JPH0947863A

JPH0947863A - 取鍋ノズル用充填詰物

Info

Publication number: JPH0947863A
Application number: JP21658895A
Authority: JP
Inventors: Manabu Tano; 学田野; Hideto Takasugi; 英登高杉; Takayuki Shinkawa; 隆行新川; Hirokatsu Hatsutanda; 浩勝八反田
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd; TYK Corp
Current assignee: JFE Engineering Corp; TYK Corp
Priority date: 1995-08-01
Filing date: 1995-08-01
Publication date: 1997-02-18

Abstract

(57)【要約】【課題】自然開孔率の高い取鍋ノズル用充填詰物を提
供する。【解決手段】１０〜３０ｗｔ．％の珪砂、および、７
０〜９０ｗｔ．％のクロム鉱砂（但し、前記珪砂と前記
クロム鉱砂との合計は１００ｗｔ．％以下）からなり、
前記珪砂は、９５ｗｔ．％以上の二酸化珪素（Ｓｉ
Ｏ₂）を含有し、前記珪砂の粒度組成においては、粒径
が０．１超〜１ｍｍのものが９０ｗｔ．％以上、粒径が
０．１ｍｍ以下のものが０〜２ｗｔ．％であり、前記ク
ロム鉱砂は、３０ｗｔ．％以上の酸化クロム（Ｃｒ₂Ｏ
₃）を含有し、前記クロム鉱砂の粒度組成においては、
粒径が０．１超〜１ｍｍのものが９０ｗｔ．％以上、粒
径が０．１ｍｍ以下のものが０〜２ｗｔ．％である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、製鋼の分野等で
使用される取鍋ノズル用充填詰物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】取鍋ノズルの自然開孔用充填詰物として
は、一般に、ＳｉＯ₂が主成分である珪砂が使用されて
いる。この珪砂のＳｉＯ₂純度、粒度組成等の調整およ
び選定については、従来から種々の検討がなされている
が、未だ１００％の自然開孔は達せられていない。しか
も、近年の鋼の高級化に伴う二次精錬比率の上昇、精錬
処理時間の長時間化等、自然開孔を阻害する要因の上昇
により、従来の珪砂単独での１００％開孔はますます困
難となっている。

【０００３】これらの問題に対して、従来、珪砂と高
融点物質であるクロム鉱砂との混合物の使用、あるい
は、詰物が充填される上ノズル内への異なる材質の層
状投入等が実施されている。

【０００４】前者の例としては、特公平２−６２５１
２号公報に、クロム鉱砂：５０〜７０ｗｔ．％、酸化
鉄：０．０３〜０．２ｗｔ．％、残部珪砂により構成さ
れる充填剤混合物が提案されている（以下、「先行技術
１」という）。

【０００５】後者の例としては、特公昭６０−５７９
４２号公報に、上層部に粒状の珪砂、下層部にクロム鉱
砂を充填するスライデイングノズルの充填物が提案され
ている（以下、「先行技術２」という）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、先行技
術１では、鋼の二次精錬比率が上昇し処理時間も長時間
化すると、この詰物中に添加された酸化鉄が、溶鋼から
の受熱により焼結して詰物の焼結が過度に進行し、強固
な焼結層が形成され、かえって不開孔の要因ともなって
いる。

【０００７】先行技術２では、上ノズル内へ異なる材質
を投入することから、その投入の煩雑さ、ノズル内での
材質の正確な分離が困難であり、不安定な開孔の要因と
なっている。

【０００８】従って、この発明の目的は、上述の問題を
解決し、自然開孔率を向上することができる、取鍋ノズ
ル用充填詰物を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、１０〜３０
ｗｔ．％の珪砂、および、７０〜９０ｗｔ．％のクロム
鉱砂からなり（但し、前記珪砂と前記クロム鉱砂との合
計は１００ｗｔ．％以下）、前記珪砂は、９５ｗｔ．％
以上の二酸化珪素（ＳｉＯ₂）を含有し、前記珪砂の粒
度組成においては、粒径が０．１超〜１ｍｍのものが９
０ｗｔ．％以上、粒径が０．１ｍｍ以下のものが０〜２
ｗｔ．％であり、前記クロム鉱砂は、３０ｗｔ．％以上
の酸化クロム（Ｃｒ₂Ｏ₃）を含有し、前記クロム鉱砂
の粒度組成においては、粒径が０．１超〜１ｍｍのもの
が９０ｗｔ．％以上、粒径が０．１ｍｍ以下のものが０
〜２ｗｔ．％であることに特徴を有するものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明充填詰物において、珪砂お
よびクロム鉱砂は主要構成物であり、単体の組成、粒径
および混合比率の割合は、効果、作用の関連から決定さ
れた。

【００１１】クロム鉱砂は、珪砂と比較すると、融点が
高く、熱膨脹率が低く、そして、比重が約２倍と大き
い。従って、珪砂にクロム鉱砂を混合することは、珪砂
単独で使用した場合よりも熱膨脹を低減でき、この熱膨
脹により生じる詰物粒界の空隙率の上昇およびこれに伴
う詰物粒界への溶鋼浸入を防止することができる。ま
た、クロム鉱砂の粒比率が大きいことから、取鍋ノズル
を開孔した時の自然落下性が向上する。

【００１２】しかしながら、クロム鉱砂を単独で使用す
ると、クロム鉱砂自体が溶鋼からの受鋼熱により過焼結
を生じ収縮する。従って、クロム鉱砂は珪砂と混合して
使用し、充填詰物中のクロム鉱砂の配合組成は、７０〜
９０ｗｔ．％とし、これにより珪砂の配合組成は、１０
〜３０ｗｔ．％（但し、珪砂とクロム鉱砂との合計は１
００ｗｔ．％以下）とすべきである。

【００１３】クロム鉱砂中のＣｒ₂Ｏ₃含有量は３０ｗ
ｔ．％以上とすべきである。クロム鉱砂中のＣｒ₂Ｏ₃
含有量が３０ｗｔ．％未満では、融点、熱膨脹率、比重
等クロム鉱砂による所望の作用が低減する。また、クロ
ム鉱砂のＣｒ₂Ｏ₃含有量の上限は特に限定しないが、
クロマイト鉱石（ＦｅＯ・Ｃｒ₂Ｏ₃）、ピクロクロマ
イト鉱石（ＭｇＯ・Ｃｒ₂Ｏ₃）およびこれらの混合物
として天然で産出される鉱石を使用するため、これら鉱
石のＣｒ₂Ｏ₃含有量の最大値は６０ｗｔ．％程度であ
る。

【００１４】クロム鉱砂の粒度組成において、粒径が
０．１ｍｍ以下のものは０〜２ｗｔ．％とすべきであ
る。粒径が０．１ｍｍ以下のもの（いわゆる微粉）が２
ｗｔ．％を超えると、この微粉が充填詰物自体の焼結性
を促進させるため過焼結となる。

【００１５】更に、クロム鉱砂の粒度組成において、粒
径が０．１超〜１ｍｍのものは９０ｗｔ．％以上とすべ
きである。クロム鉱砂の粒度組成において、粒径が１ｍ
ｍ超のものが１０ｗｔ．％を超えると、充填詰物内の空
隙率が上昇し、詰物粒界に溶鋼浸入を誘発する要因とな
る。

【００１６】珪砂中のＳｉＯ₂含有量は、９５ｗｔ．％
以上とすべきである。珪砂中のＳｉＯ₂含有量が９５ｗ
ｔ．％未満では、珪砂中に含まれる不純物成分（アルカ
リ成分等）により、その耐火度が著しく低下し、溶鋼熱
により過焼結となって取鍋内の溶鋼ヘッド圧によっても
破れずに不開孔となる傾向が強い。

【００１７】珪砂の粒度組成において、粒径が０．１ｍ
ｍ以下のものは０〜２ｗｔ．％とすべきである。粒径が
０．１ｍｍ以下のもの（いわゆる微粉）が２ｗｔ．％を
超えると、この微粉が充填詰物の焼結性を促進させるた
め過焼結となる。

【００１８】更に、珪砂の粒度組成において、粒径が
０．１超〜１ｍｍのものは９０ｗｔ．％以上とすべきで
ある。珪砂の粒度組成において、粒径が１ｍｍ超のもの
が１０ｗｔ．％を超えると、充填詰物内の空隙率が上昇
し、詰物粒界に溶鋼浸入を誘発する要因となる。

【００１９】

【実施例】次に、この発明を図面を参照しながら説明す
る。

【００２０】図１は、この発明の一実施例に係る取鍋の
ロータリーノズルを示す断面図である。図１において、
１は取鍋、２は底煉瓦、３は上部ノズル煉瓦、４は固定
盤、５は摺動盤、６は下部ノズル煉瓦、７は充填詰物を
示す。取鍋１は、溶鋼２５０ｔを収容する容量で、溶鋼
温度は、転炉出鋼直後の１７００℃程度を最大値とし
て、鋳造末期の１５００℃程度を最低温度としている。
図１に示すロータリーノズルに、以下に示す本発明また
は比較用の充填詰物を適用し取鍋１に溶鋼を受鋼した。

【００２１】本発明品No. １、２に使用したクロム鉱砂
の化学成分組成を表１に示す。表１に示すように、Ｃｒ
₂Ｏ₃の含有量は、４６．５ｗｔ．％であった。また、
その粒度組成は、０．１超〜１ｍｍの範囲のものが９
２．３ｗｔ．％、０．１ｍｍ以下のものが１．３ｗｔ．
％であった。

【００２２】

【表１】

【００２３】本発明品No. １、２に使用した珪砂の化学
成分組成は、ＳｉＯ₂の含有量が、９６．５ｗｔ．％で
あった。また、その粒度組成は、０．１超〜１ｍｍのも
のが９１．７ｗｔ．％、０．１ｍｍ以下のものが０．４
ｗｔ．％であった。

【００２４】上記に示す本発明範囲内のクロム鉱砂と珪
砂とを本発明範囲内の、７０ｗｔ．％および９０ｗｔ．
％の配合率で混合し、本発明範囲内の充填詰物の供試体
（以下、「本発明品」という）No. １、２を調製した。
そのときの本発明品No. １、２の配合組成、化学成分組
成および粒度組成を表２に示す。

【００２５】

【表２】

【００２６】また、本発明品に使用したと同一の珪砂１
００ｗｔ．％のものを、本発明範囲外の充填詰物の供試
体（以下、「従来品」という）No. ３として使用した。
そのときの従来品No. ３の化学成分組成および粒度組成
を表２に併せて示す。

【００２７】更に、比較のため、珪砂とクロム鉱砂との
混合物であるが、本発明範囲外の充填詰物の供試体（以
下、「比較品」という）No. ４、５、６を調製した。比
較品No. ４は、使用した珪砂およびクロム鉱砂の粒度組
成において、粒径が１．０ｍｍを超えるものが本発明を
外れて多いものを使用した。比較品No. ５は、クロム鉱
砂の配合率が本発明範囲を外れて低いものを使用した。
このとき比較品No. ５に使用したクロム鉱砂および珪砂
の成分、粒度分布とも本発明範囲内のものであった。そ
して、比較品No. ６は、使用した珪砂およびクロム鉱砂
の粒度組成において、粒径が０．１ｍｍ以下のものが本
発明範囲を外れて多いものを使用した。そのときの比較
品No. ４、５、６の配合組成、化学成分組成および粒度
組成を表２に併せて示す。

【００２８】このように調製された充填詰物（本発明品
No. １、２、従来品No. ３、比較品No. ４、５、６）の
各々を、図１に示すように取鍋１上から投入し充填し
た。１回の投入量は、充填詰物の配合比による比重差に
も影響されるが、珪砂とクロム鉱砂との混合物（本発明
品および比較品）で約５０ｋｇ、珪砂単独の場合（従来
品）は約３０ｋｇであった。

【００２９】溶鋼は、その用途により、転炉出鋼後、Ｒ
Ｈ真空脱ガス設備のみ経由して連続鋳造設備で鋳造され
るもの（溶鋼の取鍋内滞在時間が比較的短い鋼種で、以
下、「一般鋼」という）と、転炉出鋼後、ＲＨ真空脱ガ
ス設備および取鍋二次精錬設備にて精錬された後、連続
鋳造設備で鋳造されるもの（溶鋼の取鍋内滞在時間が長
い鋼種で、以下、「重処理鋼」という）との２種類に区
別して試験を実施した。

【００３０】そして、連続鋳造設備で注入開始時のロー
タリーノズルの開孔とともに充填詰物が自然落下して開
孔（自然開孔という）した回数比率を調査した。６箇月
間の試験結果を纏めたものが表３である。開孔率に範囲
があるのは、月単位でまとめたためである。

【００３１】

【表３】

【００３２】表３から明らかなように、本発明品No. １
は、従来品および比較品と比較して、自然開孔率が高か
った。また、本発明品No. ２は、クロム鉱砂の配合量が
多く、価格が高いため一般鋼には採用せず、重処理鋼の
みに採用した。本発明品No.２は、従来品、比較品およ
び本発明品No. １と比較しても自然開孔率が高く、良好
な結果であった。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の取鍋ノ
ズル用充填詰物によれば、従来品および比較品と比較し
て自然開孔率が格段に向上し、鋳込み開始時の開孔率が
大幅に向上し、不開孔時における酸素洗浄による危険作
業が大幅に低減し、酸素洗浄による鋼のスクラップ化率
を大幅に低減することができ、かくして、工業上有用な
効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る取鍋のロータリーノ
ズルを示す断面図である。

【符号の説明】

１取鍋２底煉瓦３上部ノズル煉瓦４固定盤５摺動盤６下部ノズル煉瓦７充填詰物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高杉英登東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者新川隆行東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者八反田浩勝岐阜県多治見市大畑町３−１東京窯業株式会社多治見工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１０〜３０ｗｔ．％の珪砂、および、７
０〜９０ｗｔ．％、のクロム鉱砂からなり（但し、前記
珪砂と前記クロム鉱砂との合計は１００ｗｔ．％以
下）、前記珪砂は、９５ｗｔ．％以上の二酸化珪素（Ｓｉ
Ｏ₂）を含有し、前記珪砂の粒度組成においては、粒径
が０．１超〜１ｍｍのものが９０ｗｔ．％以上、粒径が
０．１ｍｍ以下のものが０〜２ｗｔ．％であり、前記クロム鉱砂は、３０ｗｔ．％以上の酸化クロム（Ｃ
ｒ₂Ｏ₃）を含有し、前記クロム鉱砂の粒度組成におい
ては、粒径が０．１超〜１ｍｍのものが９０ｗｔ．％以
上、粒径が０．１ｍｍ以下のものが０〜２ｗｔ．％であ
ることを特徴とする、取鍋ノズル用充填詰物。