JPH082960A

JPH082960A - タンディッシュ用塩基性質堰ブロック

Info

Publication number: JPH082960A
Application number: JP6133381A
Authority: JP
Inventors: Takashi Nishi; 敬西; Hiroyuki Miyamoto; 裕之宮本; Shinsuke Yamamoto; 晋介山本; Katsutoshi Sakakiya; 勝利榊谷; Keita Koyago; 啓太古家後
Original assignee: Kurosaki Refractories Co Ltd; Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Kurosaki Refractories Co Ltd; Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1994-06-15
Filing date: 1994-06-15
Publication date: 1996-01-09
Anticipated expiration: 2021-01-25
Also published as: JP3739817B2

Abstract

(57)【要約】【目的】制御された熱間特性を有し、安定使用を可能
とする塩基性質堰ブロックの提供。【構成】マグネシアを主体とし、少量のスピネル、ア
ルミナ等から構成され、微量のシリカを含むもので、マ
グネシアクリンカーが７０〜８２重量％、アルミナクリ
ンカーが１０〜１５重量％、スピネルクリンカーが５〜
１４重量％からなる主要組成に超微粉シリカを１〜３重
量％含有せしめた耐火材からなり、且つ、同耐火材の粒
度組成において、０．０７５ｍｍ以下の粒度のマグネシ
ア／アルミナクリンカーの比が、０．６６〜１．２０の
範囲内にあることを特徴とするタンディッシュ用塩基性
質堰ブロックである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄鋼の連続鋳造におい
てタンディッシュに取り付けて使用される塩基性質堰ブ
ロックに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、溶鋼の高清浄度化のニーズは高ま
る一方であり、連続鋳造工程における溶鋼中の非金属介
在物の除去は重要な課題の一つである。タンディッシュ
内の非金属介在物除去の一般的な方法の一つとして、タ
ンディッシュ内への堰ブロックの設置がある。堰ブロッ
クは、溶鋼流の向きを上昇流に変えることによる介在物
の浮上促進や、取鍋より流入したスラグの拡散防止の作
用によって介在物生成の低減に効果がある。

【０００３】この堰ブロックは、タンディッシュの内部
の溶鋼流路に設置されて両端を炉壁に接して固定され
て、溶鋼が３面に接して加熱されるため、耐スポーリン
グ性のような熱間特性が必要であり、また、スラグに接
触するため耐食性も必要である。

【０００４】そのため、堰ブロックの材質としては中な
いしは高アルミナ質の耐火材が一般的に使用されてきた
が、例えば、特開昭５７−１６０９７７号公報に記載さ
れているように、近年、品質が厳格な鋼種の鋳造技術の
一つとして塩基性材質の堰ブロックが使用され始めるよ
うになった。塩基性質の堰ブロックは介在物生成の酸素
源となるシリカの含有量が低いため介在物の生成を防止
する効果がある。

【０００５】しかし、他方において、塩基性質堰ブロッ
クを使用する欠点として、熱膨張が大きいことによる応
力割れの発生と、塑性変形が大きいことによる炉壁に対
する堰の固定の緩みの発生の２点が挙げられる。これら
の欠点は、最悪の場合には、堰が倒壊するトラブルが発
生し堰の機能を無くし、予定の鋼品質が得られないこと
にもなる。また、堰ブロックの倒壊トラブルは連続鋳造
の操業率の低下を招き大損害となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の堰ブ
ロックが、このように鋳造中に倒壊が発生し、安定的に
使用できないという欠点を解消するもので、制御された
熱間特性を有し、安定使用を可能とする塩基性質堰ブロ
ックを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の塩基性質堰ブロ
ック材質は、マグネシアを主体とし、少量のスピネル、
アルミナ等から構成され、微量のシリカ等を含む。

