JPH0556306B2 - - Google Patents
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- JPH0556306B2 JPH0556306B2 JP61042821A JP4282186A JPH0556306B2 JP H0556306 B2 JPH0556306 B2 JP H0556306B2 JP 61042821 A JP61042821 A JP 61042821A JP 4282186 A JP4282186 A JP 4282186A JP H0556306 B2 JPH0556306 B2 JP H0556306B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alumina
- carbon
- nozzle
- zirconium boride
- molten steel
- 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.)
- Expired - Lifetime
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- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は溶鋼を連続鋳造するときにタンデイツ
シユからモールドへ溶鋼を注入するために使用す
るイマージヨンノズルに関するものである。 〔従来の技術〕 イマージヨンノズルの材質としては、当初溶融
シリカ質のものも使用されたが、現在ではアルミ
ナ・カーボン質がもつとも多く使用されるように
なつている。例えば特開昭58−84173号公報記載
のものはアルミナ・カーボン質は、主原料として
焼結アルミナ又は電融アルミナにカーボン源とし
て20〜40wt％（以下同じ）の鱗状黒鉛を配合さ
せたものである。使用条件によつては、アルミナ
とカーボンの組合せでは耐熱衝撃性が不足するた
め５〜30％の溶融シリカを添加する。これらの耐
火物原料に、結合剤として、フエノール樹脂、ピ
ツチ等の有機質結合剤を加えて混練、成形し、少
くとも700℃以上の温度で焼成して有機質結合剤
を炭素化して製品としたものである。アルミナ・
カーボン質の材料はモールドに添加されるパウダ
ーに侵食され易いため、パウダーに接する部分は
ジルコニア・カーボン質の材料を用いるのが普通
である。例えば特開昭57−7366号公報、特開昭57
−32358号公報がある。 〔発明を解決しようとする問題点〕 アルミナ・カーボン質ノズルの一つの問題点
は、溶鋼に脱酸剤として添加されたアルミニウム
から生成したアルミナがノズル内孔壁に析出付着
する現象が起ることで、アルミナ閉塞、アルミナ
づまりと呼ばれている。これは、溶鋼の円滑な流
動を妨げるために、多数回連鋳を連続して行う多
連鋳操業の障害になるだけでなく、付着したアル
ミナの剥離したものが大型非金属介在物となり鋼
片の品質を劣化させる。 この対策として、特開昭56−102357号公報の記
載のようにポーラスプラグをノズルの側壁にはめ
こんで、そこからアルゴンガスをノズル内へ吹込
む方法、ノズル側壁内に設けたスリツトから或は
耐火物Vol.32、４月1980年耐火物技術協会発行第
179頁に示すような側壁の気孔を通じてアルゴン
をノズル内へ吹込む方法、等が行われている。し
かしながら、アルゴンの消費や、配管の必要とす
るノズルの構造の複雑等の問題点がある。 〔問題点を解決するための手段〕 発明者等は種々の材質について実験を試みた結
果、硼化ジルコニウム（ZrB2）、カーボン、ジル
コニアを組合せることにより非常にアルミナ付着
を起しにくいのみならず、パウダーに対する耐侵
食性を有する材質を見出し本発明を完成させたも
のである。すなわち本発明は硼化ジルコニウムを
５〜49wt％、カーボン５〜30wt％、残部がジル
コニアから成る耐火物粉末の混合物に有機質結合
剤を加えて混練、加圧成形した後700℃以上の温
度で還元雰囲気中で焼成した材質で少くともノズ
ルの一部を構成してなる、溶鋼鋳造用ノズルであ
る。 〔作用〕 発明者等は硼化ジルコニウムを１，３，５，
10，20，30，40，50，60，80wt％と変化させカ
