JPH0314540B2 - - Google Patents

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JPH0314540B2
JPH0314540B2 JP1028279A JP2827989A JPH0314540B2 JP H0314540 B2 JPH0314540 B2 JP H0314540B2 JP 1028279 A JP1028279 A JP 1028279A JP 2827989 A JP2827989 A JP 2827989A JP H0314540 B2 JPH0314540 B2 JP H0314540B2
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cao
nozzle
continuous casting
manufacturing
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Mitsuru Ando
Takafumi Aoki
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Akechi Ceramics Co Ltd
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Akechi Ceramics Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野） この発明は鋼の連続鋳造で使用される耐火性ノ
ズルの製造方法に関し、さらに詳しくはAlやSi
によるキルド鋼での鋳造時などノズル閉塞を起し
易い鋼種を連続鋳造においてノズル閉塞を有効に
抑制することのできる連続鋳造用ノズルの製造方
法に関する。 （従来の技術） 従来の技術について鋼の連続鋳造において、タ
ンデイツシユ、モールド間に配置して使用される
連続鋳造用浸漬ノズルに例をとり述べる。 鋼の連続鋳造において浸漬ノズルは、タンデイ
ツシユ、モールド間の溶鋼注入で、溶鋼の空気と
の接触による酸化を防ぎ、溶鋼流の飛沫の飛散防
止並にモールド面浮上物や非金属介在物の鋳片へ
の巻込防止のための注湯の整流化などの目的で使
用されているが、この浸漬ノズルの材質として最
近では一般的にアルミナ・グラフアイト質のもの
が多用されてきている。 脱酸剤としてアルミニウムやシリコンを添加す
るアルミキルド鋼やシリコンキルド鋼の鋳造で
は、鋳造中にアルミナ・グラフアイト質の内壁
（溶鋼流路）にアルミニウムなどの脱酸剤が酸化
し、α−アルミナなどの非金属介在物が生成析出
して付着堆積し、溶鋼流路を塞ぎ安定鋳造の続行
を困難としたり、堆積物剥離脱落により鋳片への
巻込をひき起し、品質低下を招くなど多数回連続
鋳造に対し極めて重大な阻害要因となつていた。 以上のような不具合を防止する目的で浸漬ノズ
ルの内孔にアルゴンガスなどの不活性ガスを吹き
込んで物理的に非金属介在物と浸漬ノズル内孔壁
面との接触を抑えて付着堆積を抑制する方法が採
られているが、それまでの状況に較べれば多数回
鋳造を確立する上でそれなりの効果が認められ、
この方法の採用が続けられているが、この方法で
は次のような問題点が次第にクローズアツプされ
て来ている。即ち付着堆積は内孔へ吹込まれる不
活性ガス量でコントロールできるが、耐火物の劣
化による吹込コントロールの不安定や内孔での局
部溶損進行が不活性ガス吹込みにより律速される
などによりガスの吹込みを止めざるを得なくな
り、そのため急激なノズル閉塞によつて、鋼種毎
によつて差はあるものの、特定延長時間以上の多
数回の鋳造は不可能となつている現状のニーズを
満たしてはいない。また上記不具合に至らなくて
も根本的に内孔への不活性ガスの吹込みが鋳片へ
のガスによる気泡の巻込みを来たし、圧延後ピン
ホールに依る鋼材不良を招き、鋼の歩留り上、大
きな問題となつており、このことは高級薄板材鋳
造で殊に大きな問題である。そして不活性ガスの
吹込量が少ない場合は付着閉塞が進展し、鋳造続
行が不可能に陥る。 材質的対策としては、ボロンナイトライドなど
