JPS6240314B2

JPS6240314B2 -

Info

Publication number: JPS6240314B2
Application number: JP52018811A
Authority: JP
Inventors: Kazumi Arakawa; Yoshinobu Tanada; Yukifumi Sakai
Original assignee: Toshiba Ceramics Co Ltd
Current assignee: Coorstek KK
Priority date: 1977-02-23
Filing date: 1977-02-23
Publication date: 1987-08-27
Also published as: JPS53104615A

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は連続鋳造用浸漬ノズルに関し、とく
に耐蝕性、耐スポーリング性にすぐれた連続鋳造
用浸漬ノズルに係るものである。溶鋼の鋳込みに
際して用いられる連続鋳造用浸漬ノズルは、従来
より種々研究されてきておりこれまでも多数の提
案がなされているが、現実に使用されて来たもの
は大別してアルミナ−黒鉛質、黒鉛質、溶融石英
質のものがほとんどであつた。しかしながらアル
ミナ−黒鉛質のノズルは、アルミナを骨格として
いるためその骨格自体は溶融金属上面のスラグパ
ウダーに対しても耐蝕性は優れているが、このア
ルミナの粒界に介在して結合作用を有する黒鉛が
溶融金属に溶け込んだり、酸化腐蝕されてアルミ
ナの粒界が溶損されてノズル自体が局部的に損傷
される結果となり、耐蝕性の点で必ずしも満足す
べきものではなかつた。また黒鉛質のノズルは使
用中金属酸化物と反応して変質層を形成し剥離現
象を生じないという利点はあるものの、熱伝導率
が大きいので溶鋼の温度低下をきたしノズル閉塞
を起すおそれがあつたり、その他酸化消耗による
溶損という欠点が指摘されている。更に溶融石英
質のノズルにおいては溶損が特にいちじるしく、
さらにアルミニウム含有率の高い（0.02〜0.06
％）溶鋼ではアルミナ付着によるノズル閉塞をお
こしやすいなどの欠点が指摘されて来た。こうし
たことから本出願人は先にアルミナ−黒鉛−溶融
シリカの三成分系ノズルを種々開発し、すでにそ
の一部は特許権として確立している。しかしなが
ら本出願人はつづいて従来のアルミナ−黒鉛質の
ノズルに対しても改善を加え、その結果すでに特
にアルミキルド鋼やクロム鋼に対する耐溶損性や
耐スポーリング性を向上させたノズルを「耐スポ
ーリング性鋳造用ノズル」（特願昭49−34861号）
として提案した。こうした本出願人の提案になる
先願発明は、アルミナの耐蝕性、黒鉛の良好な熱
伝導性にもとづく耐スポーリング性に加え、炭化
珪素の配合による耐溶損性を兼備して良好なノズ
ルを提供するが、本発明者らが更に研究してみる
と、上述のノズルにおいて黒鉛の配合比を更に一
層減ずることが可能で、しかもその代替として炭
化珪素を従来になく大巾に大量添加配合すれば、
黒鉛配合比の減少にともなう耐スポーリングの低
下を回避しつつ、すすんで黒鉛の添加量の減少に
もとづくノズルの酸化消耗の欠点が解消されると
いう別の利点の存することが見出されたものであ
る。すなわち、前述した先顔発明における知見に
基づけば、アルミナ−黒鉛系ノズルに対する炭化
珪素配合による改質において、アルミナの配合比
は15〜70％が好適で、とくに黒鉛が15％より少な
いという黒鉛配合による効果が期待出来なくな
り、変質層の形成による剥離現象や耐スポーリン
グ性の低下がみられるとされていたが、別に研究
した結果によれば、これらの問題点は、炭化珪素
の割合をその代替として増大することによつて、
十分にカバー出来て剥離現象や耐スポーリング性
の低下の問題を解消しつつ、更に酸化消耗の少な
いノズルの得られることが見出されたものであ
る。また、本発明者はこのアルミナ−黒鉛質−炭
化珪素のノズルにおいて金属シリコンを添加する
ことによつて結合強度の高く、かつ酸化防止膜が
形成されることも確認し、最終的に本発明を完成
するに至つたものである。すなわちこの発明は重量比でアルミナ50〜90
％、黒鉛５〜15％、炭化珪素20〜40％、金属シリ
コン１〜10％のセラミツク材料からなる連続鋳造
用浸漬ノズルである。以下にこの発明の詳細を説
明する。この発明になる原料配合比は上述のとおりであ
るが、この中アルミナは主に耐蝕性を向上するた
めに配合するものであり、また黒鉛の添加により
