JPH11216543A - 鋼の連続鋳造用ノズル - Google Patents
鋼の連続鋳造用ノズルInfo
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- JPH11216543A JPH11216543A JP1589898A JP1589898A JPH11216543A JP H11216543 A JPH11216543 A JP H11216543A JP 1589898 A JP1589898 A JP 1589898A JP 1589898 A JP1589898 A JP 1589898A JP H11216543 A JPH11216543 A JP H11216543A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ノズルの閉塞を抑制し、かつ、耐スポ−ル性
および耐溶損性を有する鋼の連続鋳造用ノズルを提供す
ること。 【解決手段】 図1に示す“配材パタ−ン1”のよう
に、ノズル本体のパウダ−ライン部がジルコニア−黒鉛
質耐火物13であり、パウダ−ライン部以外の部分がアル
ミナ−黒鉛質耐火物12である鋼の連続鋳造用ノズル(浸
漬ノズル)であって、アルミナ−黒鉛質耐火物12の内周
壁面に「SiO2が70重量%以上で、Al2O3,MgO,CaO,ZrO
2,TiO2,MnO2,Fe2O3の1種又は2種以上が30重量%未
満の組成を有する耐火物からなる内層(内層の耐火物1
1)」を配設した構成からなるノズル。
および耐溶損性を有する鋼の連続鋳造用ノズルを提供す
ること。 【解決手段】 図1に示す“配材パタ−ン1”のよう
に、ノズル本体のパウダ−ライン部がジルコニア−黒鉛
質耐火物13であり、パウダ−ライン部以外の部分がアル
ミナ−黒鉛質耐火物12である鋼の連続鋳造用ノズル(浸
漬ノズル)であって、アルミナ−黒鉛質耐火物12の内周
壁面に「SiO2が70重量%以上で、Al2O3,MgO,CaO,ZrO
2,TiO2,MnO2,Fe2O3の1種又は2種以上が30重量%未
満の組成を有する耐火物からなる内層(内層の耐火物1
1)」を配設した構成からなるノズル。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼の連続鋳造用ノ
ズル(浸漬ノズル,ロングノズルなど)に関し、特に、該
ノズルの閉塞を抑制し、かつ耐スポ−ル性,耐溶損性を
有する鋼の連続鋳造用ノズルに関する。
ズル(浸漬ノズル,ロングノズルなど)に関し、特に、該
ノズルの閉塞を抑制し、かつ耐スポ−ル性,耐溶損性を
有する鋼の連続鋳造用ノズルに関する。
【0002】
【従来の技術】従来から多種類の鋼が製造されている
が、中でもAlキルド鋼は、最も大量に製造されている
鋼種の1つである。そして、この鋼種の連続鋳造に際し
ては、従来から耐食性および耐スポ−リング性に優れた
“アルミナ−黒鉛質のノズル(具体的には、例えばAl
2O3:41重量%,SiO2:28重量%,C:31重量%より構成
されるノズル)”が広く使用されている。
が、中でもAlキルド鋼は、最も大量に製造されている
鋼種の1つである。そして、この鋼種の連続鋳造に際し
ては、従来から耐食性および耐スポ−リング性に優れた
“アルミナ−黒鉛質のノズル(具体的には、例えばAl
2O3:41重量%,SiO2:28重量%,C:31重量%より構成
されるノズル)”が広く使用されている。
【0003】ところで、この種の連続鋳造用ノズルは、
特にAlキルド鋼の連続鋳造の際、この鋼中に含まれて
いるAl2O3介在物の付着による“ノズルの閉塞”が発生
しやすく、操業上大きな問題なっている。この閉塞の主
な機構としては、次のように考えられている。
特にAlキルド鋼の連続鋳造の際、この鋼中に含まれて
いるAl2O3介在物の付着による“ノズルの閉塞”が発生
しやすく、操業上大きな問題なっている。この閉塞の主
な機構としては、次のように考えられている。
【0004】まず、高温でのノズル中において、耐火原
料として使用されている“シリカ(SiO2)”と“黒鉛
(C)”との間に次の式(1)に示す反応が起こる。 ・式(1)………SiO2(s)+C(s)→SiO(g)+CO(g)
料として使用されている“シリカ(SiO2)”と“黒鉛
(C)”との間に次の式(1)に示す反応が起こる。 ・式(1)………SiO2(s)+C(s)→SiO(g)+CO(g)
【0005】そして、生成した“SiOガス”および“CO
ガス”は、ノズルと溶鋼との界面に拡散し、溶鋼中のA
l(溶融状態のAl)と次の式(2)および式(3)に示す反応
が生じ、ノズルの稼働面(内壁面)に網目状のAl2O3層が
形成する。 ・式(2)………3SiO(g)+2Al→Al2O3(s)+3Si ・式(3)………3CO(g) +2Al→Al2O3(s)+3C [上記式(1)〜(3)中の“(g),(s)”は、“気相,固
相”を表す。また、上記式(2),(3)中の“Al,Si,
C”は、溶鋼中の“溶解状態のAl,Si,C”を表
す。]
ガス”は、ノズルと溶鋼との界面に拡散し、溶鋼中のA
l(溶融状態のAl)と次の式(2)および式(3)に示す反応
が生じ、ノズルの稼働面(内壁面)に網目状のAl2O3層が
形成する。 ・式(2)………3SiO(g)+2Al→Al2O3(s)+3Si ・式(3)………3CO(g) +2Al→Al2O3(s)+3C [上記式(1)〜(3)中の“(g),(s)”は、“気相,固
相”を表す。また、上記式(2),(3)中の“Al,Si,
C”は、溶鋼中の“溶解状態のAl,Si,C”を表
す。]
【0006】このようにノズルの稼働面(内壁面)に網目
状のAl2O3層が形成されると、ノズルの内壁面が非常に
荒くなり、溶鋼中のAl2O3介在物がその上に付着しやす
くなる。そして、このAl2O3介在物の付着が絶えず進む
と、“ノズルの閉塞”が発生する。
状のAl2O3層が形成されると、ノズルの内壁面が非常に
荒くなり、溶鋼中のAl2O3介在物がその上に付着しやす
くなる。そして、このAl2O3介在物の付着が絶えず進む
と、“ノズルの閉塞”が発生する。
【0007】ところで、“ノズルの閉塞”は、ノズルの
耐用性を低下(短縮)させるだけでなく、連鋳操業上の支
障になったり、また、鋳型内偏流を引き起こしたりする
ため、その抑制が重要な課題となっている。
耐用性を低下(短縮)させるだけでなく、連鋳操業上の支
障になったり、また、鋳型内偏流を引き起こしたりする
ため、その抑制が重要な課題となっている。
【0008】この“ノズルの閉塞”を抑制するため、従
来から種々の解決手段が提案されている。例えば、SiO2
成分の含有量が5重量%以下であって、Al2O3(あるいは
MgO,ZrO2)が90重量%以上の“カ−ボンレス高アルミナ
(あるいは高マグネシア,高ジルコニア)質の耐火物”を
スリ−ブとして、浸漬ノズルの内孔に挿入することが提
案されている。(→特開平3−243258号公報参照。以
下、この手段を“従来技術1”という。)
来から種々の解決手段が提案されている。例えば、SiO2
成分の含有量が5重量%以下であって、Al2O3(あるいは
MgO,ZrO2)が90重量%以上の“カ−ボンレス高アルミナ
(あるいは高マグネシア,高ジルコニア)質の耐火物”を
スリ−ブとして、浸漬ノズルの内孔に挿入することが提
