JPS6167548A - 連続鋳造用浸漬ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 虐膚上の列用分野： 本発明は溶融金属、峙に鋼の連続鋳造に使用されるに際
し、効果的に閉塞を防止し唾時間の継続使用全可能とし
た浸漬ノズルに係るものである。

従来技術： 浸漬ノズルの材質としては、従来、アルミナ−黒鉛質が
多用さルでいるが、アルミキルド鋼、アルミ−シリコン
ギルド鋼の鋳造の際、脱酸生成勿であるアルミナがノズ
ル孔内＃、ｌこ付着・肥厚して、ノズル孔の狭搾或いは
閉４現象を生じ、連鋳作業の中断さらに嫡′￥：なノズ
ル父侠が余儀なくされる等、生産性の低下及び鋼品質の
低下を招きがちであつ友。

そこで、ノズル閉基の防止手段として、一般にスライデ
ィングノズル上部に装Ｊされる上部ノズルから不活性ガ
スを吹込む方法が採用され一通９の目的乏達しているが
、上部ノズル７７）ら吹込まれたガスは浸漬ノ、ズル内
を通過「る際に、ノズル中央部に４中する１頃向があっ
て、浸漬ノズル段階ではその効果が減少すゐため、より
安定な操業を図るシこは浸漬ノズル目体からのガス吹込
みも併用する必璧が生じていた。

、浸漬ノズルからのガス吹込手段として、−１、たとえ
ば、時開昭５２−１９１１７号又は、ｆｊ開昭５２−２
６３１７号により開示されているようＶＣ１４種の方策
が報告されているが、主に使用されているのは第２図に
示すような浸漬ノズル（１γの下部ノズル（図示せず）
との接合面にポーラス耐火物（２）全装着し、ガス導入
管（３）を経て不活性ガス全吹込む方法又は第３図に示
すような浸漬ノズル（１γの孔内面にポーラス耐火＊　
（２）を装着し、それを包囲するスリット（５）を形成
しこれをガス°値として連通ずるガス導入管（３）を経
て不活性ガス金吹込む方法等である。なお、（６）は高
調の吐出口、（４）はモールド面である。しかし、これ
らの現用手段のうち、第２図に示す例のものは上部ノズ
ルからのガス吹込方法と酷似した結果となり、最も付着
量の多い浸漬ノズル（ｌγの吐出−４（６）での付着防
止幼果が少なく、又、第３図に示す列では第２図に示す
方法より若干付着防止効果の向上が認められるが、第３
図の例にあってはスリット（５）の下端・と、吐出部（
６）との１１３１及び吐出部（６）近傍に、なお、多く
のアルミナ付着が認められ、さらに酸素洗浄時にスリッ
ト（５）部が溶損され易くて耐用性が低く、その上浸漬
ノズル自体構漬的／Ｃ也装元生が多かったつである。

発明の目的： 本発明は斯かる現況に鑑み、脱酸生成吻の付着全効果的
に防止すると共に吋用件ンＣすぐれた浸漬ノズル全提案
せんとしてなさ、またもＤで、具体的には吏用原料とし
て球形又は球形ｌこ近いいわゆる球状粒子を用いること
によってＩｌ′を食性、耐スポール性金向上せしめると
共に、球状粒子使用によシもたらされる特性ともって（
ｉｔＪｔノズル全体ヲポーラス質４漬ノズルとし、ノズ
ル狭搾又は閉塞を防止し得る浸漬ノズルの提供と目的と
している。

発明の構成： 以下本発明の構成を図面に基き説明する。本発明は、ア
ルミナ、ジルコニア、ジルコン、マグネシア等の酸化物
原料の１種又？−１２ａ以上からなる球状耐火材料を用
いることにより、耐火物自体すぐれたー住金確呆すると
共に所要のガス透過性を有する浸漬ノズルでめり、球状
耐火材料を用いる目的は、 げン　通気性が向上する、 （ロ）　耐食性が向上する、 （ハ）組織、構造並びに強度的に耐スポール性が向上す
る、 ０３点に集約される。

