JPH05269558A - 高耐用性鋳造ノズル - Google Patents
高耐用性鋳造ノズルInfo
- Publication number
- JPH05269558A JPH05269558A JP4065788A JP6578892A JPH05269558A JP H05269558 A JPH05269558 A JP H05269558A JP 4065788 A JP4065788 A JP 4065788A JP 6578892 A JP6578892 A JP 6578892A JP H05269558 A JPH05269558 A JP H05269558A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- casting nozzle
- burning
- spherical
- resistance
- strength
- Prior art date
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- Pending
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- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 強度、耐スポーリング性、耐食性のバランス
が良く、耐用性に優れた耐火物からなる鋳造ノズルの提
供。 【構成】 球状ないし粒状をなす分子鎖の３次元架橋構
造により熱不融性を有するため炭化焼成後も焼成前の形
状を維持でき、炭化焼成後、１ｍｍ以下の球状ないし粒
状の等方性カーボン化する特殊超高分子フェノールを
０．５〜１５重量％含む炭素質を合計５０重量％以下含
有し、残部がＡｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、ＺｒＯ2 、Ｃａ
Ｏ、ＭｇＯのうち１種又は２種以上を含有する耐火性骨
材と結合剤から構成することによって、焼成後に生成す
るマイクロスペースにより弾性率が低下するにもかかわ
らず、曲げ強さを維持でき、大幅に耐スポーリング性の
向上を達成できる。
が良く、耐用性に優れた耐火物からなる鋳造ノズルの提
供。 【構成】 球状ないし粒状をなす分子鎖の３次元架橋構
造により熱不融性を有するため炭化焼成後も焼成前の形
状を維持でき、炭化焼成後、１ｍｍ以下の球状ないし粒
状の等方性カーボン化する特殊超高分子フェノールを
０．５〜１５重量％含む炭素質を合計５０重量％以下含
有し、残部がＡｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、ＺｒＯ2 、Ｃａ
Ｏ、ＭｇＯのうち１種又は２種以上を含有する耐火性骨
材と結合剤から構成することによって、焼成後に生成す
るマイクロスペースにより弾性率が低下するにもかかわ
らず、曲げ強さを維持でき、大幅に耐スポーリング性の
向上を達成できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、取鍋とタンディッシュ
間、タンディッシュとモールド間で流量制御を行うスラ
イディングノズルあるいはノズルプレート、ロングノズ
ル、浸漬ノズル等の連続鋳造用ノズルに関する。
間、タンディッシュとモールド間で流量制御を行うスラ
イディングノズルあるいはノズルプレート、ロングノズ
ル、浸漬ノズル等の連続鋳造用ノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】これらの連続鋳造用ノズルに使用される
耐火物は、安定した鋼の鋳造が行われて良好な品質の鋼
を得るためには、優れた耐スポーリング性、耐食性、気
密性を有することが要求される。
耐火物は、安定した鋼の鋳造が行われて良好な品質の鋼
を得るためには、優れた耐スポーリング性、耐食性、気
密性を有することが要求される。
【０００３】このため、従来から、酸化物とカーボンを
含む非酸化物との複合耐火材が使用されている。たとえ
ば、ロングノズル、浸漬ノズルにはアルミナ−黒鉛質や
ジルコニア−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カ
ーボンとを組み合わせたものである。
含む非酸化物との複合耐火材が使用されている。たとえ
ば、ロングノズル、浸漬ノズルにはアルミナ−黒鉛質や
ジルコニア−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カ
