JPH0478392B2 - - Google Patents
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- JPH0478392B2 JPH0478392B2 JP2014218A JP1421890A JPH0478392B2 JP H0478392 B2 JPH0478392 B2 JP H0478392B2 JP 2014218 A JP2014218 A JP 2014218A JP 1421890 A JP1421890 A JP 1421890A JP H0478392 B2 JPH0478392 B2 JP H0478392B2
- Authority
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- Japan
- Prior art keywords
- nozzle
- molten steel
- continuous casting
- cao
- inner hole
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
- B22D41/50—Pouring-nozzles
- B22D41/52—Manufacturing or repairing thereof
- B22D41/54—Manufacturing or repairing thereof characterised by the materials used therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/48—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates
- C04B35/482—Refractories from grain sized mixtures
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明はアルミニウムを含有するアルミキルド
鋼等の連続鋳造において溶鋼が通過するノズルの
狭さく、さらには閉塞を効果的に抑制することが
できる連続鋳造用ノズルに関するものである。 （従来の技術） 溶鋼の連続鋳造用ノズルは、次のような目的の
ために使用される。 溶鋼の連続鋳造に於いて連続鋳造用ノズルはタ
ンデイツシユモールド間の溶鋼注入で溶鋼の空気
との接触による酸化の防ぎ、又溶鋼の飛散防止を
計り、さらには非金属介在物及びモールド面浮遊
物の鋳片への巻込み防止のための注湯の整流化な
どの目的で使用されている。 従来溶鋼の連続鋳造用ノズル材質は、主として
黒鉛、アルミナ、シリカ、シリコンカーバイドな
どで構成されており最近ではジルコニアを構成成
分として用いられる場合がある。 しかしながらアルミキルド鋼等を鋳造する場合
は次のような問題点を有している。 アルミキルド鋼等は脱酸剤として添加されるア
ルミニウムが溶鋼中に存在する酸素と反応してα
−アルミナ等の非金属介在物が生成しやすい。そ
のためアルミキルド鋼等を鋳造する際、連続鋳造
用ノズルの内孔表面に脱酸剤として添加されるア
ルミニウムの酸化により生成されるα−アルミナ
等の非金属介在物が付着し、そして堆積してその
結果内孔が狭さくし最悪の場合内孔を閉塞してし
まい安定的な鋳造を困難にする。あるいはこのよ
うにして付着し堆積したα−アルミナ等の非金属
介在物が剥離或いは脱落して鋳片に巻込まれ鋳片
の品質低下を招く。 上述したα−アルミナ等の非金属介在物による
内孔の狭さくおよび閉塞を防止するために内孔を
形成する連続鋳造用ノズルの内面から前記内孔を
通つて流れる溶鋼に向かつて不活性ガスを噴出さ
せ、溶鋼中に存在するα−アルミナ等の非金属介
在物が連続鋳造用ノズル内孔面に付着し堆積する
ことを防止する方法が広く用いられている。 しかしながら上述した内孔を形成する溶鋼連続
鋳造用ノズルの内面から不活性ガスを噴出させる
方法には次のような問題点がある。 噴出させる不活性ガス量が多いと不活性ガスに
よつてできた気泡が鋳片のなかに巻き込まれピン
ホールに基づく欠陥が生じる。逆に噴出させる不
活性ガス量が少ないとα−アルミナ等の非金属介
在物が連続鋳造用ノズルの内孔面に付着し堆積し
て内孔の狭さくさらには最悪の場合閉塞する。 また連続鋳造用ノズルの内面から前記内孔を通
つて流れる溶鋼に向かつて不活性ガスを均一に吹
き込むことは構造的に不可能でありまた長時間鋳
造する際は連続鋳造用ノズル材質の組織劣化及び
構造劣化するに伴い噴出させる不活性ガスのコン
トロールが不安定となりさらには不活性ガスを連
続鋳造用ノズル内孔面に均一に噴出させることが
困難となりその結果、α−アルミナ等の非金属介
在物が連続鋳造用ノズルの内孔面に付着し、そし
て堆積して内孔の狭さくさらには閉塞してしま
う。 （発明が解決しようとする問題点） そこで不活性ガスの噴出のような機械的手段を
用いないで上述した問題点を解決するために溶鋼
連続鋳造用ノズルの材質的対策としてつぎのよう
な方法が用いられていた。 黒鉛、ジルコニアを主成分とする下記溶鋼連
続鋳造用ノズルが特開昭62−148076号公報に開
示されている。即ち本質的に下記からなる耐火
物で形成された溶鋼連続鋳造用ノズルである。 重量比で100μｍ以下の未安定化ジルコニア
