JPH11302073A - 耐食性に優れるジルコニア−黒鉛質耐火物及びそれを用いた連続鋳造用ノズル - Google Patents
耐食性に優れるジルコニア−黒鉛質耐火物及びそれを用いた連続鋳造用ノズルInfo
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- JPH11302073A JPH11302073A JP10123855A JP12385598A JPH11302073A JP H11302073 A JPH11302073 A JP H11302073A JP 10123855 A JP10123855 A JP 10123855A JP 12385598 A JP12385598 A JP 12385598A JP H11302073 A JPH11302073 A JP H11302073A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 連続鋳造用ノズルのパウダーライン部に用い
られるジルコニア−黒鉛質耐火物の耐食性を改善する。 【解決手段】 ジルコニア原料７０〜９５重量％及び黒
鉛５〜３０重量％からなり、前記ジルコニアの粒度構成
が、４５μｍ以下のジルコニア粒が７０％以上である耐
食性に優れるジルコニア−黒鉛質耐火物。
られるジルコニア−黒鉛質耐火物の耐食性を改善する。 【解決手段】 ジルコニア原料７０〜９５重量％及び黒
鉛５〜３０重量％からなり、前記ジルコニアの粒度構成
が、４５μｍ以下のジルコニア粒が７０％以上である耐
食性に優れるジルコニア−黒鉛質耐火物。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼などの金属の連
続鋳造において、タンディッシュからモールドへの溶融
金属の注入に使用する浸漬ノズル等の連続鋳造用耐火物
に関するものである。
続鋳造において、タンディッシュからモールドへの溶融
金属の注入に使用する浸漬ノズル等の連続鋳造用耐火物
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、鋼の連続鋳造においては、耐火
物製浸漬ノズルが、タンディッシュからモールドへ溶鋼
を注入するために使用される。これは、溶鋼の大気との
接触を妨げて溶鋼の酸化を抑制し、また、注入される溶
鋼の飛散を防止し、整流化した状態で溶鋼を注入するこ
とによって溶鋼上に浮遊するスラグや非金属介在物など
の不純物が溶鋼中へ巻き込まれることを防止し、鋼品質
を改善すると同時に操業の安定性を確保するものであ
る。
物製浸漬ノズルが、タンディッシュからモールドへ溶鋼
を注入するために使用される。これは、溶鋼の大気との
接触を妨げて溶鋼の酸化を抑制し、また、注入される溶
鋼の飛散を防止し、整流化した状態で溶鋼を注入するこ
とによって溶鋼上に浮遊するスラグや非金属介在物など
の不純物が溶鋼中へ巻き込まれることを防止し、鋼品質
を改善すると同時に操業の安定性を確保するものであ
る。
【０００３】鋼の連続鋳造の際、モールド内の溶鋼湯面
上にはモールドパウダーと呼ばれる低塩基度で侵食性の
強いスラグが浮遊している。このモールドパウダーは一
般的にＣａＯ、ＳｉＯ2 、ＣａＦ2 、Ｎａ2 Ｏ、Ｃ（カ
ーボン）を含有しており、塩基度は１程度であるため、
アルミナやシリカは著しく溶損される。このためアルミ
ナ−シリカ−黒鉛質やアルミナ−黒鉛質の耐火物では溶
損による損耗が大きく、長時間の使用は不可能であり、
モールドパウダーに接する部位にはジルコニア−黒鉛質
の耐火物が使用される。
上にはモールドパウダーと呼ばれる低塩基度で侵食性の
強いスラグが浮遊している。このモールドパウダーは一
般的にＣａＯ、ＳｉＯ2 、ＣａＦ2 、Ｎａ2 Ｏ、Ｃ（カ
ーボン）を含有しており、塩基度は１程度であるため、
アルミナやシリカは著しく溶損される。このためアルミ
ナ−シリカ−黒鉛質やアルミナ−黒鉛質の耐火物では溶
損による損耗が大きく、長時間の使用は不可能であり、
モールドパウダーに接する部位にはジルコニア−黒鉛質
の耐火物が使用される。
【０００４】従来のジルコニア−黒鉛質耐火物は、耐火
原料として５００μｍから数μｍのジルコニアと鱗状黒
