JPH10314904A - 連続鋳造用ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造工程が簡単で、かつ耐食性を大幅に高め
得る連続鋳造用ノズルを提供する。 【解決手段】 マグネシア５〜１０wt％、アルミナセメ
ント２〜１０wt％、残部がアルミナのキャスタブル耐火
物からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶鋼等の連続鋳造
に用いる浸漬ノズル、ロングノズル、エアシールパイプ
等の連続鋳造用ノズルに関し、特に耐食性に優れた単層
のキャスタブル耐火物からなる連続鋳造用ノズルに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の連続鋳造用ノズルとして
は、外周部のアルミナ・グラファイト質の不定形耐火物
中に金属ワイヤーや鉄鋼線、カーボンファイバーの補強
材を配設し、溶融金属やスラグに触れる下部側のスラグ
ライン部やメタルライン部に耐スラグ、耐溶鋼性に優れ
たジルコン・グラファイト質等の不定形耐火物を使用
し、かつスラグライン部の上方側の溶融金属やスラグに
触れない部分に耐酸化性に優れたシャモット質の不定形
耐火物を使用した高耐用鋳造用ノズルが知られている
（特開平４−２２４０６２号公報参照）。又、アルミナ
・炭化珪素・カーボン質不定形耐火物からなるロングノ
ズル（「耐火物」Vol.44 No.８第 443〜449 頁参照）
や、シリカレスの高アルミナ質キャスタブル耐火物から
なる浸漬ノズル（「耐火物」Vol.49 No.２第64〜73頁参
照）が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、内側部と外側
部の不定形耐火物からなる従来の２層構造の鋳造用ノズ
ルは、製造工程が煩雑で、製造コスト面からも極めて非
現実的である。又、スラグライン部に位置するジルコン
・グラファイト質等の不定形耐火物も耐食性が未だ十分
とは言えない。一方、アルミナ・炭化珪素・カーボン質
不定形耐火物からなるロングノズルは、スラグライン部
の耐食性が未だ不十分であり、かつシリカレスの高アル
ミナ質キャスタブル耐火物からなる浸漬ノズルも、溶融
スラグパウダーに対する耐溶損性が未だ十分とは言えな
い。そこで、本発明は、製造工程が簡単で、かつ耐食性
を大幅に高め得る連続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】前記課題を解決するた
め、本発明の第１の連続鋳造用ノズルは、マグネシア５
〜１０wt％、アルミナセメント２〜１０wt％、残部がア
ルミナのキャスタブル耐火物からなることを特徴とす
る。前記マグネシアの粒径は、０．５mm以下であること
が好ましい。又、第２の連続鋳造用ノズルは、第１のも
のにおいて、スチールファイバーが外率で１〜３wt％添
加されていることを特徴とする。

【０００５】マグネシアは、主原料のアルミナとの反応
にて二次スピネルを生成させる。二次スピネルは、耐食
性に優れると同時に、生成時の体積膨張により組織中に
存在する空隙の一部を埋める働きを有し、結果的にスラ
グの浸潤を抑制することができる。又、スピネルの生成
による焼結（結合）強度が向上し、かつ体積膨張に伴う
マイクロクラック導入効果により応力緩和作用が付与さ
れる。この結果、連続鋳造用ノズルに最低限必要な耐熱
衝撃性が付与される。マグネシアの添加量が、５wt％未
満であると、二次スピネルの生成量が少なすぎる。１０
wt％を超えると、体積膨張が大きくなりすぎて、結果的
に必要な耐食性、耐浸潤性、耐熱衝撃性が得られない。
バインダーとして機能するアルミナセメントの添加量
が、２wt％未満であると、施工時の強度が低くなる。１
０wt％を超えると、スラグとの反応相において、ゲーレ
ナイト、アノーサイト等の低融点鉱物が生成され易く、
構造的スポーリングの要因となる。アルミナセメント
は、ＣａＯが３０wt％以下のものが望ましい。主原料の
アルミナは、本質的に耐スラグ侵食性、耐溶鋼性に優れ
る材質であるが、不純物の含有量が２wt％を超えると、
これらの特性が極めて低下することから、純度９８％以
上のものを使用することが望ましい。アルミナとして
は、耐食性に優れる電融アルミナを使用することが望ま
しい。

【０００６】マグネシアの粒径が０．５mmを超えると、
反応表面積が小さすぎるため、十分に二次スピネルを生
成させることができない。スチールファイバーは、強度
強化や破壊靱性の強化による耐熱衝撃性を向上させる。
連続鋳造用ノズルに最低限必要な強度や耐熱衝撃性は、
前述したように、マグネシア添加による二次スピネルの
生成で確保できるが、これらの特性を更に強化し、使用
時の安全率を高めるためには、スチールファイバーの添
加が極めて重要である。スチールファイバーの外率での
添加量が、１wt％未満であると、添加効果が得られな
い。３wt％を超えると、添加効果が飽和すると同時に、
キャスタブル耐火物の流動性が悪化し、結果的に空隙の
多い組織となり高耐食性が得られない。スチールファイ
バーの径と長さは、製造される連続鋳造用ノズルの形状
（主に肉厚）に対応させて、直径０．３〜０．６mm、長
さ５〜３０mm程度のものを適宜選択すればよい。又、形
状は、ストレート形で差し支えないが、波形やインデン
ト形を使用することが望ましい。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て具体的な実施例と比較例を参照して説明する。 実施例１〜３ 表１に示す各原料配合を秤量し、所要量の水を加えてミ
キサーで混練後、４０×４０×１６０mmのテストピース
用金型へ加振しながら流し込み、２４時間養生後、脱型
した。次いで、３５０℃の温度で１２時間保持して各テ
ストピースを得、それぞれの物性測定、耐食性、耐浸潤
性及び耐熱衝撃性の評価に供試した。耐食性、耐スラグ
浸潤性及び耐熱衝撃性の評価は、誘導炉による浸漬法に
て実施した。すなわち、モールドパウダーを浮かべた１
６００℃の温度の溶鋼に、先ず、テストピースを湯面上
（浸漬させない）で５分間保持して予熱し、その後３０
分間浸漬した。次いで、室温まで冷却した後、テストピ
ースを切断し、溶損量の測定と浸潤の程度を観察した。
又、耐熱衝撃性の評価は、テストピースを９０秒間浸漬
後に空冷する操作を３回繰り返し、切断面のクラックの
程度を観察した。更に、筒形状に流し込んで作製したテ
ストピースに、誘導炉の溶鋼を注ぎ込み、亀裂の発生の
無いことも確認した。これらの結果を表１に併記した。

【０００８】

【表１】

【０００９】比較例１〜７ 実施例１〜３と同様の方法により、表２に示す原料配合
のテストピース（比較例１〜４及び７）及びアルミナ・
グラファイト質（比較例５）、ジルコニア・グラファイ
ト質（比較例６）のテストピースを作製して評価に供試
し、その結果を表２に併記した。

【００１０】

【表２】

【００１１】表１，２からわかるように、実施例１〜３
のものは、かさ比重、曲げ強度及び耐スラグ浸潤性を従
来のジルコニア・グラファイト質のものと同等若しくは
それ以上にすることができると共に、耐食性を大幅に高
めることができ、耐熱衝撃性を良好にできる。なお、リ
ン酸アルミニウムをバインダーとして使用することも検
討したが、マグネシアの存在によりすぐに硬化してしま
うため、流し込み施工はできなかった。比較例７は、バ
インダーとして珪酸ソーダの使用を試みたものである
が、珪酸ソーダは融点を下げてしまうため、耐食性が劣
ってしまい、実質的に使用できないものであった。

【００１２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１の連
続鋳造用ノズルによれば、流し込みによる作製が可能に
なると共に、二次スピネルが生成されるので、製造工程
を簡単にすることができ、製造コストの低減を図ること
ができ、かつ従来材質に比べて耐食性を大幅に高めるこ
とができ、ひいては高耐用のものとすることができる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マグネシア５〜１０wt％、アルミナセメ
   ント２〜１０wt％、残部がアルミナのキャスタブル耐火
   物からなることを特徴とする連続鋳造用ノズル。
2. 【請求項２】 前記マグネシアの粒径が０．５mm以下で
   あることを特徴とする請求項１記載の連続鋳造用ノズ
   ル。
3. 【請求項３】 スチールファイバーが外率で１〜３wt％
   添加されていることを特徴とする請求項１又は２記載の
   連続鋳造用ノズル。