JP2689205B2

JP2689205B2 - 目地用成形体

Info

Publication number: JP2689205B2
Application number: JP4301951A
Authority: JP
Inventors: 始笠原; 洋一横山; 辰雄岡田
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1992-11-12
Filing date: 1992-11-12
Publication date: 1997-12-10
Anticipated expiration: 2012-12-10
Also published as: JPH06142859A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ノズル耐火物と羽口耐
火物との間に介装されて目地を形成し、ノズル耐火物を
羽口耐火物に接合可能な目地用成形体に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】鋼の連続鋳造操業に用いるノズル耐火物
としては、ロングノズルおよび浸漬ノズルがあり、ここ
では浸漬ノズルについて説明する。すなわち、浸漬ノズ
ルは、タンディッシュからモールドへ溶鋼を供給するた
めに両者を連結するものであり、タンディッシュの羽口
内に挿入される。この羽口と浸漬ノズルとの間には、溶
鋼が侵入して湯もれ等の事故を防ぐために目地材が充填
されている。通常、このような目地材は水練りしたモル
タルより構成され、このモルタルを手等で浸漬ノズルの
羽口接合部に所定の厚みに塗り付け、この浸漬ノズルを
羽口内に挿入した後にタンディッシュおよび浸漬ノズル
を所定温度まで予熱することによって目地を形成する。
この目地によりタンディッシュと浸漬ノズルとは接合さ
れる。

【０００３】なお、連続鋳造操業において、タンディッ
シュ〜浸漬ノズル〜モールド間は溶鋼が固化して鋼片と
なる最終プロセスであるため溶鋼の汚染防止が重要であ
り、タンディッシュと浸漬ノズルとは一体として使用さ
れ、通常同一鋼種が続く５〜１０チャージの連続鋳造を
行った後、鋼種の変更とともに廃棄されている。しかし
ながら、鋼種変更の都度タンディッシュおよび浸漬ノズ
ルを廃棄交換することはコスト上好ましくなく、タンデ
ィッシュのライニング材の改良やタンディッシュ内の残
湯やスラグの除去方法の改善等により、タンディッシュ
の連続使用が検討されている。

【０００４】しかしながら、タンディッシュの寿命が約
１００チャージであるのに対して浸漬ノズルの寿命は短
く、５〜１０チャージで浸漬ノズルを交換する必要があ
る。この浸漬ノズルの交換は省エネルギー化，操業時間
の短縮等の観点から熱間で行うことが好ましい。ところ
が、浸漬ノズルの予熱温度である700 〜1200℃の熱間で
浸漬ノズルに水練りのモルタルを塗布することは不可能
であり、またモルタルが塗布された常温の浸漬ノズルを
熱いタンディッシュに挿入すると浸漬ノズルはスポール
を起こすため、前述された従来の方法によりタンディッ
シュに浸漬ノズルを接合させるには、タンディッシュを
一旦常温近くまで冷却しなければならない。したがっ
て、従来の接合方法による浸漬ノズルの交換において
は、タンディッシュを冷却し再度稼働温度に加熱する間
のエネルギーの損失、またその間の時間の損失は避けら
れず、省エネルギー化，操業時間の短縮に反するという
問題点がある。

【０００５】本発明者らは、このような問題点を解決す
ることを目的として、熱間において浸漬ノズルのような
ノズル耐火物の羽口耐火物内への挿入接合が可能な目地
用成形体を特願平３−３２０６１３号において提供し
た。すなわち、この目地用成形体は、配合組成の合量10
0 wt％のうち、耐火材料；40〜90wt％および結合剤；10
〜60wt％より構成されるとともに、接合されるノズル耐
火物と羽口耐火物との間の目地に相当する形状の成形体
に成形され、ノズル耐火物の交換時にそのノズル耐火物
の上部外周部に装着されてそのノズル耐火物の保有熱に
より可塑性を呈するものであって、前記結合剤としては
熱可塑性樹脂および／またはピッチ類、あるいは、熱硬
化性樹脂および、熱可塑性樹脂および／またはピッチ類
が用いられる。

