JPH0751819A - 連続鋳造用浸漬ノズル - Google Patents

連続鋳造用浸漬ノズル

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JPH0751819A
JPH0751819A JP5227841A JP22784193A JPH0751819A JP H0751819 A JPH0751819 A JP H0751819A JP 5227841 A JP5227841 A JP 5227841A JP 22784193 A JP22784193 A JP 22784193A JP H0751819 A JPH0751819 A JP H0751819A
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勝浩 笹井
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、ノズル閉塞を防止した上で、常に
安定して介在物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、溶鋼と
接触するノズル内壁全体又は付着が進行し易い部分を工
業的に不可避の成分を除いて、5〜50wt%のSiO
2 ,50〜95wt%のAl23を含み、且つC含有率
を5wt%以下とした組成の耐火物で構成したことを特
徴とする。

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、Al23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】また、ノズル閉塞は鋳型内の溶鋼流動を乱
す原因にもなるため、パウダー巻き込みによる介在物欠
陥を増加させる。この問題を解決する手段として、例え
ば特開昭64−40154号公報に記載されているよう
に、ZrO2 −CaO−C質材料からなるノズルの使用
が試みられている。このZrO2 −CaO−C質材料を
ノズル内壁に用いることで、耐火物中CaOと溶鋼中A
23とを反応させカルシウムアルミネートの低融物を
生成させる。この低融物を溶鋼流により洗い流し、微少
な溶損を与えることにより付着を防止するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ZrO
2 −CaO−C質材料のノズルにおいては、鋳造時間が
長いか、或は溶鋼清浄性が低下する場合には、ノズル内
壁に付着したアルミナを低融点化するのに十分なCaO
を供給できなくなるため、ノズル閉塞が発生する。この
ため、ZrO2 −CaO−C質ノズルは確実な閉塞防止
対策になっていないのが現状である。さらに、ZrO2
−CaO−C質ノズルは一度ノズル内壁に付着堆積した
介在物を溶鋼流により洗い流すため、鋳型内に粗大な介
在物が流入し、鋳片品質を低下させるといった問題も生
じる。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、常に安定して介在物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
用浸漬ノズルにおいて、溶鋼と接触するノズル内壁全体
又は付着が進行し易い部分を工業的に不可避の成分を除
いて、5〜50wt%のSiO2 、50〜95wt%の
Al23を含み、且つC含有率を5wt%以下にした組
成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】浸漬ノズルの付着防止技術を確立するために
は、まずノズル内壁へのアルミナ付着機構を明らかにす
る必要がある。本発明者らは、実機鋳造後の浸漬ノズル
調査から、浸漬ノズル耐火物と溶鋼との反応により生成
した反応アルミナ層を起点として、溶鋼中介在物の付着
堆積が進行することを知見した。さらに、浸漬ノズル耐
火物と溶鋼との反応機構についても基礎的な検討を行
い、付着の起点となる反応アルミナ層は以下に示す反応
過程を経て形成されることを見いだした。
【0007】まず、(1)式で示されるようにノズル耐
火物中のSiO2 がCにより還元され、SiOガス、C
Oガスを生成する。 SiO2(s)+C(s)=SiO(g)+CO(g) (1) これらガスはノズル耐火物内部を拡散し、ノズル/溶鋼
界面で(2)式、(3)式により溶鋼中のAlと反応す
る。 3SiO(g)+2Al=Al23(s)+3Si (2) 3CO(g)+2Al=Al23(s)+3 (3)
【0008】この時、ノズル/溶鋼界面に形成される酸
化膜が、反応アルミナ層である。この反応アルミナ層は
ノズルと溶鋼との反応により形成されるため、極めて活
性なアルミナで溶鋼中介在物の付着起点になり易い。以
上の結果から、介在物の付着を防止するためには、ノズ
ル内壁に反応アルミナ層を生成させないことが重要とな
る。
【0009】本発明者らは、前述した反応機構から反応
アルミナ層の生成を防止するためには、ノズル耐火物中
のCを問題にならない程度まで低減することが有効であ
ると考えた。すなわち、ノズル耐火物中にCが存在しな
ければ(1)式で示されるSiO2 のC還元反応は生じ
ない。このため、ノズル/溶鋼界面には(2)式、
(3)式の反応に基づく反応アルミナ層は生成せず、ア
ルミナ付着を防止することができる。
【0010】本発明において、内壁耐火物中にCを含ま
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、C含有率が5wt%を
超えるとSiO2 のC還元反応速度が急激に速くなり、
