JPH10305357A - 連続鋳造用内挿式浸漬ノズル - Google Patents

連続鋳造用内挿式浸漬ノズル

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JPH10305357A
JPH10305357A JP11711197A JP11711197A JPH10305357A JP H10305357 A JPH10305357 A JP H10305357A JP 11711197 A JP11711197 A JP 11711197A JP 11711197 A JP11711197 A JP 11711197A JP H10305357 A JPH10305357 A JP H10305357A
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JP
Japan
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nozzle
refractory
sheet
molten steel
main body
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Application number
JP11711197A
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English (en)
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Masaru Terao
尾 勝 寺
Eiji Iida
田 栄 司 飯
Makoto Nakamura
村 真 中
Hitoshi Kunii
井 仁 国
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Shinagawa Refractories Co Ltd
Original Assignee
Shinagawa Refractories Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 内挿式浸漬ノズルの嵌合部へのアルミナ付着
を防止するとともに、ストッパによる溶鋼流の制御に十
分な強度を持たせることを課題とする。 【解決手段】 図示しないノズルストッパによりノズル
孔の上端を開閉することにより溶鋼流を制御する内挿式
浸漬ノズルにおいて、浸漬ノズル1をノズル本体2と、
その上部に設けられた嵌合凹部2aに嵌着されるシート
用耐火物3とに分割して構成し、シート用耐火物3を通
気性を有しかつカーボンを含有しない材質の定型焼成煉
瓦により形成し、ノズル本体2とシート用耐火物3との
間にモルタル4を介して嵌合固着したことを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶融金属容器の底
部に内挿してノズルストッパにより浸漬ノズル孔の上端
を開閉するようにして溶融金属の流出を調整する連続鋳
造用内挿式浸漬ノズルに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、図3に示すように製鉄所等におい
て取鍋aからタンディシュbを経てモールドcに溶鋼を
注入する際に、溶鋼の酸化防止の目的からタンディシュ
bの底部に浸漬ノズルdが使用されている。この浸漬ノ
ズルdは耐スポール性に優れたAl2 3 −C材質を本
体として、腐食性の強いモールドパウダーとの接触部に
ZrO2 −Cを配した構造が一般的に採用されている。
【0003】しかして浸漬ノズルには、図示しない溶融
金属容器の外部に装着された溶融金属流量調節装置スラ
イドゲートと直接、またはコレクターノズルを介して使
用される外挿式浸漬ノズルと、図3に示すように溶融金
属容器bの底部に内挿してノズルストッパeにより浸漬
ノズルdの孔fの上端を開閉することで溶融金属の流量
を調整する内挿式浸漬ノズルdとに大別される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし内挿式浸漬ノズ
ルでは、鋼中のAl脱酸により生じたアルミナ介在物が
浸漬ノズルとストッパとが嵌合する部分(嵌合部)に付
