JPH0319183B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、連続鋳造用パウダ溶融物に対する耐
食性に優れた連続鋳造用ノズル組成物に関する。 〔技術的背景〕 連続鋳造用ノズルの組成物として広く使用され
ているZrO₂−鱗状黒鉛−SiもしくはSiC系の黒
鉛・ジルコニア質耐火物は、溶鋼の鋳造に使用さ
れるパウダの溶融物に対する耐食性が良好である
ことは良く知られている。この系の耐火物におい
て、ZrO₂の含有量を上げると耐食性は向上する
が、ZrO₂が高熱膨張性を持つために耐スポーリ
ング性が低下して操業時の安全性を低下し、さら
には、製造のコストアツプを齎すという問題があ
る。 他方、パウダ溶融物による連続鋳造用ノズルの
溶損は、単純にパウダ溶融物とノズルとの接触部
分に起こるのではなく、パウダ溶融部と溶鋼部の
境界で起る界面現象によるものであり、鱗状黒
鉛、バインダからくるカーボン、SiCが溶鋼中に
溶解し、それらの溶解に伴い組織の劣化が生じ、
それからZrO₂粒のパウダ溶融物中への溶解が進
行することによるものと考えられている。 このように、連続鋳造用ノズルの損耗はカーボ
ンの溶鋼への溶解速度に律速されており、ノズル
のライフの向上を図るためにはカーボンの溶鋼中
への溶解を出来るだけ小さくしなければならな
い。 かかる見地から本発明者等は種々のカーボンの
特性を実験によつて比較検討した。 実験は、350メツシユ以下のSi粉60wt％に各種
カーボンを40wt％混合し、これにバインダとし
てフエノールレジンを外掛10wt％（仮燃無煙炭
の場合は外掛5wt％）添加混練して試料を作製し
て、電解鉄2.5Kgと高炉スラグ：転炉スラグ＝
１：１の混合スラグ125Kgの1600℃の溶湯のスラ
グ−メタル境界面に20分間暴露して溶損量を調べ
た。

〔発明の目的〕

本発明は、溶鋼への溶解（溶出）速度が小さい
カーボンブラツクを使用した連続鋳造用ノズルの
組成物を提供することを目的とする。 〔発明の構成〕 前記の実験結果から明らかなように、カーボン
ブラツクは溶鋼への溶解（溶出）速度が小さく、
パウダ溶融部と溶鋼部の境界で起る界面現象によ
る連続鋳造用ノズルの溶損を著しく減少させる。
しかしながら、カーボンブラツクを含有する耐火
物は成形性が悪く、また耐スポーリング性に対し
ては、マイナス因子として作用するという欠点が
ある。 本発明は、かかるカーボンブラツクを連続鋳造
用ノズルの組成物に使用するに当たつての欠点
は、鱗状黒鉛とカーボンブラツクを組合せて使用
することによつて解消されるという知見に基づく
ものである。 この組合せ使用によつて、比表面積の大きいカ
ーボンブラツクが鱗状黒鉛とバインダカーボンの
表面を被覆して、これらの鱗状黒鉛とバインダカ
ーボンの溶出を遅延させて、溶鋼−パウダ界面で
の損耗を減少させる。これによつて前記ZrO₂−
鱗状黒鉛−SiもしくはSiC系耐火物中のZrO₂の含
有量をいたずらに上げることなく、耐食性と耐ス
ポーリング性を兼備した連続鋳造用ノズルを得る
ことが可能となつた。 本発明における組成物の特性は、使用するカー
ボンブラツクの粒径と吸湯量に影響される。 カーボンブラツクの粒径は、50ｍμを超えると
ノズルれんがの気孔中に入り込みにくく、前記の
カーボンブラツクによる効果が充分でないので50
ｍμ以下であることが望ましい。 カーボンブラツクの吸油量は、カーボンブラツ
クの分散に影響を与え、1.5ml／ｇを超えるとバ
インダに対する分散性が悪く、カーボンブラツク
の凝集が起こり、気孔中に均一に入り込まなくな
り、充分にカーボンブラツクの効果は発揮できな
くなる。 カーボンブラツクの添加量について言えば、全
量に対して0.5wt％未満ではその効果は認められ
ず、5wt％を超えるとカーボンブラツクが組織劣
化をもたらし耐食性が低下するので、0.5〜5wt％
の範囲内にする必要がある。 また、本発明において使用するZrO₂について
言えば、粉末の粒度構成において、10μ以下が
10wt％以上ないと耐食性は充分ではなく、50wt
％を超えると対スポーリング性を低下させる。
ZrO₂粉末の量が全量に対して60wt％未満では耐
食性が充分でなく、92wt％を超えると耐スポー
リング性に問題を生じる。 鱗状黒鉛は、その添加量が3wt％未満の場合に
は耐スポーリング性が劣化し、38wt％を超える
と耐食性が充分でなくなる。 固定カーボン量が85wt％未満では灰分量が多
くなり耐食性が低下し問題である。Siとしては、
金属シリコン粉末の他に、Fe−Si、Al−Si等の
シリコン合金粉末、SiC粉末、窒化珪素鉄、サイ
アロン、Si₃N₄粉末の中の１種、又は２種以上の
混合粉末を用いることができる。その添加量は全
量に対して1wt％未満では、強度、耐酸化性が充
分でなく、10wt％を超えると耐溶鋼性が低下し
て、結果として耐食性の低下をもたらす。 なお、耐酸化性が不足の場合には、必要に応じ
て、B₄C、BN等の硼素化合物を少量添加しても
よい。 また、本発明の組成物の成形に当たつてのバイ
ンダとしては、混練時及び成形時の作業性、コス
ト、炭化収率のバランスの点から、フエノールレ
ジンが好適に使用できるが、その他、炭化収率の
高いレジン例えばピツチ、ピツチ変成フエノール
レジン、ピツチとフエノールレジンの併用、エポ
キシレジン等任意に使用できる。 〔実施例〕 以下実施例によつて本発明の詳細を説明する。 表２に示す組成と性質とを持つ配合物を部分的
に用いて第１図〜第３図に示すテスト用のノズル
１を作製した。各図において、ノズル１の母材３
はアルミナ−黒鉛からなる通常の材質のものを使
用し、前記の表２に示す組成と性質とを持つ配合
物の供試材をパウダライン部分４に使用してラバ
ープレスによつて一体成形後、1000℃でコーク
ス・ブリーズ中還元焼成して、内孔２を有するテ
スト用のノズルを作製した。第１図および第２図
は、浸漬ノズルであり、第３図に示すものはロン
グノズルである。 〔テスト１〕 母材３の肉厚が40mm、パウダライン部分４の厚
みが20mmの第１図に示すような形状を持つ浸漬ノ
ズル１を300t取鍋用２ストランドタイプタンデイ
シユに適用してAl−キルド鋼用に供した。ノズ
ルの交換の原因は、パウダライン部の溶損による
ものであつた。表２の１〜表２の２に各配合物の
実績を溶損速度指数によつて示す。同溶損速度指
数は、パウダライン部の直径を使用後測定し、溶
損速度（mm／min）を求め、比較例１として示す
従来品の場合の溶損速度を100として指数化した
ものである。 溶損指数が80以上のものについては、耐溶損性
の改良が少ないということで５本に試験を中止
し、他は10本使用した。 比較例３、９、12については、溶損量自体は少
なく示されているが、使用初期に亀裂が発生して
交換された結果であつて、実質的にはライフ延長
は図れなかつた。 〔テスト２〕 第２図に示す形状を持ち、母材３の厚みと供試
材のパウダライン部分４の厚みが35mmの浸漬ノズ
ル１を250t取鍋溶４ストランドタイプタンデイシ
ユに適用してAl−Siキルド鋼用に供した。 表２に示す実施例１と比較例２のものを使用し
たが、実施例１のものは20本問題なく使用され、
比較例２のものは５本中３本が亀裂発生により使
用初期に交換された。 溶損速度を比較したところ、比較例２のものを
100として指数化すると、実施例１はパウダライ
ン部で65、内孔部で86であつた。 〔テスト３〕 第３図に示す形状を持つ母材３の肉厚45mm、ス
ラグライン部分４の厚みが25mmのロングノズル１
を260t取鍋用に供した。 表２の比較例１のものを使用した場合には、ス
ラグライン部の溶損により６回のチヤージが限界
であつたが、実施例４のものを使用することで目
標の９回のチヤージを達成でき、その後も残厚が
あり、さらに、ライフの延長の可能性が示され
た。 上記のテストでは、部分的に本発明の組成物を
用いたが、実用に当つては上記テストの場合のよ
うに、パウダラインあるいはスラグラインのみに
使用しても充分効果があるし、またノズル全体を
同組成物によつて構成してもよい。 〔発明の効果〕 このように、本発明にかかる組成物は、溶鋼へ
の溶出速度が小さく、パウダ溶融部と溶鋼部の境
界で起る界面現象に基づく連続鋳造用ノズルの溶
損現象を効果的に防止するカーボンブラツクを、
成形性を劣化することなく添加でき、それによつ
て、連続鋳造用ノズルのライフを延長できるとい
う効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１〜第３図は本発明の組成物を適用した供試
用の連続鋳造用ノズルの構造を示す。 １：浸漬ノズル、１′：ロングノズル、２：内
孔部分、３：母材、４：パウダラインまたはスラ
グライン部分。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 平均粒子径が50ｍμ以下であり、吸油量が
   1.5ml／ｇ以下であるカーボンブラツクを0.5〜
   5wt％の黒鉛を含有する黒鉛・ジルコニア質耐火
   物において、前記黒鉛が85wt％以上の固定カー
   ボンを有する鱗状黒鉛であることを特徴とする連
   続鋳造用ノズル組成物。