JPH04127944A - 連続鋳造用浸漬ノズル - 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） 本発明は、鋼の連続鋳造において、溶鋼をタンデイツシ
ュからモールド内へ鋳込むにあたり、長時間にわたり使
用可能な連続鋳造用浸漬ノズルに関するものである。

（従来の技術） 従来から、連続鋳造用浸漬ノズル耐火物としては、鋼の
連続鋳造に耐え得るため低膨張性であるシリカを添加し
たアルミナ黒鉛質系耐大物が一般に使用されている。

しかし、耐火物中のシリカは溶鋼中のＭ　ｎ　＋　Ａ　
Ｑ＋Ｔｉといった還元性の強い元素と反応し溶鋼中に溶
は出すため、溶鋼に対する耐蝕性に問題を生じる。

このため、アルミナ黒鉛質系溶鋼鋳造用ノズルにおいて
、本体にシリカを１０〜３５ｔｉｔ％含有し、溶鋼浸漬
部及び／又はノズル内周孔にはシリカを含有しないか、
あるいはシリカを本体より少なく含有した溶鋼鋳造用ノ
ズルが提案され、（特公平１−４０７９０号公報）、溶
鋼に対する耐蝕性の確保が図られている。

また、低膨張材料としてシリカ以外の粘土、ジルコン等
の５ｉｎ２を含有する酸化物を添加することにより、耐
スポーリング性を確保しつつ、ＳｉＯ２と溶鋼中のＭｎ
、　Ａ　Ｑ　、　Ｔｉとの反応を抑制する方法も報告さ
れている　（特開昭５７−４２５７２号公報、特開昭６
１−８３６７３号公報）。

（発明が解決しようとする課題） 前記の溶鋼浸漬部のシリカ含有率を低減する方法は、溶
鋼との反応を抑制するため耐蝕性の向上には有効である
。しかし、シリカを低減した部分の熱膨張率が大きくな
るため、ノズル本体と浸漬部で熱膨張差が生し、耐スポ
ーリング性が低下するという欠点がある。

また、ＳｉＯ２を含有する酸化物の場合には、酸化物中
のＳｉＯ２成分がノズル耐火物中に共存するＣと反応し
揮散消失することにより、耐火物組織内に気孔を形成し
強度低下をもたらすとともに、耐火物への溶鋼侵入を助
長し耐蝕性を低下させるという問題を生じる。

以上のような問題点を鑑み、本発明は浸漬ノズルの耐蝕
性及び耐スポーリング性の低下を解消し、長時間にわた
り使用してもかかる欠点を生じない連続鋳造用浸漬ノズ
ルを提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、アルミナ黒鉛質溶鋼鋳造用ノズルにおいて、
アルミナを被覆したシリカをシリカ換算で５〜５０ｗｔ
％含有したことを特徴とする、耐蝕性・耐スポーリング
性に優れた連続鋳造用浸漬ノズルに関するものである。

（作用） 発明者等は、浸漬ノズルの耐スポーリング性を確保する
上で低膨張性を有するシリカを従来どおり積極的に利用
し、その上でシリカの反応性を低下させ溶鋼に対する耐
蝕性を強化する方法に関して研究開発を続けてきた。そ
の結果、アルミナ被覆を施したシリカを黒鉛アルミナ質
系耐大物の成分として加えることにより、耐蝕性並びに
耐スポーリング性の大幅な改善に成功した。

低膨張性を有するシリカは、浸漬ノズルの耐スポーリン
グ性を高める上で重要な役割を果たす。

さらに、シリカはモールドパウダーに対する耐蝕性にも
優れ、浸漬ノズル耐火物の構成成分として不可欠な機能
を有している。しかし、溶鋼中にＭｎ、　Ａ　Ｑ　、　
Ｔｉといった還元性の強い元素が含まれる場合、シリカ
はこれら元素と反応し溶鋼中に溶は出す。また、シリカ
はノズル中に共存するカーボンによっても還元され、揮
散消失し耐火物中に気孔を生成する。したがって、シリ
カを含有するノズルは溶鋼に対する耐蝕性に劣るという
欠点を有している。

一方、アルミナは融点が極めて高く、反応性も低いため
、溶鋼及びパウダーに対する耐蝕性に優れている。しか
し、熱膨張率が高いため耐スポーリング性を低下させる
欠点を有している。

