JPH0740015A

JPH0740015A - 連続鋳造用ノズル

Info

Publication number: JPH0740015A
Application number: JP5190299A
Authority: JP
Inventors: Kenji Ichikawa; 健治市川; Osamu Nomura; 修野村; Makoto Nakamura; 真中村
Original assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Current assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Priority date: 1993-07-30
Filing date: 1993-07-30
Publication date: 1995-02-10

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は、鋼中アルミナ量に応じた最
適な幅広い量のＣａＯを長時間にわたり供給し、アルミ
ナ付着防止効果を発現すると共に優れた耐溶損性を実現
する連続鋳造用ノズルを提供することにある。【構成】本発明の連続鋳造用ノズルは、少なくとも連
続鋳造用ノズルの内管に、ＣａＢ₆０.１〜６５重量％
と、ＣａＯ含有量が１６〜３１重量％のカルシウムジル
コネート系クリンカー、ＣａＯ含有量が１６重量％未満
のカルシウムジルコネート系クリンカー及びジルコニア
からなる群から選択された１種または２種以上３０〜９
５重量％と、炭素原料５〜４０重量％を含有してなるノ
ズル耐火物を配設することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アルミキルド鋼等の連
続鋳造で発生するノズル内面へのアルミナ付着を抑制で
きる連続鋳造用ノズルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造用浸漬ノズルは、タンディッシ
ュとモールド間を連結し、溶鋼の再酸化を防止すると共
に、溶鋼の流量抑制を司る役目をもつ。溶鋼流による熱
的、機械的衝撃や、物理的、化学的な侵食作用を受ける
ため、耐スポーリング性と耐食性が同時に要求される。
連続鋳造用ノズル材質として、高耐スポーリング性を有
する黒鉛、溶融シリカと高耐食性を有するアルミナとを
組み合わせたＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃−Ｃ系材質が多く使用
されている。

【０００３】しかし、アルミキルド鋼を鋳造する場合、
脱酸剤として添加されるアルミニウムと鋼中酸素が反応
して生成したアルミナが、しばしばノズル内面へ付着す
る。アルミナ介在物が体積肥大するとノズル内の偏流助
長、ひいては閉塞を招き、操業の不安定化を引き起こ
し、また、アルミナが剥離して鋳片欠陥の原因になる等
の問題を引き起こす。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来、浸漬ノズル内の
アルミナ付着を低減する方法として、ノズル内管にポー
ラス材質を配し、そこから不活性ガスを吹き込む方法が
ある。アルミナ付着に対しては有効であるが、吹き込ま
れるガスがピンホール欠陥の原因となる。また、ノズル
の構造劣化を助長する等の問題点がある。

【０００５】一方で、上記のような機械的方法を用いな
いで、ＣａＯやカルシウムジルコネート系クリンカーを
含有するものがアルミナ付着低減に有効であることを利
用したノズル材質上の対策がいくつか採られてきた。例
えば、特公昭61−44836号公報には、ＣａＯ含有黒鉛質
鋳造用ノズルが開示されている。しかしながら、ＣａＯ
は容易に水和するため取り扱いが困難なことや、熱膨張
が大きいため適用した耐火物の耐スポール性が著しく失
われる等の問題がある。

【０００６】また、ＣａＯ含有量は少なくなるもののＣ
ａＯ供給源をカルシウムジルコネート系クリンカーに求
めた方法も開示されている。例えば、特開昭62−148076
号公報に開示されているようなＣａＯ成分の少ないカル
シウムジルコネート系クリンカー(安定化及び／または
未安定化ジルコニア)では、アルミナとの反応性に乏し
く、低融物を生成しにくく、アルミナ付着低減に寄与し
ない。

【０００７】更に、特開昭64−40154号公報には、Ｃａ
Ｏを４０〜５５重量％含有するカルシウムジルコネート
系クリンカーの使用が開示されている。しかし、カルシ
ウムジルコネート系クリンカー中のＣａＯ量が３１重量
％を越えるあたりから遊離ＣａＯが含まれるようにな
る。ＣａＯと鋼中アルミナとの反応を活性化し低融物を
生成させ、アルミナ付着を低減するにはＣａＯ成分が多
い方が有利であるが、遊離ＣａＯが存在すると容易に水
和する。

【０００８】ＣａＯ−Ａｌ₂Ｏ₃系低融物は約１４００℃
から生成する。鋼中アルミナ量に応じた最適なＣａＯ量
の供給が重要であり、多量のＣａＯを安定して耐火物中
に固定する方法が模索された。

【０００９】例えば、特公平２−23494号公報では、lll
族及びlV族元素の酸化物をクリンカーに添加すること
で、また、特公平4−78392号公報では、ＣａＯをＣａＯ
−ＳｉＯ₂として添加することで水和を防止できるとし
ている。しかし、炭素原料との共存系では、これらシリ
カ、チタニア、Ｆｅ₂Ｏ₃等の酸化物は高温で容易に還元
され、分解し、溶損の原因となる。

