JPH08215810A - Nozzle for continuously casting molten steel - Google Patents
Nozzle for continuously casting molten steelInfo
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- JPH08215810A JPH08215810A JP7056453A JP5645395A JPH08215810A JP H08215810 A JPH08215810 A JP H08215810A JP 7056453 A JP7056453 A JP 7056453A JP 5645395 A JP5645395 A JP 5645395A JP H08215810 A JPH08215810 A JP H08215810A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はアルミニウムを含有する
アルミキルド鋼等の連続鋳造において溶鋼が通過するノ
ズルの狭さく、さらには閉塞を効果的に抑制することが
できる連続鋳造用ノズルに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nozzle for continuous casting capable of effectively suppressing narrowing of a nozzle through which molten steel passes and further blockage in continuous casting of aluminum-killed steel containing aluminum.
【0002】[0002]
【従来の技術】溶鋼の連続鋳造用ノズルは、次のような
目的のために使用される。2. Description of the Related Art A nozzle for continuous casting of molten steel is used for the following purposes.
【0003】溶鋼の連続鋳造に於いて連続鋳造用ノズル
はタンディッシュモールド間の溶鋼注入で溶鋼の空気と
の接触による酸化を防ぎ、又溶鋼の飛散防止を計り、さ
らには非金属介在物及びモールド面浮遊物の鋳片への巻
込み防止のための注湯の整流化などの目的で使用されて
いる。In continuous casting of molten steel, the nozzle for continuous casting prevents molten steel from oxidizing due to contact with air by injecting molten steel between tundish molds, and prevents scattering of molten steel, and further, non-metallic inclusions and molds. It is used for the purpose of rectifying the pouring of molten metal in order to prevent the surface suspended matter from getting caught in the slab.
【0004】従来溶鋼の連続鋳造用ノズル材質は、主と
して黒鉛,アルミナ,シリカ,シリコンカーバイド等で
構成されており、最近ではジルコニアを構成成分として
用いられる場合がある。しかしながらアルミキルド鋼等
を鋳造する場合は次のような問題点を有している。Conventionally, the nozzle material for continuous casting of molten steel is mainly composed of graphite, alumina, silica, silicon carbide, etc., and recently, zirconia may be used as a constituent component. However, there are the following problems when casting aluminum killed steel and the like.
【0005】アルミキルド鋼等は脱酸剤として添加され
るアルミニウムが溶鋼中に存在する酸素と反応してα−
アルミナ等の非金属介在物が生成する。そのためアルミ
キルド鋼等を鋳造する際、連続鋳造用ノズルの内孔表面
に脱酸剤として添加されるアルミニウムの酸化により生
成されるα−アルミナ等の非金属介在物が付着し、そし
て堆積してその結果内孔が狭さくし最悪の場合、内孔を
閉塞してしまい安定的な鋳造を困難にする。あるいはこ
のようにして付着し堆積したα−アルミナ等の非金属介
在物が剥離或いは脱落して鋳片に巻込まれ鋳片の品質低
下を招く。Aluminum-killed steel and the like have α-reacted with aluminum added as a deoxidizer by reacting with oxygen present in molten steel.
Non-metallic inclusions such as alumina are produced. Therefore, when casting aluminum-killed steel or the like, non-metallic inclusions such as α-alumina generated by the oxidation of aluminum added as a deoxidizing agent adhere to the inner hole surface of the nozzle for continuous casting, and are deposited. As a result, the inner hole is narrowed, and in the worst case, the inner hole is closed, which makes stable casting difficult. Alternatively, non-metallic inclusions such as α-alumina adhered and deposited in this way are peeled off or fallen off and are entrapped in the slab, resulting in deterioration of the quality of the slab.
【0006】上述したα−アルミナ等の非金属介在物に
よる内孔の狭さく及び閉塞を防止するために内孔を形成
する連続鋳造用ノズルの内面から前記内孔を通って流れ
る溶鋼に向かって不活性ガスを噴射させ、溶鋼中に存在
するα−アルミナ等の非金属介在物が連続鋳造用ノズル
内孔面に付着し堆積することを防止する方法が広く用い
られている。In order to prevent the narrowing and blockage of the inner hole due to the non-metallic inclusions such as α-alumina, the inner surface of the continuous casting nozzle forming the inner hole faces the molten steel flowing through the inner hole. A method is widely used in which an active gas is injected to prevent non-metallic inclusions such as α-alumina existing in molten steel from adhering to and depositing on the inner surface of the nozzle for continuous casting.
【0007】しかしながら上述した内孔を形成する溶鋼
連続鋳造用ノズルの内面から不活性ガスを噴出させる方
法には次のような問題点がある。However, the method of ejecting the inert gas from the inner surface of the molten steel continuous casting nozzle forming the above-mentioned inner hole has the following problems.
【0008】即ち、噴出させる不活性ガス量が多いと不
活性ガスによってできた気泡が鋳片のなかに巻き込まれ
ピンホールに基づく欠陥が生じる。逆に噴出させる不活
性ガス量が少ないとα−アルミナ等の非金属介在物が連
続鋳造用ノズルの内孔面に付着し堆積して内孔の狭さ
く、さらには最悪の場合閉塞する。That is, when the amount of the inert gas to be jetted is large, bubbles formed by the inert gas are caught in the slab and defects due to pinholes occur. On the contrary, if the amount of the inert gas ejected is small, non-metallic inclusions such as α-alumina adhere to and accumulate on the inner surface of the continuous casting nozzle to narrow the inner hole, and in the worst case, block the inner hole.
