JPH03146B2

JPH03146B2 -

Info

Publication number: JPH03146B2
Application number: JP25701784A
Authority: JP
Inventors: Hideo Kaneko; Hatsuyoshi Kamishiro; Akira Watanabe; Noboru Shinoda
Original assignee: Kyushu Refractories Co Ltd; Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Krosaki Harima Corp; Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1984-12-04
Filing date: 1984-12-04
Publication date: 1991-01-07
Also published as: JPS61135453A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、連続鋳造用ブレークリングに関し、
もつて詳しくは少なくとも２個以上に周方向に分
割して構成される連続鋳造用ブレークリングに関
する。

背景技術第７図は、本発明の基礎となりかつ先行技術を
説明するための水平連続鋳造設備の一部の断面図
である。タンデイツシユ１は鉄皮２の内周に耐火
物３が内張りされて構成される。このタンデイツ
シユ１の下部には、タンデイツシユノズル４が形
成される。このタンデイツシユノズル４は、溶鋼
５の流れの方向に、フロントノズル６と、中間ノ
ズル７と、ブレークリング８とがこの順序に配置
されて構成される。ブレークリング８には、水平
軸線を有するモールド９が連接される。タンデイ
ツシユ１からの溶鋼５をモールド９に導いて鋳片
を連続的に鋳造する際、モールド９は冷却され
る。したがつて、ブレークリング８の内面は高温
の溶鋼５に接触し、外面は冷却されたモールド９
に接触する、という非常に苛酷な条件下で使用さ
れることとなる。

このような苛酷な条件下で使用されるブレーク
リング８の材料としては、各種のものが提案され
ているが一般的に熱膨張が小さく機械加工性の点
で優れている窒化硼素（BN）と、機械加工性は
劣るが強度、経済性の点で優れている窒化硼素
（Si₃N₄）などが用いられる。また鋳片の鋳造形
状の大形化に伴ない、ブレークリング８の製造難
易性、熱膨張による歪みなどの問題から複数に分
割したブレークリング８が実用化されつつある。

発明が解決しようとする問題点窒化硼素などで複数に分割した大型のブレーク
リング８を製造することは容易であるが、窒化硼
素は難焼結性のため真空中で加熱しつつ加圧を行
なういわゆる真空ホツトプレス法で製造する必要
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８の材料としては経済面での問題が
ある。そこで窒化硅素（Si₃N₄）などの硬い材料
で分割式にした場合、ブレークリング８の分割面
の機械精度が得にくく、この分割面間から溶鋼漏
れ、地金が隙間に入つてゆくいわゆる地金さしな
どが発生し易い。この現象はブレークリング８の
分割面のみならず、ブレークリング８とモールド
９との接合面および中間ノズル７との接合面でも
同様である。

したがつて本発明の目的は、熱膨張が大きく加
工性の悪い材料であつても溶鋼漏れや地金さしな
どが生じないようにした分割式のブレークリング
を提供することである。

問題点を解決するための手段本発明は周方向に分割したブレークリングの分
割面に、加工性が良好で熱間での変形能が大きい
吸収層を設けたことを特徴とする連続鋳造用のブ
レークリングである。該吸収層は窒化硼素
（BN）粉末、あるいはBNとアルミナ、ジルコニ
ア、マグネシア、スピネル、窒化硅素等の耐火材
の１種以上の混合粉末をリン酸ソーダ、ケイ酸ソ
ーダ、ホウ酸を添加した無機系接着剤で練つたも
のか、あるいはカーボン繊維やアルミナ繊維等の
無機繊維を上記のBNを主体とする練り物で張付
けたものである。該吸収層はBNを含有している
ため、きわめて潤滑性に富み、なおかつ硬度も小
さいため、精密な機械加工性にきわめて優れてい
ると共に、リン酸ソーダ、ケイ酸ソーダ、ホウ酸
を添加した無機系接着剤で練つているため熱間
（500〜1600℃）で加圧軟化する性質があるため、
熱間においてブレークリングの熱膨張を吸収する
能力がある。

作用本発明によれば、ブレークリングの分割面に加
工性が良好で熱間での変形能が大きい層を設けた
ので、熱膨張が大きく加工性の悪い材料を用いて
ブレークリングを製造した場合であつても分割面
に設けた吸収層により良好な機械精度を得ること
ができ、溶鋼漏れや地金さしの発生が防止でき
る。

実施例第１図は本発明の一実施例の断面図であり、第
２図は第１図の切断面線−から見た断面図で
ある。ブレークリング８は大略的には角筒状であ
り、周方向に複数（この実施例では４）に分割さ
れた分割片２４が組合されて構成される。分割片
２４は、分割片本体２０と分割面２１に形成され
る吸収層２２とから成る。分割片本体２０は、た
とえばシリコン粉末成形体を窒素雰囲気中で加熱
し、シリコンを窒化しながら焼結させて製造した
ものであり、それぞれの外周に粒径10μm以下の
窒化硼素粉末100重量部に液状硅酸ナトリウム40
重量部を加えたペーストを、２mmの厚さに塗り、
乾燥後、窒素雰囲気中で500℃、３時間加熱処理
した窒化硅素（Si₃N₄）系のセラミツクである。
分割片本体２０の材料として、上述した窒化硅素
（Si₃N₄）系のセラミツク以外にアルミナ
（Al₂O₃）系、ジルコニア（ZrO₂）系等のセラミ
ツクであつてもよい。このような窒化硅素系、ア
ルミナ系、ジルコニア系のセミツクは、比較的安
価で熱間強度が優れているが硬く加工性が悪く、
熱膨張係数は３〜7.9×10^-6／℃と大きい。

分割片本体２０の相互の分割面２１およびモー
ルド９と接合するブレークリング８の外周面２３
には、加工性が良好で高温度での変形能が大きい
吸収層２２が形成される。吸収層２２は、たとえ
ばその化学成分が窒化硼素（BN）50重量％、酸
化硅素（SiO₂）37重量％、酸化ナトリウム
（Na₂O）12重量％のものであり、圧縮強さ133
Kg／cm²、分割本体２０との接着強さ60Kg／cm²のも
のである。このような吸収層２２は熱間（500〜
1600℃）において加圧力が100Kg／cm²の場合体積
変形率（加圧方向）は30〜80％であり変形能は大
きい。吸収層２２は窒化硼素含有量が多いので、
熱膨張は小さく、たとえば熱膨張係数0.2〜２×
10^-6／℃である。さらに硬度は20〜30（シヨアー）
であつて、加工性が良好である。

上述した化学組成の吸収層２２の代りに、市販
のカーボンクロス（平織り0.4mm厚さ黒鉛化した
もの）を窒化硼素粉末100重量部、硅酸ナトリウ
ム60重量部を加えたペーストで貼付乾燥後、カー
ボンブリースに詰め、500℃で３時間熱処理して
所定の寸法に加工したものを用いてもよい。

このようなブレークリング８をモールド９に圧
着固定し、中間ノズル７とブレークリング８とを
相互に圧接して固定する。

この吸収層２２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)ブレークリングがモールドに圧入固定され
るので、圧入によるブレークリングの歪みを吸収
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、(6)加工性がよいことなど
である。

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
酸化防止のうえからも好都合である。使用する無
機系接着剤の種類および該無機系接着剤と窒化硼
素との混合割合は作業性およ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８に塗布あるいはカ
ーボンクロスをペーストで貼付けた後乾燥し、非
酸化性雰囲気中で熱処理し、吸収層２２を熱的に
安定化させる。この熱処理は吸収層２２を設けた
ブレークリング８がモールド９に圧着固定された
後タンデイツシユ２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（とく
に吸収層２２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２２付きブレ
ークリング８は所定寸法に加工して使用される。
なお吸収層２２の厚さはブレークリング８の材質
および形状寸法により適宜設定すればよい。

このように分割片本体２０の分割面２１に加工
性が良好で高温度での変形能が大きい吸収層２２
を設けたので、分割片本体２０に熱膨張が大きく
加工性の悪い材料を用いた場合であつても、吸収
層２２を精度よく加工できるため分割面２１での
溶鋼漏れ、地金さしなどの発生が防止できる。ま
たブレークリング８はモールド９に圧着固定され
ており、使用中ブレークリング８は溶鋼５により
加熱され膨張し、外周はモールド９で拘束されて
おり、しかもモールド９は水冷され膨張量が少な
いため、モールド９と接合するブレークリング８
の外周面２３および分割面２１には、熱膨張に伴
なう応力が発生するが、ブレークリング８の分割
面２１およびモールド９と接合するブレークリン
グ８の外周面２３に高温度での変形能が大きい吸
収層２２を設けたので、熱間の熱膨張を吸収層２
２が吸収し、発生応力を低くすることができ、ブ
レークリング８の破損を防止できる。

本件発明者らの実験結果によると、吸収層２２
を設けたブレークリング８では、いずれも鋳片を
支障なく鋳造することができた。鋳造終了後のブ
レークリング８は、角欠けや内部亀裂はまつたく
無く、吸収層２２がブレークリング８の膨張を吸
収しており、このブレークリング８の破損が防が
れている。

第３図は本発明のさらに他の実施例の断面図で
あり、第４図は第３図の切断面線−から見た
断面図である。この実施例では、ブレークリング
８は円筒状であり、複数（この実施例では４）に
分割された分割片２４ａが組合わされて構成され
る。この実施例は第１図および第２図に示した実
施例と比較して、軸直角断面の形状が変つただけ
であつて、他の構成は前述の実施例と同様であり
対応する部分には同一の参照符を付す。このよう
な実施例においても、本発明は好適に実施するこ
とができる。

本発明は特に大型のブレークリング８に関連し
て実施されるのが効果的であり、大型のブレーク
リング８に関連する実施例を第５図および第６図
に示す。第５図は本発明の他の実施例の断面図で
あり、第６図は第５図の切断面線−から見た
断面図である。第５図に示したようにこの実施例
では、ブレークリング８は複数（この実施例では
８）に分割された分割片本体２５〜３２が組合わ
されて構成され、ブレークリング８の内面の軸直
角断面は矩形である。ブレークリング８は一方の
側壁をなす三つの分割片本体２５，２６，２７
と、他方の側壁をなす分割片本体２８，２９，３
０と、上壁をなす分割片本体３１と、下壁をなす
分割本体３２とから成る。分割片本体２５〜３０
の相互の分割面２１は、分割片本体３１，３２の
内面３１ａ，３２ａと平行であり、分割片本体２
５，２８と分割片本体３１との分割面２１ａおよ
び分割片本体２７，３０と分割片本体３２との分
割面２１ｂは分割片２５〜２７および分割片２８
〜３０の内面と平行である。分割面２１，２１
ａ，２１ｂには、前述した吸収層２２が形成さ
れ、吸収層２２によつて分割片本体２５〜３２は
相互に組合されてブレークリング８が構成され
る。また分割面２１，２１ａ，２１ｂは平面上の
任意の位置に設けてもよい。ブレークリング８の
外周面２３には、モールド９が接合する環状凹所
３５が形成されており、この環状凹所３５には吸
収層２２ａが形成される。

第１図および第２図に示した実施例では、分割
片本体２０の相互の分割面２１およびモールド９
と接合するブレークリング８の外周面２３に吸収
層２２を形成したが、同様な吸収層２２を中間ノ
ズル７とブレークリング８との接合面に形成して
もよい。この場合、中間ノズル７の材料として、
たとえばジルコニア（ZrO₂）、アルミナ（Al₂O₃）
系のセラミツクなどの硬くて加工性の悪い熱膨張
係数の大きい材料を用いることも可能である。ま
た吸収層２２は接合される相互の分割面２１に形
成されなくともどちらか一方の分割面２１に形成
されてもよい。これらのことは、第１図および第
２図に示した実施例に限らず、第３図〜第６図に
示した実施例においても同様である。

上述した実施例では、水平連続鋳造法に関連し
て述べたけれども、本発明は水平連続鋳造法に限
らず、従来から用いられている垂直式の連続鋳造
法に関連しても好適に実施することができる。

効果以上のように本発明によれば分割片本体の分割
面に加工性が良好で熱間での変形能が大きい吸収
層を設けたので、分割片本体に加工性の悪い材料
を用いた場合であつても、吸収層を精度よく加工
できるため溶鋼漏れを地金さしなどの発生を防止
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は
第１図の切断面線−から見た断面図、第３図
は本発明のさらに他の実施例の断面図、第４図は
第３図の切断面線−から見た断面図、第５図
は本発明の他の実施例の断面図、第６図は第５図
の切断面線−から見た断面図、第７図は本発
明の基礎となりかつ先行技術を示す断面図であ
る。７……中間ノズル、８……ブレークリング、９
……モールド、２１，２１ａ，２１ｂ……分割
面、２２，２２ａ……吸収層。

Claims

【特許請求の範囲】

１周方向に分割したブレークリングの分割面
に、加工性が良好で熱間での変形能が大きい層を
設けたことを特徴とする連続鋳造用ブレークリン
グ。