JPH11245005A - Nozzle for discharging molten metal - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、溶融金属排出用
ノズルに関し、さらに詳しく言えば、溶融金属を排出す
る際の熱衝撃を緩和して、亀裂の発生を防止するように
した溶融金属排出用ノズルに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nozzle for discharging molten metal, and more particularly, to a nozzle for discharging molten metal in which a thermal shock at the time of discharging molten metal is reduced to prevent cracks from being generated. Regarding the nozzle.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、溶融金属排出用ノズルは、連続
鋳造用装置の溶融金属排出装置に取り付けられて使用さ
れるもので、例えば、取鍋に装着される「ロングノズ
ル」やタンディシュに装着される「浸漬ノズル」などが
ある。2. Description of the Related Art Generally, a molten metal discharging nozzle is used by being attached to a molten metal discharging device of an apparatus for continuous casting, such as a "long nozzle" mounted on a ladle or a tundish. "Immersion nozzle".
【０００３】この溶融金属排出用ノズル（以下、単にノ
ズルという）の使用時には、そのノズルの本体に形成さ
れた排出孔の内壁が溶融金属により加熱されるので、外
気に曝されたノズルの外周面と排出孔の内壁との間に大
きな温度差が生じる。この温度差はノズルに対して熱衝
撃として作用し、ノズルに亀裂を発生させる原因とな
る。When a nozzle for discharging molten metal (hereinafter simply referred to as a nozzle) is used, the inner wall of a discharge hole formed in the main body of the nozzle is heated by the molten metal, so that the outer peripheral surface of the nozzle is exposed to outside air. A large temperature difference occurs between the pressure and the inner wall of the discharge hole. This temperature difference acts as a thermal shock on the nozzle, causing the nozzle to crack.
【０００４】特に、溶融金属の注入を開始した直後（以
下、使用初期と称する）は、ノズルと溶融金属との温度
差が最も大きいので、ノズルに加わる熱衝撃は最大とな
り、亀裂が発生し易い。In particular, immediately after the start of the injection of the molten metal (hereinafter referred to as the initial stage of use), the temperature difference between the nozzle and the molten metal is the largest, so that the thermal shock applied to the nozzle is maximized and cracks are likely to occur. .
【０００５】そこで、亀裂の発生を防止するために、
（ａ）耐熱衝撃性に優れた材料を用いてノズルを形成し
たり、（ｂ）使用前にノズルを予備加熱して使用初期の
温度差を少なくするなどの方法が一般に使用されてい
る。しかし、ノズルの使用条件によっては、上記方法で
は十分な成果を得られないことがある。Therefore, in order to prevent the occurrence of cracks,
(A) A method of forming a nozzle using a material having excellent thermal shock resistance, and (b) a method of preheating a nozzle before use to reduce a temperature difference in an early stage of use are generally used. However, depending on the use conditions of the nozzle, the above method may not provide a sufficient result.
【０００６】例えば、ロングノズルのように、使用した
後に取り置き、異常がないことを検査してから再使用す
る場合、すなわちノズルの「取り置き再使用」をする場
合、（ａ）の方法では亀裂を防止できない。それは、溶
融金属から受ける熱によってノズルの材質が変質してい
るため、再使用時には耐熱衝撃性が著しく低下している
からである。For example, in the case of a long nozzle, which is set aside after being used, inspected for abnormalities and then reused, that is, in the case of "reserving and reusing" the nozzle, the method of (a) causes a crack. It cannot be prevented. This is because the material of the nozzle is deteriorated by the heat received from the molten metal, and the thermal shock resistance is remarkably reduced during reuse.
【０００７】（ｂ）の方法では、予備加熱を行った後に
直ちに使用されるわけではないので、使用開始までの間
に熱輻射によりノズルの温度が低下してしまい、使用初
期のノズルと溶融金属との温度差を十分に小さくできな
い。その結果、（ｂ）の方法でも亀裂を防止できない。
例えば、浸漬ノズルでは、予備加熱終了から使用開始ま
でに２０〜３０分を要する場合があり、その場合には使
用直前のノズル温度が５００℃以下にまで低下してしま
う。このように温度が大きく低下すると、亀裂の発生を
防止することはできない。In the method (b), since the nozzle is not used immediately after preheating, the temperature of the nozzle is lowered due to heat radiation before the start of use, and the nozzle and the molten metal in the initial stage of use are melted. Temperature difference cannot be made sufficiently small. As a result, cracking cannot be prevented even by the method (b).
For example, with an immersion nozzle, it may take 20 to 30 minutes from the end of preheating to the start of use, in which case the nozzle temperature immediately before use will drop to 500 ° C or less. If the temperature is greatly reduced in this way, it is not possible to prevent the occurrence of cracks.
【０００８】そこで、従来より、耐火物製のノズル本体
の外周面および溶融金属排出孔の内壁面を断熱体で被覆
する構成が提案されている。この断熱体としては、単一
のセラミックファイバー層（すなわち、セラミックペー
パー）あるいは複数の同一のセラミックファイバー層の
積層体が好適に使用される。Therefore, a configuration has been proposed in which the outer peripheral surface of the nozzle body made of refractory and the inner wall surface of the molten metal discharge hole are covered with a heat insulator. As the heat insulator, a single ceramic fiber layer (that is, ceramic paper) or a laminate of a plurality of identical ceramic fiber layers is preferably used.
【０００９】セラミックファイバー層は多数の気孔を含
んでいるため、それら気孔内に閉じ込められた熱伝導率
の低い気体（主として空気）により断熱効果が促進され
る。この断熱効果により、予備加熱によりノズル本体に
蓄積された熱の放散が抑制されるため、使用開始時の熱
衝撃が緩和されて亀裂の発生が防止される。[0009] Since the ceramic fiber layer contains a large number of pores, a gas having a low thermal conductivity (mainly air) confined in the pores promotes the heat insulating effect. Due to this heat insulating effect, the dissipation of the heat accumulated in the nozzle body due to the preliminary heating is suppressed, so that the thermal shock at the start of use is reduced, and the occurrence of cracks is prevented.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかし、セラミックフ
ァイバー層よりなる断熱体を備えた上記従来の溶融金属
排出用ノズルでは、次のような問題がある。However, the above-mentioned conventional nozzle for discharging molten metal provided with a heat insulator made of a ceramic fiber layer has the following problems.
【００１１】まず、かさ密度が比較的高いセラミックフ
ァイバー層を断熱体として使用した場合、かさ密度に反
比例して断熱体の気孔率が低くなり、その結果、断熱体
内の気孔中に存在する気体による断熱効果は小さくな
る。よって、使用条件によっては使用初期にノズル本体
に亀裂が発生するという問題がある。First, when a ceramic fiber layer having a relatively high bulk density is used as a heat insulator, the porosity of the heat insulator decreases in inverse proportion to the bulk density. The insulation effect is reduced. Therefore, there is a problem that a crack is generated in the nozzle body in the early stage of use depending on use conditions.
【００１２】反対に、かさ密度の比較的低いセラミック
ファイバー層を断熱体として使用した場合、気孔率が高
いため、加熱時のセラミックファイバーの収縮に伴って
断熱体内に開気孔が形成される。それらの開気孔には外
気が流入しやすく、ノズル本体が外気によって冷却され
る。このため、ノズル本体の温度低下を抑制する効果が
低くなり、やはり使用条件によっては使用初期にノズル
本体に亀裂が発生するという問題がある。On the other hand, when a ceramic fiber layer having a relatively low bulk density is used as a heat insulator, an open pore is formed in the heat insulator as the ceramic fiber shrinks during heating due to high porosity. Outside air easily flows into these open pores, and the nozzle body is cooled by the outside air. For this reason, the effect of suppressing the decrease in the temperature of the nozzle main body is reduced, and there is a problem that the nozzle main body may be cracked in the early stage of use depending on the use conditions.