【００１０】従って、本発明の目的は、鋼中アルミナ量
に応じた最適な幅広い量のＣａＯを長時間にわたり供給
し、アルミナ付着防止効果を発現すると共に優れた耐溶
損性を実現する連続鋳造用ノズルを提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の連続鋳造
用ノズルは、少なくとも連続鋳造用ノズルの内管に、Ｃ
ａＢ₆０.１〜６５重量％と、ＣａＯ含有量が１６〜３１
重量％のカルシウムジルコネート系クリンカー、ＣａＯ
含有量が１６重量％未満のカルシウムジルコネート系ク
リンカー及びジルコニアからなる群から選択された１種
または２種以上３０〜９５重量％と、炭素原料５〜４０
重量％を含有してなるノズル耐火物を配設することを特
徴とする。

【００１２】

【作用】本発明の連続鋳造用ノズルは、ＣａＢ₆を主要
なカルシウム供給源とすることで、鋼中アルミナ量に応
じた最適な幅広い量のＣａＯを供給できるものであり、
即ち、ＣａＢ₆は連続鋳造用ノズル使用中に初めて鋼中
酸素等により酸化され、ＣａＯとして供給することがで
きる。

【００１３】ＣａＢ₆の粒度は、カルシウムジルコネー
ト系クリンカーや、ジルコニアよりも小さい方が良い。
これはカルシウムジルコネート系クリンカーやジルコニ
アでノズル耐火物の骨子を形成させることにより、低融
物生成後の溶損を抑えるためである。良好なノズル耐火
物骨子を得るため、ＣａＢ₆は６５重量％以下であるの
が良い。ＣａＢ₆は焼結性が悪いため、６５重量％を越
えると十分な強度が得られず、ひいては耐食性が劣化す
るためである。また、ＣａＢ₆の含有量が０.１重量％未
満では、Ｃａ供給源としての役割が十分に得られない。
従って、ＣａＢ₆含有量は０.１〜６５重量％の範囲内が
好ましい。

【００１４】炭素原料は、高熱伝導性と低膨張性による
耐スポール性の良さと、スラグに対する耐食性の良さを
特徴とする。鱗状黒鉛、土状黒鉛、人造黒鉛等各種黒鉛
原料やピッチ等の非晶質炭素原料を活用できるが、耐ス
ポール性、耐スラグ浸潤性の点から鱗状黒鉛を主に使用
するのが好ましい。炭素原料が５重量％未満では、耐ス
ポーリング性が損なわれるし、４０重量％を越えると耐
食性が劣化する。このため炭素原料含有量は５〜４０重
量％の範囲が好ましい。

【００１５】カルシウムジルコネート系クリンカー及び
ジルコニアは、ノズル耐火物骨子を得るために使用され
る。代表的な耐火物骨材には、マグネシア、アルミナ等
があるが、ＣａＯ−Ａｌ₂Ｏ₃系低融物を生成してアルミ
ナ付着を抑制する場合、耐火物骨材としてアルミナを使
用すると、鋼中のアルミナクラスターとＣａＯが反応す
る前に骨材のアルミナと反応してしまい耐火物の崩壊、
溶損を引き起こす。また、耐火物骨材としてマグネシア
を使用すると、ＣａＯ−Ａｌ₂Ｏ₃系低融物を生成するよ
りもたやすくスピネルを生成し、アルミナ付着抑制に逆
効果である。このように耐火物からＣａを供給した後に
も良好な耐火物骨子を得ることのできる耐火骨材は、カ
ルシウムジルコネート系クリンカーとジルコニアに限定
される。

【００１６】安定化及び未安定化ジルコニアは、溶鋼温
度でアルミナと接してもＣａＯを放出しないので、それ
自体のアルミナ付着抑制効果はない。カルシウムジルコ
ネート系クリンカーがＣａＺｒＯ₃を構成鉱物として含
有するようになると、溶鋼温度でアルミナと反応し、Ｃ
ａＯを放出するようになる。この場合、カルシウムジル
コネート系クリンカーはＣａＯ供給源としてＣａＢ₆の
補助的な役目を担う。カルシウムジルコネート系クリン
カー中のＣａＯ含有量が３１重量％を越えると遊離Ｃａ
Ｏを含むようになり、大気中で常温で簡単に水和するよ
うになり好ましくない。従って、カルシウムジルコネー
ト系クリンカー中のＣａＯ量は３１重量％以下とする。

