JP2000263200A

JP2000263200A - 連続鋳造用浸漬ノズル

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Publication number: JP2000263200A
Application number: JP11074599A
Authority: JP
Inventors: Osamu Nomura; 修野村; Shigeki Uchida; 茂樹内田; Uei Hayashi; ▲ウェイ▼ 林; Manabu Kakazu; 学嘉数
Original assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Current assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Priority date: 1999-03-18
Filing date: 1999-03-18
Publication date: 2000-09-26
Anticipated expiration: 2019-03-18
Also published as: US6279790B1; EP1036614A1; AU733878B2; ATE243593T1; DE60003479D1; EP1036614B1; AU2238700A; JP3421917B2; DE60003479T2

Abstract

(57)【要約】【課題】高酸素含有鋼、高Mn含有鋼、Ca処理鋼、ステ
ンレス鋼等の鋼種の鋳造に適し、耐熱衝撃性が良く、耐
溶損性が高く、且つ製造条件を改善し、結果として製造
コストを安くした連続鋳造用浸漬ノズルを提供するこ
と。【解決手段】 AG質の耐火材料で構成されている本体材
部分11、黒鉛を含有せず、スピネルが90重量％以上、他
の成分が10重量％以下の黒鉛レス耐火材料で構成された
内孔部分12、黒鉛が5〜35重量％、スピネル（MgO-Al₂O₃
系）が65重量％以上、他の成分が10重量％以下の黒鉛含
有耐火材料で構成された吐出孔周り部分13、そして、Zr
O₂-C 系耐火材料で構成されているパウダーライン部14
からなる連続鋳造用浸漬ノズル。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、連続鋳造用浸漬ノ
ズル、特に、高酸素含有鋼、高Mn含有鋼、Ca処理鋼、ス
テンレス鋼等の鋼種の鋳造に適する連続鋳造用浸漬ノズ
ルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鋼の連続鋳造に際しては、タンディッシ
ュからモールド内へ溶鋼を導入するために浸漬ノズルが
用いられる。図８は、従来の浸漬ノズルの代表的な構造
を示すものである。図８に示されているように、浸漬ノ
ズル本体１内に１つの垂直方向の内孔２、及び内孔２の
方向と垂直または近似に垂直する数個の吐出孔３を有す
る。タンディッシュからの溶鋼は、ノズルの内孔２に入
ってから吐出孔３を通って分流され、モールド内に均一
注入される。

【０００３】浸漬ノズルとして、従来からAl₂O₃-SiO₂-C
質（以下、「AG質」という）浸漬ノズルが最も広く用い
られている。図７は、従来のAG質浸漬ノズルの配材パタ
ーンを示す図である。図７に示されているように、モー
ルドパウダーライン部14がZrO₂-C質で、それ以外の浸漬
ノズル本体11部分は、すべてAG質である。

【０００４】AG質浸漬ノズルは、耐スポーリング性に優
れているが、高酸素含有鋼、高Mn含有鋼、Ca処理鋼やス
テンレス鋼などの鋼種の鋳造に用いられる場合は、異常
溶損がしばしば生じる。また、AG質浸漬ノズルの溶損に
よって鋼の成分が変化し、特に炭素濃度が増加する。こ
れらは、浸漬ノズルの使用寿命の低下を招くばかりでな
く、製鋼工程操業上の支障となり、鋼材の品質にも悪影
響を与えている。それゆえ、新しい浸漬ノズルの開発
が、非常に重要な技術課題となっている。

【０００５】一方、従来、５重量％を越えるSiO₂を含ま
ず、Al₂O₃ ，MgO ，ZrO₂のいずれか一種または二種以上
の組合せを90重量％以上含有したカーボンレスの耐火材
料でノズルの内面を構成した浸漬ノズル（特開平３−２
４３２５８号公報）が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者ら
は、高酸素含有鋼、高Mn含有鋼、Ca処理鋼やステンレス
鋼などの鋼種の鋳造におけるAG質浸漬ノズルの溶損機構
について研究を行い、次のような機構を見いだした。

