JPH05319919A

JPH05319919A - 連続鋳造用ノズルの製造方法

Info

Publication number: JPH05319919A
Application number: JP4129125A
Authority: JP
Inventors: Koji Ogata; 浩二緒方; Yoshitaka Hiraiwa; 義隆平岩; Katsumi Uchinokura; 克己内之倉; Seiji Hanagiri; 誠司花桐; Shiyuuji Nakamura; 州児中村; Norimitsu Takai; 宣光鷹居
Original assignee: Kurosaki Refractories Co Ltd; Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp; Krosaki Harima Corp
Priority date: 1992-05-21
Filing date: 1992-05-21
Publication date: 1993-12-03

Abstract

(57)【要約】【目的】比較的安価なアルミナ−ＺＲＭ−黒鉛質をベ
ースとして、閉塞防止効果が高く、かつ低コストの連続
鋳造用ノズルを提供する。【構成】Ａ１₂Ｏ₃２５〜８５重量％、ＺｒＯ₂１０
〜７０重量％、ＳｉＯ₂５〜２５重量％の化学組成を有
するクリンカー５〜８０重量％、硼珪酸ガラス２〜２０
重量％、残部が主としてアルミナ及び黒鉛からなる混合
物に有機質バインダーを添加して成形後、非酸化性雰囲
気で焼成する。これによって閉塞防止効果に優れ、且つ
耐食性、耐スポーリング性共にバランスの取れた連続鋳
造用ノズルを低コストで得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋼の連続鋳造用ノズ
ル、特にノズル閉塞を起こし易いＡｌを多く含有する鋼
種に好適に使用可能な連続鋳造用ノズルの製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】鋼の連続鋳造用ノズルとしては、取鍋と
タンディシュ間を結ぶロングノズル、タンディシュとモ
ールド間のタンディシュノズル、及び浸漬ノズル等が挙
げられる。このうち、特に長尺のロングノズル、浸漬ノ
ズルにおいては、耐スポーリング性、耐摩耗性、耐食性
等に対する要求が厳しい。この要求を満足させるものと
して、現在ではアルミナ−黒鉛質が主たる材料として使
用されている。

【０００３】このアルミナ−黒鉛質ノズルは、高強度、
高耐食性を有するアルミナ粒と耐スポーリング性に優れ
た黒鉛とを組み合わせることにより、耐スポーリング
性、耐摩耗性、耐食性等の性質を満足するものである。
しかし、特にＡｌを多く含む鋼種に対してこのアルミナ
−黒鉛質ノズルを使用するとき、鋼中にあるＡｌの酸化
により生成したＡ１₂Ｏ₃が耐火物壁に析出し易い欠点
がある。このＡ１₂Ｏ₃の析出が進行するとき、ノズル
閉塞が生じ易い。

【０００４】このノズル閉塞を防ぐ手段として、従来か
ら多くの提案が行なわれている。例えば特開昭５７−７
１８６０号公報においては、ＣａＯを含有させることに
より、優れたノズル閉塞防止効果を黒鉛質ノズルに付与
している。このＣａＯ添加は、主として次のような理由
によりノズル閉塞防止に効果があるものと考えられてい
る。

【０００５】すなわち、ＣａＯを含有した連続鋳造用ノ
ズルの内壁では、溶鋼から析出したアルミナが、ノズル
材質中のＣａＯと反応して、アルミナより大輻に低融点
の反応物を生成する。この反応物は低融点物質であるた
め粘性が低く、溶鋼流によって容易に流出されノズル内
壁への付着が抑制される。このため、耐火物壁でアルミ
ナが成長してノズル閉塞を起こすことが少なくなる。

【０００６】このようにノズル材質中に適当な量のＣａ
Ｏ成分を含有させることは、ノズル閉塞を防ぐ上で大き
な効果がある。

【０００７】しかしながら、ＣａＯは熱膨張率が大きく
材料内部に大きな熱応力を発生するため耐スポーリング
性に劣り、また、常温でも空気中の水分を吸収して変質
し、製造及び保管が難しいなどの問題がある。このた
め、鋳造用ノズルの材料としては必ずしも十分満足の行
くものではない。

【０００８】これに対して、特許第１６００９７９号に
おいては、ＣａＯ源としてカルシウムジルコネート系ク
リンカー（ＣａＺｒＯ₃）を使用することが提案されて
いる。このカルシウムジルコネート系クリンカーは、熱
膨張率がＣａＯと比較して小さく、また水分の吸湿によ
る変質がないため、前記問題を解決している。

【０００９】また、特許第１２４４１３９号において
は、主たる鉱物相がムライト、バッデライト、コランダ
ムよりなり、Ａ１₂Ｏ₃２５〜８５重量％、ＺｒＯ₂１
０〜７０重量％、ＳｉＯ₂５〜２５重量％の範囲内にあ
る電融もしくは焼成してなる耐火物原料クリンカー（ジ
ルコニアムライト；以下ＺＲＭと記す）を使用したアル
ミナ−黒鉛質ノズルが提案され、このＺＲＭが閉塞防止
に効果があることを示している。