【００１３】そこで、この発明の目的は、従来の溶融金
属排出用ノズルより亀裂が発生し難い溶融金属排出用ノ
ズルを提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a nozzle for discharging molten metal which is less likely to crack than a conventional nozzle for discharging molten metal.
【００１４】この発明の他の目的は、断熱体の断熱効果
が改善された溶融金属排出用ノズルを提供することにあ
る。Another object of the present invention is to provide a nozzle for discharging molten metal in which the heat insulating effect of the heat insulator is improved.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】（１） この発明の溶融
金属排出用ノズルは、溶融金属の排出孔を有する耐火物
製の本体と、前記本体の外周面および前記排出孔の内壁
面を少なくとも被覆する断熱体とを備えてなり、前記断
熱体は、セラミックファイバーを主成分として含む複数
の断熱層の積層体から構成され、前記複数の断熱層のう
ち前記本体から最も遠い最外層のかさ密度が前記本体に
接触する最内層のかさ密度よりも高く設定されており、
しかも、前記最内層の断熱効果が前記最外層の断熱効果
よりも大きく設定されている特徴とする。(1) A nozzle for discharging molten metal according to the present invention comprises a main body made of a refractory having a discharge hole for molten metal, and at least an outer peripheral surface of the main body and an inner wall surface of the discharge hole. A heat insulator for covering, wherein the heat insulator is composed of a laminate of a plurality of heat insulating layers containing ceramic fibers as a main component, and a bulk density of an outermost layer farthest from the main body among the plurality of heat insulating layers. Is set higher than the bulk density of the innermost layer in contact with the main body,
Moreover, the heat insulating effect of the innermost layer is set to be larger than the heat insulating effect of the outermost layer.
【００１６】（２） この発明の溶融金属排出用ノズル
では、断熱体がセラミックファイバーを主成分として含
む複数の断熱層の積層体から構成され、前記複数の断熱
層のうち前記本体に接触する最内層の断熱効果が前記本
体から最も遠い最外層の断熱効果よりも大きく設定され
ている。このため、複数の断熱層のうちの最内層によ
り、本体の持つ熱の放散を効果的に抑制することが可能
となる。(2) In the molten metal discharging nozzle according to the present invention, the heat insulator is formed of a laminate of a plurality of heat insulating layers containing ceramic fibers as a main component, and the heat insulating layer of the plurality of heat insulating layers which comes into contact with the main body. The heat insulating effect of the inner layer is set to be larger than the heat insulating effect of the outermost layer farthest from the main body. For this reason, the heat dissipation of the main body can be effectively suppressed by the innermost layer of the plurality of heat insulating layers.
【００１７】それと同時に、前記本体から最も遠い最外
層のかさ密度が前記本体に接触する最内層のかさ密度よ
りも高く設定されているため、セラミックファイバーの
収縮に起因する最外層内への外気の流入が抑制される。
このため、最内層を最外層によって外気から遮断された
状態にすることができる。At the same time, since the bulk density of the outermost layer farthest from the main body is set higher than the bulk density of the innermost layer in contact with the main body, the outside air into the outermost layer caused by the shrinkage of the ceramic fiber is reduced. Inflow is suppressed.
For this reason, the innermost layer can be kept in a state of being shielded from the outside air by the outermost layer.
【００１８】また、かさ密度の低い最内層は高い気孔率
を持つので、最内層の内部の気孔に存在する気体によ
り、与えられた熱が蓄積されやすい。Further, since the innermost layer having a low bulk density has a high porosity, given heat is likely to be accumulated by gas present in pores inside the innermost layer.
【００１９】したがって、この発明の溶融金属排出用ノ
ズルでは、予備加熱により本体に蓄積された熱の放散が
断熱体の最内層によって抑制されると同時に、予備加熱
により最内層それ自体に蓄積された熱の放散と外気から
の影響が最外層によって抑制される。これは、断熱体の
断熱効果が従来より改善されたことを意味するものであ
る。Therefore, in the molten metal discharging nozzle of the present invention, the dissipation of the heat accumulated in the main body due to the preheating is suppressed by the innermost layer of the heat insulator, and at the same time, the heat accumulated in the innermost layer itself by the preheating. The heat dissipation and the influence from the outside air are suppressed by the outermost layer. This means that the heat insulating effect of the heat insulator has been improved as compared with the conventional case.
【００２０】その結果、使用初期における熱衝撃がいっ
そう緩和され、従来よりも亀裂が発生し難くなる。As a result, thermal shock in the early stage of use is further alleviated, and cracks are less likely to occur than in the prior art.
【００２１】（３） 好ましくは、前記複数の断熱層の
うちの前記最内層のかさ密度は０．１ｇ／ｃｍ3以下、
前記最外層のかさ密度は０．３ｇ／ｃｍ3以上とされ
る。前記最内層のかさ密度を０．１ｇ／ｃｍ3以下とし
たのは、０．１ｇ／ｃｍ3を超えると気孔率が小さく断
熱機能が不足するためである。最外層のかさ密度を０．
３ｇ／ｃｍ3以上としたのは、０．３ｇ／ｃｍ3未満で
は、気孔率が過大となるため、加熱時に開気孔が形成さ
れて外気を遮断する効果が不十分となるからである。(3) Preferably, the innermost layer of the plurality of heat insulating layers has a bulk density of 0.1 g / cm 3 or less,
The bulk density of the outermost layer is 0.3 g / cm 3 or more. The reason why the bulk density of the innermost layer is 0.1 g / cm 3 or less is that if the bulk density exceeds 0.1 g / cm 3 , the porosity is small and the heat insulating function is insufficient. Set the bulk density of the outermost layer to 0.
The reason why the content is set to 3 g / cm 3 or more is that if the content is less than 0.3 g / cm 3 , the porosity becomes excessively large, so that open pores are formed at the time of heating and the effect of blocking the outside air becomes insufficient.
【００２２】好ましくは、前記最内層および前記最外層
の厚さはそれぞれ１ｍｍ以上とされる。最外層および最
内層の厚さが１ｍｍ未満では、最外層の断熱機能が不足
し、最内層の外気遮断効果が不十分となるからである。Preferably, the innermost layer and the outermost layer each have a thickness of 1 mm or more. If the thickness of the outermost layer and the innermost layer is less than 1 mm, the heat insulation function of the outermost layer is insufficient, and the effect of the outermost layer to block the outside air is insufficient.
【００２３】（４） 前記断熱体を構成する最内層のか
さ密度の好ましい範囲は、０．０８〜０．１ｇ／ｃｍ3
である。０．０８ｇ／ｃｍ3未満では、セラミックファ
イバーよりも空間の占める割合が大きすぎて層状に形成
するのが困難となるからである。(4) The preferable range of the bulk density of the innermost layer constituting the heat insulator is 0.08 to 0.1 g / cm 3.
It is. If it is less than 0.08 g / cm 3 , the proportion of the space occupied by the ceramic fiber is too large, and it is difficult to form a layer.
【００２４】他方、前記断熱体を構成する最外層のかさ
密度の好ましい範囲は、０．３〜０．４ｇ／ｃｍ3であ
る。０．４ｇ／ｃｍ3を超えると、最外層がセラミック
ボードのように堅くなって柔軟性がなくなり、ノズルの
周囲に巻き付けて装着することが困難になるからであ
る。On the other hand, a preferable range of the bulk density of the outermost layer constituting the heat insulator is 0.3 to 0.4 g / cm 3 . If it exceeds 0.4 g / cm 3 , the outermost layer becomes hard like a ceramic board and loses its flexibility, and it becomes difficult to wind the outermost layer around the nozzle and mount it.