案されている。(→特開平3−243258号公報参照。以
下、この手段を“従来技術1”という。)
【0009】また、“ノズルの内壁に付着するAl2O3介
在物と反応して低融点の液相を生成させ、この液相が溶
鋼と共に流出していくとすれば、ノズルの閉塞が生じな
い”との考え方が古くから知られている。この考え方に
したがって、「10〜50重量%のC,15〜30重量%のCa
O,35〜65重量%のZrO2」の組成を有する耐火物を“浸
漬ノズル内孔部壁面の耐火物”とすることが提案されて
いる。(→特開平3−138054号公報参照。以下、これを
“従来技術2 ”という。)
在物と反応して低融点の液相を生成させ、この液相が溶
鋼と共に流出していくとすれば、ノズルの閉塞が生じな
い”との考え方が古くから知られている。この考え方に
したがって、「10〜50重量%のC,15〜30重量%のCa
O,35〜65重量%のZrO2」の組成を有する耐火物を“浸
漬ノズル内孔部壁面の耐火物”とすることが提案されて
いる。(→特開平3−138054号公報参照。以下、これを
“従来技術2 ”という。)
【0010】その他の手段として、浸漬ノズルの湯道表
面層部に「アルミナ−グラファイトや溶融シリカ等に
“Al2O3,MnO2,MgO,CaO,SiO2”を単独または複合し
て添加したもの」を配設する連続鋳造用浸漬ノズルが提
案されている。(→特開昭51−54836号公報。以下、こ
れを“従来技術3”という。)
面層部に「アルミナ−グラファイトや溶融シリカ等に
“Al2O3,MnO2,MgO,CaO,SiO2”を単独または複合し
て添加したもの」を配設する連続鋳造用浸漬ノズルが提
案されている。(→特開昭51−54836号公報。以下、こ
れを“従来技術3”という。)
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術1〜3では、以下に詳記する問題点,欠点を有し
ている。
来技術1〜3では、以下に詳記する問題点,欠点を有し
ている。
【0012】前記従来技術1では、SiO2成分の含有量が
5重量%以下のものを使用することから、前掲の式(1)
〜(3)の反応が解消され、“網目状のAl2O3層”が生成し
ないが、溶鋼中のAl2O3介在物がスリ−ブ内壁に直接に
付着することが避けられず、しかも付着した“Al2O3介
在物”がスリ−ブ内壁と焼結して固着する。そのため、
従来技術1の手段によっても、ノズルの閉塞防止効果が
十分ではないという欠点のほか、カ−ボンレスの高アル
ミナ(高マグネシア,高ジルコニア)質の耐火物では、耐
スポ−ル性が低下するので、使用中に割れる傾向が大き
い、という問題点を有している。
5重量%以下のものを使用することから、前掲の式(1)
〜(3)の反応が解消され、“網目状のAl2O3層”が生成し
ないが、溶鋼中のAl2O3介在物がスリ−ブ内壁に直接に
付着することが避けられず、しかも付着した“Al2O3介
在物”がスリ−ブ内壁と焼結して固着する。そのため、
従来技術1の手段によっても、ノズルの閉塞防止効果が
十分ではないという欠点のほか、カ−ボンレスの高アル
ミナ(高マグネシア,高ジルコニア)質の耐火物では、耐
スポ−ル性が低下するので、使用中に割れる傾向が大き
い、という問題点を有している。
【0013】また、前記従来技術2では、次,のよ
うな問題点を有している。 耐火物中にC(黒鉛)が“10〜50重量%”と多量に含有
しているため、ノズルの内壁が溶鋼と接触すると、C
(黒鉛)が溶鋼に溶解してその内壁が荒くなり、溶鋼中の
Al2O3介在物 がその上に付着しやすくなる。 耐火物の配合原料である“ZrO2-CaO原料”の鉱物相
は、“ZrO2とCaO・ZrO2”であり、通常の鋳造温度の「155
0〜1600℃の範囲」では、Al2O3介在物と反応しても液相
が生成せず、ノズルの閉塞を防止することが困難であ
る。[→「材料とプロセス」Vol.8(1995),P.71参照]
うな問題点を有している。 耐火物中にC(黒鉛)が“10〜50重量%”と多量に含有
しているため、ノズルの内壁が溶鋼と接触すると、C
(黒鉛)が溶鋼に溶解してその内壁が荒くなり、溶鋼中の
Al2O3介在物 がその上に付着しやすくなる。 耐火物の配合原料である“ZrO2-CaO原料”の鉱物相
は、“ZrO2とCaO・ZrO2”であり、通常の鋳造温度の「155
0〜1600℃の範囲」では、Al2O3介在物と反応しても液相
が生成せず、ノズルの閉塞を防止することが困難であ
る。[→「材料とプロセス」Vol.8(1995),P.71参照]
【0014】さらに、前記従来技術3では、アルミナ−
グラファイトや溶融シリカ等一般のノズル材質に、酸化
物(Al2O3,MnO2,MgO,CaO,SiO2)を添加,混合して用
いているので、ノズルの湯道表面層部の成分がノズル本
体の成分に影響され、使用する酸化物の組合せによって
効果(閉塞防止効果)のバラツキが大きく、全く効果が生
じない場合も多い。
グラファイトや溶融シリカ等一般のノズル材質に、酸化
物(Al2O3,MnO2,MgO,CaO,SiO2)を添加,混合して用
いているので、ノズルの湯道表面層部の成分がノズル本
体の成分に影響され、使用する酸化物の組合せによって
効果(閉塞防止効果)のバラツキが大きく、全く効果が生
じない場合も多い。
【0015】本発明は、従来技術1〜3の前記問題点,
欠点に鑑みなされたものであって、その目的とするとこ
ろは、ノズルの閉塞を抑制し、かつ、耐スポ−ル性およ
び耐溶損性を有する鋼の連続鋳造用ノズルを提供するこ
とにある。
欠点に鑑みなされたものであって、その目的とするとこ
ろは、ノズルの閉塞を抑制し、かつ、耐スポ−ル性およ
び耐溶損性を有する鋼の連続鋳造用ノズルを提供するこ
とにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明は、アルミナ−黒
鉛質耐火物,ジルコニア−黒鉛質耐火物を主成分とする
ノズル本体の内周壁面に、 ・SiO2が70重量%以上で、Al2O3,MgO,CaO,ZrO2,TiO
2,MnO2,Fe2O3の1種または2種以上が30重量%未満の
組成を有する耐火物からなる内層を配置することを特徴
とし、これによって、前記目的とする鋼の連続鋳造用ノ
ズルを提供するものである。
鉛質耐火物,ジルコニア−黒鉛質耐火物を主成分とする
ノズル本体の内周壁面に、 ・SiO2が70重量%以上で、Al2O3,MgO,CaO,ZrO2,TiO
2,MnO2,Fe2O3の1種または2種以上が30重量%未満の
組成を有する耐火物からなる内層を配置することを特徴
とし、これによって、前記目的とする鋼の連続鋳造用ノ
ズルを提供するものである。
【0017】すなわち、本発明は、「鋼の連続鋳造用ノ
ズルにおいて、アルミナ-黒鉛質耐火物,ジルコニア-黒
鉛質耐火物を主成分とするノズル本体の内周壁面に、Si
O2が70重量%以上で、Al2O3,MgO,CaO,ZrO2,TiO2,M
nO2,Fe2O3の1種または2種以上が30重量%未満の組成
を有する耐火物の内層を配置してなること」(請求項1)
を特徴(発明を特定する事項)とする。
ズルにおいて、アルミナ-黒鉛質耐火物,ジルコニア-黒
鉛質耐火物を主成分とするノズル本体の内周壁面に、Si
O2が70重量%以上で、Al2O3,MgO,CaO,ZrO2,TiO2,M
nO2,Fe2O3の1種または2種以上が30重量%未満の組成