【0009】また連続鋳造用ノズルの内面から前記内孔
を通って流れる溶鋼に向かって不活性ガスを均一に吹き
込むことは構造的に不可能であり、また長時間鋳造する
際は連続鋳造用ノズル材質の組織劣化及び構造劣化する
に伴い噴出させる不活性ガスのコントロールが不安定と
なり、さらには不活性ガスを連続鋳造用ノズル内孔面に
均一に噴出させることが困難となり、その結果、α−ア
ルミナ等の非金属介在物が連続鋳造用ノズルの内孔面に
付着し、そして堆積して内孔の狭さく、さらには閉塞し
てしまう。Further, it is structurally impossible to uniformly blow the inert gas from the inner surface of the continuous casting nozzle toward the molten steel flowing through the inner hole, and when casting for a long time, the continuous casting nozzle is required. With the deterioration of the structure and the structure of the material, the control of the inert gas to be jetted becomes unstable, and it becomes difficult to jet the inert gas uniformly to the inner surface of the nozzle for continuous casting, resulting in α- Non-metallic inclusions such as alumina adhere to the inner hole surface of the continuous casting nozzle and are deposited to narrow the inner hole and further block it.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】そこで不活性ガスの噴
出のような機械的手段を用いないで上述した問題点を解
決するために溶鋼連続鋳造用ノズルの材質的対策として
次のような方法が用いられていた。Therefore, in order to solve the above-mentioned problems without using mechanical means such as jetting of an inert gas, the following method is used as a material countermeasure for the nozzle for continuous casting of molten steel. Was used.
【0011】黒鉛とカルシアを主成分とする下記溶鋼
連続鋳造用ノズルが特開昭57−71860号公報に開
示されている。即ち本質的に下記からなる耐火物で形成
された溶鋼連続鋳造用ノズルである。The following molten steel continuous casting nozzle containing graphite and calcia as main components is disclosed in JP-A-57-71860. That is, it is a nozzle for continuous casting of molten steel, which is essentially made of a refractory material consisting of:
【0012】黒鉛を10〜50重量%,カルシアを20
〜75重量%及び残部を金属アルミニウム,シリコンカ
ーバイド等で形成する。10 to 50 wt% graphite and 20 calcia
˜75% by weight and the balance is made of metallic aluminum, silicon carbide or the like.
【0013】しかしながら上述の溶鋼連続鋳造用ノズル
は次の問題点がある。カルシアはα−アルミナ等の非金
属介在物と速やかに反応して低融点化合物を生成する。
その結果、α−アルミナ等の非金属介在物が連続鋳造用
ノズル内孔表面に付着し堆積することを防止する作用が
ある。しかしカルシアは単独で存在すると常温において
も水又は空気中の水分と激しく反応してCa(OH)2と
なり、崩壊し粉化してしまうためノズルを製造する場合
特別な注意が必要であり、防湿処理を施さなければ使用
は出来ない。さらにカルシアは熱膨張率が大きいので不
均一な温度分布が生じるような加熱を受ける場合にはノ
ズル内部に大きな熱応力が生じるため耐熱スポーリンク
性が大巾に低下する。However, the above molten steel continuous casting nozzle has the following problems. Calcia rapidly reacts with non-metallic inclusions such as α-alumina to form low melting point compounds.
As a result, it has an effect of preventing non-metallic inclusions such as α-alumina from adhering to and depositing on the surface of the inner hole of the continuous casting nozzle. However, if calcia is present alone, it reacts violently with water or moisture in the air even at room temperature to form Ca (OH) 2 , which disintegrates and powders, so special care is required when manufacturing nozzles, and moisture-proof treatment is required. It cannot be used without applying. Further, since calcia has a large coefficient of thermal expansion, when it is heated so that an uneven temperature distribution is generated, a large thermal stress is generated inside the nozzle, and the heat-resistant sprinkling property is greatly reduced.
【0014】上述の問題があるためカルシアを単独で含
有させた連続鋳造用ノズルを実使用化することは困難で
ある。Due to the above-mentioned problems, it is difficult to practically use a continuous casting nozzle containing calcia alone.
【0015】又、特開昭64−40154号では黒鉛
−カルシウムジルコネイト質が開示されている。これは
付着物質であるAl2O3とカルシウムジルコネイトから
来るCaOを反応させ低融性化合物に変化させ溶失する
ようにしたものである。[CaO23%(40モル%)
〜36%(55モル%)含有カルシウムジルコネイト]
CaO・ZrO2は溶鋼温度でアルミナと接した場合分解
してCaOを放出する(特公昭59−19075号公報
参照)知見にもとづくものであるが、鋳造条件によって
はその放出速度が遅く十分に機能しない場合が有ること
が判明した。Further, JP-A-64-40154 discloses graphite-calcium zirconate. In this method, Al 2 O 3 as an adhering substance and CaO coming from calcium zirconate are reacted with each other to be converted into a low-melting compound so as to be lost. [CaO 23% (40 mol%)
~ 36% (55 mol%) Containing Calcium Zirconate]
CaO.ZrO 2 decomposes when it comes into contact with alumina at the temperature of molten steel and releases CaO (see Japanese Patent Publication No. 59-19075). However, depending on casting conditions, the release rate is slow and it functions sufficiently. It turns out that there are cases where it does not.