ーボンを20wt％、残部をジルコニアとし、これ
に有機質結合剤としてフエノール樹脂2wt％（外
掛）、硬ピツチ粉7wt％（外掛）加えて混練、成
形し1000℃で５時間還元雰囲気中で焼成したブリ
ケツトを作り、これから20×20×120mmのテスト
ピースを切出し、高周波炉で溶解した鋼にアルミ
ニウム１％を溶解し、これにテストピースを1600
℃で15分浸漬後引上げてアルミナの付着状態を観
察した。比較としてカーボン20wt％含むアルミ
ナ・カーボン質の材料を用いた。その結果硼化ジ
ルコニウム3wt％までは著るしいアルミナ付着が
認められたが5wt％では急速に付着量は小さくな
り、硼化ジルコニウムの添加量が多くなるほどア
ルミナ付着が少なくなる傾向が認められた。しか
し50wt％以上では顕著な差はない。硼化ジルコ
ニウムは高価であるので50wt％以上の添加は不
経済である。以上の実験結果に基づき硼化ジルコ
コニウムの配合量は５〜49wt％とした。 ジルコニアと硼化ジルコニウムの組合せのみで
は通常の使用条件では耐熱衝撃性が不足するため
割れることがあるのでカーボンを添加する。その
添加量は少なくとも5wt％以上でないと耐熱衝撃
性を向上する効果が得られない。30wt％を越え
ると溶鋼、パウダーによる耐食性が低下するので
好ましくない。 本発明に使用する硼化ジルコニウムは、
ZrB298wt％以上で微量のＣ，Ｎ，Ｏを含むもの
である。ジルコニアはCaO，MgO，Y2O3の何れ
かを３〜10重量％添加した安定化ジルコニアであ
る。カーボン源としては固定炭素量90wt％以上
の鱗状黒鉛、土状黒鉛、人造黒鉛、ピツチコーク
ス等が使用出来るが、耐熱衝撃性の向上効果の点
で鱗状黒鉛がもつとも好ましい。 結合剤としては還元焼成によつてカーボンボン
ドさせるために固定炭素量の多いものがよく、タ
ールピツチ、フエノール樹脂、フラン樹脂等を単
独又は混合して使用する。この他に添加物として
耐酸化性を向上する目的で炭化硼素（B4C）、炭
化珪素（SiC）を添加してもよい。 アルミナ・カーボン質ノズルがアルミナづまり
を起す理由については諸説あるが、一説によると
脱酸生成物として溶鋼内に分散存在している微細
なアルミナ粒子（１〜4μとされる）が表面エネ
ルギーを最少にするように凝集成長して行くと云
われる。発明者の推定するところでは、耐火物中
のアルミナと溶鋼、鋼中酸素が反応して、Al2O3
＋Fe＋〔Ｏ〕→FeO・Al2O3なる反応により耐火
物表面には融点が1450℃のFeO・Al2O3が生成し
ており、これは溶鋼の温度では液相となつている
ので、溶鋼中に分散している微細なアルミナが接
触すると、そこに捕えられる。これが核となつて
アルミナの成長が進んで行くと推定される。 これに対して硼化ジルコニウムは、溶鋼とは反
応しにくいため表面に液相が生成せず、溶鋼中に
分散したアルミナが接触しても捕えられないため
に、アルミナづまりが起りにくいと推定される。 更に硼化ジルコニウムを配合したものは、従来
のジルコニア・カーボン質ノズルよりもパウダー
に対する侵食に強くなる。従つてパウダーライン
の材質としても使用できる。 以上のことから、本発明においては、本発明に
なる材質を用いてノズル主体を作ることは勿論の
こと、ノズル本体を従来の材質で作り、ノズル内
面の一部又は全面、ノズル外面の一部又は全面か
ら選択された部位を本発明になる材質で構成する
ものである。 〔実施例〕 本発明品及び比較品の配合割合を第１表に示
す。比較品は本発明品と同じ原料の組合である
が、その配合割合が本発明の限定範囲外にあるも
のである。結合剤としてピツチとフエノール樹脂
を組合せている場合には、耐火物原料にピツチを
添加して180℃で熱間混練した後、30℃に冷却し
フエノール樹脂を加えて混練した結合剤がフエノ
ール樹脂のみの場合には常温で混練した。ついで
オイルプレスを用いて114×114×65mmの形状に
1000Kg/cm2の圧力で成形した後、さやに納めてコ
ークスブリーズで充填し還元雰囲気中1000℃で５
時間焼成して製品を得た。 物性値を第１表に示す。従来品のジルコニア・
カーボンに比較して、硼化ジルコニウムを添加し
た本発明品は、熱間強度が大きい。パウダーによ
る侵食も硼化ジルコニウムが多くなるほど小さく
なる。アルミナ付着テストでは、本発明の限定範
