JP2012210647A - 連続鋳造用浸漬ノズルおよびこれを用いた連続鋳造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】スピネルグラファイト耐火物を少なくとも内面に配した連続鋳造用浸漬ノズルであって、前記スピネルグラファイト耐火物が、mass%で、C:11〜45%、MgO:6〜25%、Al2O3:40〜80%およびCaO:1〜7%を含有することを特徴とする連続鋳造用浸漬ノズル。前記連続鋳造用浸漬ノズルを用いて鋳型に溶融金属を注入する鋳片の連続鋳造方法であって、前記連続鋳造用浸漬ノズルに電極を設け、前記スピネルグラファイト耐火物を通じて溶融金属に通電しながら鋳造することを特徴とする連続鋳造方法。前記スピネルグラファイト耐火物を陰極とし、前記溶融金属内に陽極となる対極を浸漬し、通電時の平均電流密度を1〜30mA/cm2とすることが好ましい。
【選択図】図2
Description
1.結晶構造が、アルミナのコランダム構造とは異なること。
2.溶鋼との濡れ性が、アルミナよりも優れていること。
3.十分に高融点であること。
4.熱膨張率がマグネシアより小さく、好ましくはアルミナと同程度であること。
5.微量のCaOを含有することによって連続鋳造時に低融点の液相が生じること。
6.工業的に容易に入手できること。
ここで、融点に関し、「低融点」とは約1700℃以下であることをいい、「高融点」とは約1900℃以上であることをいう。また、CaOの含有について「微量」とは、含有率が約5質量%以下であることをいう。
本発明の連続鋳造用浸漬ノズルは、スピネルグラファイト耐火物を少なくとも内面に配し、前記スピネルグラファイト耐火物が、C:11〜45%、MgO:6〜25%、Al2O3:40〜80%、CaO:1〜7%を含有することを特徴とする。スピネルグラファイト耐火物を浸漬ノズルの少なくとも内面に配するとは、浸漬ノズルの内面の溶鋼と接する部分に配置することを意味する。このようにスピネルグラファイト耐火物を配置した例を後述する図1(a)に示す。このようにスピネルグラファイト耐火物を配することにより、浸漬ノズルの内面へのアルミナ介在物の付着の抑制効果を得ることができる。
C:11〜45%
グラファイトの主成分であるC(カーボン)の含有率が11%未満であると、スピネルグラファイトが熱衝撃に弱くなる。また、45%を超えるとスピネルグラファイトが酸化や侵食に弱くなる。そのため、C含有率は11〜45%と規定した。Cの含有率は、15〜40%が好ましい。
Al2O3含有率とのバランスにもよるものの、MgO含有率が6%未満であると、スピネルグラファイトの組成がコランダム相領域との境界に近づき、安定したスピネルを維持することが困難となる。さらに、MgO含有率が過度に低いと、スピネルの有する優れた耐食性が損なわれる。逆に、MgO含有率が25%を超えると、スピネルグラファイトが熱衝撃に弱くなる。そのため、MgO含有率は6〜25%と規定した。MgO含有率は8〜20%が好ましい。
CaO含有率が1%以上の場合には、CaOによって浸漬ノズル内面の溶鋼と接する部分に平滑で緻密な半溶融耐火物の層が形成される。CaO含有率が1%未満であると、この効果が得られない。逆にCaO含有率が7%を超えると、耐食性の悪化が顕著に生じる。そのため、CaO含有率は1〜7%と規定した。CaO含有率は2〜5%が好ましい。
Al2O3は、MgOとともにスピネルの構成要素であり、かつ本発明の浸漬ノズルに用いられるスピネルグラファイトの主成分である。Al2O3含有率が40%未満であると、相対的にもう一方のスピネル構成要素であるMgOの含有率が高くなりすぎるため、スピネルグラファイトの組成がMgO相領域との境界に近づき、安定したスピネルを維持することが困難となる。そのため、Al2O3含有率は40〜80%と規定した。Al2O3含有率は、51〜70%が好ましい。
安定したスピネルを維持する観点から、スピネルグラファイトに含有されるMgOとAl2O3は、質量比でMgO/Al2O3が0.10〜0.65を満たすことが好ましい。
図1は、本発明の連続鋳造方法を適用できる連続鋳造装置の概略を示す図である。
連続鋳造試験には、前記図1に示す構成の連続鋳造装置を使用した。鋳型は、厚さが0.3m、幅が1.2〜1.6mのものを使用した。試験には、組成がC:0.05%、Si:0.01%、sol.Al:0.05%であるアルミキルド低炭素鋼を1200t使用し、鋳造速度は非定常部を除いて2m/minとした。
表2には、試験条件と併せて、評価項目として浸漬ノズル内面への付着物の平均厚さを示す。付着物の厚さは、1200tの溶鋼が連続して通過した後の浸漬ノズルにおいて測定した。付着物の厚さの測定範囲は、前記図1(a)に示す、浸漬ノズルの上端から620mmまでの区間とし、この範囲での厚さの平均値を付着物の平均厚さとして算出した。
5:スライディングゲート、 6:浸漬ノズル、 7:電極、 8:対極、
9a:ケーブル、 9b:ケーブル、 10:電源装置、 11:絶縁用耐火物、
12:絶縁用耐火物、 13:吐出口、 14:鋳型、 15:凝固殻、 16:鋳片、
17:モールドパウダー
Claims (3)
- スピネルグラファイト耐火物を少なくとも内面に配した連続鋳造用浸漬ノズルであって、
前記スピネルグラファイト耐火物が、mass%で、C:11〜45%、MgO:6〜25%、Al2O3:40〜80%およびCaO:1〜7%を含有することを特徴とする連続鋳造用浸漬ノズル。 - 請求項1に記載の連続鋳造用浸漬ノズルを用いて鋳型に溶融金属を注入する鋳片の連続鋳造方法であって、
前記連続鋳造用浸漬ノズルに電極を設け、前記スピネルグラファイト耐火物を通じて溶融金属に通電しながら鋳造することを特徴とする連続鋳造方法。 - 前記スピネルグラファイト耐火物を陰極とし、前記溶融金属内に陽極となる対極を浸漬し、通電時の平均電流密度を1〜30mA/cm2とすることを特徴とする請求項2に記載の連続鋳造方法。
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