着し易く、溶鋼の流出制御が困難となる問題がある。
【0005】アルミナ付着の原因となるアルミナの起源
として、1)耐火物と溶鋼との反応生成物と、2)溶鋼
の温度低下による溶鋼成分から生成するアルミナとが考
えられる。
【0006】1)耐火物と溶鋼との反応生成物に関して
は、高温の耐火物中において、耐火原料として使用され
ているSiO2 、あるいは耐火原料の不純物として含ま
れるSiO2 とCとの間に(1)式の反応が起こる。そ
して生成されたSiO{気体:以下(g)と記載する}
およびCO(g)がノズルと溶鋼との界面に拡散し、溶
鋼中のAlと(2)式、(3)式の反応を起こして、ノ
ズルの稼働面でアルミナを生成し、ノズル表面に融着し
て鋼中Al2 3 介在物付着の発端となる。(下線を付
してある物質は溶鋼中に溶けている状態の場合を示す。
以下同じ。) SiO2 (s)+C(s)=SiO(g)+CO(g) …(1) 3SiO(g)+2Al=Al2 3 (s)+3Si …(2) 3CO(g)+2Al=Al2 3 (s)+3 …(3) 上式中、(s)は固体を表す。
【0007】この場合、(1)式の反応を解消する目的
で、浸漬ノズルの内孔部をCを含まない耐火物で被覆す
る方法、すなわち浸漬ノズルの湯道表層部にAl
2 3 、MnO2 、MgO、CaO、SiO2 を単独ま
たは複合して添加した耐火物を配設した連続鋳造用の浸
漬ノズルが、特開昭51ー54836号公報に開示され
ている。
【0008】しかしながら本公報で好ましいとされるS
iO2 の90〜99wt%の領域では、(4)式に示す
反応により(1)〜(3)式と同様、ノズルの稼働面で
アルミナを生成、ノズル表面に融着して鋼中Al2 3
介在物付着の発端となる。
【0009】 3SiO2 (s)+4Al=2Al2 3 (s)+3Si …(4) また5重量%を越えるSiO2 を含まず、Al2
3 (あるいはMgO,ZrO2 )が90重量%以上のカ
ーボンレス高アルミナ質耐火物が特開平3ー24325
8号公報に、特開平5ー154628号公報にはアルミ
ナ含有量90重量%以上のアルミナクリンカーを主成分
とし、アルミナ含有量70重量%以上、カーボン含有量
が1重量%未満、シリカ含有量が1重量%未満の耐火物
組成を有し、かつ0.21mm以下の粒度が20〜70
%を占める粒度構成を有する連続鋳造用ノズル内孔体が
開示されている。
【0010】しかしながらこれらの材料は、耐火物と溶
鋼との反応生成物に起源するアルミナ付着抑制を主眼と
したものであり、溶鋼の温度低下により生成するアルミ
ナ付着を抑制することはできない。
【0011】2)溶鋼の温度低下により生成されるアル
ミナに関しては、温度低下により溶鋼の酸素溶解能が低
下、遊離した酸素が溶鋼中のAlと(5)式の反応を起
こして、アルミナを生成し、Al2 3 介在物付着の発
端となる。
【0012】 2Al+3=Al2 3 (s) …(5) これら耐火物と溶鋼との反応生成物に起源するアルミナ
付着、溶鋼の温度低下により生成するアルミナの付着を
共に抑制する方法としてポーラスなノズル内孔部と本体
部の間にスリット空間を設け、内孔部の気孔を通して溶
鋼中に不活性ガスを吹き込み、ノズル閉塞を防止する方
法が種々開示されている。
【0013】ポーラスなノズル内孔部材質としてはAl
2 3 −SiO2 −C質の材質が広く使用されている。
また先行技術として鋼品質の点からアルミナ・黒鉛質ガ
ス吹き込み型連続鋳造用浸漬ノズルにおいて、ガス吹き
込み部にあたる内孔体の組成をシリカ含有率5wt%以
下、アルミナ30〜80wt%、黒鉛含有率5〜50w
t%としたことを特徴とする特開平3−208917号
公報や、カーボン質含有耐火物によって形成したノズル
本体の内孔部の不活性ガス吐出部分を、通気性を有し、
かつカーボン源を含有しない耐火物によって積層したこ
とを特徴とする連続鋳造用の浸漬ノズル特開平8−57
613号公報が知られている。
【0014】しかしながらカーボン質含有耐火物によっ
て形成したノズル本体の内孔部にカーボン源を含有しな
い耐火物を積層構成すると、カーボンを含有しない耐火
物はカーボン含有耐火物と比較して一般に熱膨脹率が大
きいため、高温中での熱膨張差により外部のカーボン含