を35〜75重量％と黒鉛を５〜15重量％、残部を
100μｍ以下の安定化ジルコニアで形成する。 しかしながら上述の溶鋼連続鋳造用ノズルは
次の問題点がある。 未安定化ジルコニア及び安定化ジルコニア成
分は非金属介在物の主成分であるα−アルミナ
との反応性は低いがそれも長時間高温域で使用
されると未安定化ジルコニアはその特性上900
〜1100℃付近で結晶変態を引き起こし熱膨張特
性に異常をきたし結晶粒が崩壊し、そして黒鉛
との共存下において、高温下ではジルコニアの
還元反応が進行し組織劣化が起こる。 又、安定化ジルコニアは同様な条件下では脱
安定化が進行し上述のような未安定化ジルコニ
アと同様な変化が起こりその結果、組織劣化が
進展する。 そのような事より溶鋼と接触する連続鋳造用
ノズル内孔面の性状に変化をきたし凹凸状態と
なり前記の凹部に非金属介在物が堆積し、そし
て蓄積された長時間使用を困難とする。 さらに黒鉛とカルシアを主成分とする下記溶
鋼連続鋳造用ノズルが特開昭57−71860号公報
に開示されている。 即ち本質的に下記からなる耐火物で形成され
た溶鋼連続鋳造用ノズルである。 黒鉛を10〜50重量％、カルシアを20〜75重量
％及び残部を金属アルミニウム、シリコンカー
バイド等で形成する。 しかしながら上述の溶鋼連続鋳造用ノズルは
次の問題点がある。カルシアはα−アルミナ等
の非金属介在物と速やかに反応して低融点化合
物を生成する。その結果、α−アルミナ等の非
金属介在物が連続鋳造用ノズル内孔表面に付着
し堆積することを防止する作用がある。しかし
カルシアは単独で存在すると常温においても水
又は空気中の水分と激しく反応してCa（OH）2
となり、崩壊し粉化してしまうためノズルを製
造する場合特別な注意が必要であり、防湿処理
を施さなければ使用は出来ない。さらにカルシ
アは熱膨張率が大きいので不均一な温度分布が
生じるような加熱を受ける場合にはノズル内部
に大きな熱応力が生じるため耐熱スポーリング
性が大巾に低下する。 上述の問題があるためカルシアを単独で含有
させた連続鋳造用ノズルを実使用化することは
困難である。 又、特願昭62−198629号では黒鉛−カルシウ
ムジルコネイト質が開示されている。これは付
着物質であるAl2O3とカルシウムジルコネイト
から来るCaOを反応させ低融性化合物に変化さ
せ溶失するようにしたものである。（CaO23％
（40モル％）〜36％（55モル％）含有カルシウ
ムジルコネイト） CaO・ZrO2は溶鋼温度でアルミナと接した
場合分解してCaOを放出する（特公昭59−
19075号公報参照）知見にもとづくものである
が、鋳造条件によつてはその放出速度が遅く十
分に機能しない場合が有ることが判明した。 CaO・ZrO2の分解によりその放出・表面へ
の移動凝集を容易にする手段としてシリカ
（SiO2）、マグネシア（MgO）などの添加が有
効であり特願平１−28279号で開示されている。 以上のことから、不活性ガスを噴出させる等の
機械的な方法を用いることなく経済的にかつ比較
的に安易に、さらに長時間にわたつて内孔の狭さ
くさらには閉塞を防止する溶鋼連続鋳造用ノズル
の開発が強く望まれているがかかる溶鋼連続鋳造
用ノズルはまだ提案されていないのが現状であ
る。 （問題点を解決するための手段） この発明は上記問題点を解決するためになされ
たものであつて、本発明の目的は不活性ガスを噴
出する等の機械的な方法を用いることなく、経済
的にかつ長時間にわたつて内孔の狭さくさらには
閉塞または組織の劣化を生じることのない溶鋼連
続鋳造用ノズルを提供することにある。 本発明は本質的に下記からなる耐火物で形成さ
れ、溶鋼連続鋳造用ノズルの内孔の少なくとも第
１図の１部に配設し構成されている。 鉱物組成としてCaO・ZrO2を主成分とするジ
ルコニアクリンカー40〜89重量％、黒鉛10〜35重
量％そして鉱物組成としてCaO・SiO2を主成分
とするカルシウムシリケート１〜25重量％。上述
の耐火物で構成された溶鋼連続鋳造用ノズルはカ
ルシアが水または空気中の水分と激しく反応する
ことを抑制し、ノズルの組織劣化を防止すると共
に溶鋼連続鋳造用ノズル内孔表面において脱酸剤
として添加されるアルミニウムが溶鋼中に存在す
る酸素と反応して生成されるα−アルミナ等の非
金属介在物と反応して低融点化合物を生成するこ
とにより溶鋼連続鋳造用ノズル内孔表面にα−ア
ルミナ等の非金属介在物が、付着しさらには堆積
することを防止することができる。 当該材質の原理・作用効果としては消化性のな
い安定な高CaO含有物質を使用することが効果を
上げる要点になることは自明であり、種々の原料
（鉱物）について検討を加えた結果、カルシウム
ジルコネイトの分解によるCaOの放出促進剤とし
てカルシウムシリケイトが最適であることが判明
した。このものは放出促進剤としてのSiO2源と
CaO成分増量材としての性質を併せ持つものであ
る。 CaO成分はAl2O3と反応してCaO・Al2O3、
3CaO・Al2O3、などの低融点物質となり溶失す
るので堆積することなく閉塞防止に効果がある。 さらに詳述する鉱物組成としてCaO ZrO2を主
成分とするジルコニアクリンカーはCaOが最大36
重量％未満の範囲で含有し、1600℃以上の高温で
溶融し調整されたものである。これは安定化ジル
コニアと同様な熱膨張特性を有し、かつカルシア