【００２５】前記最外層および最内層の厚さの好ましい
範囲は、それぞれ１〜３ｍｍである。３ｍｍを超える
と、そのままではノズルを溶融金属排出装置に装着する
のが困難な場合が多くなって、ノズルの装着作業が煩雑
になるからである。The preferred ranges of the thickness of the outermost layer and the innermost layer are each 1 to 3 mm. If it exceeds 3 mm, it is often difficult to mount the nozzle to the molten metal discharger as it is, and the mounting work of the nozzle becomes complicated.
【００２６】（５） 前記断熱体を構成する断熱層の数
は、２または３以上の任意の値に設定できる。(5) The number of heat-insulating layers constituting the heat-insulating body can be set to any value of 2 or 3 or more.
【００２７】前記断熱層の数を３以上とする場合、前記
最内層と前記最外層とを除く他の層は、かさ密度と断熱
効果と厚さを任意に設定することができる。When the number of the heat insulating layers is three or more, the layers other than the innermost layer and the outermost layer can have any desired bulk density, heat insulating effect, and thickness.
【００２８】例えば、前記断熱層の数を３以上とする場
合、中間層を最内層に準じたかさ密度および厚さとする
ことで断熱効果が高まる。中間層を最外層に準じたかさ
密度および厚さとすることで、外気の遮断効果が高ま
る。For example, when the number of the heat insulating layers is three or more, the heat insulating effect is enhanced by setting the intermediate layer to have the same bulk density and thickness as the innermost layer. By setting the intermediate layer to have the same bulk density and thickness as the outermost layer, the effect of blocking the outside air is enhanced.
【００２９】中間層のかさ密度を最内層のかさ密度と最
外層のかさ密度の中間の値に設定することも可能であ
る。この場合、断熱機能と外気遮断効果の双方を高める
ことができる利点がある。It is also possible to set the bulk density of the intermediate layer to an intermediate value between the bulk density of the innermost layer and the bulk density of the outermost layer. In this case, there is an advantage that both the heat insulation function and the outside air blocking effect can be enhanced.
【００３０】さらに、前記断熱層の数をｎ（ｎは自然
数）とする場合も同様である。第２層を第１層（すなわ
ち、最内層）に準じたかさ密度および厚さとし、第（ｎ
−１）層を第ｎ層（すなわち、最外層）に準じたかさ密
度および厚さとすれば、断熱機能および外気遮断効果の
双方を高めることができる。第２層から第（ｎ−１）層
の順にかさ密度が次第に大きくなるように設定してもよ
い。The same applies to the case where the number of the heat insulating layers is n (n is a natural number). The second layer has the same bulk density and thickness as the first layer (that is, the innermost layer),
-1) When the layer has a bulk density and a thickness similar to those of the n-th layer (that is, the outermost layer), both the heat insulating function and the outside air blocking effect can be enhanced. The bulk density may be set to gradually increase in the order from the second layer to the (n-1) th layer.
【００３１】このように、使用条件に合わせて所望の効
果が得られるように、最内層と最外層とを除く他の層の
かさ密度および厚さを適宜選定すればよい。As described above, the bulk density and thickness of the layers other than the innermost layer and the outermost layer may be appropriately selected so that the desired effect can be obtained according to the use conditions.
【００３２】（６） 前記断熱層は、セラミックファイ
バーを主成分として含み、排出する溶融金属に対する耐
熱性を有していれば、任意のものが使用できる。また、
セラミックファイバーを主成分として含んでいれば足り
るので、セラミックファイバーのみからなる材料でもよ
いし、セラミックファイバー以外の成分（例えばモルタ
ルなど）を含んでいてもよい。(6) As the heat insulating layer, any material can be used as long as it contains ceramic fiber as a main component and has heat resistance to the discharged molten metal. Also,
It suffices to include a ceramic fiber as a main component. Therefore, a material made of only the ceramic fiber may be used, or a component other than the ceramic fiber (for example, mortar) may be included.
【００３３】セラミックファイバーとしては、非晶質ア
ルミナ・シリカファイバー、ムライトファイバーなどの
耐熱性セラミックファイバーが好適に使用できる。１種
のセラミックファイバーのみを使用してもよいし、２種
以上のセラミックファイバーを混合して使用してもよ
い。As the ceramic fiber, a heat-resistant ceramic fiber such as an amorphous alumina-silica fiber and a mullite fiber can be suitably used. One type of ceramic fiber may be used alone, or two or more types of ceramic fibers may be mixed and used.
【００３４】好ましいセラミックファイバーは、非晶質
アルミナ・シリカ系ファイバーである。Preferred ceramic fibers are amorphous alumina-silica based fibers.
【００３５】複数の断熱層の最内層と本体の間、および
各断熱層間の接着には、任意の耐火性バインダーを使用
することができる。例えば、ＳｉＯ2とＮａ2Ｏからなる
珪酸ソーダが使用可能であり、他に酸性燐酸アルミニウ
ムや珪酸カリウムなどを使用することもできる。For bonding between the innermost layer of the plurality of heat insulating layers and the main body, and between the heat insulating layers, any refractory binder can be used. For example, sodium silicate made of SiO 2 and Na 2 O can be used, and other materials such as acidic aluminum phosphate and potassium silicate can also be used.
【００３６】（７） 前記断熱体は、前記本体から取り
外し可能にしてもよい。この場合、ノズルを溶融金属排
出装置に装着する際に前記断熱体を一時的に取り外すこ
とができ、ノズルの装着作業が容易になる。(7) The heat insulator may be removable from the main body. In this case, the heat insulator can be temporarily removed when the nozzle is mounted on the molten metal discharging device, and the work of mounting the nozzle is facilitated.
【００３７】[0037]
【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施の形
態を添付図面を参照しながら説明する。Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【００３８】［第１の実施形態］図１は、この発明の第
１の実施形態の溶融金属排出ノズル１を示す。[First Embodiment] FIG. 1 shows a molten metal discharge nozzle 1 according to a first embodiment of the present invention.
【００３９】図１のノズル１は、耐火物よりなるノズル
本体２を備えている。ノズル本体２は、相対的に直径の
大きい略円錐台状の上部と、相対的に直径の小さい略円
柱状の下部とから構成されている。ノズル本体２の内部
には、その長軸に沿って上下方向に穿設された排出孔３
が形成されている。排出孔３の上端には、直径の大きい
拡張部４が形成されている。The nozzle 1 shown in FIG. 1 has a nozzle body 2 made of a refractory. The nozzle body 2 is composed of a substantially truncated conical upper part having a relatively large diameter and a substantially cylindrical lower part having a relatively small diameter. In the inside of the nozzle body 2, a discharge hole 3 drilled vertically along its long axis.
Are formed. An enlarged portion 4 having a large diameter is formed at the upper end of the discharge hole 3.
【００４０】ノズル本体２の外周面２ａおよび排出孔３
の内壁面３ａは、第１セラミックファイバー層５で覆わ
れている。第１セラミックファイバー層５の表面には、
第２セラミックファイバー層６が積層・形成されてい
る。第１および第２セラミックファイバー層５、６は、
断熱体７を構成する。Outer peripheral surface 2a of nozzle body 2 and discharge hole 3
Is covered with a first ceramic fiber layer 5. On the surface of the first ceramic fiber layer 5,
The second ceramic fiber layer 6 is laminated and formed. The first and second ceramic fiber layers 5, 6 are:
The heat insulator 7 is constituted.
【００４１】第１および第２セラミックファイバー層
５、６は、アルミナ・シリカなどの非晶質系セラミック
ファイバー、あるいはムライトなどの多結晶系セラミッ
クファイバーを含む耐熱性材料からなり、例えば、公知
のセラミックペーパーを接着して形成される。The first and second ceramic fiber layers 5 and 6 are made of a heat-resistant material containing an amorphous ceramic fiber such as alumina / silica or a polycrystalline ceramic fiber such as mullite. It is formed by bonding paper.