【0016】CaO・ZrO2の分解によりその放出・
表面への移動凝集を容易にする手段としてシリカ(Si
O2),マグネシア(MgO)などの添加が有効であり、
特公平3−14540号で開示されている。Release of CaO / ZrO 2 by decomposition
Silica (Si
It is effective to add O 2 ), magnesia (MgO), etc.
It is disclosed in Japanese Examined Patent Publication No. 3-14540.
【0017】CaO・ZrO2の分解によりCaOの放出
・表面への移動凝集を容易にする手段及びCaO成分増
量材としての性質を併せ持つCaO・SiO2(CaO40
〜54%)の添加が有効であり、特開平3−22124
9号で開示されている。[0017] CaO, CaO-SiO 2 having both properties as means and CaO component extender to facilitate movement aggregation into release-surface of CaO by the decomposition of ZrO 2 (CaO40
Up to 54%) is effective.
No. 9 is disclosed.
【0018】CaO・ZrO2の分解によりCaOの放出
・表面への移動凝集を容易にする手段及びCaO成分増
量材としての性質を併せ持つCaO・SiO2,2CaO・
SiO2及び3CaO・SiO2(その総計が1〜35重量
%)を併用添加が有効であり、特開平4−73409
号,特開平4−73410号で開示されている。[0018] CaO-SiO 2 having both properties as means and CaO component extender to facilitate movement aggregation into release-surface of CaO by decomposition of CaO-ZrO 2, 2CaO ·
The combined addition of SiO 2 and 3CaO.SiO 2 (the total amount of which is 1 to 35% by weight) is effective, and is disclosed in JP-A-4-73409.
And Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-73410.
【0019】,の場合では、CaO・ZrO2及びCa
O・SiO2,2CaO・SiO2,3CaO・SiO2(1〜
35%)の材質ではAl2O3と反応して低融点鉱物を生
成した後の稼動面組織が凹凸状態となり、凹部に非金属
介在物が堆積し、そして蓄積され、長時間使用が困難と
なる、特に鋼中のα−Al2O3が多い場合α−Al2O3
が急速に堆積し、使用困難となる。In the case of, CaO.ZrO 2 and Ca
O · SiO 2, 2CaO · SiO 2, 3CaO · SiO 2 (1~
(35%), the surface texture after reacting with Al 2 O 3 to form low melting point minerals becomes uneven, and non-metallic inclusions accumulate and accumulate in the recesses, making it difficult to use for a long time. It becomes, especially if there are many α-Al 2 O 3 in the steel α-Al 2 O 3
Are rapidly deposited and are difficult to use.
【0020】以上のことから、不活性ガスを噴出させる
等の機械的な方法を用いることなく経済的にかつ比較的
安易に、さらに長時間にわたって内孔の狭さく、さらに
は閉塞を防止する溶鋼連続鋳造用ノズルの開発が強く望
まれているが、かかる溶鋼連続鋳造用ノズルはまだ提案
されていないのが現状である。From the above, a continuous molten steel for preventing the inner hole from narrowing and clogging for a long time economically and relatively easily without using a mechanical method such as jetting an inert gas. Although there is a strong demand for the development of a casting nozzle, such a molten steel continuous casting nozzle has not been proposed yet.
【0021】[0021]
【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解
決するためになされたものであって、本発明の目的は不
活性ガスを噴出する等の機械的な方法を用いることな
く、経済的にかつ長時間にわたって内孔の狭さく、さら
には閉塞または組織の劣化を生じることのない溶鋼連続
鋳造用ノズルを提供することにある。The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is economical without using a mechanical method such as jetting an inert gas. The object is to provide a nozzle for continuous casting of molten steel, which has a narrow inner hole and does not cause blockage or deterioration of the structure for a long time.
【0022】本発明は本質的に下記からなる耐火物で形
成され、溶鋼連続鋳造用ノズルの内孔の少なくとも図1
の内孔1部に配設し構成されている。The present invention is formed of a refractory material consisting essentially of:
It is arranged in one part of the inner hole.
【0023】鉱物組成としてCaO・ZrO2を主成分と
するカルシウムジルコネート40〜65重量%,黒鉛1
0〜35重量%,鉱物組成としてCaO・SiO2を主成
分とするカルシウムシリケートと鉱物組成として2Ca
O・SiO2及び3CaO・SiO2を主成分とする結晶安
定化カルシウムシリケートを併用使用し、その総計が1
〜25重量%,鉱物組成としてZrO2・SiO2を主成分
とするジルコンクリンカー5〜25重量%。As a mineral composition, 40 to 65% by weight of calcium zirconate containing CaO.ZrO 2 as a main component and graphite 1
0 to 35% by weight, as a mineral composition CaO / SiO 2 as a main component calcium silicate and as a mineral composition 2Ca
O-SiO 2 and 3CaO-SiO 2 are mainly used as the crystal-stabilized calcium silicate, and the total is 1
-25% by weight, 5 to 25% by weight of zircon clinker containing ZrO 2 · SiO 2 as a main component as a mineral composition.