囲より硼化ジルコニウム配合量が３％と少ない比
較品Ｄはアルミナ付着が大きいのに対して、硼化
ジルコニウム配合量７％の本発明品Ａでは中程
度、更に硼化ジルコニウム量20％のＢ、40％のＣ
ではアルミナ付着は小さい。
シユからモールドへ溶鋼を注入するために使用す
るイマージヨンノズルに関するものである。 〔従来の技術〕 イマージヨンノズルの材質としては、当初溶融
シリカ質のものも使用されたが、現在ではアルミ
ナ・カーボン質がもつとも多く使用されるように
なつている。例えば特開昭58−84173号公報記載
のものはアルミナ・カーボン質は、主原料として
焼結アルミナ又は電融アルミナにカーボン源とし
て20〜40wt％（以下同じ）の鱗状黒鉛を配合さ
せたものである。使用条件によつては、アルミナ
とカーボンの組合せでは耐熱衝撃性が不足するた
め５〜30％の溶融シリカを添加する。これらの耐
火物原料に、結合剤として、フエノール樹脂、ピ
ツチ等の有機質結合剤を加えて混練、成形し、少
くとも700℃以上の温度で焼成して有機質結合剤
を炭素化して製品としたものである。アルミナ・
カーボン質の材料はモールドに添加されるパウダ
ーに侵食され易いため、パウダーに接する部分は
ジルコニア・カーボン質の材料を用いるのが普通
である。例えば特開昭57−7366号公報、特開昭57
−32358号公報がある。 〔発明を解決しようとする問題点〕 アルミナ・カーボン質ノズルの一つの問題点
は、溶鋼に脱酸剤として添加されたアルミニウム
から生成したアルミナがノズル内孔壁に析出付着
する現象が起ることで、アルミナ閉塞、アルミナ
づまりと呼ばれている。これは、溶鋼の円滑な流
動を妨げるために、多数回連鋳を連続して行う多
連鋳操業の障害になるだけでなく、付着したアル
ミナの剥離したものが大型非金属介在物となり鋼
片の品質を劣化させる。 この対策として、特開昭56−102357号公報の記
載のようにポーラスプラグをノズルの側壁にはめ
こんで、そこからアルゴンガスをノズル内へ吹込
む方法、ノズル側壁内に設けたスリツトから或は
耐火物Vol.32、４月1980年耐火物技術協会発行第
179頁に示すような側壁の気孔を通じてアルゴン
をノズル内へ吹込む方法、等が行われている。し
かしながら、アルゴンの消費や、配管の必要とす
るノズルの構造の複雑等の問題点がある。 〔問題点を解決するための手段〕 発明者等は種々の材質について実験を試みた結
果、硼化ジルコニウム（ZrB2）、カーボン、ジル
コニアを組合せることにより非常にアルミナ付着
を起しにくいのみならず、パウダーに対する耐侵
食性を有する材質を見出し本発明を完成させたも
のである。すなわち本発明は硼化ジルコニウムを
５〜49wt％、カーボン５〜30wt％、残部がジル
コニアから成る耐火物粉末の混合物に有機質結合
剤を加えて混練、加圧成形した後700℃以上の温
度で還元雰囲気中で焼成した材質で少くともノズ
ルの一部を構成してなる、溶鋼鋳造用ノズルであ
る。 〔作用〕 発明者等は硼化ジルコニウムを１，３，５，
10，20，30，40，50，60，80wt％と変化させカ
ーボンを20wt％、残部をジルコニアとし、これ
に有機質結合剤としてフエノール樹脂2wt％（外
掛）、硬ピツチ粉7wt％（外掛）加えて混練、成
形し1000℃で５時間還元雰囲気中で焼成したブリ
ケツトを作り、これから20×20×120mmのテスト
ピースを切出し、高周波炉で溶解した鋼にアルミ
ニウム１％を溶解し、これにテストピースを1600
℃で15分浸漬後引上げてアルミナの付着状態を観
察した。比較としてカーボン20wt％含むアルミ
ナ・カーボン質の材料を用いた。その結果硼化ジ
ルコニウム3wt％までは著るしいアルミナ付着が
認められたが5wt％では急速に付着量は小さくな
り、硼化ジルコニウムの添加量が多くなるほどア
ルミナ付着が少なくなる傾向が認められた。しか
し50wt％以上では顕著な差はない。硼化ジルコ
ニウムは高価であるので50wt％以上の添加は不
経済である。以上の実験結果に基づき硼化ジルコ
コニウムの配合量は５〜49wt％とした。 ジルコニアと硼化ジルコニウムの組合せのみで
は通常の使用条件では耐熱衝撃性が不足するため
割れることがあるのでカーボンを添加する。その
添加量は少なくとも5wt％以上でないと耐熱衝撃