【００４２】第１セラミックファイバー層５のかさ密度
は、０．１ｇ／ｃｍ3以下であり、好ましくは、０．０
８〜０．１ｇ／ｃｍ3である。第２セラミックファイバ
ー層６のかさ密度は、０．３ｇ／ｃｍ3以上であり、好
ましくは、０．３〜０．４ｇ／ｃｍ3である。第１およ
び第２セラミックファイバー層５、６の厚さは、１ｍｍ
以上であり、好ましくは、１〜３ｍｍである。The bulk density of the first ceramic fiber layer 5 is 0.1 g / cm 3 or less, preferably
8 to 0.1 g / cm 3 . The bulk density of the second ceramic fiber layer 6 is 0.3 g / cm 3 or more, preferably a 0.3~0.4g / cm 3. The thickness of the first and second ceramic fiber layers 5 and 6 is 1 mm
It is above, preferably 1-3 mm.
【００４３】このノズル１は、使用時にはその上端が取
鍋やタンディシュの底部に固定される。取鍋内またはタ
ンディシュ内の溶融金属は、ノズル本体２の上端より排
出孔３を通過してノズル本体２の下端から排出される。In use, the upper end of the nozzle 1 is fixed to the bottom of a ladle or a tundish. The molten metal in the ladle or tundish passes through the discharge hole 3 from the upper end of the nozzle body 2 and is discharged from the lower end of the nozzle body 2.
【００４４】図２は、図１のＡ部を拡大した図である。
図２に示すように、第１セラミックファイバー層５内に
は、その低いかさ密度を反映して多数の気孔８が形成さ
れており、気孔率が高い。これらの気孔８内には気体
（主として空気）が閉じ込められている。このため、第
１セラミックファイバー層５は、熱伝導率の低い気体層
として機能し、高い断熱効果をもたらす。FIG. 2 is an enlarged view of part A of FIG.
As shown in FIG. 2, many pores 8 are formed in the first ceramic fiber layer 5 reflecting its low bulk density, and the porosity is high. Gas (mainly air) is confined in these pores 8. For this reason, the first ceramic fiber layer 5 functions as a gas layer having low thermal conductivity, and provides a high heat insulating effect.
【００４５】一方、第２セラミックファイバー層６内に
は、その高いかさ密度を反映して少数の気孔が形成され
ているだけであり、気孔率が低い。このため、加熱され
てセラミックファイバーが収縮しても外部に通じる開気
孔が形成されることがない。On the other hand, only a small number of pores are formed in the second ceramic fiber layer 6 reflecting its high bulk density, and the porosity is low. For this reason, even if the ceramic fiber shrinks due to heating, no open pores communicating with the outside are formed.
【００４６】以上の構成を持つ溶融金属排出ノズル１
は、次のような方法で製造される。The molten metal discharge nozzle 1 having the above configuration
Is manufactured by the following method.
【００４７】まず、所定の原料耐火物を用いて、公知の
方法により、ノズル本体２が形成される。この際、排出
孔３も同時に形成する。First, the nozzle body 2 is formed by a known method using a predetermined raw material refractory. At this time, the discharge hole 3 is also formed at the same time.
【００４８】次に、アルミナ・シリカなどの非晶質系あ
るいはムライトなどの多結晶系のセラミックファイバー
を含む耐熱性材料からなり、所望のかさ密度および厚さ
を有するセラミックペーパーを準備する。Next, a ceramic paper made of a heat-resistant material containing an amorphous ceramic fiber such as alumina or silica or a polycrystalline ceramic fiber such as mullite and having a desired bulk density and thickness is prepared.
【００４９】そのセラミックペーパーをプレス加工し、
ノズル本体２の外周面２ａに嵌合する形状に成形して外
周用セラミックペーパー成形体を作製する。同様にし
て、排出孔３の内壁面３ａに嵌合する形状に成形して排
出孔用セラミックペーパー成形体を作製する。Pressing the ceramic paper,
It is molded into a shape that fits on the outer peripheral surface 2a of the nozzle body 2 to produce an outer peripheral ceramic paper molded body. Similarly, it is molded into a shape that fits into the inner wall surface 3a of the discharge hole 3 to produce a ceramic paper molded body for the discharge hole.
【００５０】さらに、外周用および排出孔用セラミック
ペーパーを任意の耐火性バインダー（例えば、ＳｉＯ2
とＮａ2Ｏからなるバインダー）を用いて、ノズル本体
２の外周面２ａおよび排出孔３の内壁面３ａにそれぞれ
接着する。常温でバインダーを乾燥・凝固させ、第１セ
ラミックファイバー層５を形成する。Further, the ceramic paper for the outer periphery and for the discharge hole is coated with an optional refractory binder (for example, SiO 2).
And a binder made of Na 2 O) and bonded to the outer peripheral surface 2 a of the nozzle body 2 and the inner wall surface 3 a of the discharge hole 3, respectively. The binder is dried and solidified at normal temperature to form the first ceramic fiber layer 5.
【００５１】他方、第１セラミックファイバー層５の場
合と同様にしてセラミックペーパーの成形と接着を行
い、第２セラミックファイバー層６を形成する。第２セ
ラミックファイバー層６となるセラミックペーパー成形
体は、第１セラミックファイバー層５の厚みを考慮した
寸法に作製する。On the other hand, in the same manner as in the case of the first ceramic fiber layer 5, the molding and bonding of the ceramic paper are performed to form the second ceramic fiber layer 6. The ceramic paper molded body to be the second ceramic fiber layer 6 is manufactured to have dimensions in consideration of the thickness of the first ceramic fiber layer 5.
【００５２】以上述べたように、第１の実施形態の溶融
金属排出ノズル１では、ノズル本体２の外周面２ａおよ
び排出孔３の内壁面３ａに形成された断熱体７が、第１
および第２セラミックファイバー層５、６の積層体から
形成されている。第１セラミックファイバー層５は気孔
率が高く、熱導電率の低い気体層として機能するので、
断熱体７の断熱効果が高い。また、第２セラミックファ
イバー層６は気孔率が低く、加熱時に開気孔が形成され
ることがないので、外気を遮断する効果が高く、断熱体
７内部への外気の対流を防ぐ。As described above, in the molten metal discharge nozzle 1 of the first embodiment, the heat insulator 7 formed on the outer peripheral surface 2a of the nozzle main body 2 and the inner wall surface 3a of the discharge hole 3 is formed by the first metal.
And the second ceramic fiber layers 5 and 6. Since the first ceramic fiber layer 5 functions as a gas layer having a high porosity and a low thermal conductivity,
The heat insulating effect of the heat insulator 7 is high. Further, since the second ceramic fiber layer 6 has a low porosity and no open pores are formed at the time of heating, the second ceramic fiber layer 6 has a high effect of blocking outside air and prevents convection of outside air into the heat insulator 7.
【００５３】このため、予備加熱によりノズル本体２内
に蓄積された熱は、予備加熱終了から使用開始までの
間、ほとんど排出されずにノズル本体２内に留まる。ま
た、第１セラミックファイバー層５内に閉じ込められた
気体が予備加熱時に暖められて熱を余分に蓄積する。こ
の結果、予備加熱後のノズル本体２の温度低下が抑制さ
れ、使用初期における溶融金属とノズル本体２との温度
差が軽減される。For this reason, the heat accumulated in the nozzle body 2 by the preheating stays in the nozzle body 2 without being substantially discharged from the end of the preheating to the start of use. Further, the gas confined in the first ceramic fiber layer 5 is warmed at the time of preheating, and heat is accumulated extra. As a result, the temperature drop of the nozzle body 2 after the preheating is suppressed, and the temperature difference between the molten metal and the nozzle body 2 in the early stage of use is reduced.
