JPH0557410A - 連続鋳造用浸漬ノズル - Google Patents
連続鋳造用浸漬ノズルInfo
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- JPH0557410A JPH0557410A JP3248293A JP24829391A JPH0557410A JP H0557410 A JPH0557410 A JP H0557410A JP 3248293 A JP3248293 A JP 3248293A JP 24829391 A JP24829391 A JP 24829391A JP H0557410 A JPH0557410 A JP H0557410A
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- Japan
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- cao
- refractory layer
- discharge hole
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 鋼の連続鋳造時に発生するアルミナ等の非金
属介在物のノズル閉塞を有効に抑制し、高速鋳造時に派
生する吐出孔上端の溶損を防止する。 【構成】 浸漬ノズル１の流下する溶鋼と接触する、内
孔面２、吐出孔面3a、および、吐出孔端上部外側面3b
を、 ZrO2 −CaO−C からなる耐火物層によって構成す
る。
属介在物のノズル閉塞を有効に抑制し、高速鋳造時に派
生する吐出孔上端の溶損を防止する。 【構成】 浸漬ノズル１の流下する溶鋼と接触する、内
孔面２、吐出孔面3a、および、吐出孔端上部外側面3b
を、 ZrO2 −CaO−C からなる耐火物層によって構成す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、、鋼の連続鋳造に使
用される浸漬ノズルに関するものである。詳しくいえ
ば、鋼の連続鋳造時に発生するアルミナ等の非金属介在
物の堆積によるノズル閉塞を抑制し、且つ、高速鋳造時
に派生する吐出孔上端の物理的並びに化学的溶損を防止
することが可能な連続鋳造用浸漬ノズルに関するもので
ある。
用される浸漬ノズルに関するものである。詳しくいえ
ば、鋼の連続鋳造時に発生するアルミナ等の非金属介在
物の堆積によるノズル閉塞を抑制し、且つ、高速鋳造時
に派生する吐出孔上端の物理的並びに化学的溶損を防止
することが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】鋼の連続鋳造において、ダンディッシュ
とモールドとの間に配置して使用される連続鋳造用浸漬
ノズルの従来例について述べる。鋼の連続鋳造におい
て、浸漬ノズルは、タンディッシュからモールドへの溶
鋼の流下注入での溶鋼と大気との接触を防止し、溶鋼の
酸化を防止し、および、モールド湯面上のパウダーや浮
上した非金属介在物の鋳片への巻込みを防止するための
流下溶鋼の整流化等の目的で使用される。
とモールドとの間に配置して使用される連続鋳造用浸漬
ノズルの従来例について述べる。鋼の連続鋳造におい
て、浸漬ノズルは、タンディッシュからモールドへの溶
鋼の流下注入での溶鋼と大気との接触を防止し、溶鋼の
酸化を防止し、および、モールド湯面上のパウダーや浮
上した非金属介在物の鋳片への巻込みを防止するための
流下溶鋼の整流化等の目的で使用される。
【０００３】この浸漬ノズルは、その材質が、一般的に
溶鋼の接触部位をアルミナ- グラファイト質、パウダー
と接触する部位をジルコニアグラファイト質として一体
成形したものが多用されている。近年、非金属介在物の
付着堆積を防止するため、特公平１-42786号公報に示さ
れるように、「ガス吹き込み型鋳造用ノズル」が多用化
されているが、長時間鋳造においては、アルゴンガスの
気泡の拡大に伴う鋳片品質欠陥（ピンホール等) を招い
たり、アルゴンガス導入孔の劣化に伴うガスリークが生
じ、安定して非金属介在物の付着堆積を防止することは
困難であった。
溶鋼の接触部位をアルミナ- グラファイト質、パウダー
と接触する部位をジルコニアグラファイト質として一体
成形したものが多用されている。近年、非金属介在物の
付着堆積を防止するため、特公平１-42786号公報に示さ
れるように、「ガス吹き込み型鋳造用ノズル」が多用化
されているが、長時間鋳造においては、アルゴンガスの
気泡の拡大に伴う鋳片品質欠陥（ピンホール等) を招い
たり、アルゴンガス導入孔の劣化に伴うガスリークが生
じ、安定して非金属介在物の付着堆積を防止することは
困難であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した浸漬ノズルに
おいて、低炭素アルミキルド鋼の鋳造では、鋳造中に溶
鋼が接触しながら流れるアルミナ- グラファイト質の内
壁面において、α- アルミナ等の非金属介在物が析出し
