JPS60223645A - 水平連続鋳造用ブレ−クリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は水平連続鋳造用ブレークリングに関し、詳し
くは外周に熱膨張吸収層を設けたこと牽特徴とする水平
連続鋳造用ブレークリングに関するものである。

鋼の鋳造においてタンディツシュ下部より水平方向に鋳
片を引抜く水平連続鋳造法（以下奏平連鋳という）は、
従来の垂直式の連続鋳造法に比較して設備費が安価であ
るという理由から次第に実用化されている。

水平連鋳用ブレークリングは第１図に示すようにリング
４内面は溶鋼５に接し、外面は水冷されたモールド３に
接しているという非常に苛酷な条件下で使用されるでい
る。そしてこのブレークリングの材質としては各種のも
のが提案されている。

本発明者等はこれら各種材質のブレークリングを試作し
テストした結果、アルミナ、ジルコニア、窒化珪素の材
質を使用したものは、いずれも第２図の斜線部６に亀裂
を生じて剥離し、この剥離片が鋳片表面に付着する現象
、鋳片表面に亀裂が発生する現象やブレークリングの亀
裂や剥離部分から溶鋼漏れを起す欠点があった。

一方、窒化硼素を材質とするブレークリングでは上記の
現象は見られなかったが、窒化硼素は耐摩耗性に劣り、
寿命が短く、しかも難焼結性のため、高温で焼結する必
要があるので製造コストが高く、消耗品としてのブレー
クリング用材質としては問題がある。

本発明者等は溶鋼耐食性のある、窒化硼素に代わるブレ
ークリング用材質について検討の結果、マグネシア・カ
ーボン・窒化珪素系複合体を用いて強度、弾性率、熱伝
導度が窒化硼素とほぼ同じであるブレークリングを試作
し使用したが、やはり亀裂や剥離を起こした。これは試
作品の熱膨張係数が窒化硼素量の約４倍もあることが原
因であると判明した。

水平連鋳用ブレークリング４はモールド３に圧着固定さ
れており、使用中ブレークリングは溶鋼５により加熱さ
れ膨張するが、外周はモールド３で拘束されており、し
かもモールド３は水冷され膨張量が少ないためブレーク
リング４のモールド３との接触面には熱膨張に伴なう応
力が発生する。

特に第２図の斜線部６は２面より溶鋼５による加熱を受
けるのでより大きな応力を生じる。この応力がブレーク
リングの破壊強度を上まわるため、ブレークリングは亀
裂、剥離を起こすと考えられる。

窒化硼素のブレークリングの熱膨張係数は非常に小さい
うえ、室温から５００℃位までは逆に収縮傾向にあるた
め、熱応力の発生は小さく、亀裂、剥離を生じないので
ある。

以上の知見をもとに、熱膨張係数の大きいセラミックス
材で作られているブレークリングの損傷を防止するには
、ブレークリング４とモールド３との接触面にブレーク
リングの熱膨張を吸収する層（以下吸収層という）を設
けて解決すればよいとの結論に達した。

この吸収層の具備すべき条件としては、（１）ブレーク
リングの膨張による圧縮力により縮むこと、（２）　ブ
レークリングはモールドに圧入固定されるので、滑りや
すく、しかもモールド表面を傷つけないこと、更に圧着
によるブレークリングの歪を吸収すること、（３）溶鋼
耐食性であること、（４）鋳造開始前のダンディツシュ
の予熱で高温のガスと接触するため耐酸化性であること
、（５）ブレークリングとの接着能があること、等であ
る。

本発明者等は上記諸条件を満足する吸収層の材質、製造
法、厚み等について種々検討の結果、この発明を完成し
たものである。

この発明の熱膨張吸収層は窒化硼素粉末、あるいは窒化
硼素とアルミナ、ジルコニア、マグネシア、スピネル、
窒化珪素等の耐火材の１種以上の混合粉末を無機系接着
剤で練ったものをブレークリング外周に塗布するか、炭
素繊維やアルミナ繊維等の無機繊維を上記の窒化硼素を
主体とする練り物で張付けたものである。炭素繊維や無
機繊維を使用する場合は繊維を織ったクロスを用いるこ
とがより好ましい。

窒化硼素は潤滑性、耐酸化性、溶鋼耐食性に優れ、また
無機系接着剤を用いることで、酸化雰囲気中において２
００℃以上に加熱されても酸化による吸収層組織の劣化
はなく、炭素繊維を用いた郷合にタンディツシュの予熱
排ガスによる炭素繊輯の酸化防止の上からも好都合であ
る。使用する無機系接着剤の種類及び窒化硼素との混合
割合は作業性及び他に使用する耐火材部の種類と量によ
り適宜選択調整する。上記のペーストをブレークリング
に塗布あるいはクロスをペーストで張付けた後乾燥し、
非酸化性雰囲気中で熱処理し吸収層を熱的に安定化させ
る。この熱処理は吸収層付きブレークリングがモールド
に圧着固定された後、タンディツシュの予熱排ガスによ
る加熱あるいは溶鋼による加熱に起因する寸法変化（特
に吸収層の収縮）の防止に役立つ。この熱処理温度は使
用する無機接着剤の種類により適宜調整すればよい。