が単独で存在しないためカルシアが水または空気
中の水分と激しく反応することが無く、ノズルの
組織劣化を防止する。 40〜89重量％の範囲内の上述したジルコニアク
リンカーは鉱物組成としてCaO・SiO2を主成分
とするカルシウムシリケートと共存するとジルコ
ニアクリンカー中に固溶されたカルシアがジルコ
ニアクリンカー中の粒子表面に移動しやすくなる カルシウムシリケイト＝メタ珪酸カルシウム（珪
灰石） CaO・SiO2＝CaO 48.3 SiO2 51.7 即ち内孔表面に付着する非金属介在物の主成分
であるα−アルミナと反応させるためのカルシア
がジルコニアクリンカー粒子表面へ移動凝集す
る。又上述の目的で使用するカルシウムシリケー
トはカルシアが最大54重量％含有しており、ジル
コニアクリンカー粒子表面へカルシアが移動凝集
する部分のカルシア濃度を高める前記のカルシウ
ムシリケートはCaOとSiO2のモル比が、１：１
の鉱物であればカルシアが水または空気中の水分
と激しく反応することは無くノズルの組織劣化は
発生しない。カルシウム・シリケイトは高CaO含
有が好ましくCaO40〜54％が好ましい。 上記のことからカルシアの短所を克服しカルシ
アとα−アルミナとの反応を長時間にわたつて持
続させて低融点化合物を生成し、かくしてα−ア
ルミナ等の非金属介在物の内孔表面への付着を効
果的に長時間抑制することができる溶鋼連続鋳造
用ノズルを提供するものである。 なお耐スポーリング性、耐酸化性を向上させる
目的で、SiCを添加することも出来る。 （作用） 鉱物組成としてCaO・ZrO2を主成分とするジ
ルコニアクリンカーの含有量は40〜89重量％であ
ることが望ましい。含有量が40重量％未満である
と非金属介在物の主成分であるα−アルミナと反
応するに必要なカルシア含有量が乏しくかつ溶鋼
に対する耐蝕性が劣り第１図に示すようなノズル
内孔表層部に配設する場合その部分が短時間で消
失してしまう可能性が有り十分な効果は期待出来
ない。 又89重量％を超えると熱膨張率が高くなり耐熱
スポーリング特性が劣化する。更にジルコニアク
リンカーの平均粒径は良好な表面平滑性を有する
ためには44μｍ以下であることが望ましい。黒鉛
の含有量は10〜35重量％が望ましい。又熱伝導率
及び耐酸化性を考慮すれば天然黒鉛を適用するこ
とが望ましい。 黒鉛の含有量が10重量％未満であると耐熱スポ
ーリング性が劣り、一方35重量％を超えると耐蝕
性が低下する。 鉱物組成としてCaO・SiO2を主成分とするカ
ルシウムシリケートCaO含有量最大54％が好まし
くそれ以外であると鉱物組成上不安定になりカル
シアの水和反応が発生し易くなり組織劣化を引き
起こす可能性が有る。 含有量は１〜25重量％が望ましい。（好ましく
は２〜20％）カルシウムシリケートの含有量が１
重量％未満であるとジルコニアクリンカー中のカ
ルシアを粒子表面に移動凝集する効果が得られず
25重量％を超えると耐火物の組織が劣化し易く又
耐蝕性が低下する。更にカルシウムシリケートの
平均粒径は良好な表面平滑性を有するためには
44μｍ以下であることが望ましい。 次に本発明の溶鋼連続鋳造用ノズルを図面を参
照しながら説明する。 第１図は、本発明の浸漬ノズルとしての溶鋼連
続鋳造用ノズルの実施態様を示す概略垂直断面の
一例である。実施態様の溶鋼連続鋳造用ノズル３
は、タンデイツシユとモールドとの間に配置され
ている浸漬ノズルとして使用される。第１図に示
すようにそれを通つて溶鋼が流れる内孔１をその
軸線に沿つて有する浸漬ノズルとしての溶鋼連続
鋳造用ノズル３において、前記内孔１を形成する
前記溶鋼連続鋳造用ノズル３の部分２は、上述し
た化学成分組成を有する耐火物によつて形成され
ている。実施態様の浸漬ノズルとしての溶鋼連続
鋳造用ノズル３によると内孔１を形成する溶鋼連
続鋳造用ノズル３の部分２に溶鋼中に存在するα
−アルミナ等の非金属介在物が付着しそして堆積
することは長時間にわたり抑制される。 （発明の効果） 次に実施例に挙げ、この発明の効果を述べる。 実施例 第１表に示す本発明の範囲内の化学成分組成を
有する。 配合物１から４（以下“本発明のサンプル”と
いう）及び本発明の範囲外の化学成分組成を有す
る配合物５〜９（以下“比較サンプル”という）
の各々に５から10重量％の範囲内の粉末及び溶液
のフエノール樹脂を添加しそれらを混合及び混練
して得られた原料坏土によつて、α−アルミナ等
の非金属介在物の付着量及び溶鋼に対する耐蝕性
を試験するための30mm×30mm×230mmの寸法を有
する成形体および耐スポーリング性を試験するた
めの外径100mm内径60mmおよび長さ250mmの寸法を
有する成形体を形成しそして得られた成形体の
各々を1000℃から1200℃の範囲内の温度で還元焼
成して耐火物１から９を調整した。 上述した本発明のサンプル１から４および比較
用サンプル５〜９のそれぞれにおける物理特性値
（気孔率及び嵩比重）を第１表に示す。 ついで上述した外径100mm、内径60mm及び長さ
250mmの寸法を有する本発明サンプル１から４お
よび比較用サンプル５から９のそれぞれを電気炉
において1500℃の温度で30分間加熱しそして水に
よつて急冷して耐スポーリング性を調査した。そ
の結果を第１表に示す。 ついで上述した30mm×30mm×230mmの寸法を有
する本発明のサンプル１から４および比較用サン