【００１７】ＣａＯ含有量が１６〜３１重量％のカルシ
ウムジルコネート系クリンカーと、ＣａＯ含有量が１６
重量％未満のカルシウムジルコネート系クリンカー、ジ
ルコニアはそれぞれ単独で使用しても良いし、同時に組
み合わせて使用しても良い。ＣａＯ含有量が１６〜３１
重量％のカルシウムジルコネート系クリンカーは溶鋼温
度でアルミナと反応し、ＣａＯを放出するため、ＣａＯ
含有量が１６重量％未満のカルシウムジルコネート系ク
リンカーやジルコニアと比較するとやや耐食性に劣る。
また、ＣａＯ含有量が１６〜３１重量％のカルシウムジ
ルコネート系クリンカーやジルコニアは熱膨張が大き
く、ＣａＯ含有量が１６重量％未満のカルシウムジルコ
ネート系クリンカーと比較するとやや耐スポール性に劣
る。連続鋳造用ノズルの使用状況に合わせ、適宜使用比
率を決めれば良い。

【００１８】カルシウムジルコネート系クリンカー量、
ＺｒＯ₂量が３０重量％未満では、良好な耐火物骨子を
形成することが困難となる。一方、９５重量％を越える
と、耐スポーリング性が損なわれる。よって、カルシウ
ムジルコネート系クリンカー量、ジルコニア量は３０〜
９５重量％の範囲が適当である。

【００１９】また、本発明の効果を損なわない範囲で、
強度上昇を目的として炭素原料と炭化物を形成する各種
金属、合金粉などを、また、ＣａＢ₆の酸化を阻害しな
い、ＳｉＣなどの炭化物などを添加しても良い。

【００２０】上記の範囲で得られる所定の配合物を、バ
インダーと共に混練、成形、非酸化雰囲気下で焼成し、
連続鋳造用ノズルを製造する。バインダーとしてはフェ
ノール樹脂等の有機樹脂やタール、ピッチなどを用いる
ことができるが、成形性に優れるフェノール樹脂が好ま
しい。成形は材質の均一性を得るため等圧プレスが望ま
しい。

【００２１】

【実施例】

実施例１下記の配合物をフエノール樹脂をバインダーとして混練
し、アイソスタティックプレスで成形、ブリーズ中１０
００℃で焼成し、供試試料を得た。これらの溶損試験、
スポーリング試験を行った。溶損テストは試料を１６０
０℃の溶鋼に６０分間浸漬した際の溶損状況で、スポー
リングテストは試料を１６００℃の溶鋼に１２０秒間浸
漬した後、水冷した際の亀裂の発生状況により評価し
た。

【００２２】

【表１】

【００２３】実施例２下記の配合物にフェノール樹脂をバインダーとして混練
後、型枠に充填し、アイソスタティックプレスで成形
し、ブリーズ中１０００℃で焼成した。これらを用い、
溶損試験とアルミナ付着試験とを行った。溶損テストは
試料を１６００℃の溶鋼に６０分間浸漬した際の溶損状
況で、アルミナ付着試験は１６００℃の溶鋼にアルミニ
ウムを１重量％溶解し、試料を６０分間浸漬したときの
付着の状態で評価した。

【００２４】

【表２】

【００２５】実施例３上記実施例２で得られた本発明品８及び９を図１(ａ)及
び(ｂ)に示すように連続鋳造用浸漬ノズルの内管に配設
した。なお、図１(ａ)及び(ｂ)に配設されているＺｒＯ
₂−Ｃ材質は、ＺｒＯ₂７７重量％、ＣａＯ３重量％、Ｃ
２０重量％の組成を有するものであり、ＳｉＯ₂−Ａｌ₂
Ｏ₃−Ｃ材質は、ＳｉＯ₂３０重量％、Ａｌ₂Ｏ₃４０重量
％、Ｃ３０重量％の組成を有するものである。得られた
連続鋳造用浸漬ノズルを用い、アルミキルド鋼のスラグ
鋳造を行った。その結果、浸漬ノズル内管溶損はなく、
また、アルミナの付着も見られなかった。

【００２６】

【発明の効果】上述のように、本発明によれば、鋼中ア
ルミナ量に応じた最適な幅広い量のＣａＯを長時間にわ
たり供給し、アルミナ付着防止効果を発現すると共に優
れた耐溶損性を実現する連続鋳造用ノズルを提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(ａ)は本発明の連続鋳造用ノズルの１実施態様
を示す図であり、(ｂ)は本発明の連続鋳造用ノズルの他
の実施態様を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも連続鋳造用ノズルの内管に、
ＣａＢ₆０.１〜６５重量％と、ＣａＯ含有量が１６〜３
１重量％のカルシウムジルコネート系クリンカー、Ｃａ
Ｏ含有量が１６重量％未満のカルシウムジルコネート系
クリンカー及びジルコニアからなる群から選択された１
種または２種以上３０〜９５重量％と、炭素原料５〜４
０重量％を含有してなるノズル耐火物を配設することを
特徴とする連続鋳造用ノズル。