JPS6228051A - スリツトを有する高耐用性、鋼連続鋳造用ノズル - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、通気性及び通気均一性にすぐれ、かつ耐食性
にすぐれたスリットを有する高耐用性鋼連続鋳造用ノズ
μに関する。

（従来の技術） 鋼連続鋳造用ノズルでは、耐食性にすぐれたアμミナ・
カーボン質、ジルコニア・カーボン質などが多用されて
いる。

そして、これらのノズμの製造にあたシ、バインダーと
してターμ、ピッチ、フェノール樹脂などが使用される
。ターμ、ピッチは鋼連続鋳造用ノズμの開発当初から
使用されたのであるが、その後多連鋳用ノズルのバイン
ダーとしては、残留炭素が多く、気孔径が小さく、かつ
強度が得られるフェノール樹脂に代表される有機合成樹
脂が使用されるようになった。ピッチ、ター〃は、有機
合成樹脂に比べると焼成後の残留炭素が低く、気孔径が
大きいことから、低強度、侵透性があることにより耐食
性に劣る。焼成後の平均気孔径で両者を比較すると、フ
ェノ−！樹脂をバインダーとして使用したときの耐火物
の平均気孔径は（Ｌ２μｍであるのに対してピッチ、タ
ールをバインダーとして使用したときの耐火物の平均気
孔径ははｙ４倍の１８μｍとなる。

近年、鋳造中にノズル孔内にＡｔ、Ｏ，が析出するＡｔ
含有鋼の鋳造用ノズルとしてスリットを有するノズルが
使用され、それに適する耐火物としてピッチ、ター〃を
バインダーとする耐火物が多用されてきておシ、再びピ
ッチ、ターμをバインダーとする鋳造用ノズｐが使用さ
れるようＫなった。

スリット含有連鋳用ノズルの形状を第１図に示す。ガス
供給口５からＡｒなどの不活性ガスを流し、ガスはスリ
ット４からノズル内側に入ることが望ましい。したがっ
て、外周側１はガス気密性を、外周側３はガス通気性を
要し、外周側も内周側も同材質のときは、スリット位置
はなるべく内周側に設けることが必要となる。

中心にあれば、ガスは外周側にも多量に出てガスの消費
量が増えるからである。なお、図中２はパウダーフィン
部を示し、一般的な連続鋳造用ノズμでは、パウダーフ
ィン部２は他所よりも侵食が激しいため、ジルコニア、
黒鉛質ナト特に耐食性に優れた材質が使用される。この
部分も当然気密性であることを要する。

（発明が解決しようとする問題点） ピッチ、ターμをバインダーとするノズμは、通気性は
良いのであるが、通気抵抗が低いためかガスの噴出は吹
込部に集中し、全面に亘って均一に出ない欠点がある。

そのため、部分的に閉塞が生じることがあシ、このよう
な場合にはガス量を通常２Ｌ／ｍｉｎ増やし４〜５　Ｌ
　／　ｍｉｎにして部分的閉塞を予防する措置がとられ
る。

しかしガス量を増加すると鋳片にガス偏析が発生するこ
とがあシ、鋳片不良の原因となることがある。

さらに、ピッチ、タールをバインダートスルノズμは、
強度が低いため、溶鋼に対する耐食性に劣り、また取扱
時や使用時に欠落、折損などのトヲプμがある。

また、ピッチ、タールをパインダートスルノズルを使用
し、高耐用を口論む場合、スリットの内周部にピッチ、
ター〃をパインダートスル坏土を使用し、スリットの外
周部に有機合成樹脂をバインダーとする坏土を使用して
ノズｐを製造したとしても、それぞれの坏土の境界部が
使用中に亀裂を生じ、耐久性に劣るという欠点がある等
、ピッチ、ターμをバインダートスるノズμは必ずしも
満足すべきものでないのが実情である。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記の問題点を、有機合成樹脂をバインダー
とする耐火混合物Ｂ１石油石炭分留物をバインダーとす
る耐火混合物Ａをそれぞれ別々に混練調製し、スリット
を形成する外周側を上記混合物人又は上記混合物Ａと上
記混合物Ｂとを混合したものを成形用坏土とし、スリッ
トを形成する内周側を上記混合物Ａと上記混合物Ｂとを
混合したものを成形用坏土として構成したスリットを有
する高耐用性、鋼連続鋳造用ノズμによシ解決するもの
である。

成形物用坏土の性質は、例えば、後述する第１表のよう
に、゛石油石炭分留物坏ガすなわち、上記の混合物Ａ）
と有機合成樹脂坏±（すなわち、上記の混合物Ｂ）との
使用割合を変えると変化し、おおよそそれぞれの坏土の
もつ性質の中間的な性質をもつ。したがって、使用比率
を変えることによって通気率、強度等任意にコントロー
ルすることができ、耐用度を低下させることなく、通気
性のよい耐火物を得ることができる。