【００５４】他方、断熱体７の断熱効果が高いため、溶
融金属から排出孔３の内壁３ａへの熱伝導が抑制され、
内壁３ａの温度上昇も緩やかになる。On the other hand, since the heat insulating effect of the heat insulator 7 is high, heat conduction from the molten metal to the inner wall 3a of the discharge hole 3 is suppressed.
The temperature rise of the inner wall 3a also becomes gentle.
【００５５】このように、ノズル本体２に加わる熱衝撃
が緩和されるので、ノズル本体２に亀裂が発生すること
がない。As described above, since the thermal shock applied to the nozzle body 2 is reduced, the nozzle body 2 does not crack.
【００５６】［第２の実施形態］図３は、この発明の第
２の実施形態の溶融金属排出ノズル１を示す。[Second Embodiment] FIG. 3 shows a molten metal discharge nozzle 1 according to a second embodiment of the present invention.
【００５７】図３に示すように、第２の実施形態のノズ
ル１は、断熱体７が三つのセラミックファイバー層の積
層体から構成されている点で、上述した第１の実施形態
と異なる。その他の構成は、第１の実施形態のそれと同
じである。よって、図２において同一または対応する構
成要素に図１と同じ符号を付して、同一構成の部分につ
いての説明は省略する。As shown in FIG. 3, the nozzle 1 of the second embodiment differs from the above-described first embodiment in that the heat insulator 7 is composed of a laminate of three ceramic fiber layers. Other configurations are the same as those of the first embodiment. Therefore, in FIG. 2, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1, and the description of the same components will be omitted.
【００５８】第２の実施形態のノズル１では、ノズル本
体２の外周面２ａおよび排出孔３の内壁面３ａは、第１
セラミックファイバー層１５で覆われている。第１セラ
ミックファイバー層１５の表面には第２セラミックファ
イバー層１６が形成され、第２セラミックファイバー層
１６の表面には第３セラミックファイバー層１７が形成
されている。第１、第２、および第３セラミックファイ
バー層１５、１６、１７は、断熱体７を構成する。In the nozzle 1 of the second embodiment, the outer peripheral surface 2a of the nozzle body 2 and the inner wall surface 3a of the discharge hole 3
It is covered with a ceramic fiber layer 15. The second ceramic fiber layer 16 is formed on the surface of the first ceramic fiber layer 15, and the third ceramic fiber layer 17 is formed on the surface of the second ceramic fiber layer 16. The first, second and third ceramic fiber layers 15, 16 and 17 constitute a heat insulator 7.
【００５９】第１、第２、および第３セラミックファイ
バー層１５、１６、１７は、アルミナ・シリカなどの非
晶質系あるいはムライトなどの多結晶系のセラミックフ
ァイバーを含む耐熱性材料からなり、例えば、公知のセ
ラミックペーパーにより形成される。The first, second, and third ceramic fiber layers 15, 16, and 17 are made of a heat-resistant material containing amorphous or polycrystalline ceramic fiber such as alumina or silica. , Made of a known ceramic paper.
【００６０】第１セラミックファイバー層１５のかさ密
度は、０．１ｇ／ｃｍ3以下であり、好ましくは、０．
０８〜０．１ｇ／ｃｍ3である。第３セラミックファイ
バー層１７かさ密度は、０．３ｇ／ｃｍ3以上であり、
好ましくは、０．３〜０．４ｇ／ｃｍ3である。第１お
よび第２セラミックファイバー層５、６の厚さは、１ｍ
ｍ以上であり、好ましくは、１〜３ｍｍである。第２セ
ラミックファイバー層１６のかさ密度および厚さは任意
に選定できるが、例えば、かさ密度が０．１〜０．３ｇ
／ｃｍ3、厚さが１〜３ｍｍに設定される。The bulk density of the first ceramic fiber layer 15 is 0.1 g / cm 3 or less, and preferably 0.1 g / cm 3 .
Is a 08~0.1g / cm 3. The bulk density of the third ceramic fiber layer 17 is 0.3 g / cm 3 or more,
Preferably, it is 0.3 to 0.4 g / cm 3 . The thickness of the first and second ceramic fiber layers 5 and 6 is 1 m
m or more, and preferably 1 to 3 mm. The bulk density and thickness of the second ceramic fiber layer 16 can be arbitrarily selected. For example, the bulk density is 0.1 to 0.3 g.
/ Cm 3 , and the thickness is set to 1 to 3 mm.
【００６１】断熱体７を以上の構成とすることにより、
第１の実施形態と同じ効果が得られる。With the heat insulator 7 having the above configuration,
The same effects as in the first embodiment can be obtained.
【００６２】第２の実施形態の溶融金属排出用ノズル１
の製造方法は、第１の実施形態のそれと同様であるの
で、その説明を省略する。[0062] Nozzle 1 for discharging molten metal according to the second embodiment
Is the same as that of the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
【００６３】上述した第２の実施形態の溶融金属排出ノ
ズルでは、断熱体を三つの層で構成しているが、断熱体
を四つ以上の多層で構成することもできる。この場合、
例えば、最内層のセラミックファイバー層のかさ密度は
０．１ｇ／ｃｍ3以下とし、好ましくは、０．０８〜
０．１ｇ／ｃｍ3とする。最外層のセラミックファイバ
ー層のかさ密度は０．１ｇ／ｃｍ3以下とし、好ましく
は、０．０８〜０．１ｇ／ｃｍ3とする。最内層および
最外層の厚さはそれぞれ１ｍｍ以上とし、好ましくは、
１〜３ｍｍとする。In the molten metal discharge nozzle of the second embodiment described above, the heat insulator is composed of three layers. However, the heat insulator can be composed of four or more layers. in this case,
For example, the bulk density of the innermost ceramic fiber layer is 0.1 g / cm 3 or less, preferably 0.08 to
0.1 g / cm 3 . The bulk density of the outermost layer of the ceramic fiber layer was set to 0.1 g / cm 3 or less, preferably, a 0.08~0.1g / cm 3. Each of the innermost layer and the outermost layer has a thickness of 1 mm or more, preferably,
1 to 3 mm.
【００６４】上述した第１および第２の実施形態では、
アルミナ・シリカなどの非晶質系のセラミックファイバ
ー、あるいはムライトなどの多結晶系のセラミックファ
イバーによりセラミックファイバー層を形成している
が、その他のセラミックファイバー、例えば硼酸アルミ
ニウムや窒化珪素などのウィスカーなどを含むセラミッ
クファイバー層を使用してもよい。In the first and second embodiments described above,
The ceramic fiber layer is formed of an amorphous ceramic fiber such as alumina / silica or a polycrystalline ceramic fiber such as mullite, but other ceramic fibers such as whiskers such as aluminum borate and silicon nitride are used. Ceramic fiber layers may be used.
【００６５】［確認試験］上述した第１および第２の実
施形態の効果を確認するため、以下の通り確認試験を実
施した。[Confirmation Test] In order to confirm the effects of the first and second embodiments, a confirmation test was performed as follows.
【００６６】（実施例１）試験片（形状：坩堝形、外形
φ１５０ｍｍ、内径φ８０ｍｍ、材質：アルミナ黒鉛材
質（Ａ１2Ｏ3：６５ｗｔ％、ＳｉＯ2：１０ｗｔ％、
Ｃ：２５ｗｔ％））の外周面、内周面及び内底面に断熱
体として二層のセラミックファイバー層を形成した。使
用したセラミックファイバー層は、 第１層：非晶質アルミナ・シリカ系、最高使用温度１４
００℃、かさ密度０．０８ｇ／ｃｍ3、厚さ２ｍｍ 第２層：非晶質アルミナ・シリカ系、最高使用温度１４
００℃、かさ密度０．４ｇ／ｃｍ3、厚さ２ｍｍ である。セラミックファイバー層として、セラミックペ
ーパー成形体を用い、ＳｉＯ2とＮａ2Ｏからなるバイン
ダー（モル比ＳｉＯ2／Ｎａ2Ｏ＝２．５）を使用して接
着した。[0066] (Example 1) test piece (shape: a crucible shape, contour 150 mm, an inner diameter of 80 mm, material: alumina graphite material (A1 2 O 3: 65wt% , SiO 2: 10wt%,
C: 25 wt%), two ceramic fiber layers were formed as heat insulators on the outer, inner and inner bottom surfaces. The ceramic fiber layer used was: First layer: amorphous alumina-silica based, maximum operating temperature 14
00 ° C., bulk density 0.08 g / cm 3 , thickness 2 mm Second layer: amorphous alumina / silica, maximum operating temperature 14
00 ° C., bulk density 0.4 g / cm 3 , thickness 2 mm. As a ceramic fiber layer, a ceramic paper molded body was bonded using a binder composed of SiO 2 and Na 2 O (molar ratio: SiO 2 / Na 2 O = 2.5).