熱伝導性が良好になり耐スポーリング性が向上す
る。アルミナの配合比は50％に満たないと十分な
耐蝕性が得られないところから50％以上にするこ
とが必要である。また上限は90％とし、これ以上
にすると溶融金属中の金属酸化物、特にMn、
Fe、Alの酸化物との反応により変質層を生じて
剥離現象を起したり、或いは耐スポーリング性が
低下し好ましくない。更に黒鉛については５〜15
％とするが、この下限以下では黒鉛配合による効
果、すなわち耐蝕性、耐スポーリング性などが十
分期待されず、一方15％を超えるとノズルの酸化
消耗を生じ好ましくない現象を次第に現わして来
る。こうしたことからその発明では黒鉛の配合比
を15％を限度とし、代りに炭化珪素を20〜40％添
加配合する。炭化珪素の配合比が20％に満たない
と黒鉛の配合比を減じたことによる耐溶損性、耐
スポーリング性を十分にカバーしたノズルは得が
たく、また40％を超えると反対に熱伝導率が大き
くなつてノズルの閉塞といつた問題を生ずるおそ
れがある。アルミナ、黒鉛ならびに炭化珪素の配
合比は上述のとおりであるが、この発明において
はこれに更にシリコンを１〜10％の範囲で添加す
る。ここにおけるシリコンは金属シリコン、フエ
ロシリコンなどが用いられるが、これを配合する
ことにより結合強度が著るしく向上するととも
に、黒鉛粒子の表面にシリコンが被覆された状態
を呈して、ここに酸化防止膜が形成され酸化消耗
が一層回避されることになる。ここに配合される
シリコンの配合比は１〜10％とし、これが１％に
未たないと上記効果が十分に期待出来ず、また10
％を超えるとかえつて耐蝕性の低下がみられる。この発明になる浸漬ノズルの組成は以上のとお
りであるが、これを得るための方法の一例を示せ
ば、粒径がそれぞれ30〜40μのアルミナ粉と80〜
30μの黒鉛粉、50〜15μの炭化珪素の粉末、40μ
以下の金属シリコンの粉末を上述した割合で混合
し、この混合原料粉にポリビニールアルコール、
カルボキシメチルセルローズ、フエノールレジン
などの結合剤を添加し、これを所定寸法のゴム型
に充填してラバープレス成形用ゴム型に装填し、
所定時間昇圧して成形し、脱型後、乾燥して焼成
或いは焼成せずして本発明になる浸漬ノズルを得
る。しかして本発明によれば、アルミナ、黒鉛、炭
化珪素を上述した如く特殊な割合で配合し、かつ
これに金属シリコンを添加したものであるから、
アルミナの優れた耐蝕性に加えて、黒鉛の良好な
熱伝導性、耐スポーリング性を黒鉛と炭化珪素の
新規配合割合で達成し、かつ黒鉛の有する酸化消
耗も回避出来、ここに耐蝕性、耐スポーリング
性、耐酸化消耗性を全て兼備した浸漬ノズルの出
現することになつた。また、この発明では更にシ
リコンを配合するものであり、そのため結合強度
の向上と酸化防止膜の形成による耐酸化性の改善
も一層なされ、厳しい条件下での使用にも腐蝕、
溶損、口径閉塞、スポーリング、変質層の形成と
いつた従来の問題を一挙にしかも大巾に解消する
ことになつた。実施例１アルミナ粉60部（以下、部は全て重量部）に黒
鉛粉10部を混合し、さらに炭化珪素粉末25部、金
属シリコン５部を加えてから再び十分混合し、こ
れに生タールピツチ15部を加えて充分ねつ合し
た。つぎにこのねつ合物を所定寸法のゴム型に充
填し、ラバープレス（使用液体グリセリン）に装
填し約８分間で700Kg／cm²まで昇圧してノズルを
成形し、脱型後乾操して焼成した。実施例２アルミナ粉55部、天然黒鉛粉10部、炭化珪素粉
30部、金属シリコン５部を加え、これに更にフエ
ノールレジン20部を加えて十分ねつ合した。この
ねつ合物を所定寸法のゴム型に充填してラバープ
レスに装填し、約10分間で800Kg／cm²まで昇圧し
て成形し、脱型後乾操してから焼成した。実施例３アルミナ70部、天然黒鉛粉８部、炭化珪素粉20
部、フエロシリコン２部を加え、これにポリビニ
ールアルコール20部を加えてねつ合した。このね
つ合物を所定寸法のゴム型に充填してラバープレ
スに装填し約25分間で2000Kg／cm²まで昇圧して成
形し、脱型後乾燥した。以上の実施例１、２、３で得られたノズルは下
表の如き性質を有し、かつ全体的に均一な緻密組
織を有していた。

【表】この浸漬ノズルを鋼の連続鋳造に実際に用いた
ところ、数十トン〜数百トンの鋳造まで可能であ
つた。

Claims

【特許請求の範囲】

１重量比でアルミナ50〜90％、黒鉛５〜15％、
炭化珪素20〜40％、金属シリコン１〜10％のセラ
ミツク材料からなる連続鋳造用浸漬ノズル。