【0024】上述の耐火物で構成された溶鋼の連続鋳造
用ノズルは、その成分のカルシア(CaO)が水又は空
気中の水分と激しく反応することを抑制し、CaO・Si
O2を主成分とするカルシウムシリケートと2CaO・S
iO2及び3CaO・SiO2を主成分とする結晶安定化カ
ルシウムシリケートの両者ともに温度変化に対する結晶
変態がないため異状膨張収縮がないので、ノズルの組織
劣化を防止するとともに、溶鋼の連続鋳造用ノズル内孔
表面に於いて脱酸剤として添加されるアルミニウムが溶
鋼中に存在する酸素と反応して生成されるα−アルミナ
等の非金属介在物と反応して低融点化合物を生成するこ
とにより、溶融の連続鋳造用ノズル内孔表面にα−アル
ミナ等の非金属介在物が付着しさらには堆積することを
防止することがでる。The nozzle for continuous casting of molten steel composed of the above refractory material suppresses the viscous reaction of its component, calcia (CaO), with water or water in the air.
Calcium silicate mainly composed of O 2 and 2CaO ・ S
Both of the crystal-stabilized calcium silicate containing TiO 2 and 3CaO · SiO 2 as a main component have no crystal transformation with respect to temperature change, so that there is no abnormal expansion and contraction, so that the structure of the nozzle is prevented from deteriorating and a nozzle for continuous casting of molten steel is provided. Aluminum added as a deoxidizing agent on the surface of the inner hole reacts with oxygen present in the molten steel to form a low melting point compound by reacting with a non-metallic inclusion such as α-alumina, It is possible to prevent non-metallic inclusions such as α-alumina from adhering to and further depositing on the surface of the inner hole of the molten continuous casting nozzle.
【0025】当該材質の原理・作用効果としては消化性
のない安定な高CaO含有物質を使用することが効果を
上げる要点になることは自明であり、種々の原料(鉱
物)について検討を加えた結果、カルシウムシリケート
の分解によるCaOの放出促進剤としてCaO・SiO2を
主成分とするカルシウムシリケートと2CaO・SiO2
及び3CaO・SiO2を主成分とする結晶安定化カルシ
ウムシリケートの両者ともに効果があることが判明し
た。このものは放出促進剤としてのSiO2源とCaO成
分増量材として、又両者を併用使用することで非金属介
在物の主成分としてのα−Al2O3と反応して更に低融
点化を計ることが出来るものである。Regarding the principle and effect of the material, it is obvious that the use of a stable, high CaO-containing substance that is not digestible is the key point for achieving the effect, and various raw materials (minerals) were examined. As a result, calcium silicate containing CaO · SiO 2 as a main component and 2CaO · SiO 2 as a CaO release accelerator by decomposition of calcium silicate.
It was found that both the crystal-stabilized calcium silicate containing 3CaO.SiO 2 as a main component are effective. This substance reacts with α-Al 2 O 3 as a main component of non-metallic inclusions to further lower the melting point by using a SiO 2 source as a release accelerator and a CaO component extender, or by using both together. It can be measured.
【0026】CaO成分はAl2O3と反応してCaO・A
l2O3,3CaO・Al2O3,最終的には12CaO・7
Al2O3等の溶融温度以下の低融点物質となり溶失する
ので堆積することなく閉塞防止に効果がある。The CaO component reacts with Al 2 O 3 to form CaO.A.
l 2 O 3 , 3CaO · Al 2 O 3 , finally 12CaO · 7
It becomes a low melting point substance below the melting temperature such as Al 2 O 3 and is melted away, so that it is effective in preventing clogging without depositing.
【0027】さらに詳述すると、鉱物組成としてCaO
・ZrO2を主成分とするカルシウムジルコネートは、C
aOが最大36重量%未満の範囲で含有し、1600℃
以上の高温で溶融し調整されたものである。これは安定
化ジルコニアと同様な熱膨張特性を有し、かつカルシア
が単独で存在しないためカルシアが水または空気中の水
分と激しく反応することが無く、ノズルの組織劣化を防
止する。More specifically, CaO is used as a mineral composition.
・ Calcium zirconate containing ZrO 2 as a main component is C
aO is contained in the range of less than 36% by weight at the maximum, 1600 ° C
It was melted and adjusted at the above high temperature. It has the same thermal expansion properties as stabilized zirconia, and because calcia does not exist alone, it does not react violently with water or water in the air and prevents nozzle tissue degradation.
【0028】40〜89重量%の範囲内の上述したカル
シウムジルコネートは、CaO・SiO2を主成分とした
カルシウムシリケートと2CaO・SiO2及び3CaO・
SiO2を主成分とする結晶安定化カルシウムシリケート
と共存するとカルシウムジルコネート中に固溶されたカ
ルシア(CaO)がカルシウムジルコネートの粒子表面
に移動し易くなる。 CaO SiO2 CaO・SiO2 48.3% 51.7% 2CaO・SiO2 65.1% 34.9% 3CaO・SiO2 73.7% 26.3%The above-mentioned calcium zirconate in the range of 40 to 89% by weight is calcium silicate whose main component is CaO.SiO 2 and 2CaO.SiO 2 and 3CaO.
When coexisting with a crystal-stabilized calcium silicate containing SiO 2 as a main component, calcia (CaO) solid-dissolved in calcium zirconate easily moves to the surface of calcium zirconate particles. CaO SiO 2 CaO · SiO 2 48.3% 51.7% 2CaO · SiO 2 65.1% 34.9% 3CaO · SiO 2 73.7% 26.3%
【0029】即ち、内孔表面に付着する非金属介在物の
主成分であるα−Al2O3と反応させるためのカルシア
(CaO)がカルシウムジルコネート粒子表面へ移動・
凝集し、粒界のカルシア(CaO)濃度を高める。又そ
れぞれのカルシウムシリケートを併用することにより、
カルシウムシリケート中のシリカ(SiO2)成分がα−
Al2O3とカルシア(CaO)との反応を促進させる触
媒的な機能を発揮する。That is, calcia (CaO) for reacting with α-Al 2 O 3 which is the main component of the non-metallic inclusions adhering to the surface of the inner pores moves to the surface of the calcium zirconate particles.
