JPH0839213A - 連続鋳造用ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋼などの金属の連続鋳造でのロングノズルの
長寿命化と安定化を図って連続鋳造操業の長時間安定化
と、鋳片品質の向上と安定化などを目的とする。 【構成】 金属の連続鋳造において、鋳造中に溶湯と接
触しない金属溶湯非浸漬部外表面２に、その厚さ１ミリ
メートルから１５ミリメートルの範囲に亘って、低融ガ
ラス成分を含むＺrＯ₂−Ｓi−Ｃから成る耐酸化性耐火
材質層９を配置して一体として成ることを特徴としてい
る。 【効果】 本発明の連続鋳造用ノズルは、金属の連続鋳
造時に溶湯に浸漬しない外表面部の酸化劣化を抑制し
て、鋳造の安全と安定化や鋳片の品質の安定化、そして
ノズル自体の耐用向上とトラブルの低減など、連続鋳造
操業で経済性と信頼性に於いて極めて大きな効果をもた
らすものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は鋼などの金属の連続鋳造
において、取鍋とタンディッシュの間及び、タンディッ
シュとモールドの間で金属の溶湯の流下注入に使用され
るロングノズルや浸漬ノズルなどの連続鋳造用ノズルの
鋳造中でのその表面とその近傍での大気との接触に依る
酸化劣化の抑制と低減に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術について鋼などの金属の連続
鋳造を行う上で、取鍋の底部の溶鋼排出孔に取付けられ
て、取鍋よりタンディッシュへ流下注入される溶鋼が大
気と接触するのを防ぎ溶鋼の酸化を抑制し、そしてその
際に発生する溶鋼のスプラッシュの飛散を防止すると共
に、溶鋼流を整流化しながら取鍋よりタンディッシュへ
の溶鋼の注入を行う目的で使用する、溶鋼流下通路用の
耐火性ロングノズル（以下ロングノズルと称す）を例に
して図１を参照しながら以下にその詳細を述べる。

【０００３】鋼の連続鋳造に於いてロングノズルに求め
られる機能は、前記の様に鋼の溶湯が大気と接触して酸
化することにより、鋳片の品質を低下若しくは著しく不
安定化させる要因となる空気酸化を防ぐことや、流下注
入される溶湯の乱流を防いで整流化して、タンディッシ
ュの湯面近傍に介在するスラグや非金属介在物などの不
純物の溶湯浴内への巻き込みを抑制することなどに依り
鋳片品質への悪影響を軽減化せしめると共に、溶湯の飛
沫の飛散を防ぎ、連続鋳造の操業の安全と安定を確保す
ることなどであるが、このロングノズル１ではその材質
構成として、一般的に溶鋼との接触部位をＡｌ₂Ｏ₃−Ｃ
質タンディッシュパウダーやスラグと接触する所謂スラ
グライン部位をＺｒＯ₂−Ｃ質として一体として成るも
のが多用されている。そしてこのロングノズル１は使用
前におよそ７００℃〜１２００℃の温度域での予熱の時
や、更に高温域である鋳造時でのロングノズル外表面の
空気酸化に依る材質劣化の進行を抑制するために、前記
の予熱時や鋳造の時にその熱を受けてガラス化して、外
表面と空気との接触を妨げる作用をする酸化防止剤を同
面に塗布している。その材質例として、ＳｉＯ₂−Ａｌ₂
Ｏ₃を主骨材として、珪酸カリなどをバインダーとした
ものが実用化されているが、特に近時連続鋳造に於ける
ロングノズルの耐用を極めて長時間を可能とするものが
求められる傾向が強く、この条件下でロングノズル１に
は溶鋼飛沫の外表面への付着と脱落及び、上方首部分で
のロングノズル支持装置との嵌合及び同部位の補強など
の目的で耐火性モルタルを介して装着一体化されている
メタルケース７が、鋳造時にロングノズル１に加わる高
熱の上昇と下降に伴なって伸縮を繰り返して生ずるメタ
ルケース７下端でのロングノズル首部８表面での位置ズ
レに依り、ガラス化した酸化防止剤被膜が部分的に破壊
されてしまい、その後の時間経過に比例してこの酸化防
止被膜の破壊された部位から局部的乃至は広範囲に亘っ
てロングノズル１の材質が直に大気に曝され、酸化が進
行する。そして酸化に依りロングノズル外表面が材質劣
化となり、その進行の程度が強いと内孔５での溶鋼に依
る溶損と輻輳して貫通した穴の発生、所謂穴明きとなっ
たり、酸化劣化に依る強度の低下から注湯時の衝撃など
の外力に依って亀裂が発生し、折損や割損などが発生し
てロングノズルの寿命と信頼性を著しく低下させる要因
となっていた。なお図中、２は金属溶湯非浸漬部外表
面、３は金属溶湯浸漬部外表面、４は首部補強用フー
プ、６は金属溶湯浴面である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したロングノズル
に於いて、従来より次に挙げる様な問題点が一顕在化し
安定的な連続鋳造の確立を図る上で障害となっていた。