スリット内に吹き込まれたガスは、できるだけ多くノズ
μ内に入ることが望ましいので、ノズル孔同心円状のス
リットの位置がノズル側に寄ったところに設けたシ、ス
リット外周側の耐火物を一非通気性にする等が望ましい
。即ち、スリットを形成する内周側の肉厚（ガスの通過
距離）を外周側よシ薄くすることにより、通気抵抗差を
もたせることができるし、また外周側坏土として有機合
成樹脂坏土を使用することによシ、通気性抵抗差をもた
せることができる。

本発明のノズμの耐火物原料とは、アルミナ、マグネシ
ア、アルミナのマグネシアスビネμ、ジルコン、ジルコ
ニア、酸化クロム、Ｖリカ、溶融シリカ、長石、力μシ
アなどの酸化物、法化珪素、炭化硼素、炭化ジルコニウ
ムなどの炭化物、憲化珪素、窒化硼素、窒化ジμコニウ
ムなどの窒化物、アルミニウム合金、マグネシウム合金
、力μシウム合金などの金属、黒鉛、カーボンブラック
、カーボン原料などの炭素、炭素繊維、アルミナ繊維ま
どの耐火繊維、リン酸塩、はう酸塩、珪酸塩などの塩類
（酸化抑止剤）等鋳造用ノズμに使用できるもの全てを
いう。

゛ノズμの製造にあたシ、これらの原料のうちから適宜
選択し、それとバインダーを混合混練して成形用坏土を
調製する。

本発明における耐火混合物Ｂは、前記耐火物原料に有機
合成樹脂バインダーを混合し、混練して調製する。有機
合成樹脂として、レゾール型フェノ−μ樹脂、ノボフッ
ク型フェノール樹脂、フェノ−μフォルムアルデヒド樹
脂、７μフリμアμコーμ樹脂、ポリアクリ／１／二）
すμ樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、
クマロン樹脂、ウレタン樹脂、ポリプロピレン樹脂、そ
の地熱可塑性、熱硬化性樹脂に必要に応じて硬化剤（例
えば、ノボフック型フェノール樹脂（熱可塑性樹脂）の
硬化剤としては、パヲホ〃ムアμデヒド、ジオキサン、
トリオキサン、ヘキサメチＶンテトフミンなど通常のも
のが使用できる。）を入れて使用する。これらの有機合
成樹脂は前記材料の配合粉体に対して約３〜２　ｓ　ｖ
ｔ＊　（フェノ−μ樹脂の場合は６〜２０　ｖｔ＄　）
混合混練する。混合混練は常温で行われるが、通常混練
したままの坏土は混練物坏土中の有機揮発分、遊離水分
、縮合水分等が残留し、さらさらした成形に適するもの
にはならない。そのため、これらの有害成分を除去する
ため乾燥などの処理が望ましい。この乾燥処理には例え
ば本発明者らが既に開示している方法（特願昭５８−１
０４４９２号および特願昭５８−２１４７８７号）があ
る。すなわち、坏土を攪拌しながら約６０℃の温風を通
じて乾燥させるのであるが、坏土の底部から羽口を通じ
て温風を通し坏土を吹き上げるようにして乾燥する流動
式乾燥機を使用する技術と、回転ドラムに坏土を投入し
、ドラムの回転巾約６０℃の温風を送り込んで乾燥する
技術等がある。

また、本発明における耐火混合物人は、前記耐火物原料
に、ピッチ、ターμ、アスファルト、アントラセン油な
どの石油石炭分留物を（例えば、ピッチ単独の場合７〜
２０　ｖｔ％　、ピッチとターμの混合物の場合７〜２
５　ｖｒｔ％程度）混合し、加熱しながら混練し、冷却
し、さらさらした状態の坏土として調製する。

有機合成樹脂坏土（混合物Ｂ）と石油石炭分留物坏土（
混合物Ａ）とを所定の割合で混合して内周側用の成形用
坏土を得る。有機合成樹脂坏土と石油石炭分留物坏土と
の配合において、有機合成樹脂坏土の割合が多くなると
、残留炭素が多く、気孔径が小さく、かつ高い強度が得
られるが、通気性が悪くなる。また、石油石炭分留物坏
土の割合が多くなると、残留炭素が少なく、気孔径が大
きく、かつ強度の低いものとなるが、通気性は良くなる
。両者の配合割合をコントローμすることによって鋳造
条件に適った鋳造ノズμをつくることができる。

次に、混合物ＡとＢの配合割合について検討する。

混合物人のみでは焼成後の残留炭素分が低く、気孔径が
大きいことから通気性は十分満足するが、低強度となる
こと、浸透性があること、により耐食性に劣る。一方、
混合物Ｂのみでは焼成後の気孔径が小さく、高強度で浸
透性が少なく耐食性に優れるが、通気性に劣るため、ス
リット内周側材料としては不適である。そこで画材質の
優れた特性を共有させ、スリット式鋳造用ノズμのニー
ズに応じてＡ、Ｈの混合比を決める。

スリットの内周側は通９ＩＣ性を必要とする為、混合物
人（石油石炭分留物坏土）と混合物Ｂ（有機合成樹脂坏
土）の配合割合は、混合物Ａが全量の４０〜１ｏ　ｏ　
ｖｔ４となるようにすることが好ましい。またスリット
の外周側はガス気密性を必要とし、又強度も必要とする
為、混合物Ａと混合物Ｂの配合割合は、混合物Ａが全量
の５０〜Ｏｖｔ−となるようＫすることが好ましい。