【０００６】この目地用成形体は、前述されたように接
合されるノズル耐火物と羽口耐火物との間の目地に相当
する形状の成形体に成形され、700 〜1200℃に予熱され
るノズル耐火物の上部外周部に装着されてそのノズル耐
火物の保有熱により可塑化される。したがって、この目
地用成形体が可塑化された状態で前記ノズル耐火物が羽
口耐火物内に挿入接合されてそれらノズル耐火物と羽口
耐火物との間に前記目地用成形体が充填されることにな
るため、この目地用成形体は熱間で焼成された状態とな
って溶鋼，スラグ等の浸食に耐える緻密な目地を形成す
る。この結果、羽口耐火物にノズル耐火物を強固に接合
させることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、予熱さ
れたノズル耐火物に目地用成形体を装着した場合、この
ノズル耐火物の予熱温度が高いほど、またそのノズル耐
火物への目地用成形体の装着後の時間が長くなるほど結
合剤中の揮発分が失われるため、この結合剤の炭化が進
行して結果として目地用成形体の可塑性が失われること
がある。例えば結合剤量が10〜60wt％の場合、 700℃に
おいてノズル耐火物の羽口耐火物内への挿入可能時間は
２分程度であるが、例えばロボット操業のような自動運
転を考えると前記挿入可能時間を例えば３分以上にす
る、言い換えれば目地用成形体の可使時間を延長するこ
とが必要となる。また、前記ノズル耐火物への溶鋼の鋳
込みの際においてもそのノズル耐火物の予熱温度を高く
することを要求される場合がある。

【０００８】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを目的として、ノズル耐火物の予熱温度を高くするこ
とができ、しかも可使時間が長い目地用成形体を提供し
ようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による目地用成形
体は、前述されたような目的を達成するために、基本的
には、配合組成の合量100 wt％のうち、耐火材料；40〜
85wt％，水酸化物および／または炭酸塩の合量；１〜20
wt％，結合剤；10〜60wt％より構成されるとともに、接
合されるノズル耐火物と羽口耐火物との間の目地に相当
する形状の成形体に成形され、ノズル耐火物の交換時に
そのノズル耐火物の羽口耐火物との接合部に装着されて
そのノズル耐火物の保有熱により可塑性を呈することを
特徴とするものである。

【００１０】本発明において使用される耐火材料は、ア
ルミナ，マグネシア，シリカ，ジルコニア，ジルコン，
チタニア，ボーキサイト，ばん頁岩，ロウ石等モルタル
の材料となるものであればいずれでも良く、りん状黒
鉛，土状黒鉛，コークス等の炭素系材料を併用しても良
く、これらの２種以上の耐火材料を混合して使用するこ
ともできる。一般的には、耐火材料は接合されるノズル
耐火物および羽口耐火物の組成と同等のものが好まし
い。このような耐火材料の配合量は、40wt％未満では連
続鋳造操業温度における耐火性および溶鋼，スラグに対
する耐侵食性，耐摩耗性が低下するとともに、必然的に
結合剤の配合量が増大するため目地用成形体を予熱され
たノズル耐火物に装着した時にノズル耐火物の保有熱に
より過度に可塑化されて自重により流下するような不都
合が生じる。また、85wt％を超えると必然的に結合剤の
配合量が減少するため、予熱されたノズル耐火物の保有
熱による可塑化が不十分であり、羽口耐火物内へ挿入し
た際の目地材としての充填性が悪化する。

【００１１】水酸化物および／または炭酸塩は、高温域
において水または炭酸ガスを放出して分解する際に吸熱
反応を示す。このような吸熱反応によって可塑化された
目地用成形体は過度の温度上昇が妨げられて流動性持続
時間が延長され、羽口耐火物へのセット可能時間を拡大
させることができる。したがって、このような水酸化物
または炭酸塩は浸漬ノズルの予熱温度である700 〜1200
℃以下で分解されるものが好ましく、例えば表１に示さ
れているような水酸化マグネシウム，水酸化アルミニウ
ム，水酸化カルシウム，水酸化ジルコニル，炭酸マグネ
シウム，炭酸カルシウムのうちから選ばれた１種または
２種以上を併用することもできる。これらの水酸化物お
よび／または炭酸塩の配合量の合量は１〜20wt％が好ま
しく、１％未満では吸熱反応が顕著でなく目地用成形体
の温度上昇を妨げる効果がない。また、20％を超えると
加熱により脱水反応および／または脱炭酸反応が生起す
ることになり、この結果、前記耐火材料の組織がポーラ
スになりすぎてその耐火材料の耐用性が低下する。

【００１２】

【表１】

【００１３】結合剤としては、主として熱可塑性樹脂お
よび／またはピッチ類が用いられ、熱可塑性樹脂の一例
として熱可塑性フェノール樹脂（ヘキサミンを殆ど含ま
ないノボラック樹脂）、またピッチ類としては石炭ピッ
チ，石油ピッチまたはメソフェーズ含有量の多い高残炭
ピッチが望ましい。これらの結合剤は熱を加えると可塑
性を発現することから、これらの結合剤を含有する目地
用成形体を装着させたノズル耐火物を羽口耐火物内に挿
入すると、ノズル耐火物の予熱により可塑化された目地
用成形体は目地部に沿って流動して目地形状に充填され
る。しかし、これらの熱可塑性樹脂および／またはピッ
チ類は熱間における流動性が過多となる傾向があり、こ
れらの配合量が多くなると予熱されたノズル耐火物の上
部外周部に目地用成形体を装着した直後に流動する恐れ
がある。

