JPH0212664B2 - - Google Patents

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JPH0212664B2
JPH0212664B2 JP55160544A JP16054480A JPH0212664B2 JP H0212664 B2 JPH0212664 B2 JP H0212664B2 JP 55160544 A JP55160544 A JP 55160544A JP 16054480 A JP16054480 A JP 16054480A JP H0212664 B2 JPH0212664 B2 JP H0212664B2
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JP
Japan
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nozzle
mgo
peripheral surface
fired refractory
fired
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JP55160544A
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JPS5785658A (en
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Akira Tabata
Hiroki Yanagi
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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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
    • B22D41/52Manufacturing or repairing thereof
    • B22D41/54Manufacturing or repairing thereof characterised by the materials used therefor

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、鋼の連続鋳造に用いられるイマージ
ヨンノズル、ロングノズル、シヨートノズル等の
鋳造用ノズルに関するものである。 鋳造用ノズルは鍋−鍋間、鍋−タンデツシユ
間、あるいはタンデツシユ−モールド間で溶鋼を
注入する場合、空気やスラグの巻込み防止、溶鋼
の飛散防止等を目的として使用されるものであ
る。 従来、ノズル材質としてはアルミナ−カーボン
(Al2C3−C)質が主として用いられている。し
かし、最近の連続鋳造技術の目ざましい発展は
益々多連鋳化傾向にあり、従来使用されている材
質では十分な耐用を示さなくなつている。また、
従来のアルミナ−カーボン質のものでは溶鋼から
析出するアルミナがノズル孔内に付着してノズル
閉塞を生じるという欠点がある。このノズル閉塞
を防止する方法として、ノズル孔内にAr又はO2
ガスを吹込むことが実施されているが、ガス吹込
機構を備えたノズルの製造は煩雑であること、ガ
ス吹出量が多い部分は溶鋼の乱流によつて局部溶
損を発生すること、ガスの使用は経済的でないこ
となどの欠点がある。また、ガスの吹き込みは、
ノズルの周方向に対して均一なガス噴出が困難で
ある。 一方、他のノズル材質としてマグネシア−カー
ボン(MgO−C)質ノズルが知られており、こ
のノズルはノズル閉塞の原因となるアルミナ付着
が極めて少なく、また溶鋼に対する耐溶損性にも
すぐれているが、反面、アルミナ−カーボン質ノ
ズルに比べて熱膨脹率が大きいため、耐スポール
性には比較的劣るという欠点を有する。その結
果、マグネシア−カーボン質ノズルは耐食性、耐
ノズル閉塞性などの固有の効果を有しているにも
拘わらず、ノズル形状が大型で複雑なものでは操