ーボンとを組み合わせたものである。
【０００４】さらに、連続鋳造用ノズルに使用される耐
火物としては、これに加えて、溶鋼流や操業時の機械的
制御により発生する大きな機械的荷重や衝撃に耐えるた
め、高い機械的強度が必要である。
火物としては、これに加えて、溶鋼流や操業時の機械的
制御により発生する大きな機械的荷重や衝撃に耐えるた
め、高い機械的強度が必要である。
【０００５】従来、この耐火物の機械的強度を向上させ
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骨材を添加し組織
を緻密にする方法、アルミニウム，シリコン等の金属を
添加し、耐火物の焼成過程において添加金属に起因する
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が適用されてきた。
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骨材を添加し組織
を緻密にする方法、アルミニウム，シリコン等の金属を
添加し、耐火物の焼成過程において添加金属に起因する
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が適用されてきた。
【０００６】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につながる弾性率が強
度の向上と共に増大してしまう。
た場合、耐スポーリング性の低下につながる弾性率が強
度の向上と共に増大してしまう。
【０００７】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
くしたいがために、耐スポーリング性を犠牲にすること
は実用上好ましくない。
ング性、耐食性のバランスが最も重要であり、強度を高
くしたいがために、耐スポーリング性を犠牲にすること
は実用上好ましくない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、強
度、耐スポーリング性、耐食性のバランスが良く、耐用
性に優れた耐火物からなる鋳造ノズルを提供することに
ある。
度、耐スポーリング性、耐食性のバランスが良く、耐用
性に優れた耐火物からなる鋳造ノズルを提供することに
ある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、炭化焼成後も
等方性カーボン化して焼成前の球状ないし粒状形態をほ
ぼ保持しつつ焼成収縮する性質を持つ１ｍｍ径以下の熱
不融型自硬化性超高分子フェノールホルムアルデヒド樹
脂（以下特殊超高分子フェノールという）を耐火物中に
配合することが上記目的を達成するために最も有効であ
るという知見に基づき完成した。
等方性カーボン化して焼成前の球状ないし粒状形態をほ
ぼ保持しつつ焼成収縮する性質を持つ１ｍｍ径以下の熱
不融型自硬化性超高分子フェノールホルムアルデヒド樹
脂（以下特殊超高分子フェノールという）を耐火物中に
配合することが上記目的を達成するために最も有効であ
るという知見に基づき完成した。
【００１０】すなわち、本発明の鋳造ノズルは、球状な
いし粒状をなす分子鎖の３次元架橋構造により熱不融性
を有するため、炭化焼成後も焼成前の形状を維持でき、
炭化焼成後１ｍｍ以下の球状ないし粒状の等方性カーボ
ン化する特殊超高分子フェノールを０．５〜１５重量％
含む炭素質を合計５０重量％以下含有し、残部がＡｌ2
Ｏ3 、ＳｉＯ2 、ＺｒＯ2 、ＣａＯ、ＭｇＯのうち１種
又は２種以上を含有する耐火性骨材と結合剤からなるこ
とを特徴とする。
いし粒状をなす分子鎖の３次元架橋構造により熱不融性
を有するため、炭化焼成後も焼成前の形状を維持でき、
炭化焼成後１ｍｍ以下の球状ないし粒状の等方性カーボ
ン化する特殊超高分子フェノールを０．５〜１５重量％
含む炭素質を合計５０重量％以下含有し、残部がＡｌ2
Ｏ3 、ＳｉＯ2 、ＺｒＯ2 、ＣａＯ、ＭｇＯのうち１種
又は２種以上を含有する耐火性骨材と結合剤からなるこ
とを特徴とする。
【００１１】特殊超高分子フェノールは、分子鎖が３次
元架橋をとるため熱不融性を有し、且つ溶剤に可溶な部
分が５％以下で、事実上分子量測定が不可能なレベル
（数十万以上）のフェノール樹脂である。
元架橋をとるため熱不融性を有し、且つ溶剤に可溶な部
分が５％以下で、事実上分子量測定が不可能なレベル
（数十万以上）のフェノール樹脂である。
【００１２】等方性カーボン以外の炭素質としては天然