て付着堆積する。このため、浸漬ノズル内の溶鋼流路を
狭めて溶鋼吐出量を制約したり、更に、堆積の進行によ
ってノズル内孔が閉塞され、鋳造の続行は不可能にな
る。更に、付着堆積した非金属介在物が、剥離脱落し
て、鋳片へのトラップおよびモールド溶鋼の偏流に起因
するモールドパウダーの巻込みに伴う鋳片品質の悪化を
招く。
おいて、低炭素アルミキルド鋼の鋳造では、鋳造中に溶
鋼が接触しながら流れるアルミナ- グラファイト質の内
壁面において、α- アルミナ等の非金属介在物が析出し
て付着堆積する。このため、浸漬ノズル内の溶鋼流路を
狭めて溶鋼吐出量を制約したり、更に、堆積の進行によ
ってノズル内孔が閉塞され、鋳造の続行は不可能にな
る。更に、付着堆積した非金属介在物が、剥離脱落し
て、鋳片へのトラップおよびモールド溶鋼の偏流に起因
するモールドパウダーの巻込みに伴う鋳片品質の悪化を
招く。
【０００５】また、図１および図４に代表されるような
２又型の浸漬ノズルでは、２つの吐出孔に対して決して
左右の吐出孔からの溶鋼吐出流量がバランスの取れた状
態にならない。高流量側の吐出孔での溶鋼の流れは高速
度流となり、図３のようなパターンとなる。図３におい
て、５は溶鋼流、６は負圧流、７は流速分布を示してい
る。即ち、吐出流速と吐出角度によりこのパターンは変
化するが、高流量側の吐出孔上端には負圧流が生じる。
２又型の浸漬ノズルでは、２つの吐出孔に対して決して
左右の吐出孔からの溶鋼吐出流量がバランスの取れた状
態にならない。高流量側の吐出孔での溶鋼の流れは高速
度流となり、図３のようなパターンとなる。図３におい
て、５は溶鋼流、６は負圧流、７は流速分布を示してい
る。即ち、吐出流速と吐出角度によりこのパターンは変
化するが、高流量側の吐出孔上端には負圧流が生じる。
【０００６】同じく、低流量側の溶鋼の流れのパターン
を図７に示すと、６の負圧流は生じていないが、８の非
金属介在物の浮上が吐出孔上端の外側部に沿って生じて
いる。内部孔および吐出近傍には、非金属介在物が付着
堆積するが、さらに、吐出孔の溶鋼流路が狭められるこ
とにより、前記の付着堆積は助長されることになる。
を図７に示すと、６の負圧流は生じていないが、８の非
金属介在物の浮上が吐出孔上端の外側部に沿って生じて
いる。内部孔および吐出近傍には、非金属介在物が付着
堆積するが、さらに、吐出孔の溶鋼流路が狭められるこ
とにより、前記の付着堆積は助長されることになる。
【０００７】これによって、吐出孔からの吐出流量が左
右不均一となり、また、鋳造の進行によりこの傾向は顕
著となる。吐出流量が大きくなった吐出孔からは、多量
の溶鋼が吐出されるために、それによって生ずる反転
流、いわゆる、負圧流によって、モールドパウダーがノ
ズル外表面に沿って下降する渦流に引き込まれ、吐出孔
上端部の負圧域に達して、吐出孔面に接触し、これによ
り、モールドパウダーに対する耐食性に劣るアルミナ-
グラファイト質からなる同部が浸食されて、溶鋼の偏流
により損耗が拡大する。一方、吐出流量が小さくなった
吐出孔は、鋳造時間の経過によって、非金属介在物によ
る堆積が進行するため、より一層溶鋼の偏流が促進され
る。このため、鋳片品質の悪化は、もとより、ひいて
は、ブレークアウトを引き起こす可能性がある。
右不均一となり、また、鋳造の進行によりこの傾向は顕
著となる。吐出流量が大きくなった吐出孔からは、多量
の溶鋼が吐出されるために、それによって生ずる反転
流、いわゆる、負圧流によって、モールドパウダーがノ
ズル外表面に沿って下降する渦流に引き込まれ、吐出孔
上端部の負圧域に達して、吐出孔面に接触し、これによ
り、モールドパウダーに対する耐食性に劣るアルミナ-
グラファイト質からなる同部が浸食されて、溶鋼の偏流
により損耗が拡大する。一方、吐出流量が小さくなった
吐出孔は、鋳造時間の経過によって、非金属介在物によ
る堆積が進行するため、より一層溶鋼の偏流が促進され
る。このため、鋳片品質の悪化は、もとより、ひいて
は、ブレークアウトを引き起こす可能性がある。
【０００８】以上の問題を抑制ないしは防止する目的
で、特公平１-42786号公報に示されるように、浸漬ノズ
ルの内孔にアルゴンガスを吹き込んで、物理的に非金属
介在物と浸漬ノズルの内孔壁面との接触を妨げることに
よって、溶鋼流路面への非金属介在物の付着堆積を抑制
する方法が採用されている。しかしながら、この方法で
の問題点として、次に挙げる種々の不具合がクローズア
ップされてきている。即ち、非金属介在物の浸漬ノズル
への付着堆積は、ノズル内孔へ吹き込まれるアルゴンガ
ス量でコントロール可能であるが、吹き込みを浸漬ノズ
ル壁面の気孔を介して行うことから、ノズル壁面の劣化
によって生ずる気孔の拡大に伴うガス吹き込みコントロ
ールの不安定化および内孔部での局部溶損が問題とな
る。
で、特公平１-42786号公報に示されるように、浸漬ノズ
ルの内孔にアルゴンガスを吹き込んで、物理的に非金属
介在物と浸漬ノズルの内孔壁面との接触を妨げることに
よって、溶鋼流路面への非金属介在物の付着堆積を抑制
