JPH02175069A - スライディングノズルのノズル孔充填構造 - 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〕 この発明は、スライディングノズルのノズル孔充填構造
に関するものである。

〔従来技術とその課題〕

一般に、溶鋼容器、例えば取鍋に設置したスライディン
グノズルのノズル孔には、溶鋼を取鍋に入れた時にノズ
ル孔内で溶鋼が凝固してノズル孔を閉塞することを防止
するために、溶鋼の注入に先立ってノズル孔・に充填物
が充填される。充填物としては、例えば珪砂、オリビン
サンド、クロム鉱、黒鉛質、ウィスカー　ミルスケール
等の単独あるいは組み合わせたものが使用される。充填
物は、通常、ノズル孔から取鍋の内側に山盛りに盛り上
げられる。充填物を充填した後に溶鋼を取鍋に注入する
と、充填物の表面には溶鋼が浸透して溶融した焼結層（
溶融層あるいは浸透層ともいう）が形成される。そして
、ノズルの開口時には、その充填物が自然落下して排出
された後、溶鋼ヘッドにより充填物の焼結層が崩壊し、
溶鋼が流出することになる。

従って、このような充填物は、＋１１粒子間の焼結が起
こりにくいこと、（２）熱間での膨張が小さいこと、（
３）粒形が丸みを持ち、流動性に優れていること、（４
）粒径が一定であること、（５）付着水分が少ないこと
等が要求されている。

ウィスカー、ミルスケール等は、上記の充填材のうちで
は比較的焼結し易く、凝固して自然落下しない。このた
め、これらの材質は酸素ランスによる強制開孔をしても
綱の品質に与える影響の少ないものに限られている。ま
た、他の耐火性粒状物では、各種の改良を経て９０％以
上の自然開孔率を得ることができるが、ノズル孔内で焼
結して凝固することもあり、なお、数％の不開孔が発生
している。

ところで、不開孔が発生した種々の場合を観察した結果
、不開孔の発生原因は、材料や操業条件とは無関係であ
り、溶鋼流によって取鍋内に盛り上げられた充填物の山
が洗い流され、溶鋼がノズル孔内に浸透してノズル孔内
に分厚い焼結層が形成され、溶鋼ヘッド圧によって押し
破られなくなることにあると推察される場合がかなりあ
る。そして、焼結層の厚さが分厚くなる原因は、羽口れ
んがの熱伝導率（例えば３　、　０　Ｋｃａｌ／ｍｈ’
ｃ　）と充填物の熱伝導率（例えば０　、　７　Ｋｃａ
ｌ／ｍｈ’ｃ　）との相違にあると推察される。

ところで、従来、ノズル孔内で充填物が焼結して凝固す
る場合には、酸素ランスを使用して凝固した充填物を溶
解させることにより強制開孔させている。しかし、酸素
ランスを用いる強制開孔は、ランスから噴出される酸素
が鋼の品質を著しく劣化させる原因となるので、好まし
くない。

また、特に、上記充填物としてシリカ質材料を使用する
場合には溶鋼がシリカ質によって汚染されるという問題
がある。このため、従来では、充填物の上層部を除いて
はシリカ質以外の材料でノズル孔を充填し、上層部のみ
にシリカ質材料を充填する、いわゆる、２層構造が採用
されている。

この２層構造は、溶鋼へのシリカ質の混入が減少すると
いう利点はあるが、粒状体に形成されているので、溶鋼
の注入時に溶鋼によって流され易く、また、溶鋼が浸透
し易いので、その層厚さを分厚くする必要があり、シリ
カ質の混入を防止する上では大きな不満がある。

この発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、
その目的は、溶鋼容器内に盛り上げられた充填物の山が
溶鋼流によって洗い流されることを防止して、自然開孔
率を高めることにある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るスライディングノズルのノズル孔充填構
造では、上記目的を達成するために、例えば第１図に示
す如くに、スライディングノズルｌのノズル孔２に充填
した充填物３の表面に、無機バインダを分散媒とした耐
火性粉末からなるコーティング膜４が形成される。

〔作用〕

この発明においては、充填物３の表面に形成されたコー
ティング膜４が無機バインダを分散媒とした耐火性粉末
で構成されているので、ノズル孔２から盛り上げられた
充填物３の表面が固化され、溶鋼の注入時の溶鋼流によ
って充填物の山が流され難くなり、溶鋼がノズル孔２内
に浸透し難（なる。その結果、ノズル孔２内に分厚い焼
結層が形成されることが防止され、ノズル孔２内から充
填物３が排出されると溶鋼ヘッド圧によって容易に焼結
層が破壊され、自然開孔し易くなる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を取鍋のスライディングノズル
のノズル孔天填構造に適用した場合を例にとって図面に
基づき詳細に説明する。

第１図に示す如くに、取鍋りの底壁に設けられたスライ
ディングノズル１のノズル孔２には充填物３が充填され
、この充填物３は取鍋りの底壁上にノズル孔２を中心に
して山盛りに盛り上げられている。また、この充填物３
の表面、即ち、山状に盛り上がった上側面は無機バイン
ダを分散媒とした耐火性粉末からなるコーティング膜４
によって覆われている。

充填物３の表面にコーティング膜４を形成する方法は特
に限定されないが、ここでは、例えば第２図に示すよう
に、前記コーティング膜４は、取ｖＡＬに充填物３を充
填した後、無機バインダと耐火性粉末とを混合して得た
スラリー５を噴霧装置Ｓで噴霧して形成される。

上記噴霧装置Ｓは、圧縮空気をコンプレッサ６からホー
ス７を介してスラリー５を収納した圧送タンク８に供給
することによりホース９、三方弁１０、ホース１１及び
バイブ１２を介してノズル１３にスラリー５を圧送する
一方、圧縮空気をコンプレッサ６からホース１４及びバ
イブ１２内に設けたエアバイブ１５を経てノズル１３に
供給し、この圧縮空気とスラリー５とをノズル１３内で
合流させてノズル１３から噴出させるように構成しであ
る。また、上記噴霧装置Ｓは、スラリー５の噴霧のため
にノズル１３、パイプ１２及びホース１１を取鍋りの内
部に出し入れする際にコンプレッサ６からホース１６、
上記三方弁１０、パイプ１２を経てノズル１３に冷却用
の圧縮空気を供給できるようになっている。尚、上記ノ
ズル１３は第３図に示すよ、うに、パイプ１２の先端に
螺着され、上記エアパイプ１５の先端間口１５ａはノズ
ル１３の内部でその噴出口１３ａと同軸心に配置されて
いる。

上記スラリー５を構成する耐火性粉末は従来から耐火性
粉末として公知のものを使用すればよく、例えば、珪砂
、オリビンサンド、クロム鉱、黒鉛質、ミルスケール等
の粉末を単独あるいは組み合わせたものを使用すること
ができる。この実施例では、粒径７４μｍ以下のものが
９０％以上の珪砂の微粉が耐火性粉末として使用されて
いる。

また、上記スラリー５を構成する無機バインダは従来か
ら無機バインダとして公知のものを使用すればよく、例
えばシリカゾル、アルミナゾル、珪酸ソーダ、燐酸塩等
、公知の無機バインダがその例として挙げられる。この
実施例では、珪砂との馴染みが良いシリカゾルが無機バ
インダとして使用される。尚、無機バインダに代えて有
機バインダを使用することば受鋼の際にコーティング膜
４の剥離や爆裂等が生じることがあるので好ましくない
。

上記スラリー５の無機バインダと耐火性粉末との配合比
は形成されるコーティング膜４の強度、スラリー５の流
動性を考慮して適宜選定される。

即ち、無機バインダの配合比が一定以下になると、スラ
リー５の流動性が低くなり、噴霧装置Ｓのホース９、三
方弁ｌＯ、ホースＩＬバイブ１２あるいはノズル１３の
内面に付着して詰まりが発生する。また、無機バインダ
の配合比が高くなると流動性が高くなり、スラリー５を
取り扱い易くなるが、−室以上になるとコーティング膜
４の強度が不足してくる。因みに、スラリー５に代えて
無機バインダのみを充填物３に噴霧すると、充填物３の
表面に無機バインダの一部分が浸透してコーティング膜
４と同様の膜が形成されるが、無機バインダと充填物と
の馴染みが不十分であり、受鋼時の溶鋼流に耐える程度
の強度は得られない。この実施例では、耐火性粉末とし
ての上記珪砂の微粉１部に対して無機バインダとしての
シリカゾル２〜３部の割合とされる。

更に、上記コーティング膜４の膜厚は受鋼時にコーティ
ング膜４の破断が生じない程度の機械的強度が得られれ
ばよく、無機バインダ、耐火性粉末等の材質、結合強度
等を考慮して決定される。

この実施例では、膜厚約２１態で最適の結果を得ること
ができた。

さて、この実施例においては、充填物３の表面に無機バ
インダを分散媒とした耐火性粉末からなるコーティング
膜４が形成されているので、受鋼時に溶鋼流が取鍋し内
に盛り上げられた充填物３を流すことがコーティング膜
４によって防止される。従って、ノズル孔２内に溶鋼が
浸透することが防止され、ノズル孔２内で分厚い焼結層
が形成されることが防止され、その結果、自然開孔率が
高められる。

また、コーティング膜４は無機バインダによって固化さ
れるので、比較的薄肉で必要な強度を得ることができ、
少量の耐火性粉末で不開孔防止効果が得られる。即ち、
従来の二重層構造では約４０　ｋｇのシリカ質材料が必
要とされたのに対してこの実施例では約２　ｋｇ程度の
シリカ質材料を使用するだけで十分な不開孔防止効果が
得られる。従って、シリカ質による溶鋼の汚染を大幅に
減らすことができる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明のスライディングノズルのノズ
ル孔充填構造によれば、充填物の表面が強力なコーティ
ング膜で覆われて固化されるので、受鋼時に溶鋼流によ
って充填物が洗い流されることを防止でき、溶鋼がノズ
ル孔内に浸透することが防止される。その結果、ノズル
孔内に分厚い焼結層が形成されることが防止され、ノズ
ル内の充填物が排出されると容易に焼結層が溶鋼ヘッド
圧によって崩壊されて自然開孔され易くなり、自然開孔
率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係るスライディングノズ
ルのノズル孔充填構造の縦断面図、第２図はそのコーテ
ィング膜の形成に使用する噴霧装置の構成図、第３図は
噴霧装置のノズルの縦断面図である。 図中、 ｌ・・・スライディングノズル、 ２・・・ノズル孔、 ３・・・充填物、 ４・・・コーティング膜。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕スライディングノズル（１）のノズル孔（２）に
   充填した充填物（３）の表面に、無機バインダを分散媒
   とした耐火性粉末でコーティング膜（４）を形成したこ
   とを特徴とするスライディングノズルのノズル孔充填構
   造。