【０００７】まず、耐火物が溶鋼と接触すると、その稼
働面中の黒鉛が溶鋼に速やかに溶解し、すなわち、 C(s)＝Ｃ (1) その結果、稼働面は、Al₂O₃-SiO₂系酸化物のみとなる。
その後、高酸素含有鋼、高Mn含有鋼及びステンレス鋼の
場合は、溶鋼中の溶解状態元素であるMn，O ，FeがMnO
，FeO 状態で稼働面に浸透する。すなわち、Mn ＋ O ＝(MnO) (2) Fe ＋ O ＝(FeO) (3) さらに、溶鋼中のMnO-FeO 系の介在物が稼働面へ衝突、
付着する。この２つの現象で浸透してきたMnO ，FeO
は、稼働面中のAl₂O₃ ，SiO₂と反応して、Al₂O₃-SiO₂-M
nO-FeO系の液体スラグを生成する。スラグは、溶鋼の流
れに流失しやすいので、その結果として、ノズル耐火物
の溶損が生じる。

【０００８】また、Ca処理鋼の場合は、溶鋼中のCaが稼
働面中のAl₂O₃やSiO₂を還元し、CaOを生成させる。すな
わち、 SiO₂(s) ＋２Ca＝２(CaO) ＋Si (4) Al₂O₃(s)＋３Ca＝３(CaO) ＋２Al (5) このようなCaO は、稼働面に浸透する。さらに、溶鋼中
の液体のCaO-Al₂O₃ 系の介在物も稼働面へ衝突、付着す
る。その結果、稼働面ではCaO-Al₂O₃-SiO₂系の液体スラ
グが生じ、ノズル耐火物の溶損が発生する。

【０００９】このような知見から明かなように、前記の
特開平３−２４３２５８号公報に記載のノズルには、問
題があることがわかる。すなわち、１）耐火物が90重量％以上のAl₂O₃，ZrO₂を含有するも
のであっても、上記の(2)〜(5) 式に示すような反応が
起こり、また溶鋼中の介在物も同様に付着し、結果とし
て、稼働面での液体スラグの生成、及びこれに起因する
ノズル耐火物の溶損が不可避である。２）また、Al₂O₃ ，ZrO₂、特にMgO を90重量％以上含有
する耐火物を、ノズルの吐出孔も含む浸漬ノズルの内面
に配置する場合は、吐出孔の周りには亀裂が非常に発生
しやすい。これは、Al₂O₃ ，ZrO₂、特にMgO を90重量％
以上含有する耐火物の熱膨張率が大きく、また浸漬ノズ
ルの吐出孔の周りには熱衝撃を受ける稼働面の数が多
く、応力集中しやすい複雑な形状となっているためであ
る。

【００１０】本発明者等は、先に、上記の知見、上記の
問題点に鑑み、「高酸素含有鋼、高Mn含有鋼、Ca処理
鋼、ステンレス鋼等の鋼種を鋳造する際に使用する、耐
溶損性及び耐熱衝撃性の連続鋳造用浸漬ノズル」を提案
している。（特願平１０−６１４３号）

【００１１】そこで、本発明者等は、先に提案した発明
について更に検討し、耐火材料の充填成形性、焼結性等
の製造条件等についても改善を図るべくしてなされたも
のであって、その目的とするところは、「高酸素含有
鋼、高Mn含有鋼、Ca処理鋼、ステンレス鋼等の鋼種の鋳
造に適し、耐熱衝撃性が良く、耐溶損性が高く、且つ製
造条件を改善し、結果として製造コストを安くした浸漬
ノズル」を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、先に提案
した発明における溶鋼と耐火物の化学反応、浸漬ノズル
の熱応力に関する知見をもとにし、更に、浸漬ノズルの
製造プロセスについても鋭意研究を重ね、得られた知見
に基づいて本発明を成すに至った。