第４図は横軸に（見掛気孔率）×（細孔径）２をとり縦
軸に通気率をとって、球状粒子と非球形粒子金剛いた場
合の通気性の差を示したグラフである。第５図は回転浸
食法による溶損量と（見掛気孔率）×（細孔径）の関係
を示したグラフである。

第４図の結果からは、（見掛気孔率）×（細孔匝）の値
が同じであれば球状粒子を用いた方が通気性がよく、さ
らに第５図の結果を併せみｆ’Ｌｄ通気性が同じであれ
ば（見掛気孔率）×（細孔率）の値は球状粒子を用いた
万が小さくなり、そして・耐食性が同上することがわか
る。

また、球状粒子を用いると流動性がよくなり、ノズルふ
位置での物性が均一になり、構造的にも同一材質の均分
布であるため耐スポール性が向上する。

本発明者らは、物性の不均一性は耐スポール性の低下に
つながり、又、圧縮強度Ｃ３５０〜７５０＆Ｌにｊに設
定すれば耐スポール性が最もよいことを確認している。

すなわら、球状粒子を用いて均一構造とし、且つ圧縮強
度のコントロールにより耐スポール性を向上ぜせること
がでさるのであり、流動性に富む（状位子を用いて組織
的、構造的及び７釜度的にｒｄｊｌ性、耐スポール性を
向上さ亡、さらに、ガス吹込によりｒａ　Ａの浸透が抑
止され耐食性は一１１向上する。これらの点は、従来の
アルミナ−黒鉛成受漬ノズルが、カーボンの溶鋼濡れは
及び熱伝導率によって耐食性及び耐スポール性の向上を
図っていたのと本質的ＶＣ相違する。

球状粒子の材イは、アルミナ、ジルコニア、ジルコン、
マグネシア等の麦化物であるが、最も耐食性にすぐれて
いるのはマグネシア實、ジルコニア質であり、耐スポー
ル性にすぐれているのはジルコンＡ１アルミナばである
。また、ジルコン−アルミナ、ジルコニア−マグネシア
、ジルコニア−マグネシア−アルミナ或いはマグネンア
ーアルミナ等の組合せ原料をそれぞれ球状１ヒし、それ
らを用いて耐食性、耐スポール性を−；−同上させるこ
とができるのは本礒明の有利な点である。

本発明は上記のような球状粒子を用いて耐火物としての
特性を改善すると共に、浸漬ノズル全体をガス透過”Ｔ
　＝１な均−組礒としてガス次込面全溶鋼凄咄部域全体
に及ぼしたため、従来例にみるごとく一部分からのガス
吹込みによるノズル閉基防止効果の不充分或いは４造の
＋１．雑化による耐用性の低下等ｔｌ−解消し得たので
ある。

第１図に示すのは、上記のように構成される本発明の浸
漬ノズル（１）の１具体例である。すなわち、浸漬ノズ
ル１ｉ：本？球状耐火材を用いて多孔質耐火切に形成し
、鉄皮又は通常の耐火物よりなるケーシング（７）でほ
ぼ上半Ｊｔ包囲してガス溜室（８）をつくりだすと共に
、ケーシング（７）にガス導入＃（３）を連結しガス１
室（８）１こ不活性！ｊスを圧入できるようにする。そ
して、／ｆス＋ｉ　’ｊｉ　（８）Ｄ下端縁からモール
ド面（４）にほぼ達するまでの部域には気密性のシール
Ｒｊ（９）を設けるのである。このシール層（９）は、
浸漬ノズル本体）２形凌、同材質の微粉モルタル分塗布
しこれｅ［成することにより容易に付設できる。

