JPH0648819A - 連続鋳造用耐火物 - Google Patents

連続鋳造用耐火物

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JPH0648819A
JPH0648819A JP4204907A JP20490792A JPH0648819A JP H0648819 A JPH0648819 A JP H0648819A JP 4204907 A JP4204907 A JP 4204907A JP 20490792 A JP20490792 A JP 20490792A JP H0648819 A JPH0648819 A JP H0648819A
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JP
Japan
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refractory
alumina
nozzle
continuous casting
molten steel
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Withdrawn
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JP4204907A
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English (en)
Inventor
Katsumi Uchinokura
克巳 内之倉
Seiji Hanagiri
誠司 花桐
Shiyuuji Nakamura
州児 中村
Norimitsu Takai
宣光 鷹居
Yoshinori Yamamoto
芳範 山本
Yoichi Yokoyama
洋一 横山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harima Ceramic Co Ltd
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Harima Ceramic Co Ltd
Nippon Steel Corp
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  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 比較的安価に溶鋼中に存在する脱酸生成物が
浸漬ノズル等に付着するのを防止する。 【構成】 浸漬ノズル11の吐出孔12を含むノズル本
体11aの下部および内孔部13の壁面に、炭素:10
〜50重量%,耐火材料:50〜90重量%からなる配
合物に対して硫酸ナトリウムを外掛で0.5〜10重量
%添加してなる耐火材を配設する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は鋼の連続鋳造においてタ
ンディッシュからモールドに溶鋼を供給する際に使用さ
れる浸漬ノズル,ストッパーヘッド,上ノズル等の連続
鋳造用耐火物に関する。
【0002】
【従来の技術】鋼の連続鋳造においてタンディッシュか
らモールドに溶鋼を供給する際には浸漬ノズル,ストッ
パーヘッド,上ノズル等の耐火物が使用される。これら
耐火物は溶鋼の供給という本来の機能の他に流量の制
御,鋳込みの際の溶鋼流の乱れ防止,溶鋼の酸化防止,
スラグの巻き込み防止等の機能を果たしている。したが
って、これら耐火物は溶鋼から得られる鋳片中の非金属
介在物(脱酸生成物)を減少させ、この鋳片の品質向上
にも重要な役割を担っている。
【0003】以下に浸漬ノズルを例にとって説明する。
この浸漬ノズルはその使用条件から耐スポール性,耐摩
耗性,耐食性について高いレベルが要求されるためその
材質としてAl2 3 −C質耐火物(アルミナ)が多用
され、さらにパウダーライン部の材質としては一般に耐
食性に優れるZrO2 −C質耐火物(ジルコニア)が多
用される。
【0004】このような構成とされた浸漬ノズルにおい
ては、この浸漬ノズルに供給される溶鋼中に含有される
脱酸生成物(例えばアルミナ)がその浸漬ノズルの内孔
部壁面に付着し、この脱酸生成物が次第に成長すること
よりその内孔部が狭窄し、ついには浸漬ノズルが閉塞を
起こして、この浸漬ノズルの耐用性が低下するという問
題点がある。また、前記アルミナ等の付着物が溶鋼に捕
捉されてその溶鋼から得られる鋳片の品質劣化を招くと
いう問題点がある。なお、この内孔部の狭窄,閉塞は特
にアルミキルド鋼,アルミシリコンキルド鋼等の鋳造の
際に顕著となる。
【0005】この問題点を解決するために、 (1)浸漬ノズルの内孔部壁面からアルゴンガス等の不
活性ガスを吹き出させてその内孔部壁面にアルミナ等が
