの浸
透防止機能に優れたノズル耐火物の提供を目的とするも
のである。
有耐火物よりも熱伝導度に関しての難点は見られないが
、その反面、耐スポーリング性が悪く、しかも溶鋼また
はスラグが浸透し易いために、これらの浸透によってノ
ズルの溶損が促進されると言う問題点があった。特にブ
ルーム鋳造やビレット鋳造の際には、このような溶損に
よるノズルの孔径の拡大が生ずると、その拡大の程度が
たとえわずかであっても、溶鋼の流量が増え、鋳造速度
に敏感に影響を与え、鋼の品質の低下を招く原因となっ
ていた。本発明は、在来のノズル耐火物における耐スポ
ーリング性を改善するとともに、溶鋼およびスラグの浸
透防止機能に優れたノズル耐火物の提供を目的とするも
のである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明では、ジルコニア（ＺｒＯ２）質耐火物にチ
タニア（ＴｉＯ２）を０．２〜１５重量％の範囲にて添
加することとした。したがって本発明は、ジルコニア８
５〜９９．８重量％およびチタニア０．２ 〜１５重量
％を含有する耐火物原料より構成されることを特徴とす
る鋳造用ノズル耐火物を要旨とする。チタニアの添加量
が０．２ 重量％未満であると所期のスラグ浸透防止効
果が得られず、また１５重量％を超えると低融点物の生
成量が多くなり、過度となって耐食性が劣化する。前記
の範囲にて、望ましいチタニアの添加量は３〜１０重量
％である。チタニアは、アナターゼ型またはルチル型の
いずれを問わず使用でき、その粒度は特に限定されるこ
とはない。また、使用されるジルコニアは原料状態時に
ＭｇＯ，ＣａＯ，Ｙ２Ｏ３ 等の金属酸化物で安定化さ
れたもの、あるいは原料状態時には安定化されていない
ものの何れが使用されていてもよい。
に、本発明では、ジルコニア（ＺｒＯ２）質耐火物にチ
タニア（ＴｉＯ２）を０．２〜１５重量％の範囲にて添
加することとした。したがって本発明は、ジルコニア８
５〜９９．８重量％およびチタニア０．２ 〜１５重量
％を含有する耐火物原料より構成されることを特徴とす
る鋳造用ノズル耐火物を要旨とする。チタニアの添加量
が０．２ 重量％未満であると所期のスラグ浸透防止効
果が得られず、また１５重量％を超えると低融点物の生
成量が多くなり、過度となって耐食性が劣化する。前記
の範囲にて、望ましいチタニアの添加量は３〜１０重量
％である。チタニアは、アナターゼ型またはルチル型の
いずれを問わず使用でき、その粒度は特に限定されるこ
とはない。また、使用されるジルコニアは原料状態時に
ＭｇＯ，ＣａＯ，Ｙ２Ｏ３ 等の金属酸化物で安定化さ
れたもの、あるいは原料状態時には安定化されていない
ものの何れが使用されていてもよい。
【０００７】前記ジルコニアとチタニアと以外に耐火物
に含まれる不純物の量は、２重量％以下とするのが望ま
しい。本発明に係る鋳造用ノズル耐火物は、前述したよ
うな主としてジルコニアとチタニアとを含有する耐火物
原料にバインダーおよび水を加えて混合、混練した後、
所定のノズル形状に成形し、焼成するという工程によっ
て製造されるものである。
に含まれる不純物の量は、２重量％以下とするのが望ま
しい。本発明に係る鋳造用ノズル耐火物は、前述したよ
うな主としてジルコニアとチタニアとを含有する耐火物
原料にバインダーおよび水を加えて混合、混練した後、
所定のノズル形状に成形し、焼成するという工程によっ
て製造されるものである。
【０００８】
【作用】ジルコニアはチタニアの存在下で耐火物原料中
の金属酸化物（ＭｇＯ・ＣａＯ ・Ｙ２Ｏ３等のうちの
ＣａＯ）またはスラグ中の酸化カルシウムＣａＯ と反
応してカルシウム・チタニウム・ジルコニウムオキサイ
ド（ＣａＯ・ＴｉＯ２・３ＺｒＯ２）を生成する。また
、 ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３等の金属酸化物で安定化されたジ
ルコニアは、これらの金属酸化物の中のＣａＯ とチタ
ニアとで前記のカルシウム・チタニウム・ジルコニウム
オキサイドあるいはそのカルシウム・チタニウム・ジル
コニウムオキサイドのＣａＯ が ＭｇＯまたはＹ２Ｏ
３等で置き換わった形のマグネシウム・チタニウム・ジ
ルコニウムオキサイドまたはイットリウム・チタニウム
・ジルコニウムオキサイド等を生成する。これらの生成
物は、耐火物組織内の間隙孔、すなわち開放気孔を密閉
化する働きを持ち、この働きによって耐火物内への溶鋼
やスラグの浸透が防止される。また、これらの生成物は
低融点物であるため、過大な生成量でない限り鋳造に要
する高温の条件下において生成物の一部が溶融し、熱衝