鉛を使用し、これにバインダーを加えて配合し、成形後
加熱処理している。ジルコニア原料には多種あるが、連
続鋳造用ノズルにはＣａＯ安定化ジルコニア（以後断り
のない限り、ジルコニアはＣａＯ安定化ジルコニアを指
す）を用いる場合が多い。
原料として５００μｍから数μｍのジルコニアと鱗状黒
鉛を使用し、これにバインダーを加えて配合し、成形後
加熱処理している。ジルコニア原料には多種あるが、連
続鋳造用ノズルにはＣａＯ安定化ジルコニア（以後断り
のない限り、ジルコニアはＣａＯ安定化ジルコニアを指
す）を用いる場合が多い。
【０００５】ジルコニア−黒鉛質耐火物において、黒鉛
は低膨張、低弾性率である特性を生かし耐熱衝撃性改善
のために使用される。また、ジルコニアは耐火原料とし
ては高耐食性であるため、主に耐食性向上の目的で使用
される。従って、ジルコニア−黒鉛質耐火物では、耐食
性を向上させるには黒鉛の配合量を少なくしジルコニア
の配合量を増加させることが効果的である。しかし、ジ
ルコニアの増量は耐熱衝撃性の低下を引き起こし、使用
時の割れや折れの問題が発生する。また、耐熱衝撃性の
向上には黒鉛の配合量を増加させジルコニアの配合量を
少なくすることが効果的であるが、耐食性は低下する。
このため、割れや折れ等が生じず実用可能なジルコニア
−黒鉛質耐火物を得るためには、使用条件を考慮し黒鉛
の配合量とジルコニアの配合量のバランスを取ることが
重要となる。
は低膨張、低弾性率である特性を生かし耐熱衝撃性改善
のために使用される。また、ジルコニアは耐火原料とし
ては高耐食性であるため、主に耐食性向上の目的で使用
される。従って、ジルコニア−黒鉛質耐火物では、耐食
性を向上させるには黒鉛の配合量を少なくしジルコニア
の配合量を増加させることが効果的である。しかし、ジ
ルコニアの増量は耐熱衝撃性の低下を引き起こし、使用
時の割れや折れの問題が発生する。また、耐熱衝撃性の
向上には黒鉛の配合量を増加させジルコニアの配合量を
少なくすることが効果的であるが、耐食性は低下する。
このため、割れや折れ等が生じず実用可能なジルコニア
−黒鉛質耐火物を得るためには、使用条件を考慮し黒鉛
の配合量とジルコニアの配合量のバランスを取ることが
重要となる。
【０００６】特開平５−３６７号公報では、ジルコニア
が７０〜９０重量％、黒鉛が１０〜３０重量％で、しか
もジルコニアの粒度が、１２５μｍを越える粒子が３０
〜６５重量％、１２５〜４５μｍの粒子が２０〜５５重
量％、４５μｍ未満の粒子が１５〜４５重量％であるジ
ルコニア−黒鉛質耐火物が開示されている。また、特開
昭６２−１４８０７６号公報では、粒径１００μｍ以下
のジルコニアを最大９５重量％、黒鉛を５重量％含有す
るジルコニア−黒鉛質耐火物が開示されている。しか
し、現在では実使用可能でかつ耐食性が良好なジルコニ
ア−黒鉛質耐火物が望まれており、これらの耐火物では
不十分である。
が７０〜９０重量％、黒鉛が１０〜３０重量％で、しか
もジルコニアの粒度が、１２５μｍを越える粒子が３０
〜６５重量％、１２５〜４５μｍの粒子が２０〜５５重
量％、４５μｍ未満の粒子が１５〜４５重量％であるジ
ルコニア−黒鉛質耐火物が開示されている。また、特開
昭６２−１４８０７６号公報では、粒径１００μｍ以下
のジルコニアを最大９５重量％、黒鉛を５重量％含有す
るジルコニア−黒鉛質耐火物が開示されている。しか
し、現在では実使用可能でかつ耐食性が良好なジルコニ
ア−黒鉛質耐火物が望まれており、これらの耐火物では
不十分である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のジル
コニア−黒鉛質耐火物よりも耐食性が良好なジルコニア
−黒鉛質耐火物及び連続鋳造用ノズルを提供することを
目的とする。
コニア−黒鉛質耐火物よりも耐食性が良好なジルコニア
−黒鉛質耐火物及び連続鋳造用ノズルを提供することを
目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の耐火物は、ジル
コニア原料７０〜９５重量％及び黒鉛５〜３０重量％か
らなり、前記ジルコニアの粒度構成が、４５μｍ以下の
ジルコニア粒が７０％以上であることを特徴とする耐食