以上のことから、発明者らはアルミナ被覆を施したシリ
カを黒鉛アルミナ質ノズルの構成成分として添加するこ
とで、シリカの低膨張性を活かし耐スポーリング性を確
保するとともに、シリカと溶鋼との反応性を低下させノ
ズルの耐蝕性をも同時に高めることを見出した。さらに
、シリカ表面はアルミナと接触しているため高温で反応
しムライトを形成する。ムライトは、融点が１８５０℃
であリシリカの融点１７２３℃に比較して高いこと、さ
らにシリカより反応性が低いことを特徴とする。したが
って、シリカはムライトに変化することで溶鋼中のＭｎ
、　Ａ　Ｑ　、　Ｔｉによる選択的な溶解やカーボンに
よる還元雰囲気分解が抑制され、浸漬ノズルの耐蝕性は
一層向上する。また、シリカ粒全体がムライトに変化し
なくても、アルミナとシリカの接触面で一部ムライトを
形成することで、アルミナ層とシリカ層の結合を強める
効果も有する。このため、アルミナ被覆が不完全な状態
であってもシリカは十分に耐蝕性を確保できるため、シ
リカへのアルミナ被覆は高度な緻密性を要求される特別
な被覆技術を必要としない。例えば、アルミナ溶剤中に
原料シリカを浸漬するという単純な被覆方法で、十分な
耐蝕性が得られる。したがって、製造コストが従来製法
に比較して高くなることもない。

また、本発明者等は、熱間圧延、冷間圧延後の鋼板に現
れる幅１〜４ｍｎ、長さ数ｍに渡る膨れ状欠陥の発生原
因について調査したところ、浸漬ノズルの閉塞防止のた
めに吹き込まれるＡｒ気泡の粗大化が原因であることを
見出した。さらに、　Ａｒ気泡の粗大化は、浸漬ノズル
中のシリカが溶鋼中のＡ　Ｑｙ　Ｔ　ｘ　ｒ　Ｍ　ｎに
より選択的な浸食作用を受け、耐火物中の気孔径が拡大
したためであることも見出した。したがって、本発明を
アルミナ黒鉛質のガス吹き込み型浸漬ノズルに適用すれ
ば、ノズル中のシリカの浸食は抑制され、吹き込みガス
を安定して微細に吹き込むことができるため、膨れ欠陥
の防止対策としても非常に有効な手段となる。

以上に示したアルミナ被覆を施したシリカを含有する黒
鉛アルミナ質ノズルは、従来ノズルに比較して耐蝕性並
びに耐スポーリング性の両特性に優れ、多連鋳操業を可
能にすると共に鋳片品質の大幅な向上を可能とした。

本発明においてシリカは溶融シリカ、長石などを使用す
る。これにアルミナ被覆を施しシリカ換算で５ｗｔ％〜
５０ｗｔ％程度含有させる。　５υｔ％未満では浸漬ノ
ズルに不可欠な耐スポーリング性に劣り、　５０ｗｔ％
を超えると相対的にアルミナの含有率が減少し耐蝕性が
低下する。また、シリカ原料は反応性を低下させるため
に０．１　■以上の粗粒のものを用い、被覆用のアルミ
ナは緻密な被覆層を形成するために数μｍ程度の微細な
ものを用いることが望ましい。

黒鉛は熱伝導率が極めて高く、また溶鋼と非常に濡れ難
い性質を有することから、本発明では耐蝕性を低下させ
ない範囲で黒鉛を添加し、溶鋼やパウダーの浸漬ノズル
気孔内への侵入を防止すると共に耐スポーリング性を向
上させる。黒鉛使用原料としては天然のりん状黒鉛が好
ましいが、−般に耐火物用として用いられるものであれ
ば灰分が過大でなければ使用できる。また、黒鉛の配合
範囲については５ｗｔ％〜５０ｗｔ％程度が好ましい。

５ｗｔ％未満では耐スポーリング性に劣り、　５ｔｈｔ
％を超えると黒鉛の酸化や溶鋼中への溶出により溶鋼及
び溶融パウダーに対する耐蝕性が低下する。また、高熱
伝導率のためノズル詰まりを生ずる恐れもある。

アルミナは耐蝕性を付与する役割を持ち、純度９０ｗｔ
％以上の電融品又は焼結晶を使用する。好ましい配合率
は３５ｗｔ％〜９０ｗｔ％で、　３５ｗｔ％未満では耐
蝕性が不十分で、　９０ｔｉｔ％を超えると耐スポーリ
ング性が低下する傾向にある。

浸漬ノズルの基本的な構成成分は以上であるが。

この他にもノズル材質への添加物として既に知られてい
る材料を、本発明の効果を損なわない範囲で含有させて
もよい。その材料としては、例えば炭化珪素、ジルコニ
ア、ジルコン、各種金属粉などである。

（実施例） 以下に、実施例及び比較例を挙げ、本発明について説明
する。

第１表に示した原料配合物に樹脂バインダーとしてフェ
ノール樹脂を１２ｖｔ％添加して混練し、アイソスタテ
ィックプレスを用いて１．０ｔ／ａ＆の圧力でノズル形
状に成形した。さらに、この成形体を１２００℃の温度
で還元焼成し連続鋳造用ガス吹き込み型浸漬ノズル（内
径９０ｍφ、吐出孔径７０閣φ、吐出孔角度３５度の逆
Ｙ型ノズル）を作製した。第２表に、ここで製作した浸
漬ノズルの品質特性を示す、なお、シリカは溶融シリカ
を用い、アルミナ溶剤を塗布することで被覆した。

このようにして得られた浸漬ノズルを用いてＴｉをＱ、
１ｗｔ％含有する炭素濃度３０ｐｐｍの極低炭素鋼を４
００分間鋳造した。耐スポーリング性については浸漬ノ
ズルに亀裂が生じた時間を指標として評価した。また、
ノズル内の耐火物溶損量を鋳造時間で除した値を溶損速
度と定義し、耐蝕性の評価も行った。

実施例１及び２のノズルには割れが生じることなく、４
００分間鋳造できた。また、実施例１のノズルでは内径
が９０ａｎから９４．０ｍｍ（溶損速度０　、　ＯＯ５
ａｎ／ｗｉｎ）に、実施例２のノズルでは９０ｍから９
３．２ｍｍ（溶損速度０　、　ＯＯ４ｍｍ／ｗｉｎ）に
拡大しているだけで、顕著な溶損は見られなかった。さ
らに、実施例１及び２のノズルを用いて鋳造された鋳片
には、冷間圧延後、膨れ欠陥は発生しなかった。

従来から使用されている比較例１のノズルは４００分間
鋳造できたが、ノズル内径は９０ｍｎ〜１１０ｍｍ（溶
損速度０　、　Ｏ２５ｍｅ／ｍ１ｎ）　　に拡大してお
り、ノズルの溶損量が大きくなっていた。さらに、鋳片
には冷間圧延後、膨れ欠陥が発生した。

シリカを全く含有しない比較例２のノズルでは、鋳造開
始後２００分で亀裂が生じ鋳造を中止した。

この時、ノズル内径は９０ｍ＋〜９１ｍａ（溶損速度０
．００２５　ａｍ／ｗｉｎ）に拡大しているだけで耐蝕
性は良好であった。このため、冷間圧延後、鋳片にはふ
くれ欠陥は発生しなかった。

アルミナ被覆シリカを５０ｗｔ％以上含有する比較例３
のノズルは４００分間鋳造できたが、ノズル内径は９０
ｍｎから１０２ｍｎ（溶損速度０．０１５＋ａ／ｍ１ｎ
）に拡大し、耐蝕性に問題を生じるだけでなく、冷間圧
延後の鋳片にふくれ欠陥が発生した。

以上の如く、本発明により製造した浸漬ノズルは耐蝕性
及び耐スポーリングに優れているだけでなく、鋳片の品
質をも十分に確保できるものである。

第１表　実施例及び比較例の原料配合比（単位ｖｔ％）
第２表 実施例及び比較例の品質特性 （発明の効果） 以上に説明したように、本発明の連続鋳造用浸漬ノズル
によれば、溶鋼及びモールドパウダーに対する耐蝕性が
良好で、さらに耐スポーリング性にも優れた効果を有す
るため、長時間にわたって安定使用でき、操業性の大幅
な改善となる。また、耐蝕性に優れているため、安定し
たガス吹き込みが可能となり、膨れ欠陥を防止できる。

したがって、連続鋳造法で製造される鋼板の品質は非常
に安定し、歩留りも格段に向上する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アルミナ黒鉛質溶鋼鋳造用ノズルにおいて、アルミナを
   被覆したシリカをシリカ換算で５〜５０ｗｔ％含有した
   ことを特徴とする、耐蝕性・耐スポーリング性に優れた
   連続鋳造用浸漬ノズル。