JP2781483B2 - 連続鋳造用ノズル - Google Patents
連続鋳造用ノズルInfo
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Description
て、取鍋,タンディッシュ等に取付けて使用される連続
鋳造用ノズルに関する。
へ、あるいはタンディッシュからモールドへロングノズ
ル、タンディッシュノズル、あるいは浸漬ノズル等のノ
ズルを介して溶鋼を移送する。
に優れているアルミナ・グラファイト質耐火物が使用さ
れている。
性向上の要求に伴う高純化並びにDI缶用ブリキ,シャ
ドーマスク材等に対する介在物のない高清浄化の要求は
ますます強くなっており、連鋳工程におけるカーボンピ
ックアップの防止ならびに表面欠陥と内部欠陥のより少
ない鋼の製造が望まれている。
て、タンディッシュコーティング材のカーボン含有量の
低減や、連鋳用フラックスのカーボン含有量の低減等の
技術開発が行われている。
タンディッシュの堰による非金属介在物の吸収、あるい
は浮上等により鋼中介在物の減少の努力が行われてい
る。
質のノズルでは、鋳造時の稼動面の損傷箇所から鋼中に
カーボンの流出が生じ、カーボンピックアップによる製
品の安定した加工性が得難い欠点がある。また、各種缶
用ブリキ材等のアルミキルド鋼においては、しばしば鋼
中のアルミナの析出により連続鋳造用ノズルのノズル閉
塞が生じ、連続鋳造回数が少なく、生産効率が落ちると
共に、一部閉塞による溶鋼流の乱れが生じノズルを摩耗
し、耐火物による介在物が増加する。
ためにArガスの吹込みが行われているが、溶鋼流の乱
れによる連鋳用フラックスの巻き込み、Arガスの巻き
込み等により鋼の表面欠陥や介在物の捕捉が生じ、均質
で清浄な鋼の製造には種々の問題がある。
うにして生じると考えられる。
化と、耐火物中のシリカとカーボンの反応により発生す
る酸素による二次酸化によってアルミナが生成する。
ルミナクラスターが形成する。
失によって表面が凹凸状になる。
100μm厚には流速0に近い層流域が存在し、この層
流域において溶鋼との比重差又は物理的付着力からアル
ミナクラスターが内壁面に付着する。
i,Ca,Mg等の酸化物の液相が付着しており、強固
なアルミナクラスター層が形成され、順次アルミナクラ
スター層が厚くなりノズル閉塞となる。
を防止するために、特開昭56−165548号公報,
特開昭57−38366号公報及び特開昭57−563
77号公報には、石灰・カーボン質れんがを使用した連
続鋳造用ノズルが提案されている。
の石灰クリンカーは、溶鋼中から析出するアルミナと反
応してCaO・Al2 O3 ,3CaO・Al2 O3 等の
低融点物質となり、ノズル内壁に留まることなく流れる
ので、ノズル閉塞の防止効果があるとされている。更
に、この石灰を形成する石灰クリンカーの消化防止にS
i,Al,Fe,Ni等の金属粉又はBN,B4 C等の
安定剤を加えることによって、ある程度までの消化防止
が可能となっている。しかし、いかなる安定剤を用いて
も石灰クリンカーの消化は抑制できず、アルミナ・グラ
ファイト質のノズルと比較して使用と管理の面で種々の
制限を受ける。
ルの亀裂発生を使用現場において充分に点検することは
非常に困難であり、使用上のノズル折れの恐れが常につ
きまとう結果になる。更には、石灰・グラファイト質の
ノズルにおいてカーボンは熱衝撃抵抗性を高めるが、一
方では熱伝導率がよく溶鋼を冷却し易いと共にアルミナ
生成のための酸素供給源となり介在物の発生原因となる
欠点がある。
のカーボンピックアップを低減し、鋼中のアルミナの生
成,付着を防止できるアルミナ質連続鋳造用ノズルを提
供することにある。
ルは、アルミナ含有量99重量%以上のアルミナクリン
カーを主成分とし、アルミナ含有量が70重量%以上、
カーボン含有率が1重量%未満、シリカ含有量が1重量
%未満の耐火物組成を有し、かつ、0.21mm以下の
粒度が20〜70%を占める粒度構成を有する耐火原料
に、直径30〜100μm、長さ2〜20mmの金属フ
ァイバーを外掛けで5重量%以下の範囲で添加し、前記
耐火原料に対してCaO量が0.5〜5重量%の範囲に
なるようにアルミナセメントを使用して鋳造用ノズルの
内孔面に流し込み形成して内孔体を内装充填したことを
特徴とする。
いは焼結クリンカーを使用することができ、組成的には
Al2O3含有量が99重量%以上である。
めに金属ファイバーを添加することもできる。その材質
は耐食性,構造面からステンレス鋼が最も好ましいが、
これに限らず、たとえば、鉄,炭素鋼やNi−Cr鋼,
Cr−Mo鋼,Cr鋼,Cr−V鋼,Al,Al合金等
の非鉄金属でも構わない。金属ファイバーとしては、形
状はびびり振動切削法により作成されたφ30〜100
