JPH0437451A - 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、広幅薄肉スラブ鋳造用に使用される高い熱間
強度を有する鋳造用ノズルに関する。

〔従来の技術〕

広幅薄肉スラブ鋳造用に使用される鋳造用ノズルは、構
造が複雑なうえにノズル全体が高温の溶鋼に曝され、ま
たたえず機械的あるいは熱的衝撃をうけるので、これら
衝撃により割れが生ずる恐れがあるために、ノズルとし
ては特に熱間強度が高く、かつスポーリング性に優れた
材質が要求される。

機械的強度を向上するための手段と（２ては、結合剤と
して使用する樹脂を多量に添加する方法、粒径の小さい
超微分骨材を添加し組織を緻密にする方法、Ａｌ＋ｓｌ
などの金属を添加し、耐火物の焼成過程において金属起
因の結合を発達させる方法、耐火物の成形圧力を高くし
、組織を緻密にする方法などが開発されている。

〔発明か解決しようとする課題〕

しかし、このような方法により強度を向上させた場合、
材質の弾性率か強度の向上と同じ程度、あるいはそれ以
上に上昇してしまう問題点があげられる。弾性率の上昇
はすなわち耐スポーリング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、高い強度と共に熱衝
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、耐スポーリング性を犠牲にすることは、実際の使
用上好ましくない。

本発明はかかる課題に鑑みなされたもので、熱間強度が
高くかつスポーリング性に優れた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、メソフェイズカー
ボンを３〜１５重量％、黒鉛５〜４０重量％。

最大粒子直径が２００μｍ以下である耐火性原料および
結合材を混練成形し、乾燥後焼成してなることを特徴と
する広幅薄肉スラブ鋳造用ノズルである。

〔作　用〕

まずメソフェイズカーボンであるが、石油系。

または石炭系のピッチを加熱すると、フリーカーボンや
炭化水素類がある配列性をもって集合し、光学的異方性
をもった液晶を生成する。これはマイクロメソフェイズ
と呼ばれる数μｍから数１０μｍの大きさの球体である
。これをさらに加熱すると微小な球体が合体し、バルク
メソフェイズと呼ばれる塊を形成する。さらにバルクメ
ソフェイズは炭化してコークスになるわけであるが、本
発明者らは、マイクロメソフェイズがバルクメソフェイ
ズに合体する過程で強い結合作用を発現することに注目
し、これを耐火物の強度付与剤として使用する試みを行
った。

その結果、マイクロメソフェイズは強度向上に効果があ
ると同時に、弾性率の上昇を抑制することに耐スポーリ
ング性の低下を防止することか可能であることを知見し
た。

メソフェイズカーボンは、耐火物焼成時の加熱によりメ
ソフェイズ球体の合体作用、軟化溶融による空隙充填作
用により強い結合効果を発現し、強固なカーボン結合を
形成する。このカーボン結合は、ピッチ由来のソフトカ
ーボン結合であり、弾性率の上昇が少なく、耐スポーリ
ング性の向上に効果的である。使用するメソフェイズカ
ーボンは、加熱により合体しバルクメソフェイズになる
前の段階のものを使用する必要がある。このために熱処
理温度は３００〜５００℃であることが必要であり、ま
たメソフェイズの合体が進行して球体サイズが大きくな
る前の段階を規定するために、球体サイズは５０μｍ以
下とした。熱処理が過度になるとメソフェイズ球体か合
体してしまい、耐火物に使用する段階で結合作用が十分
に発揮されない。

逆にメソフェイズの生成か不十分でメソフェイズ含有量
が少ない場合はピッチに起因する揮発分が増加し、耐火
物を招請する際に気孔を形成し、組織を脆弱化してしま
うため、メソフェイズ含有量は５０重量％以上、揮発分
は３０重量％以下であることが必要である。

メソフェイズの使用は少量でも効果かあるが、過剰に使
用するとカーボン本来の耐摩耗性の低さ、溶鋼への溶解
などの問題があり、使用量は３〜１５重量％の範囲が適
当である。

最大粒子直径が２００μｍ以下である耐火性原料につい
ては、原料の粒度を各種検討した結果、最大粒子直径を
小さくすることにより組織の充填塵。

緻密性が向上し、強度が向上することを知見した。

しかもこの手法によると、従来の手法である超微粉を添
加する方法に比較して、弾性率の上昇を抑制することが
可能である。たとえば特開昭６０＝１６６２６１号公報
によれば超微粉アルミナをアルミナ−黒鉛質の連続鋳造
用ノズル耐火物に添加すると強度向上が図れるか、添加
量か多くなると超微粉アルミナの焼結効果により弾性率
か上昇し、耐スポーリング性か低下する。−力木発明で
は、最大粒子直径を２００μｍ以下とし、さらにメソフ
ェイズカーボンを併用することにより、弾性率の上昇を
抑制しつつ強度向上か可能となる。耐火性原料としては
、アルミナ、ンリカ、ジルコニア、ムライト、スピネル
などが使用可能である。

黒鉛としては、天然の鱗状黒鉛、玉状黒鉛、コークスな
どを熱処理して得られた人造黒鉛が使用可能であるが耐
食性、耐スポーリング性の観点から鱗状黒鉛か望ましい
。黒鉛か５％以下では黒鉛の耐スラグ性か発揮されず、
また４０％以上では高い強度が得られず、耐溶鋼性も悪
くなる。

〔実施例〕

本発明を実施例に基づいて説明する。

表１に示した配合耐火物原料に、バインダーとしてフェ
ノール樹脂を用いて混練し、成形用配合物を調整した。

アイソスタチックプレス→乾燥→焼成工程を経て、広幅
薄肉スラブ鋳造用ノズルを得た。

実施例１〜４は最大粒子直径を２００μｍとし、メソフ
ェイズカーボンを３〜１５％としている。いずれも高い
熱間強度を示し、一方、弾性率の向上は抑制されており
、耐スポーリング性が良好である。実施例５．６では最
大粒子直径を１００μおよび５０μｍとした。熱間強度
は向上するが、弾性率も次第に大きくなる。

比較例１．２はメソフェイズカーボン量が本発明の範囲
外であり、強度が低い。比較例３．４は最大粒子直径が
本発明の範囲より大きく、強度が低い。

〔発明の効果〕

以上説明したごとく本発明による鋳造用ノズルは、従来
のノズルに比して熱間強度および弾性率共に優れており
、高温の溶鋼に曝され、さらには溶鋼の内外圧など機械
的あるいは熱的衝撃をうける広幅薄肉スラブ鋳造用ノズ
ルとして、耐久力に富み優れた性能を発揮し得る。

代理人　弁理士　秋　沢　政　光 他１名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　メソフェイズカーボンを３〜１５重量％，黒鉛５〜４
   ０重量％，最大粒子直径が２００μｍ以下である耐火性
   原料および結合材を混練成形し、乾燥後焼成してなるこ
   とを特徴とする広幅薄肉スラブ鋳造用ノズル。