撃に対する緩衝材として機能する。その結果、耐火物の
熱応力が緩和されて熱スポーリングの発生が抑制される
。
の金属酸化物（ＭｇＯ・ＣａＯ ・Ｙ２Ｏ３等のうちの
ＣａＯ）またはスラグ中の酸化カルシウムＣａＯ と反
応してカルシウム・チタニウム・ジルコニウムオキサイ
ド（ＣａＯ・ＴｉＯ２・３ＺｒＯ２）を生成する。また
、 ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３等の金属酸化物で安定化されたジ
ルコニアは、これらの金属酸化物の中のＣａＯ とチタ
ニアとで前記のカルシウム・チタニウム・ジルコニウム
オキサイドあるいはそのカルシウム・チタニウム・ジル
コニウムオキサイドのＣａＯ が ＭｇＯまたはＹ２Ｏ
３等で置き換わった形のマグネシウム・チタニウム・ジ
ルコニウムオキサイドまたはイットリウム・チタニウム
・ジルコニウムオキサイド等を生成する。これらの生成
物は、耐火物組織内の間隙孔、すなわち開放気孔を密閉
化する働きを持ち、この働きによって耐火物内への溶鋼
やスラグの浸透が防止される。また、これらの生成物は
低融点物であるため、過大な生成量でない限り鋳造に要
する高温の条件下において生成物の一部が溶融し、熱衝
撃に対する緩衝材として機能する。その結果、耐火物の
熱応力が緩和されて熱スポーリングの発生が抑制される
。
【０００９】
【実施例】次に、本発明に係る鋳造用ノズルの具体的な
実施例について説明する。表１においてＮｏ． １〜５
は本発明の実施例でＮｏ． ６〜９は比較例である。表
１に示す各配合の耐火物原料をフレットミルで２０分間
混練し、並型状に成形した後、１７００℃で６時間焼成
した。原料のジルコニアはＣａＯ で安定化されたもの
を種々の粒径（表１中の＃はメッシュを示す）のものを
配合して用いた。またチタニアには工業用ルチル型の平
均粒径０．２５μｍ （実施例１〜３および比較例８、
９）と平均粒径１〜０．５ｍｍ （実施例４、５）の２
種類のものを用いた。
実施例について説明する。表１においてＮｏ． １〜５
は本発明の実施例でＮｏ． ６〜９は比較例である。表
１に示す各配合の耐火物原料をフレットミルで２０分間
混練し、並型状に成形した後、１７００℃で６時間焼成
した。原料のジルコニアはＣａＯ で安定化されたもの
を種々の粒径（表１中の＃はメッシュを示す）のものを
配合して用いた。またチタニアには工業用ルチル型の平
均粒径０．２５μｍ （実施例１〜３および比較例８、
９）と平均粒径１〜０．５ｍｍ （実施例４、５）の２
種類のものを用いた。
【００１０】このようにして得られた耐火物について、
各物性、耐スポーリング性および耐食性を測定し、その
結果を表１に示す。耐スポーリング性は、耐火物を１５
００℃で３０分間急熱した後空冷するという操作を繰り
返して、亀裂が発生までの回数で表した。耐食性は、回
転浸食法により、溶鋼の温度１５５０℃、回転時間を３
０分間とした条件下で浸食試験を５回行い、鉄１００
％の溶鋼および鉄５０％とスラグ（塩基度ＣａＯ／Ｓｉ
Ｏ２） ５０％とから成る溶鋼の２種類について、溶損
量と浸透量を測定して調べた。 表１では、溶損量を比較例６の溶損量を１００ とした
場合の溶損指数で表している。また浸透量は、耐火物に
溶鋼が浸透した深さをｍｍで示した。その他の試験法は
、耐火物の通常試験に準拠して行った。
各物性、耐スポーリング性および耐食性を測定し、その
結果を表１に示す。耐スポーリング性は、耐火物を１５
００℃で３０分間急熱した後空冷するという操作を繰り
返して、亀裂が発生までの回数で表した。耐食性は、回
転浸食法により、溶鋼の温度１５５０℃、回転時間を３
０分間とした条件下で浸食試験を５回行い、鉄１００
％の溶鋼および鉄５０％とスラグ（塩基度ＣａＯ／Ｓｉ
Ｏ２） ５０％とから成る溶鋼の２種類について、溶損
量と浸透量を測定して調べた。 表１では、溶損量を比較例６の溶損量を１００ とした
場合の溶損指数で表している。また浸透量は、耐火物に
溶鋼が浸透した深さをｍｍで示した。その他の試験法は
、耐火物の通常試験に準拠して行った。
【表１】
【００１１】表１から明らかなように、チタニアが無添
加のあるいは微量しか添加されていない比較例６〜８の
耐火物では、耐スポーリング性と耐食性がともに劣る。 これに比べてチタニアの添加量が０．２ 〜１５重量％
の範囲内にある実施例１〜５では耐スポーリング性も耐
食性も良好である。しかし、チタニアの添加量が１５重
量％を超える比較例９では、耐スポーリング性は良く溶
鋼の浸透量も少ないが、溶損量は逆に増えている。これ
