JPH0593646U - 連続鋳造用ロングノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 溶鋼の二次酸化と溶損磨耗によるカーボンピ
ックアップを抑制するとともに、ロングノズルの熱応力
による割れを防止する。 【構成】 黒鉛を含有しない耐火物の成形体２を複数に
分割するとともに、該耐火物の成形体２間に目地部３を
設けて、ロングノズル１の内面の少なくとも一部に一体
配設した連続鋳造用ロングノズル。 【効果】 ノズルからの空気酸化の防止とノズルの介在
物の減少及びノズル本体の溶損磨耗による溶鋼へのカー
ボンピックアップの防止できる。また、ノズル割れを防
止して長寿命化し、さらに内面の成形体の取替えにより
本体の再使用が可能となる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は連続鋳造の際に溶鋼を取鍋からタンディッシュに注入するロングノズ ルに関する。

【０００２】

【従来技術】

溶鋼の連続鋳造においては介在物及びタンディッシュ内スラグとの接触部の溶 損問題から、ノズル本体部にアルミナ‐黒鉛質、スラグ接触部にはジルコニア‐ 黒鉛質を用いて加圧成形後還元焼成したロングノズルが主流となっている。 しかし、このロングノズルでは取鍋下ノズルから溶鋼流が衝突する内孔部の溶損 磨耗が大きい。また、取鍋下ノズルとロングノズルの接合部からの空気侵入によ る溶鋼の酸化等の問題がある。この問題を解決するために特開昭５８‐５０１６ １号公報、特公平１‐４２７８７号公報、特公平１‐２３６５７号公報等に開示 されているように、取鍋下ノズルとロングノズルの接合部に不活性ガスの吹き込 み部を介して該不活性ガスを吹き込み空気侵入を防止している。 更に、特開昭５１‐５４８３６号公報、特開昭５６‐１３９２６０号公報、特開 昭５７‐８５６５８号公報等のように、鋳造用ノズルの外部材質と内部の一部も しくは全部を異材質の耐火物を一体に構成してノズル閉塞の防止、溶鋼内介在物 の減少による溶鋼品質向上を図っている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、前記ような取鍋下ノズルとロングノズルの接合部に不活性ガス の吹き込みを行う、あるいは鋳造用ノズルの外部材質と内部の一部もしくは全部 を異材質の耐火物を一体に構成したノズルでは、例えば、接合部に不活性ガスの 吹き込により接合部の空気侵入を防止できてもロングノズル本体を通しての二次 酸化防止あるいは溶鋼流の衝突による内孔部の溶損磨耗と溶損磨耗によるカーボ ンピックアップを招く等の問題がある。また、ノズルの外部材質と内部の材質を 代えて一体構成したロングノズルの場合もノズル閉塞の防止、溶鋼内介在物の減 少は可能であるが異材質の組合せであるため熱応力による割れ、更に、その主点 を介在物の付着の防止であるため溶鋼流の衝突による内孔部の溶損磨耗と溶損磨 耗によるカーボンピックアップが抑制出来ないといった同様の問題点がある。 本考案は前述した如き従来のロングノズルの欠点である上部本体を通しての溶鋼 の二次酸化と溶損磨耗によるカーボンピックアツプを抑制するとともに、ロング ノズルの熱応力による割れを防止できる連続鋳造用ロングノズルを提供すること にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

