JPH08132197A

JPH08132197A - 連続鋳造用ノズル接合部のパッキン及びその材料

Info

Publication number: JPH08132197A
Application number: JP6290652A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Mizutani; 洋一水谷; Naoshi Futamura; 直志二村; Takumi Nishio; 内匠西尾; Kenzo Hayashi; 健三林
Original assignee: TOKAI NETSUZAI KK; Aichi Steel Corp; Toshiba Ceramics Co Ltd
Current assignee: TOKAI NETSUZAI KK; Coorstek KK; Aichi Steel Corp
Priority date: 1994-10-31
Filing date: 1994-10-31
Publication date: 1996-05-28

Abstract

(57)【要約】【目的】スライデイングノズルとロングノズルとの接
合面に装着されるパッキンとその材料であって、装着中
の気密性が高く、かつ取鍋交換時における剥離性の優れ
たパッキンとその材料を提供することを目的とする。【構成】本発明のパッキンの材料は、ＳｉＯ₂７０〜
８０重量％、Ａｌ₂Ｏ₃１５〜２０重量％、アルカリ４
〜７重量％を含有し、溶鋼熱により１３００〜１４００
℃の温度で焼結することを特徴とする材料である。ま
た、本発明のパッキンは、ロングノズルとの接合側にＡ
ｌ₂Ｏ₃４５〜５０重量％、ＳｉＯ₂５０〜５５重量％
を含有したセラミック・ファイバーの層をもち、スライ
デングノズルとの接合側にＡｌ₂Ｏ₃７５〜９８重量％
含有するアルミナ微粉または黒鉛をコーテングしたコー
テング層をもち、中間部に上記の材料の層をもつ３層一
体構造であることを特徴とするパッキンである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、連続鋳造用ノズル接
合部のパッキン及びパッキンの材料に関する。本発明の
パッキンは、ノズルとの剥離性が良く、かつ気密性が優
れたパッキンとして、鋼の連続鋳造に利用できる。

【０００２】

【従来の技術】鋼の連続鋳造においては、取鍋内の溶鋼
は、取鍋の底に設置されたスライデングノズルから給湯
管である筒状のロングノズルを経由して、タンディッシ
ュに注入されている。そして、筒状のスライデングノズ
ルと筒状のロングノズルとの接合面には、気密性を保つ
ためにパッキンが装着されている。

【０００３】そして、当該パッキンは、接合面に装着さ
れやすいように、使用前に、一般に数ｍｍの厚さをもつ
円錐筒形状をした軟質材に、予備成形されている。そし
て、当該パッキンは、ノズルの接合時における上下ノズ
ルからの機械的な力により変形してノズル間の間隙を埋
めると共に、使用時の溶鋼熱により溶融してノズル間の
間隙を埋めることによって、ノズル接合部の気密性を保
っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】通常の連続鋳造操業に
おいては、１本のロングノズルで多数の取鍋の溶鋼が鋳
造されている。そして、取鍋の交換は、スライデングノ
ズルの下ノズルに接続されているロングノズルを下方に
移動させることによって分離し、溶鋼が空になった取鍋
と次に鋳造する溶鋼の入った取鍋を交換し、新たにパッ
キンを介してロングノズルをスライデングノズルの下ノ
ズルに接続させる作業により行われている。従って、取
鍋の交換時には、継続して使用するロングノズルと、新
しい接合面をもつ取鍋スライデングノズルとの接続作業
が多く行われ、パッキンは、かかるノズル接続作業にお
いて、毎回交換されている。そして、ノズルの接続作業
はできるだけ短時間に能率よく行われることが望まし
い。

【０００５】かかる取鍋交換時に、従来のパッキンにお
いては、パッキンがロングノズルの内面に溶着したり、
硬化したりして、ロングノズルから剥離できない場合が
多く発生している。そして、パッキンがロングノズルの
内面に部分的に溶着し、部分的に剥離しにくくなる場合
には、ロングノズルの内面に、付着物が残存し、内面に
凹凸ができてしまう。そして、かかる状態のロングノズ
ルをパッキンを介してセットした場合には、ノズルの接
合が完全にできず接合部に間隔が生じたり、ノズルが傾
いてセットされたりして、エアーリークが生じる。

【０００６】また、ロングノズルの内面に凹凸ができた
場合には、一般には打突棒等の専用治具による凹凸の除
去作業が行われるが、凹凸を完全に除去するのは難し
く、またこれらの除去作業に多くの手間を要しているの
が実情である。そして、ロングノズルの使用回数は一般
的には１０〜１５回／本で、連続使用するのが一般的で
あるが、上記の凹凸除去作業によりノズルに損傷ができ
た場合には、ロングノズル自身は使用不可となり、新た
にロングノズルとの交換作業が増え、鋳造作業の作業性
を悪くすると同時に、製造コストを高いものにする。

