JPS6356352A - 通電発熱ノズル - 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】 産業上の利用分野： 本発明は、連鋳にみるごとき低温鋳造に使用するのに好
適な通電発熱ノズルに係るものである。

発明の背景： 鋳造工程にあっては、各種の炉又は装置の内張耐火物の
寿命延長並びに省エネルギーの面から、最近は低い温度
で鋳造を行なう低温鋳造法が採用されている。また、こ
の低温鋳造は、組織偏析の少い鋳造鋼が得られるので、
連続鋳造法（以丁、連関と称する。）に導入され効果を
挙げている。

しかし、従来の鋳造用ノズルを低温鋳造に使用すると、
溶鋼の凝固又は溶鋼から析出するアルミナの付着等によ
って、ノズル孔の早期閉塞が不−１避でめった。

先行技術・問題点： このような問題点を、ノズル耐火物の組成又は構造面か
ら解決する方策を示すものとして、特公昭５４−８５１
７５号公報にみるように、アルミナと炭素とを主材とし
、シリカ、炭化ケイ素、金属粉等を適亘添加材として使
用するアルミナ−炭素質のものが使用されている。また
、ノズル耐火物の熱伝達による温度低下がやはりノズル
孔閉塞の一因となることに対位する手段として、アルミ
ナ−炭素質ノズル耐火物内に、これら主構成材料に比べ
て熱伝導率が小′δい材質、たとえばシリカ質耐火材金
用いた断熱層を内蔵させた鋳造用ノズルも提案されてい
る。

さらに、特開昭５７−７５２６２〜６号にわたる公報に
開示されるように、ノズル耐火物を抵抗発熱性耐火物又
は良導体耐火物等から形成し、外部電源から抵抗発熱性
耐火物に通電し発熱させ、ノズル耐火物自体金一定温度
に保持することにより、ノズル孔内での溶鋼の凝固全防
止することも提案されている。

しかし、ノズル耐火物の組成又は構造面から配慮したも
のは、溶鋼から析出するアルミナの付着又は溶鋼の凝着
によるノズル孔の閉塞防止に効果がめるが、成る程度以
下の低温になると耐スポーリング性及び耐溶損性は保つ
ことはでき−Ｃもノズル孔の閉基傾向は避けられなかつ
７’Ｃ。

また、ノズル耐火物自体全ジュール熱で〃０熱する場合
には、ノズル耐火物の製造時に耐火物内に線又はロッド
のごとき導電金属部或いは接成層子金子め埋設しておく
ことが困難である等の問題がめる。そして、ノズル耐火
物は下部を溶鋼中に浸漬して使用さルることか多いため
、ノズル下端部域に外部電源との接続個所を設けること
ができないので、ノズル耐火物の上下１から又は下端部
域のみから給電することはできない。ヤむなく、接続個
所をノズル上端部域に限ると供給した電力は互に対位す
る接続個所間でバイパスし、電流が抵抗発熱部に達しな
いのでノズル車体を加熱できないＯ 発明の課題・目的： 本発明は上記のような問題点を解決するためになされた
もので、外部電源からの通電により発熱する通電発熱ノ
ズルにおいて、ノズル耐火物の上部のみから通電するに
も拘らず、対位する電極接続個所間での電流のバイパス
金主ぜず、有効な発熱音生ずる導電性耐火材組成部に電
流が通ずるノズル耐火物の提供金目的としている。そし
て、耐火物に固有の表面に通電のための電極を、接触抵
抗が可及的に小となるように接続する手段も併せ提供す
るのが今一つの目的である。

発明の構成・作用： 本発明の通電発熱ノズル（１）は、図に示すごとく下部
を溶鋼に浸漬して使用するときに、所要の機能を来すよ
うに、外部電源からのリード線が接続される圧着電極（
５）を上部に配設してろる。そして、これらの圧着成極
（５）から導通される電流が、互に対位する両極間をバ
イパスすることがないように、縄抵抗性耐火物（ロ）及
び絶縁性耐火物＠を抵抗発熱性耐火物α１又はσずと組
合せて介在させ、電流コース（７）が迂回して各部が均
一に発熱する構成となっている。