有耐火物が破壊される欠点を持つ。
【0015】またカーボン含有耐火物とカーボンを含有
しない耐火物を積層構成した場合、つぎのような欠点も
生ずる。
【0016】内挿式浸漬ノズルにおいては、ノズルスト
ッパにより浸漬ノズル孔の上端を開閉することで溶融金
属流量を調整する重要な役割を受け持つ浸漬ノズル嵌合
部はストッパによる衝撃に耐え得る強度が要求される。
【0017】カーボン含有耐火材料の最適焼成温度(必
要な強度が発現する焼成温度)が700〜1200°C
であるのに対し、カーボンを含有しない耐火材料の最適
焼成温度は1300°C以上である。カーボン含有耐火
材料とカーボンを含有しない耐火材料を同時に例えば1
000℃で焼成した場合、カーボンを含有しない耐火材
料は焼成不足(焼結不足)となり、十分な強度を得るこ
とができない。
【0018】すなわちポーラス部、本体部一体型の場
合、従来のAl2 3 −CやZrO2−C等のポーラス
材質は、内挿式浸漬ノズル嵌合部として必要な強度がな
いのは周知の通りであるし、Al2 3 や高アルミナ質
のポーラス材質は最適焼成温度がAl2 3 −C質の本
体部のそれと比較して格段に高いため、焼成不足となり
十分な強度が得られない。
【0019】したがってカーボンを含有しない耐火材料
を嵌合部へ積層するとストッパによる衝撃に耐え得る強
度が得られず、使用中に嵌合部が破損し、溶鋼流の制御
に支障が生ずる。
【0020】また一旦製造した浸漬ノズルにポーラスな
不定形耐火物を施工する場合などでは、溶鋼と接触後施
工した耐火物が焼結するまでは強度が足りず、鋳造初期
のトラブルにつながるという恐れがある。
【0021】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記内挿式浸
漬ノズルの嵌合部へのアルミナ付着をガス吹き込みによ
り防止するとともに、ストッパによる溶鋼流の制御に十
分な強度の嵌合部を有する連続鋳造用内挿式浸漬ノズル
を提供することを課題としてなされたもので、その解決
手段として請求項1記載の発明は、溶融金属容器の底部
に内挿して溶融金属を流出させ、ノズルストッパにより
ノズル孔の上端を開閉することにより溶融金属の流出を
制御する連続鋳造用内挿式浸漬ノズルにおいて、浸漬ノ
ズルをノズル本体と上部に設けられた嵌合凹部に嵌着さ
れるシート用耐火物とに分割して構成し、該シート用耐
火物を通気性を有しかつカーボンを含有しない材質の定
型焼成煉瓦により形成し、前記ノズル本体とシート用耐
火物との間にモルタルを介して嵌合固着したことを特徴
とする。また請求項2は請求項1記載の発明において、
前記ノズル本体とシート用耐火物との間に介在されるモ
ルタルセット部の体積とガスプール部の体積との比を1
0:1〜1:10の比率としたことを特徴とする。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施の
形態を参照して説明する。
【0023】図1は本発明にかかる連続鋳造用内挿式浸
漬ノズル1単体の断面図を示すもので、筒状で細長い形
状のノズル本体2と、このノズル本体2の上部に設けら
れた適宜深さの嵌合凹部2aに装着されるシート用耐火
物3とを別々に製造してセットするようになされてい
る。図1では未セット状態を示している。
【0024】前記嵌合凹部2aにシート用耐火物3がセ
ットされた状態の詳細は図2(A),(B)に図1の上
部構造の二つの例を拡大して半部ずつ示すように、シー
ト用耐火物3は通気性を有しかつカーボンを含有しない
材質の定型焼成煉瓦からなり、ノズル本体2とシート用
耐火物3との間の目地は下側に縮径された台形状の狭い
薄肉の隙間となっていて、この目地の両端部にモルタル
セット部4、両側をモルタルセット部4に挟まれるよう
にガスプール部5が設けられている。ここでモルタルセ
ット部4とは、モルタルが塗布、充満している部分をい
い、ガスプール部5とは、スリット6に連なる空間部分
をいう。なお、シート用耐火物3の上部が大きく開口さ
れた曲面領域3aはノズルストッパとの接触面に形成さ
れ、下部の小径領域3bは内管部に形成されている。
【0025】そしてガスプール部5の下側となるノズル
本体2にはガスプール部5に通じる長手方向にスリット