【００１４】前述されたような結合剤の配合割合は、ノ
ズル耐火物交換の際のそのノズル耐火物の予熱温度にも
若干左右されるが、10〜60wt％が好ましく、特に好まし
くは20〜50wt％である。10wt％未満では充分な可塑性お
よび流動性が得られないため目地材として充填が困難と
なり、また60wt％を超えると目地材の流動が早過ぎて接
合部から流出してしまうため目地部の形成が困難とな
る。

【００１５】また、目地用成形体の熱間における流動性
を調整するために、結合剤の１つとして熱硬化性樹脂、
例えば高残炭量のフェノール樹脂を併用しても良い。な
お、この熱硬化性樹脂は、結合剤の好ましい配合量10〜
60wt％のうち、熱可塑性樹脂および／またはピッチ類と
熱硬化性樹脂との比率において90／10〜10／90、好まし
くは80／20〜40／60の範囲で使用することができる。さ
らに、結合剤として膨潤炭，ブローンアスファルト等を
使用することもできる。

【００１６】また、前記配合組成の合量100 wt％に対し
て、外掛けで炭素繊維；0.1 〜10wt％を添加することも
好ましく、すさ的効果により成形体および目地材として
の強度を増大させる。このような炭素繊維の添加量は0.
1 wt％未満では強度増大の効果が少なくなり、また10wt
％を超えると成形の際に配合物への均一な混練が困難と
なる。

【００１７】

【作用】接合されるノズル耐火物と羽口耐火物との間の
目地に相当する形状に成形される目地用成形体は、予熱
されるノズル耐火物の羽口耐火物との接合部に装着され
てそのノズル耐火物の保有熱により可塑化される。次い
で、この目地用成形体が可塑化された状態においてノズ
ル耐火物が羽口耐火物内に挿入接合される。このように
して、これらノズル耐火物と羽口耐火物との間に目地用
成形体が介装されるとともに、この目地用成形体は熱間
で焼成された状態となって溶鋼，スラグ等の侵食，摩耗
に耐える緻密な目地を形成し、羽口耐火物にノズル耐火
物を強固に接合させる。

【００１８】前述されたような目地用成形体の装着から
緻密な目地形成までの一連の工程は熱間で行われるた
め、例えばタンディッシュに連結する浸漬ノズルを交換
する際にもタンディッシュを冷却する必要がなく、速や
かに交換が行われる。

【００１９】なお、本発明の目地用成形体は常温におい
て適度な強度の保形性を有するため、ロボットによるハ
ンドリングにも壊れることなくノズル耐火物への装着が
スムーズに行われ熱間での操作が容易である。また、熱
間においては水酸化物および／または炭酸塩を配合する
ことにより適度な可塑性および流動性を呈する時間が延
長される。したがって、浸漬ノズルの羽口耐火物内への
挿入可能時間が拡大してセット段取りを容易にし、接合
部位への目地材充填が円滑に行われる。

【００２０】

【実施例】次に、本発明による目地用成形体の具体的な
実施例について、図面および表を参照しつつ説明する。
耐火材料としてアルミナ粉およびリン状黒鉛、熱可塑性
の結合剤として石炭ピッチ粉および熱可塑性フェノール
レジン、熱硬化性の結合剤として熱硬化性フェノールレ
ジン、炭素繊維の各材料を表２に示される配合割合で使
用し、それぞれヘンシェルミキサーで混合し目地材を調
製した。これらの目地材を 150℃に加熱して流動性を付
与し、図１および図２に示されているようにタンディッ
シュ１の羽口れんが２と浸漬ノズル３との間の目地に相
当し、かつ上部に鍔４を有する形状に加圧成形して、冷
却および乾燥後キャップ状の目地用成形体５を得た。な
お、目地材の充填を確実に行うために、目地用成形体５
の厚みは接合させる羽口れんが２と浸漬ノズル３との目
地の厚みよりも若干厚くすることが望ましい。また、比
較例として各材料の配合割合が本発明の範囲を逸脱する
目地用成形体を作成し、それらの配合割合を表２に併せ
て示す。