性を向上する効果が得られない。30wt％を越え
ると溶鋼、パウダーによる耐食性が低下するので
好ましくない。 本発明に使用する硼化ジルコニウムは、
ZrB298wt％以上で微量のＣ，Ｎ，Ｏを含むもの
である。ジルコニアはCaO，MgO，Y2O3の何れ
かを３〜10重量％添加した安定化ジルコニアであ
る。カーボン源としては固定炭素量90wt％以上
の鱗状黒鉛、土状黒鉛、人造黒鉛、ピツチコーク
ス等が使用出来るが、耐熱衝撃性の向上効果の点
で鱗状黒鉛がもつとも好ましい。 結合剤としては還元焼成によつてカーボンボン
ドさせるために固定炭素量の多いものがよく、タ
ールピツチ、フエノール樹脂、フラン樹脂等を単
独又は混合して使用する。この他に添加物として
耐酸化性を向上する目的で炭化硼素（B4C）、炭
化珪素（SiC）を添加してもよい。 アルミナ・カーボン質ノズルがアルミナづまり
を起す理由については諸説あるが、一説によると
脱酸生成物として溶鋼内に分散存在している微細
なアルミナ粒子（１〜4μとされる）が表面エネ
ルギーを最少にするように凝集成長して行くと云
われる。発明者の推定するところでは、耐火物中
のアルミナと溶鋼、鋼中酸素が反応して、Al2O3
＋Fe＋〔Ｏ〕→FeO・Al2O3なる反応により耐火
物表面には融点が1450℃のFeO・Al2O3が生成し
ており、これは溶鋼の温度では液相となつている
ので、溶鋼中に分散している微細なアルミナが接
触すると、そこに捕えられる。これが核となつて
アルミナの成長が進んで行くと推定される。 これに対して硼化ジルコニウムは、溶鋼とは反
応しにくいため表面に液相が生成せず、溶鋼中に
分散したアルミナが接触しても捕えられないため
に、アルミナづまりが起りにくいと推定される。 更に硼化ジルコニウムを配合したものは、従来
のジルコニア・カーボン質ノズルよりもパウダー
に対する侵食に強くなる。従つてパウダーライン
の材質としても使用できる。 以上のことから、本発明においては、本発明に
なる材質を用いてノズル主体を作ることは勿論の
こと、ノズル本体を従来の材質で作り、ノズル内
面の一部又は全面、ノズル外面の一部又は全面か
ら選択された部位を本発明になる材質で構成する
ものである。 〔実施例〕 本発明品及び比較品の配合割合を第１表に示
す。比較品は本発明品と同じ原料の組合である
が、その配合割合が本発明の限定範囲外にあるも
のである。結合剤としてピツチとフエノール樹脂
を組合せている場合には、耐火物原料にピツチを
添加して180℃で熱間混練した後、30℃に冷却し
フエノール樹脂を加えて混練した結合剤がフエノ
ール樹脂のみの場合には常温で混練した。ついで
オイルプレスを用いて114×114×65mmの形状に
1000Kg/cm2の圧力で成形した後、さやに納めてコ
ークスブリーズで充填し還元雰囲気中1000℃で５
時間焼成して製品を得た。 物性値を第１表に示す。従来品のジルコニア・
カーボンに比較して、硼化ジルコニウムを添加し
た本発明品は、熱間強度が大きい。パウダーによ
る侵食も硼化ジルコニウムが多くなるほど小さく
なる。アルミナ付着テストでは、本発明の限定範
囲より硼化ジルコニウム配合量が３％と少ない比
較品Ｄはアルミナ付着が大きいのに対して、硼化
ジルコニウム配合量７％の本発明品Ａでは中程
度、更に硼化ジルコニウム量20％のＢ、40％のＣ
ではアルミナ付着は小さい。
以上特許請求範囲及び明細書より明らかなよう
に硼化ジルコニウム、ジルコニア、カーボンの組
合せをカーボンボンドした材料は溶鋼中の脱酸剤
起源のアルミナが付着しにくいためアルミナづま
りを起さず、従来のアルミナカーボンのようにこ
れを防ぐためにアルゴンを吹込む必要もなく、円
滑な連続鋳造作業ができる。従つてアルゴンの消
費がなくなり経済的である。又配管の必要がなく
なる。ノズルの構造もポーラスプラグをはめ込ん
だり側壁内にガスの通路となるスリツトを設ける
必要もなくなるので簡単になる。 更にパウダーに対する耐侵食性を有するもので
あり連続鋳造のイマージヨンノズルとして多大の
効果を奏するものである。
に硼化ジルコニウム、ジルコニア、カーボンの組
合せをカーボンボンドした材料は溶鋼中の脱酸剤
起源のアルミナが付着しにくいためアルミナづま
りを起さず、従来のアルミナカーボンのようにこ
れを防ぐためにアルゴンを吹込む必要もなく、円