耐火物は、その耐火材料中にカーボン質材料を配合する
ことにより導電性全付与できることは周知である。本発
明では、所要の電流値をもつ通電により発熱する抵抗発
熱性耐火材、高抵抗値をもち殆んど電流をとおさない高
抵抗性耐火材並びに電流をとおさない絶縁性耐火材を、
アルミナ、ジルコニア、マグネシア等の材料と配合する
炭素量により制御した。

すなわち、耐火物材料中に含有されるカーボン址と得ら
れる耐火物の電気抵抗値とはほぼ反比例する。アルミナ
、ジルコニア、マグネシア等の耐火物骨材の種類及びグ
ラファイト、カーボン心極粉、炭化ケイ素等のカーボン
の種類、或いはその組合わせにより、第１図に示すよう
に、カーボン配合比（＊１　％　）に対応する固有抵抗
値は曲ｄｉＡとＢとに挾まれる範囲内の数値となる。そ
して、カーボン量１０ｗｔチ以下の配合で得られる耐火
物は高抵抗性耐火物となり、カーボンＪｉｉ　２０　ｗ
ｔ％　以上の配合をもつ耐火物は流れる電流により抵抗
発熱性耐火物となることが実験の結果確認された。従っ
て、たとえば浸漬ノズルのごときノズル耐火物を、適当
な耐火物骨材に、第１図に示される量比のカーボン質材
料を配合した組成部の組合せにより形成することにより
、所要のコースに電流全通すことが可能となり、当然に
必要部域を発熱、加熱することができる。

実施例： 次に本発明の１実施例を図面に基づき説明する。第２図
に示すのは浸漬ノズルに適用した例で、通電発熱ノズル
（１）は上部口（２）及び溶鋼流出口（３）を持ち、上
部は下ノズル（図示省略。）に接合し、下部は溶鋼中に
浸漬している。

この通電発熱ノズル（１）は第２図又は第８図に示すよ
うに、ノズル本体を基本的に、抵抗発熱性耐火物αｑ及
びσＱの内外２層構造とし、ノズル本体の１の直径各端
の角度位置に限り、上部口（２）から溶鋼流出口（３）
上方に至る適宜巾の部分を内面から外面にわたって絶縁
性耐火物（６）（６）としである。さらに、各絶縁性耐
火物の両側の一定巾区域に限って外層の耐火物のみ金高
抵抗性耐火物（ｌＬｌ）ｌ、Ｉ］）に置換しである。こ
の区域は、それぞれ絶縁性耐火物（２）を挾んで外周の
１／４〜１／６程度が好ましい。このようにすれば、抵
抗発熱性耐火物叫α０′が絶縁性耐火物ｕａａａｉ挾ん
で対面し、且つ絶縁性耐火物（２）及び高抵抗性耐火物
（ロ）が存在しないノズル下端付近では１体化してｐす
、電気的に接続さ几ている。

特に、外層の耐火物に上記態様の高抵抗性耐火物αＯか
らなる区域を設けた本発明では、電流コース（７）は主
として内層の抵抗発熱性耐火物（１０’を流れることと
なり、ノズル孔周囲部の発熱着の増大と蓄熱に有効であ
る。そして、溶鋼の温度低下を防止する効果が一層顕著
となる。