斯くすることにより、本発明の＆ｔＲノズル（１）はケ
ーシング（７）？加減してガス留猷（８）の長さ全調整
することによって、ガス吹込状態を広範囲にしかも所望
のごとく行なうことができ、浸漬ノズル（１）内孔周壁
面及びモールド面（４）のスラグラインを含めた下部領
域（５）の外表面からもガスが吐出されるために、ノズ
ル閉塞防止のみならず、スラグラインの耐食性が向上し
、さらにモールド面（４）を吐出不活性ガスが覆うため
溶屑の酸化防止に貢献する。

本発明で、ガス透過性のノズル本体形成に用いる球状粒
子の大きさは３Ｗｊ以下、霞ましくけ２Ｈ以下がよい。

最大粒子径を限定する理由は、最大粒子径が大きくなる
に随って、ノズル耐火勿の細孔径、気孔率は犬となるが
、単位体積当りの粒子泪互の接触点が減少し、組織が尤
弱化した強度の低いノズル行火物となるからであるＯ また、均一な組織体を得る丸めには、球状粒子の含有量
が多く、しかも粒度分布が狭い程よい。ノズル耐火物用
原料の全配合中に占める球状粒子、す９１［合は、１０
〜９５ｗｔ％　で、望ましくは５０〜９Ｑ　ｗｔチでち
る。

本発明で用いる各種よ状粒子は、たとえば市販で又は粉
砕して得られる約１００μ以下の微粉末を、苦汁、パル
プ廃液、フラン樹脂序の無機又は有機の液体バインダー
を加え回転式ミキサー等で混練し、転動式造粒機を用い
て球状に造粒し乾燥後約１７００°Ｃ以上の高温で焼成
したもので、ノズル製造時の混練成いは成形圧力で破壊
しない程度の強度き備えているものである。

このような球状粒子とその他の添加材、たとえば微粉ア
ルミナ、粘土、酸化クロム、ジルコニア、ジルコン又は
マグネシア等の各粉末材料とを充分混合し、フェノール
樹脂、バルブ廃液等のバインダーを添加してフレットミ
ル、回転式ミキサー等を用いて混練する。然る後、浸漬
ノズル形状にラバー成形又は振動成形し、乾燥後約１７
００°Ｃで焼成して本発明の浸漬ノズル本体が得られる
。

ちなみに、従来の浸漬ノズルはラバー成形された後、切
削加工されるのが通例で、加工費及び切削Ｉ４となる材
料のロスの原価への魂ねｇ　リ等コスト的にも問題があ
ったが、本光明品であれば鋳込成形も可能であり、仕上
加工の必要がないことも生産性の向上に寄与している。

実施例１： アルミナとしての純度９９．５％以上のアルミナ球状粒
子、市販の在来の尭結アルミナ及び粘土を第１表に示す
ような割合で配合しフェノール樹脂を添加してフレット
ミルで充５＋混練した後、ラバープレスで第１図に例示
する浸漬ノズル形状に成形し、シール層が付設される部
分にば、平均粒径５０μ以下の微粉末アルミナ金水で混
線して得られた混合吻を塗布し、加熱ｉ燥後約１７ＱＯ
”Ｃで焼成した・灸、ケーシングを設けυｌばノズルを
＋尋た。

また、これと井桁して従来使用されているアルミナ−カ
ーボン質の浸漬ノズル全比較測当１とし、耐食性及び耐
スポール性の比較試料とした。このアルミナ−カーボン
誓没漬ノズルは焼結アルミナに解砕造程した後ピッチ扮
全用いて卯熱混練したものをラバー成形し、乾燥凌コー
・クスブリーズ中で１０ｆ、ｌ　Ｏ°ＣＸ５時間の還元
・焼成したものである。

