JPS6131346A

JPS6131346A - 鋳造用ノズル

Info

Publication number: JPS6131346A
Application number: JP59149861A
Authority: JP
Inventors: 昭弘土成; 服部　久博
Original assignee: Harima Refractories Co Ltd
Current assignee: Harima Refractories Co Ltd
Priority date: 1984-07-18
Filing date: 1984-07-18
Publication date: 1986-02-13

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】産業上の利用分野：本発明は、黒鉛−アルミナ質からなり、特にアルミナ球
状粒子金用いることにより、すぐれた耐食性及び耐スポ
ール性を付与したロングノズル若しくは浸漬ノズル等の
鋳造用ノズルに係るものである。

発明の背景・従来技術ニ一般に連続鋳造法においては、取鍋とタンディツシュ間
にロングノズルを装着して溶鋼を流通させ、鋳造中の酸
化を防止している。また、タンディツシュとモールド間
では浸漬ノズルが装着され同様に酸化防止並びに溶鋼の
流量制御等を行なっており、これらのロングノズル若し
くは浸漬ノズルは、現在、黒鉛−アルミナ質が主体で、
一部溶融石実質のものが使用されている。

溶融石英４ノズルについてみれば、Ｍｎ、Ｔｉ。

Ｃａ含有鋼に対しては溶損が極めて大きく耐食性に劣る
欠点がある。また、黒鉛−アルミナ質ノズルは、概して
耐食性、耐スポール性が良好であるが、組織的安定性に
乏しいために噴亀裂による折損事故が発生し易い。さら
に黒鉛−アルミナ質ノズルは、耐食性及び耐スポール性
を向上させるためと、黒鉛含有量が多いときに成形時に
亀裂が生じ易くなるのを防止するために、原料は１変造
粒され然る後解砕されて、このものをラバー成形するの
が通常の手段で、製造上の複雑な工程による物性及び特
性のバラツキが大きく安定性の低下がみられた。そして
このような欠点を解消せんとして最近く至り原料を焦造
粒タイプとしたノズルも希に使用されつつろるが、耐ス
ポール性に問題があり、一般的に使用されていないのが
現状である。

発明の目的：本発明は斯かる現況に鑑み、黒鉛−アルミナ質鋳造用ノ
ズルに関する上記の諸問題点を解消せんとしてなされた
もので、アルミナ値原料としてアルミナ球状粒子を主原
料又は配合原料として用いることによシすぐれた耐食性
及び耐スポール性を付与した鋳造用ノズルの提供を目的
としている。

発明の構成：以下、本発明のノズル耐火物につき説明すると、すぐれ
た特性を得るための要件の第１は、その原料にアルミナ
質球状粒子を用いることである。

一般に耐火物原料として用いられるアルミナ原料は、粉
砕品金主とするもので尖角状のエツジ又は裂かを有する
非球形粒子であう、このような非球形粒子を用いると、
混線時の粒子間摩擦が大きく働いて均質な混和が得られ
ないので、成形体は充填度のバラツキに基づく不均一組
織となり、さらに全体的に充填性が低いものとなってい
た。

しかるに球状粒子を用いると混線坏土の流動性が良くな
り、均質な混和が得られて成形体は均一な組織となり、
さらに充填度も高くなって１．ｄ織の不均一による耐ス
ポール性の低下及び充填度の低さによる耐食性の低下が
抑止され、球状粒子を用いることが在来のノズル耐火物
の欠点を解消するのに最も効果がある。さらに球状粒子
を用いると成形時、そして焼成時の亀裂が皆無となり、
製品の歩留シが向上すると共に良質の製品が得られ易く
なる。

本発明の鋳造用ノズルに使用するアルミナ質球状粒子の
化学組成は、＠）　　ｔｖｉｎ　、　Ｔｉ　、　Ｃａ　含有鋼に対す
る耐食性、（ロ）アルミナ介在物を主とする付着物の除
去を行なう酸素ガス（酸素洗浄）に対する耐食性、を考
慮すればＳｉＯ，Ｊｌは少ない方がよい、ＡｌｚＯ，≧
８９　ｗｔ　％　　　Ｓｉｎｇ≦１１．０ｗｔ％の範囲
であることが望ましい。

また、使用するアルミナ質球状粒子の大きさは、粒子径
３８Ｍ以下、望ましくは２１１１１１以下であるが、何
となれば粒子径が大きくなると単位面漬当りの接触点致
が減少し、それに比例して強度が低下し易くなるからで
ある。一般に球状粒子を用いた耐火物の強度は粒子間の
点接触によって発現し、強５覚はその点接触の接触故に
比例する。また、非球形では接触は点よりも２次元的で
あり、むしろ、絡まり効果によって発現するものである
。

