JPH0530546B2 - - Google Patents

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JPH0530546B2
JPH0530546B2 JP63185252A JP18525288A JPH0530546B2 JP H0530546 B2 JPH0530546 B2 JP H0530546B2 JP 63185252 A JP63185252 A JP 63185252A JP 18525288 A JP18525288 A JP 18525288A JP H0530546 B2 JPH0530546 B2 JP H0530546B2
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JP
Japan
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carbon
refractory
weight
amount
refractories
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JP63185252A
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English (en)
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JPH0234261A (ja
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Shozo Shima
Yukio Nakamura
Noboru Okuyama
Takashi Natori
Masaharu Tanaka
Tooru Takae
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Nippon Rutsubo KK
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Nippon Rutsubo KK
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Publication date
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  • Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明は、鋼の連続鋳造用タンデイツシユのス
トツパー、ノズルおよび、浸漬ノズル等に主とし
て使用される耐食性および耐熱衝撃性に優れた通
気性耐火物に関するものである。 〔従来の技術〕 アルミニウムを含有する鋼の連続鋳造におい
て、溶鋼流量を制限するストツパーおよびタンデ
イツシユノズル、並に流路となる浸漬ノズル等に
は、アルミナ質(例えば特開昭54−126631号公
報)、アルミナ−カーボン質(例えば特開昭58−
167715号公報、特開昭61−95756号公報)等の通
気性耐火物が使用されているが、アルミニウムを
含有する鋼の鋳造では、溶鋼中から析出する酸化
アルミニウムが流路の壁面に付着して次第に堆積
量を増し、適正な溶鋼流が得られなくなる。この
対策として、流路の壁面部分に通気性耐火物を使
用し、この通気性耐火物にアルゴンガス等の不活
性ガスを吹き込み、流路中に出すことによつて、
前記流路の壁面に酸化アルミニウムを付着をさせ
ないようにする方法が行われてる。アルミナ−カ
ーボン質等のカーボン含有耐火物は、周知のよう
に鋼に対する耐食性、耐熱衝撃性等に優れている
ので、鋼の連続鋳造用耐火物に適しており、前記
通気性耐火物用としても使用されている。 〔解決すべき問題点〕 従来のアルミナ−カーボン質等のカーボン含有
耐火物は、使用中カーボンが酸化され易く、その
ため上記耐食性、耐熱衝撃性等が低下する欠点を
有している。この傾向は特に、通気性耐火物の如
く多孔質で表面積の大きな耐火物に著しい。而し
て通気性耐火物に不活性ガスが吹き込まれている
状態ではやや酸化が防止されてはいるが、それで
も可成りの程度酸化が進行し、酸化進行と共に溶
損が進み、溶損が進むと鋳込み時間の経過と共
に、ガス流量が増大するという問題が発生する。
ガス流量の増加は、モールド内の溶鋼の動きに影
響を及ぼし、溶鋼の飛散や凝固層を破る等の重大
なトラブルとなる危険性を有しているので、急激
なガス流量の増加に対しては、作業の監視とガス
圧力による流量調整が必要となる。また不活性ガ
スの吹き込みを必要としない鋼種、または吹き込
み量が少量でよい鋼種などの場合は、通気性耐火
物の酸化溶損がさらに大きくなる欠点を有してお
り、従つて通気性耐火物の使用は鋼種によつても
制限を受けることになる。 このように従来のカーボン含有耐火物が損傷を
受ける原因は、カーボンの酸化により耐食性や耐