する方法が採用されている。しかしながら、この方法で
の問題点として、次に挙げる種々の不具合がクローズア
ップされてきている。即ち、非金属介在物の浸漬ノズル
への付着堆積は、ノズル内孔へ吹き込まれるアルゴンガ
ス量でコントロール可能であるが、吹き込みを浸漬ノズ
ル壁面の気孔を介して行うことから、ノズル壁面の劣化
によって生ずる気孔の拡大に伴うガス吹き込みコントロ
ールの不安定化および内孔部での局部溶損が問題とな
る。
【０００９】更に、高速鋳造においては、吐出流速が早
いため、内孔へ吹き込んだアルゴンガス気泡が凝固シェ
ルにトラップされ、ピンホール欠陥の原因となる。一
方、アルゴンガスの吹き込み量が少ない場合は、浸漬ノ
ズル内孔等の溶鋼流路面への非金属介在物の付着堆積に
より、ノズル閉塞が生じ、鋳造の続行が不可能になる。
また、スリット構造となっているため、浸漬ノズル自体
の強度が低下し、首折れおよび割れがしばしば生じる。
いため、内孔へ吹き込んだアルゴンガス気泡が凝固シェ
ルにトラップされ、ピンホール欠陥の原因となる。一
方、アルゴンガスの吹き込み量が少ない場合は、浸漬ノ
ズル内孔等の溶鋼流路面への非金属介在物の付着堆積に
より、ノズル閉塞が生じ、鋳造の続行が不可能になる。
また、スリット構造となっているため、浸漬ノズル自体
の強度が低下し、首折れおよび割れがしばしば生じる。
【００１０】以上のことから、低炭素アルミキルド鋼の
連続鋳造における浸漬ノズルとして、アルゴンガスを吹
き込むことなく、経済的に、且つ、繁雑な管理を不要と
し、長時間の鋳造において、ノズル内孔への非金属介在
物の付着堆積を生じることなく、高速鋳造においても吐
出孔上端での溶損を防止することができる浸漬ノズルの
開発が急がれていた。
連続鋳造における浸漬ノズルとして、アルゴンガスを吹
き込むことなく、経済的に、且つ、繁雑な管理を不要と
し、長時間の鋳造において、ノズル内孔への非金属介在
物の付着堆積を生じることなく、高速鋳造においても吐
出孔上端での溶損を防止することができる浸漬ノズルの
開発が急がれていた。
【００１１】従って、この発明の目的は、以上述べた背
景から、これら諸問題を解消することにより、鋼の連続
鋳造における鋳片品質の信頼性ならびに操業の安定性を
高めることができる浸漬ノズルを提供することにある。
景から、これら諸問題を解消することにより、鋼の連続
鋳造における鋳片品質の信頼性ならびに操業の安定性を
高めることができる浸漬ノズルを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明は、鋼の連続鋳
造用浸漬ノズルにおいて、少なくとも流下する溶鋼と接
触する部分に、 ZrO2 −CaO − Cからなる耐火物層を構
成したものである。即ち、第１の発明は、鋼の連続鋳造
用浸漬ノズルにおいて、流下する溶鋼と接触する、内孔
面、吐出孔面、および、吐出孔端上部外側面を、 ZrO2
−CaO − Cからなる耐火物層によって構成したことに特
徴を有するものである。第２の発明は、前記吐出孔端上
部外側面に形成した ZrO2 −CaO − Cからなる耐火物層
の上部に隣接して、鋳造時のスラグラインをはさむ下部
外周面を、ZrO2 −C からなる耐火物層によって形成し
たことに特徴を有するものである。第３の発明は、前記
内孔面に形成された ZrO2 −CaO − Cからなる耐火物層
の厚さは、３から10mmの範囲内、且つ、前記吐出孔端上
部外側面に形成されたZrO2 −CaO − Cからなる耐火物
層の高さは、30から50mmの範囲内であることに特徴を有
するものである。第４の発明は、前記 ZrO2 −CaO − C
からなる耐火物層は、40から85wt.%の範囲内の ZrO2 ク
リンカーと、10から30wt.%の範囲内の黒鉛と、１から15
wt.%の範囲内の、 SiO2 および／またはMgO とからな
り、前記ZrO2 クリンカーは、平均粒径が44μm 以下
で、 ZrO2 100 wt.%に対して3 から35wt.%の範囲内のCa
O を含有しており、前記 SiO2 およびMgO の平均粒径は
20μm 以下であることに特徴を有するものである。
造用浸漬ノズルにおいて、少なくとも流下する溶鋼と接
触する部分に、 ZrO2 −CaO − Cからなる耐火物層を構
成したものである。即ち、第１の発明は、鋼の連続鋳造
用浸漬ノズルにおいて、流下する溶鋼と接触する、内孔
面、吐出孔面、および、吐出孔端上部外側面を、 ZrO2
−CaO − Cからなる耐火物層によって構成したことに特
徴を有するものである。第２の発明は、前記吐出孔端上
部外側面に形成した ZrO2 −CaO − Cからなる耐火物層
の上部に隣接して、鋳造時のスラグラインをはさむ下部
外周面を、ZrO2 −C からなる耐火物層によって形成し
たことに特徴を有するものである。第３の発明は、前記
内孔面に形成された ZrO2 −CaO − Cからなる耐火物層
の厚さは、３から10mmの範囲内、且つ、前記吐出孔端上
