JPS6015588B2 - Immersion nozzle for continuous casting - Google Patents

Immersion nozzle for continuous casting

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Publication number
JPS6015588B2
JPS6015588B2 JP55116431A JP11643180A JPS6015588B2 JP S6015588 B2 JPS6015588 B2 JP S6015588B2 JP 55116431 A JP55116431 A JP 55116431A JP 11643180 A JP11643180 A JP 11643180A JP S6015588 B2 JPS6015588 B2 JP S6015588B2
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JP
Japan
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silica
graphite
nozzle
zirconia
alumina
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JP55116431A
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Japanese (ja)
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JPS5742572A (en
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洋 京田
安利 南波
幸信 倉科
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Shinagawa Refractories Co Ltd
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Shinagawa Refractories Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はタンディッシュからモールド‘こ連結され溶鋼
の酸化防止、モールド内での溶鋼流制御スプラッシュ及
びスラグの巻き込み防止を目的に使用されている連続鋳
造用侵涜ノズルの改良に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a continuous casting nozzle which is connected from a tundish to a mold and is used for the purpose of preventing molten steel from oxidizing, controlling the flow of molten steel in the mold by splashing, and preventing slag from being entrained. It is about improvement.

従来これらの侵溝ノズルとしては耐スポール性耐食性気
密性の面から、溶融石英質あるいはアルミナ−黒鉛質侵
債ノズルが使用されてきた。
Conventionally, fused silica or alumina-graphite groove nozzles have been used from the viewpoints of spall resistance, corrosion resistance, and airtightness.

しかし溶融石英質侵債ノズルはモールドパウダーに対す
る耐食性及び耐スポール性には優れているが、高マンガ
ン鋼に対して溶損が大きいという欠点がある。一方、ア
ルミナ−黒鉛質侵溝ノズルは耐食性に渡れたァルミナを
骨材としこれに熱伝導率の高い黒鉛を組合せることによ
って耐食性並びに耐スポール性を向上させた侵債ノズル
である。
However, although the fused silica erosion nozzle has excellent corrosion resistance and spalling resistance against mold powder, it has the disadvantage that it suffers from large melting loss when compared to high manganese steel. On the other hand, an alumina-graphite groove nozzle is a groove nozzle that uses alumina, which has excellent corrosion resistance, as an aggregate, and combines this with graphite, which has a high thermal conductivity, to improve corrosion resistance and spall resistance.

この種の侵澄/ズルは耐スポール性向上のために黒鉛量
が多いことが望ましいが、その場合耐食性に劣ることに
なるので黒鉛配合量がおのずと限定される。従って更に
安定した耐スポール性を得るために、溶融石英を添加し
、侵債ノズル本体の熱膨脹を抑制した侵糟ノズルが提案
されている。しかしながら溶融石英の添加は高マンガン
鋼に対する耐食性が低下する結果となり侵薄ノズルの内
管熔損が大きくなり、長時間の綾造侵債ノズルとして使
用できないばかりか、鋼品質にも悪い影響を及ぼしてい
た。本発明者らはこの耐スポール性並びに耐食性の問題
を解決することを目的として、侵債ノズルの使用条件及
び内管損傷機構について詳細に研究した。
It is desirable for this type of encroachment/sludge to have a large amount of graphite in order to improve spall resistance, but in this case, the corrosion resistance will be poor, so the amount of graphite blended is naturally limited. Therefore, in order to obtain more stable spalling resistance, an erosion nozzle has been proposed in which fused quartz is added to suppress thermal expansion of the erosion nozzle body. However, the addition of fused silica results in a decrease in the corrosion resistance of high-manganese steel, resulting in greater damage to the inner tube of the erosion nozzle, which not only makes it impossible to use it as a twill erosion nozzle for a long time, but also has a negative effect on the quality of the steel. was. The present inventors conducted a detailed study on the usage conditions of the erosion nozzle and the damage mechanism of the inner tube, with the aim of solving the problems of spall resistance and corrosion resistance.