Aggregate to increase the calcia (CaO) concentration at the grain boundary. Also, by using each calcium silicate together,
The silica (SiO 2 ) component in calcium silicate is α-
It exerts a catalytic function to promote the reaction between Al 2 O 3 and calcia (CaO).
【0030】前記の各々のカルシウムシリケートについ
て述べると、まずCaO・SiO2を主成分とするカルシ
ウムシリケートはCaOとSiO2のモル比が1:1の鉱
物であれば水和反応の発生はなく温度上昇による結晶変
態は発生しない。又2CaO・SiO2及び3CaO・Si
O2を主成分とする結晶安定化カルシウムシリケートは
CaOとSiO2のモル比が2〜3:1であり、1〜5重
量%の結晶安定化剤の機能をもつB2O3と共に合成され
たものも水和反応の発生はなく、温度上昇によるγ相へ
の結晶変態は起こらないのでノズルの組織劣化は発生し
ない。With respect to each of the above-mentioned calcium silicates, first, the calcium silicate containing CaO.SiO 2 as a main component does not cause a hydration reaction if a mineral having a molar ratio of CaO and SiO 2 of 1: 1 does not occur. Crystal transformation due to ascent does not occur. Also 2CaO ・ SiO 2 and 3CaO ・ Si
The crystal-stabilized calcium silicate containing O 2 as a main component has a molar ratio of CaO to SiO 2 of 2 to 3: 1 and is synthesized with 1 to 5% by weight of B 2 O 3 having a function of a crystal stabilizer. In the case of the other, no hydration reaction occurs, and the crystal transformation to the γ phase due to the temperature rise does not occur, so that the structure deterioration of the nozzle does not occur.
【0031】CaO・SiO2を主成分とするカルシウム
シリケートはCaO40〜54重量%が好ましく、又2
CaO・SiO2及び3CaO・SiO2を主成分とする結晶
安定化カルシウムシリケートはCaO62〜73重量%
を含有することが好ましい。The calcium silicate containing CaO.SiO 2 as the main component is preferably 40 to 54% by weight of CaO.
The crystal-stabilized calcium silicate mainly composed of CaO · SiO 2 and 3CaO · SiO 2 is 62 to 73% by weight of CaO.
It is preferable to contain
【0032】更に稼動面表面性状を平滑にする手段とし
て種々検討した結果、CaO・ZrO2の分解・放出そし
て粒表面への移動・凝集を容易にする作用を併せ持つ添
加物としてのジルコン超微粉の添加が有効であることが
判明した。Further, as a result of various studies as means for smoothing the surface properties of the operating surface, zircon ultrafine powder as an additive having functions of facilitating decomposition / release of CaO / ZrO 2 and migration / aggregation to the grain surface The addition proved to be effective.
【0033】即ち鉱物組成としてZrO2・SiO2を主成
分とするジルコンクリンカーは5〜25重量%が好まし
く、更にジルコンクリンカーの平均粒径は良好な表面平
滑性を有するためには6μm以下であることが望まし
い。That is, the zircon clinker containing ZrO 2 .SiO 2 as the main component as the mineral composition is preferably 5 to 25% by weight, and the average particle size of the zircon clinker is 6 μm or less in order to have good surface smoothness. Is desirable.
【0034】上記のことからカルシアの短所を克服しカ
ルシアとα−アルミナとの反応を長時間にわたって持続
させて低融点化合物を生成し、かくしてα−アルミナ等
の非金属介在物の内孔表面への付着を効果的に長時間抑
制することができる溶鋼連続鋳造用ノズルを提供するも
のである。From the above, the disadvantages of calcia are overcome and the reaction between calcia and α-alumina is continued for a long time to form a low melting point compound, and thus the non-metallic inclusions such as α-alumina are transferred to the inner pore surface. The present invention provides a nozzle for continuous casting of molten steel capable of effectively suppressing the adherence of molten steel for a long time.
【0035】なお耐スポーリング性,耐酸化性を向上さ
せる目的で、SiCを添加することも出来る。Note that SiC may be added for the purpose of improving spalling resistance and oxidation resistance.
【0036】[0036]
【作用】鉱物組成としてCaO・ZrO2を主成分とする
ジルコニアクリンカーの含有量は40〜65重量%であ
ることが望ましい。含有量が40重量%未満であると非
金属介在物の主成分であるα−アルミナと反応するに必
要なカルシア含有量が乏しくかつ溶鋼に対する耐蝕性が
劣り、図1に示すようなノズル内孔表層部に配設する場
合その部分が短時間で消失してしまう可能性が有り十分
な効果は期待出来ない。The content of the zirconia clinker containing CaO.ZrO 2 as a main component as the mineral composition is preferably 40 to 65% by weight. If the content is less than 40% by weight, the calcia content necessary for reacting with α-alumina, which is the main component of the non-metallic inclusions, is poor and the corrosion resistance to molten steel is poor, resulting in a nozzle hole as shown in FIG. When it is arranged on the surface layer, that part may disappear in a short time, and a sufficient effect cannot be expected.