又は人造黒鉛、コークス、メソフェイズカーボン、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
性の点で劣り、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。
又は人造黒鉛、コークス、メソフェイズカーボン、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
性の点で劣り、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。
【００１３】残部を構成する耐火物性骨材としては、ア
ルミナ、スピネル（Ａｌ2 Ｏ3 −ＭｇＯ）、ジルコニア
等が好適に使用できる。アルミナは強度及び溶鋼に対す
る耐食性に優れ、スピネルは溶鋼に対する浸食性に優
れ、耐スラグ性に優れるジルコニアは一般的にはライム
（ＣａＯ）で安定化された状態で使用される。また、ジ
ルコニアライムはアルミナと低融点化合物を生成するこ
とにより付着防止材質として使用される。
ルミナ、スピネル（Ａｌ2 Ｏ3 −ＭｇＯ）、ジルコニア
等が好適に使用できる。アルミナは強度及び溶鋼に対す
る耐食性に優れ、スピネルは溶鋼に対する浸食性に優
れ、耐スラグ性に優れるジルコニアは一般的にはライム
（ＣａＯ）で安定化された状態で使用される。また、ジ
ルコニアライムはアルミナと低融点化合物を生成するこ
とにより付着防止材質として使用される。
【００１４】
【作用】カーボン系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のような難黒鉛化
炭素に分けられ、耐火物に与える弾性的影響から、各々
ソフトカーボン、ハードカーボンとも呼ばれる。
のような易黒鉛化炭素と樹脂の炭化物のような難黒鉛化
炭素に分けられ、耐火物に与える弾性的影響から、各々
ソフトカーボン、ハードカーボンとも呼ばれる。
【００１５】ソフトカーボンのなかで、コークス生成時
に経由する軟化溶融状態で見られる炭素質メソフェイズ
カーボンについては、加熱時にマイクロメソフェイズか
らバルクメソフェイズ化する際の合体作用、軟化溶融に
よる空隙充填作用による強度付与作用があることと併せ
てソフトカーボンであるため弾性率の上昇が少ない。こ
のため、耐スポーリング性の向上に効果的であり、すで
に耐火物に広く利用されていることはよく知られてい
る。
に経由する軟化溶融状態で見られる炭素質メソフェイズ
カーボンについては、加熱時にマイクロメソフェイズか
らバルクメソフェイズ化する際の合体作用、軟化溶融に
よる空隙充填作用による強度付与作用があることと併せ
てソフトカーボンであるため弾性率の上昇が少ない。こ
のため、耐スポーリング性の向上に効果的であり、すで
に耐火物に広く利用されていることはよく知られてい
る。
【００１６】これに対し、本発明にいう球状ないし粒状
形態をとる特殊超高分子フェノールは、平均粒子径１ｍ
ｍ以下の球状ないし粒状の等方性であるため凝集すると
なく均質分散でき、炭化焼成後の炭素はハードカーボン
に属する。
形態をとる特殊超高分子フェノールは、平均粒子径１ｍ
ｍ以下の球状ないし粒状の等方性であるため凝集すると
なく均質分散でき、炭化焼成後の炭素はハードカーボン
に属する。
【００１７】この特殊超高分子フェノールを炭化焼成す
る際に、前駆体である球状ないし粒状の樹脂形状がその
まま焼成収縮することにより、生成した等方性カーボン
の周囲に樹脂の揮発部分が、空隙いわゆるマイクロスペ
ースとして残ることに着目し、耐スポーリング性の改良
に適用した。この焼成後に生成するマイクロスペースに
より弾性率が低下するにもかかわらず、曲げ強さを維持
でき、大幅に耐スポーリング性の向上を達成できる。
る際に、前駆体である球状ないし粒状の樹脂形状がその
まま焼成収縮することにより、生成した等方性カーボン
の周囲に樹脂の揮発部分が、空隙いわゆるマイクロスペ
ースとして残ることに着目し、耐スポーリング性の改良
に適用した。この焼成後に生成するマイクロスペースに
より弾性率が低下するにもかかわらず、曲げ強さを維持
でき、大幅に耐スポーリング性の向上を達成できる。
【００１８】すなわち、本発明の鋳造用ノズルの耐火物
は、焼成後のカーボンは等方性であり、均質分散されて
いるため、耐火物における黒鉛との併用において黒鉛の
層間に適正充填され異方性を小さくできる。更に生成し
たマイクロスペースが受鋼時の熱衝撃を緩和することに
より、クラックの発生，伝播を抑える効果がある。すな