その結果侵濃ノズルは一般に銭込初期の割れ防止並びに
地金付き抑制を目的として900〜1200℃の温度で
子熱され使用されていることから耐スポール性として重
要される点は、予熱温度から1550℃前後の鋳込温度
までの温度変化に対する安全性であることが判明した。
As a result, infiltration nozzles are generally heated at a temperature of 900 to 1200°C for the purpose of preventing cracking at the initial stage of coinage and suppressing metal adhesion, so the important point for spall resistance is the preheating temperature It was found that it is safe against temperature changes up to a casting temperature of around 1550°C.

またアルミナ−黒鉛−シリカ系の構成にあって耐食性が
低下するのは、シリカが鋼号のアルミニウムやマンガン
によって還元され鋼中に溶解したり侵濃ノズルに含有さ
れるカーボンによって分解され、揮散消失することに起
因することが判った。本発明は以上の結果に基づき侵糟
ノズルの改良に努め、耐食性並びに耐スポール性の極め
て優れた侵積/ズルを提供するものである。
In addition, the corrosion resistance of the alumina-graphite-silica system is reduced because the silica is reduced by the aluminum and manganese of the steel and dissolves into the steel, or is decomposed by the carbon contained in the penetrating nozzle, and evaporates and disappears. It was found that this was caused by The present invention strives to improve the erosion nozzle based on the above results, and provides an erosion/spall nozzle with extremely excellent corrosion resistance and spalling resistance.

その要旨とするところは重量比でジルコニア6〜55%
、シリカ45〜94%を含有し、かつ溶融石英中にジル
コニア結晶を均一に分散させたシリカージルコニア系ク
リンカ−3〜35%、アルミナ25〜65%及び黒鉛5
〜45%からなることを特徴とする連続鋳造用侵涜ノズ
ルである。
The gist is that zirconia is 6-55% by weight.
, silica-zirconia clinker containing 45-94% silica and uniformly dispersing zirconia crystals in fused silica, 3-35% alumina, 25-65% alumina, and 5% graphite.
This is an abrasive nozzle for continuous casting characterized in that it consists of ~45%.

すなわち、本発明はシリカージルコン系クリンカーを黒
鉛ーアルミナ質と組合せることによって耐食性並びに耐
スポール性の大中な改善に成功し得た侵糟ノズルを提供
するものである。ここに示すシリカージルコニァ系クリ
ンカーは非晶質の熔融石英中に微細なジルコニア結晶を
均一に分散させたもので、溶融石英を比べて1000q
oまでは若干高い熱膨脹を示すけれども、それ以上の高
温度城ではクリンカーに含まれる単斜型ジルコニアが体
積収縮を起こし負の熱膨脹率に変化する特徴を有するも
のである。従って900〜120000の子熱温度から
受鋼温度への温度変化に対する熱的安定性が要求される
侵糟ノズルにおいて、このシリカージルコニア系クリン
カーは溶融石英を絹合せたアルミナ黒鉛−シリカ質侵債
ノズルよりはるかに耐スポール性改善の効果が大きい。
またこのクリンカーはシリカにジルコニアを含有するこ
とから約1450qoの温度よりジルコンが形成され、
従ってこれを黒鉛ーアルミナ質と粗合せて使用する時シ
リカが鋼中のアルミニウム及びマンガンによる選択的な
溶解やカーボンによる還元雰囲気分解が抑制され、内管
溶損が抑制される。以上の黒鉛−アルミナ質にシリカー
ジルコニア系クリンカーを粗合せた本発明によって耐ス
ポール性の改善の他、アルミナ−黒鉛−シリカ質侵債ノ
ズルにおいて問題となっていた耐食性低下に対しこれを
解消し、多連銭操業を可能とすると共に大中な鋼品質の
向上が可能となった。
That is, the present invention provides an erosion nozzle in which corrosion resistance and spalling resistance can be significantly improved by combining a silica-zircon type clinker with a graphite-alumina material. The silica-zirconia clinker shown here is made by uniformly dispersing fine zirconia crystals in amorphous fused silica.
Although it exhibits a slightly high thermal expansion up to 0, at higher temperatures, the monoclinic zirconia contained in the clinker undergoes volumetric contraction and has a characteristic of changing to a negative coefficient of thermal expansion. Therefore, in an erosion nozzle that requires thermal stability against temperature changes from a preheat temperature of 900 to 120,000 °C, this silica-zirconia clinker is an alumina-graphite-silica bond with fused silica. It has a much greater effect on improving spall resistance than a nozzle.
In addition, since this clinker contains zirconia in silica, zircon is formed at a temperature of about 1450 qo.
Therefore, when silica is used in rough combination with graphite-alumina, selective dissolution of aluminum and manganese in steel and decomposition of carbon in a reducing atmosphere are suppressed, and inner pipe erosion is suppressed. The present invention, in which a silica-zirconia clinker is coarsely combined with the graphite-alumina material described above, not only improves spalling resistance, but also solves the problem of decreased corrosion resistance that had been a problem with alumina-graphite-silica bonding nozzles. This made it possible to operate multiple coins and significantly improve the quality of steel.

