JPH10137902A - 金属連続鋳造用鋳型の耐火材料要素の保護被覆剤と、それで保護された耐火材料要素 - Google Patents
金属連続鋳造用鋳型の耐火材料要素の保護被覆剤と、それで保護された耐火材料要素Info
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- JPH10137902A JPH10137902A JP9320384A JP32038497A JPH10137902A JP H10137902 A JPH10137902 A JP H10137902A JP 9320384 A JP9320384 A JP 9320384A JP 32038497 A JP32038497 A JP 32038497A JP H10137902 A JPH10137902 A JP H10137902A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 金属連続鋳造用鋳型の耐火材料要素の保護被
覆剤と、この被覆剤で保護された耐火材料要素。 【解決手段】 溶媒中に粒子を分散させた分散液からな
る金属、特に鋼の連続鋳造用鋳型の耐火材料要素の保護
被覆剤。粒子は基本的に窒化硼素とジルコ、ジルコニ
ア、アルミナおよびシリカの少なくとも一種の金属酸化
物とからなり、窒化硼素は粒子の20〜50重量％を占め
る。耐火材料要素 (ロール間連続鋳造用の注入ノズル７
や側壁４、４’）はこの被覆剤を塗布・乾燥させて得ら
れる保護層13、14、14' で被覆される。
覆剤と、この被覆剤で保護された耐火材料要素。 【解決手段】 溶媒中に粒子を分散させた分散液からな
る金属、特に鋼の連続鋳造用鋳型の耐火材料要素の保護
被覆剤。粒子は基本的に窒化硼素とジルコ、ジルコニ
ア、アルミナおよびシリカの少なくとも一種の金属酸化
物とからなり、窒化硼素は粒子の20〜50重量％を占め
る。耐火材料要素 (ロール間連続鋳造用の注入ノズル７
や側壁４、４’）はこの被覆剤を塗布・乾燥させて得ら
れる保護層13、14、14' で被覆される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は金属、特に鋼の連続
鋳造に関するものであり、特に、鋳造製品の凝固が開始
する鋳型内で液体金属と接触する耐火要素に関するもの
である。この耐火要素としては液体金属を鋳型中に導入
するためのノズルと、双ロール連続鋳造設備で冷却ロー
ルの表面の間に液体金属を液密に収容するための側壁と
を挙げることができる。
鋳造に関するものであり、特に、鋳造製品の凝固が開始
する鋳型内で液体金属と接触する耐火要素に関するもの
である。この耐火要素としては液体金属を鋳型中に導入
するためのノズルと、双ロール連続鋳造設備で冷却ロー
ルの表面の間に液体金属を液密に収容するための側壁と
を挙げることができる。
【０００２】
【従来技術】鋼の連続鋳造用鋳型は基本的に鋳造空間を
区画する金属壁（一般に銅または銅合金製）で作られ、
この壁面は内部から強制冷却され、この壁面上で金属の
凝固が開始する。しかし、多くの場合、液体金属はこの
鋳型内でさらに耐火材料より成る部材とも接触する。連
続鋳造設備では、大抵の場合、溶融金属はグラファイト
アルミナ等の材料から成るノズルを介して鋳型中に導入
される。このノズルの下端は鋳型内に既に収容されてい
る金属浴中に浸漬されている。さらに、非常に薄い（厚
さ数mm程度）鋼ストリップを鋳造するためのいわゆる
『双ロール鋳造』装置では、非常に接近した状態で配置
された互いに反対方向に回転する水平軸を有する２本の
ロールの表面上で鋼を凝固させるが、鋳造空間の側部は
ロールの平坦面に当接した２枚の耐火材料製のプレート
で閉鎖される。このプレート（特に鋳造ロールとの摩擦
に曝される部分）はシリカ、グラファイトアルミナまた
は断熱性に優れ、液体金属に対する反応性が低く、しか
も耐磨耗性が高いその他の材料で作られている。
区画する金属壁（一般に銅または銅合金製）で作られ、
この壁面は内部から強制冷却され、この壁面上で金属の
凝固が開始する。しかし、多くの場合、液体金属はこの
鋳型内でさらに耐火材料より成る部材とも接触する。連
続鋳造設備では、大抵の場合、溶融金属はグラファイト
アルミナ等の材料から成るノズルを介して鋳型中に導入
される。このノズルの下端は鋳型内に既に収容されてい
る金属浴中に浸漬されている。さらに、非常に薄い（厚
さ数mm程度）鋼ストリップを鋳造するためのいわゆる
『双ロール鋳造』装置では、非常に接近した状態で配置
された互いに反対方向に回転する水平軸を有する２本の
ロールの表面上で鋼を凝固させるが、鋳造空間の側部は
ロールの平坦面に当接した２枚の耐火材料製のプレート
で閉鎖される。このプレート（特に鋳造ロールとの摩擦
に曝される部分）はシリカ、グラファイトアルミナまた
は断熱性に優れ、液体金属に対する反応性が低く、しか
も耐磨耗性が高いその他の材料で作られている。
【０００３】こうした耐火要素は、液体金属と最初に接
触した時に受ける過度の熱衝撃（この熱衝撃によって破
壊されることがある）を避け、しかも、金属を冷し過ぎ
ないようにするために、鋳造前に予め強力に予備加熱し
なければならない。しかし、この予備加熱によって酸化
反応が起こり、特に多量のグラファイト（特にグラファ
イトアルミナ）を含む耐火材料を用いた場合には、深刻
な劣化が起こる。そのため、所望温度を達成することが
できなかったり、所望温度に必要な時間保持すること
（例えば予備加熱が開始した後に鋳造を遅らせる必要が
生じた場合等）ができない場合がある。また、双ロール
鋳造では、鋳造空間の側部を閉じるプレート (以下、
『側壁』という)(少なくともロールとの摩擦に曝される
部分) を固体潤滑剤で被覆して機械的磨耗を抑制する必
要がある。この潤滑剤は例えば窒化硼素等よりも安価な
グラファイトにするのが有利である。しかし、グラファ
イトが予備加熱中または既に予熱された材料上で空気に