【０００５】即ちロングノズルの長時間の使用に対して
前記の様にその外表面で種々の条件下で酸化防止被膜が
破壊されて、大気と接触してしまうことに依る酸化現象
としてＡｌ₂Ｏ₃−Ｃ材質中のバインダーや骨材のカーボ
ンＣが脱炭消失してしまい、これがその後の時間の経過
に依って外表面の表層のみの現象に留まらず内孔へ向っ
て肉厚深くまで進行してゆくことになるのである。

【０００６】上記の脱炭部は材質が有する本来の強度が
バインダーと骨材カーボンの消失を主とした材質劣化の
ために、大巾の低下乃至は全く失われ、この部分が鋳造
時の諸条件によって穴明きや折損、割れなどの許されざ
るトラブルをひき起こして連続鋳造の操業に重大なる悪
影響をもたらしてしまうこととなる。

【０００７】以上のことから鋼などの金属の連続鋳造で
のロングノズルの長時間の使用に対して、その外表面で
の材質の酸化が発生し難く、強度劣化とならず安定した
連続鋳造の操業を可能ならしめるロングノズルの開発が
待たれていたのである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は以上に述べた背
景から、これらの問題点を解消することにより、鋼など
の金属の連続鋳造でのロングノズルの長寿命化と安定化
を図って、連続鋳造操業の長時間安定化と、鋳片品質の
向上と安定化などを目的としてなされたものであって、
その詳細について鋼などの金属の連続鋳造を行うために
使用されるロングノズルを例にして図２を参照しながら
述べる。

【０００９】本発明は鋼の連続鋳造に於いて、取鍋から
タンデッッシュへ溶鋼を流下注入するのに鋼の溶湯が大
気と接触して空気酸化し、鋳片品質へ悪影響をきたすこ
とから溶湯と大気と接触を断つことや、溶湯注入時のそ
の飛沫の飛散を妨げ、そして流下溶湯の乱流の生成を抑
制して鋼品質の安定化と操業の安全化並びに安定化のた
めに使用されるロングノズルの鋳造中において溶湯と接
触しない外表面の大気との接触に依る酸化に対して、酸
化し難い材質の同部への配置適用に依り酸化劣化を防止
し、その信頼性を向上せしむるものである。

【００１０】ロングノズルは一般的にＡｌ₂Ｏ₃−Ｃ−Ｓ
ｉＯ₂材質系やＡｌ₂Ｏ₃−Ｃ系又はこれらにＳｉＣを加
えて成る材質が主として用いられており、この様な材質
での鋼の溶湯と接触することのない非浸漬部の外表面で
は、前記の様にその表面が酸化防止被膜に依り保護され
ていても、その被膜厚さが０．３ミリメートルから０．
５ミリメートルと薄いことから、長時間に亘る使用にお
いては前記の如く種々の条件により酸化防止被膜が破壊
されて、その部位よりその後の経過時間に正比例して次
第に酸化が進行する。この酸化の進展は種々のトラブル
発生因子となって、その後の鋳造操業と、鋳片品質に大
きく悪影響を及ぼすのである。

【００１１】本発明はこのロングノズル１での金属溶湯
非浸漬部外表面２にその厚さを１ミリメートルから１５
ミリメートルの範囲で、耐酸化性耐火材質層９を配置し
て一体としたもので、その材質構成として４０〜８５重
量％のＺrＯ₂と、１〜２０重量％のＳiと、１０〜３０
重量％のＣと０．２〜１０重量％のフリットなどの低融
ガラス成分とから成る耐酸化性材質としたもので、これ
ら骨材を混合し有機バインダーを加えて混練し、粒度調
整した坏土を前記Ａｉ₂Ｏ₃−Ｃなどの本体部材質坏土と
前記の配設となる様にモールド内へ充填し加圧成形した
後焼成することによって本発明のロングノズル耐火部材
が得られる。