【0037】又65重量%を超えると熱膨張率が高くな
り、耐スポーリング特性が劣化する。黒鉛の含有量は1
0〜35重量%が望ましい、又熱伝導率及び耐酸化性を
考慮すれば天然黒鉛を適用することが望ましい。なお黒
鉛の含有量が10重量%未満であると耐熱スポーリング
性が劣り、一方35重量%を超えると耐蝕性が低下す
る。If it exceeds 65% by weight, the coefficient of thermal expansion becomes high and the spalling resistance is deteriorated. Graphite content is 1
0-35% by weight is desirable, and in consideration of thermal conductivity and oxidation resistance, it is desirable to use natural graphite. If the graphite content is less than 10% by weight, the heat spalling resistance is poor, while if it exceeds 35% by weight, the corrosion resistance is reduced.
【0038】鉱物組成としてCaO・SiO2を主成分と
するカルシウムシリケート中のCaO含有量は最大54
重量%が好ましいく、それ以上であると鉱物組成上不安
定となり、カルシア(CaO)の水和反応が発生し易く
なり、組織劣化を引き起こす可能性がある。又、鉱物組
成として2CaO・SiO2及び3CaO・SiO2を主成分
とする結晶安定化カルシウムシリケート中のCaO含有
量は62〜73重量%,SiO2含有量は26〜34重量
%,そして結晶安定化剤であるB2O3含有量は1〜5重
量%の範囲の組成で、この3者の合計が95重量%以上
が好ましく、それ以外であるとγ相への結晶変態を生じ
易く、又カルシア(CaO)の水和反応が発生し易くな
り組織劣化を引き起こす可能性がある。The maximum content of CaO in the calcium silicate containing CaO.SiO 2 as the main component is 54.
If the content is more than 0.5% by weight, the mineral composition becomes unstable if the content is more than that, and the hydration reaction of calcia (CaO) is likely to occur, which may cause deterioration of the structure. Further, CaO content in the crystal stabilized calcium silicate as a main component 2CaO · SiO 2 and 3CaO · SiO 2 as the mineral composition 62-73 wt%, SiO 2 content of 26 to 34 wt%, and stable crystalline The content of the agent B 2 O 3 is in the range of 1 to 5% by weight, and the total of the three is preferably 95% by weight or more, and otherwise the crystal transformation to the γ phase is likely to occur. Further, the hydration reaction of calcia (CaO) is likely to occur, which may cause deterioration of the tissue.
【0039】上述の両者のカルシウムシリケートは併用
使用されその合計含有量は1〜25重量%が望ましい。Both of the above calcium silicates are used in combination, and the total content is preferably 1 to 25% by weight.
【0040】両者のカルシウムシリケートの含有量が1
重量%未満であるとカルシウムジルコネート中のカルシ
ア(CaO)を粒子表面に移動・凝集する効果が得られ
ず、25重量%を超えると耐火物の組織が劣化し易く
又、耐蝕性が低下すると共に耐熱スポール性も大巾に低
下する。The content of both calcium silicates is 1
If it is less than 25% by weight, the effect of migrating and aggregating calcia (CaO) in calcium zirconate to the particle surface cannot be obtained, and if it exceeds 25% by weight, the structure of the refractory material is likely to deteriorate and the corrosion resistance decreases. At the same time, the heat resistance of the spall is greatly reduced.
【0041】鉱物組成としてのZrO2・SiO2を主成分
とするジルコンクリンカーの平均粒径が6μm以下で、
含有量が5〜25重量%が望ましい。ジルコンの含有量
が5重量%未満であるとジルコニアクリンカー中のカル
シアを粒子表面に移動凝集する効果が得られず、25重
量%を超えるとCaO・ZrO2,CaO・SiO2の絶体量
減少(CaO減)によりα−Al2O3との反応性が劣
り、低融点鉱物の生成が劣り、Al2O3等の非金属介在
物が付着し、ノズル閉塞へと進展する。なおジルコンク
リンカーの平均粒径が6μm以下は耐火物の表面平滑性
を有し、また、表面積が多くなることによりCaO・Zr
O2の分解・放出そして粒表面への移動・凝集を容易に
し促進する効果がある。次に本発明の溶鋼連続鋳造用ノ
ズルを図面を参照しながら説明する。The average particle size of the zircon clinker having ZrO 2 .SiO 2 as a main component as a mineral composition is 6 μm or less,
The content is preferably 5 to 25% by weight. Not obtained the effect of the content of zircon is moved aggregation calcia in the zirconia clinker is less than 5% by weight on the particle surface, 25% by weight, CaO · ZrO 2, absolute loss of CaO · SiO 2 Due to (CaO reduction), reactivity with α-Al 2 O 3 is poor, low-melting point mineral is poorly produced, non-metallic inclusions such as Al 2 O 3 are attached, and nozzle clogging progresses. If the average particle size of the zircon clinker is 6 μm or less, the refractory has a smooth surface and the surface area is large, so that CaO / Zr
It has the effect of facilitating and promoting the decomposition / release of O 2 and the movement / aggregation to the grain surface. Next, the molten steel continuous casting nozzle of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0042】図1は、本発明の浸漬ノズルとしての溶鋼
連続鋳造用ノズルの実施態様を示す概略垂直断面の一例
である。実施態様の溶鋼連続鋳造用ノズル3は、タンデ
ィッシュとモールドとの間に配置されている浸漬ノズル
として使用される。図1に示すようにそれを通って溶鋼
が流れる内孔1をその軸線に沿って有する浸漬ノズルと
しての溶鋼連続鋳造用ノズル3において、前記内孔1を
形成する前記溶鋼連続鋳造用ノズル3の部分2は、上述
した化学成分組成を有する耐火物によって形成されてい
る。実施態様の浸漬ノズルとしての溶鋼連続鋳造用ノズ
ル3によると内孔1を形成する溶鋼連続鋳造用ノズル3
の部分2に溶鋼中に存在するα−アルミナ等の非金属介
在物が付着しそして堆積することは、長時間にわたり抑
制される。FIG. 1 is an example of a schematic vertical section showing an embodiment of a nozzle for continuous casting of molten steel as the immersion nozzle of the present invention. The molten steel continuous casting nozzle 3 of the embodiment is used as an immersion nozzle arranged between a tundish and a mold. In a molten steel continuous casting nozzle 3 as an immersion nozzle having an inner hole 1 through which molten steel flows as shown in FIG. 1 along its axis, the molten steel continuous casting nozzle 3 forming the inner hole 1 The part 2 is formed of a refractory material having the above-described chemical composition. According to the molten steel continuous casting nozzle 3 as the immersion nozzle of the embodiment, the molten steel continuous casting nozzle 3 forming the inner hole 1 is formed.