曝された時に消耗することは避けられないため、この方
法は使用できない。
触した時に受ける過度の熱衝撃（この熱衝撃によって破
壊されることがある）を避け、しかも、金属を冷し過ぎ
ないようにするために、鋳造前に予め強力に予備加熱し
なければならない。しかし、この予備加熱によって酸化
反応が起こり、特に多量のグラファイト（特にグラファ
イトアルミナ）を含む耐火材料を用いた場合には、深刻
な劣化が起こる。そのため、所望温度を達成することが
できなかったり、所望温度に必要な時間保持すること
（例えば予備加熱が開始した後に鋳造を遅らせる必要が
生じた場合等）ができない場合がある。また、双ロール
鋳造では、鋳造空間の側部を閉じるプレート (以下、
『側壁』という)(少なくともロールとの摩擦に曝される
部分) を固体潤滑剤で被覆して機械的磨耗を抑制する必
要がある。この潤滑剤は例えば窒化硼素等よりも安価な
グラファイトにするのが有利である。しかし、グラファ
イトが予備加熱中または既に予熱された材料上で空気に
曝された時に消耗することは避けられないため、この方
法は使用できない。
【０００４】米国特許第 5,259,439号には、予備加熱中
のグラファイト含有耐火物の劣化の問題を解決するため
に予備加熱の前にグラファイト含有耐火物の酸化を遅ら
せる表面層を被覆する方法が開示されている。この表面
層は1200℃〜1500℃の予備加熱温度に耐え得る珪素ベー
スのセラミックワニスである。この被覆剤は予備加熱中
に耐火物を保護するという役目には適しているが、鋳造
が開始した時に金属と接触して消耗してしまう。従っ
て、実際の鋳造中に耐火物が液体金属と接触した時に受
ける化学変化や物理的ストレスに起因する劣化から耐火
物を長期間保護することができる被覆剤が求められてい
る。
のグラファイト含有耐火物の劣化の問題を解決するため
に予備加熱の前にグラファイト含有耐火物の酸化を遅ら
せる表面層を被覆する方法が開示されている。この表面
層は1200℃〜1500℃の予備加熱温度に耐え得る珪素ベー
スのセラミックワニスである。この被覆剤は予備加熱中
に耐火物を保護するという役目には適しているが、鋳造
が開始した時に金属と接触して消耗してしまう。従っ
て、実際の鋳造中に耐火物が液体金属と接触した時に受
ける化学変化や物理的ストレスに起因する劣化から耐火
物を長期間保護することができる被覆剤が求められてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は目的は、金
属、特に鋼の連続鋳造で用いられる耐火材料要素（必要
な場合にはその被覆物）を予備加熱中の酸化から保護
し、しかも、鋳造品と接触した時に生じる劣化をできる
だけ遅らせることができる被覆剤を提供することにあ
る。
属、特に鋼の連続鋳造で用いられる耐火材料要素（必要
な場合にはその被覆物）を予備加熱中の酸化から保護
し、しかも、鋳造品と接触した時に生じる劣化をできる
だけ遅らせることができる被覆剤を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、粒子が基本的
に窒化硼素とジルコ、ジルコニア、アルミナおよびシリ
カの少なくとも一種の金属酸化物とからなり、窒化硼素
は粒子の20〜50重量％を占めることを特徴とする溶媒中
に粒子を分散させた分散液からなる金属、特に鋼の連続
鋳造用鋳型の耐火材料要素の保護被覆剤を提供する。本
発明の他の対象は、上記の保護被覆剤を塗布後に乾燥さ
せて得られる保護層で被覆されていることを特徴とする
金属、特に鋼の連続鋳造用鋳型の耐火材料要素にある。
この耐火材料要素としては注入ノズルまたは双ロール鋳
造設備の側壁を挙げることができる。側壁の場合には、
固体潤滑剤および／または溶融して液体金属に溶解する
時に熱を放出する材料を保護層で被覆することができ
る。
に窒化硼素とジルコ、ジルコニア、アルミナおよびシリ
カの少なくとも一種の金属酸化物とからなり、窒化硼素
は粒子の20〜50重量％を占めることを特徴とする溶媒中
に粒子を分散させた分散液からなる金属、特に鋼の連続
鋳造用鋳型の耐火材料要素の保護被覆剤を提供する。本
発明の他の対象は、上記の保護被覆剤を塗布後に乾燥さ
せて得られる保護層で被覆されていることを特徴とする
金属、特に鋼の連続鋳造用鋳型の耐火材料要素にある。
この耐火材料要素としては注入ノズルまたは双ロール鋳
造設備の側壁を挙げることができる。側壁の場合には、
固体潤滑剤および／または溶融して液体金属に溶解する
時に熱を放出する材料を保護層で被覆することができ
る。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明は、液体金属との接触に適
した物理化学的特性を有する一種または複数の酸化物と
窒化硼素とを溶媒（水、その他の溶媒）中で混合したも
のを主成分とする保護被覆剤で耐火要素（注入ノズル、
双ロール鋳造装置の側壁）を被覆するものである。この
被覆剤を塗布後に乾燥して得られる保護層は耐火要素
（場合によってはその酸化性被覆剤）を予備加熱中の燃
焼または酸化から確実に保護することができる。この保
護被覆剤はさらに、窒化硼素の存在によって鋳造中に耐
火要素の外側表面の湿り性を低下させ、それによって耐
火要素と液体金属との間の化学反応速度を大きく低下さ
せる。従って、保護層が十分な厚さを有していれば耐火
要素の寿命が伸びることになる。この保護層はさらに断
熱バリヤーとなって熱による耐火要素の劣化を抑制する
ことができる。本発明は図面を参照した以下の説明から
より明確に理解できよう。
した物理化学的特性を有する一種または複数の酸化物と
窒化硼素とを溶媒（水、その他の溶媒）中で混合したも
のを主成分とする保護被覆剤で耐火要素（注入ノズル、
双ロール鋳造装置の側壁）を被覆するものである。この
被覆剤を塗布後に乾燥して得られる保護層は耐火要素
（場合によってはその酸化性被覆剤）を予備加熱中の燃
焼または酸化から確実に保護することができる。この保