【００１０】ＺＲＭはアルミナより耐火度が低いため、
表面に高粘性のガラス被膜を形成し、そのガラス被膜と
アルミナとが反応することによってアルミナが低粘性化
され、低粘性化されたアルミナが溶鋼流によってノズル
内壁から流出される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特許第
１６００９７９号のＣａＺｒＯ₃クリンカーは、原料コ
ストが高く、そのためノズルのコストも従来品と比較し
て高くなる。

【００１２】一方、特許第１２４４１３９号のＺＲＭを
使用した鋳造用ノズルは、ＣａＺｒＯ₃クリンカーを使
用する場合と比較してコストは低下するものの、閉塞防
止効果については必ずしも十分ではない。

【００１３】このようなことから、Ａｌを多く含む鋼種
に対する鋳造用ノズル材質として、低コストでかつ閉塞
防止効果の高いものが必要とされている。

【００１４】本発明は、比較的安価なアルミナ−ＺＲＭ
−黒鉛質をベースとして、閉塞防止効果が高く、かつ低
コストの連続鋳造用ノズルを提供することを目的とす
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の連続鋳造用ノズ
ルの製造方法は、所定の化学組成を有するＺＲＭ５〜８
０重量％、硼珪酸ガラス２〜２０重量％、残部が主とし
てアルミナ及び黒鉛からなる混合物に、有機質バインダ
ーを添加して成形後、非酸化性雰囲気で焼成することに
よって、上記目的を達成したものである。

【００１６】

【作用】本発明者らは、前述したアルミナ−ＺＲＭ一黒
鉛質ノズルが低コストでかつ閉塞防止効果を有する性質
を活かし、さらにこれに添加物を加えることによって閉
塞防止効果を増大させるべく鋭意検討を行なった。

【００１７】その結果、ＺＲＭを添加したアルミナ−Ｚ
ＲＭ−黒鉛質ノズルの閉塞防止効果を高めるためには、
より低粘性のガラス被膜をノズル内壁に形成させること
が必要であるという結論を得た。さらに添加物として有
用なものを探索した結果、閉塞防止効果を高めかつ安価
なものとして、硼珪酸ガラスが有用であることを見いだ
して本発明を完成するに至った。

【００１８】硼珪酸ガラスは溶鋼からの加熱により低融
点物を形成し、ＺＲＭから形成されるガラス被膜の粘性
を低下させる。また、硼珪酸ガラスに含有されるナトリ
ウム、硼素成分はアルミナと反応して低融点物質を生成
するため、ノズル内壁に付着したアルミナは低融点化合
物となって溶鋼流により外部に流し出される。従って、
ノズルの内壁へのアルミナの付着は抑制され閉塞防止に
効果がある。

【００１９】硼珪酸ガラスの配合量は、２重量％未満で
は閉塞防止の効果が少なく、２０重量％を越えると耐食
性が大きく低下しノズルの耐用性に悪影響を及ぼすの
で、その配合量としては２〜２０重量％の範囲が適当で
ある。

【００２０】硼珪酸ガラスには様々な組成のものが存在
するが、本発明においては特に限定されることはない。
異なる成分の硼珪酸ガラスにおいて、同等の閉塞防止効
果を期待する場合には、高軟化点のガラスは添加量を多
く、低い軟化点のガラスは添加量を少なくすればよい。

【００２１】またＺＲＭは特許第１２４４１３９号に記
載の通り、Ａ１₂Ｏ₃２５〜８５重量％、ＺｒＯ₂１０
〜７０重量％、ＳｉＯ₂５〜２５重量％の化学組成を有
し、ジルコンとアルミナを主要原料として溶融したクリ
ンカー、またはバッデライトを添加し溶融調製したクリ
ンカー等を用いる。このようなＺＲＭは、閉塞防止効果
だけではなく、耐食性、耐スポーリング性にも優れ、そ
の配合量は、５重量％未満ではＺＲＭ添加の効果が少な
くなり、８０重量％を越えると耐食性の点で問題があ
る。

【００２２】残部はアルミナ及び黒鉛を主成分とするこ
とが望ましい。アルミナは耐食性を黒鉛は耐スポーリン
グ性を向上させ、またコストも低い。使用可能な黒鉛と
して鱗状黒鉛、土状黒鉛、人造黒鉛、キッシュ黒鉛など
の粉末状のものがあるが、特に耐蝕性、耐熱衝撃性の点
からは天然の鱗状黒鉛が優れている。アルミナと黒鉛の
配合割合は使用される条件、ノズルの形状・構造などに
より適宜検討して決定することが望ましい。

