JPH11267821A - 取鍋ノズル充填材の評価方法及び取鍋 - Google Patents

取鍋ノズル充填材の評価方法及び取鍋

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JPH11267821A
JPH11267821A JP7431398A JP7431398A JPH11267821A JP H11267821 A JPH11267821 A JP H11267821A JP 7431398 A JP7431398 A JP 7431398A JP 7431398 A JP7431398 A JP 7431398A JP H11267821 A JPH11267821 A JP H11267821A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の取鍋ノズル充填材の評価方法は、充填
材を容器に入れ、この容器を溶融金属中に浸漬して充填
材の焼結性や耐湯差し性を評価するか、又は、下端開放
型の対価物製容器に充填材を充填し、この下部を溶融金
属中に浸漬させて特性を測定していたため、実際の取鍋
内の静圧が加わった状態と同じ条件下で測定評価するこ
とは困難であった。 【解決手段】 本発明による取鍋ノズル充填材の評価方
法及び取鍋は、取鍋(2)の敷部(8)に溶鋼流出用ノズル(3
0)とは別の位置に保持部(10)を設け、前記保持部(10)に
評価用のノズル充填材(9)を保持し、取鍋(2)に溶鋼を注
入した後に前記保持部(10)内の前記ノズル充填材を回収
し、このノズル充填材(9)の焼結状況や地金の浸透状況
を判定することにより、取鍋(2)内の溶鋼が存在する実
際の使用状態の静圧下でのノズル充填材(9)の評価を行
うことができる構成である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、取鍋ノズル充填材
の評価方法及び取鍋に関し、特に、取鍋などの溶鋼受湯
容器に設置される溶融金属の流量制御用のノズル孔内に
充填するノズル充填材の焼結性や耐湯差し性等の特性を
実際に使用する状態とほぼ同等となるようにして評価す
る試験方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、取鍋などの溶鋼受湯容器に設置
される溶融金属の流量制御装置、例えばスライディング
ノズル装置5は一般に図1に示すように、上ノズル4、
上プレート6、下プレート7、下ノズル4Aなどの主た
る部材からなり、下プレート7の開閉で溶融金属の流出
量の調整、または停止を行うものとして広く使用されて
いる。例えば取鍋に受湯する際、スライディング装置5
の上ノズル4及び上プレート6が溶鋼に比べて低温であ
るため、注入した溶融金属がこれとの接触により冷却固
化し、ノズルを開いても溶鋼が流出しないことがある。
そこでこの問題を解決するために、ノズル孔内にSiO
2を主成分とする珪砂とアルカリを主成分とする長石を
混合した充填砂や、またはクロム鉱とSiO2を混合し
た充填材を充填し、ノズルを開にした際、充填材が落下
し、続いて溶融金属が落下するようにしている方法が特
開平7−308763号公報に開示されており、ノズル
を開いた時に溶鋼の静圧で自然に流れ出すことを自然開
孔と称している。
【0003】また、ノズル孔内に充填材を充填していて
も、充填材が高温の溶鋼と長時間接触していることによ
り過焼結となったり、充填材中に溶融金属が深く差し込
むなどの現象が起きた場合、自然開孔しないことがあ
る。よって充填材はその使用する際の操業条件(溶融金
属温度・滞湯時間等)とマッチングした材質のものを選
定する必要があり、例えば操業条件に対し焼結温度の低
い充填材を使用すると過焼結を起こし、焼結温度の高い
ものを使用すると溶融金属の差し込みを生じることにな
り、この材質の選定は非常に困難であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従って、操業条件とマ
ッチングした充填材の選定は、これまで試行錯誤による
経験から推察されることが多かった。そのため、実験的
な充填材の評価方法としては、例えば特開昭62−28
6665号公報では側部に開孔を持つ容器に充填材を入
れ、この容器を溶融金属中に浸漬し、開口を介した溶融
金属の流入・流出を繰り返すことにより充填材の焼結性
や耐湯差し性を評価する方法や、さらには特開平9−5
4077号公報で下端が開放された耐火物製容器に充填
材を充填し、下端開口部を易溶解性の金属薄箔で閉じ、
下部を垂直方向に溶融金属に所定の時間浸漬した後、引
き上げることにより、充填材内に温度勾配を与えた条件
下での充填材の焼結性・耐湯差し性を評価する方法があ
る。しかし、実操業下では溶融金属を入れた取鍋の最下
部にノズル充填材が設けられ、溶融金属の静圧を受けた
状態にあるが、上述した評価方法ではこのような高圧下
の実操業と同じ条件下でテストを行うことは不可能であ
った。
【0005】本発明は、充填材が使用される実操業条件