護被覆剤はさらに、窒化硼素の存在によって鋳造中に耐
火要素の外側表面の湿り性を低下させ、それによって耐
火要素と液体金属との間の化学反応速度を大きく低下さ
せる。従って、保護層が十分な厚さを有していれば耐火
要素の寿命が伸びることになる。この保護層はさらに断
熱バリヤーとなって熱による耐火要素の劣化を抑制する
ことができる。本発明は図面を参照した以下の説明から
より明確に理解できよう。
【０００８】図１、図２の(a) および(b) に示した薄い
鋼ストリップを鋳造するための双ロール鋳造装置は公知
のもので、平行且つ水平なシャフト２、２’を有する２
本のロール１、１’を備え、これらのロールは内部から
強制冷却され、シャフト２、２’を中心として通常の手
段（図示せず）によって互いに逆方向に回転される。こ
れら２本のロール１、１’は一般に直径が600 〜1500mm
程度で、長さが600 〜1500mm程度であり、それらの母線
は鋳造しようとするストリップの厚さに対応した最小距
離で互いに隔てられている。この最小距離に相当する高
さの所は『ネック』とよばれる。
鋼ストリップを鋳造するための双ロール鋳造装置は公知
のもので、平行且つ水平なシャフト２、２’を有する２
本のロール１、１’を備え、これらのロールは内部から
強制冷却され、シャフト２、２’を中心として通常の手
段（図示せず）によって互いに逆方向に回転される。こ
れら２本のロール１、１’は一般に直径が600 〜1500mm
程度で、長さが600 〜1500mm程度であり、それらの母線
は鋳造しようとするストリップの厚さに対応した最小距
離で互いに隔てられている。この最小距離に相当する高
さの所は『ネック』とよばれる。
【０００９】側壁４、４’はシリカ、グラファイトアル
ミナまたはサイアロン（Sialon、登録商標）などの絶縁
耐火材料を単独または組み合わせて作られ、ロール１、
１’の端部５、５’、５”および５''' に当接して、ロ
ール１、１’の冷却された側面によって区画される鋳造
空間の側部を閉鎖している。側壁４、４’はバネ６、
６’によって象徴的に示した公知の手段によって当接さ
れる。耐火材料よりなるノズル７は液体金属を収容した
分配装置（図示せず）に連結されていて、液体鋼８を鋳
造空間へ導入するためのアウトレットポー ト９、９’
を備え、このアウトプットポートは各側壁４、４’の方
に向けられている。液体鋼８はロール１、１’の冷却面
と接触して凝固し、２つの凝固表皮10、10’となり、こ
れらの表皮がほぼネック３の位置で合わさって厚さ数mm
の鋳造ストリップ11となり、このストリップは鋳型から
連続的に引き抜かれる。
ミナまたはサイアロン（Sialon、登録商標）などの絶縁
耐火材料を単独または組み合わせて作られ、ロール１、
１’の端部５、５’、５”および５''' に当接して、ロ
ール１、１’の冷却された側面によって区画される鋳造
空間の側部を閉鎖している。側壁４、４’はバネ６、
６’によって象徴的に示した公知の手段によって当接さ
れる。耐火材料よりなるノズル７は液体金属を収容した
分配装置（図示せず）に連結されていて、液体鋼８を鋳
造空間へ導入するためのアウトレットポー ト９、９’
を備え、このアウトプットポートは各側壁４、４’の方
に向けられている。液体鋼８はロール１、１’の冷却面
と接触して凝固し、２つの凝固表皮10、10’となり、こ
れらの表皮がほぼネック３の位置で合わさって厚さ数mm
の鋳造ストリップ11となり、このストリップは鋳型から
連続的に引き抜かれる。
【００１０】ノズル７の外側表面12は厚さ数mm（通常0.
5 〜２mm）の保護層13によって覆われている。本発明で
はこの保護層13は溶媒中に粒子を分散させた被覆剤であ
る。粒子は基本的に窒化硼素と、ジルコン、ジルコニ
ア、アルミナおよびシリカの少なくとも一種の金属酸化
物とで構成され、窒化硼素は粒子の20〜50重量％を占め
る。この被覆剤およびその調製法の詳細な実施例は後で
説明する。この被覆剤はノズル７に塗布された後に乾燥
され、従って、ノズルは鋳造のために予備加熱されるこ
とになる。この保護層13は多数の機能を有する。まず第
１に、従来技術、特に米国特許第5,259,439 号で公知の
材料と同様に、予備加熱中にノズル７を構成するベース
の耐火物を酸化から保護する。特に、耐火物がグラファ
イトを含む場合に有効であり、これはこの種の用途で最
もよく用いられるグラファイトアルミナの場合に当ては
まる。本発明の保護層13は米国特許第 5,259,439号に記
載の材料とは対照的に、液体金属８との接触に対して高
い強度を有し、厚さが0.5 mm以上であれば鋳造開始時に
破壊されることはない。そのため保護層は液体金属８と
ノズル７のベース耐火物との間に耐熱バリヤが作られ、
保護層13が存在しない場合に比べてノズル７のベース耐
火物が受けるストレスが減少する。さらに、保護層13に
大量の窒化硼素が含まれるため、保護層の液体金属によ
る湿り性が低下し、液体金属とノズル７の耐火物との間
の化学反応の進行が抑制される。その結果、ノズルの信
頼性が向上し、より長い時間鋳造に使用することができ
る。
5 〜２mm）の保護層13によって覆われている。本発明で
はこの保護層13は溶媒中に粒子を分散させた被覆剤であ
る。粒子は基本的に窒化硼素と、ジルコン、ジルコニ
ア、アルミナおよびシリカの少なくとも一種の金属酸化
物とで構成され、窒化硼素は粒子の20〜50重量％を占め
る。この被覆剤およびその調製法の詳細な実施例は後で
説明する。この被覆剤はノズル７に塗布された後に乾燥
され、従って、ノズルは鋳造のために予備加熱されるこ
とになる。この保護層13は多数の機能を有する。まず第
１に、従来技術、特に米国特許第5,259,439 号で公知の
材料と同様に、予備加熱中にノズル７を構成するベース
の耐火物を酸化から保護する。特に、耐火物がグラファ
イトを含む場合に有効であり、これはこの種の用途で最
もよく用いられるグラファイトアルミナの場合に当ては
