JPS5919071B2 - 鋼の連続鋳造用浸漬ノズル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鋼の連続鋳造用浸漬ノズルの改良に関するもの
である。

周知の如く、鋼の連続鋳造用浸漬ノズルはタンディツシ
ュ等の容器から溶鋼を酸化させることなく鋳造鋳型内に
鋳込み、あるいは溶鋼を飛散させることなく鋳込む場合
番と用いられている。

ところで、上記浸漬ノズルは鋳込時、常に鋳型内の溶鋼
に浸漬される部分（高温度に加熱される部分）、溶鋼の
流れに晒される部分と外気に接する部分（冷却部分）と
があり、顕著な温度勾配を生じるのが通例である。

このため、従来の浸漬ノズルは熱伝導率の低い溶融シリ
カ質のものが用いられていたが、この溶融シリカ質浸漬
ノズルは高マンガン質の溶鋼を鋳込むと溶損速度が急激
に速くなり、短期間で使用不可能となる欠点があった。

このようなことから、最近、溶鋼に対する耐蝕性の強い
アルミナ−黒鉛質浸漬ノズルが多く用いられ、連続鋳蓬
できる鋼種が増えている。

しかしながら、このアルミナ−黒鉛質浸漬ノズルは鋳型
内の溶鋼上面に浮遊する酸化防止のためのスラグパウダ
ー（主に弗化カルシウム、酸化珪素、酸化アルミニウム
、及びアルカリ物質等からなる）に対する耐蝕性が劣る
ため、このスラグパウダーと接触する部分が激しく浸蝕
されて局部的な損傷を生じる問題があった。

また、この浸漬ノズルは多量の黒鉛（４０係程度）を含
有するために、熱伝導率が高くなり、溶融金属中に介在
する高融点酸化物等の非金属介在物がノズル孔内面に付
着してノズル閉塞を生じ易くする問題があった。

本発明は上記問題を解消するためになされたもので、ス
ラグパウダーに対して著しく優れた耐蝕性を有し、かつ
ノズル閉塞を起し難い鋼の連続鋳造用浸漬ノズルを提供
しようとするものである。

本発明における鋼の連続鋳造用浸漬ノズルは、主として
ジルコン（ＺｒＳ １０４ ）とジルコニア（Ｚｒ０２
）からなり、これに黒鉛、アルミナ及び１００メツシユ
以下の金属シリコンを配合してなるものである。

すなわち、本発明はジルコン（Ｚｒ５ｉ０４）とジルコ
ニア（Ｚｒ０２）を骨材とすることによって、高温度下
でジルコン（Ｚｒ５ｉ０４）がＺｒＯ２とＳｉＯ２とに
解離する性質を利用して、ＺｒＯ２の特性である耐蝕性
、その他濡れ難さと、ＳｉＯ２の特性である耐スポーリ
ング性を兼ね備わせ、さらにジルコニアが保有する優れ
た耐蝕性を付与するものである。

しかも、本発明は耐スポーリング性の低下を招かない程
度に黒鉛配合量の上限を規制することにより、スラグパ
ウダー接触部の溶損に関与する黒鉛量を最小限に抑えて
酸化消失度合を軽減し、浸漬ノズルの耐蝕性を改善する
ものである。

また、黒鉛配合量を最小限に抑えることに伴ない、浸漬
ノズルの熱伝導性が低下し、その結果溶鋼中の非金属介
在物がノズル孔内面に付着しにくくなり、ノズル閉塞を
起し難くなるものである。

さらに、上記ジルぞン及びジルコ具アと共にアルミナを
配合することにより、スラグパウダーと接触する浸漬ノ
ズル表面のジルコン（ＺｒＳ １ｏ４）が上述のように
解離し、これにジルコニアが付加されて、Ｚｒ０２−
Ｓ １０２−Ｉ’ｄ、２０３− ＣａＯ系の反応生成膜
が形成され、この反応生成膜によってスラグパウダーが
浸漬ノズル内部に浸入するのを防止し、同時に黒鉛を保
護してその酸化消失を防止する作用を発揮できるもので
ある。

さらにまた、上述のジルコン、ジルコニア、黒鉛、アル
ミナのみならず、１００メツシユ以下の金属シリコンを
配合することにより、結合性の弱いジルコン、ジルコニ
ア、アルミナの粒界に介在して該粒界を補強し、粒界へ
溶鋼が浸入するのを阻止して耐蝕性を改善すると共に、
浸漬ノズル自体の強度の向上化効果を発揮できるもので
ある。

すなわち、本発明の鋼の連続鋳造用浸漬ノズルは、重量
割合にてジルコン２５〜６０係、ジルコニア２５〜６０
係、黒鉛５〜２０係、アルミナ５〜３ｏ％及び１００メ
ツシユ以下の金属シリコン１〜１５係からなるものであ
る。

本発明において、浸漬ノズル中のジルコンの配合量を上
記範囲に限定した理由は、ジルコン量を２５重量係未漫
にすると、スラグパウダーに対する耐蝕性や溶鋼に対す
る濡れ難い性質を十分付与できないばかりか、ジルコン
（ＺｒＳ １０４）の解離成分であるＳｉＯ２の量が少
なくなり、耐スポーリング性の低下をきたす。

