JPH0216183B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0216183B2 JPH0216183B2 JP8242184A JP8242184A JPH0216183B2 JP H0216183 B2 JPH0216183 B2 JP H0216183B2 JP 8242184 A JP8242184 A JP 8242184A JP 8242184 A JP8242184 A JP 8242184A JP H0216183 B2 JPH0216183 B2 JP H0216183B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- break ring
- break
- boron nitride
- thermal expansion
- ring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
- B22D11/045—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds for horizontal casting
- B22D11/047—Means for joining tundish to mould
- B22D11/0475—Means for joining tundish to mould characterised by use of a break ring
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Description
＜産業上の利用分野＞
この発明は水平連続鋳造用ブレークリングに関
し、詳しくは外周に熱膨張吸収層を設けたことを
特徴とする水平連続鋳造用ブレークリングに関す
るものである。 ＜従来の技術＞ 鋼の鋳造においてタンデイツシユ下部より水平
方向に鋳片を引抜く水平連続鋳造法（以下、水平
連鋳という）は、従来の垂直式の連続鋳造法に比
較して設備費が安価であるという理由から次第に
実用化されている。 水平連鋳用ブレークリングは第１図に示すよう
にリング４内面は溶鋼５に接し、外面は水冷され
たモールド３に接しているという非常に苛酷な条
件下で使用されている。そしてこのブレークリン
グの材質としては各種のものが提案されている。 ＜発明が解決しようとする課題＞ 本発明者等はこれら各種材質のブレークリング
を試作しテストした結果、アルミナ、ジルコニ
ア、窒化珪素の材質を使用したものは、いずれも
第２図の斜線部６に亀裂を生じて剥離し、この剥
離片が鋳片表面に付着する現象、鋳片表面に亀裂
が発生する現象やブレークリングの亀裂や剥離部
分から溶鋼漏れを起す欠点があつた。 一方、窒化硼素を材質とするブレークリングで
は上記の現象は見られなかつたが、窒化硼素は耐
摩耗性に劣り、寿命が短く、しかも難焼結性のた
め、高温で焼結する必要があるので製造コストが
高く、消耗品としてのブレークリング用材質とし
ては問題がある。 本発明者等は溶鋼耐食性のある、窒化硼素に代
わるブレークリング用材質について検討の検果、
マグネシア・カーボン・窒化珪素系複合体を用い
て強度、弾性率、熱伝導度が窒化硼素とほぼ同じ
であるブレークリングを試作し使用したが、やは
り亀裂や剥離を起こした。これは試作品の熱膨張
係数が窒化硼素品の約４倍もあることが原因であ
ると判明した。 水平連鋳用ブレークリング４はモールド３に圧
着固定されており、使用中ブレークリングは溶鋼
５により加熱され膨張するが、外周はモールド３
で拘束されており、しかもモールド３は水冷され
膨張量が少ないためブレークリング４のモールド
３との接触面には熱膨張に伴う応力が発生する。
特に第２図の斜線部６は２面より溶鋼５による加
熱を受けるのでより大きな応力を生じる。この応
力がブレークリングの破壊強度を上まわるため、
