JPS6178541A - ノズル - Google Patents

ノズル

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JPS6178541A
JPS6178541A JP20067884A JP20067884A JPS6178541A JP S6178541 A JPS6178541 A JP S6178541A JP 20067884 A JP20067884 A JP 20067884A JP 20067884 A JP20067884 A JP 20067884A JP S6178541 A JPS6178541 A JP S6178541A
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JP
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nozzle
molten steel
small
nozzle according
diameter part
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JP20067884A
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Tsukasa Kanno
管野 司
Takeshi Yamamoto
毅 山本
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Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd
AGC Inc
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Asahi Glass Co Ltd
Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/50Pouring-nozzles

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)

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) 本発明はタンディツシュノズル特にはアルミニウム含有
量が1010%以上のアルミキルド鋼の小断面連続鋳造
法に使用するに最適なノズル耐火物するものである。
(従来の技術および発明が解決しようとする問題点) アルミキルド鋼の連続鋳造において、溶鋼中のアルミニ
ュウム含有量が1010%5c上まわると、一般に市販
されているタンディシュノズルでは、溶−が通過する際
にα−ム1xos ’に主体とした付着物が生成するこ
とが良く知られている。この付着物の虫取メカニズムに
ついては、未だ確固次る定説はないが (1)  耐大物と溶鋼の反応生成物 (2)  耐火物気孔から浸入してくる空気による溶鋼
酸化物 (3)温度低下による過飽和Al2O,の析出物の耐火
物への付着 (4)脱酸生成物の耐火物への付着 といった原因が挙げられている。いすh、にしてもこの
ような付着物はタンディシュノズルからの溶鋼の供給を
妨げるいわゆるノズル閉塞現象を引き起こす原因となる
。とりわけ小断面連鋳においては、ノズル口径を大きく
とれないのでノズル閉塞が生じ易く、溶鋼中のアルミニ
ュウム含有量がCL(MO%を上まわると鋳込に著しい
支障をきたすことは周知の事実である。
この現象を回避する為にタンディシュノズルの付着物を
不活性ガスで脱落させる方法が提案されているが、ノズ
ル口径が小さい小断面連鋳においては、その細工が極め
て困難である。その上不活性ガスの吹き込みは注入it
−乱し、ノズル耐火物の溶損を1ねき易いことが予想さ
れその制御に著しい困難が伴なうと考えられる。
またメンディ7−1Lノズルの付着0!I?脱落させ閉
塞を回避する為に故意に耐火物の溶損金大きくしたいわ
ゆる溶損型タンディシュノズルの使用も考案ざn、でい
るが均一に溶損させると七が困難で鋳込速度の変動をま
ねき易い。
いずれにしてもタンディシュノズルの付着物を脱落させ
る手法は、その脱落物が溶鋼を汚染する懸念があシ、品
質上極めて好ましくない欠点がある。
この他、タンディシュノズルロ径を大きくしノズルの閉
塞を回避する方法があるが、適切に溶鋼供給速度を制御