一方、ジルコン量が６０重量装置越えると、ジルコン量
が多くなり過ぎ結合強度が低下するからである。

本発明において浸漬ノズル中のジルコニア量を上記範囲
に限定した理由は、ジルコニア量ヲ２５重素置未満にす
ると、スラグパウダーに対する耐蝕性を十分付与できず
、かといってその量が６０重量装置越えると、結合強度
が低下するからである。

本発明において、浸漬ノズル中の黒鉛の配合量を上記範
囲に限定した理由は、黒鉛量を５重装置未満にすると、
耐スポーリング性の改善化及び剥離防止の効果が期待で
きず、一方その量が２０重量装置越えると、浸漬ノズル
の酸化消失劣化が顕在化して耐蝕性が低下し、しかも熱
伝導率が高くなってノズル閉塞を起し易くなるからであ
る。

本発明において浸漬ノズル中のアルミナの配合量を上記
範囲に限定した理由は、アルミナ量を５重装置未満にす
ると、スラグパウダー接触部に十分なノズル保護作用を
有する反応生成膜を形成できず、一方その量が３０重量
装置越えると、耐スポーリング性の低下を招くからであ
る。

本発明において、浸漬ノズル中の金属シリコン配合量を
上記範囲に限定した理由は、金属シリコン量を１重装置
未満にすると、ジルコン、ジルコニア及びアルミナの粒
界の結合性を十分高められず、その結果機械的強度、粒
界の耐蝕性の向上化を達成できない。

かといって、金属シリコン量が１５重量装置越えると、
金属シリコン自体の欠点である浸蝕され易い性質が顕在
化して好ましくない。

この場合、金属シリコンの粒径はジルコン、ジルコニア
及びアルミナの粒界を保護し、かつそれらの結合性を十
分高める観点から、１００メツシユ以下にすることが必
要である。

なお、本発明の鋼の連続鋳造用浸漬ノズルを得るための
方法を一例を示して説明すると、ジルコツ２５〜６０重
装置、ジルコエ装置５〜６０重量係、黒鉛５〜２０重量
係、装置ミナ５〜３０重装置及び１００メツシユ以下の
金属シリコン１〜１５重量係からなる混装置料粉に、た
とえばタールピッチ、フェノールレジン、ポリビニルア
ルコール等の一次結合材を添加して十分ねつ合し、この
ねつ合物をそのまま或いは適当な粒度に造粒し、ラバー
プレス機等で成形して浸漬ノズルとするか、或いはこの
成形体をさらに非酸化性雰囲気中で焼成せしめて浸漬ノ
ズルとするか、いずれかの方法により造られる。

次に本発明の詳細な説明する。

実施例 ジルコン粉３５重装置、ジルコニア粉３５重装置、黒鉛
粉１５重量装置アルミナ粒１０重量係及び１００メツシ
ユ以下の金属シリコン粉５重装置からなる混合原料粉１
００重量部に、フェノールレンジ１５重量部を添加して
十分ねつ合し、これをラバープレス（圧力１０００ｋｇ
／ｆｆ１）にてノズル状に成形した後、この成形体を１
０００℃のＣＯ雰囲気中で還元焼成せしめて鋼の連続鋳
造用浸漬ノズルを得た。

しかして、上記実施例の連続鋳造用浸漬ノズル及びアル
ミナ−黒鉛質の連続鋳造用浸漬ノズル（比較例）を、夫
々容量２５０ ｔｏｎのタンディツシュに連結し、下端
を鋳造鋳型の溶鋼（上面にスラグパウダー浮遊）に浸漬
して連続鋳造を行なった。

その結果、本発明の浸漬ノズル（実施例）はダンディツ
シュ内の溶鋼を全量鋳込んだ後（１チヤージ後）のスラ
グパウダー接触部の溶損率は６．５係であった。

これに対し、従来の浸漬ノズル（比較例）はスラグパウ
ダー接触部の溶損率が１４．５係と２倍以上浸蝕劣化さ
れていた。

また、本発明の浸漬ノズルは連続６チヤージ（約３００
分間）行なっても鋳型上面のスラグパウダーと接触する
部分がほとんど外径浸蝕されず使用に耐えるのに対し、
従来のアルミナ−黒鉛質浸漬ノズルは連続３チヤージ（
約１５０分間）行なった時点で外径が激しく浸蝕されて
使用不可能となった。

さらに、上記実施例及び比較例の浸漬ノズルにおける１
チヤージ鋳込後の非金属介在物付着状態を調べたところ
、本発明の浸漬ノズルはほとんど非金属介在物の付着が
認られなかったのに対し、従来の浸漬ノズルは非金属介
在物の付着量が多くノズル閉塞を起し易い状態であった
。

以上詳述した如く、本発明によれば従来のアルミナ−黒
鉛質浸漬ノズルに比してスラグパウダーに対する耐蝕性
を著しく向上すると共に、ノズル閉塞を阻止して耐用寿
命を著しく延長化でき、もって鋳造作業の簡便化及び鋳
造製品の生産性の向上化を図ることができる等顕著な効
果を有する鋼の連続鋳造用浸漬ノズルを提供できる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 重量割合にて、ジルコン２５〜６０％、ジル：に７
   ２５〜６０宏黒鉛５〜２０係、アルミナ５〜３０係及び
   １００メツシユ以下の金属シリコン１〜１５係からなる
   鋼の連続鋳造用浸漬ノズル。