プル
鋼等の連続鋳造において溶鋼が通過するノズルの
狭さく、さらには閉塞を効果的に抑制することが
できる連続鋳造用ノズルに関するものである。 （従来の技術） 溶鋼の連続鋳造用ノズルは、次のような目的の
ために使用される。 溶鋼の連続鋳造に於いて連続鋳造用ノズルはタ
ンデイツシユモールド間の溶鋼注入で溶鋼の空気
との接触による酸化の防ぎ、又溶鋼の飛散防止を
計り、さらには非金属介在物及びモールド面浮遊
物の鋳片への巻込み防止のための注湯の整流化な
どの目的で使用されている。 従来溶鋼の連続鋳造用ノズル材質は、主として
黒鉛、アルミナ、シリカ、シリコンカーバイドな
どで構成されており最近ではジルコニアを構成成
分として用いられる場合がある。 しかしながらアルミキルド鋼等を鋳造する場合
は次のような問題点を有している。 アルミキルド鋼等は脱酸剤として添加されるア
ルミニウムが溶鋼中に存在する酸素と反応してα
−アルミナ等の非金属介在物が生成しやすい。そ
のためアルミキルド鋼等を鋳造する際、連続鋳造
用ノズルの内孔表面に脱酸剤として添加されるア
ルミニウムの酸化により生成されるα−アルミナ
等の非金属介在物が付着し、そして堆積してその
結果内孔が狭さくし最悪の場合内孔を閉塞してし
まい安定的な鋳造を困難にする。あるいはこのよ
うにして付着し堆積したα−アルミナ等の非金属
介在物が剥離或いは脱落して鋳片に巻込まれ鋳片
の品質低下を招く。 上述したα−アルミナ等の非金属介在物による
内孔の狭さくおよび閉塞を防止するために内孔を
形成する連続鋳造用ノズルの内面から前記内孔を
通つて流れる溶鋼に向かつて不活性ガスを噴出さ
せ、溶鋼中に存在するα−アルミナ等の非金属介
在物が連続鋳造用ノズル内孔面に付着し堆積する
ことを防止する方法が広く用いられている。 しかしながら上述した内孔を形成する溶鋼連続
鋳造用ノズルの内面から不活性ガスを噴出させる
方法には次のような問題点がある。 噴出させる不活性ガス量が多いと不活性ガスに
よつてできた気泡が鋳片のなかに巻き込まれピン
ホールに基づく欠陥が生じる。逆に噴出させる不
活性ガス量が少ないとα−アルミナ等の非金属介
在物が連続鋳造用ノズルの内孔面に付着し堆積し
て内孔の狭さくさらには最悪の場合閉塞する。 また連続鋳造用ノズルの内面から前記内孔を通
つて流れる溶鋼に向かつて不活性ガスを均一に吹
き込むことは構造的に不可能でありまた長時間鋳
造する際は連続鋳造用ノズル材質の組織劣化及び
構造劣化するに伴い噴出させる不活性ガスのコン
トロールが不安定となりさらには不活性ガスを連
続鋳造用ノズル内孔面に均一に噴出させることが
困難となりその結果、α−アルミナ等の非金属介
在物が連続鋳造用ノズルの内孔面に付着し、そし
て堆積して内孔の狭さくさらには閉塞してしま
う。 （発明が解決しようとする問題点） そこで不活性ガスの噴出のような機械的手段を
用いないで上述した問題点を解決するために溶鋼
連続鋳造用ノズルの材質的対策としてつぎのよう
な方法が用いられていた。 黒鉛、ジルコニアを主成分とする下記溶鋼連
続鋳造用ノズルが特開昭62−148076号公報に開
示されている。即ち本質的に下記からなる耐火
物で形成された溶鋼連続鋳造用ノズルである。 重量比で100μｍ以下の未安定化ジルコニア
を35〜75重量％と黒鉛を５〜15重量％、残部を
100μｍ以下の安定化ジルコニアで形成する。 しかしながら上述の溶鋼連続鋳造用ノズルは
次の問題点がある。 未安定化ジルコニア及び安定化ジルコニア成
分は非金属介在物の主成分であるα−アルミナ
との反応性は低いがそれも長時間高温域で使用
されると未安定化ジルコニアはその特性上900
〜1100℃付近で結晶変態を引き起こし熱膨張特
性に異常をきたし結晶粒が崩壊し、そして黒鉛
との共存下において、高温下ではジルコニアの
還元反応が進行し組織劣化が起こる。 又、安定化ジルコニアは同様な条件下では脱
安定化が進行し上述のような未安定化ジルコニ
アと同様な変化が起こりその結果、組織劣化が
進展する。 そのような事より溶鋼と接触する連続鋳造用
ノズル内孔面の性状に変化をきたし凹凸状態と
なり前記の凹部に非金属介在物が堆積し、そし
て蓄積された長時間使用を困難とする。 さらに黒鉛とカルシアを主成分とする下記溶
鋼連続鋳造用ノズルが特開昭57−71860号公報
に開示されている。 即ち本質的に下記からなる耐火物で形成され
た溶鋼連続鋳造用ノズルである。 黒鉛を10〜50重量％、カルシアを20〜75重量
％及び残部を金属アルミニウム、シリコンカー
バイド等で形成する。 しかしながら上述の溶鋼連続鋳造用ノズルは
次の問題点がある。カルシアはα−アルミナ等
の非金属介在物と速やかに反応して低融点化合
物を生成する。その結果、α−アルミナ等の非
金属介在物が連続鋳造用ノズル内孔表面に付着
し堆積することを防止する作用がある。しかし
カルシアは単独で存在すると常温においても水
又は空気中の水分と激しく反応してCa（OH）2
となり、崩壊し粉化してしまうためノズルを製
造する場合特別な注意が必要であり、防湿処理
を施さなければ使用は出来ない。さらにカルシ
アは熱膨張率が大きいので不均一な温度分布が
生じるような加熱を受ける場合にはノズル内部
に大きな熱応力が生じるため耐熱スポーリング
性が大巾に低下する。 上述の問題があるためカルシアを単独で含有
させた連続鋳造用ノズルを実使用化することは
