JPH06170505A

JPH06170505A - 連続鋳造用浸漬ノズル

Info

Publication number: JPH06170505A
Application number: JP34516892A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Sasai; 勝浩笹井; Yoshimasa Mizukami; 義正水上
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1992-12-02
Filing date: 1992-12-02
Publication date: 1994-06-21

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、ノズル閉塞を防止した上で、常に
安定して気泡系欠陥のない加工用鋼板素材を鋳造できる
連続鋳造用浸漬ノズルを提供することを目的とするもの
である。【構成】鋼の連続鋳造用浸漬ノズルにおいて、ガス吹
き込み部にあたる内孔体のＳｉＯ₂ 含有率を５ｗｔ％以
下にし、且つ少なくとも吐出孔を含む内孔体より下部の
内壁面をＫ₂Ｏ含有率を１〜１０ｗｔ％、ＳｉＯ₂含有率
を５ｗｔ％以下の耐火物で構成したことを特徴とする連
続鋳造用浸漬ノズル。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋼の連続鋳造におい
て、溶鋼をタンディッシュからモールド内へ鋳込むため
に使用されるガス吹き込み型浸漬ノズルに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】現在、連続鋳造においては、溶鋼を酸化
させることなくタンディッシュからモールド内に供給す
るために、浸漬ノズルが利用されている。浸漬ノズルの
材質としては、Ａｌ₂Ｏ₃及びＣを主体とし、これに２０
ｗｔ％程度のＳｉＯ₂ を含有するものが主流となってい
る。このような浸漬ノズルでは、鋳造時間の経過ととも
に鋼中析出物のアルミナ及び地金がノズル内壁に付着
し、激しい場合にはノズル閉塞を引き起こし鋳造を停止
する場合もあった。

【０００３】この問題を解決する手段の１つとして、例
えば、特公昭５８−３４６７号公報に示されるように、
浸漬ノズル内孔と同心円となる多孔質の筒状耐火物（内
孔体）を浸漬ノズル本体に内挿し、この多孔質耐火物内
壁からＡｒその他の不活性ガスを吹き込むことが知られ
ている。このガス吹き込みは、ノズ内面と溶鋼との接触
面積を減少させ、さらに溶鋼を攪拌すること、あるいは
付着物をガス気泡により強制的に剥離させることにより
ノズル内壁面へのアルミナ介在物の付着成長を防止する
効果がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、浸漬ノ
ズル内壁からのガス吹き込み方法として各種の方法が採
用されているが、これらは主にガス吹き込み部にあたる
内孔体が吐出孔より上部に設けられているため、Ａｒガ
スが行き届かない吐出孔近傍にアルミナの付着堆積が起
こるといった問題があった。また、吹き込まれたＡｒ気
泡は、一部モールド内で浮上中に凝固界面に捕捉され、
熱間圧延、冷間圧延後に発生する気泡系欠陥の原因とな
る。これらの問題点を鑑み、本発明は、ノズル閉塞を防
止した上で、常に安定して気泡系欠陥のない加工用鋼板
素材を鋳造できる連続鋳造用浸漬ノズルを提供すること
を目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、鋼の連続鋳造
用浸漬ノズにおいて、ガス吹き込み部にあたる内孔体の
ＳｉＯ₂ 含有率を５ｗｔ％以下にし、且つ少なくとも吐
出孔を含む内孔体より下部の内壁面を、Ｋ₂Ｏ含有率が
１〜１０ｗｔ％、ＳｉＯ₂含有率が５ｗｔ％以下の耐火
物で構成したことを特徴とする連続鋳造用浸漬ノズルに
関するものである。

【０００６】

【作用】浸漬ノズルの閉塞を防止するためには、アルミ
ナ付着が進行する部分からＡｒガス等の不活性ガスを吹
き込み溶鋼とノズル内壁の間にガスフィルムを生成する
か、あるいは付着物をガス気泡により強制的に剥離する
ことが最も確実な方法である。しかし、図１に示すよう
に、浸漬ノズル内孔体１からＡｒガスを吹き込む場合、
内孔体１及びその周辺のアルミナ付着は確実に防止でき
るが、吐出孔２近傍のように内壁からの直接ガス吹き込
みがなく、しかも流動が激しく変化し溶鋼中アルミナの
壁面への衝突頻度が増す領域では、Ａｒガスによるノズ
ル閉塞防止の効果が十分に得られない。

【０００７】そこで、本発明者等は、内孔体１からのガ
ス吹き込みと詰まりが進行し易い内孔体下部３の内壁面
にＫ₂Ｏを添加し、且つＳｉＯ₂含有率を低減した材料Ａ
を併用することにより、浸漬ノズルの閉塞を確実に防止
することに成功した。

