JPH0924462A - 銅合金鋳造用ノズル - Google Patents
銅合金鋳造用ノズルInfo
- Publication number
- JPH0924462A JPH0924462A JP7201276A JP20127695A JPH0924462A JP H0924462 A JPH0924462 A JP H0924462A JP 7201276 A JP7201276 A JP 7201276A JP 20127695 A JP20127695 A JP 20127695A JP H0924462 A JPH0924462 A JP H0924462A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nozzle
- casting
- copper alloy
- graphite
- weight
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 特に耐酸化性に優れ、フラックス等の付着の
少ない材質で少なくとも一部を構成している銅合金鋳造
用ノズルを提供することを目的とする。 【構成】 黒鉛１０〜３０重量％，ＳｉＯ2５〜２０重
量％，Ａｌ2Ｏ3５０〜８０重量％，ＳｉＣ５〜１０重量
％からなる耐火材料粉末の混合物に有機質結合剤を加え
て混練、加圧成形した後に７００℃以上の温度で還元雰
囲気中で焼成した炭素質複合材料で少なくともノズルの
一部を構成していることを特徴としている。 【効果】 本発明の材料を使用したノズルを使用すれば
銅合金の連続鋳造においてノズルの寿命を大幅に延ば
し、ノズルを交換することなしに鋳造回数を増やすこと
ができ、ノズル交換に伴う作業を削減し、作業能率を向
上させることができる。また、酸化によるノズルの寸法
の変化が少ないため鋳造において安定した流量を常に得
ることができ、製品の品質管理の面から見ても有利なも
のである。
少ない材質で少なくとも一部を構成している銅合金鋳造
用ノズルを提供することを目的とする。 【構成】 黒鉛１０〜３０重量％，ＳｉＯ2５〜２０重
量％，Ａｌ2Ｏ3５０〜８０重量％，ＳｉＣ５〜１０重量
％からなる耐火材料粉末の混合物に有機質結合剤を加え
て混練、加圧成形した後に７００℃以上の温度で還元雰
囲気中で焼成した炭素質複合材料で少なくともノズルの
一部を構成していることを特徴としている。 【効果】 本発明の材料を使用したノズルを使用すれば
銅合金の連続鋳造においてノズルの寿命を大幅に延ば
し、ノズルを交換することなしに鋳造回数を増やすこと
ができ、ノズル交換に伴う作業を削減し、作業能率を向
上させることができる。また、酸化によるノズルの寸法
の変化が少ないため鋳造において安定した流量を常に得
ることができ、製品の品質管理の面から見ても有利なも
のである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は溶融した純銅あるいは銅
合金を連続鋳造するときにタンディッシュからモールド
へ溶融銅を注入するために使用するイマージョンノズル
に関するものである。
合金を連続鋳造するときにタンディッシュからモールド
へ溶融銅を注入するために使用するイマージョンノズル
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】銅合金用のイマージョンノズルの材質と
しては耐熱性が高く、金属との反応性、濡れ性が小さ
く、加工性にも優れることから主として、コークスに有
機系結合剤を加え、混練、成形、焼成、黒鉛化工程をへ
た人造黒鉛材料が用いられている。しかし黒鉛は大気雰
囲気中では４００℃以上で酸化が始まる。通常銅合金の
鋳造温度は１２００℃前後であるため酸化防止処理をし
ないと黒鉛が急速に酸化劣化を起こしノズルの割れ、損
耗の原因となり寿命を低下させる。この場合、ノズルの
酸化劣化を防止するために表面Ｓｉ−Ａｌ−Ｏなどから
成る酸化防止剤をコーティングして使用されるが、カー
ボンと酸化防止剤の濡れ性が悪いため操業中に酸化防止
剤が流れ落ち、その結果ノズルの使用時間が限定され、
長時間の連続操業が困難なものとなっている。
しては耐熱性が高く、金属との反応性、濡れ性が小さ
く、加工性にも優れることから主として、コークスに有
機系結合剤を加え、混練、成形、焼成、黒鉛化工程をへ
た人造黒鉛材料が用いられている。しかし黒鉛は大気雰
囲気中では４００℃以上で酸化が始まる。通常銅合金の
鋳造温度は１２００℃前後であるため酸化防止処理をし
ないと黒鉛が急速に酸化劣化を起こしノズルの割れ、損
耗の原因となり寿命を低下させる。この場合、ノズルの
酸化劣化を防止するために表面Ｓｉ−Ａｌ−Ｏなどから
成る酸化防止剤をコーティングして使用されるが、カー
ボンと酸化防止剤の濡れ性が悪いため操業中に酸化防止
剤が流れ落ち、その結果ノズルの使用時間が限定され、
長時間の連続操業が困難なものとなっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】これらの問題を解決す
る方法としては、特願平３−３４８８８８で述べられて
いるようにＣ−Ａｌ2Ｏ3質によるものが提案されている
が、純銅の連続鋳造のように高い温度で使用する場合、
実際には必ずしも酸化に対して満足のゆく結果が得られ
ているわけではない。本発明は特に耐酸化性に優れ、フ
ラックス等の付着の少ない材質で少なくとも一部を構成
している銅合金鋳造用ノズルを提供することを目的とす
る。
る方法としては、特願平３−３４８８８８で述べられて
いるようにＣ−Ａｌ2Ｏ3質によるものが提案されている
が、純銅の連続鋳造のように高い温度で使用する場合、
実際には必ずしも酸化に対して満足のゆく結果が得られ
ているわけではない。本発明は特に耐酸化性に優れ、フ
ラックス等の付着の少ない材質で少なくとも一部を構成
している銅合金鋳造用ノズルを提供することを目的とす
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記問題点
に鑑み鋭意研究を重ねた結果、酸化に対してはＳｉ系化
合物特にＳｉＯ2及びＳｉＣを配合することが特に効果
が高いとの結果を得たことにより、Ｃ−ＳｉＯ2−Ａｌ2
Ｏ3−Ｓｉ成分の組み合わせに於いて、特に耐酸化性に
優れ、フラックス等の付着の少ない材質を完成した。即
ち本発明は黒鉛１０〜３０重量％，ＳｉＯ2５〜２０重
量％，Ａｌ2Ｏ3５０〜８０重量％，ＳｉＣ５〜１０重量
％からなる耐火物粉末の混合物に有機質結合剤を加えて
混練、加圧成形した後に７００℃以上の温度で還元雰囲
気中で焼成した材質で少なくともノズルの一部を構成し
ている銅合金鋳造用ノズルである。
に鑑み鋭意研究を重ねた結果、酸化に対してはＳｉ系化
合物特にＳｉＯ2及びＳｉＣを配合することが特に効果
が高いとの結果を得たことにより、Ｃ−ＳｉＯ2−Ａｌ2
Ｏ3−Ｓｉ成分の組み合わせに於いて、特に耐酸化性に
優れ、フラックス等の付着の少ない材質を完成した。即
ち本発明は黒鉛１０〜３０重量％，ＳｉＯ2５〜２０重
量％，Ａｌ2Ｏ3５０〜８０重量％，ＳｉＣ５〜１０重量
％からなる耐火物粉末の混合物に有機質結合剤を加えて
混練、加圧成形した後に７００℃以上の温度で還元雰囲
気中で焼成した材質で少なくともノズルの一部を構成し
ている銅合金鋳造用ノズルである。
【０００５】本発明に用いる黒鉛は天然黒鉛でも人造黒
鉛でも問題がは無いが、耐熱衝撃性向上のためには鱗状
黒鉛が望ましい。粒径としては３〜０．５ｍｍ程度であ
る。黒鉛量については多ければ多いほど耐熱衝撃にすぐ
れ、フラックス等の付着は無くなるが、選択的に酸化さ
れ寿命の低下を引き起こす。黒鉛の配合量変更による特
性変更テストを行った結果、使用時の熱衝撃による割れ
を発生せず、酸化による劣化を最小限にする配合量とし
て１０〜３０重量％が適当であるとの結果を得た。
鉛でも問題がは無いが、耐熱衝撃性向上のためには鱗状
黒鉛が望ましい。粒径としては３〜０．５ｍｍ程度であ
る。黒鉛量については多ければ多いほど耐熱衝撃にすぐ
れ、フラックス等の付着は無くなるが、選択的に酸化さ
れ寿命の低下を引き起こす。黒鉛の配合量変更による特
性変更テストを行った結果、使用時の熱衝撃による割れ
を発生せず、酸化による劣化を最小限にする配合量とし
て１０〜３０重量％が適当であるとの結果を得た。
【０００６】Ａｌ2Ｏ3については耐溶損性を向上させ
る、同時に酸化防止成分との濡れ性を改善する目的で配
合する。粒径としては１〜０．１ｍｍ程度である。Ａｌ
2Ｏ3が８０重量％以上になると耐熱衝撃性が低下し、割
れを生じやすくなる。また金属及びフラックス等の付着
が増えてノズル詰まり等の原因になる。Ａｌ2Ｏ3が４０
重量％以下になると耐溶損性が低下し、酸化防止剤との
濡れ性が低下するため、並びに黒鉛の相対的な量が増え
るため酸化の進行が大きくなる。
る、同時に酸化防止成分との濡れ性を改善する目的で配
合する。粒径としては１〜０．１ｍｍ程度である。Ａｌ
2Ｏ3が８０重量％以上になると耐熱衝撃性が低下し、割
れを生じやすくなる。また金属及びフラックス等の付着
が増えてノズル詰まり等の原因になる。Ａｌ2Ｏ3が４０
重量％以下になると耐溶損性が低下し、酸化防止剤との
濡れ性が低下するため、並びに黒鉛の相対的な量が増え
るため酸化の進行が大きくなる。
【０００７】ＳｉＯ2，ＳｉＣは主として材質の酸化防
止及び酸化防止剤との濡れ性改善のために配合する。特
にＳｉＯ2は１０００℃以上においてガラス質液相を形
成し、黒鉛表面を覆うことになる。また、ＳｉＣにおい
ても１０００℃以上では酸化によって一部がＳｉＯ2に
変化し、このとき生じるガラス質液相によって黒鉛部が
覆われる。しかしガラス生成量としては、ＳｉＯ2から
生成する量が圧倒的に多い。この時黒鉛が大気中の酸素
と遮断されることによって酸化が抑制される。酸化防止
剤を塗布した場合は表面に生成するガラス質と酸化防止
剤中のＳｉＯ2成分が接触することによって素材との濡
れ性が大幅に改善されるために操業中に酸化防止剤が流
れ落ちて素材が酸化するということを大きく改善でき
る。ＳｉＯ2，ＳｉＣそれぞれ配合量がそれぞれ５重量
％以下であると液相の生成量が少なくなるため黒鉛部の
酸化劣化の度合いが大きい。
止及び酸化防止剤との濡れ性改善のために配合する。特
にＳｉＯ2は１０００℃以上においてガラス質液相を形
成し、黒鉛表面を覆うことになる。また、ＳｉＣにおい
ても１０００℃以上では酸化によって一部がＳｉＯ2に
変化し、このとき生じるガラス質液相によって黒鉛部が
覆われる。しかしガラス生成量としては、ＳｉＯ2から
生成する量が圧倒的に多い。この時黒鉛が大気中の酸素
と遮断されることによって酸化が抑制される。酸化防止
剤を塗布した場合は表面に生成するガラス質と酸化防止
剤中のＳｉＯ2成分が接触することによって素材との濡
れ性が大幅に改善されるために操業中に酸化防止剤が流
れ落ちて素材が酸化するということを大きく改善でき
る。ＳｉＯ2，ＳｉＣそれぞれ配合量がそれぞれ５重量
％以下であると液相の生成量が少なくなるため黒鉛部の
酸化劣化の度合いが大きい。
【０００８】一方、ＳｉＯ2，ＳｉＣの総和が２５重量
％以上になるとフラックス等の付着が多くなる。粒径的
にはいずれも０．５〜０．１ｍｍ程度である。結合剤に
ついては還元焼成によってカーボンボンディングさせる
ために固定炭素量の多いものがよく、タールピッチ、フ
ェノール樹脂、フラン樹脂等を単味或いは混合して使用
する。成形については等方等圧成形、押し出し成形、１
軸加圧成形のいずれでもよいが、素材の強度面、使用条
件を鑑みると等方等圧成形が最も望ましい。
％以上になるとフラックス等の付着が多くなる。粒径的
にはいずれも０．５〜０．１ｍｍ程度である。結合剤に
ついては還元焼成によってカーボンボンディングさせる
ために固定炭素量の多いものがよく、タールピッチ、フ
ェノール樹脂、フラン樹脂等を単味或いは混合して使用
する。成形については等方等圧成形、押し出し成形、１
軸加圧成形のいずれでもよいが、素材の強度面、使用条
件を鑑みると等方等圧成形が最も望ましい。
【０００９】
【実施例】本発明品及び比較品の配合割合と物性値を表
１に示す。結合剤としてはフェノール樹脂を用いて、８
０℃にて混練を行い、冷却後ゴム型に詰めてＣＩＰにて
１００Ｍｐａの圧力で成形を行い、１１００℃にてブリ
ーズ中で還元焼成を行い製品をえた。重量減少率測定に
関しては、製品から３０×３０×３０ｍｍのブロックを
切り出してＳｉ−Ａｌ−Ｏを主成分とする酸化防止剤を
塗布し、乾燥した後に１２００℃の電気炉中にセットし
て大気雰囲気にて２４時間での重量減少率を測定した。
溶損量測定に関しては、製品から２０×２０×６０ｍｍ
のブロックを切り出して溶融した銅の中に浸漬し、１０
ｍｍ／ｍｉｎの周速度にて１時間回転侵食テストを行い
測定した。表１から明らかなように本発明品は比較品、
従来品と比べて酸化重量減少量が少なく、溶損量におい
ても良好な結果を示してしる。酸化に関しては表面に塗
布した酸化防止剤が流れ落ちていないこととＳｉＯ2，
ＳｉＣの酸化防止効果によるものと考えられる。一方従
来品に関しては、酸化防止剤が流れ落ちた部分から選択
的に酸化されていた。また溶損に関しても従来品は銅の
界面において最も侵食されており、これは酸化によって
組織の強度、気孔率が低下したためだと考えられる。比
較品についても同様で酸化防止剤の流れ落ちたものはそ
こから選択的に酸化、溶損が生じた。Ｎｏ３については
銅に浸漬中に割れを生じた。熱衝撃によるものと考えら
る。本材料を用いたノズルを実際に使用した結果、従来
品を使用したものは８時間の操業にて酸化劣化して使用
不可能になったが、本発明の材料を用いたノズルにおい
ては１５時間以上の耐用であった。これらの結果から本
発明の優位性が明らかになった。
１に示す。結合剤としてはフェノール樹脂を用いて、８
０℃にて混練を行い、冷却後ゴム型に詰めてＣＩＰにて
１００Ｍｐａの圧力で成形を行い、１１００℃にてブリ
ーズ中で還元焼成を行い製品をえた。重量減少率測定に
関しては、製品から３０×３０×３０ｍｍのブロックを
切り出してＳｉ−Ａｌ−Ｏを主成分とする酸化防止剤を
塗布し、乾燥した後に１２００℃の電気炉中にセットし
て大気雰囲気にて２４時間での重量減少率を測定した。
溶損量測定に関しては、製品から２０×２０×６０ｍｍ
のブロックを切り出して溶融した銅の中に浸漬し、１０
ｍｍ／ｍｉｎの周速度にて１時間回転侵食テストを行い
測定した。表１から明らかなように本発明品は比較品、
従来品と比べて酸化重量減少量が少なく、溶損量におい
ても良好な結果を示してしる。酸化に関しては表面に塗
布した酸化防止剤が流れ落ちていないこととＳｉＯ2，
ＳｉＣの酸化防止効果によるものと考えられる。一方従
来品に関しては、酸化防止剤が流れ落ちた部分から選択
的に酸化されていた。また溶損に関しても従来品は銅の
界面において最も侵食されており、これは酸化によって
組織の強度、気孔率が低下したためだと考えられる。比
較品についても同様で酸化防止剤の流れ落ちたものはそ
こから選択的に酸化、溶損が生じた。Ｎｏ３については
銅に浸漬中に割れを生じた。熱衝撃によるものと考えら
る。本材料を用いたノズルを実際に使用した結果、従来
品を使用したものは８時間の操業にて酸化劣化して使用
不可能になったが、本発明の材料を用いたノズルにおい
ては１５時間以上の耐用であった。これらの結果から本
発明の優位性が明らかになった。
【００１０】
【表１】
【００１１】
【表２】
【００１２】
【発明の効果】本発明の材料を使用したノズルを使用す
れば銅合金の連続鋳造においてノズルの寿命を大幅に延
ばし、ノズルを交換することなしに鋳造回数を増やすこ
とができ、ノズル交換に伴う作業を削減し、作業能率を
向上させることができる。また、酸化によるノズル寸法
の変化が少ないため鋳造において安定した流量を常に得
ることができ、製品の品質管理の面から見ても有利なも
のである。
れば銅合金の連続鋳造においてノズルの寿命を大幅に延
ばし、ノズルを交換することなしに鋳造回数を増やすこ
とができ、ノズル交換に伴う作業を削減し、作業能率を
向上させることができる。また、酸化によるノズル寸法
の変化が少ないため鋳造において安定した流量を常に得
ることができ、製品の品質管理の面から見ても有利なも
のである。
Claims (1)
- 【請求項１】 黒鉛１０〜３０重量％，ＳｉＯ2５〜２
０重量％，Ａｌ2Ｏ3５０〜８０重量％，ＳｉＣ５〜１０
重量％からなる耐火材料粉末の混合物に有機質結合剤を
加えて混練、加圧成形した後に７００℃以上の温度で還
元雰囲気中で焼成した炭素質複合材料で少なくともノズ
ルの一部を構成していることを特徴とする銅合金鋳造用
ノズル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7201276A JPH0924462A (ja) | 1995-07-13 | 1995-07-13 | 銅合金鋳造用ノズル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7201276A JPH0924462A (ja) | 1995-07-13 | 1995-07-13 | 銅合金鋳造用ノズル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0924462A true JPH0924462A (ja) | 1997-01-28 |
Family
ID=16438288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7201276A Pending JPH0924462A (ja) | 1995-07-13 | 1995-07-13 | 銅合金鋳造用ノズル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0924462A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016175093A (ja) * | 2015-03-19 | 2016-10-06 | 東京窯業株式会社 | 溶湯保持装置 |
-
1995
- 1995-07-13 JP JP7201276A patent/JPH0924462A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016175093A (ja) * | 2015-03-19 | 2016-10-06 | 東京窯業株式会社 | 溶湯保持装置 |
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