する為のストッパー、あるいはスライディングノズルの
併用が前提となる。
このような大口径のタンディシュノズルを使用すること
によって、ノズルの閉塞は回避できるものの、付着物の
脱着による溶鋼供給速度の変効は−けら力。ない。とり
わけ小断面連鋳ではこの変動によるモールド内メニスカ
スの変動が大きく、その制御が碑めて困難となり品質上
にも問題が残る。さらにストッパーやスライディングノ
ズル等の耐火物あるいに、付着物の脱落は溶鋼の汚染源
となる可能性がある。
(問題点を解決するための手段および実施例)本発明は
、上記の不具合を回避【1、小断面連鋳でも容易にアル
ミキルド鋼を鋳込めるタンディシュノズルの材質、およ
び形状にかかわるものである。
以下に本発明を第1図及び第2図を参照して説明する。
第1図に本発明ノズルの典型例を示す断面図でありノズ
ル部1、リングノズル部2から基本的に構成される複合
ノズルである。
ここで、ノズル部1は溶鋼の流路4at−形成する大口
径部1aと流路4bt−形成する小口径部1bQ有して
いるもので、少くとも段階的に縮小された流路4bを備
えてなるものである。
そこで、このノズル部1は一般に市販されているタンデ
ィシュノズルの材質、例えばA1.O。
−51o、系シャモット及びハイアルミナ耐火物などか
らなる材質で製造し次ものが使用でき、大口径部の口径
りとしては、α−A 1= onを主体とした付着物が
生成しても閉塞が生じないと考えられる任意の口径を容
易に選ぶことができる。
つぎにリングノズル部2は小口径部1bの端部内面にり
/グ状として配設してなるセラミックス内張りである。
本発明でこのリングノズル部は溶鋼に対して偏れにくい
材質からなるセラミックスでつくられ九ものであり、こ
れらの材質としては非酸化物が適当であり、具体的VC
F′i、ZrB1.  TiB1゜Tie 、 813
N、 、 SiO、B4(! 、 AIN 、 BNの
−m又は二種以上を主成分とするものが良くなかでも、
ZrB1− BN 複合体が溶鋼にぬれなく、α−A1
□03が付着しない点から重1“予てZrB295〜6
0%、BN  5〜40%のものが最適である−0この
ようなセラミックスからなるリングノズルは予め環状リ
ングとして成形したものを焼結することで得られる一体
焼結リングであるものが好ましく使用でき、ノズル部本
体には適当な微合剤などを介して貼り合わせるなり、或
は故意にはめ合わせしめるなりして配設することができ
る。
このようにこのリングノズル部は、 ■ 溶鋼との塗れ性が悪いので溶鋼と反応しKくくかつ
溶鋼によって溶損さnK(い。
■ 温度低下による過飽和A :Lto、が脱酸生成物
が付着しにくい。
といった特長を持っている。またこのノズル部のノズル
口径dは小断面連鋳においても最適な溶鋼供給速度が得
られる20+wφ以下の任意の口径を選ぶことが可能で
ある。
さらにこの部分を形成する前記した如き非酸化物のセラ
ミックスは一般に高価であるが、本ノズルのようにリン
グ状の部分ノズルとして使用した複合ノズルとすること
によってその使用量を大巾に減らせるのでコスト的にも
きわめて有利である。
第2図は本発明の典型的な応用例を示す断面図であり、
ノズル部1とリングノズル部2とともに筒状ノズル部3
から構成さ几てなるものである。
このノズルの構成も基本的(は第1図に説明したノズル
と同様、溶鋼の流路4aを形成する大口径部1aと流路
4bt−形成する小口径部1bl有しているもので、少
くとも段階的に縮小嘔れた流路41)fic備えてなる
ものである。
ここでリングノズル部2は第1図と同様小口径部1bの
少くとも溶鋼流の上流側となる端部1C内面にリング状
として配設してなるセラミックス内張りであり、この例
においては溶鋼流の下流側となる端部1d内面にも同様
に配設しておくと有利である。
トし筒ノズル部3は小口径部1bの望ましくは少くとも
長手方向中央部内面に配設されてなるもので、上下端面
に配設した前記リング状ノズル部2の開1/(らってこ
れらで本発明タンデイノンユノズル全体としての小口径
部を構成している。
ここでこの筒ノズル部にその直U部の長さとしては、浴
諭の注入流の整流が得られるに十分な長さ、具体的には
内径φ×2以上の直管部分一つg− をもつものとするのがよくまたそのような使用に耐用し
うるものがよい。
このような条件に適合する材質としてはこのノズル部は