と同じ条件下で、充填材の特性を比較評価することがで
きるようにした取鍋ノズル充填材の評価方法及び取鍋を
提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明による取鍋ノズル
充填材の評価方法は、取鍋の敷部に溶鋼流出用ノズルと
は別の位置に保持部を設け、前記保持部に評価用のノズ
ル充填材を保持し、取鍋に溶鋼を注入した後に前記保持
部内の前記ノズル充填材を回収し、このノズル充填材の
焼結状況や地金の浸透状況を判定する方法であり、ま
た、前記保持部は、下側にかけて広がりのあるテーパー
のついた形状で材質は鉄製もしくは熱間での容積安定性
に優れた耐火物を用いる方法であり、また、前記保持部
を築造する方法として、熱間から冷間にかけての容積安
定性に優れたAl23もしくはAl23−スピネルを主
体とした不定形耐火物を用いて敷部に保持部を形成する
方法であり、さらに、前記保持部は直接出鋼流れが当た
らない前記敷部の一部に設けて用いる方法である。ま
た、本発明による取鍋は、敷部に溶鋼流出用ノズルとは
別の位置に設けた保持部を有し、この保持部内に評価用
のノズル充填材を保持する構成であり、また、前記保持
部は、下側にかけて広がるテーパー状に形成されている
構成である。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明による取
鍋ノズル充填材の評価方法及び取鍋の好適な実施の形態
について説明する。図1及び図2は本発明における取鍋
2を示すもので、その敷部8の中心からずれた位置には
溶鋼流出用ノズル30をなす升レンガ3、上ノズル4、
スライディングノズル装置5をなす上プレート6、下プ
レート7及び下ノズル4Aが設けられ、この敷部8の上
面の中心からずれた位置には下側に広がるテーパ状の筒
形をなす保持部10が不定形材11で固定されている。
この升レンガ3と上ノズル4部分からなる溶鋼流出用ノ
ズル30にはノズル充填材1が充填され、保持部10内
には評価用のノズル充填材9が充填されている。なお、
この保持部10は前述の筒形に限らず敷部8を下方へ点
線で示すように削り取って孔を形成することもできる。
また、この保持部10の位置は図2で示すように溶鋼を
受鋼する際の受鋼位置20からはずれた位置となるよう
に構成されている。
【0008】すなわち、本発明は、取鍋2の敷部8に溶
融金属流出用ノズル30とは別の位置に保持部10を造
り、該保持部10に評価用のノズル充填材9を投入し、
実際に溶鋼を受鋼し連鋳にて注入した後、保持部10内
に残存しているノズル充填材9を回収することで、溶鋼
流出用ノズル30に充填されるノズル充填材1と同等の
温度及び静圧を受けたノズル充填材9の焼結状況・溶融
金属差し込み状況を調査することが可能な評価方法であ
る。本発明におけるノズル充填材の評価方法は、例えば
図1に示す構成により評価試験が行われる。すなわち、
取鍋2の敷部8の保持部10は転炉から溶融金属を取鍋
2内に落下させる際に、直接、溶鋼が当たらない位置で
あれば幾つでも良く、上部から下部にかけて広がりのあ
るテーパーをつけ、このテーパーにより連鋳にて注入終
了した後、取鍋2内のスラグを排出するために取鍋2を
反転した際にも保持部10内に残存したノズル充填材9
が落下しないようにする。
【0009】さらには保持部10を取鍋2の敷部8に固
定するために、耐火物の不定形材11を使用する。この
不定形材11は1700℃の熱間から常温(20℃)に
かけての膨張収縮量が小さいA123もしくはA12○
3−スピネル質のものを使用する。仮にSiO2質やM
gO質のように熱間での膨張が大きい耐火物を使用する
と、敷部8の耐火物は横方向への膨張がほとんど無いの
に対し、保持部固定用の不定形材11が膨張してしま
い、この膨張差により敷部8と保持部10の接着が剥
れ、結果として保持部10の溶鋼受鋼中の浮上や、スラ
グ排出時に保持部10が落下するといった現象が生じ
る。
【0010】そこで、取鍋2の敷部8に固定した保持部
10に評価用のノズル充填材9を充填し、実操業下にお
いて溶鋼を受鋼し、その後連鋳において注入終了するま
で高温・高圧下で溶融金属と接触する。ノズル充填材9
はスラグを排出した後、回収し、焼結状況や溶融金属の
浸入状況を調べ、材質の評価を行う。このノズル充填材
9の評価として、溶鋼接触面からの地金差し込み深さ、
溶鋼接触面からの材料の焼結層の厚みや焼結密度を測定
すると共に外観を目視して観察評価を行う。本発明によ
るノズル充填材の評価方法を行うことにより、溶鋼流出
用ノズル30に充填した状態と同じ条件で実験ができる
ため、溶鋼のノズル充填材9への浸入状況がこれまでの
従来の評価方法よりも顕著に現れ、より実操業に適した
ノズル充填材9の選定が可能となる。
【0011】実施例 ノズル充填材1は本来、羽口である升レンガ3から上プ
レート6にかけて充填され、連鋳において取鍋2から溶
融金属をタンディッシュ(図示せず)に注ぐ際に、下プ
レート7を開にするだけでノズル充填材1が落下し、続