【０００８】このＫ₂Ｏを添加した材料Ａをノズル内壁
に用いることで、耐火物中Ｋ₂Ｏと溶鋼中Ａｌ₂Ｏ₃とを
反応させ低融物を生成させる。この低融物を溶鋼流と内
孔体１から吹き込まれた気泡により洗い流し、微小な溶
損を与えることにより付着を防止するものである。

【０００９】また、耐火物中のＳｉＯ₂ は溶鋼中のＡｌ
と反応しＡｌ₂Ｏ₃を生成するため、アルミナ付着防止の
観点から耐火物中のＳｉＯ₂ をできるかぎり低減する必
要がある。本発明により、Ｋ₂Ｏ添加による付着物の低
融点化とＡｒ気泡の付着物剥離の相乗効果が得られ、鋳
造時間が長い場合及び溶鋼清浄性が低下する場合でも付
着防止効果を持続することができる。

【００１０】一方、浸漬ノズル内孔体１からのガス吹き
込みを実施する場合には、気泡系欠陥が問題となる。し
かし、Ａｒガス吹き込みを実施すれば全ての鋳片に気泡
系欠陥が発生するのではなく、連々鋳後半で多発する傾
向を示す。

【００１１】また、従来から、鋳片に捕捉されたＡｒ気
泡は、大きなものほど熱間圧延、冷間圧延後も圧着され
ず、鋼板表面にふくれ状欠陥として現れることが知られ
ている。このような知見から、本発明者等は連々鋳後半
におけるＡｒ気泡の粗大化が気泡系欠陥の原因であると
考え、気泡を粗大化させる要因について詳細な調査を実
施してきた。

【００１２】その結果、浸漬ノズル内孔体１中のＳｉＯ
₂ がＣにより還元され消失するため、連々鋳後半で内孔
体１の気孔率及び気孔径が大きくなり、それに伴い生成
するＡｒ気泡径が粗大化することを見いだした。したが
って、内孔体１中のＳｉＯ₂を低減することにより、気
泡の粗大化を抑制し、これにより気泡系欠陥を防止でき
る。

【００１３】また、ＳｉＯ₂ を低減することにより内孔
体１全面から微細なＡｒガスを均一に吹き込むことがで
きるため、ノズル閉塞を効率的に防止すると共に、気泡
系欠陥の観点からＡｒガス流量を下げることも可能とな
る。

【００１４】以上に示したように、内孔体１中のＳｉＯ
₂ 含有率を低減し、且つ少なくとも吐出孔２を含む内孔
体より下部３の内壁面にＫ₂Ｏを含有し、さらにＳｉＯ₂
を低減した材料Ａを適用することで、浸漬ノズルの閉塞
を確実に防止すると共に、気泡系欠陥も発生しない連続
鋳造用浸漬ノズルを提供できる。

【００１５】本発明において、内孔体１中にＳｉＯ₂ を
含有しないことが好ましいが、必要な場合には５ｗｔ％
以下に限って添加しても良い。これは、ＳｉＯ₂ 含有率
が５ｗｔ％以下であれば、内孔体１中のＳｉＯ₂ が全て
消失しても気孔率及び気孔径の変化は殆どなく、気泡系
欠陥が発生しないためである。

【００１６】また、吐出孔２を含む内孔体下部３に適用
する材質ＡはＫ₂Ｏ含有率を１〜１０ｗｔ％、ＳｉＯ₂
含有率を５ｗｔ％以下としたアルミナグラファイト質材
料である。Ｋ₂Ｏ含有率が１ｗｔ％未満ではＡｌ₂Ｏ₃と
反応しても液相を生成せず、付着防止効果は得られな
い。また、Ｋ₂Ｏ含有率が１０ｗｔ％を超えるとＡｌ₂
Ｏ₃ との反応により生成する液相率が２０％以上とな
り、浸漬ノズル自体の耐食性が低下する。

【００１７】ＳｉＯ₂ は溶鋼中のＡｌと反応しＡｌ₂Ｏ₃
を生成するため、ノズル中に含有しないことが望ましい
が、耐スポーリング性の観点から必要な場合には５ｗｔ
％以下に限って使用しても良い。これはＳｉＯ₂ 含有率
が５ｗｔ％を超えると、生成するＡｌ₂Ｏ₃量が多くなり
付着防止効果が十分得られなくなるためである。

【００１８】浸漬ノズルの基本的な構成成分は以上であ
るが、この他にもノズル材質への添加物として既に知ら
れている材料を、本発明の効果を損なわない範囲で含有
させてもよい。例えば、強度を向上させるために金属Ｓ
ｉを、酸化防止や耐スポーリング性向上のためにＳｉＣ
等を組み合せることも可能である。また、内孔体１及び
吐出孔２を含む内孔体下部３を除いたノズル本体につい
ても、上述した材料を用いることが望ましい。