Adhesion and deposition of non-metallic inclusions such as α-alumina existing in the molten steel on the part 2 of 1 are suppressed for a long time.
【0043】[0043]
【発明の効果】次に実施例を挙げ、この発明の効果を述
べる。The effects of the present invention will be described below with reference to examples.
【0044】[0044]
【実施例】表1に示す本発明の範囲内の化学成分組成を
有する配合物1から5(以下“本発明のサンプル”とい
う)及び本発明の範囲外の化学成分組成を有する配合物
6〜10(以下“比較サンプル”という)の各々に5か
ら10重量%の範囲内の粉末及び溶液のフェノール樹脂
を添加しそれらを混合及び混練して得られた原料坏土に
よって、α−アルミナ等の非金属介在物の付着量及び溶
液に対する耐蝕性を試験するための30mm×30mm
×230mmの寸法を有する成形体及び耐スポーリング
性を試験するための外径100mm内径60mm及び長
さ250mmの寸法を有する成形体を形成しそして得ら
れた成形体の各々を1000℃から1200℃の範囲内
の温度で還元焼成して耐火物1から10を調整した。EXAMPLES Formulations 1 to 5 (hereinafter referred to as “samples of the invention”) having chemical composition within the scope of the present invention shown in Table 1 and formulations 6 having chemical composition outside the scope of the present invention To each of 10 (hereinafter referred to as "comparative sample"), powder and solution phenol resin in the range of 5 to 10% by weight was added, and the mixture was kneaded and kneaded to obtain a raw material kneaded clay. 30mm x 30mm for testing the amount of non-metallic inclusions and corrosion resistance to solution
A molding having a dimension of 230 mm and a molding having an outer diameter of 100 mm, an inner diameter of 60 mm and a length of 250 mm for testing spalling resistance are formed and each of the resulting moldings is from 1000 ° C to 1200 ° C. Refractory materials 1 to 10 were prepared by reduction firing at a temperature within the range.
【0045】[0045]
【表1】 [Table 1]
【0046】上述した本発明のサンプル1から5及び比
較用サンプル6から10のそれぞれにおける物理特性値
(気孔率及び嵩比重)を表1に示す。Table 1 shows the physical property values (porosity and bulk specific gravity) of each of the above-mentioned Samples 1 to 5 of the present invention and Comparative Samples 6 to 10.
【0047】ついで上述した外径100mm,内径60
mm及び長さ250mmの寸法を有する本発明サンプル
1から5及び比較用サンプル6から10のそれぞれを電
気炉において1500℃の温度で30分間加熱しそして
水によって急冷して耐スポーリング性を調査した。その
結果を表1に示す。Then, the above-mentioned outer diameter 100 mm and inner diameter 60
Inventive Samples 1 to 5 and Comparative Samples 6 to 10 each having dimensions of mm and a length of 250 mm were heated in an electric furnace at a temperature of 1500 ° C. for 30 minutes and quenched with water to investigate spalling resistance. . Table 1 shows the results.
【0048】ついで上述した30mm×30mm×23
0mmの寸法を有する本発明のサンプル1から5及び比
較用サンプル6から10それぞれ0.03から0.05
重量%の範囲内のアルミニウムを含有する、1550℃
の温度の溶鋼中に180分間浸漬して溶損率(%)およ
びα−アルミナ等の非金属介在物の付着量を調査した。
その結果を表1に示す。Then, the above-mentioned 30 mm × 30 mm × 23
Inventive Samples 1 to 5 and Comparative Samples 6 to 10 having dimensions of 0 mm 0.03 to 0.05 respectively
1550 ° C., containing aluminum in the weight% range
It was immersed in molten steel at the temperature of 180 minutes for 180 minutes to examine the melting loss rate (%) and the amount of non-metallic inclusions such as α-alumina attached.
Table 1 shows the results.
【0049】表1からも明らかなように本発明のサンプ
ルは耐スポーリング性に優れており、溶損率の低いにも
かかわらずα−アルミナ等の非金属介在物が付着せず、
従って溶鋼連続鋳造用ノズルの内孔狭さく、さらには閉
塞を効果的に抑制できる。As is clear from Table 1, the samples of the present invention are excellent in spalling resistance, and non-metallic inclusions such as α-alumina do not adhere even though the melting loss rate is low.