まる。本発明の保護層13は米国特許第 5,259,439号に記
載の材料とは対照的に、液体金属８との接触に対して高
い強度を有し、厚さが0.5 mm以上であれば鋳造開始時に
破壊されることはない。そのため保護層は液体金属８と
ノズル７のベース耐火物との間に耐熱バリヤが作られ、
保護層13が存在しない場合に比べてノズル７のベース耐
火物が受けるストレスが減少する。さらに、保護層13に
大量の窒化硼素が含まれるため、保護層の液体金属によ
る湿り性が低下し、液体金属とノズル７の耐火物との間
の化学反応の進行が抑制される。その結果、ノズルの信
頼性が向上し、より長い時間鋳造に使用することができ
る。
【００１１】同様に、準備段階において、側壁４、４’
を本発明の保護被覆剤で被覆する。被覆剤を塗布し、乾
燥すると、側壁４、４’は厚さ数mm（一般には0.5 〜２
mm）の保護層14、14’を備えることになる。側壁４、
４’は鋳造装置に取付けられ、予備加熱され、最終的に
はロール１、１’の端部５、５’、５”および５''' に
バネ６、６’によって当接される。これが図１に示した
装置の状態である。一般には、鋳造空間に液体鋼８を充
填する前にロール１、１’の回転を開始して側壁４、
４’の磨耗を開始させる。それによって側壁４、４’が
端部５、５’、５”および５''' に正確に当接するよう
になる。すなわち、鋳造空間の液密性を損なう可能性の
ある各部材の形および相対位置の不均一性をなくすよう
にする。この操作によつて少なくともロール１、１’と
の摩擦に曝された保護層14、14’の部分が磨耗し、従っ
て、保護層は鋳造空間内にわずかに突き出ることにな
る。
を本発明の保護被覆剤で被覆する。被覆剤を塗布し、乾
燥すると、側壁４、４’は厚さ数mm（一般には0.5 〜２
mm）の保護層14、14’を備えることになる。側壁４、
４’は鋳造装置に取付けられ、予備加熱され、最終的に
はロール１、１’の端部５、５’、５”および５''' に
バネ６、６’によって当接される。これが図１に示した
装置の状態である。一般には、鋳造空間に液体鋼８を充
填する前にロール１、１’の回転を開始して側壁４、
４’の磨耗を開始させる。それによって側壁４、４’が
端部５、５’、５”および５''' に正確に当接するよう
になる。すなわち、鋳造空間の液密性を損なう可能性の
ある各部材の形および相対位置の不均一性をなくすよう
にする。この操作によつて少なくともロール１、１’と
の摩擦に曝された保護層14、14’の部分が磨耗し、従っ
て、保護層は鋳造空間内にわずかに突き出ることにな
る。
【００１２】その後、鋳造空間に液体鋼８が満たして鋳
造を開始する。これが図２の(a) および(b) に示した状
態である。側壁４、４’の保護層14、14’は側壁４、
４’の予備加熱中および鋳造中にノズル７の保護層13と
同様にベースとなる耐火物を熱および化学反応から保護
する役目を担う（特にベース耐火物がグラファイトを含
有する場合）。図に示すように、側壁４、４’の調製時
に、側壁のベース耐火物上に固体潤滑剤、例えばグラフ
ァイトまたは窒化硼素から成る薄い層15、15’を堆積
（例えば噴霧によって）させてから保護被覆剤を塗布す
るのが有利である。この潤滑剤層15、15’の厚さは例え
ば0.1 〜0.2 mmにする。従って、鋳造中および対応する
領域の保護層14、14’が完全に磨滅した後の側壁４、
４’とロール１、１’との接触は潤滑剤15、15’を介し
て行われる。既に述べたように、保護被覆剤を塗布する
ことによってグラファイトのように燃焼し易い材料を含
む薄い層15、15’を側壁４、４’の予備加熱中に完全に
保存することができる。この保護層14、14’によって被
覆されたグラファイトは1000℃で２時間の予備加熱して
も損傷せずに耐えることができるということが実験で分
かっている。以下で説明する変形例を本発明の側壁に適
用することもできる。
造を開始する。これが図２の(a) および(b) に示した状
態である。側壁４、４’の保護層14、14’は側壁４、
４’の予備加熱中および鋳造中にノズル７の保護層13と
同様にベースとなる耐火物を熱および化学反応から保護
する役目を担う（特にベース耐火物がグラファイトを含
有する場合）。図に示すように、側壁４、４’の調製時
に、側壁のベース耐火物上に固体潤滑剤、例えばグラフ
ァイトまたは窒化硼素から成る薄い層15、15’を堆積
（例えば噴霧によって）させてから保護被覆剤を塗布す
るのが有利である。この潤滑剤層15、15’の厚さは例え
ば0.1 〜0.2 mmにする。従って、鋳造中および対応する
領域の保護層14、14’が完全に磨滅した後の側壁４、
４’とロール１、１’との接触は潤滑剤15、15’を介し
て行われる。既に述べたように、保護被覆剤を塗布する
ことによってグラファイトのように燃焼し易い材料を含
む薄い層15、15’を側壁４、４’の予備加熱中に完全に
保存することができる。この保護層14、14’によって被
覆されたグラファイトは1000℃で２時間の予備加熱して
も損傷せずに耐えることができるということが実験で分
かっている。以下で説明する変形例を本発明の側壁に適
用することもできる。
【００１３】図３に示す１つの変形例では、側壁４が液
体金属およびロールと接触する表面から順番で下記の各
種材料で被覆される（図面は概念図であり、特に各層の
厚さは図示したものではない) 。第１の層は図３に点線
で示す保護層14である。これは本発明の被覆剤を塗布後
に乾燥させて形成されたもので、既に述べたように、側
壁の予備加熱中に下記の層を大気中の酸素から保護する
役目をする。第２の層は２つの部分から成る。鋳造中に
ロール１、１’との摩擦に曝される部分には既に説明し
たものと同様なグラファイト（例えば）をベースにした
固体潤滑剤被覆剤15がある。液体金属と接触する側壁の
少なくとも一部には、固体潤滑剤の代わりに、側壁の予
備加熱温度に耐え得るとともに液体金属と接触した時に