ブレークリングは亀裂、剥離を起こすと考えられ
る。 窒化硼素のブレークリングの熱膨張係数は非常
に小さいうえ、室温から500℃位までは逆に収縮
傾向にあるため、熱応力の発生は小さく、亀裂、
剥離を生じないのである。 以上の知見をもとに、熱膨張係数の大きいセラ
ミツクス材で作られているブレークリングの損傷
を防止するには、ブレークリング４とモールド３
との接触面にブレークリングの熱膨張を吸収する
層（以下、吸収層という）を設けて解決すればよ
いとの結論に達した。 この吸収層の具備すべき条件としては、(1)ブレ
ークリングの膨張による圧縮力により縮むこと、
(2)ブレークリングはモールドに圧入固定されるの
で、滑りやすく、しかもモールド表面を傷つけな
いこと、更に圧着によるブレークリングの歪を吸
収すること、(3)溶鋼耐食性であること、(4)鋳造開
始前のタンデイツシユの予熱で高温のガスと接触
するため耐酸化性であること、(5)ブレークリング
との接着能があること、等である。 ＜課題を解決するための手段＞ 本発明者等は上記諸条件を満足する吸収層の材
質、製造法、厚み等について種々検討の結果、こ
の発明を完成したものである。 この発明の熱膨張吸収層は窒化硼素粉末と無機
系接着剤との練状物、窒化硼素粉末50〜97重量％
およびアルミナ、ジルコニア、マグネシア、スピ
ネル、窒化珪素の群より選ばれた１種あるいは２
種以上の耐火材料50〜３重量％との混合粉末を無
機系接着剤で練つたもの、あるいはさらにこれら
の練状物に炭素繊維やアルミナ繊維等の無機繊維
を加えたものをブレークリング外周に塗布するこ
とによつて、または炭素繊維やアルミナ繊維等の
入らない前記練状物で炭素繊維やアルミナ繊維系
の無機繊維をブレークリング本体に張付けること
によつて得られる。 ブレークリングに張付ける炭素繊維やアルミナ
繊維としては繊維を織つたクロスを用いることが
より好ましい。 窒化硼素は潤滑性、耐酸化性、溶鋼耐食性に優
れ、また無機系接着剤を用いることで、酸化雰囲
気中において200℃以上に加熱されても酸化によ
る吸収層組織の劣化はなく、炭素繊維を用いた場
合にタンデイツシユの予熱排ガスによる炭素繊維
の酸化防止の上からも好都合である。使用する無
機系接着剤の種類及び窒化硼素との混合割合は作
業性及び他に使用する耐火材粉の種類と量により
適宜選択調整する。上記のペーストをブレークリ
ングに塗布あるいはクロスをペーストで張付けた
後乾燥し、非酸化性雰囲気中で熱処理し吸収層を
熱的に安定化させる。この熱処理は吸収層付きブ
レークリングがモールドに圧着固定された後、タ
ンデイツシユの予熱排ガスによる加熱あるいは溶
鋼による加熱に起因する寸法変化（特に吸収層の
収縮）の防止に役立つ。この熱処理温度は使用す
る無機接着剤の種類により適宜調整すればよい。 熱処理した吸収層付きブレークリングは所定寸
法に加工して使用される。なお、吸収層の厚さ
は、ブレークリングの材質及び形状寸法により適
宜設定すればよい。 この発明の熱膨張吸収層を設けたブレークリン
グは使用中に溶鋼の加熱による熱膨張で発生する
応力と歪を全て吸収層で消失し得る。 従つて、ブレークリング本体は溶鋼耐食性のあ
る材質を主眼にして選択出来るため、従来の吸収
層を設けないブレークリングや窒化硼素製のブレ
ークリングに比して大幅な耐用の向上が見られる
のである。 ＜実施例＞ 以下実施例によりこの発明をより詳細に説明す
る。 実施例 １〜５ 第１表１〜５に示す材質のブレークリング本体
（実施例３〜５のブレークリング本体は金属シリ
コンを配合し、窒素雰囲気中で反応焼結させて製
造したもの）それぞれの外周に粒径10μ以下の窒
化硼素粉末100重量部に液状けい酸ソーダ40重量
部を加えたペーストを２mmの厚さに塗り、乾燥後
窒素雰囲気中500℃、3hr加熱処理した。 熱処理したブレークリングを所定の寸法に加工
した。吸収層の厚さはブレークリングNo.１及びNo.