【００１９】

【実施例】以下に、実施例及び比較例を挙げて、本発明
について説明する。表１に示した原料含有物に樹脂バイ
ンダーとしてフェノール樹脂を外掛けで１５ｗｔ％添加
して混練し、アイソスタティックプレスを用いて１．
０ｔ／ｃｍ²の圧力で図１に示すノズル形状に成形し
た。なお、パウダーライン部の耐火物ＣはＺｒＯ₂を７
５ｗｔ％、Ｃを２５ｗｔ％含有するＺｒＯ₂−Ｃ質に統
一した。

【００２０】

【表１】

【００２１】さらに、この成形体を１２００℃の温度で
還元焼成し、連続鋳造用ガス吹き込み型浸漬ノズル（外
径１８５ｍｍφ、内径９０ｍｍφ、吐出孔径７０ｍｍ
φ、吐出孔角度３５度、内孔体厚み１５ｍｍの逆Ｙ型ノ
ズル）を作製した。このようにして得られた浸漬ノズル
を用いて、Ｔｉを０．０８ｗｔ％含有する炭素濃度３０
ｐｐｍの極低炭素鋼を４００分間鋳造した。この際、Ａ
ｔガス吹き付み流量は溶鋼トン当たり６Ｎｌ一定とし
た。本発明の実施例及び比較例とも鋳造寸法は厚み２４
５ｍｍ×幅１５００ｍｍで、８５００ｍｍ長さに切断し
て１コイル単位とした。このスラブを常法により熱間圧
延、冷間圧延し、最終的に厚み０．７ｍｍ×幅１５００
ｍｍコイルの冷延鋼板とした。気泡系欠陥に対する浸漬
ノズルの評価は、冷間圧延後の検査ラインで目視観察を
行い１コイル当たりに発生する気泡系欠陥の個数により
行った。また、浸漬ノズル閉塞の評価に関しては、鋳造
後の浸漬ノズル回収後、吐出孔直上部の最大付着厚みを
測定し、これを鋳造時間で除することにより付着速度を
算出した。表２に、実施例及び比較例の品質評価結果を
示す。

【００２２】

【表２】

【００２３】表２に示す如く、実施例では内孔体１のＳ
ｉＯ₂ 含有率を５ｗｔ％以下とし、且つ少なくとも吐出
孔を含む内孔体より下部３の内壁面を、Ｋ₂Ｏ含有率が
１〜１０ｗｔ％、ＳｉＯ₂ 含有率が５ｗｔ％以下の材質
で構成したことにより、常に安定してノズル閉塞を防止
できた。また、操業面のみならず、品質面でも気泡系欠
陥の発生がなく極めて良好な鋳片を得ることができた。

【００２４】これに対し、比較例１は内孔体下部３のＫ
₂Ｏ含有率が１ｗｔ％未満であったため、ノズル閉塞防
止の効果が十分得られず、鋳造開始後３００分で製造を
停止した。また、比較例２は内孔体下部３のＫ₂Ｏ含有
率が１０ｗｔ％を超えたため、浸漬ノズルの耐食性が低
下し溶損が進行した。さらに、比較例３は浸漬ノズル内
孔体１のＳｉＯ₂含有率が５ｗｔ％を超えたためＳｉＯ₂
消失による気孔率、気孔径の増大が生じ、鋳造後半に気
泡系欠陥が多発した。なお、以上の結果は、図１の構造
ノズルについて試験した結果であるが、図２〜図３の構
造ノズルについても同様の効果が得られた。

【００２５】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の連続鋳
造用浸漬ノズルによれば、ノズル閉塞を確実に防止で
き、さらに気泡系欠陥の問題も発生しないため、鋼板の
品質は非常に安定し、歩留りも格段に向上する。また、
ノズル閉塞に起因する種々の非定常作業がなくなるた
め、操業面でも有効な浸漬ノズルを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ノズルの構造及び材質を説明するための図であ
る。

【図２】ノズルの構造及び材質を説明するための図であ
る。

【図３】ノズルの構造及び材質を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１内孔体２吐出孔３内孔体下部ＡＫ₂Ｏ−Ａｌ₂Ｏ₃−Ｃ材質ＢＡｌ₂Ｏ₃−Ｃ材質ＣＺｒＯ₂−Ｃ材質

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋼の連続鋳造用浸漬ノズルにおいて、ガ
ス吹き込み部にあたる内孔体のＳｉＯ₂ 含有率を５ｗｔ
％以下にし、且つ少なくとも吐出孔を含む内孔体より下
部の内壁面を、Ｋ₂Ｏ含有率が１〜１０ｗｔ％、ＳｉＯ₂
含有率が５ｗｔ％以下の耐火物で構成したことを特徴と
する連続鋳造用浸漬ノズル。