【００１３】すなわち、本発明に係わる連続鋳造用浸漬
ノズルは、「タンディッシュからモールド内へ溶鋼を導
入するために用いられる浸漬ノズルにおいて、ノズルの
吐出孔の周り部分の少なくとも一部、好ましくは、吐出
孔の周りの大部分が、黒鉛が５〜35重量％、スピネル
（MgO-Al₂O₃ 系）が65重量％以上、他の成分が10重量％
以下の黒鉛含有耐火材料であり、且つノズルの内孔部分
の少なくとも一部、好ましくは、内孔部分の大部分が、
黒鉛が含有されず、スピネルが90重量％以上、他の成分
が10重量％以下の黒鉛レス耐火材料であることを特徴と
する連続鋳造用浸漬ノズル。」（請求項１）を要旨（発
明を特定する事項）とする。

【００１４】また、本発明に係わる連続鋳造用浸漬ノズ
ルは、・「前記スピネル中のMgO 含有量が20〜45重量％、Al₂O
₃ 含有量が55〜80重量％であること」（請求項２）、・「前記スピネルの耐火原料の粒度として、粒径が１mm
以下の原料が95重量％以上、且つ粒径が0.5mm 以下の原
料が70重量％以上であるスピネルの耐火原料を使用する
こと」（請求項３）、・「前記スピネルを含有するノズル内孔の厚みが１〜10
mmであること」（請求項４）、・「前記吐出孔の周り部分、前記内孔部分及びノズル本
体部分、又は、それらとパウダーライン部とが、成形時
において同時に成形された一体構造を有すること」（請
求項５）、を特徴とするものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる連続鋳造用
浸漬ノズル（以下、「本発明のノズル」という）につい
て詳細に説明する。先ず、本発明のノズルは、吐出孔の
周り部分の少なくとも一部、好ましくは、吐出孔の周り
の大部分が、黒鉛が５〜35重量％、スピネル（MgO-Al₂O
₃ 系）が65重量％以上、他の成分が10重量％以下（他の
成分がゼロの場合を含む）の黒鉛含有耐火物材料であ
り、且つノズルの内孔部分の少なくとも一部、好ましく
は、内孔部分の大部分が、黒鉛が含有されず、スピネル
が90重量％以上、他の成分が10重量％以下（他の成分が
ゼロの場合を含む）の黒鉛レス耐火材料であるところに
特徴がある。

【００１６】このような構成とするのは、スピネル中の
MnO ，FeO またはCaO の熱力学的活量が非常に大きく、
(2) 〜(5) 式に示す反応が起こりにくいので、スピネル
への溶鋼中のMnO ，FeO またはCaO の浸透が難しいこと
を、本発明者らが、見いだしたことによるものである。
このようにして、ノズルの稼働面における耐火材料中の
骨材の主成分をスピネルとすると、高酸素含有鋼、高Mn
含有鋼、Ca処理鋼、ステンレス鋼等の鋼種の鋳造に使用
しても、ノズルが溶損しにくくなる。

【００１７】使用する耐火材料の鉱物組成を制御するこ
とは、本発明のノズルにおいて、重要なポイントの１つ
である。すなわち、類似の化学成分であっても構成鉱物
（結晶構造）が違うと溶鋼との反応性が異なり、ひいて
は耐溶損性に大きな差が生じるからである。例えば、ス
ピネルと、“MgO とAl₂O₃ とが混在しているもの”と
は、化学成分は同じでも、スピネルのほうが耐溶損性は
顕著に高い。本発明において、「スピネル（MgO-Al₂O₃
系）」とは、“分子式がMgO・Al₂O₃である理論組成のス
ピネル”及び／又はMgO リッチな非理論組成のスピネル
及び／又はAl₂O₃ リッチな非理論組成のスピネル（但
し、MgO リッチ分、Al₂O₃ リッチ分は、遊離の形で存在
するものではない）を意味するものとする。

