JPH0620623B2

JPH0620623B2 - スリツトを有する高耐用性、鋼連続鋳造用ノズル

Info

Publication number: JPH0620623B2
Application number: JP60166745A
Authority: JP
Inventors: 克喜向井; 弘一朝田; 勇次森重
Original assignee: Nippon Crucible Co Ltd
Current assignee: Nippon Crucible Co Ltd
Priority date: 1985-07-30
Filing date: 1985-07-30
Publication date: 1994-03-23
Anticipated expiration: 2009-03-23
Also published as: JPS6228051A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、通気性及び通気均一性にすぐれ、かつ耐食性
にすぐれたスリツトを有する高耐用性鋼連続鋳造用ノズ
ルに関する。

（従来の技術）鋼連続鋳造用ノズルでは、耐食性にすぐれたアルミナ・
カーボン質、ジルコニア・カーボン質などが多用されて
いる。

そして、これらのノズルの製造にあたり、バインダーと
してタール、ピツチ、フエノール樹脂などが使用され
る、タール、ピツチは鋼連続鋳造用ノズルの開発当初か
ら使用されたのであるが、その後多連鋳用ノズルのバイ
ンダーとしては、残留炭素が多く、気孔径が小さく、か
つ強度が得られるフエノール樹脂に代表される有機合成
樹脂が使用されるようになつた。ピツチ、タールは、有
機合成樹脂に比べると焼成後の残留炭素が低く、気孔径
が大きいことから、低強度、浸透性があることにより耐
食性に劣る。焼成後の平均気孔径で両者を比較すると、
フエノール樹脂をバインダーとして使用したときの耐火
物の平均気孔径は０．２μｍであるのに対してピツチ、
タールをバインダーとして使用したときの耐火物の平均
気孔径はほゞ４倍の０．８μｍとなる。

近年、鋳造中にノズル孔内にAl₂O₃ が析出するＡｌ含有
鋼の鋳造用ノズルとしてスリツトを有するノズルが使用
され、それに適する耐火物としてピツチ、タールをバイ
ンダーとする耐火物が多用されてきており、再びピツ
チ、タールをバインダーとする鋳造用ノズルが使用され
るようになつた。

スリツト含有連鋳用ノズルの形状を第１図に示す。ガス
供給口５からＡｒなどの不活性ガスを流し、ガスはスリ
ツト４からノズル内側に入ることが望ましい。したがつ
て、外周側１はガス気密性を、内周側３はガス通気性を
要し、外周側も内周側も同材質のときは、スリツト位置
はなるべく内周側に設けることが必要となる。中心にあ
れば、ガスは外周側にも多量に出てガスの消費量が増え
るからである。なお、図中２はパウダーライン部を示
し、一般的な連続鋳造用ノズルでは、パウダーライン部
２は他所よりも侵食が激しいため、ジルコニア、黒鉛質
など特に耐食性に優れた材質が使用される。この部分も
当然気密性であることを要する。

（発明が解決しようとする問題点）ピツチ、タールをバインダーとするノズルは、通気性は
良いのであるが、通気抵抗が低いためかガスの噴出は吹
込部に集中し、全面に亘つて均一に出ない欠点がある。
そのため、部分的に閉塞が生じることがあり、このよう
な場合にはガス量を通常２／min増やし４〜５／min
にして部分的閉塞を予防する措置がとられる。しかしガ
ス量を増加すると鋳片にガス偏析が発生することがあ
り、鋳片不良の原因となることがある。

さらに、ピツチ、タールをバインダーとするノズルは、
強度が低いため、溶鋼に対する耐食性に劣り、また取扱
時や使用時に欠落、折損などのトラブルがある。

また、ピツチ、タールをバインダーとするノズルを使用
し、高耐用を目論む場合、スリツトの内周部にピツチ、
タールをバインダーとする坏土を使用し、スリツトの外
周部に有機合成樹脂をバインダーとする坏土を使用して
ノズルを製造したとしても、それぞれの坏土の境界部が
使用中に亀裂を生じ、耐久性に劣るという欠点がある
等、ピツチ、タールをバインダーとするノズルは必ずし
も満足すべきものでないのが実情である。

（問題点を解決するための手段）本発明は、有機合成樹脂をバインダーとする耐火混合物
Ｂ，石油石炭分留物をバインダーとする耐火物Ａをそれ
ぞれ別々に混練調製し、スリットを形成する外周側を上
記混合物Ａが５０〜０％になるように上記混合物Ａと上
記混合物Ｂとを混合したものを成形用坏土とし、スリッ
トを形成する内周側を上記混合物Ａが４０〜１００％と
なるように上記混合物Ａと上記混合物Ｂとを混合したも
のを成形用坏土として構成したスリットを有する高耐用
性、鋼連続鋳造用ノズルにより解決するものである。

成形物用坏土の性質は、例えば、後述する第１表のよう
に、石油石炭分留物坏土(すなわち、上記の混合物Ａ)と
有機合成樹脂坏土（すなわち、上記の混合物Ｂ）との使
用割合を変えると変化し、おおよそそれぞれの坏土のも
つ性質の中間的な性質をもつ。したがつて、使用比率を
変えることによつて通気率、強度等任意にコントロール
することができ、耐用度を低下させることなく、通気性
のよい耐火物を得ることができる。

スリツト内に吹き込まれたガスは、できるだけ多くノズ
ル内に入ることが望ましいので、ノズル孔同心円状のス
リツトの位置がノズル側に寄つたところに設けたり、ス
リツト外周側の耐火物を非通気性にする等が望ましい。
即ち、スリツトを形成する内周側の肉厚（ガスの通過距
離）を外周側より薄くすることにより、通気抵抗差をも
たせることができるし、また外周側坏土として有機合成
樹脂坏土を使用することにより、通気性抵抗差をもたせ
ることができる。

本発明のノズルの耐火物原料とは、アルミナ、マグネシ
ア、アルミナ・マグネシアスピネル、ジルコン、ジルコ
ニア、酸化クロム、シリカ、溶融シリカ、長石、カルシ
アなどの酸化物、炭化珪素、炭化硼素、炭化ジルコニウ
ムなどの炭化物、窒化珪素、窒化硼素、窒化ジルコニウ
ムなどの窒化物、アルミニウム合金、マグネシウム合
金、カルシウム合金などの金属、黒鉛、カーボンブラツ
ク、カーボン原料などの炭素、炭素繊維、アルミナ繊維
などの耐火繊維、リン酸塩、ほう酸塩、珪酸塩などの塩
類（酸化抑止剤）等鋳造用ノズルに使用できるもの全て
をいう。

ノズルの製造にあたり、これらの原料のうちから適宜選
択し、それとバインダーを混合混練して成形用坏土を調
製する。

本発明における耐火混合物Ｂは、前記耐火物原料に有機
合成樹脂バインダーを混合し、混練して調製する。有機
合成樹脂として、レゾール型フエノール樹脂、ノボラツ
ク型フエノール樹脂、フエノールフオルムアルデヒド樹
脂、フルフリルアルコール樹脂、ポリアクリルニトリル
樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、クマ
ロン樹脂、ウレタン樹脂、ポリプロピレン樹脂、その他
熱可塑性、熱硬化性樹脂に必要に応じて硬化剤（例え
ば、ノボラツク型フエノール樹脂（熱可塑性樹脂）の硬
化剤としては、パラホルムアルデヒド、ジオキサン、ト
リオキサン、ヘキサメチレンテトラミンなど通常のもの
が使用できる。）を入れて使用する。これらの有機合成
樹脂は前記材料の配合粉体に対して約３〜２５wt％（フ
エノール樹脂の場合は６〜２０wt％）混合混練する。混
合混練は常温で行われるが、通常混練したままの坏土は
混練物坏土中の有機揮発分、遊離水分、縮合水分等が残
留し、さらさらした成形に適するものにはならない。そ
のため、これらの有害成分を除去するため乾燥などの処
理が望ましい。この乾燥処理には例えば本発明者らが既
に開示している方法（特願昭５８−１０４４９２号およ
び特願昭５８−２１４７８７号）がある。すなわち、坏
土を撹拌しながら約６０℃の温風を通じて乾燥させるの
であるが、坏土の底部から羽口を通じて温風を通し坏土
を吹き上げるようにして乾燥する流動式乾燥機を使用す
る技術と、回転ドラムに坏土を投入し、ドラムの回転中
約６０℃の温風を送り込んで乾燥する技術等がある。

また、本発明における耐火混合物Ａは、前記耐火物原料
に、ピツチ、タール、アスフアルト、アントラセン油な
どの石油石炭分留物を（例えば、ピツチ単独の場合７〜
２０wt％、ピツチとタールの混合物の場合７〜２５wt％
程度）混合し、加熱しがら混練し、冷却し、さらさらし
た状態の坏土として調製する。

有機合成樹脂坏土（混合物Ｂ）と石油石炭分留物坏土
（混合物Ａ）とを所定の割合で混合して内周側用の成形
用坏土を得る。有機合成樹脂坏土と石油石炭分留物坏土
との配合において、有機合成樹脂坏土の割合が多くなる
と、残留炭素が多く、気孔径が小さく、かつ高い強度が
得られるが、通気性が悪くなる。また、石油石炭分留物
坏土の割合が多くなると、残留炭素が少なく、気孔径が
大きく、かつ強度の低いものとなるが、通気性は良くな
る。両者の配合割合をコントロールすることによつて鋳
造条件に適つた鋳造ノズルをつくることができる。

次に、混合物ＡとＢの配合割合について検討する。

混合物Ａのみでは焼結後の残留炭素分が低く、気孔径が
大きいことから通気性は十分満足するが、低強度となる
こと、浸透性があること、により耐食性に劣る。一方、
混合物Ｂのみでは焼成後の気孔径が小さく、高強度で浸
透性が少なく耐食性に優れるが、通気性に劣るため、ス
リツト内周側材料としては不適である。そこで両材質の
優れた特性を共有させ、スリツト式鋳造用ノズルのニー
ズに応じてＡ、Ｂの混合比を決める。

スリツトの内周側は通気性を必要とする為、混合物Ａ
（石油石炭分留物坏土）と混合物Ｂ（有機合成樹脂坏
土）の配合割合は、混合物Ａが全量の４０〜１００wt％
となるようにすべきである。またスリツトの外周側はガ
ス気密性を必要とし、又強度も必要とする為、混合物Ａ
と混合物Ｂの配合割合は、混合物Ａが全量の５０〜０wt
％となるようにすべきである。

また、スリツト内・外周の肉厚調整、例えばスリツト外
周側の肉厚をスリツト内周側と同一又は薄くして所望ノ
ズルを得る場合は、外周側材の混合物Ａの配合割合を低
下させ、混合物Ｂの配合割合を高くすることにより気密
性が向上し、外周側へガスもれのないスリツトノズルを
構成することができる。スリツトの外周側に混合物Ｂの
みを使用し、内周側に混合物ＡとＢの混合物を使用する
場合は、内周側肉厚に特別制限はない。

一方、生産性や構造の単純化を計る為、スリツトの内周
側と外周側を同一材質で製造する場合は、混合物Ａの配
合割合はスリツトノズルの形状、必要ガス量等より設定
するが、通常は、混合物Ａが８５〜５０wt％となるよう
にすることが好ましい。

なお、上記配合割合の数値は、後述の参考例の結果から
導き出されたものである。

本発明においては、上記坏土を常用の製造条件にしたが
い、ラバープレス成形、還元焼成して鋳造用ノズルを製
造する。

実施例第１表に示した組成と物理的性質を有する石油石炭分留
物坏土Ａと有機合成樹脂坏土Ｂを重量比で６：４に混合
した坏土をスリツト形成部の内周側に、また有機合成樹
脂坏土Ｂをスリツト形成部の外周側に成形のさい充填
し、ラバープレスにより成形し、還元焼成により鋼連続
鋳造用浸漬ノズルを製造した。

得られたスリツトノズルの内、外周側の組成と物理的性
質は第１表に示した通りであつた。

なお、内周側の肉厚は１０mm、外周側の肉厚は１５mmと
した。

この浸漬ノズルをスラブサイズの連続鋳造機のタンデイ
ツシユに取付け、低炭素アルミキルド鋼の鋳造に使用
し、アルゴンガス吹込量２５／min（at １kg／cm²）
で、３００分（９０トン／ＬＤの３チヤージ使用で）鋳
造したところ、安定な鋳造スピードで、しかもスリツト
の閉塞も認められず、良好な連続鋳造が実施できた。

また、使用後のノズルを観察すると、ノズルの内周側に
は付着物がほとんど認められないことから、ノズル内孔
部へのガス噴出量及び噴出がノズル全面に均一に行なわ
れたことが判り、またノズルの溶損は極めて微小なもの
であることが確認された。

これは、前記した石油石炭分留物坏土を使用したノズル
に比較してガス噴出の均一性、ノズルの耐久性に著しく
優れるものである。

参考例実施例で使用した第１表の石油石炭分留物坏土Ａと有機
合成樹脂坏土Ｂとの混合割合を各種変えた混合物を用い
てラバープレスにより成形し、還元焼成した各サンプル
について平均気孔半径、曲げ強さ、通気率を測定し、こ
れらの結果を第２図に示す。該図中、Ａ材料は石油石炭
分留物坏土Ａを、Ｂ材料は有機合成樹脂坏土Ｂを示す。

第２図より、材料Ａが多い程通気性がよく、材料Ｂが多
い程曲げ強度が強いことが明らかであり、これら通気
性、曲げ強度の点から前述のＡ、Ｂの配合割合がもとめ
られる。

（発明の効果）本発明による連続鋳造用ノズルは、スリツトを形成する
外周側は耐食性にすぐれ気密性を有し、内周側は通気性
を有しながら、耐食性が向上されるので、従来のスリツ
トを有する鋳造用ノズルに比し、耐用寿命が著しく向上
できる。

また、本発明では混合物Ａ、Ｂをそれぞれ別々に調製
し、所望のノズルに応じてこれらを所要割合で混練して
使用するもので、混合物Ａ、Ｂのそれぞれがさらさらの
状態となつているため、混合、混練作業が容易であり、
この場合混練坏土は顆粒状だからＡ坏土のように解し作
業は不要で、しかも乾燥することにより一層さらさらの
状態になり、取扱いも容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はスリツトを有する高耐用性鋼連続鋳造用ノズル
の概要を示す図、第２図は本発明の効果を説明するため
の図表である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機合成樹脂をバインダーとする耐火混合
物Ｂ，石油石炭分留物をバインダーとする耐火物Ａをそ
れぞれ別々に混練調製し、スリットを形成する外周側を
上記混合物Ａが５０〜０％になるように上記混合物Ａと
上記混合物Ｂとを混合したものを成形用坏土とし、スリ
ットを形成する内周側を上記混合物Ａが４０〜１００％
となるように上記混合物Ａと上記混合物Ｂとを混合した
ものを成形用坏土として構成したスリットを有する高耐
用性、鋼連続鋳造用ノズル。