付着するのを防止する、例えばガスブロータイプの浸漬
ノズルが実用化されている。また、 (2)例えば特開平4−28462号公報に記載されて
いるように、浸漬ノズルの材質としてアルミナ難付着性
の電融ZrO2 −CaO原料より得られるZrO 2 −C
aO−C質耐火物を用いることが提案され、また、特開
平3−47671号公報においては前述された上ノズ
ル,ストッパヘッドの材質として前記ZrO 2 −CaO
−C質耐火物を用いることが提案されている。 ここで、このZrO2 −CaO−C質耐火物が材質とし
て用いられた浸漬ノズルに対して溶鋼が供給されると、
CaOが前記ZrO2 −CaO−C質耐火物から析出し
て溶鋼中に存在する脱酸生成物であるアルミナと反応す
ることにより、浸漬ノズルの内孔部壁面に低融点のカル
シウムアルミネートが生成する。したがって、浸漬ノズ
ルの内孔部壁面が溶鋼流に洗われる際に前記カルシウム
アルミネートが溶出され、この内孔部壁面は適度な溶損
が与えられて更新される。この結果、浸漬ノズルの内孔
部壁面にアルミナが付着,堆積されるのが防止される。
なお、前記ZrO2 −CaO原料はその生成鉱物がキュ
ービックZrO2 とZrCaO3 から構成されるもので
あり、通常CaOを添加したZrO2 を電融して得られ
る電融クリンカーである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、 (1)ガスブロータイプの浸漬ノズルでは、連続鋳造の
操業が続けられるとその浸漬ノズルの内孔部壁面におけ
るアルミナ等の脱酸生成物の付着,堆積を完全に阻止で
きない場合が多い。また、鋼種によってはアルゴンガス
の吹き込みそのものがその鋼の品質上好ましくない場合
もある。 (2)浸漬ノズルの材質としてZrO2 −CaO−C質
耐火物を用いると、このZrO2 −CaO−C質耐火物
は高価な電融原料(ZrO2 −CaO)から得られるも
のであるためコスト高となり、工業的に普及する上で難
点となる。
【0007】本発明は以上のような問題点に鑑みてなさ
れたものであって、溶鋼中に存在する脱酸生成物の付着
を比較的安価に防止できる連続鋳造用耐火物を提供する
ものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは前記問題点
を解決するために種々の実験を試みた結果、通常的に使
用されている炭素を含有する耐火材料に硫酸ナトリウム
(Na2 SO4 )を添加することによりその硫酸ナトリ
ウムが添加された耐火材料の表面におけるアルミナ付着
を防止できることを見い出した。すなわち、本発明によ
る連続鋳造用耐火物は、炭素:10〜50重量%,耐火
材料:50〜90重量%からなる配合物に対して硫酸ナ
トリウムを外掛で0.5〜10重量%添加してなること
を特徴とする。
【0009】ここで、硫酸ナトリウムの添加量を外掛で
0.5〜10重量%としているのは、0.5重量%未満
ではアルミナ付着防止の機能が不十分であり、10重量
%を超えると低融物が多く生成して耐食性が劣化するた
めである。
【0010】また、炭素を10〜50重量%,耐火材料
を50〜90重量%としているのは、炭素が10重量%
未満では耐スポール性に難点が生じ、50重量%を超え
ると耐食性が劣化するためである。なお、前記炭素とし
ては鱗状黒鉛,土状黒鉛,コークスカーボンブラック等
の少なくとも1種を用いるとよい。また、前記耐火材料
は特に限定されるものではなく、アルミナ,ジルコニ
ア,スピネル,炭化珪素等の少なくとも1種が用いられ
る。なお、アルミナとしては焼結アルミナ,電融アルミ
ナさらにβ−アルミナのいずれを使用することもでき
る。
【0011】
【作用】硫酸ナトリウムは、融点が884℃であるが、
溶鋼の温度である約1550℃付近の温度域においても
液相として存在している。この結果、炭素:10〜50
重量%,耐火材料:50〜90重量%からなる配合物に
対してアルカリ源としての硫酸ナトリウムが外掛で0.
5〜10重量%添加された連続鋳造用耐火物の稼働面に
溶鋼中のアルミナが接触した際、このアルミナは硫酸ナ
トリウムのNa2O成分と反応してAl2 3 −Na2
O等の低融点の液相(低融物)が生成されることが本発
明者らの研究によって確認されている。このことは図3
に示されるNa2 O−Al2 3 系状態図(Phase Diag
rams for Ceramist,(1964)) と一致する。この低融物が
前記連続鋳造用耐火物の稼働面に生成されるとその低融
物は溶鋼流により洗われてその連続鋳造用耐火物の稼働
面が常に更新される状態になるため、この稼働面におけ
るアルミナの付着,堆積が防止される。したがって、こ
のような連続鋳造用耐火物により例えば浸漬ノズルを構
成した場合、この浸漬ノズルの内孔部における狭窄,閉