【００１８】また、主成分のスピネル以外に、その他の
成分として、ノズルの製造条件および製鋼の操業条件に
応じて、耐火材料の焼結性、充填成形性や耐大気酸化性
等の特性をさらに大きくするために、CaO，BaO，BeO, M
gO，ZrO₂，Al₂O₃, SiO₂, Cr₂O₃, NbO₂, V₂O₃, K₂O, Na₂
O, 酸化チタン，酸化鉄，酸化マンガンおよび希土類酸
化物（例えば、Y₂O₃,CeO₂）などの酸化物、SiC，Al
₄C₃，TiC, ZrC, NbC, VC,Cr₃C₂, B₄Cなどの炭化物、Si₃
N₄，AlN，BNなどの窒化物、ZrB₂,TiB₂, VB₂, CrB₂, W₂B
₅等のほう化物、ALON, SIALONなどの酸窒化物、Al，S
i，Fe，Mo，Mn，W，ZrSi,FeSi₂などの金属または金属間
化合物、の１種または２種以上の組み合わせを配合して
も良い。しかし、その配合量を10重量％以下にすること
が望ましい。その配合量が10重量％を超えると、ノズル
の耐溶損性が低減するからである。

【００１９】また、吐出孔の周り部分の少なくとも一
部、好ましくは、吐出孔の周りの大部分が、黒鉛を５〜
35重量％含有するので、ノズルの耐熱衝撃性が良く、使
用中割れが生じることはない。また、ノズルから溶鋼に
溶解する炭素濃度は無視できるほど小さい。黒鉛を５重
量％未満含有させると、ノズルの耐熱衝撃性が悪く、使
用中割れることがあるので、望ましくない。一方、黒鉛
を35重量％を超えて含有させると、(1) 式に示す黒鉛の
溶鋼への溶解反応によって、ノズルが大きく損傷し、し
かもノズルによる溶鋼の炭素濃度の増加も大きすぎるの
で、望ましくない。

【００２０】また、溶鋼と接する面積が大きいノズルの
内孔部分の少なくとも一部、好ましくは、内孔部分の大
部分が、黒鉛レスであるので、ノズルから溶鋼に溶解す
る炭素は無視できるほど小さくなる。なお、製造工程で
の混練の際に、結合材として有機質のバインダーを添加
する場合、そのバインダーは、ノズルの焼成段階で分解
し、残炭として耐火物に残っても、その残炭が５重量％
以下であれば特に問題がないので、この場合も、“黒鉛
レス耐火材料”に該当するものとする。次に、本発明の
ノズルに用いられるスピネル中のMgO 含有量が、20〜45
重量％、Al₂O₃ 含有量が、55〜80重量％であるところに
も特徴がある。スピネル中の理論構造スピネル相（MgO
・Al₂O₃ ）の重量比が多いほど、スピネルへ溶鋼からの
MnO ，FeO またはCaO の浸透量が少なくなり、スピネル
の耐溶損性も良くなる。スピネル中のMgO 含有量が、20
重量％未満又は45重量％を超えると、あるいはAl₂O₃ 含
有量が、55重量％未満又は80重量％を超えると、理論構
造スピネル相の重量比が少なくなりすぎるので、ノズル
の耐溶損性が落ちて、望ましくない。

【００２１】また、本発明のノズルに用いるスピネルの
耐火原料の粒度として、粒径が１mm以下のものが95重量
％以上、且つ粒径が0.5mm 以下のものが70重量％以上で
あるところにも特徴がある。１mmを超えるものが５重量
％を超えると、原料の粒径が大きすぎ、使用時に耐火組
織、特に溶鋼の流れが激しい吐出孔周り部分の耐火組織
の脆化、粒子の抜け落ち等の原因となる。また、0.5mm
以下のものが70重量％未満であると、成形性が劣り満足
な成形体が得られないことが多い。本発明において、
「スピネルの耐火原料の粒度」とは、耐火原料としての
スピネル自体の粒度及び／又はスピネルを形成するため
の耐火原料の粒度を意味するものとする。

【００２２】また、本発明のノズルのスピネルを含有す
る内孔部分の厚みが１〜10mmであるところにも特徴があ
る。その厚みが１mm未満であれば、内孔部分の強度が小
さすぎて、溶鋼流れの衝撃に絶えることができず、ノズ
ル本体から脱落する恐れがある。また、10mmを超える
と、ノズル本体を構成する耐火物との熱膨張差が大きい
ので、これに由来する亀裂が発生する恐れがあり（耐熱
衝撃性が劣化）、望ましくない。

【００２３】さらに、本発明のノズルは、成形時におい
て同時に成形された一体構造を有するところにも特徴が
ある。スピネルを含有する内孔部分あるいは吐出孔の周
り部分をノズル本体と別に成形し、その後ノズル本体の
内側に内挿するというノズルの構造であると、内孔部分
あるいは吐出孔周り部分とノズル本体との間には隙間が
生じ、その部分がノズル本体から剥離しやすい。また、
このような構造のノズルを製造するには、ノズルの製造
工程が大変複雑となり、また工程数も増え、製造コスト
が大変高くなる。

【００２４】そこで、本発明のノズルを製造する際に
は、ノズルの内孔部分および吐出孔周り部分を構成する
耐火材料の原料混合物、およびノズル本体を構成する耐
火材料の原料混合物の中にフェノール樹脂や多糖類など
のバインダーを加えて混練した後、型枠の所定の位置に
充填する。次は、CIP 法などにより同時に加圧成形し、
乾燥後、不焼成又は焼成して製造する。

【００２５】本発明のノズル本体を構成する耐火材料と
しては、従来から使用されているAG質耐火材料を用いる
ことができる。その化学成分として、慣用のもの、例え
ば、Al₂O₃ ：30〜90重量％、SiO₂：０〜35重量％、Ｃ：
10〜35重量％、を用いることができる。また、本体のモ
ールドパウダーライン部には慣用のZrO₂：60〜90重量
％、Ｃ：10〜30重量％のZrO₂-C耐火材料を用いることが
できる。

【００２６】本発明のノズルの吐出孔を加工する方法と
しては、従来AG質浸漬ノズルの吐出孔を加工する方法を
使うことができる。すなわち、上記のように、ノズルを
同時成形し、乾燥後、機械旋盤を使ってノズルの所定の
位置に孔を開ける。本発明のノズルの吐出孔周り部分
は、黒鉛を５重量％以上含有し、加工性が良いので、こ
の方法によって吐出孔が簡単に開けられる。以上のよう
に、本発明のノズルは、製造工程が簡単で、工程数が少
なく製造コストが安いので、大量の工業的生産に適して
いる。

【００２７】以下に本発明の実施の形態について、図面
を参照して説明するが、本発明は、以下の実施の形態に
限定されるものではなく、前記“発明を特定する事項”
の範囲内で適宜変更、変形することができるものであ
る。

【００２８】（第１の実施の形態）図１は、本発明のノ
ズルの第１の実施の形態を示す図（配材パターン１）で
あり、11は、AG質の耐火材料で構成されている本体材部
分を示し、12は、黒鉛が含有されず、スピネルが90重量
％以上、他の成分が10重量％以下の黒鉛レス耐火材料で
構成された内孔部分を示し、13は、黒鉛が5〜35重量
％、スピネル（MgO-Al₂O₃系）が65重量％以上、他の成
分が10重量％以下の黒鉛含有耐火材料で構成された吐出
孔周り部分を示し、そして、 14は、ZrO₂-C 系耐火材料
で構成されているパウダーライン部を示している。

【００２９】（第２の実施の形態）図２は、本発明のノ
ズルの第２の実施の形態を示す図（配材パターン２）で
あり、11は、AG質の耐火材料で構成されている本体材部
分を示し、12は、黒鉛が含有されず、スピネルが90重量
％以上、他の成分が10重量％以下の黒鉛レス耐火材料で
構成された内孔部分を示し、13は、黒鉛が5〜35重量
％、スピネル（MgO-Al₂O₃系）が65重量％以上、他の成
分が10重量％以下の黒鉛含有耐火材料で構成された吐出
孔周り部分を示し、そして、 14は、ZrO₂-C 系耐火材料
で構成されているパウダーライン部を示している。

【００３０】（第３の実施の形態）図３は、本発明のノ
ズルの第３の実施の形態を示す図（配材パターン３）で
あり、11は、AG質の耐火材料で構成されている本体材部
分を示し、12は、黒鉛が含有されず、スピネルが90重量
％以上、他の成分が10重量％以下の黒鉛レス耐火材料で
構成された内孔部分を示し、13は、黒鉛が5〜35重量
％、スピネル（MgO-Al₂O₃系）が65重量％以上、他の成
分が10重量％以下の黒鉛含有耐火材料で構成された吐出
孔周り部分を示し、そして、 14は、ZrO₂-C 系耐火材料
で構成されているパウダーライン部を示している。

【００３１】（第４の実施の形態）図４は、本発明のノ
ズルの第４の実施の形態を示す図（配材パターン４）で
あり、11は、AG質の耐火材料で構成されている本体材部
分を示し、12は、黒鉛が含有されず、スピネルが90重量
％以上、他の成分が10重量％以下の黒鉛レス耐火材料で
構成された内孔部分を示し、13は、黒鉛が5〜35重量
％、スピネル（MgO-Al₂O₃系）が65重量％以上、他の成
分が10重量％以下の黒鉛含有耐火材料で構成された吐出
孔周り部分を示し、そして、 14は、ZrO₂-C 系耐火材料
で構成されているパウダーライン部を示している。

【００３２】（第５の実施の形態）図５は、本発明のノ
ズルの第５の実施の形態を示す図（配材パターン５）で
あり、11は、AG質の耐火材料で構成されている本体材部
分を示し、12は、黒鉛が含有されず、スピネルが90重量
％以上、他の成分が10重量％以下の黒鉛レス耐火材料で
構成された内孔部分を示し、13は、黒鉛が5〜35重量
％、スピネル（MgO-Al₂O₃系）が65重量％以上、他の成
分が10重量％以下の黒鉛含有耐火材料で構成された吐出
孔周り部分を示し、そして、 14は、ZrO₂-C 系耐火材料
で構成されているパウダーライン部を示している。

【００３３】また、本発明をより明らかにするために、
以下に、比較のための配材パターンを示す。図６は、上
記本発明の第１〜５の実施の形態における配材パターン
１〜５とは異なる配材パターン６を示す図であって、11
は、AG質の耐火材料で構成されている本体材部分を示
し、（上記配材パターン１〜５においては、内孔部部分
と吐出孔周り部分とに用いられる耐火材料が異なってい
るのに対し）、内孔部部分12と吐出孔周り部分13とに用
いられる耐火材料が同じ耐火材料で構成されているこ
と、即ち、配材パターン６においては、内孔部部分12と
吐出孔周り部分13とが同じ耐火材料の、黒鉛が含有され
ず、スピネルが90重量％以上、他の成分が10重量％以下
の黒鉛レス耐火材料で構成され、そして、14は、ZrO₂-C
系耐火材料で構成されているパウダーライン部を示して
いる。

【００３４】

【実施例】次に、本発明の実施例を比較例と共に挙げ、
本発明を具体的に説明するが、その前に各種試験例を示
す。

【００３５】［試験例］表１に示した鉱物相の原料を表
１に示した成分割合になるように配合した原料配合物を
用いて、本発明用試料１〜８、比較用試料１〜６を得
た。そして、本発明用試料１〜８及び比較用試料１〜６
の各試料を用い、各種の評価試験を行った。

【００３６】

【表１】

【００３７】＜耐溶損性の評価試験＞上記の各試料を用
い溶鋼に浸漬して、耐溶損性についての評価試験を行っ
た。高周波炉にてアルゴン雰囲気下で高酸素含有鋼を溶
かし1580℃で保持した後、直径が40mm、高さが230mm の
試料を溶鋼に浸漬し、さらに100rpmの速度で60分間回転
させた。その後、各試料の直径の溶損量を測定し、比較
用試料のAG質耐火物の溶損量を１とした溶損指数にて各
試料の耐溶損性を評価した。溶損指数が小さいほど、耐
溶損性が良い。また、高Mn含有鋼、Ca処理鋼及びステン
レス鋼についても同じ試験を行った。各試験結果を表１
に示した。

【００３８】表１から次のことが明らかとなった。すな
わち、１）いずれの溶鋼の場合でも、本発明用試料１〜８は溶
損が非常に小さかった。２）いずれの溶鋼の場合でも、常用されている比較用試
料１のAG質耐火物の溶損は最も大きかった。次いで、比
較用試料２、試料３、試料６及び試料４、試料５の順と
なっている。比較用試料４と５とは、さらに多くの亀裂
が出ていた。３）溶損に及ぼす黒鉛の含有量の影響については、本発
明用試料４，５と６を比較用試料６と比べると、黒鉛の
含有量が35重量％以下であれば、その影響があまりない
ことがわかる。

【００３９】［実施例１〜３，比較例１〜４］本発明の
実施例１〜３は、表２に示したように、本発明用試料
１，６，７を内孔部分用、本発明用試料４，８を吐出孔
周り部分用とし、図１，２，５に記載のような配材パタ
ーンとして本発明のノズルを得たものである。また、比
較例１，２は、表２に示したように、本発明用試料１，
７を内孔部分用と吐出孔周り部分用との両方に使用し、
図６に記載のような配材パターンとして比較例のノズル
を得たものである。更に、比較例３，４は、表２に示し
たように、比較用試料３，５を内孔部分用と吐出孔周り
部分用との両方に使用し、図６に記載のような配材パタ
ーンとして比較例のノズルを得たものである。

【００４０】

【表２】

【００４１】＜耐熱衝撃性の評価試験＞本発明のノズル
と比較例のノズルを用いて、次の試験方法でノズルの耐
熱衝撃性を評価した。すなわち、各ノズルを実寸の浸漬
ノズルとして作成し、予熱せずに300tの溶鋼に３分間浸
漬した。浸漬後、ノズルを引き上げ空冷して、ノズルが
割れるかどうかを確認した。また、ノズルを切断し、中
に亀裂が発生したかどうかを確認した。試験結果を表２
に示した。表２の結果から、比較用ノズルは、いずれも
割れが生じ、亀裂も出ているのに対して、本発明のノズ
ルは、いずれも割れることなく、亀裂も出ておらず、耐
熱衝撃性が非常に良いことがわかった。

【００４２】＜実機鋳造テスト＞本発明のノズルと比較
用のノズルを用いて、それぞれ高酸素含有鋼、高Mn含有
鋼、Ca処理鋼およびステンレス鋼の連続鋳造テストを行
った。本発明のノズルとしては、表２に示した実施例１
のノズルを用い、比較用のノズルとしては、図７に示し
た従来のAG質浸漬ノズルを用いた。各鋼種の場合のテス
ト後の浸漬ノズルの最大溶損量（溶損指数）を、各鋼種
の成分と共に、表３に示す。

【００４３】

【表３】

【００４４】いずれの場合でも、従来のAG質浸漬ノズル
が大きく溶損したが、本発明のノズルはあまり溶損せ
ず、耐溶損性が非常に良かった。また、いずれの場合で
もノズルに亀裂が生じず、安全操業することができた。
特に、鋳造後の鋼材の欠陥（スリバー、ヘゲなど）が大
幅に低減し、鋼材の品質が向上した。

【００４５】なお、本発明のノズル、従来のAG質浸漬ノ
ズルを、Alキルド鋼の鋳造に用いてテストを行った。そ
の結果、従来のAG質浸漬ノズルでは、稼働面に厚いAl₂O
₃ 付着層が生成し、ノズル閉塞が生じたが、本発明のノ
ズルでは、稼働面にAl₂O₃ 付着層がわずかで、閉塞が生
じなかった。すなわち、本発明のノズルには、ノズル閉
塞抑制効果も得られることがわかった。

【００４６】

【発明の効果】以上のように、本発明のノズルは、ノズ
ルの吐出孔の周り部分の少なくとも一部が、黒鉛が５〜
35重量％、スピネル（MgO −Al₂O₃ 系）が65重量％以
上、他の成分が10重量％以下の黒鉛含有耐火材料であ
り、且つノズルの内孔部分の少なくとも一部が、黒鉛が
含有されず、スピネルが90重量％以上、他の成分が10重
量％以下の黒鉛レス耐火材料であることにより、耐熱衝
撃性が良く、耐溶損性が高く、且つ製造が容易であると
いう優れた効果をそうする。また、本発明のノズルを使
用することにより、ノズルの使用寿命が長くなり、鋼材
の品質が向上し、操業が安定になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のノズルの第１の実施の態様を示す図で
ある。

【図２】本発明のノズルの第２の実施の態様を示す図で
ある。

【図３】本発明のノズルの第３の実施の態様を示す図で
ある。

【図４】本発明のノズルの第４の実施の態様を示す図で
ある。

【図５】本発明のノズルの第５の実施の態様を示す図で
ある。

【図６】比較用浸漬ノズルの配材パターンを示す図であ
る。

【図７】従来のＡＧ質ノズルの配材パターンを示す図で
ある。

【図８】浸漬ノズルの代表的な形状を示す図である。

【符号の説明】

１本体２内孔３吐出孔１１本体材部分１２内孔部分１３吐出孔周り部分１４パウダーライン部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者林 ▲ウェイ▼ 東京都千代田区大手町二丁目２番１号品川白煉瓦株式会社内 (72)発明者嘉数学東京都千代田区大手町二丁目２番１号品川白煉瓦株式会社内Ｆターム(参考） 4E014 DA01 DA02 4G030 AA07 AA36 AA60 BA30 CA04 GA09 GA11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】タンディッシュからモールド内へ溶鋼を
導入するために用いられる浸漬ノズルにおいて、ノズル
の吐出孔の周り部分の少なくとも一部が、黒鉛が５〜35
重量％、スピネル（MgO −Al₂O₃ 系）が65重量％以上、
他の成分が10重量％以下の黒鉛含有耐火材料であり、且
つノズルの内孔部分の少なくとも一部が、黒鉛が含有さ
れず、スピネルが90重量％以上、他の成分が10重量％以
下の黒鉛レス耐火材料であることを特徴とする連続鋳造
用浸漬ノズル。
【請求項２】前記スピネル中のMgO含有量が20〜45重
量％、Al₂O₃含有量が55〜80重量％であることを特徴と
する請求項１に記載の連続鋳造用浸漬ノズル。
【請求項３】前記スピネルの耐火原料の粒度として、
粒径が１mm以下の原料が95重量％以上、且つ粒径が0.5m
m 以下の原料が70重量％以上であるスピネルの耐火原料
を使用したことを特徴とする請求項１又は２に記載の連
続鋳造用浸漬ノズル。
【請求項４】前記スピネルを含有するノズル内孔の厚
みが１〜10mmであることを特徴とする請求項１〜３のい
ずれかに記載の連続鋳造用浸漬ノズル。
【請求項５】前記吐出孔の周り部分、前記内孔部分及
びノズル本体部分、又は、それらとパウダーライン部と
が、成形時において同時に成形された一体構造を有する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の連続
鋳造用浸漬ノズル。