熱処理した吸収層付きブレークリングは所定寸法に加工
して使用される。なお吸収層の厚さは、ブレークリング
の材質及び形状寸法により適宜設定すればよい。

この発明の熱膨張吸収層を設けたブレークリングは使用
中に溶鋼の加熱による熱膨張で発生する応力と歪を全て
吸収層で消失し得る。従ってブレークリング本体は溶鋼
耐食性のある材質を主眼にして選択出来るため、従来の
吸収層を設けないブレークリングや窒化硼素製のブレー
クリングに比して大幅な耐用の向上が只すれるのである
。

以下実施例によりこの発明をより詳細に説明−する。

実施例１〜５ 第１表１〜５に示す材質のブレークリング本体（実施例
３〜５のブレークリング本体は金属シリコンを配合し、
窒素雰囲気中で反応焼結させて製造したもの）それぞれ
の外周に粒径１ｏμ以下の窒化硼素粉末１００重量部に
液状けい酸ソーダ４０重量部を加えたペーストを２ｍｍ
の厚さに塗り、乾燥後窒素雰囲気中５００℃、３ｈｒ加
熱処理した。

熱処理したブレークリングを所定の寸法に加工した。吸
収層の厚さはブレークリングＮｏ、１及びＮｏ、２は１
．０ｍｍとし、Ｎｏ、３〜５は０．４ｍｍとした。

吸収層自体の化学成分はＢＮ５０重量％、５Ｌ０２３７
重量％、ＩＶ＆ａ２０１２重量％、圧縮強さ１３３ｋｇ
　、Ｊ、ブレークリング本体との接着強さ６３−４１で
あった。

第　１　表 実施例６ 実施例５に相当するブレークリック本体に市販のカーボ
ンクロス（平織り、０．４１　ｍｍ厚さ、黒鉛化したも
の）を窒化硼素粉末１００重量部にけい酸ソーダ６０重
量部を加えたペーストで張付は乾燥後、カーポンプリー
ズに詰め、５００℃、３ｈｒ熱処理して所定の寸法に加
工した。吸収層の厚さは０．６ｍｍとした。

比較例１〜５ 吸収層を設けない第１表１〜５の材質のブレークリング
を所定の寸法に加工した。

実施例１〜６、比較例１〜５で得たブレークリングをセ
ットし、鋼種５４５Ｇで９０ｍｍφビレットの鋳造試験
を行った。なおブレークリングはいずれも５鞠るの圧力
でモールドへ圧着固定した。

熱膨張吸収層のない比較例１〜５のブレークリングはい
ずれも鋳造開始約２〜３分後よりビレット表面にブレー
クリング破片の付着及びビレット表面の亀裂、荒れ等が
見られ始め、５分程度で引抜きが不能となった。テスト
後のブレークリングの状態はモールドとの接触面の角欠
けが円周方向全面にわたって見られ、内部亀裂も発生し
ていた。

一方、熱膨張吸収層のある実施例１〜６のブレークリン
グはい守れもビレット５ｔを支障なく鋳造することが出
来た。鋳造終了後のブレークリングは比較例に見られた
角欠けや内部亀裂は全くなく、吸収層はモールドとの接
触面とそれ以外の個所で段差が生じており、吸収層がブ
レークリング本体の膨張を吸収しており、この発明の優
秀さが認められた。

【図面の簡単な説明】 第１図は水平連鋳のタイディツシュとモールドとの間の
断面図であり、第２図はブレークリングとモールドとの
接触部の詳細を示す図である。 １・・・タイディツシュノズル ２・・・中間リング　３・・・モールド４・・・ブレー
クリング　５・・・溶鋼６・・・ブレークリングの角欠
は発生部分特許出願人　川崎重工業株式会社 同　九州耐火煉瓦株式会社 代　理　人　弁理士　和　１）　昭

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　外周に熱膨張吸収層を設けたことを特徴する水
   平連続鋳造用ブレークリング。 （ａ　熱膨張吸収層が窒化硼素を主体としたものである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の水平連続
   鋳造用ブレークリング。 （３）熱膨張吸収層が炭素繊維あるいは無機繊維と窒化
   硼素を主体としたものであることを特徴する特許請求の
   範囲第１項記載の水平連続鋳造用ブレークリング。