【００６７】約１５００℃の溶融金属に１分間浸漬した
後、溶融金属から引き出して水冷した。その後、試験片
を切断して断面の状況を観察したところ、亀裂は認めら
れなかった。After being immersed in the molten metal at about 1500 ° C. for 1 minute, it was taken out of the molten metal and cooled with water. Thereafter, when the test piece was cut and the state of the cross section was observed, no crack was observed.
【００６８】（実施例２）実施例１と同じ試験片を使用
した。使用したセラミックファイバー層は、 第１層：非晶質アルミナ・シリカ系、最高使用温度１４
００℃、かさ密度０．１ｇ／ｃｍ3、厚さ２ｍｍ 第２層：非晶質アルミナ・シリカ系、最高使用温度１４
００℃、かさ密度０．４ｇ／ｃｍ3、厚さ２ｍｍ である。Example 2 The same test piece as in Example 1 was used. The ceramic fiber layer used was: First layer: amorphous alumina-silica based, maximum operating temperature 14
00 ° C., bulk density 0.1 g / cm 3 , thickness 2 mm Second layer: amorphous alumina / silica, maximum operating temperature 14
00 ° C., bulk density 0.4 g / cm 3 , thickness 2 mm.
【００６９】試験後、試験片断面には亀裂が認められな
かった。After the test, no crack was observed in the cross section of the test piece.
【００７０】（実施例３）実施例１と同じ試験片を使用
した。使用したセラミックファイバー層は、 第１層：非晶質アルミナ・シリカ系、最高使用温度１４
００℃、かさ密度０．０８ｇ／ｃｍ3、厚さ２ｍｍ 第２層：非晶質アルミナ・シリカ系、最高使用温度１４
００℃、かさ密度０．３ｇ／ｃｍ3、厚さ２ｍｍ である。Example 3 The same test piece as in Example 1 was used. The ceramic fiber layer used was: First layer: amorphous alumina-silica based, maximum operating temperature 14
00 ° C., bulk density 0.08 g / cm 3 , thickness 2 mm Second layer: amorphous alumina / silica, maximum operating temperature 14
00 ° C., bulk density 0.3 g / cm 3 , thickness 2 mm.
【００７１】試験後、試験片断面には亀裂が認められな
かった。After the test, no crack was observed in the cross section of the test piece.
【００７２】（実施例４）実施例１と同じ試験片を使用
した。使用したセラミックファイバー層は、 第１層：非晶質アルミナ・シリカ系、最高使用温度１４
００℃、かさ密度０．０８ｇ／ｃｍ3、厚さ３ｍｍ 第２層：非晶質アルミナ・シリカ系、最高使用温度１４
００℃、かさ密度０．４ｇ／ｃｍ3、厚さ３ｍｍ である。Example 4 The same test piece as in Example 1 was used. The ceramic fiber layer used was: First layer: amorphous alumina-silica based, maximum operating temperature 14
00 ° C., bulk density 0.08 g / cm 3 , thickness 3 mm Second layer: amorphous alumina / silica, maximum operating temperature 14
00 ° C., bulk density 0.4 g / cm 3 , thickness 3 mm.
【００７３】試験後、試験片断面には亀裂が認められな
かった。After the test, no crack was observed in the cross section of the test piece.
【００７４】（実施例５）実施例１と同じ試験片を使用
した。使用したセラミックファイバー層は、 第１層：非晶質アルミナ・シリカ系、最高使用温度１４
００℃、かさ密度０．０８ｇ／ｃｍ3、厚さ１ｍｍ 第２層：非晶質アルミナ・シリカ系、最高使用温度１４
００℃、かさ密度０．４ｇ／ｃｍ3、厚さ１ｍｍ である。Example 5 The same test piece as in Example 1 was used. The ceramic fiber layer used was: First layer: amorphous alumina-silica based, maximum operating temperature 14
00 ° C., bulk density 0.08 g / cm 3 , thickness 1 mm 2nd layer: amorphous alumina / silica, maximum operating temperature 14
00 ° C., bulk density 0.4 g / cm 3 , thickness 1 mm.
【００７５】試験後、試験片断面には亀裂が認められな
かった。After the test, no crack was observed in the cross section of the test piece.
【００７６】（実施例６）実施例１と同じ試験片を使用
した。使用したセラミックファイバー層は、 第１層：多結晶ムライト系、最高使用温度１６００℃、
かさ密度０．０８ｇ／ｃｍ3、厚さ２ｍｍ 第２層：多結晶ムライト系、最高使用温度１６００℃、
かさ密度０．４ｇ／ｃｍ3、厚さ２ｍｍ である。Example 6 The same test piece as in Example 1 was used. The ceramic fiber layer used was: First layer: polycrystalline mullite, maximum operating temperature 1600 ° C,
Bulk density 0.08 g / cm 3 , thickness 2 mm Second layer: polycrystalline mullite, maximum operating temperature 1600 ° C.
The bulk density is 0.4 g / cm 3 and the thickness is 2 mm.
【００７７】試験後、試験片断面には亀裂が認められな
かった。After the test, no crack was observed on the cross section of the test piece.
【００７８】（実施例７）実施例１と同じ試験片を使用
した。使用したセラミックファイバー層は３層で、 第１層：非晶質アルミナ・シリカ系、最高使用温度１４
００℃、かさ密度０．０８ｇ／ｃｍ3、厚さ２ｍｍ 第２層：非晶質アルミナ・シリカ系、最高使用温度１４
００℃、かさ密度０．２ｇ／ｃｍ3、厚さ１ｍｍ 第３層：非晶質アルミナ・シリカ系、最高使用温度１４
００℃、かさ密度０．４ｇ／ｃｍ3、厚さ２ｍｍ である。Example 7 The same test piece as in Example 1 was used. The ceramic fiber layer used was 3 layers, the first layer: amorphous alumina-silica based, maximum operating temperature 14
00 ° C., bulk density 0.08 g / cm 3 , thickness 2 mm Second layer: amorphous alumina / silica, maximum operating temperature 14
00 ° C., bulk density 0.2 g / cm 3 , thickness 1 mm Third layer: amorphous alumina / silica, maximum operating temperature 14
00 ° C., bulk density 0.4 g / cm 3 , thickness 2 mm.
【００７９】試験後、試験片断面には亀裂が認められな
かった。After the test, no crack was observed in the cross section of the test piece.
【００８０】（比較例１）実施例１と同じ試験片を使用
した。セラミックファイバー層は形成しなかった。Comparative Example 1 The same test piece as in Example 1 was used. No ceramic fiber layer was formed.
【００８１】実施例１と同じ試験の後、試験片を切断し
て断面の状況を観察したところ、亀裂が数カ所に発生し
ていた。After the same test as in Example 1, the test piece was cut and the state of the cross section was observed. As a result, cracks were found in several places.