本発明において使用するシリカージルコニア系クリンカ
ーは慣用の溶融石英と同様の製法により、非晶質の溶融
石英中に微細なジルコニァ結晶が均一に分散したクリン
カーで、そのジルコニア粒の大きさは1〜20山が好ま
しいがこの粒子サイズに限定されるものではない。
The silica-zirconia clinker used in the present invention is a clinker in which fine zirconia crystals are uniformly dispersed in amorphous fused silica using the same manufacturing method as conventional fused silica, and the size of the zirconia grains is 1 to 1. 20 grains is preferred, but the particle size is not limited to this.

シリカージルコニア系クリンカー中のジルコニア量の設
定範囲については6重量%未満では溶鋼に対する耐食性
に劣り、55重量%を超えると単斜型ジルコニアの変態
による収縮が大きくなり耐スポール性に劣る結果となる
Regarding the setting range of the amount of zirconia in the silica-zirconia clinker, if it is less than 6% by weight, the corrosion resistance against molten steel will be poor, and if it exceeds 55% by weight, the shrinkage due to transformation of monoclinic zirconia will increase, resulting in poor spalling resistance. .

従って6〜55重量%の範囲が望ましい。またシリカー
ジルコニア系クリンカ−の配合量設定範囲については3
重量%未満では耐スポール性に劣り、35重量%を超え
ると溶鋼に対する耐食性が劣る結果となる。このため3
〜35重量%の範囲が望ましい。アルミナは軟化点が極
めて高く、溶鋼に対する耐食性に優れるため配合するも
のであるが、霞融アルミナもしくは競結アルミナでアル
ミナ含有率95重量%以上のものが好ましい。
Therefore, a range of 6 to 55% by weight is desirable. Also, regarding the setting range of silica zirconia clinker content, see 3.
If it is less than 35% by weight, the spalling resistance will be poor, and if it exceeds 35% by weight, the corrosion resistance against molten steel will be poor. For this reason 3
A range of 35% by weight is desirable. Alumina is blended because it has an extremely high softening point and excellent corrosion resistance against molten steel, and preferably haze-fused alumina or competitive alumina with an alumina content of 95% by weight or more.

またその配合量設定範囲については25重量%未満では
耐食性1こ劣り、65重量%を超えると侵濃ノズルの熱
膨脹が大きくなり耐スポール性が劣ることになるので2
5〜65重量%の範囲が望ましい。
Regarding the setting range of its blending amount, if it is less than 25% by weight, the corrosion resistance will deteriorate by 1, and if it exceeds 65% by weight, the thermal expansion of the infiltration nozzle will increase and the spalling resistance will deteriorate.
A range of 5 to 65% by weight is desirable.