部外側面に形成されたZrO2 −CaO − Cからなる耐火物
層の高さは、30から50mmの範囲内であることに特徴を有
するものである。第４の発明は、前記 ZrO2 −CaO − C
からなる耐火物層は、40から85wt.%の範囲内の ZrO2 ク
リンカーと、10から30wt.%の範囲内の黒鉛と、１から15
wt.%の範囲内の、 SiO2 および／またはMgO とからな
り、前記ZrO2 クリンカーは、平均粒径が44μm 以下
で、 ZrO2 100 wt.%に対して3 から35wt.%の範囲内のCa
O を含有しており、前記 SiO2 およびMgO の平均粒径は
20μm 以下であることに特徴を有するものである。
【００１３】浸漬ノズルの溶鋼流路である、内孔面、吐
出孔面および吐出孔端上部外側面に配置される ZrO2 −
CaO −C からなる耐火物層により、浸漬ノズル内孔およ
び吐出孔近傍でのα- アルミナ等の非金属介在物の付着
堆積と、吐出孔上端部の負圧域に巻き込まれるモールド
パウダーによる吐出孔上部の浸食を大幅に抑制し、浸漬
ノズルの寿命を大幅に延長することが可能となり、安定
した溶鋼吐出量を終始にわたり確保できる。
出孔面および吐出孔端上部外側面に配置される ZrO2 −
CaO −C からなる耐火物層により、浸漬ノズル内孔およ
び吐出孔近傍でのα- アルミナ等の非金属介在物の付着
堆積と、吐出孔上端部の負圧域に巻き込まれるモールド
パウダーによる吐出孔上部の浸食を大幅に抑制し、浸漬
ノズルの寿命を大幅に延長することが可能となり、安定
した溶鋼吐出量を終始にわたり確保できる。
【００１４】
【作用】次に、この発明を図面を参照しながら説明す
る。図１Ａはこの発明の浸漬ノズルの１実施態様を示す
縦断面図、図１Ｂは図１のＡ矢視図、図２は浸漬ノズル
の吐出孔近傍の拡大縦断面図である。浸漬ノズル１の内
孔面２、吐出孔３の吐出孔面3a、吐出孔端上部外側面3b
は、 ZrO2 −CaO − Cからなる耐火物層によって構成さ
れている。図１に示す、Ａは内孔面２に形成された ZrO
2 −CaO − Cからなる耐火物層、Ｂは吐出孔面3aおよび
吐出孔端上部外側面3bに形成された ZrO2 −CaO − Cか
らなる耐火物層である。鋳造時のスラグラインをはさむ
下部外周面４には、Ｂ層と隣接して、 ZrO2 −C からな
る耐火物層（図１中Ｃで示す）が形成されている。そし
て、浸漬ノズル１の母材層は、Al2 O 3 −Cからなって
いる。Ｄは母材層を示す。なお、図２においては、Ｂ
層、Ｃ層を明確に表すために、Ｂ層、Ｃ層を斜線で示し
ている。このような構造を有する浸漬ノズル１は、プレ
スにより加圧成形し、焼成して製造される。
る。図１Ａはこの発明の浸漬ノズルの１実施態様を示す
縦断面図、図１Ｂは図１のＡ矢視図、図２は浸漬ノズル
の吐出孔近傍の拡大縦断面図である。浸漬ノズル１の内
孔面２、吐出孔３の吐出孔面3a、吐出孔端上部外側面3b
は、 ZrO2 −CaO − Cからなる耐火物層によって構成さ
れている。図１に示す、Ａは内孔面２に形成された ZrO
2 −CaO − Cからなる耐火物層、Ｂは吐出孔面3aおよび
吐出孔端上部外側面3bに形成された ZrO2 −CaO − Cか
らなる耐火物層である。鋳造時のスラグラインをはさむ
下部外周面４には、Ｂ層と隣接して、 ZrO2 −C からな
る耐火物層（図１中Ｃで示す）が形成されている。そし
て、浸漬ノズル１の母材層は、Al2 O 3 −Cからなって
いる。Ｄは母材層を示す。なお、図２においては、Ｂ
層、Ｃ層を明確に表すために、Ｂ層、Ｃ層を斜線で示し
ている。このような構造を有する浸漬ノズル１は、プレ
スにより加圧成形し、焼成して製造される。
【００１５】浸漬ノズル１の溶鋼流路である、内孔面
２、吐出孔面3aおよび吐出孔端上部外側面3bに形成され
る ZrO2 −CaO −C からなるＡ層、Ｂ層は、付着堆積す
る非金属介在物の主成分であるα- アルミナと反応し、
低融点化合物を生成する CaOを効果的に利用して非金
属介在物付着によるノズル閉塞を防止するとともに、主
骨材として、 ZrO2 クリンカーを用いることにより、高
耐スラグ性および耐溶損性を付与することを可能として
いる。
２、吐出孔面3aおよび吐出孔端上部外側面3bに形成され
る ZrO2 −CaO −C からなるＡ層、Ｂ層は、付着堆積す
る非金属介在物の主成分であるα- アルミナと反応し、
低融点化合物を生成する CaOを効果的に利用して非金
属介在物付着によるノズル閉塞を防止するとともに、主
骨材として、 ZrO2 クリンカーを用いることにより、高
耐スラグ性および耐溶損性を付与することを可能として
いる。
【００１６】ZrO2 −CaO − CからなるＡ層、Ｂ層は、4
0から85wt.%の範囲内の ZrO2 クリンカーと、10から30w
t.%の範囲内の黒鉛と、１から15wt.%の範囲内の、 SiO
2 および／またはMgO とからなり、前記 ZrO2 クリンカ
ーは、平均粒径が44μm 以下で、 ZrO2 100 wt.%に対し
て3 から35wt.%の範囲内のCaO を含有しており、前記Si
O2 およびMgO の平均粒径は20μm 以下である。この Zr
O2 −CaO − Cからなる耐火物層は、長時間の鋳造に対
しても、前記非金属介在物の付着堆積を防止するとも
に、吐出孔上端の耐モールドパウダー浸食性および耐溶
鋼浸食性を確保する。
0から85wt.%の範囲内の ZrO2 クリンカーと、10から30w
t.%の範囲内の黒鉛と、１から15wt.%の範囲内の、 SiO
2 および／またはMgO とからなり、前記 ZrO2 クリンカ
ーは、平均粒径が44μm 以下で、 ZrO2 100 wt.%に対し
て3 から35wt.%の範囲内のCaO を含有しており、前記Si
O2 およびMgO の平均粒径は20μm 以下である。この Zr
O2 −CaO − Cからなる耐火物層は、長時間の鋳造に対
しても、前記非金属介在物の付着堆積を防止するとも
に、吐出孔上端の耐モールドパウダー浸食性および耐溶
鋼浸食性を確保する。
【００１７】CaO の含有量は ZrO2 100 wt.%に対して3
から35wt.%の範囲内とすべきである。これは、CaO の含
有量が３wt.%未満では、鉱物としてパデライトが存在
し、そして、35wt.%を超えると単独のCaO が存在してし
まうからである。 ZrO2 クリンカーの平均粒径を44μm
以下としたのは、44μm を超えると表面平滑性が損なわ
れ、これが、付着堆積抑制に対して悪影響を及ぼすから
である。CaO を含有するZrO2 クリンカーの含有量は、
表面平滑性を良くする目的および付着物の主成分である
α- Al2 O 3 と反応するのに必要なCaO量を考慮する
と、40wt.%以上とすべきである。一方、熱膨張率などの
物理的特性を考え、85wt.%が以下が適している。
から35wt.%の範囲内とすべきである。これは、CaO の含
有量が３wt.%未満では、鉱物としてパデライトが存在
し、そして、35wt.%を超えると単独のCaO が存在してし
まうからである。 ZrO2 クリンカーの平均粒径を44μm
以下としたのは、44μm を超えると表面平滑性が損なわ
れ、これが、付着堆積抑制に対して悪影響を及ぼすから
である。CaO を含有するZrO2 クリンカーの含有量は、
表面平滑性を良くする目的および付着物の主成分である
α- Al2 O 3 と反応するのに必要なCaO量を考慮する
と、40wt.%以上とすべきである。一方、熱膨張率などの
物理的特性を考え、85wt.%が以下が適している。
【００１８】黒鉛については、長時間組織劣化を起こさ
ないための耐酸化性および使用時の熱伝導率の機能を考
慮すると、天然黒鉛が最も適している。また、黒鉛の含
有量については、10wt.%未満では、耐スポール性で問題
を生じ、一方、耐食性の面で30wt.%以下とするべきであ
る。
ないための耐酸化性および使用時の熱伝導率の機能を考
慮すると、天然黒鉛が最も適している。また、黒鉛の含
有量については、10wt.%未満では、耐スポール性で問題
を生じ、一方、耐食性の面で30wt.%以下とするべきであ
る。
【００１９】そして、微量添加物については、CaO を含
有する ZrO2 クリンカーにおけるCaO のクリンカー粒表
面への移動凝集を促進させるため、 SiO2 やMgO の添加
が最も適しており、且つ、最大限にその効果を高める上
で、その分散性を良くすることが必要であることなどを
考え合わせ、平均粒径20μm 以下であることが望まし
い。添加量については、 SiO2 については15wt.%を超え
ると組織劣化からの耐食性に悪影響を及ぼし、また、Mg
O については、Al2 O 3 と反応してスピネル化が生成し
易く、これにより逆に付着進行となるため、１から15w
t.%の範囲内とすべきである。さらに、両成分の同時併
用添加については、合計で15wt.%以下とすれば相乗効果
が期待できる。そして、 SiO2 添加効果として、さら
に、CaO を含有する ZrO2 クリンカーの熱膨張率を抑
え、耐スポーリング性に大きな効果を与える。
有する ZrO2 クリンカーにおけるCaO のクリンカー粒表
面への移動凝集を促進させるため、 SiO2 やMgO の添加
が最も適しており、且つ、最大限にその効果を高める上
で、その分散性を良くすることが必要であることなどを
考え合わせ、平均粒径20μm 以下であることが望まし
い。添加量については、 SiO2 については15wt.%を超え
ると組織劣化からの耐食性に悪影響を及ぼし、また、Mg
O については、Al2 O 3 と反応してスピネル化が生成し
易く、これにより逆に付着進行となるため、１から15w
t.%の範囲内とすべきである。さらに、両成分の同時併
用添加については、合計で15wt.%以下とすれば相乗効果
が期待できる。そして、 SiO2 添加効果として、さら
に、CaO を含有する ZrO2 クリンカーの熱膨張率を抑
え、耐スポーリング性に大きな効果を与える。
【００２０】浸漬ノズル１の内孔面２に形成された、 Z