わち、耐スポーリング性の改善に寄与するものである。
は、焼成後のカーボンは等方性であり、均質分散されて
いるため、耐火物における黒鉛との併用において黒鉛の
層間に適正充填され異方性を小さくできる。更に生成し
たマイクロスペースが受鋼時の熱衝撃を緩和することに
より、クラックの発生，伝播を抑える効果がある。すな
わち、耐スポーリング性の改善に寄与するものである。
【００１９】特殊超高分子フェノール含有量を０．５％
以上としたのは、０．５％未満では耐スポーリング性の
改善に必要なマイクロスペースが得られないからであ
る。また上限を１５重量％としたのは、１５重量％を超
えるとマイクロスペースが過剰となり、高気孔，低強度
化し、鋳造用ノズルとして求められる実用上の強度が得
られないためである。
以上としたのは、０．５％未満では耐スポーリング性の
改善に必要なマイクロスペースが得られないからであ
る。また上限を１５重量％としたのは、１５重量％を超
えるとマイクロスペースが過剰となり、高気孔，低強度
化し、鋳造用ノズルとして求められる実用上の強度が得
られないためである。
【００２０】
【実施例】本発明をアルミナ・カーボン質、ジルコニア
・カーボン質、ジルコニア・ライム・カーボン質等で構
成した浸漬ノズルに適用した実施例に基づいて説明す
る。表１及び表２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、
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。
・カーボン質、ジルコニア・ライム・カーボン質等で構
成した浸漬ノズルに適用した実施例に基づいて説明す
る。表１及び表２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、
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。
【００２１】
【表１】
【表２】 各実施例は、所定量範囲の特殊超高分子フェノールを含
有したアルミナ・カーボン質であり、強度を維持しつつ
適度なマイクロスペースの生成により弾性率が低下し、
耐スポーリング性の改善に寄与している。
有したアルミナ・カーボン質であり、強度を維持しつつ
適度なマイクロスペースの生成により弾性率が低下し、
耐スポーリング性の改善に寄与している。
【００２２】比較例１は従来のアルミナ・カーボン質で
あり、比較例２は、金属シリコンを多量に使用して強度
向上を図ったものである。強度は向上しているものの、
それ以上に弾性率が増加し、耐スポーリング性が著しく
低下する。比較例３は、特殊超高分子フェノール含有量
が規定量以下であり、生成するマイクロスペースが少な
く、耐スポーリング性を改善するまでには弾性率が低下
しない。比較例４は含有量が規定量以上の場合であり、
多量のマイクロスペースの生成により高気孔，低強度化
し鋳造ノズルに求められる実用強度に満たない。比較例
５は、炭素質の合計が５０重量％を超え、比較例４と同
様実用に供せない。
あり、比較例２は、金属シリコンを多量に使用して強度
向上を図ったものである。強度は向上しているものの、
それ以上に弾性率が増加し、耐スポーリング性が著しく
低下する。比較例３は、特殊超高分子フェノール含有量
が規定量以下であり、生成するマイクロスペースが少な
く、耐スポーリング性を改善するまでには弾性率が低下
しない。比較例４は含有量が規定量以上の場合であり、
多量のマイクロスペースの生成により高気孔，低強度化
し鋳造ノズルに求められる実用強度に満たない。比較例
５は、炭素質の合計が５０重量％を超え、比較例４と同
様実用に供せない。
【００２３】比較例６は、従来の耐スラグ性が要求され
る部位、たとえば、スラグライン用材質としてジルコニ
ア・カーボン質を使用した例を示す。比較例７は、従来
のノズル閉塞を防ぐ付着防止用材質としてジルコニア・
ライム・カーボン質を使用した例である。
る部位、たとえば、スラグライン用材質としてジルコニ
ア・カーボン質を使用した例を示す。比較例７は、従来
のノズル閉塞を防ぐ付着防止用材質としてジルコニア・
ライム・カーボン質を使用した例である。
【００２４】実施例７及び８は、各々比較例６及び７に
対し特殊超高分子フェノールを適用したものであり、弾
性率の低下による耐スポーリング性の改善効果が見られ
る。実際に実施例２，７，８を適用した浸漬ノズルをＡ
製鋼所Ｂ工場の１３０トン鍋で使用した結果、従来品に