いて溶融金属がタンディッシュに流れ込むことを狙って
溶鋼流出用ノズル30内に充填されている。しかし、ノ
ズル充填材1が長時間に及ぶ溶鋼との接触などによって
過焼結などを起こしたり、またノズル充填材1内部深く
にまで溶鋼の差し込みが生じると、下プレート7を開に
しても充填材が落下しないため、溶鋼も流出しない現象
が生じる。
【0012】そこでノズル充填材1に求められる特性と
して長時間の溶鋼との接触においても過焼結しないこと
が求められる。過焼結を防止するためにはノズル充填材
1に融点の高いCr23やMgO等を適用するか、もし
くはノズル充填材1の粒度を粗くするなどの方策が考え
られるが、過剰にこのような方策を進めると、今度は溶
鋼を受鋼した際、ノズル充填材1内部深くまで溶鋼が差
し込んでしまう。そのためノズル充填材1は各操業条件
にマッチした材質・粒度のものを選定する必要がある。
【0013】各操業条件にマッチしたノズル充填材の選
定方法として、本発明では前述した取鍋2の敷部8に保
持部10を置き、それを不定形材11で固定した構造を
用いる。この保持部10は転炉出鋼時に溶鋼が落下する
場所をさけた位置に置き、その形状はノズル充填材9の
焼結性や地金差し込み深さを計測する上から高さ100
mm、上部の直径250mm、下部の直径300mmの
鉄製のものを使用した。さらに、ノズル充填材9を充填
して出鋼時の取鍋内の鋼流れから該材料が流れ出すのを
防ぐために溶鋼の熱で溶けて無くなる蓋(図示せず)を
置いて用いることもできる。
【0014】この保持部10を敷部8に固定する際に使
用した不定形材の材質特性表を表1の第1表に示す。不
定形材にはHi−Al23質の熱膨張係数の小さいパッ
チング材を使用した。
【0015】
【表1】
【0016】第1表に示す材質を使用することにより、
溶鋼を受鋼しても保持部10が浮上せずに、またスラグ
排出時に落下することなく敷部8に保持部10を固定す
ることが出来る。
【0017】
【発明の効果】本発明による取鍋ノズル充填材の評価方
法及び取鍋は、以上のように構成されているため、次の
ような効果を得ることができる。すなわち、実際の使用
個所とほぼ等しい溶鋼の静圧を受けた条件でノズル充填
材の試験ができるので焼結性や地金の差し込み状況を正
しく評価でき、この試験で評価した材料を使うことによ
り羽口におけるノズルの自然開口率が従来よりも向上
し、従来よりも取鍋の操業効率を大幅に向上させること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による評価用のノズル充填材を取鍋に設
けた状態を示す断面図である。
【図2】図1の要部を示す平面図である。
【符号の説明】
1 ノズル充填材 2 取鍋 3 升レンガ 4 上ノズル 5 スライディングノズル装置 6 上プレート 7 下プレート 8 敷部 9 評価用のノズル充填材 10 保持部 11 不定形材 30 溶鋼流出用ノズル
フロントページの続き (72)発明者 宮崎 勝吉 広島県呉市昭和町11番1号 日新製鋼株式 会社呉製鉄所内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 取鍋(2)の敷部(8)に溶鋼流出用ノズル(3
    0)とは別の位置に保持部(10)を設け、前記保持部(10)に
    評価用のノズル充填材(9)を保持し、取鍋(2)に溶鋼を注
    入した後に前記保持部(10)内の前記ノズル充填材(9)を
    回収し、このノズル充填材(9)の焼結状況や地金の浸透
    状況を判定することを特徴とする取鍋ノズル充填材の評
    価方法。
  2. 【請求項2】 前記保持部(10)は、下側にかけて広がり
    のあるテーパーのついた形状で材質は鉄製もしくは熱間
    での容積安定性に優れた耐火物を用いることを特徴とす
    る請求項1記載の取鍋ノズル充填材の評価方法。
  3. 【請求項3】 前記保持部(10)を築造する方法として、
    熱間から冷間にかけての容積安定性に優れたAl23
    しくはAl23−スピネルを主体とした不定形耐火物を
    用いて敷部に保持部を形成することを特徴とする請求項
    1又は2記載の取鍋ノズル充填材の評価方法。
  4. 【請求項4】 前記保持部(10)は直接出鋼流れが当たら
    ない前記敷部(8)の一部に設けて用いることを特徴とす
    る請求項1ないし3の何れかに記載の取鍋ノズル充填材
    の評価方法。
  5. 【請求項5】 敷部(8)に溶鋼流出用ノズル(30)とは別
    の位置に設けた保持部(10)を有し、この保持部(10)内に
    評価用のノズル充填材(9)を保持することを特徴とする
    取鍋。
  6. 【請求項6】 前記保持部(10)は、下側にかけて広がる
    テーパー状に形成されていることを特徴とする請求項5
    記載の取鍋。
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