酸化性が低下することにある。カーボン含有耐火
物の酸化防止のため、耐火物にガラス等の低融性
物質を添加し、使用中の温度で溶融させ、カーボ
ンを被覆する方法が考えられるのであるが、低融
性物質は、耐火物の通気性を損うので使用が制限
される等、酸化防止が行われ難い問題がある。第
1表は、同一組成のアルミナ−カーボン質耐火物
における緻密性耐火物と通気性耐火物の耐食性を
比較したものである。この比較からも明らかなよ
うに、通気性耐火物は多孔質であるため、カーボ
ンの酸化損失が緻密性耐火物に比較して著しくな
り、従つて溶鋼やスラグに対する耐食性が低下す
ることを示している。
【表】
〔問題点を解決するための手段および作用〕
本願の一出願人は先に、耐食性、耐熱衝撃性に
優れたカーボン含有耐火物に、高温におけるカー
ボンの酸化を防止して耐火性を付与するため、酸
窒化アルミニウムを含有せしめた連結鋳造用ノズ
ルを開発し、出願した(特開昭62−7671号公報参
照)。本発明においてはこれをガス吹き込む用の
通気性耐火物に適用し、酸窒化アルミニウムを含
有せしめることによりカーボンの酸化を防止して
耐火性を向上せしめると共にカーボン含有による
優れた耐食性、耐熱衝撃性を持続し得るように
し、さらに気孔形成材料として細径で剛性の高い
ポリエステル系硬質樹脂の所定長さの繊維を所定
量配合混練することにより、多数の細孔が耐火物
の全体にわたり均一に分布して耐火物全体にわた
り均一な通気性が得られると共に、上記酸窒化ア
ルミニウムにより耐火性と共に、耐食性が向上し
て使用中、ガス吹き込み量が変化せず、安定した
状態で使用することができる通気性耐火物が得ら
れ、上記本発明の目的が達成される。 酸窒化アルミニウムは、2000℃以上の耐熱性を
有し、熱膨張係数は酸化アルミニウムに比べると
約10%小さく、溶融金属と反応し難い等の性質を
有する耐火性材料で、また酸窒化アルミニウム
は、酸化性雰囲気中で加熱すると窒素ガスを発生
して酸化アルミニウムとなる性質がある。カーボ
ン含有通気性耐火物に酸窒化アルミニウムを含有
せしめると、不活性ガスが充分吹き込まれている
ときは、この不活性ガスにより可成り酸化が防止
されるが、吹き込み量を減じた場合、あるいはガ
ス吹き込みを要しない鋼種の場合などで、酸化性
雰囲気となつた場合でも、その程度に応じて上述
の如く窒素ガスが発生するのでカーボンの酸化損
失が防止され、良好な耐食性および耐熱衝撃性を
維持することができる。尚、酸窒化アルミニウム
自体も酸化アルミニウムより優れた耐食性および
耐熱衝撃性を有している。 酸窒化アルミニウムの使用量は、カーボン含有
量に対応し、低カーボン使用量域ではカーボン量
の約半量位で充分であるが、カーボンの使用量が
多い領域ではこれに対応して酸窒化アルミニウム
の量も増加させる。その使用量は、耐火性材料全
量に対し約10〜40重量%位が適当である。10重量
%以下ではカーボンの酸化防止効果が不充分であ
り、40重量%以上では他の必要組成が不足し、耐
火物の耐食性および耐熱衝撃性が不充分となる。 カーボン含有量は、通常20〜35重量%位が適当
である。鋼の連続鋳造に使用する耐火物は、溶鋼
による熱衝撃を緩和する目的で、使用前、約1000
〜1300℃まで予熱するが、カーボン量が20%以下
では熱伝導率が低下し熱膨張係数が大きくなり、
耐熱衝撃性が不足して短期間で破損してしまうと
いう欠点がある。また35重量%以上では、溶鋼に
よる脱炭を防止することが困難となり、耐火物の
溶損が著しくなる。カーボンとしては無定形炭
素、人造黒鉛、天然黒鉛などが使用できる。とく
に天然黒鉛が耐熱衝撃性、耐酸化性等の向上の面
から適している。 アルミナの割合は15〜70重量%が適当である。
アルミナは溶融金属に対し高い耐食性を有してい
る。 炭化珪素は耐火物の耐食性、耐熱衝撃性を向上
させ、またカーボンの耐酸化性を向上させること
ができるので必要に応じてほぼ15%以下添加す
る。 通気性を得るには、耐火性混合物中に焼成過程
で消失または炭化する有機質繊維を混入して行
い、得られた通気率はほぼ30〜250c.c.・cm/cm2
min(Kg/cm2)が最適である。耐火性原料配合物
に直径30〜100μm、長さ3〜15mmの有機質繊維
0.5〜2重量%を混合し、成形し、非酸化性雰囲
気中で焼成する。直径30μm以下では混合が不均
一となり、安定した通気性が得られず、100μm以
上では焼成後消失して形成された気孔内に溶鋼が
侵入して通気性が悪くなる。また長さ3mm以下で
は気孔同志の連通が悪く、通気性が不充分で、15
mm以上では混合が不均一となる。繊維は硬いも
の、例えばポリエステル系樹脂繊維の如き剛性の
高いものが適する。繊維が軟らかであると混合時
に繊維の玉を生成し、分散が悪くなる。通気率が
30c.c.・cm/cm2・min(Kg/cm2)以下であると通気
性が不充分で、吹き込みガス量が不足する。また
250c.c.・cm/cm2・min(Kg/cm2)以上では耐火物の
