JPS6324788B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えば連続鋳造用の浸漬ノズルを導
電性耐火材で形成して通電し、耐火材自身の通電
抵抗によりノズルを加熱し鋳造中のこの浸漬ノズ
ルの閉塞を防止するようにした通電加熱用の浸漬
ノズルに関するものである。

溶鋼から連続鋳造法によつて鋼片を作る場合、
一般に溶鋼は親鍋からロングノズルを経てタンデ
イツシユへ、そして、タンデイツシユから浸漬ノ
ズルを経て、モールドへ注入される。

ここで用いられる浸漬ノズルは、一般的に云つ
て、特に鋳造初期熱衝撃により損傷し易く鋳造中
に内面に溶鋼が付着凝固しノズル狭縮あるいは閉
塞状態を招来し易い。また溶鋼が凝固しないまで
も、ノズル壁面での温度低下が該溶鋼の粘度を増
大させることになり、微細介在物が前記ノズル内
面へ容易に付着し、ついにはノズル閉塞につなが
り易い。このような現象の発生を防止するため近
年例えば特開昭48−45431号公報（ノズル閉塞防
止法）等の如く、ノズルを通電加熱する方法が有
効なものとして注目されている。

しかしながらこれら従来の通電加熱されるノズ
ルは一般に同種の導電性耐火材で形成されてお
り、通電路が通電用ターミナル付近にのみ形成さ
れ易く、ノズル全体を均一に加熱することは難し
いという問題が残されている。そこで本発明者等
はこれらの問題を解決するために種々研究を重ね
ノズルを導電性材料、半導電性材料、あるいは非
導電性材料等導電性の異なる耐火材を用い、これ
らの耐火材を適宜組み合わせることにより通電路
を任意に形成でき、したがつてノズルの通電加熱
分布を任意に形成できることを知見し、本発明に
なる通電加熱用浸漬ノズルを発明した。

以下本発明を詳細に説明する。

近年浸漬ノズル用の耐火材は、その耐食性、耐
熱衝撃性等の面から溶融石英質からアルミナー黒
鉛質（平均組成Al₂O₃＝60Wt％、Ｃ＝25Wt％、
SiC＝5Wt％、その他）に変わり、したがつて耐
食性等は向上してきたが、反面“閉塞”が問題化
してきた。このためアルミナー黒鉛質ノズルにお
いて、特に閉塞の問題が解決されるならば、ノズ
ルの寿命は飛躍的に向上すると予想される。この
アルミナー黒鉛質ノズルは適度の導電性を有し、
電気抵抗により、発熱する性質を有していること
から、近年ノズルの閉塞防止法として前述したノ
ズル自体を通電加熱する方法は注目に値する。こ
のノズル自体を通電加熱する場合においては、ノ
ズルを形成する耐火材自身の電気特性把握が重要
である。

本発明者等のこれまでの実験では、アルミナー
黒鉛質耐火材の電気特性は大半がそのカーボン量
（カーボンの種類）に依存している。このため通
電加熱を効率的に行うためにはノズル内部の電気
特性をその部位により調整すれば希望する部分を
希望するように加熱できることを知見した。第１
図にカーボン含有量とその固有抵抗を示す。固有
抵抗ρは(1)式に定義された値である。

ρ＝Ｓ／ｌ・Ｒ ………(1) 但しＳ＝面積、ｌ＝長さ、Ｒ＝抵抗 同一電力で最大の加熱をするためには、電力の
定義(2)式、ジユールの法則(3)式、オームの法則(4)
式より、電圧Ｖを小さく電流Ｉを大きくすること
が必要である。更に抵抗Ｒわ小さくしなければな
らない。

Ｐ＝Ｖ・Ｉ ………(2) Ｗ＝0.24RI²t ………(3) Ｖ＝Ｉ・Ｒ 但しＰ＝電力、Ｖ＝電圧、Ｉ＝電流、Ｗ＝発熱
量、ｔ＝時間 これらの事実から、例えば駆型耐火物を均一に
通電加熱するには、固有抵抗が均一となるよう耐
火物中の導電材料を均一に分散させなければなら
ない。

また部分加熱するためには、固有抵抗を部分的
に変えることが必要である。例えば第２図のよう
に抵抗の大きい部分Ｘと抵抗の小さい部分Ｙがあ
る場合抵抗の小さい部分Ｙが優先的に過熱され
る。又、第３図のように、その形状を変えること
により、希望の部分（斜線部）を通電加熱するこ
とも可能である。又外観上の形状だけでなく、第
４図のように電気抵抗の大きい材料を介在させた
場合、それより電気抵抗の小さい斜線部を優先的
に通電加熱することができる。