rO2 −CaO − CからなるＡ層の、図２に示す厚みＨは、
3 から10mmの範囲内とすべきである。厚みが3 mm未満で
は、300 分以上の連続鋳造において、内孔面２に形成さ
れた ZrO2 −CaO − Cからなる耐火物層が溶鋼流によっ
て溶損され、付着防止の効果がなくなる。一方、厚みが
10mmを超えると、 ZrO2 −CaO − Cからなる耐火物層の
高熱膨張性により、使用時にスポーリングが発生して、
鋳造に支障をきたす。
rO2 −CaO − CからなるＡ層の、図２に示す厚みＨは、
3 から10mmの範囲内とすべきである。厚みが3 mm未満で
は、300 分以上の連続鋳造において、内孔面２に形成さ
れた ZrO2 −CaO − Cからなる耐火物層が溶鋼流によっ
て溶損され、付着防止の効果がなくなる。一方、厚みが
10mmを超えると、 ZrO2 −CaO − Cからなる耐火物層の
高熱膨張性により、使用時にスポーリングが発生して、
鋳造に支障をきたす。
【００２１】吐出孔３の上端部外側面3bに形成された、
ZrO2 −CaO − Cからなる耐火物Ｂ層の、図２に示す高
さｈは、30から50mmの範囲内とすべきである。高さが50
mmを超えると、この部分の耐スポール性が著しく低下す
る。浸漬ノズルの左右の吐出孔からの溶鋼吐出流量が左
右不均一となった低流量側の吐出孔では、吐出孔出口ま
で流出した非金属介在物が出口の上端外側にも付着し
て、鋳造時間の経過とともに付着層厚みを生長する。そ
の一部が剥離した大型介在物が、吐出流により鋳片内部
に送り込まれるので、鋳片内部介在物となっていた。こ
のような、大型介在物生成のメカニズムを防止するため
には、吐出孔上端から少なくとも30mm以上の高さの外側
部をB 層で構成し、ノズル内面、吐出孔内面と同時に非
金属介在物の付着防止をすることが必要であることが実
験の経験から得られた。
ZrO2 −CaO − Cからなる耐火物Ｂ層の、図２に示す高
さｈは、30から50mmの範囲内とすべきである。高さが50
mmを超えると、この部分の耐スポール性が著しく低下す
る。浸漬ノズルの左右の吐出孔からの溶鋼吐出流量が左
右不均一となった低流量側の吐出孔では、吐出孔出口ま
で流出した非金属介在物が出口の上端外側にも付着し
て、鋳造時間の経過とともに付着層厚みを生長する。そ
の一部が剥離した大型介在物が、吐出流により鋳片内部
に送り込まれるので、鋳片内部介在物となっていた。こ
のような、大型介在物生成のメカニズムを防止するため
には、吐出孔上端から少なくとも30mm以上の高さの外側
部をB 層で構成し、ノズル内面、吐出孔内面と同時に非
金属介在物の付着防止をすることが必要であることが実
験の経験から得られた。
【００２２】
【実施例】次に、この発明を実施例によって説明する。
浸漬ノズルの母材部材質として、Al2 O 3 ：47.2wt.%、
SiO2 ：を25.7wt.%およびC ：27.1 wt.%からなる材質
を使用した。浸漬ノズル１の内孔面２、吐出孔面3aおよ
び吐出孔端上部外側面3bを、 ZrO2 −CaO − Cからなる
耐火物層ＡおよびＢによって形成し、耐火物層Ｂの上部
に隣接して、鋳造時のスラグラインをはさむ下部外周面
４を、スラグイン材質として、 ZrO2 ：80.6wt.%および
C ：19.4wt.%からなる耐火物層Ｃによって形成し、この
発明の範囲内の浸漬ノズルの供試体（以下、「本発明供
試体」という）を調製した。図１は本発明供試体を示
す。そして、本発明供試体を使用して低炭素アルミキル
ド鋼の鋳造を実施した。
浸漬ノズルの母材部材質として、Al2 O 3 ：47.2wt.%、
SiO2 ：を25.7wt.%およびC ：27.1 wt.%からなる材質
を使用した。浸漬ノズル１の内孔面２、吐出孔面3aおよ
び吐出孔端上部外側面3bを、 ZrO2 −CaO − Cからなる
耐火物層ＡおよびＢによって形成し、耐火物層Ｂの上部
に隣接して、鋳造時のスラグラインをはさむ下部外周面
４を、スラグイン材質として、 ZrO2 ：80.6wt.%および
C ：19.4wt.%からなる耐火物層Ｃによって形成し、この
発明の範囲内の浸漬ノズルの供試体（以下、「本発明供
試体」という）を調製した。図１は本発明供試体を示
す。そして、本発明供試体を使用して低炭素アルミキル
ド鋼の鋳造を実施した。
【００２３】即ち、本発明供試体を、２ストランド連続
鋳造機の１ストランド側に取付け、一方、図４に示す、
この発明の範囲外の従来の浸漬ノズルの供試体（以下、
「比較用供試体」という）を、前記鋳造機の２ストラン
ド側に取付け、300 トン取鍋の溶鋼を前記連続鋳造機に
よって鋳造した。図４において、Ｃは ZrO2 −C からな
る耐火物層、ＤはAl2 O3 −C からなる母材層を示す。
低炭素アルミキルド鋼の鋳造条件は、スラグ幅が700 〜
1650mm、鋳造速度が2.0 〜2.6m／分であった。図５およ
び図８に、本発明供試体と比較用供試体を使用した場合
の鋳造時間とAl2 O 3 付着量との関係を示す。図５はノ