アルミナ付着が進行するためである。また、低膨張性の
SiO2 は耐スポーリング性の向上に優れており、5w
t%以上の添加によりCレス化に伴う耐スポーリング性
の低下を補償できる。しかし、内壁耐火物中のSiO2
含有率が50wt%を超えると反対に耐食性が低下す
る。このため、内壁耐火物中のSiO2 含有率は5〜5
0wt%の範囲にする必要がある。さらに、Al23
耐食性を高める機能を有し、浸漬ノズルの材質としては
50wt%以上含有する必要があり、反対にAl23
含有率が95wt%を超えると、耐スポーリング性を低
下させる。よって、Al23の適正な含有率は50〜9
5wt%である。
【0011】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、耐食性を向上させるためにMgO等を組み合せる
ことも可能である。また、本来の目的から考えて、ノズ
ル内壁全体を本発明の材質にする必要はなく、特に付着
が進行し易い部分に限って本材質を適用し、その他の部
分には従来材質を併用することも可能である。
【0012】
【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結合剤を
外掛けで10wt%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。1は内壁、2はパウダーライン
部、3は吐出孔、4はノズル本体である。A…ZrO2
−C材質、B…Al23−C−SiO2材質(従来材
質)、C…Al23−SiO2 材質(本発明材質)。な
お、パウダーライン部の耐火物はZrO2を75wt
%、Cを25wt%含有するZrO2−C質に統一し
た。
【0013】
【表1】
【0014】さらに、この成形体を1200℃の温度で
還元焼成し、連続鋳造用浸漬ノズル(外径185mm
φ、内径90mmφ、吐出孔径70mmφ、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30ppmの極低炭
素鋼を400分間鋳造した。本発明の実施例及び比較例
とも鋳造寸法は厚み245mm×幅1500mmで、8
500mm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1500mmコイルの冷延鋼板とした。
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
鋳造時間で除すことにより付着速度を算出した。また、
鋳片品質については、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介在物欠陥の個数
により評価した。
【0015】表1に示す如く、実施例では少なくとも浸
漬ノズル内壁全体を、5〜50wt%のSiO2 、50
〜95wt%のAl23を含み、且つC含有率を5wt
%以下にした組成の耐火物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、品質面でも介在物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。
【0016】これに対し、比較例1はCの含有率が5w
t%を超えたため、ノズル閉塞防止の効果が十分得られ
ず、鋳造開始後300分で鋳造を停止した。また、比較
例2はSiO2 含有率が5wt%未満で、且つAl23
含有率が95wt%を超えたため耐スポーリング性が低
下し、鋳造開始後180分で浸漬ノズルに亀裂が発生し
鋳造を停止した。さらに、比較例3はSiO2 含有率が
50wt%を超え、且つAl23含有率が50wt%未
満であったため耐食性が低下し、浸漬ノズル溶損のため
鋳造開始後230分で鋳造を停止した。なお、実施例
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の構造ノズルについても同様の効果が得られた。
【0017】
【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、さらに介在物欠陥も発生しないため、鋳片の品質は
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】本発明の浸漬ノズル各部の材質を説明するため
の図である。
【図2】本発明の他の浸漬ノズル各部の材質を説明する
ための図である。
【符号の説明】
1 内壁 2 パウダーライン部 3 吐出孔 4 ノズル本体 A ZrO2−C材質 B Al23−C−SiO2材質(従来材質) C Al23−SiO2材質(本発明材質)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼の連続鋳造用浸漬ノズルにおいて、溶
    鋼と接触するノズル内壁全体又は付着が進行し易い部分
    を工業的に不可避の成分を除いて、5〜50wt%のS
    iO2 、50〜95wt%のAl23を含み、且つC含
    有率を5wt%以下にした組成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。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1998022243A1 (fr) * 1996-11-18 1998-05-28 Shinagawa Refractories Co., Ltd. Busette pour coulee continue d'acier
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