Therefore, the inner hole of the molten steel continuous casting nozzle can be narrowed and the clogging can be effectively suppressed.
【0050】一方比較用のサンプル6に於いてはジルコ
ニアクリンカーの含有量が多いことに起因して耐スポー
リング性は著しく劣り、カルシウムシリケートを含有し
ていないことに起因してα−アルミナ等の非金属介在物
の付着量が多いことがあきらかである。On the other hand, in sample 6 for comparison, the spalling resistance is remarkably inferior due to the high content of zirconia clinker, and due to the absence of calcium silicate, α-alumina and the like are contained. It is clear that the amount of non-metallic inclusions is large.
【0051】又、比較用サンプル7に於いてはカルシウ
ムシリケートの含有量が多いことに起因して溶鋼に対す
る耐蝕性が著しく劣り、さらに比較用サンプル8に於い
ては黒鉛含有量が多いことに起因して比較用サンプル7
と同様溶鋼に対する耐蝕性が著しく劣ることが各々明ら
かである。Further, in Comparative Sample 7, the corrosion resistance to molten steel was remarkably poor due to the high content of calcium silicate, and in Comparative Sample 8, the high graphite content was caused. Sample 7 for comparison
It is obvious that the corrosion resistance to molten steel is remarkably inferior similarly to.
【0052】従って、本発明の溶鋼連続鋳造用ノズルに
よると耐火物の組織を劣化を生じることなく、α−アル
ミナ等の非金属介在物による内孔の狭さく、さらに閉塞
を長時間安定して抑制することができる。Therefore, according to the nozzle for continuous casting of molten steel of the present invention, the structure of the refractory is not deteriorated, the inner hole is narrowed by the nonmetallic inclusions such as α-alumina, and the clogging is stably suppressed for a long time. can do.
【図1】溶鋼に接触する内孔表層部に本発明の組成材料
を設けた場合の縦断面図である。FIG. 1 is a vertical cross-sectional view in the case where a composition material of the present invention is provided in a surface layer portion of an inner hole which contacts molten steel.
【図2】内孔表層部及び溶鋼連続鋳造用ノズル下部(溶
鋼浸漬部)に本発明の組成材料を設けた場合の縦断面図
である。FIG. 2 is a vertical cross-sectional view in the case where the composition material of the present invention is provided in the surface layer of the inner hole and the lower portion of the molten steel continuous casting nozzle (molten steel immersion portion).
1 内孔 2 部分 3 溶鋼連続鋳造用ノズル 1 Inner hole 2 Part 3 Nozzle for continuous casting of molten steel
Claims (2)
鉱物組成としてCaO・ZrO2を主成分とするカルシウ
ムジルコネート40〜65重量%,黒鉛10〜35重量
%,鉱物組成としてCaO・SiO2を主成分とするカル
シウムシリケートと、鉱物組成として2CaO・SiO2
か3CaO・SiO2を主成分とする結晶安定化カルシウ
ムシリケートを併用使用し、その総計が1〜25重量
%,鉱物組成として、ZrO2・SiO2を主成分とするジ
ルコンクリンカー5〜25重量%から成り、有機物バイ
ンダーを添加混練,成形し、非酸化性雰囲気で焼成した
ものであることを特徴とする溶鋼の連続鋳造用ノズル。1. A least inner hole surface layer portion of calcium zirconate 40-65 wt% of a main component CaO · ZrO 2 as mineral composition in contact with molten steel, 10 to 35 wt% graphite, CaO · SiO 2 as a mineral composition Calcium silicate containing as main component and 2CaO ・ SiO 2 as mineral composition
Or 3CaO · SiO 2 as a main component and a crystal-stabilized calcium silicate are used together, the total amount is 1 to 25% by weight, and the mineral composition is 5 to 25% by weight of a zircon clinker containing ZrO 2 · SiO 2 as a main component. A nozzle for continuous casting of molten steel, characterized by comprising an organic binder, kneading, shaping, and firing in a non-oxidizing atmosphere.
O62〜73重量%,SiO226〜34重量%,安定化
剤B2O31〜5重量%の範囲組成で、この3者の合計が
95重量%以上、鉱物組成としてZrO2・SiO2を主成
分とするジルコンクリンカーの粒度が平均粒径6μm以
下であることを特徴とする請求項1記載の溶鋼の連続鋳
造用ノズル。2. The crystal-stabilized calcium silicate is Ca
O in the range of 62 to 73% by weight, SiO 2 in the range of 26 to 34% by weight, and stabilizer B 2 O 3 in the range of 1 to 5% by weight, the total of these three is 95% by weight or more, and the mineral composition is ZrO 2 .SiO 2 The nozzle for continuous casting of molten steel according to claim 1, wherein the zircon clinker containing as a main component has an average particle size of 6 μm or less.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7056453A JPH08215810A (en) | 1995-02-20 | 1995-02-20 | Nozzle for continuously casting molten steel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7056453A JPH08215810A (en) | 1995-02-20 | 1995-02-20 | Nozzle for continuously casting molten steel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08215810A true JPH08215810A (en) | 1996-08-27 |
Family
ID=13027533
Family Applications (1)
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JP7056453A Pending JPH08215810A (en) | 1995-02-20 | 1995-02-20 | Nozzle for continuously casting molten steel |
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Country | Link |
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JP (1) | JPH08215810A (en) |
-
1995
- 1995-02-20 JP JP7056453A patent/JPH08215810A/en active Pending
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