業条件が苛酷な場合、耐スポールの欠点を露顕し
やすいために安全、かつ安定した使用が成されて
いないのが現状である。 本発明は以上の実状に鑑みてなしたもので、溶
鋼スラグに対する耐食性、耐スポール性にすぐ
れ、しかもアルミナ付着によるノズル閉塞がない
鋳造用ノズルを提供することを目的とするもので
ある。 本発明は、ノズル内周面側をMgO90〜50wt
%、C10〜50wt%含有するMgO−C質焼成耐火
物となし、外周面側をAl2O3−C質焼成耐火物で
構成してなる鋳造用ノズルである。 このノズルは、内周面側をMgO−C質焼成耐
火物にしたことでノズル閉塞防止と、ノズル孔の
耐食性向上に効果がある。また、MgO−C質焼
成耐火物自身は耐スポーリング性に劣るが、外周
面側をAl2O3−C質焼成耐火物にしたことで、ノ
ズル全体としては耐スポーリング性に優れたもの
となる。 本発明のノズルが耐スポーリング性に優れるの
は、外周面側に配置したAl2O3−C質焼成耐火物
が耐スポールング性に優れた材質であることに加
え、外周面側、内周面側ともに炭素成分を含有し
たことで両者間の反応が防止されることにある。
例えばAl2O3−C質焼成耐火物からなる外周面側
に対して、炭素を含有しない例えばMgO質、
ZrO2質などを内周面側に配置すると反応による
組織の緻密化でノズルの耐スポールング性が低下
する。 本発明ノズルのうちイマージヨンノズル、ロン
グノズルは一部が溶鋼に浸漬され、外周面側のス
ラグと接する個所(スラグライン)の溶損が他の
部位に比べて著しい。そこでノズル外周面側のス
ラグライン相当部をZrO2−C質焼成耐火物にて
構成すると本発明ノズルの耐用鋳命は更に向上す
る。 図面は、いずれも本発明ノズルの実施態様を示
すもので、第1図は外周面側をAl2O3−C質焼成
耐火物1とし、内周面側全体をMgO−C質焼成
耐火物2としたものであり、第2図は外周面側は
第1図と同様にAl2O3−C質焼成耐火物1とし、
内周面側は一部をMgO−C質焼成耐火物2とし
たものである。第3図は、外周側をAl2O3−C質
焼成耐火物1にすると共にスラグライン部を
ZrO2−C質焼成耐火物3とし、内周面側をMgO
−C質焼成耐火物2にしたものである。第4図
は、内周面を部分的にMgO−C質焼成耐火物2
とし、外周側のスラグライン部をZrO2−C質焼
成耐火物3とし、その他の部分をAl2O3−C質焼
成耐火物1としたものである。 第2図および第4図のノズルは、内周面の一部
をMgO−C質焼成耐火物にしているが、これは
MgO−C質から発生してアルミナ析出物の付着
を防止する反応ガスが、溶鋼流と共にノズル内周
面全体を覆うことから、MgO−C質焼成耐火物
を必ずしも内周面側全体に設けなくとも効果が得
られるからである。また、MgO−C質焼成耐火
物は耐食性にもすぐれているため、図のように溶
損の大きい上・下端の角部に設けるのが好まし
い。 複合構成のノズルに関する従来技術としては、
(A)実公昭55−32699号、(B)実公昭55−32700号、(C)
特開昭54−66330号、(D)特開昭54−155124号など
の公報が掲げられる。しかし、前記のうち(A)、
(C)、(D)はスラグライン相当部をZrO2−C質焼成
耐火物で構成することを特徴とし、ノズル内周面
側の材質については何んら触れられていない。(B)
は外周面側をAl2O3−C質とし、内周面側をアル
ミナ析出物の付着が少ない耐火物で構成するとお
り、本発明ノズルもこの範ちゆうに入るものであ
るが、(B)においてアルミナ析出物の付着が少ない
耐火物として例示されているのはシリカ質、アル
ミナ質、ジルコニア質、マグネシア質、炭化珪素
質であり、本発明におけるMgO−C質焼成耐火
物については具体示されていない。すなわち、本
発明と引例(B)考案との相違は内周面側の材質の違
いである。 そこでノズル内周面側の材質について本発明の
MgO−C質焼成耐火物と、(B)実公昭55−32700号
の中で示されるマグネシア質を例にとつて耐食
性、耐スポール性および耐アルミナ付着性を比較