２は1.0mmとし、No.３〜５は0.4mmとした。吸収層
自体の化学成分はBN50重量％、SiO237重量％、
Na2O12重量％、圧縮強さ133Kg／cm2、ブレーク
リング本体との接着強さ63Kg／cm2であつた。
し、詳しくは外周に熱膨張吸収層を設けたことを
特徴とする水平連続鋳造用ブレークリングに関す
るものである。 ＜従来の技術＞ 鋼の鋳造においてタンデイツシユ下部より水平
方向に鋳片を引抜く水平連続鋳造法（以下、水平
連鋳という）は、従来の垂直式の連続鋳造法に比
較して設備費が安価であるという理由から次第に
実用化されている。 水平連鋳用ブレークリングは第１図に示すよう
にリング４内面は溶鋼５に接し、外面は水冷され
たモールド３に接しているという非常に苛酷な条
件下で使用されている。そしてこのブレークリン
グの材質としては各種のものが提案されている。 ＜発明が解決しようとする課題＞ 本発明者等はこれら各種材質のブレークリング
を試作しテストした結果、アルミナ、ジルコニ
ア、窒化珪素の材質を使用したものは、いずれも
第２図の斜線部６に亀裂を生じて剥離し、この剥
離片が鋳片表面に付着する現象、鋳片表面に亀裂
が発生する現象やブレークリングの亀裂や剥離部
分から溶鋼漏れを起す欠点があつた。 一方、窒化硼素を材質とするブレークリングで
は上記の現象は見られなかつたが、窒化硼素は耐
摩耗性に劣り、寿命が短く、しかも難焼結性のた
め、高温で焼結する必要があるので製造コストが
高く、消耗品としてのブレークリング用材質とし
ては問題がある。 本発明者等は溶鋼耐食性のある、窒化硼素に代
わるブレークリング用材質について検討の検果、
マグネシア・カーボン・窒化珪素系複合体を用い
て強度、弾性率、熱伝導度が窒化硼素とほぼ同じ
であるブレークリングを試作し使用したが、やは
り亀裂や剥離を起こした。これは試作品の熱膨張
係数が窒化硼素品の約４倍もあることが原因であ
ると判明した。 水平連鋳用ブレークリング４はモールド３に圧
着固定されており、使用中ブレークリングは溶鋼
５により加熱され膨張するが、外周はモールド３
で拘束されており、しかもモールド３は水冷され
膨張量が少ないためブレークリング４のモールド
３との接触面には熱膨張に伴う応力が発生する。
特に第２図の斜線部６は２面より溶鋼５による加
熱を受けるのでより大きな応力を生じる。この応
力がブレークリングの破壊強度を上まわるため、
ブレークリングは亀裂、剥離を起こすと考えられ
る。 窒化硼素のブレークリングの熱膨張係数は非常
に小さいうえ、室温から500℃位までは逆に収縮
傾向にあるため、熱応力の発生は小さく、亀裂、
剥離を生じないのである。 以上の知見をもとに、熱膨張係数の大きいセラ
ミツクス材で作られているブレークリングの損傷
を防止するには、ブレークリング４とモールド３
との接触面にブレークリングの熱膨張を吸収する
層（以下、吸収層という）を設けて解決すればよ
いとの結論に達した。 この吸収層の具備すべき条件としては、(1)ブレ
ークリングの膨張による圧縮力により縮むこと、
(2)ブレークリングはモールドに圧入固定されるの
で、滑りやすく、しかもモールド表面を傷つけな
いこと、更に圧着によるブレークリングの歪を吸
収すること、(3)溶鋼耐食性であること、(4)鋳造開
始前のタンデイツシユの予熱で高温のガスと接触
するため耐酸化性であること、(5)ブレークリング
との接着能があること、等である。 ＜課題を解決するための手段＞ 本発明者等は上記諸条件を満足する吸収層の材
質、製造法、厚み等について種々検討の結果、こ
の発明を完成したものである。 この発明の熱膨張吸収層は窒化硼素粉末と無機
系接着剤との練状物、窒化硼素粉末50〜97重量％
およびアルミナ、ジルコニア、マグネシア、スピ
ネル、窒化珪素の群より選ばれた１種あるいは２
種以上の耐火材料50〜３重量％との混合粉末を無
機系接着剤で練つたもの、あるいはさらにこれら
の練状物に炭素繊維やアルミナ繊維等の無機繊維
を加えたものをブレークリング外周に塗布するこ
とによつて、または炭素繊維やアルミナ繊維等の
入らない前記練状物で炭素繊維やアルミナ繊維系
の無機繊維をブレークリング本体に張付けること
によつて得られる。 ブレークリングに張付ける炭素繊維やアルミナ
繊維としては繊維を織つたクロスを用いることが
より好ましい。 窒化硼素は潤滑性、耐酸化性、溶鋼耐食性に優
れ、また無機系接着剤を用いることで、酸化雰囲
気中において200℃以上に加熱されても酸化によ
る吸収層組織の劣化はなく、炭素繊維を用いた場
合にタンデイツシユの予熱排ガスによる炭素繊維
の酸化防止の上からも好都合である。使用する無
機系接着剤の種類及び窒化硼素との混合割合は作
業性及び他に使用する耐火材粉の種類と量により
適宜選択調整する。上記のペーストをブレークリ
ングに塗布あるいはクロスをペーストで張付けた
後乾燥し、非酸化性雰囲気中で熱処理し吸収層を
熱的に安定化させる。この熱処理は吸収層付きブ
レークリングがモールドに圧着固定された後、タ
ンデイツシユの予熱排ガスによる加熱あるいは溶
鋼による加熱に起因する寸法変化（特に吸収層の
収縮）の防止に役立つ。この熱処理温度は使用す
る無機接着剤の種類により適宜調整すればよい。 熱処理した吸収層付きブレークリングは所定寸
法に加工して使用される。なお、吸収層の厚さ
は、ブレークリングの材質及び形状寸法により適
宜設定すればよい。 この発明の熱膨張吸収層を設けたブレークリン
グは使用中に溶鋼の加熱による熱膨張で発生する
応力と歪を全て吸収層で消失し得る。 従つて、ブレークリング本体は溶鋼耐食性のあ
る材質を主眼にして選択出来るため、従来の吸収
層を設けないブレークリングや窒化硼素製のブレ
ークリングに比して大幅な耐用の向上が見られる
のである。 ＜実施例＞ 以下実施例によりこの発明をより詳細に説明す
る。 実施例 １〜５ 第１表１〜５に示す材質のブレークリング本体
（実施例３〜５のブレークリング本体は金属シリ
コンを配合し、窒素雰囲気中で反応焼結させて製
造したもの）それぞれの外周に粒径10μ以下の窒
化硼素粉末100重量部に液状けい酸ソーダ40重量
部を加えたペーストを２mmの厚さに塗り、乾燥後
窒素雰囲気中500℃、3hr加熱処理した。 熱処理したブレークリングを所定の寸法に加工
した。吸収層の厚さはブレークリングNo.１及びNo.
２は1.0mmとし、No.３〜５は0.4mmとした。吸収層
自体の化学成分はBN50重量％、SiO237重量％、
Na2O12重量％、圧縮強さ133Kg／cm2、ブレーク
リング本体との接着強さ63Kg／cm2であつた。
【表】
実施例 ６
実施例５に相当するブレークリング本体に市販
のカーボンクロス（平織り、0.41mm厚さ、黒鉛化
したもの）を窒化硼素粉末100重量部にけい酸ソ
ーダ60重量部を加えたペーストで張付け乾燥後、
カーボンブリーズに詰め、500℃、3hr熱処理して
所定の寸法に加工した。吸収層の厚さは0.6mmと
した。 実施例 ７ 第２表に示す何れも粒径10μ以下の窒化硼素お
よび耐火材料に無機系接着剤を加えて得たペース
トをブレークリング本体に塗布し、実施例１〜５
と同様の処理を行つてブレークリング本体に熱膨
張吸収層を形成した。 得られたブレークリングにて5tonのビレツトを
鋳造処理し、処理後のブレークリング本体を観察
したところ、第２表に示す結果が得られた。
のカーボンクロス（平織り、0.41mm厚さ、黒鉛化
したもの）を窒化硼素粉末100重量部にけい酸ソ
ーダ60重量部を加えたペーストで張付け乾燥後、
カーボンブリーズに詰め、500℃、3hr熱処理して
所定の寸法に加工した。吸収層の厚さは0.6mmと
した。 実施例 ７ 第２表に示す何れも粒径10μ以下の窒化硼素お
よび耐火材料に無機系接着剤を加えて得たペース
トをブレークリング本体に塗布し、実施例１〜５
と同様の処理を行つてブレークリング本体に熱膨
張吸収層を形成した。 得られたブレークリングにて5tonのビレツトを
鋳造処理し、処理後のブレークリング本体を観察
したところ、第２表に示す結果が得られた。
【表】
【表】
実施例 ８
第３表に示す配合にて粒径10μ以下の窒化硼素
および耐火材料に無機系接着剤を加えて得たペー
ストを用いてブレークリング本体に実施例６で用
いたと同じカーボンクロスを張付け、熱処理等を
実施例６と同様の条件で行つて熱膨張吸収層を形
成した。 このブレークリングを用いて5tonのビレツトを
鋳造処理し、処理後のブレークリング本体の観察
を行なつたところ、第３表に示す結果を得た。
および耐火材料に無機系接着剤を加えて得たペー
ストを用いてブレークリング本体に実施例６で用
いたと同じカーボンクロスを張付け、熱処理等を
実施例６と同様の条件で行つて熱膨張吸収層を形
成した。 このブレークリングを用いて5tonのビレツトを
鋳造処理し、処理後のブレークリング本体の観察
を行なつたところ、第３表に示す結果を得た。
【表】
実施例 ９
第４表に示す配合にて粒径10μ以下の窒化硼素
および耐火材料に無機系接着剤と炭素繊維あるい
はアルミナ繊維を加えてペーストを得、このペー
ストをブレークリング本体に塗布し、実施例１〜
５と同様の処理を行つてブレークリングに熱膨張
吸収層を形成した。 得られたブレークリングにて5tonのビレツトを
鋳造処理し、処理後のブレークリングを観察した
ところ第４表に示す結果が得られた。
および耐火材料に無機系接着剤と炭素繊維あるい
はアルミナ繊維を加えてペーストを得、このペー
ストをブレークリング本体に塗布し、実施例１〜
５と同様の処理を行つてブレークリングに熱膨張
吸収層を形成した。 得られたブレークリングにて5tonのビレツトを
鋳造処理し、処理後のブレークリングを観察した
ところ第４表に示す結果が得られた。
【表】
比較例 １〜５
吸収層を設けない第１表１〜５の材質のブレー
クリングを所定の寸法に加工した。 実施例１〜９、比較例１〜５で得たブレークリ
ングをセツトし、鋼種S45Cで90mmφビレツトの
鋳造試験を行なつた。尚、ブレークリングはいず
れも５Kg／cm2の圧力でモールドへ圧着固定した。 熱膨張吸収層のない比較例１〜５のブレークリ
ングはいずれも鋳造開始約２〜３分後よりビレツ
ト表面にブレークリング破片の付着及びビレツト
表面の亀裂、荒れ等が見れら始め、５分程度で引
抜きが不能となつた。テスト後のブレークリング
の状態はモールドとの接触面の角欠けが円周方向
全面にわたつて見られ、内部亀裂も発生してい
た。 一方、熱膨張吸収層のある実施例１〜９のブレ
ークリングはいずれもビレツト5tを支障なく鋳造
することが出来た。鋳造終了後のブレークリング
は比較例に見られた角欠けや内部亀裂は全くな
く、吸収層はモールドとの接触面とそれ以外の個
所で段差が生じており、吸収層がブレークリング
本体の膨張を吸収しており、この発明の優秀さが
認められた。
クリングを所定の寸法に加工した。 実施例１〜９、比較例１〜５で得たブレークリ
ングをセツトし、鋼種S45Cで90mmφビレツトの
鋳造試験を行なつた。尚、ブレークリングはいず
れも５Kg／cm2の圧力でモールドへ圧着固定した。 熱膨張吸収層のない比較例１〜５のブレークリ
ングはいずれも鋳造開始約２〜３分後よりビレツ
ト表面にブレークリング破片の付着及びビレツト
表面の亀裂、荒れ等が見れら始め、５分程度で引
抜きが不能となつた。テスト後のブレークリング
の状態はモールドとの接触面の角欠けが円周方向
全面にわたつて見られ、内部亀裂も発生してい
た。 一方、熱膨張吸収層のある実施例１〜９のブレ
ークリングはいずれもビレツト5tを支障なく鋳造
することが出来た。鋳造終了後のブレークリング
は比較例に見られた角欠けや内部亀裂は全くな
く、吸収層はモールドとの接触面とそれ以外の個
所で段差が生じており、吸収層がブレークリング
本体の膨張を吸収しており、この発明の優秀さが
認められた。
第１図は水平連鋳のタンデイツシユとモールド
との間の断面図であり、第２図はブレークリング
とモールドとの接触部の詳細を示す図である。 １……タンデイツシユノズル、２……中間リン
グ、３……モールド、４……ブレークリング、５
……溶鋼、６……ブレークリングの角欠け発生部
分。
との間の断面図であり、第２図はブレークリング
とモールドとの接触部の詳細を示す図である。 １……タンデイツシユノズル、２……中間リン
グ、３……モールド、４……ブレークリング、５
……溶鋼、６……ブレークリングの角欠け発生部
分。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ブレークリングの外周に窒化硼素粉末と無機
系接着剤との練状物よりなる熱膨張吸収層を設け
たことを特徴とする水平連続鋳造用ブレークリン
グ。 ２ 熱膨張吸収層が窒化硼素粉末と無機系接着剤
との練状物と炭素繊維または無機繊維との混合物
よりなることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の水平連続鋳造用ブレークリング。 ３ ブレークリングの外周に窒化硼素粉末50〜97
重量％およびアルミナ、ジルコニア、マグネシ
ア、スピネル、窒化珪素の群より選ばれた１種あ
るいは２種以上の耐火材料50〜３重量％との混合
粉末と無機系接着剤との練状物よりなる熱膨張吸
収層を設けたことを特徴とする水平連続鋳造用ブ
レークリング。 ４ 熱膨張吸収層が窒化硼素粉末50〜97重量％と
耐火材料50〜３重量％の混合粉末と無機系接着剤
との練状物と炭素繊維または無機繊維との混合物
よりなることを特徴とする特許請求の範囲第３項
記載の水平連続鋳造用ブレークリング。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8242184A JPS60223645A (ja) | 1984-04-23 | 1984-04-23 | 水平連続鋳造用ブレ−クリング |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8242184A JPS60223645A (ja) | 1984-04-23 | 1984-04-23 | 水平連続鋳造用ブレ−クリング |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60223645A JPS60223645A (ja) | 1985-11-08 |
| JPH0216183B2 true JPH0216183B2 (ja) | 1990-04-16 |
Family
ID=13774120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8242184A Granted JPS60223645A (ja) | 1984-04-23 | 1984-04-23 | 水平連続鋳造用ブレ−クリング |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60223645A (ja) |
-
1984
- 1984-04-23 JP JP8242184A patent/JPS60223645A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60223645A (ja) | 1985-11-08 |
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