【０００８】すなわち、本発明のタンディッシュ用塩基
性質堰ブロックは、マグネシアクリンカーが７０〜８２
重量％、アルミナクリンカーが１０〜１５重量％、スピ
ネルクリンカーが５〜１４重量％からなる主要組成に超
微粉シリカを１〜３重量％含有せしめた耐火材からな
り、且つ、同耐火材の粒度組成において、０．０７５ｍ
ｍ以下の粒度のマグネシア／アルミナクリンカーの比
が、０．６６〜１．２０の範囲内にあることを特徴とす
る。

【０００９】マグネシア原料としてはＭｇＯを９５％以
上含有した焼結マグネシアクリンカー、海水マグネシア
クリンカー、電融マグネシアクリンカー等が使用でき
る。

【００１０】スピネル原料はＡｌ₂Ｏ₃含有量が７０重
量％以上であり、好ましくは７０〜９５重量％のスピネ
ルが良く、焼結スピネル、電融スピネルのどちらでも良
い。Ａｌ₂Ｏ₃含有量が７０重量％未満ではスピネル中
のＭｇＯの影響で膨張が大きくなり好ましくない。

【００１１】アルミナ原料はＡｌ₂Ｏ₃を９８％以上含
有した焼結アルミナ及び電融アルミナが使用できる。

【００１２】超微粉シリカはシリカヒュームが好まし
い。

【００１３】

【作用】塩基性材質を堰ブロックとして使用するには、
応力割れや固定の緩みによる堰ブロックの倒壊を防止す
るために、高膨張であること、熱応力により塑性変形し
やすいことという特性の制御が必要である。

【００１４】堰ブロックは使用前には機械的に固定され
ているが、使用中の固定力の変化は次の式で求められ
る。

【００１５】使用中固定力＝（熱膨張量−塑性変形量＋
使用前固定変位）／堰ブロック幅×弾性率×固定部分面
積但し、同式における使用前固定変位は、機械的固定によ
る変位を示す。

【００１６】そして、熱膨張量、塑性変形量、使用前固
定変位、弾性率は材質により変わるが、材質間で大きく
異なるのは熱膨張量と塑性変形量である。

【００１７】熱膨張量が大きいことと、塑性変形量が小
さいことは応力割れが懸念されることになり、熱膨張量
が小さいことと、塑性変形量が大きいことは固定の緩み
が懸念されることになり、倒壊防止のためには、適度な
熱膨張率、塑性変形率に調整することが必要である。

【００１８】塩基性材質の高膨張性は、主骨材であるマ
グネシアの膨張と、マグネシアとアルミナの反応による
スピネル生成の膨張によるものである。また、塑性変形
性はマグネシアとアルミナの反応と、シリカに起因す
る。塩基性質堰ブロック用材質としては、これらの物性
を制御するためにアルミナとシリカの添加量を調整す
る。

【００１９】また、応力割れを防止すると同時に、固定
力を維持する適度の熱膨張率が必要であるため、熱膨張
率、塑性変形率を制御するアルミナ量、スピネル量、シ
リカ量との兼ね合いからマグネシア量は８２重量％が上
限となる。８２重量％を超えると熱膨張大となる。ま
た、マグネシア量は塩基性材質としての効力を発揮する
ために７０重量％以上が必要である。７０重量％に満た
ない材質では溶鋼中介在物の増加が見られる。さらに、
マグネシア量が７０重量％に満たないと熱膨張量が小さ
くなる。

【００２０】アルミナ量は１０％に満たないと熱膨張
小、塑性変形率大となり固定の緩みによる倒壊が懸念さ
れる。１５％を超えると膨張過大となり応力割れが発生
する可能性がある。

【００２１】超微粉シリカ量は１％に満たなくても、３
％を超えても塑性変形量大となり、固定の緩みが発生す
る。

【００２２】さらに、熱膨張率はマグネシア含有量の
他、０．０７５ｍｍ以下の微粉部におけるマグネシア／
アルミナクリンカー比と深く関係している。マグネシア
量が７０〜８２重量％、アルミナ量が１０〜１５重量
％、スピネル量が５〜１４重量％、シリカ量が１〜３重
量％の範囲では、このマグネシア／アルミナクリンカー
比が０．６６〜１．２０であれば熱膨張率が１．７〜
２．２％の範囲に入るという知見を得た。熱膨張率は
１．７％に満たないと固定の緩みにより倒壊が発生し、
２．２％を超えると応力割れが発生する。