緻密度の耐火物筒状体で形成されているのが望ましく、
見掛気孔率が5%以下のものがそれである。
具体的な材質としては気孔率を殆んど0にもできる石実
質からなる焼結体が最適である。
この筒ノズル部もリングノズル部と同様子め所定形状の
焼結体として用意し、ノズル部本体に接合、貼着、嵌合
などして配設することで本、発明の複合ノズルとするこ
とが容易に可能である。
このように、本ノズルは付着物が生成し易い通常の材質
の箇所は大口径になっている為、付着物が生成してもノ
ズル閉塞せず、最もノズル閉塞し易い小口径部分の入口
部VCは付着物が生成しにくいセラミックスから構成さ
れているし、また筒ノズルを配設する例においては気孔
率がほとんどゼロにもできる石実質などの緻密質のもの
として製造されており、ごくわずかづつ連続的に溶損さ
れる為A1□03を主体とした析出物が付着しにくいの
でスムーズな注入流が得られ又完全不透性があり、外部
から酸素の供給は遮断される。
さらにノズル出口部に存在するf!IIf″Lにくいセ
ラミック製のリングノズルによって@直による口径拡大
の極めて少ない理想的なほぼ完全な整流が確保できる。
さらに上記結果に基づきα−A 1! O,系を主体と
した付着物によるノズル閉塞が回避できると供に、一方
でノズル口径が任意に選べるのでストッパーやスライデ
ィングノズルが不要である。
しかも筒ノズル部の長さが十分にとれるので注入流が整
流上なり、操業上、品質上も好都合である。
以下に本ノズルの効果をさらに裏側データーを参照して
駅1明する。
テストに供した溶鋼は電気炉−炉外精錬炉(LF)によ
って溶製されたアルミキルド秦であり、結晶粒を微細に
する為にアルミニウムを[1010%〜α035%含有
させている。但し比較の為に一部アルミニウム含有漫の
少ない溶鋼のテストも実施した。
上記の溶鋼を150鱈中ビレット連鋳機で内径15鵡φ
の各種タンディシュノズル金使用して鋳込んだ。
次にタンディシュノズルを通過し九溶鋼量を取鍋溶鋼量
で商して鋳込量水数を定義し、各種タンディシュノズル
のノズル閉塞に対する効果を評価し、第3図にその結果
を示し友。
すなわち鋳込量指数1の場合が、ノズルを閉塞せず取鍋
内溶鋼を全量光間したこと金示す。
第3図について説明すると、これは、各柚タンディシュ
ノズルに対する鋼中アルミニュウム含有量と、鋳込量指
数の関係を示しており、ここでテストIは一般に市販さ
れているタンディシュノズル、テスト■は溶損型タンデ
ィシュノズル、テストIIは下記(注)IC記載の本発
明によるタンディシュノズルを使用した結果である。
即チ、テヌ)fでは溶鋼中のアルミニュウム含有量が増
加すると急激に鋳込量指数が減少しアルミニュウム含有
量が1010%i上回ると、ノズル閉塞によりほとんど
鋳込めなくなったことを示し、テメ)ItでHlに比較
して鋳込量指数は大きいものの、溶鋼中のアルミニュウ
ム含有量が増加するにつれてタンディシュノズルの付着
物脱着による鋳込速度の変動が大きく鋳込の継続に著し
い支障をきたしたことを示し、さらにアルミニウム含有
量がα010%を上回ると閉塞現象も顕著となり光間で
きなくなったことを示している。これに対しテス)II
Iでは溶鋼中のアルミニュウム含有量、がα030%を
上回ってもほぼ光間でき鋳込も安定していたことを示し
ている。また本ノズル■の鋳込後の所見によると通常の
材質である外ノズル部には付着物が認められたが、大口
径である為にノズル閉塞[は至っていなかったし、リン
クノズル、筒ノズルには側ら付着物が認められず、その
口径もほとんど拡大していなかった。
以上の例の如く、本発明ノズルによう小断面連鋳におい
ても溶鋼中のアルミニュウム含有量が0.010%以上
のアルミキルド鋼を安定して鋳込めることが確認された
(注) ◎ノズルの大きさ Oノズル部本体:内径D  70m 長さ 130嘆 Oりングノズル部;内径a  1り@ (上下端部とも)   外径   2.。
厚み   5am O筒状ノズル部;内径  15鱈 外径  29− ◎ノズルの物性 Oノズル部本体; シャモツト質 特性:荷重軟化点 2 klll’/Tt (’c’)
   1.450℃熱間強度(kg/c1n” ’) 
 圧縮強さ 400 klil / cm”atl、2
60℃ 曲げ強込  80klil/m”熱膨張率(%
)at 1000℃   (145%Oリングノズル部