するといずれもMgO−C質焼成耐火物が好結果
が得られる。 これはMgO−C質焼成耐火物は操業中の高温
においてMgO+C→Mg↑+CO↑の反応式で示
される還元反応によつて反応ガスを生成し、この
ガス蒸発がノズル全面から行なわれてアルミナ付
着が防がれるものである。さらに、このガス蒸発
の生成によつてスラグ又溶鋼がノズル耐火物に接
触又は浸透し難いために耐食性が優れていると考
えられる。 また、本発明ノズルは内周面側、外周面側とも
に炭素成分を含有していることで、両者間は異質
材質であるにもかかわらず反応がなく、これが耐
スポール性向上に大きく寄与している。従来技術
では、内周面側と外周面側とを異質材質にしたノ
ズルにおいて、内外周面ともに炭素成分を含有さ
せたものは知られていない。 次に本発明ノズルの各材質の構成成分を述べ
る。まず、内周面側に使用するMgO−C質焼成
耐火物は、MgO;90〜50、C;10〜50wt%を含
有する。その他成分としてCr2O3、CaO、Al2O3
SiO2、ZrO2、Fe2O3、TiO2、Si、SiC、Si3N4
BN、B4C、Al、Na2O、K2O、P2O5などの1種
以上を20wt%以下、含有することができる。
MgO:90wt%以上、C;10wt%以下では耐スポ
ーリング性が低下し、しかもアルミナなどの付着
性が増加する。MgO50wt%以下又はC50wt%以
上では溶鋼に対する耐食性が低下する。使用する
原料としては、MgO源は、一般に耐火物用市販
のMgO含有量95wt%以上の焼結又は電融のマグ
ネシアクリンカーが好ましい。C源としては鱗状
黒鉛、土状黒鉛、カーボンブラツク、ピツチ、コ
ークス、石炭、コークス及びピツチ、フエノール
樹脂などの有機質バインダーの炭化物もこれに含
まれる。 外周面を構成するAl2O3−C質の化学成分は、
Al2O3;40〜70wt%、C20〜40wt%、その他成分
としてCr2O3、CaO、SiO2、Fe2O3、TiO2、Si、
SiC、Si3N4、BN、Al、Na2O、K2O、P2O5など
の1種以上を20wt%以下から成る。Al2O340wt
%以下では耐食性に劣り好ましくない。
Al2O370wt%以上では耐スポール性が低下するの
で良くない。またC20wt%以下では耐スポール性
が低下し、C40wt%以上は耐食性が劣化し、それ
ぞれ良くない。 Al2O3の原料としては、電融および焼結の合成
アルミナまたはボーキサイト、ムライト、シリマ
ナイト、カイヤナイトなどの天然及び合成品を使
用することができる。Cの原料としては、MgO
−C質焼成耐火物の説明で掲げたものを使用でき
る。 必要により外周面側のスラグライン相当部分を
構成するZrO2−C質焼成耐火物の化学成分は、
ZrO2;30〜90wt%、C;10〜50wt%を含有し、
その他の成分としてCr2O3、CaO、Al2O3、SiO2
Fe2O3、TiO2、Si、SiC、Si3N4、B4C、BN、
Al、Na2O3、K2O、P2O3などの1種以上を弊害
を生じない程度に20wt%以下含有させることが
できる。ZrO2としての使用原料としては、電融
又は焼結ジルコニア、天然ジルコンサンド及びこ
れの粉砕品、ジルコンクリンカーなど使用でき
る。 以下、実施例によつて本発明ノズルの製造工程
および製品使用結果について説明する。 実施例 1 まず、第1表に示す各配合物A.B.Cをそれぞれ
ミキサーで十分混合・混練して成形坏土を調整し
た。ついでアイソスタチツクプレスのラバー成形
枠に厚さ2mm程度の薄板からなる仕切枠を用いて
内側にMgO−C質坏土、外側にAl2O−C質坏
土、スラグライン相当部にZrO2−C質坏土にな
るよう各坏土を投入し、適当な振動を付与して充
填し、仕切枠を上方へ抜きとり、上蓋をして完全
にシールした後、このラバー成形枠をアイソスタ
チツクプレスの高圧筒に挿入し、プレス成形を行
なつた。成形圧は1000Kg/cm2である。得られた成
形体はコークス粉を詰めたサヤに入れ、1000℃の
温度で焼成した後、所定寸法に切削加工し、これ
に酸化防止材を表面塗布し、乾燥した。これによ
り、ノズル内周面側をMgO−C質焼成耐火物、
外周面側をAl2O3−C質焼成耐火物、ノズル外周
面側のスラグライン相当部をZrO2−C質焼成耐
火物の構成の第3図のイマージヨンノズルを得
た。
【表】
【表】 実施例 2 実施例1と同様の坏土製造方法をもつて、第2
図に示す様に外周面側をAl2O3−C質焼成耐火物
とし、内周面側をある間隔をもつてMgO−C質
焼成耐火物で構成してイマージヨンノズルを得
た。 比較例 1 表1のの配合物をもつて全体をAl2O3−C質
焼成耐火物とした従来公知のイマージヨンノズル
を得た。 比較例 2 外周面側を表1のの配合物をもつてAl2O3
C質焼成耐火物とし、内周面側をMgO−C質焼
成耐火物としたイマージヨンノズルとした。 比較例 3 表1のの配合物をもつて全体をMgO−C質
焼成耐火物にしたイマージヨンノズルを得た。 本発明実施例1、2と、比較例1、2のノズル
を用いてアルミキルド鋼を600屯鋳造した結果を
第2表に示す。比較例3は耐スポーリング性に著
しく劣るため、鋳造テストは行わなかつた。この
結果によると、本実施例ノズルはアルゴン吹込み
なしのものであつてもアルミナ付着によるノズル
閉塞が殆んど認められず、溶損による内孔拡大も
少なかつた。これに対し、比較例1、2は耐食
性、耐アルミナ付着性のいずれにも劣つている。
特に比較例1は、アルゴンガスを吹込みながらの
使用であつたが、本発明実施例より劣つていた。 耐スポーリング性の試験は、ノズルが破損する
と湯漏れ事故を招くので、テーブルテストに止め
た。その方法は、ノズル形状そのままで1500℃×
60分加熱後、水冷してキレツの発生状況を観察し
た。 本発明実施例および比較例1は、いずれもキレ
ツの発生が認められず、良好なものであつた。比
較例2は、内周面側と外周面側との反応による組
織の緻密化のためか微キレツが認められた。比較
例3はキレツが大きく、破損した。 本発明によれば、以上に述べたとおり、内周面
側をMgO−C質焼成耐火物、外周面側をAl2O3
C質焼成耐火物にしたことによつて、MgO−C
質焼成耐火物がもつ耐食性、ノズル閉塞防止の効
果を生かすと共に、耐スポーリング性に優れた鋳
造ノズルを得ることができる。 最近の連続鋳造技術は、一本のノズルで多数回
の鋳造を行う多連鋳化傾向にあり、従来のノズル
材質では対応できなくなつている。本発明は、鋳
造用ノズルに必要な三大要素ともいうべき耐食
性、ノズル閉塞防止、耐スポールングを兼ね備え
たことにより、多連鋳での使用においても十分な
耐用性を示す。その結果、本発明の鋳造用ノズル
を使用すれば連続鋳造工程の稼動率を格段に向上
させることができる。 また、本発明ノズルは、以上のように従来のア
ルゴン吹込み方法に比べて均等にガスを発生させ
ることが容易であり、その結果、アルゴンガス吹
込の場合に於ける局部溶損又は局部的な閉塞がな
く、更に高価且つ煩雑なアルゴンガスを使用しな
くて済む効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第4図はいずれも本発明ノズルの
実施例ノズルの説明図である。 1……Al2O3−C質焼成耐火物、2……MgO−
C質焼成耐火物、3……ZrO2−C質焼成耐火物。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ノズル内周面側をMgO90〜50wt%、C10〜
    50wt%含有するMgO−C質焼成耐火物となし、
    外周面側をAl2O3−C質焼成耐火物で構成してな
    る鋳造用ノズル。 2 ノズル外周面側のスラグライン相当部を
    ZrO2−C質焼成耐火物で構成した特許請求の範
    囲第1項記載の鋳造用ノズル。
JP55160544A 1980-11-14 1980-11-14 Nozzle for casting Granted JPS5785658A (en)

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