【００８２】（比較例２）実施例１と同じ試験片を使用
し、断熱体として下記のセラミックファイバー層を一層
だけ形成した。Comparative Example 2 The same test piece as in Example 1 was used, and only one ceramic fiber layer described below was formed as a heat insulator.
【００８３】非晶質アルミナ・シリカ系、最高使用温度
１４００℃、かさ密度０．４ｇ／ｃｍ3、厚さ２ｍｍ 試験後、試験片を切断して断面の状況を観察したとこ
ろ、亀裂が数カ所に発生していた。Amorphous alumina-silica, maximum operating temperature 1400 ° C., bulk density 0.4 g / cm 3 , thickness 2 mm After the test, the specimen was cut and the cross section was observed. Had occurred.
【００８４】（比較例３）実施例１と同じ試験片を使用
した。使用したセラミックファイバー層は、 第１層：非晶質アルミナ・シリカ系、最高使用温度１４
００℃、かさ密度０．２ｇ／ｃｍ3、厚さ２ｍｍ 第２層：非晶質アルミナ・シリカ系、最高使用温度１４
００℃、かさ密度０．４ｇ／ｃｍ3、厚さ２ｍｍ である。Comparative Example 3 The same test piece as in Example 1 was used. The ceramic fiber layer used was: First layer: amorphous alumina-silica based, maximum operating temperature 14
00 ° C., bulk density 0.2 g / cm 3 , thickness 2 mm Second layer: amorphous alumina / silica, maximum operating temperature 14
00 ° C., bulk density 0.4 g / cm 3 , thickness 2 mm.
【００８５】試験後、試験片を切断して断面の状況を観
察したところ、亀裂が発生していた。After the test, the test piece was cut and the condition of the cross section was observed. As a result, a crack was found to have occurred.
【００８６】（比較例４）実施例１と同じ試験片を使用
した。使用したセラミックファイバー層は、 第１層：非晶質アルミナ・シリカ系、最高使用温度１４
００℃、かさ密度０．０８ｇ／ｃｍ3、厚さ２ｍｍ 第２層：非晶質アルミナ・シリカ系、最高使用温度１４
００℃、かさ密度０．２ｇ／ｃｍ3、厚さ２ｍｍ である。Comparative Example 4 The same test piece as in Example 1 was used. The ceramic fiber layer used was: First layer: amorphous alumina-silica based, maximum operating temperature 14
00 ° C., bulk density 0.08 g / cm 3 , thickness 2 mm Second layer: amorphous alumina / silica, maximum operating temperature 14
00 ° C., bulk density 0.2 g / cm 3 , thickness 2 mm.
【００８７】試験後、試験片を切断して断面の状況を観
察したところ、亀裂が発生していた。After the test, the test piece was cut and the state of the cross section was observed. As a result, a crack was found to have occurred.
【００８８】（比較例５）実施例１と同じ試験片を使用
した。使用したセラミックファイバー層は、 第１層：非晶質アルミナ・シリカ系、最高使用温度１４
００℃、かさ密度０．０８ｇ／ｃｍ3、厚さ０．８ｍｍ 第２層：非晶質アルミナ・シリカ系、最高使用温度１４
００℃、かさ密度０．４ｇ／ｃｍ3、厚さ０．８ｍｍ である。Comparative Example 5 The same test piece as in Example 1 was used. The ceramic fiber layer used was: First layer: amorphous alumina-silica based, maximum operating temperature 14
00 ° C., bulk density 0.08 g / cm 3 , thickness 0.8 mm Second layer: amorphous alumina / silica, maximum operating temperature 14
00 ° C., bulk density 0.4 g / cm 3 , thickness 0.8 mm.
【００８９】試験後、試験片を切断して断面の状況を観
察したところ、亀裂が発生していた。After the test, the test piece was cut and the condition of the cross section was observed. As a result, a crack was found to have occurred.
【００９０】上記の実施例１〜７および比較例１〜５を
まとめて示すと、次の表１および表２のようになる。The following Examples 1 to 7 collectively show Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 5.
【００９１】[0091]
【表１】 [Table 1]
【００９２】[0092]
【表２】 [Table 2]
【００９３】表１および表２より、次のことが分かる。The following can be seen from Tables 1 and 2.
【００９４】第１に、比較例１または比較例２のよう
に、断熱体を配置しない場合や一層のみの断熱体を配置
した場合は、亀裂が発生する。First, as in Comparative Example 1 or Comparative Example 2, when no heat insulator is provided or when only one heat insulator is provided, cracks occur.
【００９５】第２に、実施例１〜２と比較例３より、二
層構成の断熱体の第１層（すなわち、最下層）のかさ密
度が０．１ｇ／ｃｍ3を超えると、亀裂が発生する。Second, from Examples 1-2 and Comparative Example 3, if the bulk density of the first layer (that is, the lowermost layer) of the two-layered heat insulator exceeds 0.1 g / cm 3 , a crack is formed. Occur.
【００９６】第３に、実施例３〜４と比較例４より、二
層構成の断熱体の第２層（すなわち、最上層）のかさ密
度が０．３ｇ／ｃｍ3未満では、亀裂が発生する。Third, according to Examples 3 and 4 and Comparative Example 4, cracks occur when the bulk density of the second layer (ie, the uppermost layer) of the two-layered heat insulator is less than 0.3 g / cm 3. I do.
【００９７】第４に、実施例５〜６と比較例５より、二
層構成の断熱体の第１層（すなわち、最下層）のかさ密
度が０．１ｇ／ｃｍ3以下、第２層（すなわち、最上
層）のかさ密度が０．３ｇ／ｃｍ3以上であっても、第
１層（すなわち、最下層）および第２層（すなわち、最
上層）の厚さが１ｍｍ未満の場合には、亀裂が発生す
る。Fourth, from Examples 5 to 6 and Comparative Example 5, the bulk density of the first layer (that is, the lowermost layer) of the two-layered heat insulator is 0.1 g / cm 3 or less and the second layer ( That is, even when the bulk density of the uppermost layer is 0.3 g / cm 3 or more, when the thickness of the first layer (that is, the lowermost layer) and the second layer (that is, the uppermost layer) is less than 1 mm, , Cracks occur.
【００９８】第５に、実施例５と実施例６より、セラミ
ックファイバー層は、非晶質ＳｉＯ2系または多結晶ム
ライト系のいずれであってもよい。Fifth, from the fifth and sixth embodiments, the ceramic fiber layer may be made of either amorphous SiO 2 or polycrystalline mullite.
【００９９】第６に、実施例１と実施例７より、断熱体
は三層構成であっても、第１層（すなわち、最内層）の
かさ密度が０．１ｇ／ｃｍ3以下、第３層（すなわち、
最外層）のかさ密度が０．３ｇ／ｃｍ3以上であればよ
い。Sixth, from Examples 1 and 7, even if the heat insulator has a three-layer structure, the bulk density of the first layer (that is, the innermost layer) is 0.1 g / cm 3 or less, Layers (ie,
It is sufficient that the bulk density of the outermost layer) is 0.3 g / cm 3 or more.