困難である。 又、特願昭62−198629号では黒鉛−カルシウ
ムジルコネイト質が開示されている。これは付
着物質であるAl2O3とカルシウムジルコネイト
から来るCaOを反応させ低融性化合物に変化さ
せ溶失するようにしたものである。（CaO23％
（40モル％）〜36％（55モル％）含有カルシウ
ムジルコネイト） CaO・ZrO2は溶鋼温度でアルミナと接した
場合分解してCaOを放出する（特公昭59−
19075号公報参照）知見にもとづくものである
が、鋳造条件によつてはその放出速度が遅く十
分に機能しない場合が有ることが判明した。 CaO・ZrO2の分解によりその放出・表面へ
の移動凝集を容易にする手段としてシリカ
（SiO2）、マグネシア（MgO）などの添加が有
効であり特願平１−28279号で開示されている。 以上のことから、不活性ガスを噴出させる等の
機械的な方法を用いることなく経済的にかつ比較
的に安易に、さらに長時間にわたつて内孔の狭さ
くさらには閉塞を防止する溶鋼連続鋳造用ノズル
の開発が強く望まれているがかかる溶鋼連続鋳造
用ノズルはまだ提案されていないのが現状であ
る。 （問題点を解決するための手段） この発明は上記問題点を解決するためになされ
たものであつて、本発明の目的は不活性ガスを噴
出する等の機械的な方法を用いることなく、経済
的にかつ長時間にわたつて内孔の狭さくさらには
閉塞または組織の劣化を生じることのない溶鋼連
続鋳造用ノズルを提供することにある。 本発明は本質的に下記からなる耐火物で形成さ
れ、溶鋼連続鋳造用ノズルの内孔の少なくとも第
１図の１部に配設し構成されている。 鉱物組成としてCaO・ZrO2を主成分とするジ
ルコニアクリンカー40〜89重量％、黒鉛10〜35重
量％そして鉱物組成としてCaO・SiO2を主成分
とするカルシウムシリケート１〜25重量％。上述
の耐火物で構成された溶鋼連続鋳造用ノズルはカ
ルシアが水または空気中の水分と激しく反応する
ことを抑制し、ノズルの組織劣化を防止すると共
に溶鋼連続鋳造用ノズル内孔表面において脱酸剤
として添加されるアルミニウムが溶鋼中に存在す
る酸素と反応して生成されるα−アルミナ等の非
金属介在物と反応して低融点化合物を生成するこ
とにより溶鋼連続鋳造用ノズル内孔表面にα−ア
ルミナ等の非金属介在物が、付着しさらには堆積
することを防止することができる。 当該材質の原理・作用効果としては消化性のな
い安定な高CaO含有物質を使用することが効果を
上げる要点になることは自明であり、種々の原料
（鉱物）について検討を加えた結果、カルシウム
ジルコネイトの分解によるCaOの放出促進剤とし
てカルシウムシリケイトが最適であることが判明
した。このものは放出促進剤としてのSiO2源と
CaO成分増量材としての性質を併せ持つものであ
る。 CaO成分はAl2O3と反応してCaO・Al2O3、
3CaO・Al2O3、などの低融点物質となり溶失す
るので堆積することなく閉塞防止に効果がある。 さらに詳述する鉱物組成としてCaO ZrO2を主
成分とするジルコニアクリンカーはCaOが最大36
重量％未満の範囲で含有し、1600℃以上の高温で
溶融し調整されたものである。これは安定化ジル
コニアと同様な熱膨張特性を有し、かつカルシア
が単独で存在しないためカルシアが水または空気
中の水分と激しく反応することが無く、ノズルの
組織劣化を防止する。 40〜89重量％の範囲内の上述したジルコニアク
リンカーは鉱物組成としてCaO・SiO2を主成分
とするカルシウムシリケートと共存するとジルコ
ニアクリンカー中に固溶されたカルシアがジルコ
ニアクリンカー中の粒子表面に移動しやすくなる カルシウムシリケイト＝メタ珪酸カルシウム（珪
灰石） CaO・SiO2＝CaO 48.3 SiO2 51.7 即ち内孔表面に付着する非金属介在物の主成分
であるα−アルミナと反応させるためのカルシア
がジルコニアクリンカー粒子表面へ移動凝集す
る。又上述の目的で使用するカルシウムシリケー
トはカルシアが最大54重量％含有しており、ジル
コニアクリンカー粒子表面へカルシアが移動凝集
する部分のカルシア濃度を高める前記のカルシウ
ムシリケートはCaOとSiO2のモル比が、１：１
の鉱物であればカルシアが水または空気中の水分
と激しく反応することは無くノズルの組織劣化は
発生しない。カルシウム・シリケイトは高CaO含
有が好ましくCaO40〜54％が好ましい。 上記のことからカルシアの短所を克服しカルシ
アとα−アルミナとの反応を長時間にわたつて持
続させて低融点化合物を生成し、かくしてα−ア
ルミナ等の非金属介在物の内孔表面への付着を効
果的に長時間抑制することができる溶鋼連続鋳造
用ノズルを提供するものである。 なお耐スポーリング性、耐酸化性を向上させる
目的で、SiCを添加することも出来る。 （作用） 鉱物組成としてCaO・ZrO2を主成分とするジ
ルコニアクリンカーの含有量は40〜89重量％であ
ることが望ましい。含有量が40重量％未満である
と非金属介在物の主成分であるα−アルミナと反
応するに必要なカルシア含有量が乏しくかつ溶鋼
に対する耐蝕性が劣り第１図に示すようなノズル
内孔表層部に配設する場合その部分が短時間で消
失してしまう可能性が有り十分な効果は期待出来
ない。 又89重量％を超えると熱膨張率が高くなり耐熱
スポーリング特性が劣化する。更にジルコニアク