は、低融点物の生成量が多くなり過ぎて、この低融点物
が耐火物組織を脆弱化する結果となり、耐食性を劣化さ
せたものと考えられる。
加のあるいは微量しか添加されていない比較例６〜８の
耐火物では、耐スポーリング性と耐食性がともに劣る。 これに比べてチタニアの添加量が０．２ 〜１５重量％
の範囲内にある実施例１〜５では耐スポーリング性も耐
食性も良好である。しかし、チタニアの添加量が１５重
量％を超える比較例９では、耐スポーリング性は良く溶
鋼の浸透量も少ないが、溶損量は逆に増えている。これ
は、低融点物の生成量が多くなり過ぎて、この低融点物
が耐火物組織を脆弱化する結果となり、耐食性を劣化さ
せたものと考えられる。
【００１２】次に、これらの実施例および比較例に基づ
くノズル耐火物により実炉試験を行った。重量が２０ト
ンのタンディッシュに使用される口径１５ｍｍの上部ノ
ズルをチタニアが適量添加された前記実施例５に示され
るようなジルコニア質耐火物により作製した。同様の上
部ノズルを前記比較例７に示されるようなチタニアが無
添加のジルコニア質耐火物でも作製した。実施例５に基
づく上部ノズルと比較例７に基づく上部ノズルとを実際
に使用したところ、比較例７に基づく上部ノズルは、溶
鋼およびスラグの浸透がノズル耐火物全体に及び、これ
らの浸透による組織変化に伴って、大きな亀裂が多数生
成していた。一方、チタニアが添加された実施例５に基
づく上部ノズルでは、溶鋼およびスラグが全く浸透せず
、かつ亀裂の発生も見られなかった。
くノズル耐火物により実炉試験を行った。重量が２０ト
ンのタンディッシュに使用される口径１５ｍｍの上部ノ
ズルをチタニアが適量添加された前記実施例５に示され
るようなジルコニア質耐火物により作製した。同様の上
部ノズルを前記比較例７に示されるようなチタニアが無
添加のジルコニア質耐火物でも作製した。実施例５に基
づく上部ノズルと比較例７に基づく上部ノズルとを実際
に使用したところ、比較例７に基づく上部ノズルは、溶
鋼およびスラグの浸透がノズル耐火物全体に及び、これ
らの浸透による組織変化に伴って、大きな亀裂が多数生
成していた。一方、チタニアが添加された実施例５に基
づく上部ノズルでは、溶鋼およびスラグが全く浸透せず
、かつ亀裂の発生も見られなかった。
【００１３】なお、実施例では、本発明を上部ノズルに
適用した実炉試験について説明したが、下部ノズルまた
はロングノズル、浸漬ノズル等の鋳造ノズルにも適用可
能であり、さらに、スライディングノズルプレート等に
も本発明の耐火物は適用可能であることはいうまでもな
い。
適用した実炉試験について説明したが、下部ノズルまた
はロングノズル、浸漬ノズル等の鋳造ノズルにも適用可
能であり、さらに、スライディングノズルプレート等に
も本発明の耐火物は適用可能であることはいうまでもな
い。
【００１４】
【発明の効果】本発明に使用されるノズル耐火物は、適
量のチタニアの添加によって耐スポーリング性および耐
食性が改善され、またジルコニア質耐火物に期待される
低い熱伝導性を有している。このような特徴を持った本
発明に係る鋳造用ノズル耐火物には、次のような、効果
が具備される。 （１）亀裂の発生による液漏れが防止され、耐用寿命が
延びる。 （２） 溶損によるノズルの口径の拡大が抑制され、特
に、ブルーム鋳造やビレット鋳造の場合に、鋳造の速度
制御が困難となって鋼の品質低下を招くことがなくなり
常に、所期の高品質の鋼材の製造が可能となる。 （３） ノズルを流れる際の溶鋼の温度低下が最小に抑
えられ、ブルーム鋳造やビレット鋳造の際にも、溶鋼の
温度低下や流動不全によって鋳造が不可能となることが
回避される。
量のチタニアの添加によって耐スポーリング性および耐
食性が改善され、またジルコニア質耐火物に期待される
低い熱伝導性を有している。このような特徴を持った本
発明に係る鋳造用ノズル耐火物には、次のような、効果
が具備される。 （１）亀裂の発生による液漏れが防止され、耐用寿命が
延びる。 （２） 溶損によるノズルの口径の拡大が抑制され、特
に、ブルーム鋳造やビレット鋳造の場合に、鋳造の速度
制御が困難となって鋼の品質低下を招くことがなくなり
常に、所期の高品質の鋼材の製造が可能となる。 （３） ノズルを流れる際の溶鋼の温度低下が最小に抑
えられ、ブルーム鋳造やビレット鋳造の際にも、溶鋼の
温度低下や流動不全によって鋳造が不可能となることが
回避される。
Claims (4)
- 【請求項１】 ジルコニア８５〜９９．８重量％およ
びチタニア０．２ 〜１５重量％を含有する耐火物原料
より構成されることを特徴とする鋳造用ノズル耐火物。 - 【請求項２】 前記ジルコニアが ＣａＯ，ＭｇＯ，