組織が脆弱となり、耐食性が著しく低下する。少
なくとも圧縮強さで270Kg/cm2以上の強度が必要
であり、そのため有機質繊維の混合量は0.5〜2
%に限定することが望ましい。この有機質繊維を
使用することにより、上述の如く耐火物内に適当
長さの微細な気孔がランダムな向きに分散して交
錯連通するので、従来の点在する気泡が相互に接
触して連通するものに比べ、気孔相互の接触が良
好で安定した通気性が得られる。これらの混合物
に望ましくは、ノボラツク型フエノール樹脂やレ
ゾール型フエノール樹脂の如き有機質結合材を混
合して成形、焼成する。 〔実施例〕 次に本発明の実施例について説明する。 第2表は従来のアルミナ−カーボン質通気性耐
火物と、これとカーボン量を等しくした本発明の
通気性耐火物の耐食性を比較したものである。本
発明品は従来品に比較してスラグ部および溶鋼部
で侵食量が著しく少ない。本発明の通気性耐火物
は直径50μm、長さ5mmのポリエステル系樹脂繊
維0.8重量%混合し、酸窒化アルミニウムをカー
ボン量の約80%に相当する20.5重量%使用した。
〔発明の効果〕
本発明は、上述の如くカーボン含有通気性耐火
物にカーボン量に対応し適当量の酸窒化アルミニ
ウムを含有せしめたので、酸化性雰囲気中で発生
する窒素ガスによりカーボンの酸化損失を防止し
て耐火性と共にカーボン含有による優れた耐食
性、耐熱衝撃性を持続し得る利点を有しており、
また本発明では上述の如く通気性を得るため気孔
形成材として、ほぼ直径30〜100μmの細径で長さ
3〜15mmの剛性の高いポリエステル系硬質樹脂の
繊維を、耐火性原料100重量%に対し0.5〜2重量
%配合したので、耐火物中に適当長さの微細な気
孔がランダムな向きに均一に分散し、交錯して、
互いに連通するため、耐火物全体にわたり均一な
通気性が得られると共に、第2表に示す如く上記
酸窒化アルミニウムにより耐食性が向上し、また
耐火性も向上して第2図に示す如く使用中気孔径
が変わらず、ガス吹き込み量が殆ど変化せず、従
来のものに比べて安定した状態で使用することが
できる利点を有している。また、実際作業におい
ても次の如き好結果が得られた。 (1) 本発明品をアルミニウムを含有する鋼の連続
鋳造の流路用耐火物に使用し、ガス吹き込みを
行つたところ、流路中に酸化アルミニウムの堆
積がなくなり、適正な溶鋼流が得られるように
なつた。 (2) 耐火物の酸化、溶損等によるガス吹き込み中
の流量変化を生じなくなつたので溶鋼流が安定
し、鋳込み中のガス流量の監視作業等の負担が
軽減した。 (3) 鋳込み鋼種の制限を受けることなく、広い範
囲の鋼種の適用ができるようになつた。 本発明品は上述の如く耐食性に優れた通気性耐
火物であるから、ストツパー、タンデイツシユノ
ズル、浸漬ノズルのほか、精錬用取鍋のポーラス
プラグ等にも利用することができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明品を使用したストツパー、タ
ンデイツシユノズルおよび浸漬ノズルの実施例を
示す縦断面図、第2図はガス吹き込み量の変化に
ついて、従来品と本発明品を比較した図表、第3
図は鋼の炭素含有量と溶鋼流路内孔の溶損率の関
係を示す図表である。 第1図中、1……ストツパー、2……タンデイ
ツシユノズル、3……浸漬ノズル、4……鉄皮、
5……内張り耐火煉瓦。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 重量で、酸窒化アルミニウム10〜40%、カー
    ボン20〜35%、アルミナ15〜75%、炭化珪素15%
    以下を含有する耐火性原料に、結合材と共に、ほ
    ぼ直径30〜100μm、長さ3〜15mmの剛性の高いポ
    リエステル系硬質樹脂繊維を、上記耐火性原料
    100重量%に対し0.5〜2重量%配合し、混練、成
    形および焼成してなる通気性耐火物。
JP18525288A 1988-07-25 1988-07-25 通気性耐火物 Granted JPH0234261A (ja)

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JP18525288A JPH0234261A (ja) 1988-07-25 1988-07-25 通気性耐火物

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JP18525288A JPH0234261A (ja) 1988-07-25 1988-07-25 通気性耐火物

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JPH0234261A JPH0234261A (ja) 1990-02-05
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