黒鉛は熱伝導率が極めて高く、また溶鋼と非常に濡れ難
い特質を有することから、本発明は耐食性を低下させな
い程度の黒鉛を添加し、溶鋼やフ・ラックスの侵損ノズ
ル気孔内への侵透を防止すると共に耐スポール性を向上
させたものである。黒鉛使用原料としては天然の鱗状黒
鉛が好ましいが、一般に耐火物用として用いられるもの
であれば灰分が過大でなければ使用し得る。またその配
合量設定範囲については5重量%未満では耐スポール性
が劣り、45重量%を超えると耐食性に劣ることになる
ため、5〜45重量%の範囲が望ましい。
Since graphite has extremely high thermal conductivity and is extremely difficult to wet with molten steel, the present invention adds graphite to an extent that does not reduce corrosion resistance, thereby preventing molten steel and flux from penetrating into the corrosive nozzle pores. This prevents see-through and improves spall resistance. As the raw material for graphite, natural flaky graphite is preferred, but any graphite commonly used for refractories may be used as long as the ash content is not excessive. Regarding the setting range of its blending amount, if it is less than 5% by weight, the spalling resistance will be poor, and if it exceeds 45% by weight, the corrosion resistance will be poor, so a range of 5 to 45% by weight is desirable.

ここで黒鉛の一部を炭化珪素で代替することによって酸
化を抑え、耐食性の改善を図ることも可能である。
Here, it is also possible to suppress oxidation and improve corrosion resistance by substituting a part of graphite with silicon carbide.

更に使用中の熱間強度付与及び総鋼中の遊離酸素等によ
る酸化脱炭素の組織の強度保持を目的として金属シリコ
ン、フェロシリコン及び長石等を添加することも可能で
ある。以下本発明を実施例に基づいて説明する。
Furthermore, it is also possible to add metal silicon, ferrosilicon, feldspar, etc. for the purpose of imparting hot strength during use and maintaining the strength of the structure due to oxidation and decarbonization caused by free oxygen, etc. in the total steel. The present invention will be explained below based on examples.

実施例 1 第1表に示した原料配合物に有機結合剤としてピッチを
添加して濠練し、これを1000k9/地の圧力でラバ
ープレス成型し、この成形体を120ぴ○の温度で還元
焼成した。
Example 1 Pitch was added as an organic binder to the raw material mixture shown in Table 1 and kneaded, rubber press molded at a pressure of 1000 k9/ground, and this molded product was reduced at a temperature of 120 p○. Fired.

その品質特性を第2表に示す。これらの本発明品を内径
70ぐの連続鋳造用侵糟ノズルに使用した。
Its quality characteristics are shown in Table 2. These products of the present invention were used in an erosion nozzle for continuous casting having an inner diameter of 70 mm.

その結果従来品5が銭込初期にスポーリングを起こし鋳
造中止となり、また従来品6が3時間鋳造できたものの
内径が830 と口径拡大していたのに対し本発明品は
いずれも口径拡大並びに吐出孔拡大が殆んどなく、最高
9時間の鋳造に耐えることができ、その効果を確認した
。第1表 第2表 ※ 高周波誘導炉溶損試験
As a result, conventional product 5 suffered from spalling in the early stages of coining and had to be discontinued.Also, conventional product 6 could be cast for 3 hours but had an enlarged inner diameter of 830mm, whereas both products of the present invention had an enlarged diameter and an enlarged diameter. There was almost no enlargement of the discharge hole, and it could withstand up to 9 hours of casting, confirming its effectiveness. Table 1 Table 2 *High frequency induction furnace melting test

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 重量比でジルコニア6〜55%、シリカ45〜94
%を含有し、かつ溶融石英中にジルコニア結晶を均一に
分散させたシリカージルコニア系クリンカー3〜35%
、アルミナ25〜65%及び黒鉛5〜45%からなるこ
とを特徴とする連続鋳造用侵漬ノズル。
1 Zirconia 6-55%, silica 45-94% by weight
3-35% silica-zirconia clinker containing 3-35% of zirconia crystals uniformly dispersed in fused silica.
, 25-65% alumina and 5-45% graphite.
JP55116431A 1980-08-26 1980-08-26 Immersion nozzle for continuous casting Expired JPS6015588B2 (en)

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JPS5742572A JPS5742572A (en) 1982-03-10
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JPS6183673A (en) * 1984-10-02 1986-04-28 東芝セラミツクス株式会社 Immersion nozzle for continuous casting

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JPS5742572A (en) 1982-03-10

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