連続鋳造操業中の浸漬ノズルの場合、溶鋼吐出
口は1550℃前後の溶鋼に浸漬されており、給電は
溶鋼中に浸漬されていない部分から行わなければ
ならない。同種の導電性耐火材で形成されたノズ
ルにおいてはノズル上部から給電した場合、ノズ
ル全体を均一に加熱することは困難である。それ
故本発明においては、ノズルを導電性の大きい部
分と導電性の小さい部分若しくは非導電性部分と
により形成し、各部の通電加熱特性を変えること
により、上部のみから給電してノズル全体を均一
に、あるいは部分的に通電加熱することができ
る。

以下、本発明の実施例を図面にもとづいて述べ
る。

第５図ａ，ｂは本発明の浸漬ノズルの一実施例
を示す縦断面および平面図である。

１，１′は導電性耐火材で、前記したように25
％前後の炭素を含むもので、例えば炭素質、炭化
珪素質、ならびに炭化硼素質を含む耐火材が用い
られる。２は導電性若しくは非導電性耐火材（以
下単に半、非導電性耐火材と称する）で、例えば
約５％の炭素質を含むアルミナー黒鉛質の耐火材
からなり、ノズル軸方向に伸長し溶鋼吐出口付近
に達しており、その範囲で第５図ｂに示す如く通
電用ターミナル３，３′に当接する導電性耐火材
１，１′間に位置し、該導電性耐火材１，１′間の
最短距離の通電を抑制し、該導電性耐火材１，
１′間の通電路を溶鋼吐出口４付近に迂回形成し
ている。

即ち半、非導電性耐火材２は、使用電圧が低い
ため数mm以下の厚さにすることにより電気絶縁材
的な役割りを果たすので一方の通電用ターミナル
側から供給された電流は溶鋼吐出口４付近を通つ
て他方の通電用ターミナル側に流れるようになつ
ている。

従つて導電性耐火材１，１′の部分は均一に加
熱され又半、非導電性耐火材はそれ自体殆ど通電
加熱されないが、導電性耐火材からの熱により充
分加熱されノズル全体が均一に加熱される。

第６図ａ，ｂは本発明の他の実施例で三層ノズ
ルとした場合を示す。

即ち、一対の通電用ターミナル３，３′に当接
される浸漬ノズルの内側１ａおよび外側１ｂを導
電性耐火材とし、この内側と外側の導電性耐火材
１ａ，１ｂ間に半、非導電性耐火材２を介挿して
ノズル体を形成した。この実施例では電流は通電
用ターミナル３′から外側１ｂに流れ、溶鋼吐出
口４付近で内１ａに流れ他方の通電用ターミナル
３に流れ導電性耐火材が均一に通電加熱され、又
半、非導電性耐火材２は導電性耐火材からの熱に
よつて加熱され結果としてノズル全体が均一に加
熱される。

第７図は、本発明のさらに別の実施例で通電用
ターミナル３，３′に当接された導電性耐火材１，
１′間に２条の半、非導電性耐火材２を頂部側か
ら溶鋼吐出口付近まで介在させ、更に１条の半、
非導電性耐火材２をノズル先端部からノズル上部
に介在させたものである。この実施例では第５図
ａ，ｂの例より、さらに均一加熱が可能である。

上述したように、本発明の導電性耐火材と半、
非導電性耐火材を組合せて形成した浸漬ノズルは
操業中において通電により均一、あるいは部分加
熱が出来、ノズルの予熱を効率的に行うことがで
き、ノズルの熱衝撃を緩和してノズルの損傷を軽
減すると共にノズル閉塞を防止し、ノズル寿命を
飛躍的に向上出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、室温での炭素含有量と固有抵抗値の
関係線図。第２図は電気抵抗が異なる二層耐火材
内の電気の流れを示す模式図。第３図は均一材料
異形の場合における通電加熱を示す模式図。第４
図は導電性材料、非導電性材料の複合体における
通電加熱模式図。第５図ａ，ｂは本発明の一実施
例でａは平面図、ｂはａ図Ａ−Ａ線切断面図。第
６図ａ，ｂは本発明の他の実施例でａは平面図、
ｂはａ図Ｂ−Ｂ線切断面図。第７図は本発明のさ
らに別の実施例を示す斜視図。 Ｘ……抵抗大、Ｙ……抵抗小、１，１′……導
電性耐火材、２……半、非導電性耐火材、３，
３′……通電用ターミナル、４……溶鋼吐出口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ノズル本体を導電性耐火材で形成し、ノズル
   本体を通電加熱するようにした通電加熱用浸漬ノ
   ズルにおいて、上部に一対の通電用ターミナルを
   当接しノズル本体上端から溶鋼吐出口近傍までの
   間にあつて、一対の通電用ターミナルを当接し通
   電加熱する導電性耐火材１，１′間に該導電性耐
   火材１，１′間の通電路を迂回させる如く半導電
   性若しくは非導電性の耐火材を介在させたことを
   特徴とする通電加熱用浸漬ノズル。