【００２３】これら粉末の混合物に、フェノール樹脂な
どの有機質バインダーを添加して混練する。これをノズ
ル形状に成形し、成形体を非酸化雰囲気中で焼成するこ
とによって連続鋳造用ノズルが得られる。

【００２４】

【実施例】本発明を実施例に基づいて説明する。

【００２５】Ａ１₂Ｏ₃４５重量％、ＺｒＯ₂３７重量
％、ＳｉＯ₂１８重量％の化学組成を有するクリンカー
に、表１に示す配合の、硼珪酸ガラス，鱗状黒鉛，アル
ミナを添加し、さらに適量のフェノール樹脂を混合して
混練したのち、ラバープレスにて１２００ｋｇ／ｃｍ²
の圧力で成形した。これを非酸化雰囲気中で焼成してサ
ンプルを作製した。本実施例では硼珪酸ガラスとして、
ＳｉＯ₂６０重量％、Ｂ₂Ｏ₃３５重量％、Ｎａ₂Ｏ２
０重量％、軟化点６００°Ｃのものを使用した。

【００２６】これらのサンプルについて、かさ比重、見
掛け気孔率、曲げ強さ、耐食性、耐スポーリング性、耐
アルミナ付着性を調査した。

【００２７】

【表１】ここで、耐食性は、高周波溶解炉にて溶解した１６００
℃の低炭素鋼中に、２０×２０×２００ｍｍの棒状のサ
ンプルを３時間浸漬し、溶鋼により侵食された量を測定
し、相対的に４段階に分けて評価した。

【００２８】耐スポーリング性は、３０×３０×２５０
ｍｍの棒状サンプルを１６００℃の溶鋼中に浸漬し、３
分後に取り出して水中にて急冷し、断面の亀裂の程度を
相対的に４段階に分けて評価した。

【００２９】また、耐アルミナ付着性は、１６００℃に
溶解した低炭素鋼にアルミニウムを１％添加し、これに
棒状のサンプルを１時間浸漬し、引き上げたときのサン
プル表面へのアルミナの付着状態を、相対的に４段階に
分けて評価した。

【００３０】表１から明らかなように、実施例ｌ〜５の
連続鋳造用ノズルは、耐食性、耐スポーリング性、耐ア
ルミナ付着性のバランスに優れているのが判る。なお、
実施例３及び５は、耐食性が他の実施例と比較して相対
的に劣るが、耐アルミナ付着性に優れている。

【００３１】これに対して硼珪酸ガラスを添加しない比
較例１は、耐アルミナ付着性が劣っている。また、比較
例２は硼珪酸ガラスの添加量が本発明品より多い場合
で、耐アルミナ付着性には優れているものの、耐食性が
非常に悪く、また耐スポーリング性も劣っている。比較
例３はＺＲＭの添加量が本発明の範囲より少ない場合
で、耐食性、耐スポーリング性、耐アルミナ付着性とも
本発明品より劣っている。比較例４はＺＲＭの添加量が
本発明の範囲より多く、且つ黒鉛量が少ない場合であ
り、ＺＲＭが多いため耐食性が悪く、また黒鉛量が少な
いため耐スポーリング性が非常に悪くなっている。

【００３２】さらに、実炉試験として、実施例２と比較
例１の材質を浸漬ノズルの内孔と吐出口周辺に配置し、
アルミキルド鋼の鋳造に供した。その結果、比較例１が
５ｃｈで内孔が閉塞して鋳造中止になったの対して、実
施例２は１０ｃｈ鋳造してもアルミナの付着は軽微で非
常に良好な結果が得られた。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、所定の化学組成を有するＺＲＭに、特定量の硼珪酸
ガラスを含有させることによって、閉塞防止効果に優
れ、且つ耐食性、耐スポーリング性共にバランスの取れ
た連続鋳造用ノズルを低コストで得ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者内之倉克己大分県大分市大字西ノ洲１番地新日本製鐵株式会社大分製鐵所内 (72)発明者花桐誠司大分県大分市大字西ノ洲１番地新日本製鐵株式会社大分製鐵所内 (72)発明者中村州児大分県大分市大字西ノ洲１番地新日本製鐵株式会社大分製鐵所内 (72)発明者鷹居宣光大分県大分市大字西ノ洲１番地新日本製鐵株式会社大分製鐵所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ａ１₂Ｏ₃２５〜８５重量％、ＺｒＯ₂
１０〜７０重量％、ＳｉＯ₂５〜２５重量％の化学組成
を有するクリンカー５〜８０重量％、硼珪酸ガラス２〜
２０重量％、残部が主としてアルミナ及び黒鉛からなる
混合物に有機質バインダーを添加して成形後、非酸化性
雰囲気で焼成することを特徴とする連続鋳造用ノズルの
製造方法。