JPH0710832Y2

JPH0710832Y2 - 溶湯流路管

Info

Publication number: JPH0710832Y2
Application number: JP1988073718U
Authority: JP
Inventors: 真澄中島; 澄彦栗田
Original assignee: 株式会社香蘭社
Priority date: 1988-06-01
Filing date: 1988-06-01
Publication date: 1995-03-15
Anticipated expiration: 2003-06-01
Also published as: JPH01177057U

Description

【考案の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本考案は溶湯流路管に係わり、特に溶湯による溶損、お
よびノズル詰まりのない流路管に係わるものである。

〈従来の技術〉溶湯流路管には、ノズル閉塞や溶損がよく発生する。

代表的な流路管である溶湯連鋳用ノズルでは、脱酸材と
して、溶湯中に添加されたAl、CaがAl₂O₃、CaO−Al₂O₃
として内壁に付着堆積し、ノズル閉塞を生ずる。

これが原因で操業が中止されることもある。

この原因は、現在使用されている流路管の材質に因る所
が大きい。

現在使用されている材質は、ジルコン、ジルコニア、又
はAl₂O₃−Ｃ系の材料であり、溶湯の酸化物が比較的付
着しやすく、また溶湯に浸蝕されやすい。

これを解決するためには、溶湯に濡れにくく、溶食され
にくい材料を開発する必要がある。

溶湯に濡れにくい材料として、BNセラミックがあるが、
このセラミックは高価な上に耐溶食性の点で必ずしも満
足できるものではない。酸化されやすいためである。

そこで、このBNセラミックを窒化ケイ素の様なセラミッ
クに添加して耐濡れ性と、耐溶食性を改善することが試
みられているが、必ずしも満足できる結果は得られてい
ない。

一方、BNの量を50％以上にして、これに他のセラミック
成分を添加した、一種の複合セラミックの形で解決をは
かる考えもある。

これは、本出願人が先に出願した発明（特願昭62−1166
27号）の中で開示したものである。

このセラミックは、耐濡れ性と耐溶食性の点では極めて
優れた特性を示したが、材料そのものが高価なために流
路管全体を本セラミックで形成するには、コスト的に問
題があった。

〈考案が解決する問題点〉本考案は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、
耐濡れ性と溶損性に優れ、しかも比較的安価な構造の、
特に溶湯の連鋳用に、効果を発揮する溶湯流路管を提供
せんとするものである。

〈問題点を解決するための手段〉上記問題点は、次の構造の流路管にすることによって解
決される。

セラミックからなるパイプ内面にBN系セラミックからな
るパイプが嵌入、一体化されてなる構造の溶湯流路管で
あって、該BN系セラミックは、50重量％以上のBNと、Ti
B₂,TiN,ZrB₂,ZrN,ALN,Si₃N₄,SiCの中からえらばれた一
種あるいは二種以上の元素の総和が50％未満の成分組成
からなり、かつ該BN成分の出発原料としてＫ値が、０＜
Ｋ≦0.9の範囲の結晶質BNと非晶質BNの粉末を混合した
ものを使用し、非晶質BNの粉末は少なくとも５重量％以
上混合して常圧焼結されたものであることを特徴とする
溶湯流路管。

〈作用〉 BN系セラミックは極めて高価なセラミックであるので、
流路管全体を同じセラミックで形成すると、余りにも高
価に成り、実用的でない。

本考案では、全体は従来の耐火物で形成し、溶損や目詰
まりが激しい部位には、この耐火物パイプの内面にBN系
セラミックのパイプを嵌めこみ、一体化した構造にし
て、BNセラミックの節約を図り、コストの提言を図った
ものである。

使用するBN系セラミックとしては、50％以上のBN成分の
外に、TiB₂、TiN、ZrB₂、ZrN、AlN、Si₃N₄、SiC等のセ
ラミックを主成分にしたものが好ましい。

TiB₂、TiN、ZrB₂、ZrN、AlN、Si₃N₄SiC等を単独で、あ
るいは相互に混ぜて添加すると、50％未満の範囲では、
BN本来の特性は損われずに、溶湯、特に鋼の溶湯に対す
る溶損性が顕著に向上する。

TiB₂、TiN、ZrB₂、ZrN、AlN、Si₃N₄SiC以外の成分とし
ては、Al₂O₃、SiO₂、ZrO₂等の酸化物から上記以外の窒
化物、炭化物、ケイ化物、あるいはホウ化物等が適宜添
加できる。