発熱する性質を有する材料16がある。特に鋼の鋳造では
例えばこの材料は70％のアルミニウムを含有する鉄−ア
ルミニウム合金（融点1170℃）のシートにするのが望ま
しい。液体鋼との接触で生じる熱はアルミニウムの溶解
による熱と液体金属中に溶解している酸素との反応によ
る熱によって生じる。このシートの厚さは金属中に導入
する熱の量に依存し、例えば約0.5 mmにすることができ
る。
体金属およびロールと接触する表面から順番で下記の各
種材料で被覆される（図面は概念図であり、特に各層の
厚さは図示したものではない) 。第１の層は図３に点線
で示す保護層14である。これは本発明の被覆剤を塗布後
に乾燥させて形成されたもので、既に述べたように、側
壁の予備加熱中に下記の層を大気中の酸素から保護する
役目をする。第２の層は２つの部分から成る。鋳造中に
ロール１、１’との摩擦に曝される部分には既に説明し
たものと同様なグラファイト（例えば）をベースにした
固体潤滑剤被覆剤15がある。液体金属と接触する側壁の
少なくとも一部には、固体潤滑剤の代わりに、側壁の予
備加熱温度に耐え得るとともに液体金属と接触した時に
発熱する性質を有する材料16がある。特に鋼の鋳造では
例えばこの材料は70％のアルミニウムを含有する鉄−ア
ルミニウム合金（融点1170℃）のシートにするのが望ま
しい。液体鋼との接触で生じる熱はアルミニウムの溶解
による熱と液体金属中に溶解している酸素との反応によ
る熱によって生じる。このシートの厚さは金属中に導入
する熱の量に依存し、例えば約0.5 mmにすることができ
る。
【００１４】第３の層は第２の保護層17である。この第
２の保護層17は本発明の被覆剤を塗布し、乾燥させて得
られる。潤滑材料15および発熱性材料16はこの上に堆積
されている。この第２の保護層17は発熱材料によって容
易に還元される酸化物の含有量が低く、発熱性材料が溶
解する時に過度に損傷しないものでなければならない
（例えば、発熱材料がアルミニウムベースであればシリ
カ含有率が低くなければならない）。この第２の保護層
は側壁の機能部分を構成する耐火物４の上に堆積され
る。
２の保護層17は本発明の被覆剤を塗布し、乾燥させて得
られる。潤滑材料15および発熱性材料16はこの上に堆積
されている。この第２の保護層17は発熱材料によって容
易に還元される酸化物の含有量が低く、発熱性材料が溶
解する時に過度に損傷しないものでなければならない
（例えば、発熱材料がアルミニウムベースであればシリ
カ含有率が低くなければならない）。この第２の保護層
は側壁の機能部分を構成する耐火物４の上に堆積され
る。
【００１５】この側壁の実施例では、表面の保護層14は
予備加熱中に保護の役割を果たすだけの厚さで、液体金
属８と最初に接触した時に破壊されるような厚さでなれ
ければならない。すなわち、保護層が急速に破壊される
と、液体金属８が発熱材料16と接触し、この発熱材料16
は融解／溶解し、液体金属８を局部的に加熱する。それ
によって側壁上、特に鋳造空間の下部で金属が凝固して
クラスト（硬皮）が作るのを防止することができる。こ
のクラストは鋳造開始時の正しい進行を妨害するので、
クラストの形成を防止することが重要である。同様に、
鋳造開始に先立ってロール１、１’の回転を開始して表
面保護層14を磨耗させ、それによって側壁とロール１、
１’とを固体潤滑剤15の層を介して接触させる。発熱材
料16が消失すると、液体金属が第２の保護層17と接触す
る。図３に示すように潤滑剤15の層が発熱材料16の層よ
りも厚い場合には、図２の(a) に示したものと同様な構
造になり、保護層17が鋳造空間内にわずかに突き出して
側壁の耐火物４を十分持続的に保護することができる。
予備加熱中に保護の役割を果たすだけの厚さで、液体金
属８と最初に接触した時に破壊されるような厚さでなれ
ければならない。すなわち、保護層が急速に破壊される
と、液体金属８が発熱材料16と接触し、この発熱材料16
は融解／溶解し、液体金属８を局部的に加熱する。それ
によって側壁上、特に鋳造空間の下部で金属が凝固して
クラスト（硬皮）が作るのを防止することができる。こ
のクラストは鋳造開始時の正しい進行を妨害するので、
クラストの形成を防止することが重要である。同様に、
鋳造開始に先立ってロール１、１’の回転を開始して表
面保護層14を磨耗させ、それによって側壁とロール１、
１’とを固体潤滑剤15の層を介して接触させる。発熱材
料16が消失すると、液体金属が第２の保護層17と接触す
る。図３に示すように潤滑剤15の層が発熱材料16の層よ
りも厚い場合には、図２の(a) に示したものと同様な構
造になり、保護層17が鋳造空間内にわずかに突き出して
側壁の耐火物４を十分持続的に保護することができる。
【００１６】上記の実施例は本発明の単なる例であっ
て、各保護層14、17、固体潤滑剤15および発熱材料16の
局部の相対厚さは変更することができる。特に、発熱材
料16で第２の保護層17の一部のみを覆って、好ましくな
い凝固が最も発生しやすい領域（主にネック３およびロ
ール１、１’の端部付近）にのみで使用することができ
る。この条件下では、発熱材料16が存在しない場所では
２つの保護層14および17が互いに接触し、それらが同じ
種類のものであれば単一の層と見なすことができる。さ
らに、第２の保護層17は鋳造空間の真横（延長上）にの
み存在させることができる。換言すれば、固体潤滑剤15
は側壁の耐火物14上に直接塗布することができる。発熱
材料16の融解／溶解後に耐火物４を保護する必要がない
場合には第２の保護層17は省略してもよい。以下、酸化
物粒子をベースにした本発明の保護被覆剤と、その調製
方法の実施例を示すが、本発明が下記の実施例に限定さ
れるものではない。下記実施例で共通の必須の特徴は、
保護被覆剤が懸濁状態の窒化硼素粒子を含み、窒化硼素
が被覆剤を調製するために用いられる乾燥材料の20〜50
重量％を占める点で、それによって液体鋼に対する湿り