の非酸化物系成分を使つたものがあるが、コスト
が非常に大幅に上昇してしまうことと、これに反
して付着防止効果も今一つという結果からメリツ
トが全くなく、また材質的に熱膨脹が大なるため
に、アルミナ、グラフアイトの一体構造では接合
性に劣り、鋳造中剥離するという重大な欠陥を現
出することとなるため実用化は難しいのが現状で
ある。 （発明が解決しようとする問題点） 以上のことからアルミキルド鋼やシリコンキル
ド鋼などの鋼種の連続鋳造用ノズルとして不活性
ガスを吹くことなく経済的に長時間、内孔への非
金属介在物の付着堆積を起さない技術が待たれて
いたのである。 ノズル内孔稼働面において、溶鋼成分との化学
反応により、低溶融物を生成させて、稼働面に介
在させることにより、非金属介在物の付着を防止
乃至は抑制する手段として使われるCaOが有効で
あることは従来より周知のことであるが、CaOを
単独で使用することは、CaOの消化という避け難
い大きな欠点が有ることから、今まで有効に利用
でき得ないのが実状である。 この発明は以上の背景に対して決定的な非金属
介在物付着防止対策としてなされたものであり、
CaOとZrO2を1600℃以上の温度で加熱処理して
ZrO2100重量％に対し最大CaOを35重量％含有さ
せることが可能であつて、鉱物としてCubic
ZrO2及びCaZrO3が存在し、単独のCaOを除外さ
せることにより、その欠点を克服し、消化しない
方法を確立している。 CaZrO3を骨材として使用したとしても、CaO
の反応効果が充分発揮されなければ駄目であり、
即ち溶鋼中のAlが酸化されて生成する付着物
（非金属介在物）の主成分であるα−Al2O3と反
応するに充分足りるCaOがノズル内孔稼働面の組
織粒子の界面に存在していなければ、反応による
低溶融物の生成が得られず、狙いとは逆の高融点
化合物である。CaO−6Al2O3、CaO・2Al2O3な
どが生成してしまうことになり、付着堆積が促進
し易くなる。 そこでこの発明では、付着物の主成分であるα
−Al2O3と反応し、低融点化合物を生ずるCaOを
効果的に利用して、ノズル閉塞を防止し、円滑な
連続鋳造を可能とする連続鋳造用ノズルの製造方
法を目的としたものである。 （問題点を解決するための手段） この発明の連続鋳造用ノズルの製造方法は、少
なくとも溶鋼と接触するノズル内孔表層部（溶鋼
流路）に、平均粒径44μｍ以下でCaOを３〜35重
量％含有するZrO2クリンカーを40〜85重量％、
黒鉛を10〜30重量％と、平均粒径が20μｍ以下の
SiO2とMgO1〜15重量％の１種または２種を加え
た配合物をフエノール系樹脂により混合混練した
原料坏土を配設し、プレスにより同一成形し、焼
成して付着防止材質層を設けることを特徴とする
ものである。 前記CaOを３〜35％含有するZrO2クリンカー
は、鉱物組成としてCubic ZrO2及びCaZrO3から
成り、材質中に含まれるSiO2、MgOなどの共存
によつて、ZrO2クリンカー中のCaOが粒子の界
面に移動し易くなり、粒子表面にCaOが凝集した
形態を呈することが知られている。従つてこの発
明は付着物の主成分であるα−Al2O3と反応する
CaO成分のクリンカー粒表面への移動凝集を促進
させるために平均粒径20μｍ以下のSiO2やMgOの
添加を行ない、これによつてクリンカー粒界での
CaOとα−Al2O3の反応をより高めて低融物生成
を活発化させ、そしてその反応を長時間に亘り、
持続させ、α−Al2O3などの非金属介在物の付着
を効果的に長時間抑制させ得る連続鋳造用ノズル
の製造方法を提供するものである。 （作用） CaO含有ZrO2クリンカーについてCaOの含有
量は、ZrO2に対して重量比で３〜35％であるこ
とが望ましい。これはCaO含有量が３重量％未満
であると、鉱物としてバデライトが存在し、そし
て35重量％を越すと単独のCaOが存在してしまう
からである。ZrO2クリンカーの平均粒径を44μｍ
としたのは、これ以上では表面平滑性が損われ、
これが付着堆積抑制に対し悪影響を及ぼすからで