:ZrB2の場合 組成 ZrB2 :  70% BN  :  30% 物性 使用最高温度    2.3oo℃ 曲げ強度  7〜10ゆ/1111” 硬  度 (Hv)100〜2001/am”熱膨張係
数    5 x 10−’ (C)O筒状ノズル部: わ1 b又 SiO□:99.99%以上 物性 使用最高温度    t 500℃ 曲 げ 強 fl      s s o ky /c
m2以上硬度(Mohs)6 熱膨張係嵌    5X10−’ O離合ノズルの製法 各ノズル・・・外ノズル、す/グノズル。
筒状ノズル6個々に作る。
そAIfc接着材で第2図の株 に取シ付ける。
尚、上記結果は第2図に基づいた構造のノズルについて
得られたものであるが、第1図に基づく構造のノズルを
同様に製造し同様の使用に供したところ、はぼ同等の効
果が確認された。
このことは第1図に基づく構造のものがより簡易な構成
からなることを考慮すれば使用条件によってはより有利
なことを示しているものである。
(発明の効果) 本発明ノズルは、 1、 α−Al、03系を主体とした付着物(よるノズ
ル閉塞が回避できるとともに、一方でノズル口径が任意
に選べるのでストッパーやスライディングノズルが不要
でちる。
λ ノズル部のノズル口径(lfi小断面遅沖において
も最適な溶鋼供給速度が得られる20wφ以下の任意の
口径倉選ぶことが可能である。
五 さらにこの部分を形成するに適した前記したムロき
、ZrO2?(等の非凸化物のセラミックスは、一般に
高価であるが、本ノズルのようにリング状の部分ノズル
として使用した複合ノズルさすることにより、その使用
債を大巾VC減らせるので、コスト的にもきわめて有利
である。
などj+j1々の効果を有するものでその実用的価値に
多大である。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明ノズルの実施列を示す断面図
、第5図は浴中中のアルミニュウム蚤と各神ノズルにお
ける柄込債指数の関係を示す説明図である。 図面にて、1がノズル部本体、2がリング状ノズル部、
1aがノズルの大口径部、1bが小口径部である。 第1図 第 2 凹

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)溶鋼の流路を形成する大口径部と小口径部を有し
    、小口径部の少くとも溶鋼流の上流側となる端部内面に
    溶鋼に対して濡れにくい材質からなるセラミックス内張
    りをリング状に設けてなることを特徴とする溶鋼鋳造用
    ノズル。
  2. (2)小口径部の溶鋼流の下流側端部内面にも溶鋼に対
    して濡れにくい材質からなるセラミックス内張りをリン
    グ状に設けてなる特許請求の範囲第1項記載のノズル。
  3. (3)溶鋼に対して濡れにくい材質のセラミックス内張
    りとして予め一体成形して焼結した環状リングを使用す
    る特許請求の範囲第1項又は第2項記載のノズル。
  4. (4)小口径部の少くとも長手方向中央部内面が緻密質
    のセラミックス筒状体で形成されている特許請求の範囲
    第1項乃至第3項記載のノズル。
  5. (5)溶鋼に対して濡れにくい材質のセラミックス内張
    りが非酸化物セラミックスである特許請求の範囲第1項
    乃至第5項いずれか記載のノズル。
  6. (6)セラミックス内張りがTiB_2、TiC、Si
    _3N_4、BN、SiC、B_4C、AlN、ZrB
    _2質のいずれか一種以上からなる特許請求の範囲第5
    項記載のノズル。
  7. (7)セラミックスリングがZrB_2質焼結体である
    特許請求の範囲第6項記載のノズル。
  8. (8)緻密質の耐火物筒状体の気孔率が5%以下である
    特許請求の範囲第4項記載のノズル。
  9. (9)緻密質の耐火物筒状体が、石英質からなる特許請
    求の範囲第4項、第5項、第7項又は第8項いずれか記
    載のノズル。
  10. (10)小口径部の口径dが20mmφ以下である特許
    請求の範囲第1項乃至第9項いずれか記載のノズル。
  11. (11)ノズルがアルミキルド鋼鋳造用として使用する
    ものである特許請求の範囲第1項又は第10項記載のノ
    ズル。
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