また、スリット内・外周の肉厚調整、例えばスリット外
周側の肉厚をスリット内周側と同−又は薄くして所望ノ
ズルを得る場合は、外周側材の混合物Ａの配合割合を低
下させ、混合物Ｂの配合割合を高くすることにより気密
性が向上し、外周側へガスもれのないスリットノズルを
構成することができる。スリットの外周側に混合物Ｂの
みを使用し、内周側に混合物ＡとＢの混合物を使用する
場合は、内周側肉厚に特別制限はない。

一方、生産性や構造の単純化を計る為、スリットの内周
側と外周側を同一材質で製造する場合は、混合物Ａの配
合割合はスリットノズルの形状、必要ガヌ量等よシ認定
するが、通常は、混合物人が８５〜５０　ｗｔ−となる
ようにすることが好ましい。

なお、上記配合割合の数値は、後述の参考例の結果から
導き出されたものである。

本発明においては、上記坏土を常用の製造条件にしたが
い、ラバープレス成形、還元焼成して鋳造用ノズμを製
造する。

実施例 第１表に示した組成と物理的性質を有する石油石炭分留
物坏土人と有機合成樹脂坏土Ｂを重量比でる：４に混合
した坏土をスリット形成部の内周側に、また有機合成樹
脂坏土Ｂをスリット形成部の外周側に成形のさい充填し
、ラバープレスにより成形し、還元焼成によシ鋼連続鋳
造用浸漬ノズｐを製造した。

得られたスリットノズμの内、外周側の組成と物理的性
質は第１表に示した通りであった。

なお、内周側の肉厚は１０箇、外周側の肉厚は１５■と
じた。

この浸漬ノズｐをスラブサイズの連続鋳造機のタンディ
ツシュに取付け、低炭素アμミキμド鋼の鋳造に使用し
、アμゴンガス吹込量２５Ｌ　／　ｍｉｎ　（ａｔ　　
１　ｋｇｌｏｔｔ”　）で、３００分（９０トン／ＬＤ
の３チヤージ使用で）鋳造したところ、安定な鋳造スピ
ードで、しかもスリットの閉塞も認められず、良好な連
続鋳造が実施できた。

また、使用後のノズμを観察すると、ノズμの内周側に
は付着物がほとんど認められないことから、ノズル内孔
部へのガス噴出量及び噴出がノズル全面に均一に行なわ
れたことが判り、またノズμの溶損は極めて微小なもの
であることが確認された。

これは、前記した石油石炭分留物坏土を使用したノズμ
に比較してガス噴出の均一性、ノズ〃の耐久性に著しく
優れるものである。

参考例 実施例で使用した第１表の石油石炭分留物坏土人と有機
合成樹脂坏土Ｂとの混合割合を各種変えた混合物を用い
てラバープレスにより成形し、還元焼成した各サンプル
について平均気孔半径、曲げ強さ、通気率を測定し、こ
れらの結果を第２図に示す。該図中、人材料は石油石炭
分留物坏土人を、Ｂ材料は有機合成樹脂坏土Ｂを示す。

第２図より、材料Ａが多い程通気性がよく、材料Ｂが多
い程曲げ強度が強いことが明らかであり、これら通気性
、曲げ強度の点から前述のＡ、Ｂの配合割合がもとめら
れる。

（発明の効果） 本発明による連続鋳造用ノズμは、スリットを形成する
外周側は耐食性にすぐれ気密性を有し、内周側は通気性
を有しながら、耐食性が向上されるので、従来のスリッ
トを有する鋳造用ノズ〃に比し、耐用寿命が著しく向上
できる。

また、本発明では混合物Ａ、Ｂをそれぞれ別々に調製し
、所望のノズμに応じてこれらを所要割合で混練して使
用するもので、混合物Ａ１Ｂのそれぞれがさらさらの状
態となっているため、混合、混練作業が容易であシ、こ
の場合混練坏土は顆粒状だからＡ坏土のように解し作業
は不要で、しかも乾燥することによシ一層さらさらの状
態になシ、取扱いも容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はスリットを有する高耐用性鋼連続鋳造用ノズル
の概要を示す図、第２図は本発明の詳細な説明するため
の図表である。 Ｖ代理人　　内　１）　　明 二、ノ代理人　　萩　原　亮　− 包代理人　　安　西　篤　夫

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　有機合成樹脂をバインダーとする耐火混合物Ｂ、石油
   石炭分留物をバインダーとする耐火混合物Ａをそれぞれ
   別々に混練調製し、スリットを形成する外周側を上記混
   合物Ａ又は上記混合物Ａと上記混合物Ｂとを混合したも
   のを成形用坏土とし、スリットを形成する内周側を上記
   混合物Ａと上記混合物Ｂとを混合したものを成形用坏土
   として構成したスリットを有する高耐用性、鋼連続鋳造
   用ノズル。