すぐれた特性を得るための要件の第２はアルミナ質球状
粒子の配合量であシ、これは１０〜９０ｗｔチに限定さ
れる。配合量がｌｏｗｔチ未７１４では均一な組織体が
得られず従来の材質と大差なく、逆に９０ｗｔ％を超す
と粒子径を大きくしたのと同様な結果となシ強度低下が
著しくなるからである。この３Ａ象は、上記のごとく球
状粒子の強度は粒子と粒子との点接触により発現し、強
度はその接触点の接触数の密度に比ｔｌするに対し、非
球形粒子では接触は点よりも２次元的でちゃ且つ絡まシ
効果で発現するからであって、これらの両条件が補完し
合う範囲内では１球状粒子の割合が増すことは強度の接
触点依存性が増すことになるからと思われる。

また、同時に用いる黒鉛の含有量は１０〜６０ｗｔ％に
限定される。この含有量が１０ＷｔＬＩｂ未満では耐食
性及び耐スポール性が低下し、逆に６０ｗｔチを超すと
、ノズル耐火物としての使用時に、酸化され組織が脆く
なるためである。

在来の黒鉛−アルミナ質ノズルの通常の黒鉛含有量に対
比すれば、本発明においてはアルミナ質球状粒子が用い
られることにより耐食性及び耐スポール性が向上するた
め、それを補う黒鉛量は在来品よシ低い含有量でもよく
、組織劣化の防止、熱消費の点からも有利となる。

また、本発明のノズルでは耐食性及び耐スポール性の向
上並びに含有黒鉛の酸化防止用として、一般に添加使用
されている溶融石英、炭化珪素、粘土、ジルコニア、ジ
ルコン、金属アルミニラム、金属シリコン、フェロシリ
コン等ヲ適宜添加してもよい。

本発明の鋳造用ノズルはたとえば、次のようにして得ら
れる。すなわち、リン状黒鉛、カーボンブラック又はピ
ッチコークス等の黒鉛原料と、球状粒子及び非球形粒子
のアルミナ賃原料と或いは他の添加材料とからなる粉体
・粉末を加圧式又は回転式ミキサーによりａ合し、フェ
ノール樹脂、フラン樹脂、糖蜜、パルプ廃液等の有機バ
インダー又は無機バインダーを添加して充分混練する。

或いは上記混合体をピッチ粉（硬・軟質いずれでもよい
。）と共に混線する。成形は在来手段と同じくラバープ
レスにより８００〜１５００＃／ｄの加圧下で成形する
。成形体は自然乾燥した後約１２０〜１５０″Ｃの温度
で加熱乾燥する。本発明のロングノズル及び浸漬ノズル
は充填度が高いためと、使用前に充分な予熱が行なわれ
その結果、たとえば添加材で６る金属シリコン、金属ア
ルミニウムの溶融化が行なわれ易く強度が発現するため
に、不焼成でも使用可能である。なお、品質及び強度の
安定化のためＫＦｉ約１０００°Ｃで還元焼成する。

実施例１：第１表に示す各種配合割合による各混合粉末をフェノー
ル樹脂をバインダーとして用い、フレットミルで混練し
た。（各組成はｗｔ％でバインダーは外掛けである。）
つぎに、第１図に示すような浸漬ノズル形状にラバー成
形し、１日間自然乾燥の後、１５０°Ｃで２０時間加熱
乾燥した。

乾燥したノズルは不焼成品として第１　ｒＡにおいて（
１）、（２）、（３）、（４）で示す部分からサンプリ
ングし、第１表の各項目の物性又は特性を検認した０゛　さらに乾燥したノズルをコークスプリーズ中に入れ
１０００″Ｃで５時間還元焼成し、焼成した浸漬ノズル
として、同じく第１図の（１）、（２）、　（３）、（
４）の各部分からサンプリングし、第１表の各項目の物
性又は特性全検認した。