【０１００】（実機試験）この発明の効果を確認するた
め、円筒形（外形φ２００ｍｍ、内径φ９０ｍｍ、全長
５００ｍｍ）で材質がアルミナ黒鉛材質（Ａ１2Ｏ3：６
５ｗｔ％、ＳｉＯ2：１０ｗｔ％、Ｃ：２５ｗｔ％）の
浸漬ノズルにおいて外周面および排出孔の内壁面に断熱
体としてセラミックファイバー層を形成したものと、セ
ラミックファイバー層を形成しないものを用いて実機試
験を実施した。使用したセラミックファイバー層は二層
で、 第１層：非晶質アルミナ・シリカ系、最高使用温度１４
００℃、かさ密度０．０８ｇ／ｃｍ3、厚さ２ｍｍ 第２層：非晶質アルミナ・シリカ系、最高使用温度１４
００℃、かさ密度０．４ｇ／ｃｍ3、厚さ２ｍｍ である。(Actual machine test) In order to confirm the effect of the present invention, a cylindrical material (outer diameter φ200 mm, inner diameter φ90 mm, total length 500 mm) made of alumina graphite (A1 2 O 3 : 6)
5wt%, SiO 2: 10wt% , C: actual using as forming a ceramic fiber layer on the inner wall surface of the outer peripheral surface and the discharge hole as a thermal insulator in an immersion nozzle of 25 wt%), those which do not form a ceramic fiber layer The test was performed. The ceramic fiber layer used was two layers, the first layer: amorphous alumina-silica based, maximum operating temperature 14
00 ° C., bulk density 0.08 g / cm 3 , thickness 2 mm Second layer: amorphous alumina / silica, maximum operating temperature 14
00 ° C., bulk density 0.4 g / cm 3 , thickness 2 mm.
【０１０１】セラミックファイバー層としては、セラミ
ックペーパー成形体を用い、ＳｉＯ2とＮａ2Ｏからなる
バインダー（モル比ＳｉＯ2／Ｎａ2Ｏ＝２．５）を使用
して接着した。As the ceramic fiber layer, a ceramic paper molded body was used and bonded using a binder composed of SiO 2 and Na 2 O (molar ratio: SiO 2 / Na 2 O = 2.5).
【０１０２】この浸漬ノズルを約３時間、１０００℃ま
で予備加熱を行い、予備加熱終了３０分後、１６００℃
の溶融金属内に１０分間浸漬した。試験後切断し、状態
を観察した結果、セラミックファイバー層を形成した浸
漬ノズルに亀裂はなかったが、セラミックファイバー層
を形成しなかった浸漬ノズルは垂直方向に亀裂が発生し
ていた。The immersion nozzle is preheated to 1000 ° C. for about 3 hours, and after 30 minutes from the end of the preheating, 1600 ° C.
For 10 minutes. As a result of cutting after the test and observing the state, there was no crack in the immersion nozzle on which the ceramic fiber layer was formed, but cracks occurred in the vertical direction in the immersion nozzle on which the ceramic fiber layer was not formed.
【０１０３】材料の異なるセラミックファイバー層を何
種類か試験したが特に性能の差異は認められなかった。Several kinds of ceramic fiber layers made of different materials were tested, but no particular difference in performance was observed.
【０１０４】[0104]
【発明の効果】以上説明した通り、この発明の溶融金属
排出ノズルは、断熱体の断熱効果が改善されており、従
来の溶融金属排出用ノズルより亀裂が発生し難いという
効果がある。As described above, the molten metal discharge nozzle of the present invention has an improved heat insulating effect of the heat insulator, and has an effect that cracks are less likely to occur than the conventional molten metal discharge nozzle.
【図１】この発明の第１の実施形態の溶融金属排出ノズ
ルを示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a molten metal discharge nozzle according to a first embodiment of the present invention.
【図２】この発明の第１の実施形態の溶融金属排出ノズ
ルの部分断面図である。FIG. 2 is a partial sectional view of a molten metal discharge nozzle according to the first embodiment of the present invention.
【図３】この発明の第２の実施形態の溶融金属排出ノズ
ルを示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a molten metal discharge nozzle according to a second embodiment of the present invention.
１ ノズル ２ ノズル本体 ３ 排出孔 ４ 拡張部 ５ 第１セラミックファイバー層 ６ 第２セラミックファイバー層 ７ 断熱体 ８ 気孔 １５ 第１セラミックファイバー層 １６ 第２セラミックファイバー層 １７ 第３セラミックファイバー層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Nozzle 2 Nozzle main body 3 Discharge hole 4 Expansion part 5 1st ceramic fiber layer 6 2nd ceramic fiber layer 7 Insulator 8 air hole 15 1st ceramic fiber layer 16 2nd ceramic fiber layer 17 3rd ceramic fiber layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷部 悦弘 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 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Etsuhiro Hasebe 1 Minamito, Ogakie-cho, Kariya-shi, Aichi Prefecture Toshiba Ceramics Corporation Kariya Works
Claims (4)
体と、 前記本体の外周面および前記排出孔の内壁面を少なくと
も被覆する断熱体とを備えてなり、 前記断熱体は、セラミックファイバーを主成分として含
む複数の断熱層の積層体から構成され、 前記複数の断熱層のうち前記本体から最も遠い最外層の
かさ密度が前記本体に接触する最内層のかさ密度よりも
高く設定されており、しかも、前記最内層の断熱効果が
前記最外層の断熱効果よりも大きく設定されていること
を特徴とする溶融金属排出用ノズル。1. A refractory main body having a molten metal discharge hole, and a heat insulator covering at least an outer peripheral surface of the main body and an inner wall surface of the discharge hole, wherein the heat insulator is a ceramic fiber. And a bulk density of the outermost layer farthest from the main body among the plurality of heat insulating layers is set to be higher than a bulk density of an innermost layer in contact with the main body. A nozzle for discharging molten metal, wherein the heat insulation effect of the innermost layer is set to be larger than the heat insulation effect of the outermost layer.
かさ密度が０．１ｇ／ｃｍ3以下であり、前記最外層の
かさ密度が０．３ｇ／ｃｍ3以上である請求項１に記載
の溶融金属排出用ノズル。2. The bulk density of the innermost layer of the plurality of heat insulating layers is 0.1 g / cm 3 or less, and the bulk density of the outermost layer is 0.3 g / cm 3 or more. The nozzle for discharging molten metal according to the above.
さ密度が０．１ｇ／ｃｍ3以下であるとともに前記最外
層のかさ密度が０．３ｇ／ｃｍ3以上であり、且つ、前
記最内層および前記最外層の厚さがそれぞれ１ｍｍ以上
である請求項１に記載の溶融金属排出用ノズル。3. The bulk density of the innermost layer of the plurality of heat-insulating layers is 0.1 g / cm 3 or less, and the bulk density of the outermost layer is 0.3 g / cm 3 or more. 2. The nozzle for discharging molten metal according to claim 1, wherein each of the inner layer and the outermost layer has a thickness of 1 mm or more.
である請求項１〜３のいずれかに記載の溶融金属排出用
ノズル。4. The nozzle for discharging molten metal according to claim 1, wherein the heat insulator is detachable from the main body.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5461298A JPH11245005A (en) | 1998-03-06 | 1998-03-06 | Nozzle for discharging molten metal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5461298A JPH11245005A (en) | 1998-03-06 | 1998-03-06 | Nozzle for discharging molten metal |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11245005A true JPH11245005A (en) | 1999-09-14 |
Family
ID=12975574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5461298A Pending JPH11245005A (en) | 1998-03-06 | 1998-03-06 | Nozzle for discharging molten metal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11245005A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001072454A1 (en) * | 2000-03-29 | 2001-10-04 | Sms Demag Aktiengesellschaft | Method and device for the continuous casting of aluminum-killed steels by means of a water-cooled permanent mold |
| US20220062980A1 (en) * | 2020-08-28 | 2022-03-03 | Oskar Frech Gmbh + Co. Kg | Foundry Component Having an Anticorrosion Layer Structure |
-
1998
- 1998-03-06 JP JP5461298A patent/JPH11245005A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001072454A1 (en) * | 2000-03-29 | 2001-10-04 | Sms Demag Aktiengesellschaft | Method and device for the continuous casting of aluminum-killed steels by means of a water-cooled permanent mold |
| US20220062980A1 (en) * | 2020-08-28 | 2022-03-03 | Oskar Frech Gmbh + Co. Kg | Foundry Component Having an Anticorrosion Layer Structure |
| US12502706B2 (en) * | 2020-08-28 | 2025-12-23 | Oskar Frech Gmbh + Co. Kg | Foundry component having an anticorrosion layer structure |
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