性に優れるジルコニア−黒鉛質耐火物である。また、本
発明の連続鋳造用ノズルは、浸漬ノズルの少なくともス
ラグが接触する部分に前記ジルコニア−黒鉛質耐火物を
使用したことを特徴とする連続鋳造用ノズルである。
コニア原料７０〜９５重量％及び黒鉛５〜３０重量％か
らなり、前記ジルコニアの粒度構成が、４５μｍ以下の
ジルコニア粒が７０％以上であることを特徴とする耐食
性に優れるジルコニア−黒鉛質耐火物である。また、本
発明の連続鋳造用ノズルは、浸漬ノズルの少なくともス
ラグが接触する部分に前記ジルコニア−黒鉛質耐火物を
使用したことを特徴とする連続鋳造用ノズルである。
【０００９】
【発明の実施の形態】ジルコニア中のＣａＯはスラグ中
のＡｌ2 Ｏ3 やＳｉＯ2 等と低融点物質を形成してスラ
グへ溶解し、ＣａＯを失い脱安定化したジルコニアはス
ラグ中へ分散していき、耐火物が溶損することとなる。
のＡｌ2 Ｏ3 やＳｉＯ2 等と低融点物質を形成してスラ
グへ溶解し、ＣａＯを失い脱安定化したジルコニアはス
ラグ中へ分散していき、耐火物が溶損することとなる。
【００１０】５００〜１５０μｍのジルコニア粒（以
後、粗粒ジルコニアという）及び１５０〜４５μｍのジ
ルコニア粒（以後、中間粒ジルコニアという）は、４５
μｍ以下のジルコニア粒（以後、微粉ジルコニアとい
う）により形成される母相により耐火物組織内に保持さ
れている。しかし、ジルコニアの溶解により母相の保持
力が失われると、粗粒ジルコニア及び中間粒ジルコニア
は溶解する前にほぼ当初の大きさを保持したまま耐火物
組織内から脱落し、スラグ中へと流失するので、耐火物
の溶損速度は増加する。
後、粗粒ジルコニアという）及び１５０〜４５μｍのジ
ルコニア粒（以後、中間粒ジルコニアという）は、４５
μｍ以下のジルコニア粒（以後、微粉ジルコニアとい
う）により形成される母相により耐火物組織内に保持さ
れている。しかし、ジルコニアの溶解により母相の保持
力が失われると、粗粒ジルコニア及び中間粒ジルコニア
は溶解する前にほぼ当初の大きさを保持したまま耐火物
組織内から脱落し、スラグ中へと流失するので、耐火物
の溶損速度は増加する。
【００１１】一方、微粉ジルコニアは脱安定化すること
により細粒化してスラグ中へ分散し、分散した脱安定化
ジルコニアによりスラグ中の固相の濃度が増加するため
スラグの見かけ上の粘性が増加し、耐火物へのスラグの
浸潤が抑制される。従って、微粉ジルコニアのスラグ中
への溶解は耐火物の溶損を抑制し、耐用を向上させる。
そこで、本発明においては、微粉ジルコニアの配合量の
増加により耐食性を向上させることとしたのである。
により細粒化してスラグ中へ分散し、分散した脱安定化
ジルコニアによりスラグ中の固相の濃度が増加するため
スラグの見かけ上の粘性が増加し、耐火物へのスラグの
浸潤が抑制される。従って、微粉ジルコニアのスラグ中
への溶解は耐火物の溶損を抑制し、耐用を向上させる。
そこで、本発明においては、微粉ジルコニアの配合量の
増加により耐食性を向上させることとしたのである。
【００１２】微粉ジルコニアの配合量は、ジルコニア総
量に対して７０重量％以上とする。７０重量％未満の場
合は、ジルコニアの溶解によりスラグの見かけ上の粘性
を増加させる効果が減少し、耐用向上効果が得られない
からである。例えば特開昭６２−１４８０７６号公報記
載の耐火物では１００μｍ以下のジルコニア中の４５μ
ｍ以下のジルコニア量はたかだか６０重量％程度であ
り、これでは微粉ジルコニアの溶解による耐用向上効果
が得られない。
量に対して７０重量％以上とする。７０重量％未満の場
合は、ジルコニアの溶解によりスラグの見かけ上の粘性
を増加させる効果が減少し、耐用向上効果が得られない
からである。例えば特開昭６２−１４８０７６号公報記
載の耐火物では１００μｍ以下のジルコニア中の４５μ
ｍ以下のジルコニア量はたかだか６０重量％程度であ
り、これでは微粉ジルコニアの溶解による耐用向上効果
が得られない。
【００１３】本発明ではジルコニアの配合量を７０〜９
５重量％と規定しているが、ジルコニアの配合量が７０
重量％未満であると耐食性が低下し、ジルコニアの配合
量が９５重量％を越えると耐熱衝撃性が低下するためで