リンカーの平均粒径は良好な表面平滑性を有する
ためには44μｍ以下であることが望ましい。黒鉛
の含有量は10〜35重量％が望ましい。又熱伝導率
及び耐酸化性を考慮すれば天然黒鉛を適用するこ
とが望ましい。 黒鉛の含有量が10重量％未満であると耐熱スポ
ーリング性が劣り、一方35重量％を超えると耐蝕
性が低下する。 鉱物組成としてCaO・SiO2を主成分とするカ
ルシウムシリケートCaO含有量最大54％が好まし
くそれ以外であると鉱物組成上不安定になりカル
シアの水和反応が発生し易くなり組織劣化を引き
起こす可能性が有る。 含有量は１〜25重量％が望ましい。（好ましく
は２〜20％）カルシウムシリケートの含有量が１
重量％未満であるとジルコニアクリンカー中のカ
ルシアを粒子表面に移動凝集する効果が得られず
25重量％を超えると耐火物の組織が劣化し易く又
耐蝕性が低下する。更にカルシウムシリケートの
平均粒径は良好な表面平滑性を有するためには
44μｍ以下であることが望ましい。 次に本発明の溶鋼連続鋳造用ノズルを図面を参
照しながら説明する。 第１図は、本発明の浸漬ノズルとしての溶鋼連
続鋳造用ノズルの実施態様を示す概略垂直断面の
一例である。実施態様の溶鋼連続鋳造用ノズル３
は、タンデイツシユとモールドとの間に配置され
ている浸漬ノズルとして使用される。第１図に示
すようにそれを通つて溶鋼が流れる内孔１をその
軸線に沿つて有する浸漬ノズルとしての溶鋼連続
鋳造用ノズル３において、前記内孔１を形成する
前記溶鋼連続鋳造用ノズル３の部分２は、上述し
た化学成分組成を有する耐火物によつて形成され
ている。実施態様の浸漬ノズルとしての溶鋼連続
鋳造用ノズル３によると内孔１を形成する溶鋼連
続鋳造用ノズル３の部分２に溶鋼中に存在するα
−アルミナ等の非金属介在物が付着しそして堆積
することは長時間にわたり抑制される。 （発明の効果） 次に実施例に挙げ、この発明の効果を述べる。 実施例 第１表に示す本発明の範囲内の化学成分組成を
有する。 配合物１から４（以下“本発明のサンプル”と
いう）及び本発明の範囲外の化学成分組成を有す
る配合物５〜９（以下“比較サンプル”という）
の各々に５から10重量％の範囲内の粉末及び溶液
のフエノール樹脂を添加しそれらを混合及び混練
して得られた原料坏土によつて、α−アルミナ等
の非金属介在物の付着量及び溶鋼に対する耐蝕性
を試験するための30mm×30mm×230mmの寸法を有
する成形体および耐スポーリング性を試験するた
めの外径100mm内径60mmおよび長さ250mmの寸法を
有する成形体を形成しそして得られた成形体の
各々を1000℃から1200℃の範囲内の温度で還元焼
成して耐火物１から９を調整した。 上述した本発明のサンプル１から４および比較
用サンプル５〜９のそれぞれにおける物理特性値
（気孔率及び嵩比重）を第１表に示す。 ついで上述した外径100mm、内径60mm及び長さ
250mmの寸法を有する本発明サンプル１から４お
よび比較用サンプル５から９のそれぞれを電気炉
において1500℃の温度で30分間加熱しそして水に
よつて急冷して耐スポーリング性を調査した。そ
の結果を第１表に示す。 ついで上述した30mm×30mm×230mmの寸法を有
する本発明のサンプル１から４および比較用サン
プル
【表】
５から９のそれぞれを0.03から0.05重量％の範囲
内のアルミニウムを含有する、1550℃の温度の溶
鋼中に180分間浸漬して溶損率（％）およびα−
アルミナ等の非金属介在物の付着量を調査した。
その結果を第１表に示す。 第１表からも明らかなように本発明のサンプル
は耐スポーリング性に優れており、溶損率の低い
にもかかわらずα−アルミナ等の非金属介在物が
付着せず、従つて溶鋼連続鋳造用ノズルの内孔狭
さく、さらには閉塞を効果的に抑制できる。 一方比較用のサンプル５に於いてはジルコニア
クリンカーの含有量が多いことに起因して耐スポ
ーリング性は著しく劣り、カルシウムシリケート
を含有していないことに起因してα−アルミナ等
の非金属介在物の付着量が多いことがあきらかで
ある。 又、比較用サンプル６に於いてはカルシウムシ
リケートの含有量が多いことに起因して溶鋼に対
する耐蝕性が著しく劣り、さらに比較用サンプル
７に於いては黒鉛含有量が多いことに起因して比
較用サンプル６と同様溶鋼に対する耐蝕性が著し
く劣ることが各々明らかである。 従つて、本発明の溶鋼連続鋳造用ノズルによる
と耐火物の組織を劣化を生じることなく、α−ア
ルミナ等の非金属介在物による内孔の狭さく、さ
らに閉塞を長時間安定して抑制することができ
る。
内のアルミニウムを含有する、1550℃の温度の溶
鋼中に180分間浸漬して溶損率（％）およびα−
アルミナ等の非金属介在物の付着量を調査した。
その結果を第１表に示す。 第１表からも明らかなように本発明のサンプル
は耐スポーリング性に優れており、溶損率の低い
にもかかわらずα−アルミナ等の非金属介在物が
付着せず、従つて溶鋼連続鋳造用ノズルの内孔狭
さく、さらには閉塞を効果的に抑制できる。 一方比較用のサンプル５に於いてはジルコニア
クリンカーの含有量が多いことに起因して耐スポ
ーリング性は著しく劣り、カルシウムシリケート
を含有していないことに起因してα−アルミナ等
の非金属介在物の付着量が多いことがあきらかで
ある。 又、比較用サンプル６に於いてはカルシウムシ