性の低い保護層14、14’および17が得られる。
て、各保護層14、17、固体潤滑剤15および発熱材料16の
局部の相対厚さは変更することができる。特に、発熱材
料16で第２の保護層17の一部のみを覆って、好ましくな
い凝固が最も発生しやすい領域（主にネック３およびロ
ール１、１’の端部付近）にのみで使用することができ
る。この条件下では、発熱材料16が存在しない場所では
２つの保護層14および17が互いに接触し、それらが同じ
種類のものであれば単一の層と見なすことができる。さ
らに、第２の保護層17は鋳造空間の真横（延長上）にの
み存在させることができる。換言すれば、固体潤滑剤15
は側壁の耐火物14上に直接塗布することができる。発熱
材料16の融解／溶解後に耐火物４を保護する必要がない
場合には第２の保護層17は省略してもよい。以下、酸化
物粒子をベースにした本発明の保護被覆剤と、その調製
方法の実施例を示すが、本発明が下記の実施例に限定さ
れるものではない。下記実施例で共通の必須の特徴は、
保護被覆剤が懸濁状態の窒化硼素粒子を含み、窒化硼素
が被覆剤を調製するために用いられる乾燥材料の20〜50
重量％を占める点で、それによって液体鋼に対する湿り
性の低い保護層14、14’および17が得られる。
【００１７】
【実施例】実施例１ 150 ｇの水に攪拌しながら下記のものを順次混合する： (a) ＥＳＫ社から「ｈＢＮ」の名称で市販の六方晶系窒
化硼素水性懸濁液75ｇ (b) Carborundum 社よりＢＮCombat type E の名称で市
販のα−アルミナを５〜12％含有する六方晶系窒化硼素
の水性懸濁液75ｇ (c) ジルコン(ZrSiO4)をベースとし、アルミニウムモノ
ホスフェートAl(H2PO4)3結合剤を含み、約50％のZr
Ｏ2 、27％のSiＯ2 、14％のP2O5および4.5 ％のAl2O3
を含む、Foseco社からKoron RL 3190Eとして市販の被覆
剤 150ｇ
化硼素水性懸濁液75ｇ (b) Carborundum 社よりＢＮCombat type E の名称で市
販のα−アルミナを５〜12％含有する六方晶系窒化硼素
の水性懸濁液75ｇ (c) ジルコン(ZrSiO4)をベースとし、アルミニウムモノ
ホスフェートAl(H2PO4)3結合剤を含み、約50％のZr
Ｏ2 、27％のSiＯ2 、14％のP2O5および4.5 ％のAl2O3
を含む、Foseco社からKoron RL 3190Eとして市販の被覆
剤 150ｇ
【００１８】この調製物の各材料の乾燥材料は全体で約
30％の窒化硼素に相当する。側壁を被覆する場合には、
間に乾燥操作を挟みながら上記の層を順次堆積させ、最
後に120 ℃の炉で焼くのが好ましい。調製量は双ロール
間鋳造用装置の２枚の側壁を厚さ平均0.5 〜0.7 mmの層
で覆うのに十分な量にする。
30％の窒化硼素に相当する。側壁を被覆する場合には、
間に乾燥操作を挟みながら上記の層を順次堆積させ、最
後に120 ℃の炉で焼くのが好ましい。調製量は双ロール
間鋳造用装置の２枚の側壁を厚さ平均0.5 〜0.7 mmの層
で覆うのに十分な量にする。
【００１９】実施例２ 75ｇの水に攪拌しながら下記のものを順次混合する： (a) 21〜23％のZrO2＋HfO2（約２％のHfO2を含む) を含
むpHが３〜４の酢酸ジルコニウム 75ｇ (b) 0.3 ％のB2O3を含み、粒径が約３μｍの窒化硼素粉
末（Carborundum 社製PSSP.151K) 30ｇ (c) 上記の六方晶系窒化硼素懸濁液（ＥＳＫ社製「ｈＢ
Ｎ」） 175ｇ (d) 上記のジルコンベースの被覆剤（Koron RL 3190E）
225ｇ (e) Parker社より商品名FFB 32として市販のpH＝2.2.〜
2.5 のAl(H2PO4)3化学結合剤 25ｇ (f) 被覆剤を良好な状態で塗布するのに必要な十分量の
水。 実施例１と同様に被覆剤はオーブンで加熱する。
むpHが３〜４の酢酸ジルコニウム 75ｇ (b) 0.3 ％のB2O3を含み、粒径が約３μｍの窒化硼素粉
末（Carborundum 社製PSSP.151K) 30ｇ (c) 上記の六方晶系窒化硼素懸濁液（ＥＳＫ社製「ｈＢ
Ｎ」） 175ｇ (d) 上記のジルコンベースの被覆剤（Koron RL 3190E）
225ｇ (e) Parker社より商品名FFB 32として市販のpH＝2.2.〜
2.5 のAl(H2PO4)3化学結合剤 25ｇ (f) 被覆剤を良好な状態で塗布するのに必要な十分量の
水。 実施例１と同様に被覆剤はオーブンで加熱する。
【００２０】実施例１と比較して、酢酸ジルコニウムに
よって導入される純粋なジルコニアが存在することによ
って保護層の耐腐食性が向上する (この被覆剤はシリカ
含有率が低いため) 。この特徴によって保護層は溶融中
のアルミニウムをベースとした発熱材料と接触するのに
適したものとなり、上記および図３に示した側壁の保護
層17を製造するのに使用することができる。以下の実施
例に記載の被覆剤はジルコニアを含まず、シリカをほと
んどあるいは全く含有しないが、これらもこの用途に好
適である。乾燥材料で、保護層の組成はほぼ以下の通
り： 45％のKoron RL 3190E、15％の酢酸ジルコニウム、 40％の窒化硼素、５％の化学結合剤 酢酸ジルコニウム以外のジルコニア源を使用することも
でき、例えば塩化ジルコニウムまたは硝酸ジルコニウム
を使用することができる。
よって導入される純粋なジルコニアが存在することによ
って保護層の耐腐食性が向上する (この被覆剤はシリカ
含有率が低いため) 。この特徴によって保護層は溶融中
のアルミニウムをベースとした発熱材料と接触するのに
適したものとなり、上記および図３に示した側壁の保護
層17を製造するのに使用することができる。以下の実施
例に記載の被覆剤はジルコニアを含まず、シリカをほと
んどあるいは全く含有しないが、これらもこの用途に好
適である。乾燥材料で、保護層の組成はほぼ以下の通