滑な連続鋳造作業ができる。従つてアルゴンの消
費がなくなり経済的である。又配管の必要がなく
なる。ノズルの構造もポーラスプラグをはめ込ん
だり側壁内にガスの通路となるスリツトを設ける
必要もなくなるので簡単になる。 更にパウダーに対する耐侵食性を有するもので
あり連続鋳造のイマージヨンノズルとして多大の
効果を奏するものである。
Claims (1)
- １ 硼化ジルコニウムを５〜49wt％、カーボン
５〜30wt％、残部がジルコニアから成る耐火物
粉末の混合物に有機質結合剤を加えて混練、加圧
成形した後700℃以上の温度で還元雰囲気中で焼
成した材質で少くともノズルの一部を構成してな
る、溶鋼鋳造用ノズル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61042821A JPS62202860A (ja) | 1986-03-01 | 1986-03-01 | 溶鋼鋳造用ノズル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61042821A JPS62202860A (ja) | 1986-03-01 | 1986-03-01 | 溶鋼鋳造用ノズル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62202860A JPS62202860A (ja) | 1987-09-07 |
| JPH0556306B2 true JPH0556306B2 (ja) | 1993-08-19 |
Family
ID=12646615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61042821A Granted JPS62202860A (ja) | 1986-03-01 | 1986-03-01 | 溶鋼鋳造用ノズル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62202860A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101401926B1 (ko) * | 2012-10-25 | 2014-05-30 | 한국타이어 주식회사 | 접지 특성 제어 장치가 구비된 타이어 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63134571A (ja) * | 1986-11-25 | 1988-06-07 | 旭硝子株式会社 | 二硼化ジルコニウム―黒鉛含有不焼成耐火物 |
| US5185300A (en) * | 1991-03-11 | 1993-02-09 | Vesuvius Crucible Company | Erosion, thermal shock and oxidation resistant refractory compositions |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS577367A (en) * | 1980-06-16 | 1982-01-14 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Immersion nozzle for continuous casting |
| JPS6021889A (ja) * | 1983-07-13 | 1985-02-04 | 旭硝子株式会社 | ノズル耐火物 |
-
1986
- 1986-03-01 JP JP61042821A patent/JPS62202860A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101401926B1 (ko) * | 2012-10-25 | 2014-05-30 | 한국타이어 주식회사 | 접지 특성 제어 장치가 구비된 타이어 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62202860A (ja) | 1987-09-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |