JPH0211255A - 不焼成アルミナカーボン質鋳造用ノズル - 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、連続鋳造設備等に用いられる鋳造用ノズルに
関するものである。

〔従来の技術および発明が解決しようとする課題〕鋼の
連続鋳造において、溶鋼を酸化させることな（他の容器
に移送させるために鋳造用ノズルが使用されている。

従来よりこのようなノズル材質として、耐熱スポール性
の要求のため溶融シリカ質あるいはアルミナカーボン質
のものが知られている。しかし、溶融シリカ質は耐熱ス
ポール性は非常にすぐれているものの、溶＃Ｉ（特にマ
ンガン鋼）に対する耐蝕性が極端に低いこと、あるいは
−度使用すると溶融シリカの失透変質により耐熱スポー
ル性が低下するために、長時間連続鋳造や多数回連続鋳
造には使用できず、特殊な用途以外はアルミナカーボン
質が主流になっている。アルミナカーボン質も耐熱スポ
ール性は比較的満足すべき性能をもっているが、そのカ
ーボンの酸化のためスラグ・メタル界面での耐スラグ性
は不十分で、スラグライン部だけ高耐蝕性材料のリング
をはめこむ対策をとっている。しかし、この方法ではリ
ングと基材との熱膨張差によって継ぎ目から亀裂が発生
したリリングが脱落することがあった。その上、アルミ
ナカーボン質鋳造用ノズルの製造は、通常成形方法にラ
バープレスを用い長時間に渡る還元焼成、さらに切削に
よる仕上げ加工を行わなければならない等、設備・工程
面でコスト高とならざるを得ないものとなっている。こ
の点で、より簡便で成形性に優れる振動成形法や遠心成
形法を利用した不焼成材質によるノズルの製造が好まし
いが、この方法においても耐スラグ性に関してはと記し
たような問題点があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、遠心成形法を利用した不焼成材質による
低コストのノズルを供給し、しかも耐スラグ性を改良す
る方法について種々検討した結果、遠心成形法によりス
ラグに接触するノズル外周部は耐スラグ性を上げるため
にアルミナリッチにして、耐スラグ性を必要としない内
周はカーボンリツＰＩこ連続的に成形することにより、
高い耐蝕性と耐熱スポール性を併せ持つ特性が得られる
ことに着目して本発明をなしえた。その要旨は、粒径８
〜１ｆｆを２０〜４０重量％含有するカーボン質粒子４
０〜６０ｆｆｉｆｔ％、粒径１〜０．０７４ｎを１０〜
２６重量％含有するアルミナ質粒子５０〜８０重量％、
さらに添加物を加えた配合物にシリカゾルバインダーを
１１〜１５重量％（外掛）を添加、混練して得た練り土
状材料を１５〜８５Ｇで１５〜２０分間遠心成形して締
め固めることにより、比重差によりアルミナ質粒子をノ
ズル外局方向に多くなるように、カーボン質粒子をノズ
ル内周方向に多くなるように混在させた不焼成アルミナ
カーボン質鋳造用ノズルである。

以下、本発明の詳細な説明する。

カーボン質粒子としては、人造黒鉛、チップ状天然鱗状
黒鉛、土状黒鉛、造粒黒鉛、コークス、カーボンブラッ
ク、等どのようなものでも使用可能であり、それぞれを
粒度調整して使用する。８〜ＩＪＩ１１を２０〜４０重
量％含有させることにより、遠心力によってノズル内周
に耐熱スポール性の要求を満足するようにカーボン質粒
子を混在させることが可能となる。４０重輩％以上では
、粗粒子が多くなりすぎて充填がうまくいかない。又、
カーボン質粒子の配合は４０〜６０］ｉ量％が好ましく
、６０重量％以上では耐酸化性の低下が著しく耐蝕性も
低下する。４０ｍＥｆｆｉ％以下では、高い耐熱スポー
ル性が得られない。

アルミナ質粒子としては、天然高アルミナ質、焼結、電
融質等が使用可能であり、それぞれを粒度調整して使用
する。１〜０．０７４ｊ＠の粒度のものをアルミナ質原
料中に１０〜２６重量％含有させることにより耐熱スポ
ール性、耐スラグ性を満足するようにノズル外周にアル
ミナ質粒子を混在させることが可能である。２６ｉ盪％
以上では分離が極端になり耐熱スポール性の低下を来し
、１０重量％以下では耐スラグ性向上効果が小さい。ア
ルミナ質粒子の配合割合は５０〜８０重量％が好ましく
、５０重ＩＩｋ％以上では耐熱スポール性が低下し、８
０重量％以下ではその配合効果に乏しい。