り： 45％のKoron RL 3190E、15％の酢酸ジルコニウム、 40％の窒化硼素、５％の化学結合剤 酢酸ジルコニウム以外のジルコニア源を使用することも
でき、例えば塩化ジルコニウムまたは硝酸ジルコニウム
を使用することができる。
【００２１】実施例３ Carborundum 社製の窒化硼素粉末PSSP.151K の9.5 ｇを
攪拌しながら実施例２の酢酸ジルコニウム 100ｇと混合
し、側壁を被覆してオーブン処理する。この条件で得ら
れた乾燥被膜は平均70％のジルコニアと30％の窒化硼素
とで構成され、ジルコニア含有率が高いことによって非
常に優れた耐腐食性を示す。この場合も酢酸ジルコニウ
ム以外のジルコニア源を使用することができる。あるい
は、数％のジルコニアを酸化クロムCr2O3 で置き換えて
もよい。酸化クロムも抗湿潤作用を有する。
攪拌しながら実施例２の酢酸ジルコニウム 100ｇと混合
し、側壁を被覆してオーブン処理する。この条件で得ら
れた乾燥被膜は平均70％のジルコニアと30％の窒化硼素
とで構成され、ジルコニア含有率が高いことによって非
常に優れた耐腐食性を示す。この場合も酢酸ジルコニウ
ム以外のジルコニア源を使用することができる。あるい
は、数％のジルコニアを酸化クロムCr2O3 で置き換えて
もよい。酸化クロムも抗湿潤作用を有する。
【００２２】実施例４ Alcan Chemicals 社から商品名 Bacosol 75Aとして市販
のアルミナ（21％）、シリカ（７％）およびNa2O（0.32
％）の水性懸濁液（pH＝9.5) 100ｇに、攪拌しながら以
下のものを順次混合する： (a) Carborundum 社製窒化硼素PSSP.151K 30 ｇ (b) Alcan Chemicals 社から商品名BACO RA7で市販の平
均粒径1.1 μｍのα−アルミナ粉末 42 ｇ (c) pH＝11のアルカリ金属シリコホスフェートから成
り、3.5 ％のP2O5と18〜19％のシリカとを含む Parker
Chemical社製の結合剤FFB108 10ｇ。
のアルミナ（21％）、シリカ（７％）およびNa2O（0.32
％）の水性懸濁液（pH＝9.5) 100ｇに、攪拌しながら以
下のものを順次混合する： (a) Carborundum 社製窒化硼素PSSP.151K 30 ｇ (b) Alcan Chemicals 社から商品名BACO RA7で市販の平
均粒径1.1 μｍのα−アルミナ粉末 42 ｇ (c) pH＝11のアルカリ金属シリコホスフェートから成
り、3.5 ％のP2O5と18〜19％のシリカとを含む Parker
Chemical社製の結合剤FFB108 10ｇ。
【００２３】次に、側壁への塗布が良好な状態で行える
ように水分含有量を調節し、塗布後に被覆剤をオーブン
で加熱する。こうして得られる乾燥被覆剤の組成は63％
のアルミナ、７％のシリカ、30％の窒化硼素および10％
の化学結合剤を含む。一般に、本発明で製造される保護
層の厚さは1/10mm〜数mmの範囲にすることができる。こ
れらの被覆剤が注入ノズルや液体鋼（または本発明で得
られる保護層の使用に適した物理化学的特性を有する別
の金属）と接触するその他の耐火部材に同様な方法で施
すことができるということは理解できよう。上記の被覆
剤にジルコニア、シリカおよび／またはアルミナをベー
スにしたセラミックファイバーを混合することもでき、
有利である。これらのファイバーの機能はこれら被覆剤
から得られる保護層の熱衝撃に対する強度を向上させる
ことにある。
ように水分含有量を調節し、塗布後に被覆剤をオーブン
で加熱する。こうして得られる乾燥被覆剤の組成は63％
のアルミナ、７％のシリカ、30％の窒化硼素および10％
の化学結合剤を含む。一般に、本発明で製造される保護
層の厚さは1/10mm〜数mmの範囲にすることができる。こ
れらの被覆剤が注入ノズルや液体鋼（または本発明で得
られる保護層の使用に適した物理化学的特性を有する別
の金属）と接触するその他の耐火部材に同様な方法で施
すことができるということは理解できよう。上記の被覆
剤にジルコニア、シリカおよび／またはアルミナをベー
スにしたセラミックファイバーを混合することもでき、
有利である。これらのファイバーの機能はこれら被覆剤
から得られる保護層の熱衝撃に対する強度を向上させる
ことにある。
【図１】 本発明による側壁および注入ノズルを備えた
双ロール連続鋳造用の鋳型の平面図で、一部はＩ−Ｉに
おける断面図で示してある。鋳造開始直前のプラントに
液体鋼が導入される前の状態を示している。
双ロール連続鋳造用の鋳型の平面図で、一部はＩ−Ｉに
おける断面図で示してある。鋳造開始直前のプラントに
液体鋼が導入される前の状態を示している。
【図２】 (a)は鋳造開始直後の同じ鋳型のIIａ−IIａに
おける断面図。(b) は鋳造中の同じ鋳型のIIｂ−IIｂに
おける断面図。
おける断面図。(b) は鋳造中の同じ鋳型のIIｂ−IIｂに
おける断面図。
【図３】本発明による側壁の変形例を示す概念的斜視
図。
図。
４、４’ 側壁 ７ 注入ノズル ８ 液体金属 13、14、14’ 保護層 15、16 中間層 17 第２の保護層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジャン−ピエール クリスシ フランス国 38130 エシロール アヴニ ュ アンリ ワロン 19 (72)発明者 クリストフ ガンセ フランス国 57290 ファメック リュ サン テグジュペリ 12 (72)発明者 ジャン−ミシェル ダマス フランス国 62330 イスベルグ リュ アナトール フランス ８ (72)発明者 ヴィルヘルム シュミッツ ドイツ連邦共和国 52499 バエスヴァイ ラー パウルスカンプ 20 (72)発明者 ディーター センク ドイツ連邦共和国 47169 デュイスブル グ ノルドシュトラーセ 150 (72)発明者 ギド ステブナー ドイツ連邦共和国 47509 レウルト ネ ルケンヴェーク ２