【００１２】このロングノズルは外表面が前記耐酸化性
材質に依り、保護されており、大気に曝されても本体材
質部の酸化はなくなり、又耐酸化性保護層自体の酸化は
従来に較べ大巾にその進行が抑制されるのであり、そし
てこの耐酸化性材質の同部への適用に伴せて従来より適
用されている酸化防止剤の表面被膜を施せば、その効果
をさらに高めることが出来るため有利となる。

【００１３】本発明のロングノズルは以上の様な構成と
してあり、従来のロングノズルに於ける連続鋳造時に溶
鋼と接触しない外表面の大気との接触に依る酸化と材質
の劣化を大きく効果的に抑制し、長時間の鋼の連続鋳造
の安全と安定化を図り、鋳片品質の高位安定性化を実現
し、連続鋳造の信頼性を高めると共に、コストの低減化
を可能ならしめるなどの有用な効果をもたらすものであ
る。

【００１４】尚ここでロングノズルの溶鋼浴への非浸漬
部の外表面への配置する低融ガラス成分を含むＺrＯ₂−
Ｓi−Ｃから成る耐酸化性耐火材質層９の厚さを１ミリ
メートルから１５ミリメートルの範囲としたのは１ミリ
メートル以下では耐酸化効果時間が短く実用に供するこ
とが出来ないからであり、そして１５ミリメートル以上
では本体材質と一体構造とする場合使用初期に加わる熱
衝撃に耐えられなくなるからである。

【００１５】

【作用】本発明のロングノズルでの例は以上の構成とし
てあり、鋼の連続鋳造での取鍋とタンディッシュ間での
長時間に亘る使用に際してのロングノズルの外表面の酸
化劣化を抑制し、安全で安定的な鋳造と鋼の酸化や非金
属介在物の混入を防いで品質の安定化や、その歩留の向
上並びにロングノズルの耐用の向上を可能として、経済
的に極めて有用な効果をもたらすなど、連続鋳造の信頼
性を高めることとなったのである。

【００１６】

【発明の効果】本発明のロングノズル例でこれを鋼の連
続鋳造で１５０トンの取鍋にセットして、普通鋼の鋳造
で試みた結果以下の結果を得た。

【００１７】試験数１６個取鍋１回１５０トンの溶鋼の
鋳造を１チャージとして合計耐用回数２３５チャージ、
平均耐用回数１４．７チャージ／個となった。尚同鋳造
機での従来のロングノズルの平均耐用回数は１１．６チ
ャージ／個であり、２６．８％の耐用向上効果となっ
た。

【００１８】次に鋳造中のロングノズルのトラブルは全
くなく従来１．２％のトラブル率に対して安定した結果
が得られたがこの結果からも推察出来るが、鋼の品質の
安定化にも効果があると言える。

【００１９】上記の様に本発明の連続鋳造用ノズルは、
金属の連続鋳造時に溶湯に浸湯に浸漬しない外表面部の
酸化劣化を制御して、鋳造の安全と安定化や鋳片の品質
の安定化、そしてノズル自体の耐用向上とトラブルの低
減など、連続鋳造操業で経済性と信頼性に於いて極めて
大きな効果をもたらすものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のロングノズルの説明図である。

【図２】本発明のロングノズルの説明図である。

【符号の説明】

１ ロングノズル ２ 金属溶湯非浸漬部外表面 ３ 金属溶湯浸漬部外表面 ４ 首部補強用フープ ５ 内孔 ６ 金属溶湯浴面 ７ メタルケース ８ 首部 ９ 耐酸化性耐火材質層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属の連続鋳造において、鋳造中に溶湯と接触しない金
   属溶湯非浸漬部の外表面に、その厚さ１ミリメートルか
   ら１５ミリメートルの範囲に亘って、低融ガラス成分を
   含むＺrＯ₂−Ｓｉ−Ｃから成る耐酸化性耐火材質層を配
   置して一体として成ることを特徴とする連続鋳造用ノズ
   ル。