これらにアルミナセメント等の水硬性結合剤、熱間強度
の向とのための金属シリコン、熱膨張を低下させる効果
もあるカーボン短ａ１Ｍ等の添加物を添加した配合物に
バインダーとしてシリカゾル溶液を添加、混練する。シ
リカゾル溶液としては、低ソーダの酸性シリカゾルが好
ましい。又、水でな（シリカゾルを混線液とするのは、
高温熱間強度及び耐酸化性の同上Ｉζ寄与するからであ
る。シリカゾルの添加量としては１１〜１５重量％（外
掛）が好ましく、１１重ｔ％以下では適切な作業性が得
られず、１５重量％以上では液量が多すぎて分離する。

このような練り土状材料を遠心成形用パイプ型枠内に投
入し、１５〜８５Ｇで１５〜２０分間遠心成形して締め
固めることにより、それぞれの粒子が比重差によって分
離して、第１図に示す様に、ノズル外局方向にはアルミ
ナ質粒子が多く混在したアルミナリッチ１１２を形成し
、ノズル内周方向にはカーボン質粒子が多く混在したカ
ーボンリッチ層１を形成した２贋式鋳造ノズルの製作が
可能になる。加える遠心力は１６〜８５Ｇが適切で、１
５Ｇ以下では充填が不十分で、８５Ｇ以とでは分離が極
端になり好ましくない。時間は加える遠心力により若干
異なるが、１５〜２０分行えば十分に締め固めることが
でき、これ以と行うと分離が極端になりすぎる。この場
合、各層の厚みは配合体のアルミナの割合を変化させる
ことで調節が可能である。振動成形ではこのように任意
の厚みを持った同心円状の２層構造とすることはできな
い。

成形後適当な養生を行えば気硬化し、その後乾燥を行う
だけで高温・長時間の焼成を行うことなく実使用に供す
ることができる。また成形体の寸法精度が耳く仕上げ加
工の必要がないため、安価な高耐蝕性鋳造用ノズルを供
給することができる。

さらにノズル内孔の溶鋼流に対する耐蝕性が必要な場合
には、と記方法で第２図に示す様に、所定の厚みのカー
ボンリッチ層１とアルミナリッチ層２を成形した後、ノ
ズル内孔３に別途アルミナ質耐火混合物を投入して再度
遠心力をかけることによりノズル内孔８にアルミナ質耐
火混合物層４を形成した８／１１式鋳造ノズルとするこ
とも可能である。

以下に実施例を示す。

〔実施例〕

第１表の上段に本発明の実施例と比較例の配合割合（重
量％）を示す。

第１表の下段には、強度、弾性率、熱膨張係数、耐蝕性
、耐酸化性、耐熱スポーリング性の結果を示す。

以下余白 注１）耐蝕性試験は誘導炉で鋼とスラグを溶融させ耐ス
ラグ性と耐溶鋼性を比較した。

注２）耐酸化性は大気中１ｏｏｏ″ｃｘａｈ焼成した後
の試片の断面観察によって酸化層面積／試片面積（％）
を比較した。

注３）外径１７０１１％長さ１２００Ｍのロングノズル
型枠に材料厚さが４０順になるように、ＢＯＧの遠心力
で２０分間遠心成形したものを、１６００°Ｃ溶鋼を注
湯して耐熱スポーリング性を比較した。

次に、第１表に示した実施例１と比較例１の配合物を、
外径１７０５ｆｌ、長さ１２００　ｆＩＮのロングノズ
ル型枠に材料厚さが４０１１１１１になるように、８０
Ｇの遠心力で２０分間遠心成形したものを、実機テスト
で耐蝕性を比較した。その結果を第２表に示す。

第２表 〔発明の効果〕 このようにして得られた本発明による鋳造用ノズルは、
アルミナ質骨材が外周部で多くなるために、スラグメタ
ル界面での耐蝕性が向上し、しかも熱間膨張率の低下が
得られ耐熱スポーリング性も回とした。又、シリカゾル
混線液を使ったために、水混練の場合と比べて耐酸化性
に優れ亮温熱間強度も十分である。さらに製造コストを
低くすることができたため、鋼の連続鋳造用耐火物の原
単価削減に貢献した。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の２層式鋳造ノズルの断面説明図、第
２図は、本発明の３層式鋳造ノズルの断面説明図である
。 第２図 代理人　弁理士　　渡　辺　弥　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 粒径３〜１ｍｍを２０〜４０重量％含有するカーボン質
   粒子４０〜６０重量％及び粒径１〜０．０７４ｍｍを１
   ０〜２６重量％含有するアルミナ質粒子５０〜３０重量
   ％の配合物に添加物を加え、これにシリカゾルバインダ
   ーを１１〜１５重量％（外掛）を添加、混練して得た練
   り土状材料を１５〜８５Ｇで１５〜２０分間遠心成形し
   て締め固めることにより、アルミナ質粒子をノズル外周
   方向に多くなるように、カーボン質粒子をノズル内周方
   向に多くなるように混在させたことを特徴とする不焼成
   アルミナカーボン質鋳造用ノズル