これらの成分のものは、全体の20〜30％程度は添加して
も良い。

一方、BN系セラミックは下記のものを使用することが望
ましい。

即ち、BN系セラミックは通常焼結の極めて困難なセラミ
ックであるために、ホットプレスを併用して焼結され
る。

この結果、得られた焼結体には線膨脹特性で異方性があ
る。

プレス方向では9.5×10^-61/℃、これに直角方向では、
1.1×10^-61/℃でほぼ10倍近い違いがある。

BNセラミックを単体で使用する場合、この異方性は使用
上何ら差しつかえないが、他のセラミックと組み合せて
使用する場合、特に本考案の様に、他の耐火物と一体化
して使う場合、この異方性が支障になる。

つまり、縦方向と横方向の線膨脹係数が極端に違うため
に他の耐火物との界面で隙間が発生したり、あるいはセ
ラミックが割れることがある。

これを解決するためには、異方性のないBNセラミックを
使用する必要がある。

本考案者は、この異方性に関して鋭意研究を行った結
果、BN成分の出発原料粉末として、Ｋ値が０＜Ｋ≦0.9
の範囲の結晶質BNと非晶質BNの粉末を混合して使用し、
これを常圧焼結するとき、異方性のないものが得られ、
しかも十分な材料特性が得られることを見出した。

結晶質BNと非晶質BNの混合割合は、非晶質粉末が５〜10
0％の範囲で混合されるとき耐溶損性が最も優れてい
た。

尚、Ｋ値とはＸ線回析パターンの六方晶BNに相当する
（hkl）のピーク面積をＳ（hkl）とすると、である。

〈実施例〉図面によって、本考案の構造を詳細に説明する。

第１〜３図は、本発明の最も代表的な構造を説明した図
である。

１は通常セラミックパイプである。

例えば鋼の連続鋳造では、Al₂O₃−Ｃ系耐火物、あるい
はジルコン、又はジルコニア系耐火物から成る。

パイプとは、長短様々なものがあるが、短いもの即ちリ
ング状のものも含む。

パイプ１の内面には、BN系セラミックパイプ２が嵌入さ
れるための切欠部が設けられており、この中にBN系セラ
ミック、例えばBN70％、AlN30％の線膨脹係数に異方性
のないパイプが嵌入されている。

パイプ１とパイプ２の間の隙間には、パイプ１を固定す
るために目地剤３が充填されている。

第２図と第３図は、通常のセラミックパイプ内面の中間
部分にBNパイプが嵌めこまれた構造のものであり、第２
図はBNパイプが単体で、第３図はBNパイプが予め他のセ
ラミックパイプと複合された形で嵌めこまれたものであ
る。

これらのパイプは、セラミックパイプ１の切欠部に、BN
パイプ２単体、あるいは第３図にあってはBNパイプと他
のセラミックパイプが複合されたパイプが嵌めこまれ、
隙間を目地剤で充填されて固定された上に、１のセラミ
ックパイプと同質、あるいはその他の適当な材質のセラ
ミックで作ったパイプが嵌めこまれて固定されたもので
ある。

これらの構造は、本例のみに限定されるものではなく、
パイプの形状、用途に合せて適宜変更できるものであ
る。

〈考案の効果〉（１）必要な部分のみにBN系セラミックが使われている
ので安価である。

（２）耐溶損性、耐濡れ性に優れ、流路の目詰まりがな
い。

（３）BNパイプが等方性であるので、接合界面に隙間の
発生や、あるいはBNセラミックの割れが発生しない。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本考案の実施例構造を説明した図である。１……セラミックパイプ２……BN系セラミックパイプ３……目地剤

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】セラミックからなるパイプ内面にBN系セラ
ミックからなるパイプが嵌入、一体化されてなる構造の
溶湯流路管であって、該BN系セラミックは、50重量％以
上のBNと、TiB₂,TiN,ZrB₂,ZrN,ALN,Si₃N₄,SiCの中から
えらばれた一種あるいは二種以上の元素の総和が50％未
満の成分組成からなり、かつ該BN成分の出発原料として
Ｋ値が、０＜Ｋ≦0.9の範囲の結晶質BNと非晶質BNの粉
末を混合したものを使用し、非晶質BNの粉末は少なくと
も５重量％以上混合して常圧焼結されたものであること
を特徴とする溶湯流路管。