ズル内孔面、図８は吐出孔上端外側面を示している。図
５に示すように、本発明供試体のノズル内孔面のAl2 O
3 付着量は、比較用供試体に比べ、約1/4 に低減してい
た。そして、図８に示すように浸漬ノズル１の吐出孔上
端外側面のAl2 O 3 の付着量は認められない程度に改善
された。図９中のd は吐出孔上端外側面に付着したAl2
O 3 の厚みを示す。また、比較用供試体では、モールド
パウダーによる吐出孔上端の溶損が3 〜20mm程度認めら
れたが、本発明供試体では皆無であった。また、図６
に、冷延材の製品表面欠陥の発生指数を示す。図６に示
すように、比較用供試体に比べ本発明供試体は大幅に改
善されているのがわかる。
鋳造機の１ストランド側に取付け、一方、図４に示す、
この発明の範囲外の従来の浸漬ノズルの供試体（以下、
「比較用供試体」という）を、前記鋳造機の２ストラン
ド側に取付け、300 トン取鍋の溶鋼を前記連続鋳造機に
よって鋳造した。図４において、Ｃは ZrO2 −C からな
る耐火物層、ＤはAl2 O3 −C からなる母材層を示す。
低炭素アルミキルド鋼の鋳造条件は、スラグ幅が700 〜
1650mm、鋳造速度が2.0 〜2.6m／分であった。図５およ
び図８に、本発明供試体と比較用供試体を使用した場合
の鋳造時間とAl2 O 3 付着量との関係を示す。図５はノ
ズル内孔面、図８は吐出孔上端外側面を示している。図
５に示すように、本発明供試体のノズル内孔面のAl2 O
3 付着量は、比較用供試体に比べ、約1/4 に低減してい
た。そして、図８に示すように浸漬ノズル１の吐出孔上
端外側面のAl2 O 3 の付着量は認められない程度に改善
された。図９中のd は吐出孔上端外側面に付着したAl2
O 3 の厚みを示す。また、比較用供試体では、モールド
パウダーによる吐出孔上端の溶損が3 〜20mm程度認めら
れたが、本発明供試体では皆無であった。また、図６
に、冷延材の製品表面欠陥の発生指数を示す。図６に示
すように、比較用供試体に比べ本発明供試体は大幅に改
善されているのがわかる。
【００２４】以上の結果から明らかなように、内孔部で
の付着、および、吐出孔での閉塞と上端外側面での付着
および溶損のすべてにおいて、この発明の浸漬ノズルは
従来の浸漬ノズルに比べて良好であった。このように、
内孔部と吐出孔での非金属介在物の付着堆積が大幅に低
減していることから、長時間安定した溶鋼の吐出流量お
よび流速が確保でき、更に、偏流に伴うパウダー巻込み
による鋳片品質欠陥が低減され。また、吐出孔の溶損が
無く、長時間の安定鋳造とノズル寿命の延長が併せて可
能となる。
の付着、および、吐出孔での閉塞と上端外側面での付着
および溶損のすべてにおいて、この発明の浸漬ノズルは
従来の浸漬ノズルに比べて良好であった。このように、
内孔部と吐出孔での非金属介在物の付着堆積が大幅に低
減していることから、長時間安定した溶鋼の吐出流量お
よび流速が確保でき、更に、偏流に伴うパウダー巻込み
による鋳片品質欠陥が低減され。また、吐出孔の溶損が
無く、長時間の安定鋳造とノズル寿命の延長が併せて可
能となる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、α- アルミナ等の非金属介在物の付着堆積および吐
出孔溶損を大幅に低減し、高品質の鋼を製造することが
できる連続鋳造用浸漬ノズルが得られ、かくして、工業
上有用な効果がもたらされる。
ば、α- アルミナ等の非金属介在物の付着堆積および吐
出孔溶損を大幅に低減し、高品質の鋼を製造することが
できる連続鋳造用浸漬ノズルが得られ、かくして、工業
上有用な効果がもたらされる。
【図１Ａ】この発明の浸漬ノズルの１実施態様を示す縦
断面図
断面図
【図１Ｂ】図１のＡ矢視図
【図２】浸漬ノズルの吐出孔近傍の拡大縦断面図
【図３】高速鋳造時の吐出孔においての高流量側の溶鋼
の流れのパターンを示す図
の流れのパターンを示す図
【図４】従来の浸漬ノズルの１例を示す縦断面図
【図５】この発明の浸漬ノズルと従来の浸漬ノズルを使
用した場合の鋳造時間とノズル内孔面のAl2 O 3 付着量
との関係を示すグラフ
用した場合の鋳造時間とノズル内孔面のAl2 O 3 付着量
との関係を示すグラフ
【図６】この発明の浸漬ノズルと従来の浸漬ノズルを使
用した場合の冷延材の製品欠陥指数を示すグラフ
用した場合の冷延材の製品欠陥指数を示すグラフ
【図７】高速鋳造時の吐出孔においての低流量側の溶鋼
の流れのパターンを示す図
の流れのパターンを示す図
【図８】この発明の浸漬ノズルと従来の浸漬ノズルを使
用した場合の鋳造時間と吐出孔上端外側面に付着したAl
2 O 3 付着量との関係を示すグラフ
用した場合の鋳造時間と吐出孔上端外側面に付着したAl
2 O 3 付着量との関係を示すグラフ
【図９】浸漬ノズルにおけるAl2 O 3 の付着状況を示す
断面図
断面図
１ 浸漬ノズル ２ 内孔面 ３ 吐出孔 3a 吐出孔面 3b 吐出孔端上部外側面 ４ 下部外周面 ５ 溶鋼流 ６ 負圧流 ７ 流速分布 ８ 非金属介在物の浮上 Ａ 内孔面に形成された ZrO2 −CaO − Cからなる耐火