比べて１．３〜１．５倍耐用性が向上した。
対し特殊超高分子フェノールを適用したものであり、弾
性率の低下による耐スポーリング性の改善効果が見られ
る。実際に実施例２，７，８を適用した浸漬ノズルをＡ
製鋼所Ｂ工場の１３０トン鍋で使用した結果、従来品に
比べて１．３〜１．５倍耐用性が向上した。
【００２５】
【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏する。
【００２６】（１）特殊超高分子フェノールが炭化焼成
する際に、前駆体である球状ないし粒状の樹脂形状がそ
のまま焼成収縮することにより、生成した等方性カーボ
ンの周囲に樹脂の揮発部分が、マイクロスペースとして
残ることにより弾性率が低下する。
する際に、前駆体である球状ないし粒状の樹脂形状がそ
のまま焼成収縮することにより、生成した等方性カーボ
ンの周囲に樹脂の揮発部分が、マイクロスペースとして
残ることにより弾性率が低下する。
【００２７】（２）焼成後のカーボンは前駆体である球
状ないし粒状の樹脂形状がそのまま焼成収縮した等方性
であり、凝集することなく均一分散でき、黒鉛との併用
において黒鉛の層間に適正充填され異方性を小さくでき
る。
状ないし粒状の樹脂形状がそのまま焼成収縮した等方性
であり、凝集することなく均一分散でき、黒鉛との併用
において黒鉛の層間に適正充填され異方性を小さくでき
る。
【００２８】（３）このように、熱衝撃によるクラック
の発生、伝播を抑える効果があり、耐スポーリング性の
向上に効果的であり、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強度を維持しながら耐
スポーリング性を飛躍的に改善できることは実用上非常
に有効である。
の発生、伝播を抑える効果があり、耐スポーリング性の
向上に効果的であり、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強度を維持しながら耐
スポーリング性を飛躍的に改善できることは実用上非常
に有効である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｌ 61/10 ＬＭＳ 8215−4Ｊ
Claims (1)
- 【請求項１】 球状ないし粒状をなす分子鎖の３次元架
橋構造により熱不融性を有するため炭化焼成後も焼成前
の形状を維持でき、炭化焼成後１ｍｍ以下の球状ないし
粒状の特殊等方性カーボン化する特殊超高分子フェノー
ルを０．５〜１５重量％含む炭素質を合計５０重量％以
下含有し、残部がＡｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、ＺｒＯ2 、Ｃ
ａＯ、ＭｇＯのうち１種又は２種以上を含有する耐火性
骨材と結合剤からなる高耐用性鋳造ノズル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4065788A JPH05269558A (ja) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | 高耐用性鋳造ノズル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4065788A JPH05269558A (ja) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | 高耐用性鋳造ノズル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05269558A true JPH05269558A (ja) | 1993-10-19 |
Family
ID=13297127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4065788A Pending JPH05269558A (ja) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | 高耐用性鋳造ノズル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05269558A (ja) |
-
1992
- 1992-03-24 JP JP4065788A patent/JPH05269558A/ja active Pending
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