Ｙ２Ｏ３ および他の金属酸化物のうちの少なくとも一
種により安定化されたものであることを特徴とする請求
項１に記載の鋳造用ノズル耐火物。 - 【請求項３】 前記安定化されたジルコニアが原料時
に金属酸化物との反応により予め安定化されたものであ
ることを特徴とする請求項２に記載の鋳造用ノズル耐火
物。 - 【請求項４】 前記安定化されたジルコニアが耐火物
組成中のジルコニアであってスラグ中の金属酸化物と反
応して安定化されたものであることを特徴とする請求項
２に記載の鋳造用ノズル耐火物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3055801A JPH04270041A (ja) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | 鋳造用ノズル耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3055801A JPH04270041A (ja) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | 鋳造用ノズル耐火物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04270041A true JPH04270041A (ja) | 1992-09-25 |
Family
ID=13009019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3055801A Pending JPH04270041A (ja) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | 鋳造用ノズル耐火物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04270041A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08188464A (ja) * | 1994-12-29 | 1996-07-23 | Shinagawa Refract Co Ltd | 連続鋳造用耐火物 |
| CN109843477A (zh) * | 2016-10-17 | 2019-06-04 | 株式会社Posco | 水口及其制造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62104655A (ja) * | 1985-10-25 | 1987-05-15 | Sumitomo Chem Co Ltd | 連続鋳造用ノズル |
| JPS6345168A (ja) * | 1986-08-08 | 1988-02-26 | 東芝セラミツクス株式会社 | 連続鋳造用浸漬ノズル |
-
1991
- 1991-02-26 JP JP3055801A patent/JPH04270041A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62104655A (ja) * | 1985-10-25 | 1987-05-15 | Sumitomo Chem Co Ltd | 連続鋳造用ノズル |
| JPS6345168A (ja) * | 1986-08-08 | 1988-02-26 | 東芝セラミツクス株式会社 | 連続鋳造用浸漬ノズル |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH08188464A (ja) * | 1994-12-29 | 1996-07-23 | Shinagawa Refract Co Ltd | 連続鋳造用耐火物 |
| CN109843477A (zh) * | 2016-10-17 | 2019-06-04 | 株式会社Posco | 水口及其制造方法 |
| EP3527305A4 (en) * | 2016-10-17 | 2019-08-21 | Posco | NOZZLE AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR |
| CN109843477B (zh) * | 2016-10-17 | 2021-12-07 | 株式会社Posco | 水口及其制造方法 |
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