【００２３】さらにこの比は、塑性変形率とも関係して
おり、この比が０．６６〜１．２０の範囲にあると、塑
性変形率は１２００〜２０００με／（ｈ・ＭＰａ）と
なり、堰ブロックの固定力は緩みにくく、堰ブロックの
倒壊防止に有効である。

【００２４】塑性変形率は１２００με／（ｈ・ＭＰ
ａ）に満たないと応力割れが発生しやすく、２０００μ
ε／（ｈ・ＭＰａ）を超えると固定の緩みによる倒壊が
発生する。

【００２５】

【実施例】マグネシア、アルミナ、スピネル、シリカの
添加量を調整したものを鋳込み成形、１１０℃乾燥しサ
ンプルを作成した。次に、熱膨張率と１０００℃におけ
る塑性変形率の測定を行った。塑性変形率は、サンプル
を１０００℃の炉内にて７．４９ＭＰａの荷重を一定時
間かけ、その時の変形量を単位時間、単位圧力における
変形率に換算した。

【００２６】表１に、本発明の実施例と共に比較例の場
合の測定値を示す。

【００２７】

【表１】同表に示す実施例１〜４の場合、マグネシアクリンカー
が７０〜８２重量％、アルミナクリンカーが１０〜１５
重量％、スピネルクリンカー（Ａｌ₂Ｏ₃ ７０重量％
含有アルミナ・マグネシアスピネル）５〜１４重量％と
からなる主要組成に、超微粉シリカを１〜３重量％含有
し、さらに、０．０７５ｍｍ以下の粒度におけるマグネ
シア／アルミナクリンカー比が０．６６〜１．２０の範
囲にある。

【００２８】この塩基性質堰ブロックは、１５００℃で
の熱膨張率が１．７〜２．２％、１０００℃での塑性変
形率が１２００〜２０００με／（ｈ・ＭＰａ）の範囲
にある。

【００２９】さらに、実炉テストとして連鋳機の６５ト
ンタンディッシュで行った。この結果を倒壊確率で示し
た。倒壊確率は使用回数の中で倒壊の発生した割合であ
る。トラブルの発生した比較例は、１、２配合は応力割
れにより倒壊が発生した。熱膨張率が大きく、塑性変形
で補いきれなかったと考えられる。また、比較例３、
４、５に示す配合例の場合は、塑性変形率が大きすぎる
ことから固定の緩みによる倒壊が発生した。とくに、比
較例４の場合の配合例は、高い倒壊確率を示した。

【００３０】

【発明の効果】本発明の堰ブロックによって以下の効果
を奏する。

【００３１】（１）優れた熱間特性を有し、鋳造中に
倒壊が防止され、安定使用が可能となる。

【００３２】（２）塩基性質堰ブロックの使用によ
り、溶鋼中の介在物が低減し鋼の品質が向上する。

【００３３】（３）耐食性かつ耐スポーリング性であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山本晋介静岡県清水市三保510番地黒崎窯業株式会社清水工場内 (72)発明者榊谷勝利広島県呉市昭和町11番１号日新製鋼株式会社呉製鉄所内 (72)発明者古家後啓太広島県呉市昭和町11番１号日新製鋼株式会社呉製鉄所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マグネシアクリンカーが７０〜８２重量
％、アルミナクリンカーが１０〜１５重量％、スピネル
クリンカーが５〜１４重量％からなる主要組成に超微粉
シリカを１〜３重量％含有せしめた耐火材からなり、且つ、同耐火材の粒度組成において、０．０７５ｍｍ以下の粒
度のマグネシア／アルミナクリンカーの比が、０．６６
〜１．２０の範囲内にあることを特徴とするタンディッ
シュ用塩基性質堰ブロック。