リケートの含有量が多いことに起因して溶鋼に対
する耐蝕性が著しく劣り、さらに比較用サンプル
７に於いては黒鉛含有量が多いことに起因して比
較用サンプル６と同様溶鋼に対する耐蝕性が著し
く劣ることが各々明らかである。 従つて、本発明の溶鋼連続鋳造用ノズルによる
と耐火物の組織を劣化を生じることなく、α−ア
ルミナ等の非金属介在物による内孔の狭さく、さ
らに閉塞を長時間安定して抑制することができ
る。
図面はこの発明の一実施例連続鋳造用ノズルを
示すものであつて、第１図は溶鋼に接触する内孔
表層部に本発明の組成材料を設けた場合の縦断面
図、第２図は内孔表層部及び溶鋼連続鋳造用ノズ
ル下部（溶鋼浸漬部）に本発明の組成材料を設け
た場合の縦断面図である。 １……内孔、２……部分、３……溶鋼連続鋳造
用ノズル。
示すものであつて、第１図は溶鋼に接触する内孔
表層部に本発明の組成材料を設けた場合の縦断面
図、第２図は内孔表層部及び溶鋼連続鋳造用ノズ
ル下部（溶鋼浸漬部）に本発明の組成材料を設け
た場合の縦断面図である。 １……内孔、２……部分、３……溶鋼連続鋳造
用ノズル。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも溶鋼と接触する内孔表層部が鉱物
組成としてCaO・ZrO2を主成分とするジルコニ
アクリンカー40〜89重量％、黒鉛10〜35重量％、
そして鉱物組成としてCaO・SiO2を主成分とす
るカルシウムシリケート１〜25重量％から成るこ
とを特徴とする連続鋳造用ノズル。 ２ 鉱物組成としてCaO・ZrO2を主成分とする
ジルコニアクリンカーの粒度が平均粒径として
44μｍ以下、黒鉛の粒度が平均粒径として500μｍ
以下及び鉱物組成としてCaO・SiO2を主成分と
するカルシウムシリケートの粒度が平均粒径とし
て44μｍ以下である請求項１記載の連続鋳造用ノ
ズル。
Priority Applications (8)
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|---|---|---|---|
| JP2014218A JPH03221249A (ja) | 1990-01-23 | 1990-01-23 | 連続鋳造用浸漬ノズル |
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| CA002031378A CA2031378C (en) | 1990-01-23 | 1990-12-03 | Molten steel pouring nozzle |
| IT02242990A IT1244198B (it) | 1990-01-23 | 1990-12-19 | Ugello di colata per acciaio fuso |
| GB9100059A GB2240498B (en) | 1990-01-23 | 1991-01-03 | Molten steel pouring nozzle |
| DE4100352A DE4100352A1 (de) | 1990-01-23 | 1991-01-08 | Tauchausguss fuer erschmolzenen stahl |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014218A JPH03221249A (ja) | 1990-01-23 | 1990-01-23 | 連続鋳造用浸漬ノズル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03221249A JPH03221249A (ja) | 1991-09-30 |
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Family
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| FR (1) | FR2657279B1 (ja) |
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| US5902511A (en) * | 1997-08-07 | 1999-05-11 | North American Refractories Co. | Refractory composition for the prevention of alumina clogging |
| US6537486B1 (en) | 2000-03-17 | 2003-03-25 | Yesuvius Crucible Company | Anti-buildup liner |
| JP4272856B2 (ja) * | 2002-08-20 | 2009-06-03 | 黒崎播磨株式会社 | 難アルミナ付着連続鋳造用浸漬ノズルの製造方法 |
| JP5920412B2 (ja) * | 2014-07-17 | 2016-05-18 | 品川リフラクトリーズ株式会社 | 連続鋳造ノズル |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3722821A (en) * | 1971-06-03 | 1973-03-27 | Bell Telephone Labor Inc | Devices for processing molten metals |