内周の抵抗発熱性耐火物σｑはマグネシア−グラファイ
ト系耐火物で、組成はマグネシアが６５ｗｔ％、グラフ
ァイトが８５ｗｔ％　　でおる。

外周の抵抗発熱性耐火物ＧＯはアルミナ−グラファイト
系耐火物で、組成はアルミナが４８　ｗｔ　％　、グラ
ファイトが８０ｗｔ％　、シリカが１５ｗｔ％、その他
７ｗｔ％である。又、外周の抵抗発熱性耐火物叫のうち
、パウダーライン（４）に接する部域はジルコニア−グ
ラファイト系耐火物で、組成はジルコニアが’１５ｗｔ
％、グラファイトが２０ｗｔ％　、その他５ｗｔ％であ
る。このパウダーラインに設置したジルコニア−グラフ
ァイト系耐火物は、パウダーに対し、通常のアルミナ−
グラファイト系耐火物よりも耐用性が高く、ノズル寿命
に貢献する。

高抵抗性耐火物σηはアルミナ−微量グラファイト系耐
火物で、組成はアルミナが７０〜７５ｗｔ％グラファイ
トが１０〜５ｗｔ％、シリカが１５ｗｔ％、その他５ｗ
ｔ％である。

このように各部全特定の耐火物組成とした通電発熱ノズ
ル（１）に給電する圧着電極（５）　ｔ−、外周の抵抗
発熱性耐火物σｑの上端付近の対位する位置にそれぞＪ
ｔ取付け、リード線（６）ヲ介して外部電源に接続した
。ノズル外周面に圧着電極（５）を収付けるには、取付
部全中心にカーボン座を介して銅電極金、流体圧を利用
する等して圧接した。この場合耐火物とカーボン座との
間にカーボンペーパーを挿入してもよい。適宜厚さのカ
ーボンペーパー全挿入することは、ノズル耐火物表面の
微細す凹凸を平準化し、圧着電極取付部近傍の平滑加工
全不要とし、接触抵抗を軽減するので有効である。

発明の効果： 以上のごとく構成される通電発熱ノズルは、外部から２
５Ｖで８０００〜８６００　Ａの電力を供給したところ
、３０分間でノズル耐火物は１５００”Ｃに昇温した。

又、供給電力が５０　Ｖで２００ＯＡの場合は１５分間
で１５００”Ｃに達した。いずれの場合もノズルの各部
、特にノズル孔の周回部分は均等に加熱された。

また、この通電発熱−ｅ　２５　Ｖ、　８０００Ａの電
力供給下で実機テストした結果では、ノズルの温度は通
過、容素温度より６〜８°Ｃ程度の低下に止めることが
でき、金属の凝固又はアルミナの析出等に起因する閉塞
は生じなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明ノズルにおけるカーボン質材量の配合比
率と耐火物のシス抵抗との関係を示すグラフ、第２図は
本発明の１実施例の縦断面図、第３図は第２図の■−■
視横視向断面図る。 （１）・・・通電発熱ノズル　（２）・・・上部口（３
）・・・８ｍ流出口　　　（４）・・・パウダーライン
（５）・・・圧着電極　　　　（６）・・・リード線（
７）・・・電流コース　　　叫αｑ・・・抵抗発熱性耐
火物（６）・・・高抵抗性耐火物　（６）・・・絶縁性
耐火物出　願　人　　　播磨耐火煉瓦株式会社力−λζ
ン配＋上６Ｃｗｔ％）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　上部に上部口、下部に溶鋼流出口をもつたノズル耐
   火物において、 ノズル本体を基本的に内外２層の抵抗発熱 性耐火物により形成し、ノズル本体の１の直径各端の角
   度位置に限り、上部口から溶鋼流出口上方に至る適宜巾
   の内面から外面にわたる部分を絶縁性耐火物とし、さら
   に各絶縁性耐火物の両側の一定巾区域に限つて外層の耐
   火物を高抵抗性耐火物に置換したものであつて、外周の
   耐火物のうち抵抗発熱性耐火物の各上部端寄りの互に対
   位する個所に圧着電極を配設した構造を特徴とする通電
   発熱ノズル。 ２　抵抗発熱性耐火物及び高抵抗性耐火物の各電気抵抗
   値を、耐火物骨材に配合するカーボン質材料の配合比率
   により制御するようにした特許請求の範囲第１項記載の
   通電発熱ノズル。