【０００７】以上に記載したように、従来のパッキンは
取鍋交換時に主にロングノズルの内面に付着残存し、そ
の結果として、ロングノズルの使用回数が増した場合に
ノズル接合部の気密性を悪くするという欠点を有してい
た。本発明は、従来のパッキンのかかる欠点を鑑みてな
されたものであり、スライデングノズルとロングノズル
との接合面に装着されるパッキンであって、取鍋交換時
における上下のノズルとの剥離性が良く、従って、ノズ
ル接合部における付着物の残存が無く、併せて、使用時
の気密性が高いパッキンとその材料を提供することを目
的とする。

【０００８】

【問題を解決するための手段】上記目的を満たすための
本発明のパッキンの材料は、取鍋の底に設置されたスラ
イデングノズルと、ロングノズルとの間に装着され、両
者の接合部をシールするパッキンの材料であって、Ｓｉ
Ｏ₂７０〜８０重量％、Ａｌ₂Ｏ₃１５〜２０重量％、
アルカリ４〜７重量％を含有した組成物であり、溶鋼熱
により１３００〜１４００℃の温度で焼結することを特
徴とする連続鋳造用ノズル接合部のパッキンの材料であ
る。

【０００９】上記目的を満たすための本発明のパッキン
は、取鍋の底に設置されたスライデングノズルと、ロン
グノズルとの間に装着され、両者の接合部をシールする
パッキンであって、ロングノズルとの接合側にＡｌ₂Ｏ
₃４５〜５０重量％、ＳｉＯ₂５０〜５５重量％を含有
したセラミック・ファイバーの層をもち、スライデング
ノズルとの接合側にＡｌ₂Ｏ₃７５〜９８重量％含有す
るアルミナ微粉または黒鉛をコーテングしたコーテング
層をもち、中間部に請求項１の組成物の層をもつ３層一
体構造であることを特徴とする連続鋳造用ノズル接合部
のパッキンである。

【００１０】以下に発明の詳細について説明する。取鍋
交換時における従来のパッキンのノズルへの付着状態を
よく調べたところ、パッキン材料の焼結温度が取鍋交換
時におけるパッキンの剥離性に大きく影響することを見
出した。そして、連続鋳造中のスライデングノズルとロ
ングロズルの接合部は、溶鋼からの伝熱を受けてほぼ恒
常的に１３５０〜１４５０℃の温度となることも見出し
た。従来のパッキンの材料は、装着中の気密性を高める
ことに主眼がおかれていて単にノズル接合部において溶
融がなされれば良いとの考えであった。そのため、従来
のパッキンの材料は、１０００〜１１００℃程度の低い
焼結温度をもつ材料であり、温度が大幅に降下する取鍋
交換時には、焼結温度が低いことに起因して、ノズルの
内面、特にロングノズルの内面に強固に付着し、剥離を
困難なものにしていた。

【００１１】第一発明は、パッキンがノズル接合部に装
着されて溶鋼からの伝熱を受けた時に焼結し、さらに鋳
造中に半溶融の状態に維持されれば、装着中の気密性が
保たれ、かつ取鍋交換時の剥離性が良くなるという着想
を得てなされた発明である。そして、連続鋳造中のノズ
ル接合部は、ほぼ恒常的に１３５０〜１４５０℃の温度
に保持されることから、１３００〜１４００℃の温度範
囲で焼結する組成物をパッキンとして供すれば、鋳造中
にパッキンを半溶融の状態に維持することができ、しか
も取鍋交換時に付着物がノズル内面に残存することがな
いことを見出した。

【００１２】そして、試験研究を重ねた結果、ＳｉＯ₂
７０〜８０重量％、Ａｌ₂Ｏ₃１５〜２０重量％、アル
カリ４〜７重量％を含有した組成物は、１３００〜１４
００℃の温度で焼結し、該組成物によるパッキンは、装
着時の気密性と取鍋交換時の剥離性が共に優れることを
見出した。

【００１３】第二発明のパッキンは、パッキンの構造を
考案して得られたものである。本発明は、パッキンを多
層構造とすることにより、装着中においては、鋳造時の
溶鋼の熱により層間の融合をはかって気密性を高め、温
度降下した取鍋交換時においては、パッキンとノズルと
の収縮量の差異を大きくすることによりパッキンの剥離
性を高める着想を得て、なされたものである。

【００１４】前述のように，取鍋交換時のノズル接合部
においては、付着物がロングノズルの内面に多く残存す
る。かかる事実を鑑み、第二発明においては、パッキン
装着中は気密性が良く、取鍋交換時にはロングノズルと
の剥離が容易となるように、ロングノズルとの接合側
に、Ａｌ₂Ｏ₃４５〜５０重量％、ＳｉＯ₂５０〜５５
重量％を含有したセラミック・ファイバーの層を設け、
その上部に第一発明の組成物を設けることを第一の特徴
とする。

【００１５】上記のセラミック・ファイバーの層は、数
ｍｍ程度の厚みを有するシート状の層とすることができ
る。そして、Ａｌ₂Ｏ₃４５〜５０重量％、ＳｉＯ₂５
０〜５５重量％を含有したセラミック・ファイバーを所
定の形状に切断し、該ファイバーを所定の型内に入れ、
その後、上部に第一発明の組成物を載せ、圧着させるこ
とにより上記の２層を接合させることができる。

【００１６】かかる多層のパッキンをロングノズルの内
面に装着することにより、溶鋼熱により半溶融となった
第一発明の組成物がセラミック・ファイバーと適度に融
合して、セラミック・ファイバーの隙間を埋めると同時
にノズル内面の隙間を埋めることにより気密性が強く保
たれる。そして、セラミック・ファイバーの温度降下時
における収縮量は、ノズル材質のそれと大きく異なるた
め、ノズル接合部の温度が降下する取鍋交換時において
は、装着したパッキンとノズルとの剥離性が良い。

【００１７】そして、第二発明のパッキンは、Ａｌ₂Ｏ
₃７５〜９８重量％を含有するアルミナ微粉または黒鉛
をコーテングしたコーテング層を第一発明の組成物の上
部に設け、該コーテング層をスライデングノズルの外面
に接合させることを第二の特徴とする。

【００１８】上記のアルミナ微粉によるコーテング層
は、第一発明の組成物の上部に、アルミナ微粉を吹付け
る、あるいはハケ塗りをする等の方法により、コーテン
グすることができる。そして、かかるコーテング層をス
ライデングノズルの外面に接合させることにより、溶鋼
熱により半溶融となった組成物がアルミナ微粉によるコ
ーテング層の隙間を埋めると同時に、ノズル接合部の隙
間を埋め、気密性が強く保たれる。そして、コーテング
されるアルミナコーティング層は、高温下においてはス
ライデングノズル外面に密着しているが、常温近くの温
度まで冷却すると、アルミナコーティング層の収縮量は
ノズル材質と大きく異なってくるので、常温近くの温度
で、ノズルと剥離しやすくなる。そして、上記のアルミ
ナ微粉のかわりに、黒鉛をコーテングした場合において
も、アルミナ微粉の場合と同様な効果が得られる。

【００１９】以上に記載した着想と考案により得られた
第二発明のパッキンは、取鍋の底に設置されたスライデ
ングノズルと、ロングノズルとの間に装着され、両者の
接合部をシールするパッキンであって、ロングノズルと
の接合側にＡｌ₂Ｏ₃４５〜５０重量％、ＳｉＯ₂５０
〜５５重量％を含有したセラミック・ファイバーの層を
もち、スライデングノズルとの接合側にＡｌ₂Ｏ₃７５
〜９８重量％含有するアルミナ微粉または黒鉛をコーテ
ングしたコーテング層をもち、中間部に第一発明の組成
物の層をもつ３層一体構造であることを特徴とする連続
鋳造用ノズル接合部のパッキンである。

【００２０】

【実施例】次に、本発明のパッキンとその材料の特徴を
従来のパッキンと較べて実施例をもって明らかにする。
表１は、第一発明の組成物から作成したパッキンと、従
来の組成物から作成したパッキンと、第二発明のパッキ
ンを供試材として、連続鋳造時のノズル接合部に使用し
て気密性を調査した場合の結果を示す表である。

【００２１】

【表１】

【００２２】第一発明材あるＮｏ１の供試材は、ＳｉＯ
₂７６重量％、Ａｌ₂Ｏ₃１８重量％、アルカリ５重量
％を含有した焼結温度１３２０℃の組成物を、所定の型
内で厚さ３ｍｍとなるように予備成形し、常温で型くず
れしない程度の硬さをもつパッキンに作成した。従来材
であるＮｏ２の供試材は、ムライト８５重量％、Ａｌ₂
Ｏ₃１２重量％を含有する従来の組成物から、Ｎｏ１の
供試材と同様な方法でパッキンを作成した。また、第二
発明であるＮｏ３の供試材は，Ａｌ₂Ｏ₃４８重量％、
ＳｉＯ₂５７重量％を含有したセラミック・ファイバー
を所定の形状に切断して型内に入れ、このファイバーの
上部にＮｏ１の供試材の組成物を載せて圧着することに
より接合し、引き続いて、圧着された組成物の上部に厚
さ０．１〜０．３ｍｍ厚さとなるように、Ａｌ₂Ｏ₃９
０重量％を含有するアルミナ微粉を吹付けることにより
作成した。

【００２３】そして、これらの供試材を連続鋳造時のノ
ズル接合部に１０回連続的に使用して、各回の鋳造毎
に、溶鋼中にピックアップされた窒素量を調査した。そ
して、溶鋼中にピックアップされた窒素量をもって、供
試材パッキンの気密性を判断する指標とした。

【００２４】表１の結果に示されるように、本第一発明
である組成物から作成したＮｏ１と本発明であるＮｏ３
を用いた場合のノズル接合部の気密性は、使用回数に依
らず、ほぼ一定の気密性を示している。一方、従来の組
成物から作成したＮｏ２は、初回の使用においては、気
密性がさほど悪くはないが、使用回数が増加するにつれ
てエアーリークが増え、気密性が悪化している。また、
本発明材であるＮｏ１およびＮｏ３と従来材であるＮｏ
２と比較すると、初回の使用における窒素のピックアッ
プ量は本発明材のそれは従来材のそれより少なく、本発
明材の気密性は、初回の使用においても従来材より優れ
ている。

【００２５】

【発明の効果】第一発明である連続鋳造用ノズル接合部
のパッキンの材料は、焼結温度が１３００〜１４００℃
であり高い焼結温度をもつことから、使用時には半溶融
の状態でノズル接合部をシールし、このために気密性が
高く、かつノズル交換作業時には、ノズルとの剥離性が
良く、従って、ノズル接合部に付着物が残存しない。第
二発明である連続鋳造用ノズル接合部のパッキンは、３
層一体構造であり、鋳造時においては、溶鋼熱により層
間の適度の融合が生じ、融合した混合物がノズル接合部
の隙間を埋めるので、気密性が高い。そして、温度が大
幅に降下する取鍋交換時においては、パッキンの外層と
ノズルとの間に大きな収縮量の差異が生じるために、第
二発明のパッキンは上下のノズルとの剥離がしやすい。

【００２６】

【図面の簡単な説明】

【図１】第二発明の実施例を示す断面図である。

【図２】従来の組成物と第一発明の組成物における温度
と通気量の関係を示す図である。

【図３】パッキンが装着された場合のノズルの断面を示
す図である。

【符号の説明】

１スライデングノズル２ロングノズル３パッキン４セラミック・ファイバーの層５第一発明の組成物の層６アルミナ微粉のコーティング層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０４Ｂ 35/66 Ｚ (72)発明者二村直志愛知県東海市荒尾町ワノ割１番地愛知製鋼株式会社内 (72)発明者西尾内匠愛知県豊田市畝部東町川田１番地の21 (72)発明者林健三愛知県刈谷市小垣江町南藤１番地東芝セラミックス株式会社刈谷製造所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】取鍋の底に設置されたスライデングノズ
ルと、ロングノズルとの間に装着され、両者の接合部を
シールするパッキンの材料であって、ＳｉＯ₂７０〜８０重量％、Ａｌ₂Ｏ₃１５〜２０重量
％、アルカリ４〜７重量％を含有した組成物であり、溶
鋼熱により１３００〜１４００℃の温度で焼結すること
を特徴とする連続鋳造用ノズル接合部のパッキンの材
料。
【請求項２】取鍋の底に設置されたスライデングノズ
ルと、ロングノズルとの間に装着され、両者の接合部を
シールするパッキンであって、ロングノズルとの接合側にＡｌ₂Ｏ₃４５〜５０重量
％、ＳｉＯ₂５０〜５５重量％を含有したセラミック・
ファイバーの層をもち、スライデングノズルとの接合側
にＡｌ₂Ｏ₃７５〜９８重量％含有するアルミナ微粉ま
たは黒鉛をコーテングしたコーテング層をもち、中間部
に請求項１の組成物の層をもつ３層一体構造であること
を特徴とする連続鋳造用ノズル接合部のパッキン。