ある。 次にCaO含有ZrO2クリンカーの含有量につい
ては、表面平滑性を良くする目的や、付着物の主
成分であるα−Al2O3と反応するに必要なCaO量
を考慮すると、40重量％以上が望ましく、かつ熱
膨脹率などの物理的特性を考え、85重量％以下が
適している。 黒鉛については、長時間組織劣化を起さないた
めの耐酸化性や使用時の熱伝導率などの機能を考
慮すると、天然黒鉛が最も適しており、また含有
量については、10重量％以下では耐スポール性で
問題を生じ、耐食性の面で30重量％以下が望まし
い。 そして微量添加物については、CaO含有ZrO2
クリンカーにおけるCaOのクリンカー粒表面への
移動凝集を促進させるため、SiO2やMgOの添加
が最も適しており、かつ最大限にその効果を高め
る上で、その分散性を良くすることが必要である
ことなどを考え合わせ、平均粒径20μｍ以下であ
ることが望ましい。添加量については、SiO2に
おいては15重量％以上では組織劣化からの耐食性
に悪影響を及ぼし、またMgOについては、Al2O3
と反応してスピネル化が生成し易く、これにより
逆に付着進行となるため、１〜15重量％内での調
整が望ましい。さらに両成分の同時併用添加につ
いては、15重量％以内で調整すれば相乗効果が期
待できる。そしてSiO2添加効果として、さらに
CaO含有ZrO2クリンカーの熱膨脹率を抑え、耐
スポーリング性に大きな効果を与える。 〔実施例〕
【表】
【表】 上記表１に示す本発明品実施例１、２、３の配
合にフエノール樹脂を５〜10重量％添加し、混合
混練した原料坏土で30ｍ／ｍ角×長さ250ｍ／ｍ
及び外径100ｍ／ｍφ、内径40ｍ／ｍφ、高さ250
ｍ／ｍの評価用サンプルと図面に示すようにノズ
ル本体１（Al2O3−Ｃ質）の内孔３表層部に本発
明品による坏土を配置して浸漬ノズルをプレスに
て成形し、焼成して得られたものとをサンプルは
テーブルテストで、浸漬ノズルは実鋳造にて比較
テストした。なお図中の２は付着防止材質層であ
る。 （発明の効果） この発明の製造方法による浸漬ノズルを取鍋
250トン、タンデイツシユ容量25tでアルミキルド
鋼（Al含有量0.05〜0.06％）のスラブ鋳造機の１
ストランドにセツトし、同２ストランドには不活
性ガス吹方式の浸漬ノズルをセツトし、実機によ
る比較テストを実施したところ、２ストランドノ
ズルに対し、１ストランドノズルでの介在物付着
量は部位により多少の差はあるもののほぼ５〜７
％少なく良好な結果を得た。これはサンプルによ
るラボテストでも実証されており、また浸漬ノズ
ルとしての安定性についても長時間満足する結果
を得た。 この結果よりこの発明の製造方法により得られ
る連続鋳造用ノズルは、非金属介在物によるノズ
ル内孔の閉塞を長時間安定して抑制できるもので
あり、連続鋳造でのノズルの溶鋼流路に広く応用
できる。
【図面の簡単な説明】
図面は、この発明の製造方法により得られる連
続鋳造用ノズルの実施例を示す浸漬ノズルの縦断
面図である。 １……ノズル本体、２……付着防止材質層、３
……内孔。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも溶鋼と接触する内孔表層部に、
    CaOを３〜35重量％含有するジルコニヤクリンカ
    ー（鉱物組成として、CubicZrO2、CaZrO3含有）
    40〜85重量％、黒鉛10〜30重量％と、シリカ１〜
    15重量％及びマグネシア１〜15重量％の１種また
    は２種を加えた配合物をフエノール系樹脂により
    混合混練した原料坏土を配設し、プレスにより同
    一成形し、焼成して付着防止材質層を設けること
    を特徴とする連続鋳造用ノズルの製造方法。 ２ CaOを３〜35重量％含有するジルコニヤクリ
    ンカーの粒度が平均粒径44μｍ以下、シリカ及び
    マグネシアの粒度が平均粒径20μｍ以下である請
    求項１記載の連続鋳造用ノズルの製造方法。
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