を有する耐火物の内層を配置してなること」(請求項1)
を特徴(発明を特定する事項)とする。
【0018】そして、本発明は、 ・前記内層の耐火物が、1mm以下の粒度を有し、か
つ、0.5mm以下の粒度割合が80重量%以上の耐火原料
から構成されていること(請求項2)、 ・前記内層の耐火物の厚みが3〜20mmであること(請求
項3)、を特徴とする。
つ、0.5mm以下の粒度割合が80重量%以上の耐火原料
から構成されていること(請求項2)、 ・前記内層の耐火物の厚みが3〜20mmであること(請求
項3)、を特徴とする。
【0019】また、本発明は、特にAlキルド鋼の連続
鋳造用ノズルであって、 ・Al/Mn(濃度比)が「0.1以上」の鋼の連続鋳造に適用
する場合、前記内層の耐火物の組成が「SiO2が70重量%
以上で、MgO,CaO,TiO2,MnO2,Fe2O3の1種または2
種以上が5〜30重量%未満」であることを特徴とし(請求
項4)、 ・Al/Mn(濃度比)が「0.1未満」の鋼の連続鋳造に適用
する場合、前記内層の耐火物の組成が「SiO2が70重量%
以上で、Al2O3および/またはZrO2が5〜30重量%未満」
であることを特徴とする(請求項5)。
鋳造用ノズルであって、 ・Al/Mn(濃度比)が「0.1以上」の鋼の連続鋳造に適用
する場合、前記内層の耐火物の組成が「SiO2が70重量%
以上で、MgO,CaO,TiO2,MnO2,Fe2O3の1種または2
種以上が5〜30重量%未満」であることを特徴とし(請求
項4)、 ・Al/Mn(濃度比)が「0.1未満」の鋼の連続鋳造に適用
する場合、前記内層の耐火物の組成が「SiO2が70重量%
以上で、Al2O3および/またはZrO2が5〜30重量%未満」
であることを特徴とする(請求項5)。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図1〜4を参照して詳細に説明する。
て、図1〜4を参照して詳細に説明する。
【0021】(第1〜第3の実施形態)図1〜3は、本
発明に係る鋼の連続鋳造用ノズル(浸漬ノズル)の第1〜
第3の実施形態を説明する図であって、該ノズルの“配
材パタ−ン1〜3”を示す断面図である。図1〜3にお
いて、11は内層の耐火物(本発明で特徴とする“特定組
成で構成された内層の耐火物)、12はアルミナ−黒鉛質
耐火物、13はジルコニア−黒鉛質耐火物である。
発明に係る鋼の連続鋳造用ノズル(浸漬ノズル)の第1〜
第3の実施形態を説明する図であって、該ノズルの“配
材パタ−ン1〜3”を示す断面図である。図1〜3にお
いて、11は内層の耐火物(本発明で特徴とする“特定組
成で構成された内層の耐火物)、12はアルミナ−黒鉛質
耐火物、13はジルコニア−黒鉛質耐火物である。
【0022】第1〜第3の実施形態では、図1〜3に示
すように、ノズル本体としてアルミナ−黒鉛質耐火物12
およびジルコニア−黒鉛質耐火物13を使用する例であ
る。このうち、アルミナ−黒鉛質耐火物12は、溶鋼に対
する耐食性および耐スポ−ル性に優れているため、これ
をノズル本体のパウダ−ライン部以外の部分に適用する
(前掲の図1〜3参照)。その組成としては、慣用のも
の、例えば「Al2O3:30〜90重量%,SiO2:0〜35重量
%,C:10〜35重量%」のものを使用することができ
る。
すように、ノズル本体としてアルミナ−黒鉛質耐火物12
およびジルコニア−黒鉛質耐火物13を使用する例であ
る。このうち、アルミナ−黒鉛質耐火物12は、溶鋼に対
する耐食性および耐スポ−ル性に優れているため、これ
をノズル本体のパウダ−ライン部以外の部分に適用する
(前掲の図1〜3参照)。その組成としては、慣用のも
の、例えば「Al2O3:30〜90重量%,SiO2:0〜35重量
%,C:10〜35重量%」のものを使用することができ
る。
【0023】一方、ジルコニア−黒鉛質の耐火物13は、
パウダ−スラグに対して高い耐食性を有しているため、
これをノズル本体のパウダ−ライン部に配置する(前掲
の図1〜3参照)。その組成としては、慣用のもの、例
えば「ZrO2:66〜88重量%,CaO:2〜4重量%,C:10〜
30重量%」のものを使用することができる。なお、ジル
コニア原料としては、通常広く使用されているCaO安定
化ジルコニアを用いるが、この他に、MgO安定化ジルコ
ニア,Y2O3安定化ジルコニア,バデライト等も使用する
ことができる。
パウダ−スラグに対して高い耐食性を有しているため、
これをノズル本体のパウダ−ライン部に配置する(前掲
の図1〜3参照)。その組成としては、慣用のもの、例
えば「ZrO2:66〜88重量%,CaO:2〜4重量%,C:10〜
30重量%」のものを使用することができる。なお、ジル
コニア原料としては、通常広く使用されているCaO安定
化ジルコニアを用いるが、この他に、MgO安定化ジルコ
ニア,Y2O3安定化ジルコニア,バデライト等も使用する
ことができる。
【0024】(第4の実施形態)図4は、本発明に係る
鋼の連続鋳造用ノズル(浸漬ノズル)の第4の実施形態を
説明する図であって、該ノズルの“配材パタ−ン4”を
示す断面図である。(図4中の11,12は、前記図1〜3
と同じであるので、その説明を省略する。)この第4の
実施形態では、ノズル本体として前記したアルミナ−黒
鉛質耐火物12を使用した例であって、パウダ−ライン部
にジルコニア−黒鉛質耐火物を配置しない点で、前記第
1〜第3の実施形態と相違する。
鋼の連続鋳造用ノズル(浸漬ノズル)の第4の実施形態を
説明する図であって、該ノズルの“配材パタ−ン4”を
示す断面図である。(図4中の11,12は、前記図1〜3
と同じであるので、その説明を省略する。)この第4の
実施形態では、ノズル本体として前記したアルミナ−黒
鉛質耐火物12を使用した例であって、パウダ−ライン部
にジルコニア−黒鉛質耐火物を配置しない点で、前記第
1〜第3の実施形態と相違する。
【0025】前記第1〜第4の実施形態において、内層
の耐火物11(本発明で特徴とする「内層の耐火物」)として
は、 ・SiO2が70重量%以上で、Al2O3,MgO,CaO,ZrO2,TiO
2,MnO2,Fe2O3の1種または2種以上が30重量%未満の
組成を有する耐火物を使用する。
の耐火物11(本発明で特徴とする「内層の耐火物」)として
は、 ・SiO2が70重量%以上で、Al2O3,MgO,CaO,ZrO2,TiO
2,MnO2,Fe2O3の1種または2種以上が30重量%未満の
組成を有する耐火物を使用する。
【0026】特に、溶鋼中のAl濃度が高く、Mn濃度が低
く、このAl濃度とMn濃度との比が“0.1以上”の鋼の連
続鋳造に適用するには、上記内層の耐火物11として、 ・SiO2が70重量%以上で、MgO,CaO,TiO2,MnO2,Fe2O
3の1種または2種以上が5〜30重量%未満の組成を有す
るものを使用することが望ましい。
く、このAl濃度とMn濃度との比が“0.1以上”の鋼の連
続鋳造に適用するには、上記内層の耐火物11として、 ・SiO2が70重量%以上で、MgO,CaO,TiO2,MnO2,Fe2O
3の1種または2種以上が5〜30重量%未満の組成を有す
るものを使用することが望ましい。
【0027】一方、溶鋼中のAl濃度が低く、Mn濃度が高
く、このAl濃度とMn濃度との比が“0.1未満”の鋼の連