なお、第１表のＮＣＬＩは在来の浸漬ノズルで、刀ｑ熱
混練した後還元焼成したもので比較例とした。

各測定法九ついては、耐スポール性は第１図に示すノズ
ルの下端部域から切り出したテストピースを、高周波誘
導炉を用いた１６００’Ｃの溶鋼中に３０分間浸漬した
後とり出し、強制空冷し、この１連の操作を゛反復する
こと罠より亀裂が発生するまでの回、蚊で表し、耐食性
は同じく第１図に示すノズル下端部域から切り出したテ
ストピースを、高周波誘導炉を用いた１６００℃の溶鋼
中に５０分間浸漬してその溶損寸法を測定し、比較例嵐
１の溶損値ｔ−１００とする指数で表したもので、指数
の値が小さい方が耐食性の高いことを示している。その
他の物性又は特性は通常の耐火物試験法に拠った。

第１表の結果からみれば、見掛気孔率はアルミナ質球状
粒子の添加量と密接な関係があシ、添加量の増加と共に
低くなって極小値を示した後、添加量を増加すると見掛
気孔率が高くなる傾向を示す。圧縮強度は見掛気孔率と
明らかな相、−関係が認められ、アルミナ質球状粒子の
添加量による圧縮強度の変化は見掛気孔率の変化と逆の
傾向を示している。

アルミナ質球状粒子の配合量が増すにつれ、強度が大き
くなり、又見掛気孔率が小さくなるのは、混線体の流動
性が増し充填度が高くなつ、ｔためであシ、一定限度を
超えてアルミナ質球状粒子の配合調合がｇ５ｗｔチ　程
度になると、圧縮強度が低くなシ、見掛気孔率が大きく
なるのは、粒子間の接触状態が点接触になるためと、粒
度分布が実質的に整粒化さｎたことになるためである。

耐食性、耐スポール性は、嵐２と鬼７とを除けば、現在
使用されている比較例ｒ＝　１よシもすぐれている。耐
食性の同上は充填度の嶋さに基づくものであシ、耐スポ
ール性の改善は、組織の均−計及び強度の向上によるも
のと推察される。Ｍ１表に示す結果を総合す几ば、耐火
物原料中のアルミナ質球状粒子の配合量は１０〜９０ｗ
ｔ％が望ましい。

実施例２：この実施例は、アルミナ質球状粒子の配合量を一定とし
た場合の、カーボン添加教の大小による影Ｑｌｔ検討し
たものでメジ、第２表に示すようにカーボン添加、より
ン状黒鉛とピッチ粉を用い、合計カーボン量を７〜５Ｑ
ｗｔ係の範囲で変化させたものである。

ノズル耐火物は実施例１と同様にして形成したが、第２
表に示すのは、加熱混練し趙元焼成（実施例１と同条件
）した後の物性又は特性値で心る。

実際にノズルを吏用する場合に、黒鉛含有ノズルで、よ
り−ボンの酸化によるａｍの省化が問題となるンしめ、
本実施例では特にＪ化性に着目した。酸化性の測定は第
１図に示す（１）の部分から３０　Ｘ　３０　ｘ　３０
ｍのテストピース全切出し、１４００”Ｃの４気炉に３
０分間保持し、その点９走変化全測定し指故により評価
した。この酸化指攻は、実施例１における在来品のＮａ
　１の・ものを１０「）としｉｒｊ故で表わした。さら
にその諌死後のテストピースを切断し、載面Ｊ察によっ
て、＠〜真劣化の程度を肉眼で判定したが本発明の諸例
は比較倒産１よりも組織は良好に保たれた。

なお、その他の物性又は特性は実施例１と同じ方法で測
定した。

第２表の結果からみれば、カーボン癒が増すにつれ副ス
ポール性は向上し、カーボン添加の効果が認められる。

しかし、耐食性はカーボン量が４０ｗｔ％までは、その
増児に伴って向上するが、６０ｗｔ％以上になると逆に
低下する傾向がみられる。これは酸化指数からも明らか
なように、酸化指紋はカーボン量が増すにつれ悪くなる
傾向が与られることから、カーボンが酸化されることに
よる組械劣化が耐食性の低下につながっていると考察さ
れる。

との実施例から総合的に、カーボンの占める量は１０〜
６０ｗｔ％　で、好ましい量は２０〜３５　ｗｔチであ
ると＋ｌＩ所される。

第２表　実施１ｙ１２の材料配合と物性

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例である浸漬ノズルの縦断面で
、併せて物性測定のためのサンプリング部分を示す図で
ある。第１図

Claims

【特許請求の範囲】

黒鉛−アルミナ質の組成よりなる耐火物であつて、アル
ミナ質球状粒子１０〜９０ｗｔ％、黒鉛１０〜６０ｗｔ
％を主成分とし、その他非球形アルミナ、溶融石英、酸
化防止剤等の添加成分とからなる構成を特徴とする鋳造
用ノズル。