ある。
５重量％と規定しているが、ジルコニアの配合量が７０
重量％未満であると耐食性が低下し、ジルコニアの配合
量が９５重量％を越えると耐熱衝撃性が低下するためで
ある。
【００１４】黒鉛としては、通常鱗状黒鉛、電極屑、無
煙炭、土状黒鉛等が使用可能である。
煙炭、土状黒鉛等が使用可能である。
【００１５】酸化防止を目的としたＺｒＢ2 、ＳｉＣ、
ＣａＢ6 、Ｂ4 Ｃ等や、強度向上を目的とした金属Ｓ
ｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｒ等の各種添加剤の使用も可能であ
る。
ＣａＢ6 、Ｂ4 Ｃ等や、強度向上を目的とした金属Ｓ
ｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｒ等の各種添加剤の使用も可能であ
る。
【００１６】
【実施例】（実施例１）表１に示す配合に適量のフェノ
ールレジンを添加して混練し、１０００ｋｇ／ｃｍ2 の
圧力でノズル形状にＣＩＰ成形し、コークス中に埋め込
んで最高温度１０００℃で還元焼成を行った。
ールレジンを添加して混練し、１０００ｋｇ／ｃｍ2 の
圧力でノズル形状にＣＩＰ成形し、コークス中に埋め込
んで最高温度１０００℃で還元焼成を行った。
【００１７】焼成したノズルの曲げ強度、弾性率、熱膨
張率を測定した。曲げ強度は３点曲げ法により、弾性率
は超音波法により、熱膨張率は市販の熱膨張計で測定し
１５００℃までの平均線膨張係数で示した。熱衝撃抵抗
係数はポアソン比がほぼ一定であるため数１により計算
した。数字が大きいほど耐スポール性に優れている。
張率を測定した。曲げ強度は３点曲げ法により、弾性率
は超音波法により、熱膨張率は市販の熱膨張計で測定し
１５００℃までの平均線膨張係数で示した。熱衝撃抵抗
係数はポアソン比がほぼ一定であるため数１により計算
した。数字が大きいほど耐スポール性に優れている。
【００１８】
【数１】（曲げ強度：ＭPa）／［（弾性率：ＧPa）×
（熱膨張係数：×１０-6／℃）］
（熱膨張係数：×１０-6／℃）］
【００１９】耐食性の調査には、前記ノズルから２５×
２５×２５０ｍｍのサンプルを切り出し、スラグ浸漬試
験を実施した。るつぼ中に鋼を投入し、高周波誘導炉で
１６００℃まで昇温して溶融させ、これにモールドパウ
ダーを投入して溶融させた。この溶鋼及びモールドパウ
ダー中に前記サンプルを１時間浸漬し、溶損速度を計算
し、これを指数化して評価した。
２５×２５０ｍｍのサンプルを切り出し、スラグ浸漬試
験を実施した。るつぼ中に鋼を投入し、高周波誘導炉で
１６００℃まで昇温して溶融させ、これにモールドパウ
ダーを投入して溶融させた。この溶鋼及びモールドパウ
ダー中に前記サンプルを１時間浸漬し、溶損速度を計算
し、これを指数化して評価した。
【００２０】測定結果を表１に示す。本発明例Ｎｏ．１
〜Ｎｏ．７の方が比較例であるＮｏ．８及びＮｏ．１０
〜Ｎｏ．１２よりも耐食性が良好であった。
〜Ｎｏ．７の方が比較例であるＮｏ．８及びＮｏ．１０
〜Ｎｏ．１２よりも耐食性が良好であった。
【００２１】Ｎｏ．８はＮｏ．１と比較してジルコニア
の配合量が少ないため耐食性に劣った。Ｎｏ．９はＮ
ｏ．７と比較して耐食性は良好であるが、黒鉛の配合量
が少ないため耐熱衝撃性に劣った。
の配合量が少ないため耐食性に劣った。Ｎｏ．９はＮ
ｏ．７と比較して耐食性は良好であるが、黒鉛の配合量
が少ないため耐熱衝撃性に劣った。
【００２２】Ｎｏ．１０〜Ｎｏ．１２はジルコニア総量
に対して微粉ジルコニア量が少ないため、Ｎｏ．４〜Ｎ
ｏ．６よりも耐食性に劣った。
に対して微粉ジルコニア量が少ないため、Ｎｏ．４〜Ｎ
ｏ．６よりも耐食性に劣った。
【００２３】
【表１】
【００２４】（実施例２）Ｎｏ．３及びＮｏ．１１の材
質の耐火物をパウダーラインに用いた浸漬ノズルを作製
し、タンディッシュに取り付けて実炉試験に供した。テ
スト本数は各１０本ずつとした。
質の耐火物をパウダーラインに用いた浸漬ノズルを作製
し、タンディッシュに取り付けて実炉試験に供した。テ
スト本数は各１０本ずつとした。
【００２５】どちらの材質のノズルとも割れ等のトラブ