耐食性及び耐スポール性試験は、比較例、本発明ψり共
に吐出部を含むノズル下端部をサンプリング個所として
５０　Ｘ　５０　Ｘ　５０１ｆｆのテストピースを複改
個切出し、耐食性については扁・４波誘導戸による１６
００°Ｃの＠鋼中に５０分間浸漬し、溶損寸法を測定し
て比較例歯１のものを１００とする指数で示し、又、・
けスポール性については、開局波誘導・炉による１６０
０℃の溶鋼中に３０分間浸漬し次゛ハで強ｉｈ＋＋空令
する一連の・；ψ”Ｆ−を反１　）、、亀裂発生までの
回数を４べた。又その１山の侍性＋−１通常の試験法に
よった。切較＝１及び本発明列の１２７性４は特性の測
定借果・′は第１夫に併せ示すとおりである。

４１表のＮｒＬ２〜８．−ｉアルミナ球状・′ｌ子賞有
・【ｔテ（化させｔ場せ′Ｉ）物（生又は特性の４向を
示し庭もので、球状種子を用いて通気性をけ与している
。・こも拘らず従・鰻品と大差のない結果が得らルてい
る。すなわち、＋Ｉｔ灸佳は従来品（Ｉｉへ１）Ｋ較べ
ると符干劣る結果となっているが、実操業ではアルゴン
ガス等のガス吹込が行なわれるたり浴室の浸透が防止き
れるので、従東品同等の、耐食性が期待できる。、耐ス
ポール性については、＄発明品の見掛気孔率が従来品（
Ｉ、＋α１）に２咬ぺて高いこと、並びだ強度も向上し
ているためンζ、通気性と考慮していない従来品と大差
のない・吉果が得られたのであり、精確、Ｃみて若干劣
っているのは本発明品（ではカーボンが言有されていな
いからであると刺青される。

また、アルミナ球状粒子の含有ｂｔが１０ｗｔ％以下と
低い場合には組織に不均一性が生ずること、ｊ・４ＶＣ
アルミナ球状粒子の８　’４ｆ　ｌｆｔが９５ｗｔ’Ｚ
以上と多い場合には強度低下が４しく、耐スポール１十
も（氏上している。

以上のような第１表の結果から推察して、アルミナ球状
粒子の含有量は１０〜９５　ｗｔ　％がス４当となる。

゛ガ施例２： 実施例１の結果より、本発明例に耐食性、耐スポール性
の点で検討の余地があることが看取されたので、そルら
を改善したのが本実悔例である。

本実施例では、実施例１の配付に、ざらに酸比クロム、
ジルコン、ジルコニア、溶融石英を添加しり処した。配
合側合は真２表に示すとおりで已・ｒｔノズル本本は実
施１タリ１と同様にしてｍたＯ 耐スポール性については、さらに微視的に評ｌｌｌ１す
るため（′こ、実市１３１１１と同じくノズル下端部、
特にノズル底部に、予め温度調整さ７したガスバーナー
畑を投射して液部を１６５ｔ）Ｃに保ち、亀裂発生まで
の時間（沙ｌ７ｉ）を測定した。耐食性の評価は実施列
１と同様に行なって、イ４られた４測定値は第２表に併
せ示した。

第２表（（示さｆｌ、１結果より、鏝比りロム文びジル
コニアの添加により耐食性を、ジルコン、溶融石英及び
ジルコニアの個別により耐スポール性を向上させること
ができ、従来品隘１に近い耐用特性を（祥ることかでさ
る。又、隘２１又・よ陽２２のごとくこれらの微粉末金
徂せせ添加することにより相乗効果が得らｔ′Ｌ、４！
ｆ性向上が期待される。ここに、嘴化クロム又はジルコ
ニア株加による耐食性同上り浴１−に対する濡れ難さを
もたらすためであり、ジルコン又は浴融石英重加による
耐スポール性の向上は５ｉ０２　　とアルミナとの反応
により低融蟻物が生成するためであり、同じくジルコニ
アの幼果は転移によるごクコクラック生起がもたらす暖
ｆｌｉ作用のたのでめる。