塞が防止される。
【0012】
【実施例】次に、本発明による連続鋳造用耐火物の実施
例について図面を参照しつつ説明する。
【0013】まず、表1に示される原料を表2に示され
る配合割合で混練した後、ラバープレスにより1000
kg/cm2 の圧力で成形して、約150℃で乾燥して
非酸化性雰囲気のもとで1000℃で焼成することによ
りれんがサンプルを作成した。表2にはそれられんがサ
ンプルの物性,特性値も合わせて示されている。なお、
測定は次の方法によるものである。
【0014】a.アルミナ付着テスト(Al2 3 付着
状況,付着厚み):20×20×150mmのテストピ
ースを切り出し、鋼5kgを1580℃で熔解した高周
波炉に浸漬し、次いで浸漬直後,15分後,30分後そ
れぞれにアルミニウム10gを投入して脱酸生成物であ
るアルミナを溶鋼中に作り、始めから60分後のアルミ
ナ付着厚みを測定した。 b.溶鋼浸食試験:高周波炉のるつぼに20×20×1
50mmのテストピースをモルタルにより貼り付けて鋼
を溶解した後、ハイアルミナれんがで作った攪拌羽根に
より溶鋼を50rpmで攪拌して1580℃で2時間保
持した後、溶損量を測定した。なおa、bのテストとも
溶鋼表面はArガスによりシールした。
【0015】
【表1】
【0016】
【表2】
【0017】表2中、配合No.1〜No.6は本発明
例であり配合No.7〜No.11は比較例である。本
発明例中配合No.1〜No.4はAl2 3 −C質耐
火物(アルミナ)をベースとして硫酸ナトリウムを添加
したものであり比較例中配合No.8(硫酸ナトリウム
無添加)に比べるとアルミナ付着がなく、配合No.1
1(ZrO2 −CaO−C質耐火物をベースとしている
ためコスト高となる。)に近い状態である。また、配合
No.5〜No.6からは、MgO−C質耐火物(マグ
ネシア),ZrO2 −C質耐火物(ジルコニア)をベー
スとし、これに硫酸ナトリウムを添加してもアルミナ付
着防止効果があることが確認される。なお、アルミナ付
着テスト後におけるれんがサンプル(配合No.1〜N
o.6)をEPMAによりミクロ組織調査すると稼働面
にAl2 3 −Na2 Oを主成分とする低融物が生成さ
れているのが確認された。
【0018】しかしながら、配合No.7のように硫酸
ナトリウムの添加量が多いと耐食性が悪くなるとともに
熱間強度も劣る。また、配合No.9のようにアルカリ
源として例えばNa2 CO3 を添加したもの、および配
合No.10のようにNa2O・11Al2 3 の組成
を有するベータアルミナ(β−Al2 3 )を、アルカ
リ源を兼ねるベースとしたもののアルミナ付着テストの
結果は硫酸ナトリウム添加品よりも劣っている。
【0019】すなわち、比較例中配合No.9のように
アルカリ源としてNa2 CO3 を使用した場合、このN
2 CO3 は約400℃から分解して、 Na2 CO3 → Na2 O + CO2 ↑ となり、さらにNa2 Oも400℃位から分解して、 2Na2 O → 2Na + Na2 2 となる。なお、ここで生成するNaやNa2 2 も80
0℃位までに蒸発あるいは分解する物質である。すなわ
ちNa2 CO3 を添加してもそのNa2 CO3 は溶鋼の
温度(1550℃)ではほとんどが揮散してしまい稼働
面にAl2 3 −Na2 Oを主成分とする低融物が形成
されなくなるため、アルミナ付着防止効果が得られない
と考えられる。
【0020】また、比較例中配合No.10のようにア
ルカリ源を兼ねるベースとしてβ−Al2 3 を使用し
た場合、このβ−Al2 3 は1600℃に加熱された
際、アルファアルミナ(α−Al2 3 )に転移すると
ともにNa2 Oを放出する。すなわち、β−Al2 3
は1600℃までは安定である。しかしながら、連続鋳
造が行われる温度は通常1550℃〜1580℃程度で
あるのでβ−Al2 3 のβ→α転移は起こらずそのβ
−Al2 3 からはNa2 Oが放出されない。したがっ
て、稼働面にAl2 3 −Na2 Oを主成分とする低融
物が形成されなくなるため、アルミナ付着防止効果が充
分に発揮できないと考えられる。
【0021】本発明例中配合No.3のれんがサンプル
(以下、サンプルと表記する。)が適用された浸漬ノ
ズルの一例が図1に示されている。この浸漬ノズル11
は、吐出孔12を含むノズル本体11aの下部および内
孔部13の壁面、すなわちその浸漬ノズル11に供給さ
れる溶鋼が接する部分にサンプルが配設されている。
なお、ノズル本体11aの上部はAl2 3 −C質耐火
物により形成され、パウダーライン部14はZrO2
C質耐火物により形成されている。この浸漬ノズル11
と、比較例中配合No.8のれんがサンプルを適用した
ガスブロータイプの浸漬ノズルとに対してアルミキルド
鋼を対象とした連続鋳造を行ったところ、本発明例の浸