すなわち本考案は、黒鉛を含有しない耐火物の成形体を複数に分割するととも に、該耐火物の成形体間に目地部を設けてロングノズル内面に一体配設したこと を特徴とする連続鋳造用ロングノズルである。 本考案による連続鋳造用ロングノズル（以上単にノズルと称する）を図に基づ いて詳述する。 図１は本考案によるノズルの全体断面図を示し、（ａ）はロングノズルの段差 支持構造，（ｂ）は押え用成形体を嵌挿、 （ｃ）はテーパーロングノズルを示 す。図２は図１のノズルの内側に一体に配設された成形体の代表例を示す。 図において１は一般に用いられているアルミナ‐黒鉛質、炭化珪素質等のロン グノズルであり、この内周の溶鋼が通過する一部又は全部に黒鉛を含有しないシ リカ、アルミナ、マグネシア、ドロマイト、スピネル、ジルコンの少なくとも１ 種以上の耐火骨材で事前に流れ込み成形した成形体２が配設してある。 この成形体２は円周方向あるいはノズル１の長さ方向又はこれ等を組合わせた 複数の分割、目地材３によって、ノズル１の内周に一体に配設してある。 また成形体２は前述の耐火骨材をリン酸塩ソーダー、珪酸塩ソーダー、アルミ ナセメント、リン酸アルミ等の水系バインダーのいずれか、あるいは組合せて混 錬後、流し込み充填成形される。 この事前成形体２の厚みはノズル１の全体厚みが１５〜３５ｍｍであることか ら５〜１５ｍｍで十分である。更に成形体２を一体配設する目地３は、一般モル タルあるいは耐熱モルタル又は成形体２の組成を主成分とするもので良く、その 目地３の形成は、下記の式に基づいて決定される。 内孔体直径；２πｒｉ×αｉＴｉ＋２πｒｉ＝２πｒｉ（１＋αｉＴｉ）… 本体直径 ；２πｒ₀×α₀×Ｔ₀+２πｒ₀＝２πｒ₀（１＋α₀Ｔ₀） … １個の目地幅〔モルタル厚：δ〕をδ（ｍｍ）とすると 〔２πｒｉ（１＋αｉＴｉ）−２πｒ₀（１＋α₀Ｔ₀）〕／δ …Ｎ個 円周方向にＮ個の目地部を構成する。 同様にノズル長手方向においても 〔ｌｉ（１＋αｉＴｉ）−ｌ₀（１＋α₀Ｔ₀）〕／δ …Ｍ個 但し、ｌｉ：内孔体長さ ｌ₀：本体長さ 内孔体熱膨張係数；αｉ〔１／℃〕 通湯中平均温度；Ｔｉ〔℃〕 本体熱膨張係数；α₀〔１／℃〕 通湯中平均温度；Ｔ₀〔℃〕 目地３をこのように配設することにより通湯中の温度分布により、熱膨張差を なくすように、目地幅と目地個数を設定し、熱膨張差による発生応力を緩和し耐 スポーリング性を確保できる。 次に本考案によるノズルはノズル１の本体部、あるいは成形体２又は両方の耐 火物をアンドレアゼンの最密充填理論に基づいて通気率を０．１×１０−⁴〔ｃ ｍ³・ｃｍ〕／〔ｃｍ²・ｃｍ・Ｈ₂Ｏ・ｓｅｃ〕以下に下げた材質で構成する。 これは耐火材の粒度とその配合量を調節することによって所望の通気率を得る ことができる。 一般ノズルの問題点は、ロングノズル本体の材料中の黒鉛成分は、熱衝撃向上 の上で非常に重要であるが、内稼働面をメカノケミカル的にとらえた場合、 脱 炭、ＳｉＯ₂との還元揮発及び溶鋼中への溶出（加炭）及びロングノズルの特性 上溶鋼衝突流による溶損磨耗による加炭等の問題があると伴に熱伝導率が酸化物 耐火材に比較し５〜６倍と大きい為溶鋼の抜熱付着を促進しているものと考えら れる。又はこれ等炭素がＣ＋ＳｉＯ₂の反応による還元揮発による平滑度の劣化 等が介在物付着主因にもなる。これらの問題を解決する為にそこでロングノズル をまず内面に黒鉛を含有しないシリカ、アルミナ、ドロマイト、マグネシア、ス ピネル、石灰、ジルコン、ジルコニアの少なくとも１種または２種以上の耐火骨 材で事前成形された円筒状パイプまたは半円筒状の成形体２を内孔体として組み 合わせてライニングすることにより、上記の問題を解決した。