ルもなく、Ｎｏ．３の材質のノズルは１本あたり平均５
８０分使用することができ、Ｎｏ．１１の材質のノズル
は４００分使用することができた。本発明の浸漬ノズル
の耐用時間は増加しており、本発明の有効性が確認され
た。
ルもなく、Ｎｏ．３の材質のノズルは１本あたり平均５
８０分使用することができ、Ｎｏ．１１の材質のノズル
は４００分使用することができた。本発明の浸漬ノズル
の耐用時間は増加しており、本発明の有効性が確認され
た。
【００２６】
【発明の効果】本発明によりジルコニア−黒鉛質耐火物
及びそれを用いた連続鋳造用ノズルのの耐食性が向上す
る。
及びそれを用いた連続鋳造用ノズルのの耐食性が向上す
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原田 健太郎 北九州市八幡西区東浜町１−１ 黒崎窯業 株式会社技術研究所内 (72)発明者 飯塚 祥治 北九州市八幡西区東浜町１−１ 黒崎窯業 株式会社技術研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】 ジルコニア原料７０〜９５重量％及び黒
鉛５〜３０重量％からなり、前記ジルコニアの粒度構成
が、４５μｍ以下のジルコニア粒が７０％以上であるこ
とを特徴とする耐食性に優れるジルコニア−黒鉛質耐火
物。 - 【請求項２】 浸漬ノズルの少なくともスラグが接触す
る部分に請求項１記載のジルコニア−黒鉛質耐火物を使
用したことを特徴とする連続鋳造用ノズル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12385598A JP4132212B2 (ja) | 1998-04-20 | 1998-04-20 | 耐食性に優れるジルコニア−黒鉛質耐火物及びそれを用いた連続鋳造用ノズル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12385598A JP4132212B2 (ja) | 1998-04-20 | 1998-04-20 | 耐食性に優れるジルコニア−黒鉛質耐火物及びそれを用いた連続鋳造用ノズル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11302073A true JPH11302073A (ja) | 1999-11-02 |
| JP4132212B2 JP4132212B2 (ja) | 2008-08-13 |
Family
ID=14871072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12385598A Expired - Fee Related JP4132212B2 (ja) | 1998-04-20 | 1998-04-20 | 耐食性に優れるジルコニア−黒鉛質耐火物及びそれを用いた連続鋳造用ノズル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4132212B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| KR100740631B1 (ko) | 2005-12-22 | 2007-07-18 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 수산화지르코늄이 코팅된 흑연의 제조방법 |
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| WO2009113744A2 (ja) | 2008-03-13 | 2009-09-17 | 黒崎播磨株式会社 | ジルコニア－炭素含有耐火物及びその製造方法 |
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-
1998
- 1998-04-20 JP JP12385598A patent/JP4132212B2/ja not_active Expired - Fee Related
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