続鋳造に適用するには、上記内層の耐火物11として、 ・SiO2が70重量%以上で、Al2O3および/またはZrO2が5
〜30重量%未満の組成を有するものを使用することが望
ましい。
く、このAl濃度とMn濃度との比が“0.1未満”の鋼の連
続鋳造に適用するには、上記内層の耐火物11として、 ・SiO2が70重量%以上で、Al2O3および/またはZrO2が5
〜30重量%未満の組成を有するものを使用することが望
ましい。
【0028】ここで、本発明で特徴とする「内層の耐火
物11」について、その作用を含めて詳細に説明する。
物11」について、その作用を含めて詳細に説明する。
【0029】通常、Alキルド鋼において“Al:0.02〜
0.12重量%,Mn:0.1〜1.5重量%”を含有している。こ
のため、上記耐火物11がこの溶鋼と接触すると、耐火物
11中のSiO2と溶鋼中のAl,Mn(溶解状態のAl,Mn)との間
に、次の式(4),式(5)に示す反応が生じる。 ・式(4)………3SiO2+4Al→2(Al2O3)+3Si ・式(5)………SiO2 +2Mn→2(MnO)+Si [式(4),(5)中の(Al2O3)および(MnO)は、それぞ
れ液相中のAl2O3およびMnOを表す。また、Al,
Mnは、溶鋼中の“溶解状態のAl,Mn”を表す。]
0.12重量%,Mn:0.1〜1.5重量%”を含有している。こ
のため、上記耐火物11がこの溶鋼と接触すると、耐火物
11中のSiO2と溶鋼中のAl,Mn(溶解状態のAl,Mn)との間
に、次の式(4),式(5)に示す反応が生じる。 ・式(4)………3SiO2+4Al→2(Al2O3)+3Si ・式(5)………SiO2 +2Mn→2(MnO)+Si [式(4),(5)中の(Al2O3)および(MnO)は、それぞ
れ液相中のAl2O3およびMnOを表す。また、Al,
Mnは、溶鋼中の“溶解状態のAl,Mn”を表す。]
【0030】このように、ノズル稼働面においては、上
記式(4),式(5)の反応によって“SiO2,Al2O3およびMnO
を含有する液相”が生成する。そして、溶鋼中のAl2O3
介在物が稼働面に衝突してくると、このAl2O3介在物
は、上記液相に溶解し、更に溶鋼と共に流れて行くこと
により、稼働面に付着することがない。しかし、もし内
層の耐火物11中の“SiO2”が70重量%未満であるとすれ
ば、前記式(4),式(5)の反応が起こりにくくなり、稼働
面で液相の生成量が少なく、その結果、ノズルの閉塞が
生じることになる。
記式(4),式(5)の反応によって“SiO2,Al2O3およびMnO
を含有する液相”が生成する。そして、溶鋼中のAl2O3
介在物が稼働面に衝突してくると、このAl2O3介在物
は、上記液相に溶解し、更に溶鋼と共に流れて行くこと
により、稼働面に付着することがない。しかし、もし内
層の耐火物11中の“SiO2”が70重量%未満であるとすれ
ば、前記式(4),式(5)の反応が起こりにくくなり、稼働
面で液相の生成量が少なく、その結果、ノズルの閉塞が
生じることになる。
【0031】一方、ノズル稼働面で液相が流れて行くに
は、生成した液相は、小さな粘度を常に保持していなけ
ればならない。しかし、溶鋼中のAl濃度が高く、Mn濃度
が低く、このAl濃度とMn濃度との比が“0.1以上”の場
合には、前記式(4)の反応で、多量のAl2O3が液相に侵入
して液相の粘度を大きくする。そして、鋳造時間がある
程度長くなると、液相の粘度が大きくなりすぎて、この
液相が流れて行かず、その結果、溶鋼中のAl2O3介在物
が稼働面に付着することがある。従って、この場合、内
層の耐火物11にMgO,CaO,TiO2,MnO2,Fe2O3の1種あ
るいは2種以上の酸化物を5〜30重量%未満添加するこ
とが好ましい。こうすると、液相の粘度を常に小さな値
まで保持することができ、より長時間にわたって連続鋳
造が可能となる。
は、生成した液相は、小さな粘度を常に保持していなけ
ればならない。しかし、溶鋼中のAl濃度が高く、Mn濃度
が低く、このAl濃度とMn濃度との比が“0.1以上”の場
合には、前記式(4)の反応で、多量のAl2O3が液相に侵入
して液相の粘度を大きくする。そして、鋳造時間がある
程度長くなると、液相の粘度が大きくなりすぎて、この
液相が流れて行かず、その結果、溶鋼中のAl2O3介在物
が稼働面に付着することがある。従って、この場合、内
層の耐火物11にMgO,CaO,TiO2,MnO2,Fe2O3の1種あ
るいは2種以上の酸化物を5〜30重量%未満添加するこ
とが好ましい。こうすると、液相の粘度を常に小さな値
まで保持することができ、より長時間にわたって連続鋳
造が可能となる。
【0032】他方、液相の粘度が小さすぎると、液相の
流失が速すぎることによって、連続鋳造中に内層の耐火
物11が完全に溶損され、本来の機能を発揮できなくなる
ことがある。特に、溶鋼中のAl濃度が低く、Mn濃度が高
く、このAl濃度とMn濃度との比が“0.1未満”の場合に
は、前記式(5)の反応によって、多量のMnOが液相に侵入
して液相の粘度が小さくなる。そして、鋳造時間がある
程度長くなると、液相の粘度が小さくなりすぎて、内層
の耐火物11が速く溶損してしまう恐れがある。それゆ
え、この場合は、内層の耐火物11にAl2O3および/また
はZrO2を5〜30重量%未満添加することが好ましい。こ
うすると、液相の粘度を常に最適に保持し、内層の耐火
物11の損失(溶損)速度を1mm/時間以下に制御するこ
とができ、より長時間にわたって連続鋳造が可能とな
る。
流失が速すぎることによって、連続鋳造中に内層の耐火
物11が完全に溶損され、本来の機能を発揮できなくなる
ことがある。特に、溶鋼中のAl濃度が低く、Mn濃度が高
く、このAl濃度とMn濃度との比が“0.1未満”の場合に
は、前記式(5)の反応によって、多量のMnOが液相に侵入
して液相の粘度が小さくなる。そして、鋳造時間がある
程度長くなると、液相の粘度が小さくなりすぎて、内層
の耐火物11が速く溶損してしまう恐れがある。それゆ
え、この場合は、内層の耐火物11にAl2O3および/また
はZrO2を5〜30重量%未満添加することが好ましい。こ
うすると、液相の粘度を常に最適に保持し、内層の耐火
物11の損失(溶損)速度を1mm/時間以下に制御するこ
とができ、より長時間にわたって連続鋳造が可能とな
る。
【0033】次に、本発明で特徴とする「内層の耐火物1
1」の配合原料について説明する。本発明の内層の耐火物
11は、その配合原料として、炭素(黒鉛)を特に添加する
ものではないが、原料配合物を成形する際に配合される
バインダ−などに起因する残存の炭素が存在することが
ある。本発明の内層の耐火物中には、その残存炭素量は
1重量%未満であることが好ましい。炭素が1重量%以
上含有されると、前記式(1)〜式(3)に示した反応が起こ
り、これに起因してノズルの閉塞が起こる可能性がある
ので好ましくない。
1」の配合原料について説明する。本発明の内層の耐火物
11は、その配合原料として、炭素(黒鉛)を特に添加する
ものではないが、原料配合物を成形する際に配合される
バインダ−などに起因する残存の炭素が存在することが
ある。本発明の内層の耐火物中には、その残存炭素量は
1重量%未満であることが好ましい。炭素が1重量%以
上含有されると、前記式(1)〜式(3)に示した反応が起こ
り、これに起因してノズルの閉塞が起こる可能性がある
ので好ましくない。
【0034】本発明の内層の耐火物11で使用する“SiO2
を含む原料”としては、溶融石英,石英,クリストバラ
イト,ムライト,ジルコン,ウォラストナイトなどの1
種または2種以上のものを用いることができる。これら
の原料は、いずれも熱膨張率が小さいため、内層の耐火
物11にSiO2成分を70重量%以上含有させるようにこれら
原料を配合することによって、耐スポ−ル性の低下に起
因するノズルの割れが生じることはない。
を含む原料”としては、溶融石英,石英,クリストバラ
イト,ムライト,ジルコン,ウォラストナイトなどの1
種または2種以上のものを用いることができる。これら
の原料は、いずれも熱膨張率が小さいため、内層の耐火
物11にSiO2成分を70重量%以上含有させるようにこれら
原料を配合することによって、耐スポ−ル性の低下に起
因するノズルの割れが生じることはない。
【0035】本発明の内層の耐火物11で使用する他の配
合原料である ・Al2O3を含む原料としては、ムライト,コランダム,
スピネル、 ・MgOを含む原料としては、マグネシア,スピネル、 ・CaOを含む原料としては、ウォラストナイト,カルシ
ア−ジルコニア原料、 ・ZrO2を含む原料としては、ジルコニア,ジルコン,カ
ルシア−ジルコニア原料 ・TiO2を含む原料としては、チタニア原料、 ・MnO2を含む原料としては、酸化マンガン原料、 ・Fe2O3を含む原料としては、酸化鉄原料、 などを挙げることができる。
合原料である ・Al2O3を含む原料としては、ムライト,コランダム,
スピネル、 ・MgOを含む原料としては、マグネシア,スピネル、 ・CaOを含む原料としては、ウォラストナイト,カルシ
ア−ジルコニア原料、 ・ZrO2を含む原料としては、ジルコニア,ジルコン,カ
ルシア−ジルコニア原料 ・TiO2を含む原料としては、チタニア原料、 ・MnO2を含む原料としては、酸化マンガン原料、 ・Fe2O3を含む原料としては、酸化鉄原料、 などを挙げることができる。
【0036】本発明で使用する上記各原料(出発原料)の
粒度構成としては、1mm以下の粒度を有し、かつ0.5
mm以下の粒度割合が80重量%以上であることが好まし
い。1mmを超える原料で作製した耐火物を内層の耐火
物11として使用した場合、連続鋳造時において“耐火組
織の脆化や粒の抜け落ち”などの原因となるので好まし
くない。また、0.5mm以下の粒度割合が80重量%未満
の原料で作製した耐火物を用いると、成形性が劣り、満
足な成形体が得られないことが多い上に、耐溶損性も低
下するので、同じく好ましくない。
粒度構成としては、1mm以下の粒度を有し、かつ0.5
mm以下の粒度割合が80重量%以上であることが好まし
い。1mmを超える原料で作製した耐火物を内層の耐火
物11として使用した場合、連続鋳造時において“耐火組
織の脆化や粒の抜け落ち”などの原因となるので好まし
くない。また、0.5mm以下の粒度割合が80重量%未満
の原料で作製した耐火物を用いると、成形性が劣り、満
足な成形体が得られないことが多い上に、耐溶損性も低
下するので、同じく好ましくない。
【0037】上記原料から得られた内層の耐火物11は、
その厚みとして“3〜20mm”であることが好ましい。3
mm未満では、連続鋳造中に内層が完全に溶損され、本
来の機能を発揮しない場合があり、一方、20mmを超え
ると、ノズルの強度が低下し、連続鋳造中にノズルが折
れる恐れがあり、いずれも好ましくない。この“溶損,
強度”の点から、より好ましい範囲は5〜10mmであ
る。
その厚みとして“3〜20mm”であることが好ましい。3
mm未満では、連続鋳造中に内層が完全に溶損され、本
来の機能を発揮しない場合があり、一方、20mmを超え
ると、ノズルの強度が低下し、連続鋳造中にノズルが折
れる恐れがあり、いずれも好ましくない。この“溶損,
強度”の点から、より好ましい範囲は5〜10mmであ
る。
【0038】前掲の図1〜4の配材パタ−ン1〜4を含
む本発明に係る鋼の連続鋳造用ノズル(具体的には、浸
漬ノズル)は、その成形手段としては、(1) 内層を構成
する耐火物11の原料混合物とノズル本体を構成する耐火
物12,13の原料配合物とを、同時に加圧成形して所定の
ノズル形状に成形する方法(同時成形法)、(2) 予め成形
されたノズル本体(12,13)に、内層の耐火物11を構成す
る原料配合物を内装充填する方法(内装法)、の何れによ
っても作製することができる。そして、成形後乾燥し、
不焼成品とするか、または、焼成して製造することがで
き、いずれも本発明に包含されるものである。
む本発明に係る鋼の連続鋳造用ノズル(具体的には、浸
漬ノズル)は、その成形手段としては、(1) 内層を構成
する耐火物11の原料混合物とノズル本体を構成する耐火
物12,13の原料配合物とを、同時に加圧成形して所定の
ノズル形状に成形する方法(同時成形法)、(2) 予め成形
されたノズル本体(12,13)に、内層の耐火物11を構成す
る原料配合物を内装充填する方法(内装法)、の何れによ
っても作製することができる。そして、成形後乾燥し、
不焼成品とするか、または、焼成して製造することがで
き、いずれも本発明に包含されるものである。
【0039】
【実施例】次に、本発明の実施例を説明するが、それに
先立って、本発明で特徴とする“内層の耐火物”の具体
例(表1に示す“本発明用試料1〜10”)および比較のた
めの具体例(表1に示す“比較用試料1〜5”)に対して、
次の「耐アルミナ付着性の評価試験」および「耐スポ−
ル性の評価試験」を行った。
先立って、本発明で特徴とする“内層の耐火物”の具体
例(表1に示す“本発明用試料1〜10”)および比較のた
めの具体例(表1に示す“比較用試料1〜5”)に対して、
次の「耐アルミナ付着性の評価試験」および「耐スポ−
ル性の評価試験」を行った。
【0040】なお、比較用試料1は、ノズル本体として
従来から使用されている「Al2O3−C(黒鉛)質耐火物」、
比較用試料2は、前掲の特開平3-243258号公報に記載さ
れた高Al2O3質耐火物(前記従来技術1)、比較用試料3
は、前掲の特開平3−138054号公報に記載されたCaO-ZrO
2-C質耐火物(前記従来技術2)、比較用試料4は、前掲
の特開昭51-54836号公報に記載された耐火物(前記従来
技術3)である。また、比較用試料5は、SiO2成分が本
発明で規定する「70重量%以上」の範囲外である“Si
O2:58重量%”の耐火物の例である。
従来から使用されている「Al2O3−C(黒鉛)質耐火物」、
比較用試料2は、前掲の特開平3-243258号公報に記載さ
れた高Al2O3質耐火物(前記従来技術1)、比較用試料3
は、前掲の特開平3−138054号公報に記載されたCaO-ZrO
2-C質耐火物(前記従来技術2)、比較用試料4は、前掲
の特開昭51-54836号公報に記載された耐火物(前記従来
技術3)である。また、比較用試料5は、SiO2成分が本
発明で規定する「70重量%以上」の範囲外である“Si
O2:58重量%”の耐火物の例である。
【0041】
【表1】
【0042】[耐アルミナ付着性の評価試験方法]表1
に示す各原料(粒度は何れも0.5mm以下)を使用し、同
じく表1に示す“原料配合(重量%)”よりなる原料配合
物で「直径が40mmで高さが230mmの円柱状耐火物試
料(本発明用試料1〜10,比較用試料1〜5)を作製した。
に示す各原料(粒度は何れも0.5mm以下)を使用し、同
じく表1に示す“原料配合(重量%)”よりなる原料配合
物で「直径が40mmで高さが230mmの円柱状耐火物試
料(本発明用試料1〜10,比較用試料1〜5)を作製した。
【0043】そして、高周波真空炉を用い、アルゴン雰
囲気で100kgのAlキルド鋼を溶解し、更に1580℃で
保持した後、前記円柱状耐火物試料を溶鋼に2時間浸漬
した。なお、浸漬中において、アルゴンガスを上記真空
炉の炉底から溶鋼に吹き込み、バブリングしながら、10
分間毎にそれぞれ“所定量の金属アルミニウムが入って
いる鉄ルツボ”および“所定量の酸化鉄が入っている鉄
ルツボ”を溶鋼に投入した。鉄ルツボが投入されると、
炉底まで沈下し溶解して、金属アルミニウムと溶鋼中の
酸素との反応により、溶鋼の全体にわたって多量の“Al
2O3介在物”が発生した。
囲気で100kgのAlキルド鋼を溶解し、更に1580℃で
保持した後、前記円柱状耐火物試料を溶鋼に2時間浸漬
した。なお、浸漬中において、アルゴンガスを上記真空
炉の炉底から溶鋼に吹き込み、バブリングしながら、10
分間毎にそれぞれ“所定量の金属アルミニウムが入って
いる鉄ルツボ”および“所定量の酸化鉄が入っている鉄
ルツボ”を溶鋼に投入した。鉄ルツボが投入されると、
炉底まで沈下し溶解して、金属アルミニウムと溶鋼中の
酸素との反応により、溶鋼の全体にわたって多量の“Al
2O3介在物”が発生した。
【0044】このように、円柱状耐火物試料(表1に示
す本発明用試料1〜10,比較用試料1〜5)を2時間浸漬し
た後、該試料を引き上げ、 ・Al2O3付着層があった場合には、その付着層の厚さみ
を、 ・Al2O3付着層がなく、溶損があった場合には、その溶
損した厚みを、 それぞれ測定した。
す本発明用試料1〜10,比較用試料1〜5)を2時間浸漬し
た後、該試料を引き上げ、 ・Al2O3付着層があった場合には、その付着層の厚さみ
を、 ・Al2O3付着層がなく、溶損があった場合には、その溶
損した厚みを、 それぞれ測定した。
【0045】[耐スポ−ル性の評価試験方法]表1に示
す各原料(粒度は何れも0.5mm以下)を使用し、同じく
表1に示す“原料配合(重量%)”よりなる原料配合物で
「40×40×230mmの角柱状耐火物試料(本発明用試料1
〜10,比較用試料1〜5)を作製した。
す各原料(粒度は何れも0.5mm以下)を使用し、同じく
表1に示す“原料配合(重量%)”よりなる原料配合物で
「40×40×230mmの角柱状耐火物試料(本発明用試料1
〜10,比較用試料1〜5)を作製した。
【0046】上記角柱状耐火物試料を前記1580℃の溶鋼
に5分間浸漬した後引き上げ、水冷した後の該耐火物試
料の表面を観察し、亀裂の発生状況を調べた。各耐火物
試料をそれぞれ10本準備し、亀裂が発生した試料の本数
で評価した。
に5分間浸漬した後引き上げ、水冷した後の該耐火物試
料の表面を観察し、亀裂の発生状況を調べた。各耐火物
試料をそれぞれ10本準備し、亀裂が発生した試料の本数
で評価した。
【0047】上記「耐アルミナ付着性の評価試験方法」
および「耐スポ−ル性の評価試験方法」に従って、それ
ぞれ2種類の鋼(溶鋼A,溶鋼B)を用いて、表1に示す
“本発明用試料1〜10”“比較用試料1〜5”の各試料に
対して評価試験を行った。
および「耐スポ−ル性の評価試験方法」に従って、それ
ぞれ2種類の鋼(溶鋼A,溶鋼B)を用いて、表1に示す
“本発明用試料1〜10”“比較用試料1〜5”の各試料に
対して評価試験を行った。
【0048】溶鋼Aは、Al濃度:0.08重量%,Mn濃度:1.
15重量%[Al/Mn比(濃度比)=0.07]の鋼を用いた評価試
験であり、溶鋼Bは、Al濃度:0.08重量%,Mn濃度:0.62
重量%[Al/Mn比(濃度比)=0.13]の鋼を用いた評価試験
である。各評価試験の結果を表2に示した。
15重量%[Al/Mn比(濃度比)=0.07]の鋼を用いた評価試
験であり、溶鋼Bは、Al濃度:0.08重量%,Mn濃度:0.62
重量%[Al/Mn比(濃度比)=0.13]の鋼を用いた評価試験
である。各評価試験の結果を表2に示した。
【0049】
【表2】
【0050】上記表2の評価試験の結果から、次の事実
が判明した。 (1) 溶鋼A[Al/Mn比(濃度比)=0.07]、即ち[Al/Mn(濃
度比)<0.1]の場合、 (1-1) アルミナの付着については、比較用試料1〜5で
は、この付着層の厚みが6〜13mmで大きかったのに対
して、本発明用試料1〜10では、アルミナの付着が全く
なかった。 (1-2) 溶損については、本発明用試料1〜10では、いず
れも溶損がみられたが、その溶損速度はあまり大きくな
く、特に、Al2O3成分,ZrO2成分を含有している本発明
用試料2,5,9では、溶損の厚みが1.6mm,1.7mmと
小さく、しかもその溶損速度は0.8mm/hr程度で、
非常に小さかった。 (1-3) 耐スポ−ル性については、本発明用試料1〜10で
は、いずれも亀裂が発生せず良好であった。一方、比較
用試料2(高Al2O3質耐火物)では、亀裂の発生がみられ
た。(なお、これ以外の比較用試料1,3〜5では、亀裂
の発生がみられなかった。)
が判明した。 (1) 溶鋼A[Al/Mn比(濃度比)=0.07]、即ち[Al/Mn(濃
度比)<0.1]の場合、 (1-1) アルミナの付着については、比較用試料1〜5で
は、この付着層の厚みが6〜13mmで大きかったのに対
して、本発明用試料1〜10では、アルミナの付着が全く
なかった。 (1-2) 溶損については、本発明用試料1〜10では、いず
れも溶損がみられたが、その溶損速度はあまり大きくな
く、特に、Al2O3成分,ZrO2成分を含有している本発明
用試料2,5,9では、溶損の厚みが1.6mm,1.7mmと
小さく、しかもその溶損速度は0.8mm/hr程度で、
非常に小さかった。 (1-3) 耐スポ−ル性については、本発明用試料1〜10で
は、いずれも亀裂が発生せず良好であった。一方、比較
用試料2(高Al2O3質耐火物)では、亀裂の発生がみられ
た。(なお、これ以外の比較用試料1,3〜5では、亀裂
の発生がみられなかった。)
【0051】(2) 溶鋼B[Al/Mn比(濃度比)=0.13]、即
ち[Al/Mn(濃度比)>0.1]の場合、 (2-1) アルミナの付着については、比較用試料1〜5で
は、この付着層の厚みが5.5〜12mmで大きかった。本
発明用試料3,4,6〜9では、アルミナの付着が全くな
く、一方、本発明用試料1,2,5,10では、アルミナの
付着がわずかに1〜2mmで非常に小さかった。 (2-2) 溶損については、本発明用試料1,2,5,10で
は、いずれも溶損がみられず、一方、本発明用試料3,
4,6〜9では、溶損したが、その溶損速度は小さいもの
であった。 (2-3) 耐スポ−ル性については、本発明用試料1〜10で
は、いずれも亀裂が発生せず良好であった。一方、比較
用試料2(高Al2O3質耐火物)では、亀裂の発生がみられ
た。(なお、これ以外の比較用試料1,3〜5では、亀裂
の発生がみられなかった。)
ち[Al/Mn(濃度比)>0.1]の場合、 (2-1) アルミナの付着については、比較用試料1〜5で
は、この付着層の厚みが5.5〜12mmで大きかった。本
発明用試料3,4,6〜9では、アルミナの付着が全くな
く、一方、本発明用試料1,2,5,10では、アルミナの
付着がわずかに1〜2mmで非常に小さかった。 (2-2) 溶損については、本発明用試料1,2,5,10で
は、いずれも溶損がみられず、一方、本発明用試料3,
4,6〜9では、溶損したが、その溶損速度は小さいもの
であった。 (2-3) 耐スポ−ル性については、本発明用試料1〜10で
は、いずれも亀裂が発生せず良好であった。一方、比較
用試料2(高Al2O3質耐火物)では、亀裂の発生がみられ
た。(なお、これ以外の比較用試料1,3〜5では、亀裂
の発生がみられなかった。)
【0052】前記の評価試験では、各原料として、何れ
もその粒度が0.5mm以下のものを使用したが、以下の
評価試験では、使用原料の粒度に対する影響を調べた。
もその粒度が0.5mm以下のものを使用したが、以下の
評価試験では、使用原料の粒度に対する影響を調べた。
【0053】表3に示す粒度の異なる各原料を使用し、
表3に示す“原料配合(重量%)”よりなる原料配合物で
作製した前記と同様の円柱状耐火物試料,角柱状耐火物
試料に対して、前記[耐アルミナ付着性の評価試験方
法]および[耐スポ−ル性の評価試験方法]と同じ評価
試験を行った。この評価試験では、溶鋼A[Al/Mn比(濃
度比)=0.07]の鋼を用いて行い、その結果を表3に併記
した。なお、表3に示す本発明用試料11〜19は、本発明
で特徴とする「1mm以下の粒度で、かつ0.5mm以下
の粒度割合が80重量%以上」の範囲内の試料である。一
方、比較用試料6〜8は、この範囲外の試料であって、比
較のためのものである。
表3に示す“原料配合(重量%)”よりなる原料配合物で
作製した前記と同様の円柱状耐火物試料,角柱状耐火物
試料に対して、前記[耐アルミナ付着性の評価試験方
法]および[耐スポ−ル性の評価試験方法]と同じ評価
試験を行った。この評価試験では、溶鋼A[Al/Mn比(濃
度比)=0.07]の鋼を用いて行い、その結果を表3に併記
した。なお、表3に示す本発明用試料11〜19は、本発明
で特徴とする「1mm以下の粒度で、かつ0.5mm以下
の粒度割合が80重量%以上」の範囲内の試料である。一
方、比較用試料6〜8は、この範囲外の試料であって、比
較のためのものである。
【0054】
【表3】
【0055】上記表3の評価試験の結果から、本発明用
試料11〜19では、アルミナの付着がみられず、溶損の厚
みが1.6〜1.8mmと小さく、しかも亀裂が発生しないこ
とが認められた。これに対して、本発明の上記範囲外の
「溶融シリカ(>1mm)」原料を配合した比較用試料6,
同じく範囲外の「粒径0.5mm以下の割合が80重量%以
下」の原料を使用した比較用試料7,8では、耐溶損性が
劣り、かつ粗粒の脱落がみられた。
試料11〜19では、アルミナの付着がみられず、溶損の厚
みが1.6〜1.8mmと小さく、しかも亀裂が発生しないこ
とが認められた。これに対して、本発明の上記範囲外の
「溶融シリカ(>1mm)」原料を配合した比較用試料6,
同じく範囲外の「粒径0.5mm以下の割合が80重量%以
下」の原料を使用した比較用試料7,8では、耐溶損性が
劣り、かつ粗粒の脱落がみられた。
【0056】上記事実から、内層の耐火物に使用する原
料としては、その粒度構成として、1.0mm以下で、か
つ0.5mm以下の割合が80重量%以上であるとが好まし
いことが判明した。なお、1mmを超える原料を配合す
ると、連続鋳造時の“耐火組織の脆化や粒の抜け落ち”
などの原因となり、また、0.5mm以下の割合が80重量
%以下であると、成形性が劣り、満足な成形体が得られ
ないことが多く、しかも耐溶損性が劣ることがわかっ
た。
料としては、その粒度構成として、1.0mm以下で、か
つ0.5mm以下の割合が80重量%以上であるとが好まし
いことが判明した。なお、1mmを超える原料を配合す
ると、連続鋳造時の“耐火組織の脆化や粒の抜け落ち”
などの原因となり、また、0.5mm以下の割合が80重量
%以下であると、成形性が劣り、満足な成形体が得られ
ないことが多く、しかも耐溶損性が劣ることがわかっ
た。
【0057】次に、本発明に係る鋼の連続鋳造用ノズル
の実施例(実機に適用した例)を比較例と共に挙げ、本発
明を具体的に説明する。
の実施例(実機に適用した例)を比較例と共に挙げ、本発
明を具体的に説明する。
【0058】(実施例1〜4)実施例1〜4は、いずれ
も前掲の図1に示す配材パタ−ン1に適用した例であっ
て、ノズル本体として、パウダ−ライン部がジルコニア
-黒鉛質耐火物13(ZrO2:75重量%,CaO:3重量%,C:2
2重量%よりなるジルコニア−黒鉛質耐火物)であり、パ
ウダ−ライン部以外がアルミナ−黒鉛質耐火物12(Al
2O3:41重量%,SiO2:28重量%,C:31重量%よりなる
アルミナ−黒鉛質耐火物)を用いた。
も前掲の図1に示す配材パタ−ン1に適用した例であっ
て、ノズル本体として、パウダ−ライン部がジルコニア
-黒鉛質耐火物13(ZrO2:75重量%,CaO:3重量%,C:2
2重量%よりなるジルコニア−黒鉛質耐火物)であり、パ
ウダ−ライン部以外がアルミナ−黒鉛質耐火物12(Al
2O3:41重量%,SiO2:28重量%,C:31重量%よりなる
アルミナ−黒鉛質耐火物)を用いた。
【0059】内層の耐火物11としては、実施例1では、
前記表1に示す“本発明用試料2”を、実施例2では、
同“本発明用試料5”を、実施例3では、同“本発明用
試料3”を、実施例4では、同“本発明用試料9”を、
それぞれ用い、各内層の耐火物11の厚みをいずれも10m
mとして、ノズルを作製した。
前記表1に示す“本発明用試料2”を、実施例2では、
同“本発明用試料5”を、実施例3では、同“本発明用
試料3”を、実施例4では、同“本発明用試料9”を、
それぞれ用い、各内層の耐火物11の厚みをいずれも10m
mとして、ノズルを作製した。
【0060】上記実施例1〜4のノズルを使用して、実
機試験を行った。実施例1,2のノズルに対する試験
は、極低炭素Alキルド鋼(組成→C:30ppm,Si:0.
03重量%,Mn:0.8重量%,P:0.01重量%,S:0.01重
量%,Al:0.05重量%)を用い、鋳造温度として1580℃
で行った。そして、250分間鋳造した後の“アルミナ付
着層の厚み”“溶損の厚み”を測定し、その結果を表4
に示した。
機試験を行った。実施例1,2のノズルに対する試験
は、極低炭素Alキルド鋼(組成→C:30ppm,Si:0.
03重量%,Mn:0.8重量%,P:0.01重量%,S:0.01重
量%,Al:0.05重量%)を用い、鋳造温度として1580℃
で行った。そして、250分間鋳造した後の“アルミナ付
着層の厚み”“溶損の厚み”を測定し、その結果を表4
に示した。
【0061】また、実施例3,4のノズルに対する試験
は、低炭素Alキルド鋼(組成→C:0.08重量%,Si:0.
1重量%,Mn:0.2重量%,P:0.01重量%,S:0.01重量
%,Al:0.06重量%)を用い、鋳造温度として1580℃で
行った。そして、250分間鋳造した後の“アルミナ付着
層の厚み”“溶損の厚み”を測定し、その結果を同じく
表4に示した。
は、低炭素Alキルド鋼(組成→C:0.08重量%,Si:0.
1重量%,Mn:0.2重量%,P:0.01重量%,S:0.01重量
%,Al:0.06重量%)を用い、鋳造温度として1580℃で
行った。そして、250分間鋳造した後の“アルミナ付着
層の厚み”“溶損の厚み”を測定し、その結果を同じく
表4に示した。
【0062】(比較例)なお、比較のため、図5に示す
配材パタ−ン5(従来の連続鋳造用ノズルの配材パタ−
ン)からなるノズルを作製した。この比較例のノズル
は、ノズル本体として、パウダ−ライン部がジルコニア
−黒鉛質耐火物53(前記実施例1〜4と同一組成よりな
るジルコニア−黒鉛質耐火物)を使用し、パウダ−ライ
ン部以外がアルミナ−黒鉛質耐火物52(前記実施例1〜
4と同一組成よりなるアルミナ−黒鉛質耐火物)を用い
た。
配材パタ−ン5(従来の連続鋳造用ノズルの配材パタ−
ン)からなるノズルを作製した。この比較例のノズル
は、ノズル本体として、パウダ−ライン部がジルコニア
−黒鉛質耐火物53(前記実施例1〜4と同一組成よりな
るジルコニア−黒鉛質耐火物)を使用し、パウダ−ライ
ン部以外がアルミナ−黒鉛質耐火物52(前記実施例1〜
4と同一組成よりなるアルミナ−黒鉛質耐火物)を用い
た。
【0063】この比較例のノズルを使用して、前記実施
例1,2および実施例3,4と同様の試験を行い、その
結果を表4に併記した。
例1,2および実施例3,4と同様の試験を行い、その
結果を表4に併記した。
【0064】
【表4】
【0065】上記表4から、極低炭素Alキルド鋼の連
続鋳造に適用する場合、比較例のノズルでは、そのジル
コニア−黒鉛質耐火物の内壁(稼働面)に、厚みが16mm
のアルミナ付着層が生じていたが、実施例1,2のノズ
ルでは、アルミナ付着層が生ぜず、溶損が発生したもの
の、わずか3.5mm,3.4mm程度であるので、安定的に
鋳造できることがわかった。
続鋳造に適用する場合、比較例のノズルでは、そのジル
コニア−黒鉛質耐火物の内壁(稼働面)に、厚みが16mm
のアルミナ付着層が生じていたが、実施例1,2のノズ
ルでは、アルミナ付着層が生ぜず、溶損が発生したもの
の、わずか3.5mm,3.4mm程度であるので、安定的に
鋳造できることがわかった。
【0066】低炭素Alキルド鋼の連続鋳造に適用する
場合においても同様に、比較例のノズルでは、そのジル
コニア−黒鉛質耐火物の内壁(稼働面)に、厚みが13mm
のアルミナ付着層が生じていたが、実施例3,4のノズ
ルでは、アルミナ付着層が生ぜず、溶損が発生したもの
の、わずか2.5mm,2.4mm程度であるので、安定的に
鋳造できることがわかった。
場合においても同様に、比較例のノズルでは、そのジル
コニア−黒鉛質耐火物の内壁(稼働面)に、厚みが13mm
のアルミナ付着層が生じていたが、実施例3,4のノズ
ルでは、アルミナ付着層が生ぜず、溶損が発生したもの
の、わずか2.5mm,2.4mm程度であるので、安定的に
鋳造できることがわかった。
【0067】さらに、実施例1〜4のノズルの試験後の
鋳片中の介在物を調べた結果、ノズルの溶損に起因した
介在物が検出されなかった。
鋳片中の介在物を調べた結果、ノズルの溶損に起因した
介在物が検出されなかった。
【0068】以上の事実から、実施例1〜4のノズルに
よれば、ノズル閉塞を完全に抑制することができ、しか
も鋳片の品質に悪影響を及ぼさないことが判明した。
よれば、ノズル閉塞を完全に抑制することができ、しか
も鋳片の品質に悪影響を及ぼさないことが判明した。
【0069】
【発明効果】本発明は、以上詳記したとおり、アルミナ
−黒鉛質耐火物,ジルコニア−黒鉛質耐火物を主成分と
するノズル本体の内周壁面に、SiO2が70重量%以上の特
定組成を有する耐火物からなる内層を配置することを特
徴とし、これによって、ノズルの閉塞を抑制し、かつ、
耐スポ−ル性および耐溶損性に優れた鋼の連続鋳造用ノ
ズルが得られる。特に、Alキルド鋼を連続鋳造する際
に、従来から問題になっていた“ノズルの閉塞”を抑制
することができるばかりでなく、耐スポ−ル性および耐
溶損性を具備する連続鋳造用ノズル(浸漬ノズル,ロン
グノズルなど)を提供することができる。
−黒鉛質耐火物,ジルコニア−黒鉛質耐火物を主成分と
するノズル本体の内周壁面に、SiO2が70重量%以上の特
定組成を有する耐火物からなる内層を配置することを特
徴とし、これによって、ノズルの閉塞を抑制し、かつ、
耐スポ−ル性および耐溶損性に優れた鋼の連続鋳造用ノ
ズルが得られる。特に、Alキルド鋼を連続鋳造する際
に、従来から問題になっていた“ノズルの閉塞”を抑制
することができるばかりでなく、耐スポ−ル性および耐
溶損性を具備する連続鋳造用ノズル(浸漬ノズル,ロン
グノズルなど)を提供することができる。
【図1】本発明の第1の実施形態を説明する図であっ
て、配材パタ−ン1を示す浸漬ノズルの断面図である。
て、配材パタ−ン1を示す浸漬ノズルの断面図である。
【図2】本発明の第2の実施形態を説明する図であっ
て、配材パタ−ン2を示す浸漬ノズルの断面図である。
て、配材パタ−ン2を示す浸漬ノズルの断面図である。
【図3】本発明の第3の実施形態を説明する図であっ
て、配材パタ−ン3を示す浸漬ノズルの断面図である。
て、配材パタ−ン3を示す浸漬ノズルの断面図である。
【図4】本発明の第4の実施形態を説明する図であっ
て、配材パタ−ン4を示す浸漬ノズルの断面図である。
て、配材パタ−ン4を示す浸漬ノズルの断面図である。
【図5】従来例を説明する図であって、配材パタ−ン5
を示す浸漬ノズルの断面図である。
を示す浸漬ノズルの断面図である。
【符号の説明】 11 − 内層の耐火物 12,52 アルミナ−黒鉛質耐火物 13,53 ジルコニア−黒鉛質耐火物
Claims (5)
- 【請求項1】 鋼の連続鋳造用ノズルにおいて、アルミ
ナ−黒鉛質耐火物,ジルコニア−黒鉛質耐火物を主成分
とするノズル本体の内周壁面に、SiO2が70重量%以上
で、Al2O3,MgO,CaO,ZrO2,TiO2,MnO2,Fe2O3の1種
または2種以上が30重量%未満の組成を有する耐火物の
内層を配置してなることを特徴とする鋼の連続鋳造用ノ
ズル。 - 【請求項2】 前記内層の耐火物が、1mm以下の粒度
を有し、かつ、0.5mm以下の粒度割合が80重量%以上
の耐火原料から構成されていることを特徴とする請求項
1に記載の鋼の連続鋳造用ノズル。 - 【請求項3】 前記内層の耐火物の厚みが、3〜20mm
であることを特徴とする請求項1または2に記載の鋼の
連続鋳造用ノズル。 - 【請求項4】 Al/Mn(濃度比)が0.1以上の鋼に適
用する連続鋳造用ノズルであって、前記内層の耐火物の
組成として、SiO2が70重量%以上で、MgO,CaO,TiO2,
MnO2,Fe2O3の1種または2種以上が5〜30重量%未満で
あることを特徴とする請求項1,2または3に記載の溶
鋼の連続鋳造用ノズル。 - 【請求項5】 Al/Mn(濃度比)が0.1未満の鋼に適
用する連続鋳造用ノズルであって、前記内層の耐火物の
組成として、SiO2が70重量%以上で、Al2O3および/ま
たはZrO2が5〜30重量%未満であることを特徴とする請
求項1,2または3に記載の鋼の連続鋳造用ノズル。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01589898A JP3328803B2 (ja) | 1998-01-28 | 1998-01-28 | 鋼の連続鋳造用ノズル |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01589898A JP3328803B2 (ja) | 1998-01-28 | 1998-01-28 | 鋼の連続鋳造用ノズル |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11216543A true JPH11216543A (ja) | 1999-08-10 |
JP3328803B2 JP3328803B2 (ja) | 2002-09-30 |
Family
ID=11901608
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP01589898A Expired - Fee Related JP3328803B2 (ja) | 1998-01-28 | 1998-01-28 | 鋼の連続鋳造用ノズル |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3328803B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010253546A (ja) * | 2009-04-24 | 2010-11-11 | Shinagawa Refractories Co Ltd | 鋼の連続鋳造用浸漬ノズル |
CN113087539A (zh) * | 2021-05-18 | 2021-07-09 | 江苏泰瑞耐火有限公司 | 一种用于氧化锆复合定径水口的耐火材料及其应用 |
-
1998
- 1998-01-28 JP JP01589898A patent/JP3328803B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010253546A (ja) * | 2009-04-24 | 2010-11-11 | Shinagawa Refractories Co Ltd | 鋼の連続鋳造用浸漬ノズル |
CN113087539A (zh) * | 2021-05-18 | 2021-07-09 | 江苏泰瑞耐火有限公司 | 一种用于氧化锆复合定径水口的耐火材料及其应用 |
CN113087539B (zh) * | 2021-05-18 | 2022-06-21 | 江苏泰瑞耐火有限公司 | 一种用于氧化锆复合定径水口的耐火材料及其应用 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3328803B2 (ja) | 2002-09-30 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |