JPH0437447A - 広幅薄肉スラブ鋳造用ノズル - 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、広幅薄肉ノズル鋳造用に使用される高耐食性
と、高耐熱衝撃性を有するノズルに関する。

〔従来の技術〕

溶鋼−スラグ界面近傍の高耐食性化を図るために、従来
よりジルコニア−グラファイト質ノズルが使用されてき
た。しかしジルコニア−グラファイト質ノズルは、ジル
コニア固有の熱膨張率の大きさに起因して耐熱衝撃性が
わるいために、予熱を充分行なって使用する、或はアル
ミナ−グラファイト質ノズルのスラクー溶鋼界面近傍部
のみにぼかし構造でジルコニア−クラファイト質を使用
してきた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしＣａＯ安定化ジルコニア−グラファイト質ノズル
は、一般に低強度であり薄肉構造のノズルには使用でき
ない。更に結合剤の多量添加、超微粉骨材の添加、Ａｎ
、　Ｓｉなとの金属添加、高い成型圧による組織の緻密
化等の方法で熱間強度を向上させた場合、材質の弾性率
が強度の向上と同じ程度、或はそれ以上に上昇してしま
う問題点が挙げられる。弾性率の上昇はすなわち耐スポ
ール性の低下を意味する。広幅薄肉スラブ鋳造用ノズル
においては、高い破壊エネルギーとともに熱衝撃に対す
る抵抗性が重要であり、強度を高くしたいがゆえに耐ス
ポール性を犠牲にすることは、実際の使用上好ましくな
い。

本発明は上記課題に鑑みなされたもので、高耐食性と高
耐熱衝撃性を有する広幅薄肉スラブ鋳造用ノズルを提供
する。

〔課題を解決するための手段〕

前記課題を解決するための本発明は、ジルコニアヘグラ
ファイトを主成分とする鋳造用ノズル原料にＣａＯ安定
化ＺｒＯ２ファイバーを５〜２０Ｖｏｌ％含有したこと
を特徴とし、また前記含有するＣａＯ安定化ＺｒＯ２フ
ァイバーの繊維径が１〜６μｍで繊維長が６０〜１５０
μｍである広幅薄肉スラブ鋳造用ノズルである。

〔作　用〕

ノズルの破壊、損傷による主原因は、骨材部より微粒子
マトリックスを主としてクラックが発生する。つまりマ
トリックス部を強化することが重要な技術となる。しか
し前述の添加剤などによるただ単なるマトリックス部の
強化は、組織の弾性率の向上につながり耐熱衝撃性の低
下につながる。

本発明で添加するＣａＯ安定化ＺｒＯ□ファイバーは、
ＣａＯ安定化ＺｒＯ□ファイバーの引抜き効果による破
壊エネルギーの向上だけを図るもので、その結果として
、溶鋼通湯時の圧力や、瞬間的な熱応力に耐えうるよう
にするものである。

つまりファイバーの添加により弾性率を増加させずに、
また強度を低下させることなく破壊エネルギーを吸収す
るように、最適な径、長さ及び添加量を見だした。

ここでＣａＯ安定化ＺｒＯ□ファイバーの径および長さ
は、マトリックスを構成する耐火材料の粒度できまり、
繊維径は１〜６μｍ、長さは６０〜１５０μｍとする。

通常このようなノズルのマトリックスを構成する粒径は
、１−１０μｍの範囲で、平均粒度が３〜５μｍ程度で
ある。まず繊維径であるが、通常市販されている０、３
〜１．４μｍの径だと、細かすぎて凝集する傾向も認め
られ、結果としてのファイバー引抜き効果は認められな
かった。また１μｍ以下だと耐火材料との混練時にファ
イバーの折れが起こり、所定の繊維長が得られないとい
う問題点もあった。また６μｍ以上だと粒子添加と同様
の効果しか得られなかった。

次に繊維長については、６０μｍ以下だとファイバーの
引抜き効果が認められず、径の場合と同様に１５０μｍ
以上のファイバーは繊維の折れが発生し、ファイバー引
抜き効果は認められなかった。

次にＣａＯ安定化ＺｒＯ□ファイバーの添加量について
であるか、５Ｖｏｊｌ’％以下だと破壊エネルギーの上
昇は認められなかった。また２０Ｖｏ　１％以上だとフ
ァイバーのからみ合いにより、強度及び破壊エネルギー
の極端な低下が認められた。従って添加量は５〜２０Ｖ
ｏ　１％とした。

ＣａＯ安定化ＺｒＯ□ファイバー中のＣａＯ含有量は、
３〜７ｗｔ％であれば耐食性９強度耐熱衝撃性の面でも
問題は認められなかった。

またＣａＯ安定化ｚ「０２ファイバーの表面にカーボン
を１００人程変波覆することは、耐火原料との混線時に
ファイバーの滑りがよくなり、均質混練が短時間ででき
ることか判明した。

〔実施例〕

本発明を実施例に基づいて説明する。

ファイバーの添加は、乾燥状態の表１に示す配合耐火原
料に遊星型ミキサーで混練した。更にバインダーとして
フェノール樹脂を用いて混練し、成型用配合物を調整し
た。アイソスタティックプレス、乾燥、焼成工程を経て
、ノズルを得た。これらの試料を４０　Ｘ　４０　Ｘ　
１６０ｍｍサイズに加工した後、冷間３点曲げ強度およ
びその際の破壊エネルギーを測定した。

また耐熱衝撃性評価として、熱サイクルスポーリング試
験を行った。すなわち４０Ｘ４０Ｘ　　１６０ｍｍサイ
ズに加工した耐火性試料を、窒素中で１４００°ＣＩＯ
分加熱した後、３０分字数冷する試験を繰返し、このと
きの亀裂発生状況を目視観察により調べ、耐熱衝撃性を
亀裂が発生したときの熱サイクル回数で評価した。これ
らの結果をファイバーの添加条件とともに表２に示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ジルコニア−グラファイトを主成分とする鋳造用
   ノズル原料にＣａＯ安定化ＺｒＯ＿２ファイバーを５〜
   ２０Ｖｏｌ％含有したことを特徴とする広幅薄肉スラブ
   鋳造用ノズル。
2. （２）含有するＣａＯ安定化ＺｒＯ＿２ファイバーの繊
   維径が１〜６μｍで繊維長が６０〜１５０μｍである請
   求項（１）記載の広幅薄肉スラブ鋳造用ノズル。