物層 Ｂ 吐出孔、吐出孔端上部外側面に形成された ZrO2 −
CaO− Cからなる耐火物層 Ｃ ZrO2 −C からなる耐火物層 Ｄ 母材層。
物層 Ｂ 吐出孔、吐出孔端上部外側面に形成された ZrO2 −
CaO− Cからなる耐火物層 Ｃ ZrO2 −C からなる耐火物層 Ｄ 母材層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水岡 誠史 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 高岡 隆司 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 中村 俊夫 岐阜県恵那郡明智町1798の４ (72)発明者 安藤 満 岐阜県恵那郡明智町大泉167の１ (72)発明者 奥村 尚丈 岐阜県恵那郡明智町415−６
Claims (4)
- 【請求項１】 鋼の連続鋳造用浸漬ノズルにおいて、流
下する溶鋼と接触する、内孔面、吐出孔面、および、吐
出孔端上部外側面を、 ZrO2 −CaO − Cからなる耐火物
層によって構成したことを特徴とする連続鋳造用浸漬ノ
ズル。 - 【請求項２】 前記吐出孔端上部外側面に形成した ZrO
2 −CaO − Cからなる耐火物層の上部に隣接して、鋳造
時のスラグラインをはさむ下部外周面を、ZrO2 −C か
らなる耐火物層によって形成した請求項１記載の連続鋳
造用浸漬ノズル。 - 【請求項３】 前記内孔面に形成された ZrO2 −CaO −
Cからなる耐火物層の厚さは、３から10mmの範囲内、且
つ、前記吐出孔端上部外側面に形成されたZrO2 −CaO
− Cからなる耐火物層の高さは、30から50mmの範囲内で
ある請求項１または２記載の連続鋳造用浸漬ノズル。 - 【請求項４】 前記 ZrO2 −CaO − Cからなる耐火物層
は、40から85wt.%の範囲内の ZrO2 クリンカーと、10か
ら30wt.%の範囲内の黒鉛と、１から15wt.%の範囲内の、
SiO2 および／またはMgO とからなり、前記 ZrO2 クリ
ンカーは、平均粒径が44μm 以下で、 ZrO2 100 wt.%に
対して3 から35wt.%の範囲内のCaO を含有しており、前
記 SiO2 およびMgO の平均粒径は20μm 以下である請求
項１、２または３記載の連続鋳造用浸漬ノズル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3248293A JPH0557410A (ja) | 1991-09-02 | 1991-09-02 | 連続鋳造用浸漬ノズル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3248293A JPH0557410A (ja) | 1991-09-02 | 1991-09-02 | 連続鋳造用浸漬ノズル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0557410A true JPH0557410A (ja) | 1993-03-09 |
Family
ID=17175936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3248293A Pending JPH0557410A (ja) | 1991-09-02 | 1991-09-02 | 連続鋳造用浸漬ノズル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0557410A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6537486B1 (en) * | 2000-03-17 | 2003-03-25 | Yesuvius Crucible Company | Anti-buildup liner |
| KR20200059431A (ko) * | 2018-11-21 | 2020-05-29 | 주식회사 포스코 | 침지노즐의 탈락 내화물 제거장치 |
-
1991
- 1991-09-02 JP JP3248293A patent/JPH0557410A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6537486B1 (en) * | 2000-03-17 | 2003-03-25 | Yesuvius Crucible Company | Anti-buildup liner |
| KR20200059431A (ko) * | 2018-11-21 | 2020-05-29 | 주식회사 포스코 | 침지노즐의 탈락 내화물 제거장치 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |