JPH10338569A - タンデッシュ用ストッパーヘッド - Google Patents

タンデッシュ用ストッパーヘッド

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JPH10338569A
JPH10338569A JP9157896A JP15789697A JPH10338569A JP H10338569 A JPH10338569 A JP H10338569A JP 9157896 A JP9157896 A JP 9157896A JP 15789697 A JP15789697 A JP 15789697A JP H10338569 A JPH10338569 A JP H10338569A
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JP
Japan
Prior art keywords
graphite
stopper head
molten steel
press
tundish
Prior art date
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Pending
Application number
JP9157896A
Other languages
English (en)
Inventor
Masahiko Amano
正彦 天野
Masahiro Soma
雅弘 相馬
Makoto Nakamura
誠 仲村
Katsuaki Sai
克彰 佐井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harima Ceramic Co Ltd
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Harima Ceramic Co Ltd
Nippon Steel Corp
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Publication date
Application filed by Harima Ceramic Co Ltd, Nippon Steel Corp filed Critical Harima Ceramic Co Ltd
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  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】多連鋳においても安定した溶鋼流出量の制御が
可能なストッパーヘッドを提供する。 【解決手段】黒鉛3〜25wt%、残部がアルミナ主体
とした耐火骨材を含む配合物を加圧成形後、焼成して製
造され、SiO2成分を含有しないかまたは1wt%未
満とすることにより、溶鋼との反応による損耗に対応す
る化学的特性の他、速度の早い溶鋼流通とノズル閉鎖時
の大きな圧縮応力にも耐えうる物理的特性を有するタン
デッシュ用ストッパーヘッド。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼の連続鋳造にお
けるタンディッシュに使用されるストッパーヘッドに関
するものである。
【0002】
【従来の技術】鋼の連続鋳造において、タンディッシュ
に使用されるストッパーは、タンディッシュの底部に備
えられたノズルとの隙間を調整することにより、タンデ
ィッシュからモールドへの溶鋼流出量を調整する役割を
持つ。
【0003】図1は、このストッパーの使用状況を模式
的に示した断面図である。(1)はストッパー、(2)
はその先端に位置するストッパーヘッド、(3)はタン
ディッシュの底部、(4)はタンディッシュの底部に備
えられたノズルである。
【0004】ストッパーは、そのストッパーヘッドが溶
鋼流の作用による損耗あるいは溶鋼中から析出したアル
ミナの付着が顕著になると、溶鋼流出量の制御が困難に
なり、鋼の鋳造に支障をきたす。ストッパーヘッドは、
このようにストッパーの性能を決定づけるものであるこ
とから、従来より材質改善が重ねられている。
【0005】ストッパーヘッドの材質は、酸化物骨材と
黒鉛から構成されたアルミナ−黒鉛、ジルコニア−黒
鉛、スピネル−黒鉛材質が知られている。
【0006】酸化物骨材と黒鉛から構成されたものとし
て、特開平4−158961号公報には黒鉛の割合を1
5wt%未満とした材質が提案されている。黒鉛を少な
くしたことで低熱伝導率化し、スラグ等の付着を防止す
ることで、ストッパーによるノズル閉鎖を完全に行なう
ことができる。
【0007】また、特開平8−217533号公報にて
提案された材質は、炭素成分を含有しないことで、酸化
による異常溶損を防止している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、多数の取鍋を
順次交換して連続鋳造する多連鋳においては、ストッパ
ーヘッドは長期の使用が強いられるが、上記の従来材質
では十分な耐用性が得られない。
【0009】例えば、特開平4−158961号公報で
提案の材質では、スラグ等の付着防止に効果が認められ
るものの、シリカを5〜20wt%含有するため耐食性
に劣り、耐用性において結局は十分なものではない。
【0010】一方、特開平8−217533号公報の炭
素成分を含まない材質では、耐火物組織内への溶鋼成分
の侵入で、耐食性に劣る。特にCa、Ca・Si、Si
・Mn等による処理をほどこされた鋼の鋳造において
は、前記の金属によって鋼中に生成したCaO、SiO
2、MnO等の成分が耐火物組織内へ浸透し、低融物を
生成して異常溶損を生じる。
【0011】本発明では、多連鋳においても安定した溶
鋼流出量の制御が可能なストッパーヘッドを提供するこ
とを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、黒鉛3〜25
wt%、残部がアルミナ主体とした耐火骨材を含む配合
物を加圧成形後、焼成して製造され、SiO2成分を含
有しないかまたは1wt%未満としたタンデッシュ用ス
トッパーヘッドである。
【0013】ストッパーヘッドは溶鋼流量の制御のため
に、ノズルとの間隔を小さく保って使用されるが、ノズ
ルとの間隔が小さいためにそこを流通する溶鋼の流通速
度がきわめて大きい。また、ノズルを閉鎖する際には大
きな圧縮応力を受ける。これらは物理的な損耗原因とな
る。そして、これが溶鋼との反応による化学的損耗と相
まって、ストッパーヘッドの耐用性を低下させる。
【0014】本発明によるストッパーヘッドは、その耐
用性を大幅に改善することができる。その理由は次のと
おりと考えられる。
【0015】従来材質における耐用性の低下原因のひと
つに、溶鋼中のFeO,MnO等の成分が、耐火物組織
中のSiO2成分と反応してSiO2系の低融物を生成す
ることがある。これに対し本発明は、実質上SiO2
分を含まないことで、FeO,MnO等の溶鋼中成分が
耐火物組織に侵入しても低融物が生成しない。
【0016】また、黒鉛の含有によって溶鋼からのCa
O、SiO2、MnO等の成分の浸透を防止するが、そ
の含有量を3〜25wt%と少なくしたことで、黒鉛の
酸化による損耗を最小限にとどめる。
【0017】ストッパーヘッドは溶鋼流量の制御のため
に、ノズルとの間隔を小さく保って使用されるが、ノズ
ルとの間隔が小さいためにそこを流通する溶鋼の流通速
度がきわめて大きい。さらに、ノズルとの接触による圧
縮応力を受ける。これらはいずれも物理的な損耗作用の
原因となり、溶鋼との接触による化学的損耗作用と相ま
って、ストッパーヘッドの耐用性を低下させる原因とな
っている。
【0018】ストッパーヘッドにおいて、炭素成分は耐
化学的損耗性の付与のために不可欠である。本発明は、
黒鉛の配合量を耐化学的損耗性の効果を損なわない臨界
値まで下げると共に、SiO2成分を実質上含まないこ
とにより、ストッパーヘッドに必要な物理的および化学
的な耐損耗性を同時に満足させた結果、従来材質に比べ
て格段に優れた耐用性を得たものである。
【0019】本発明では、耐火骨材に対する割合で、配
合物にさらに酸化防止剤を外掛け5wt%以下添加して
もよい。本発明においては黒鉛の配合割合を低減させた
とはいえ、その酸化を完全に防止することはできない。
酸化防止剤は、黒鉛の酸化防止をより確実なものとす
る。これにより、ストッパーヘッドの耐用性はより優れ
たものとなる。
【0020】
【発明の実施の形態】本発明によるストッパーヘッド
は、実質上SiO2成分を含まない。SiO2成分は、例
えば黒鉛の不純物などにより、不可避的な混入もある
が、原料純度などを考慮して、耐火物全体としては1w
t%未満となるように調整する。1wt%以上では、S
iO2系の低融物の生成によって耐食性に劣り、本発明
の効果が得られない。
【0021】黒鉛は、溶鋼成分の浸透を防止する役割を
もつ。具体例としてはりん状黒鉛、土状黒鉛などがある
が、一般にC純度が高いりん状黒鉛の使用が好ましい。
耐火骨材中に占める割合は、3wt%未満では鋼中成分
の浸透防止に効果がなく、耐食性が低下する。25wt
%を越えるものでは酸化損耗による異常溶損が生じる。
【0022】残部の主材となるアルミナは、電融品、焼
結品のいずれでもよいが、耐食性の面から電融品がより
好ましい。
【0023】アルミナの割合の具体例は、75〜97w
t%である。75wt%未満ではアルミナがもつ耐食性
の効果が十分に発揮できず、97wt%を越えると黒鉛
が占める割合いが少なくなって鋼中成分の浸透防止の効
果が得られない。また、アルミナの粒度は、密充填の耐
火物組織が得られるように、従来材質と同様に粒度の調
整を行う。
【0024】シリカを実質的に含まない耐火原料として
は、他にもジルコニア、マグナシア、スピネル等が知ら
れているが、これらは熱膨張率が高く、耐スポーリング
性に劣る。本発明において、これらの耐火原料を骨材の
一部に使用してもよいが、耐スポーリング性の低下を招
かない範囲での配合量に留める必要がある。
【0025】酸化防止剤としては、例えばAl、Si、
Mg等の金属あるいはその合金、さらには、B4C等の
ほう化物である。前記の合金の具体例としては、Al−
Si、Al−Mg等である。
【0026】酸化防止剤の割合は、耐火骨材100wt
%に対する外掛けで5wt%とする。さらに好ましい範
囲は、0.5〜4wt%である。5wt%を越えると耐
スポール性の低下を招く。
【0027】本発明のストッパーヘッドは、以上の配合
物を成形後、焼成して製造される。この成形および焼成
の手段は従来法と特に変わらない。すなわち、配合物に
フェノール樹脂および/またはピッチ等の結合剤を添加
し、混練後、加圧成形する。
【0028】ストッパーヘッドが使用前の予熱温度が低
い等の理由により、溶鋼との接触時に大きな熱衝撃を受
ける場合は、例えば特公平4−100664号公報で示
される、予め400℃以上で熱処理した粒度0.05m
m以下のピッチを結合剤として使用するのが好ましい。
400℃以上で熱処理したピッチは、残炭率が高く、ス
トッパーヘッドの耐スポーリング性の向上に効果があ
る。
【0029】加圧成形は、ラバープレスが望ましいが、
小形状のストッパーヘッドの場合にはフリクションプレ
ス、オイルプレス等の一軸成形でもよい。
【0030】焼成温度は例えば800〜1400℃と
し、還元雰囲気下において行なうのが好ましい。
【0031】
【実施例】表2に示す実施例1と比較例2のそれぞれの
ストッパーヘッドの材質をベースに、表1に示す溶融シ
リカの添加割合を変化させ、ストッパーヘッドの耐用性
とストッパーヘッド中に占めるSiO2成分との関係を
示したのが、図2のグラフである。なお、溶融シリカの
割合の変化に合わせて、アルミナの割合を増減させた。
また、耐用性の測定は、後述の実機に基づいて行なっ
た。
【0032】図2の結果から、実施例1をベースにした
Aは、SiO2成分の低減によって耐用寿命が著しく向
上している。一方、比較例3をベースにしたBは、黒鉛
の割合が本発明の限定範囲より多く、SiO2成分の低
減によっても耐用寿命の向上は顕著なものではない。
【0033】各実施例および各比較例は、表1に示す化
学分析値の耐火原料を表2に示す配合組成に調整し、結
合剤としてフェノール樹脂を配合組成物で全体に対する
外掛けで5wt%添加し、ミキサーにて混練後、ラバー
プレスにより約1000kg/cm2の加圧力で成形し
た。成形体の形状は、直径150mm×150高さmm
のストッパーヘッド形状とした。
【0034】焼成は、コークスブリーズを充填したサヤ
詰めによる還元雰囲気下において、1000℃×3時間
で行なった。
【0035】試験方法は以下のとおりである。
【0036】(耐食性)高周波誘導炉にて鋼を溶かした
ルツボ内に20mm×20mm断面に切断した試料を1
20分間浸漬した後の損耗量で比較した。比較例1の浸
食寸法を100とした指数で示した。数値が小さいほど
侵食が少ない。
【0037】(耐スポーリング性)ストッパーヘッドの
外周部と内部に温度差をつけ、亀裂が発生しない温度差
の限界温度を測定した。限界温度が高いほど耐スポーリ
ング性に優れる。
【0038】(熱間強度)幅20mm×高さ20mm×
長さ130mmのサイズに切り出し、電気炉中で150
0℃×3時間加熱後、同温度下でスパン100mmにて
曲げ強さを測定した。この測定により、熱間での物理的
強度の劣化程度が予測される。
【0039】(耐用性)連続鋳造用の 25tタンデッ
シュにおいて、実機による安定使用回数を測定した。
【0040】
【表1】
【0041】
【表2】
【0042】表2の試験結果が示すとおり、本発明実施
例はいずれも優れた耐用性が得られる。中でも酸化防止
剤として金属Siを添加した実施例5および実施例6
は、耐用性においてさらに優れている。
【0043】これに対し比較例1は、SiO2成分を本
発明の限定範囲より多く含有しており、耐食性に劣る。
比較例2はりん状黒鉛の割合が本発明で限定した範囲内
より多く、耐食性に劣る。比較例3はりん状黒鉛および
SiO2成分をの割合が本発明で限定した範囲内より多
く、耐食性に劣る。りん状黒鉛を含まない比較4は、耐
食性および耐スポーリング性の低下が著しい。その結
果、比較例1〜4は、いずれも耐用性において十分な効
果が得られない。
【0044】
【発明の効果】ストッパーヘッドは、溶鋼流量の制御と
いう特殊な用途のため、溶鋼との反応による損耗に対応
する化学的特性の他、速度の早い溶鋼流通とノズル閉鎖
時の大きな圧縮応力にも耐えうる物理的特性が要求され
る。本発明によれば、この化学的ならびに物理的な特性
をストッパーヘッド特有の使用条件に合わせて最適条件
で調整したことにより、多連鋳においても安定した溶鋼
流出量の制御が可能なストッパーヘッドを提供すること
ができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】ストッパーの使用状況を模式的に示した断面図
である。
【図2】ストッパーヘッド材質において、ストッパーヘ
ッドの耐用性とストッパーヘッド中に占めるSiO2
分との関係を示したグラフである。
【符号の説明】
1 ストッパー 2 ストッパーヘッド 3 タンディッシュの底部 4 ノズル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 仲村 誠 兵庫県高砂市荒井町新浜1丁目3番1号 ハリマセラミック株式会社内 (72)発明者 佐井 克彰 兵庫県高砂市荒井町新浜1丁目3番1号 ハリマセラミック株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 黒鉛3〜25wt%、残部がアルミナ主
    体とした耐火骨材を含む配合物を加圧成形後、焼成して
    製造され、SiO2成分を含有しないかまたは1wt%
    未満としたタンデッシュ用ストッパーヘッド。
  2. 【請求項2】 前記耐火骨材100wt%に対する割合
    で、配合物に酸化防止剤を外掛け5wt%以下添加した
    請求項1記載のタンデッシュ用ストッパーヘッド。
JP9157896A 1997-05-31 1997-05-31 タンデッシュ用ストッパーヘッド Pending JPH10338569A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105418094A (zh) * 2015-12-01 2016-03-23 浙江铁狮高温材料有限公司 一种长寿命尖晶石材料整体塞棒
CN107365159A (zh) * 2017-06-23 2017-11-21 鞍山市和丰耐火材料有限公司 一种冶炼超低碳钢中间包用长浇次整体塞棒的生产方法
CN113999023A (zh) * 2021-09-28 2022-02-01 赛文斯新型材料(无锡)有限公司 用于塞棒的纳米耐火材料制备方法

Cited By (4)

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CN107365159B (zh) * 2017-06-23 2020-09-08 鞍山市和丰耐火材料有限公司 一种冶炼超低碳钢中间包用长浇次整体塞棒的生产方法
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