【０００５】 図３に本考案ノズルの部分断面における温度状態を示すが黒鉛含有ノズル（従 来）では内表層の抜熱が大きいのに対し成形体２を耐設した本考案では内周部の 断熱作用が大きく絶対抜熱量を大巾に防止できる。 しかも、ロングノズル１及び成形体２のいずれか、あるいは両方での通気率を 図４に示す如く０．１×１０−⁴〔ｃｍ³・ｃｍ〕／〔ｃｍ²・ｃｍ・Ｈ₂Ｏ・ｓｅ ｃ〕以下とする、すなわちノズル成形体２の耐火材の充填密度を上げることによ り、通気密度を前記の如き値以下とする。この通気率はノズル１よりも内周に耐 設する成形体２の充填密度を上げて全体としての通気率を０．１×１０−⁴〔ｃ ｍ³・ｃｍ〕／〔ｃｍ²・ｃｍ・Ｈ₂Ｏ・ｓｅｃ〕とすることが熱負荷に対する浸 漬ノズルの割れ等から最も好ましい。しかも内周の成形体２は流し込み充填が可 能であることからも容易に充填度を上げることができる。 また、ノズル本体１と内孔体２との熱膨張の差異については、予めノズルに本 体１と内孔体２との熱膨張曲線を測定することにより、目地部の間隙寸法または 目地部に使用するモルタルの可縮率にて調節することにより解決される。 また内孔体に使用する耐火材の粒度構成としては、平滑度をそこなわないため には１ｍｍ以下が望ましい。 この構成によって図４に示す如く、ロングノズルに起因した鋼中の介在物を大 巾に減少でき、しかも相反する通気率の低下による介在物の減少とノズル１のク ラック発生による寿命低下を同時に解消し、本体の溶損磨耗による溶鋼のカーボ ンピックアツプも十分に防止できる。

【０００５】

【実施例】

表１に本発明品及び従来品に使用した材質の基礎物性を示す。表２に、本発明 品に係るその他内孔体の基礎物性を示す。 これ等のノズルを用いた結果、タンディッシュ内介在物の減少とカーボンピッ クアップ防止とノズル寿命の延長が図れた。 本考案のノズルと従来ノズルを低炭Ａｌ‐Ｋ鋼に用いた場合の溶鋼へのカーボ ンピックアップの調査結果及びノズル寿命の調査結果を表３に示す。

【０００６】

【表１】

【表２】

【表３】

【０００７】

【考案の効果】 以上述べた如く、本考案のノズルを用いることより、ノズルからの空気酸化の 防止とノズルの介在物の減少とノズル本体の溶損磨耗による溶鋼へのカーボンピ ックアップが防止出来るとともにノズル構成を高密充填材にした際に生ずるノズ ル割れを防止して長寿命化を実現した。また、内周の成形体のみ取替えることに よりノズル自体の最使用を可能とした。

【０００８】

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案によるロングノズルの断面図を示す図
で、（ａ）はロングノズルの支持構造、（ｂ）は押え用
成形体を嵌挿、（ｃ）はテーパーロングノズルを示す。

【図２】内周に配設される成形体の全体斜視図を示す。

【図３】本考案ノズル（実線）と従来ノズル（点線）の
抜熱特性を示す。

【図４】ノズル内成形体の通気率と従来ノズルの通気率
を１．０とした際の鋼中介在物指数を示す。

【符号の説明】

１ ノズル ２ 成形体 ３ 目地 ４ スラグライン用耐火物 ５ 押え用成形体

【手続補正書】

【提出日】平成５年７月２２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 黒鉛を含有しない耐火物の成形体を複
   数に分割するとともに、該耐火物の成形体間に目地部を
   設けてロングノズルの内面の少なくとも一部に一体配設
   したことを特徴とする連続鋳造用ロングノズル。