【００２１】

【表２】

【００２２】前述されたように作成された目地用成形体
５を1000℃に予熱された浸漬ノズル３に被せて装着し、
この目地用成形体５が浸漬ノズル３の保有熱により可塑
性を呈し軟化した２分後において、熱間でタンディッシ
ュ１の羽口れんが２内に挿入してそれらを接合させた。
次いで、本発明例No.1〜No.6について連続鋳造を行った
ところ、５〜１０チャージの使用においていずれも湯も
れはなかった。また、連続鋳造終了後にタンディッシュ
１から浸漬ノズル３を取り外し、目視により目地を観察
したところ、いずれも溶鋼の浸透もなく良好な結果を得
た。

【００２３】しかしながら、比較例No.7およびNo.9の目
地用成形体５を浸漬ノズル３に被せて羽口れんが２に挿
入接合させようとしたが、目地材の可塑性が小さく接合
に適した流動性が得られないため、浸漬ノズル３の先端
の一部が羽口れんが２内に挿入されたのみでこれらを接
合することができなかった。また、比較例No.8およびN
o.10 の目地用成形体５は目地材の可塑性が過多とな
り、目地用成形体５を浸漬ノズル３に被せた際、流動性
が大きく羽口れんが２へ挿入接合以前に目地材が流下し
てしまいそれらを接合できなかった。さらに、比較例N
o.11 の目地用成形体５は水酸化マグネシウム粉が配合
されているもののその配合量が少なく、他の配合割合が
ほぼ同等の本発明例No.1と比較して目地材の流動時間を
延長させるに至らなかった。一方、比較例No.12 の目地
用成形体５は炭酸カルシウム粉の配合量が過多であり、
他の配合割合がほぼ同等の本発明例No.6と比較して組織
がポーラスになって使用の際に耐用性に問題があった。

【００２４】本実施例における目地用成形体は上部に鍔
を有する形状であるため、浸漬ノズルの頂部を覆うよう
に被さり浸漬ノズルの保有熱により可塑化される際に、
浸漬ノズルからの滑落を防止する効果がある。また、浸
漬ノズルの表面に塗布されている酸防止材が熱間で接着
剤として作用するため、浸漬ノズルを取り外す際には目
地用成形体は浸漬ノズルに接着されて浸漬ノズルととも
に羽口れんがから除去される。したがって、羽口れんが
表面の整備は不要であり、速やかに次の浸漬ノズルを接
合することができる。また、水酸化物または炭酸塩の種
類と量を調節することにより目地材の流動時間をコント
ロールし、浸漬ノズルの羽口れんがへのセット可能時間
を調節することができる。

【００２５】

【発明の効果】本発明による目地用成形体は常温では保
形性を有し、熱間では可塑化するため、熱間で定形耐火
物の接合が可能となる。したがって、例えば連続鋳造操
業において本発明による目地用成形体を用いれば、浸漬
ノズルの交換を熱間で行うことができ、省エネルギー化
および操業時間の短縮に貢献する。また、水酸化物また
は炭酸塩の配合により目地材の流動時間を延長し、ノズ
ル耐火物の羽口耐火物へのセット段取りを容易にするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】タンディッシュに装着された本発明による目地
用成形体および浸漬ノズルの縦断面図である。

【図２】本発明による目地用成形体の外観斜視図であ
る。

【符号の説明】

１タンディッシュ２羽口れんが３浸漬ノズル４鍔５目地用成形体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者横山洋一兵庫県高砂市荒井町新浜１丁目３番１号ハリマセラミック株式会社内 (72)発明者岡田辰雄兵庫県姫路市広畑区大町１丁目21−２株式会社岡田商会内 (56)参考文献特開平５−155666（ＪＰ，Ａ) 特開平６−56538（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】配合組成の合量100 wt％のうち、耐火材
料；40〜85wt％，水酸化物および／または炭酸塩の合
量；１〜20wt％，結合剤；10〜60wt％より構成されると
ともに、接合されるノズル耐火物と羽口耐火物との間の
目地に相当する形状の成形体に成形され、ノズル耐火物
の交換の際にそのノズル耐火物の羽口耐火物との接合部
に装着されてそのノズル耐火物の保有熱により可塑性を
呈することを特徴とする目地用成形体。
【請求項２】前記水酸化物および／または炭酸塩は、
水酸化マグネシウム，水酸化アルミニウム，水酸化カル
シウム，水酸化ジルコニル，炭酸マグネシウム，炭酸カ
ルシウムのうちから選ばれる１種以上の水酸化物および
／または炭酸塩である請求項１に記載の目地用成形体。
【請求項３】前記配合組成の合量100 wt％に対して、
外掛けで炭素繊維；0.1 〜10wt％が添加される請求項１
または２に記載の目地用成形体。