6が形成されており、このスリット6はノズル本体2の
外周からスリット6に対して垂直に穿設されたソケット
部7によりノズル本体2の外周と連通できるようになっ
ている。したがってスリット6は不活性ガスを導入する
ソケット部7から通気性を有する嵌合凹部2aの煉瓦ま
でガスを流通させる通路となっている。
【0026】図2(A)では、モルタルセット部4:ガ
スプール部5=2:5の例を、図2(B)ではモルタル
セット部4:ガスプール部5=3:2の例を示すが、モ
ルタルセット部4の大きい図2(B)の場合は嵌合凹部
2aから点線の矢印で示すガスが出難くなっている。
【0027】このようにモルタルセット部4:ガスプー
ル部5の体積の比が、10:1より大きくなると嵌合凹
部2aの背面までガスが十分回らないので嵌合凹部2a
からガスが必要量出なくなり、アルミナ付着抑制効果が
低減され、好ましくない。
【0028】逆にモルタルセット部4とガスプール部5
との体積の比が.1:10より小さくなるとモルタルに
よるシール面が小さくなって鋳造中シールが破れ、目地
からガスが漏れるという欠点があるほか、ノズル本体2
と嵌合凹部2aに装着されるシート用耐火物3(定型焼
成煉瓦)の接着面が小さいため、鋳造中にシート用耐火
物3がノズル本体2から剥脱する可能性があって好まし
くない。したがってモルタルセット部4:ガスプール部
5の体積比は10:1〜1:10の範囲でよいが、好ま
しくは3:1〜1:3がよい。
【0029】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成したか
ら、つぎに示すような効果が得られる。
【0030】1)請求項1に記載の発明によれば、 (1)カーボンを含有する浸漬ノズル本体の材質とカー
ボンを含まない嵌合凹部シート用耐火物の材質間の熱膨
張差を目地により吸収して鋳造中のノズル本体の割れを
防止することができる。
【0031】(2)通気性を有しカーボンを含まないシ
ート用耐火物を嵌合凹部へ嵌着していることにより溶鋼
流の制御に十分な嵌合凹部シート用耐火物強度を付与す
ることができる。
【0032】(3)ガスプールの適正な設定が容易とな
るので効果的に嵌合凹部へ不活性ガスを供給することが
できるようになり、嵌合凹部へのアルミナ付着防止に貢
献することができる。
【0033】2)請求項2に記載の発明によれば、シー
ル面からのガス漏れがなく、しかもアルミナ付着抑制効
果をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる連続鋳造用内挿式浸漬ノズル単
体の断面図。
【図2】(A),(B)は図1の上部構造の二つの例を
半部ずつ示す拡大詳細図。
【図3】従来から使用されている浸漬ノズル周りの連続
鋳造設備を示す説明図。
【符号の説明】
1 浸漬ノズル 2 本体 2a 嵌合凹部 3 シート用耐火物 4 モルタルセット部 5 ガスプール部 6 スリット 7 ソケット部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】溶融金属容器の底部に内挿して溶融金属を
    流出させ、ノズルストッパによりノズル孔の上端を開閉
    することにより溶融金属の流出を制御する連続鋳造用内
    挿式浸漬ノズルにおいて、浸漬ノズルをノズル本体と上
    部に設けられた嵌合凹部に嵌着されるシート用耐火物と
    に分割して構成し、該シート用耐火物を通気性を有しか
    つカーボンを含有しない材質の定型焼成煉瓦により形成
    し、前記ノズル本体とシート用耐火物との間にモルタル
    を介して嵌合固着したことを特徴とする連続鋳造用内挿
    式浸漬ノズル。
  2. 【請求項2】前記ノズル本体とシート用耐火物との間に
    介在されるモルタルセット部の体積とガスプール部の体
    積との比を10:1〜1:10の比率とした請求項1記
    載の連続鋳造用内挿式浸漬ノズル。
JP11711197A 1997-05-07 1997-05-07 連続鋳造用内挿式浸漬ノズル Pending JPH10305357A (ja)

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