漬ノズル11はアルミナ付着を生じることなく平均7.
5チャージの寿命で使用されたが、比較例の浸漬ノズル
は5チャージ程度で閉塞して廃却された。
【0022】また、本発明例中配合No.2のれんがサ
ンプル(以下、サンプルと表記する。)が適用された
上ノズルおよびストッパーヘッドの一例が図2に示され
ている。この上ノズル21の内周部と、ロングストッパ
22の先端部に固設されたストッパーヘッド23の外周
部とにはサンプルが配設されている。なお、これら上
ノズル21の内周部とストッパーヘッド23の外周部を
除く部分(図において符号21a,23aで示す。)お
よびロングストッパ22は、比較例中配合No.8のれ
んがサンプルにより形成されている。このように構成さ
れた上ノズル21およびストッパーヘッド23に対して
アルミキルド鋼を対象とした連続鋳造を行ったところ、
これら上ノズル21,ストッパーヘッド23の接合部に
アルミナ付着を全く生じることなく、鋳造終了の際に生
じることがあった湯止まり不良等のトラブルを完全に解
消することが可能となった。
【0023】
【発明の効果】本発明の連続鋳造用耐火物によれば、硫
酸ナトリウムが特定範囲で添加されているので、例えば
浸漬ノズル,ストッパーヘッド,上ノズル等にその連続
鋳造用耐火物を適用することにより浸漬ノズルのアルミ
ナ閉塞,ストッパーヘッドと上ノズルの接合部における
アルミナ付着に起因する湯止まり不良等の連続鋳造にお
けるトラブルを防止できる。またZrO2 −CaO−C
質耐火物よりも安価に連続鋳造用耐火物を提供すること
が可能となり、その工業的価値は顕著である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の連続鋳造用耐火物が適用され
た浸漬ノズルの縦断面図である。
【図2】本発明の実施例の連続鋳造用耐火物が適用され
た上ノズルおよびストッパーヘッドの縦断面図である。
【図3】本発明の連続鋳造用耐火物に対して溶鋼が供給
された際にその連続鋳造用耐火物の表面に生成するNa
2 O−Al2 3 を説明するNa2 O−Al2 3 系状
態図である。
【符号の説明】
11 浸漬ノズル 11a ノズル本体 21 上ノズル 23 ストッパーヘッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 州児 大分県大分市大字西ノ洲一番地 新日本製 鐵株式會社大分製鐵所内 (72)発明者 鷹居 宣光 大分県大分市大字西ノ洲一番地 新日本製 鐵株式會社大分製鐵所内 (72)発明者 山本 芳範 兵庫県高砂市荒井町新浜1丁目3番1号 ハリマセラミック株式会社内 (72)発明者 横山 洋一 兵庫県高砂市荒井町新浜1丁目3番1号 ハリマセラミック株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 炭素:10〜50重量%,耐火材料:5
    0〜90重量%からなる配合物に対して硫酸ナトリウム
    を外掛で0.5〜10重量%添加してなることを特徴と
    する連続鋳造用耐火物。
JP4204907A 1992-07-31 1992-07-31 連続鋳造用耐火物 Withdrawn JPH0648819A (ja)

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JP4204907A JPH0648819A (ja) 1992-07-31 1992-07-31 連続鋳造用耐火物

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JPH0648819A true JPH0648819A (ja) 1994-02-22

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020534236A (ja) * 2017-12-19 2020-11-26 リフラクトリー・インテレクチュアル・プロパティー・ゲー・エム・ベー・ハー・ウント・コ・カーゲー 耐火性バッチ、当該バッチから不定形耐火セラミック製品を製造するための方法、当該方法によって得られる不定形耐火セラミック製品

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2020534236A (ja) * 2017-12-19 2020-11-26 リフラクトリー・インテレクチュアル・プロパティー・ゲー・エム・ベー・ハー・ウント・コ・カーゲー 耐火性バッチ、当該バッチから不定形耐火セラミック製品を製造するための方法、当該方法によって得られる不定形耐火セラミック製品

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Effective date: 19991005