なお、上記゛「８士スポール性のλ１比ＶＣｈ−ける値
１の亀裂宅生迄の秒数は２５５秒、同じく４α６のｌｆ
Ｌ裂兄生迄、）秒数は１８０秒でちった。

実施ｔｌｌ　３　： この実施列は浸漬ノズル本体の形成手段の影＃を調べた
ものである。

ｖｔ来品の浸漬ノズルはラバー成形され、寸元焼成後に
切削加工さルるのが通しリで、ちるが、その加工工程を
省くために行なったのが本厖明例Ｎα２３〜２６である
。すなわち、第３表に示す配合Ｉ合に解こう剤としてポ
リアクリルｔＶソーダを各別し、振動鋳込み成形し、乾
燥後約１７０ｒｌ’Ｃでｃｋ説し７ζものであり、特性
の測定方法は実施例２と同様）二行ない、その結果を第
３表に併せ示した。

第３表の結果より従来品より若干劣るが、充分使用に耐
える特性が得られ、工程省；洛の効果は評価できる。な
２、一般に浸漬ノズルに関与するガス址はポーラスプラ
グ等より少な１ハため通気ぷの値としては充分である。

実ｂ１例４： この実施例は１球状粒子の材質としてアルミナ質の他に
マグネシア」、アルミナ−ジルコン質球犬粒子、マグネ
シア−ジルコニアＰｉ　ｒ；ｉ　状収子等を使用し、を
場合の例である。用いるアルミナ−ジルコン・ぺ球状粒
子はアルミナ８０＼ｖｔチ、ジルコン２Ｑｖｔチからな
る１成のものを球状に直ａｌし、１７５０’Ｃで・ｊ焼
成したもの、又マグネシア−ジルコニア質球状粒子はマ
グネシア９Ｑ、ｖｔ％、ジルコニア１０ｆｔ％からなる
＋Ｈ、ｙ’２のものｔ１７５Ｆｃで′児或したものであ
る。ノズル本体の製造は第４樅に示す配合割合で実施例
１と同様に行ない、（与られる持重は実施列２と同様の
方法で【１す定し活°襲を第４表に併せ示した。

これらの漬呆から、各球状粒子７ｉそ１ぞれの材質の特
質全セかし、アルミナ−ジルコンを質の使用は耐スポー
ル性が安来される場合に、マグネジアイの使用は耐食性
が＋４衣さｎる場合に、又、マグネシア−ジルコニア環
の使用は、耐スポール性１．叶食性が安来される場合に
使用して好結果が得られる。

第３表　配合割合（ｗｔ％）及び得られる曲状第４表　
配合割合（ｗｔ４）及びｌｌられる性状

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実Ｍへ例の４所説間図１．■２図及
び第３図・・ま在来の浸漬ノズル例の縦：析説明図、第
４図は球状粒子と非球状状を用いたときの通気性の差を
表すグラフ、第５図は同じく溶偵（千の差と模すグラフ
でもる。 １．１１　（１）’・・７夛０（ノズル　　（２）・・
・ポーラス面十火ξ勿（３）・・・ガス４人１ｇ　　　
　（４１・・モールド面（５〕　・・・　ス　リ　ノ　
　ト　　　　　　　　　　　　（６）　・・・　４〔ヒ
　出　部（７）・・・クーシング　　　（８）・・・ガ
ス溜木（９ン・・シール督 第１図 場 コ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 酸化物原料の球状粒子を１０〜９５ｗｔ％含有する耐火
   物材料にて形成されたノズル本体の、上半部にはノズル
   本体外周を包囲するガス溜室を設け、下半部には上記ガ
   ス溜室のド縁周に上端が連接すると共に下端がモールド
   面近傍に達するシール層を設けた構造であつて、ガス溜
   室に連結するガス導入管から吹込まれた不活性ガスがノ
   ズル孔内周面全域、ノズル下端部並びにシール層より下
   方のノズル外周面より噴出可能な構成としたことを特徴
   とする連続鋳造用浸漬ノズル。