Claims (18)
- 【請求項１】 粒子が基本的に窒化硼素とジルコ、ジル
コニア、アルミナおよびシリカの少なくとも一種の金属
酸化物とからなり、窒化硼素は粒子の20〜50重量％を占
めることを特徴とする溶媒中に粒子を分散させた分散液
からなる金属、特に鋼の連続鋳造用鋳型の耐火材料要素
の保護被覆剤。 - 【請求項２】 ジルコンと六方晶系窒化硼素粒子とをベ
ースにした被覆剤の水性混合物からなる請求項１に記載
の保護被覆剤。 - 【請求項３】 アルミニウムモノホスフェートを含むジ
ルコンベースの被覆剤である請求項２に記載の保護被覆
剤。 - 【請求項４】 α−アルミナをさらに含む請求項２また
は３に記載の保護被覆剤。 - 【請求項５】 酢酸ジルコニウム等のジルコニア源をさ
らに含む請求項３に記載の保護被覆剤。 - 【請求項６】 酸化物が基本的に酢酸ジルコニウムの形
で導入されたジルコニアである請求項１に記載の保護被
覆剤。 - 【請求項７】 ジルコニアが酢酸ジルコニウムの形で導
入されたものである請求項６に記載の保護被覆剤。 - 【請求項８】 酸化クロムをさらに含む請求項６または
７に記載の保護被覆剤。 - 【請求項９】 酸化物が基本的にアルミナとシリカであ
り、化学結合剤をさらに含む請求項１に記載の保護被覆
剤。 - 【請求項１０】 化学結合剤がアルカリ金属シリコホフ
フェートである請求項９に記載の保護被覆剤。 - 【請求項１１】 ジルコニア、アルミナおよび／または
シリカをベースとしたセラミックファイバーをさらに含
む請求項１〜10のいずれか一項に記載の保護被覆剤。 - 【請求項１２】 請求項１〜11のいずれか一項に記載の
被覆剤を塗布した後に乾燥させて得られる保護層(13,1
4,14') によって被覆されていることを特徴とする金
属、特に鋼の連続鋳造用鋳型の耐火材料要素。 - 【請求項１３】 液体金属(8) を鋳型に導入するための
注入ノズル(7) である請求項12に記載の耐火材料要素。 - 【請求項１４】 双ロール連続鋳造装置の鋳造空間を閉
じる側壁(4,4')である請求項12に記載の耐火材料要素。 - 【請求項１５】 保護層(14,14')で被覆されたグラファ
イト等の酸化される固体潤滑剤の中間層(15,15')を有す
る請求項14に記載の耐火材料要素。 - 【請求項１６】 鋳造空間の少なくとも一部の延長上
に、液体金属(8) と接触して発熱反応し且つ予備加熱温
度に耐えることが可能な材料から成る中間層(16)を有
し、この中間層が保護層(14)によって被覆されている請
求項14または15に記載の耐火材料要素。 - 【請求項１７】 発熱材料がアルミニウムベースのもの
である請求項16に記載の耐火材料要素。 - 【請求項１８】 固体潤滑剤の中間層(15)および／また
は発熱材料の中間層(16)の下に、請求項１〜11のいずれ
か一項に記載の保護被覆剤を塗布・乾燥させて得られる
第２の保護層(17)を有する請求項15〜17のいずれか一項
に記載の耐火材料要素。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9613468A FR2755384B1 (fr) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | Enduit protecteur pour elements en materiau refractaire d'une lingotiere de coulee continue des metaux, et elements en materiau refractaire protege a l'aide de cet enduit |
| FR9613468 | 1996-11-06 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10137902A true JPH10137902A (ja) | 1998-05-26 |
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Family
ID=9497336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32038497A Expired - Fee Related JP3955919B2 (ja) | 1996-11-06 | 1997-11-06 | 金属連続鋳造用鋳型の耐火材料要素の保護被覆剤と、それで保護された耐火材料要素 |
Country Status (10)
| Country | Link |
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| US (1) | US6051058A (ja) |
| EP (1) | EP0846506B1 (ja) |
| JP (1) | JP3955919B2 (ja) |
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| CN (1) | CN1173790C (ja) |
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| AU (1) | AU721180C (ja) |
| DE (1) | DE69732173T2 (ja) |
| FR (1) | FR2755384B1 (ja) |
| TW (1) | TW373030B (ja) |
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- 1997-10-29 DE DE69732173T patent/DE69732173T2/de not_active Expired - Lifetime
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