| SU637387A1 (ru) * | 1977-05-05 | 1978-12-15 | Украинский научно-исследовательский институт огнеупоров | Шихта дл изготовлени огнеупорных изделий |
| JPS5919075B2 (ja) * | 1979-09-05 | 1984-05-02 | 品川白煉瓦株式会社 | 連続鋳造用浸漬ノズル |
| DE2936480C2 (de) * | 1979-09-10 | 1983-11-03 | Akechi Taikarenga K.K., Ena, gifu | Feuerfester Werkstoff für einen Tauchausguß |
| JPS5771860A (en) * | 1980-10-24 | 1982-05-04 | Kurosaki Refractories Co | Cao-containing graphitic casting nozzle |
| JPS58107252U (ja) * | 1981-12-10 | 1983-07-21 | 品川白煉瓦株式会社 | 連続鋳造用浸漬ノズル |
| FR2533208B1 (fr) * | 1982-09-22 | 1986-08-01 | Produits Refractaires | Composition refractaire moulable a base de zircone partiellement stabilisee et d'un liant hydraulique alumineux, sa preparation et pieces fabriquees a partir de cette composition |
| JPS59162174A (ja) * | 1983-03-07 | 1984-09-13 | ハリマセラミック株式会社 | 連続鋳造用ノズルの製造方法 |
| US4568007A (en) * | 1984-01-23 | 1986-02-04 | Vesuvius Crucible Company | Refractory shroud for continuous casting |
| DE3532228A1 (de) * | 1984-10-02 | 1986-04-17 | Toshiba Ceramics Co., Ltd., Tokio/Tokyo | Feuerfeste zusammensetzung |
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| JPS62148076A (ja) * | 1985-12-23 | 1987-07-02 | Akechi Ceramics Kk | 連続鋳造用ノズル |
| JPS62288161A (ja) * | 1986-06-05 | 1987-12-15 | 黒崎窯業株式会社 | ＺｒＯ↓２−ＣａＯ含有連続鋳造用浸漬ノズルの製造方法 |
| JP2542585B2 (ja) * | 1986-08-08 | 1996-10-09 | 東芝セラミツクス株式会社 | 連続鋳造用浸漬ノズル |
| JPS63162566A (ja) * | 1986-12-24 | 1988-07-06 | 美濃窯業株式会社 | 塩基性耐火組成物 |
| JPS6440154A (en) * | 1987-08-07 | 1989-02-10 | Akechi Ceramics Kk | Nozzle for continuous casting |
| JPH0289546A (ja) * | 1988-09-26 | 1990-03-29 | Kawasaki Refract Co Ltd | 連続鋳造用ノズル |
| JPH02207951A (ja) * | 1989-02-07 | 1990-08-17 | Akechi Ceramics Kk | 連続鋳造用ノズルの製造方法 |
| JPH06228816A (ja) * | 1993-02-02 | 1994-08-16 | Kuraray Co Ltd | 耐光性に優れたポリウレタン繊維の製法 |
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- 1990-11-28 US US07/619,292 patent/US5086957A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-12-03 CA CA002031378A patent/CA2031378C/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-12-19 IT IT02242990A patent/IT1244198B/it active IP Right Grant
-
1991
- 1991-01-03 GB GB9100059A patent/GB2240498B/en not_active Expired - Fee Related
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