μm×2〜20mmが最も好ましいが、ストレート,曲
線,山型,並型形状等のいずれでもよい。金属ファイバ
ーの添加量は5重量%以下の範囲で、各ファイバーの比
重等に合わせて適宜決定する。ごく少ない割合でも効果
が認められるが、金属ファイバーは低融点物質でもあ
り、過剰添加になれば添加水分の増加から耐食性の劣化
を招き、本発明の効果が得られない。更に、好ましい添
加量は0.1〜3重量%である。
しては、アルミナ・グラファイト質浸漬ノズルの内孔面
に配合物を流し込み内孔体の成形と内孔への装着を同時
に行う。
ては、アルミナセメントを使用する。アルミナセメント
は耐火原料に対してCaO量0.5〜5重量%の範囲で
充分な強度を発現させることが必要であり、低CaO量
で強度発現性の良好なハイアルミナセメント、スーパー
ハイアルミナセメントと呼ばれるものが適する。微粉の
アルミナ原料とアルミナセメントの使用比率は、材料の
生成鉱物としてアルミナセメント中のCaOとアルミナ
微粉が反応し、CaO・6Al2O3の生成により膨張性
を付与させていることから、CaO量に対し1:6重量
%以上のAl2O3が必要である。
稼動表面粗度の平滑化、低通気化すなわち緻密化、
断熱効果の向上、カーボンの流出抑制の5つの要素か
ら検討し、この結果、溶鋼のカーボンピックアップを低
減し、鋼中のアルミナの生成と付着を防止するアルミナ
・グラファイト質の連続鋳造用ノズルを得たものであ
る。
は、高酸素鋼や弱脱酸鋼等を鋳造する際に、鋼中のFe
O,MnO濃度が高いため、アルミナ含有量が70重量
%未満であると、溶損が大きく内孔体の機能を発現する
ことができないためである。従来から、アルミナセメン
トは、溶融金属の内張りあるいは補修用として使用され
るキャスタブルの結合材として一般に使用されている。
アルミナセメントは水と反応し、CaO・Al 2 O 3 系の
水和物を生成し硬化する性質を有しており、作業が簡便
で品質の安定性にも優れるために、使用現場で混練して
溶融金属容器内に直接流し込み施行することが可能とな
り、工期の短縮、省力化の大きなメリットがある。 一
方、他の結合材としては、水ガラスや燐酸アルミニウム
等もある。これらはアルミナセメントと比較すると結合
力が高く、高強度が要求される部分や耐熱性接着材とし
て良く使用されているが、硬化の調整及び乾燥が難しい
こと等から、ユーザーで現地施行する場合にはあまり使
用されていない。 本発明の連続鋳造用ノズルの内孔に配
置される内孔体は、厚みが薄くしかも溶鋼と直接接触す
る部位であり、まず強度が要求され、しかも使用現場で
成形する必要がないことから、結合材として水ガラスや
燐酸アルミニウムを使用する方が有利になるが、水ガラ
スはSiO 2 分が多いために介在物の発生源となること、
燐酸アルミニウムは溶鋼中にリンが溶け出して溶鋼を汚
すことから水ガラスや燐酸アルミニウムを使用せずにア
ルミナセメントを使用した。 そして、本発明では、耐火
原料に対してCaO量が0.5〜5重量%の範囲になる
ようにアルミナセメントを添加して使用している。Ca
O量が0.5重量%未満のときには十分な強度が得られ
ず、5重量%を越えるとAl 2 O 3 とCaOの反応によ
る、低融点物が多くなるために、耐食性や熱間強度が低
下するためにCaO量を制限したものである。 つまり、
本発明は、介在物の発生源となるSiO 2 あるいは溶鋼の
不純物となるPを含まないアルミナセメントを結合材と
選択した。そして、内孔体部分の使用条件から熱間強度
が十分確保できるアルミナセメントの使用範囲を見出し
たものである。 なお、アルミナセメントはCaOの含有
量によってそれぞれ種類が分かれており、一般的なアル
ミナセメントでCaO含有量が31〜40重量%、Al
2 O 3 が51〜54%、SiO 2 が6〜8重量%、Fe 2 O
3 が1〜5重量%である。 また、SiO 2 、Fe 2 O 3 、C
aO分を減らしてAl 2 O 3 分を高めたハイアルミナセメ
ント、スーパーハイアルミナセメントと呼ばれるものが
あり、CaO分は通常15〜30重量%の範囲である。
の一般鋼についても、溶損速度のレベルは異なるものの
傾向は同一であるため、ノズル内孔体の耐用面及び鋼の
高清浄化の観点からアルミナ含有量としては70重量%
以上が必要である。
20重量%未満であると、最密充填組成から外れるた
め、組織の緻密化、通気率の上昇及び表面粗度の関係か
ら、本発明の効果が期待されない。また、70重量%超
であると微粉過多となり、容積安定性の問題が生じる。
の図において、1はアルミナ−グラファイト質耐火物、
2は本発明に係るノズル内孔体の配置を示すもので、内
孔体2の厚みよりもアルミナ−グラファイト質耐火物1
の厚みを厚く形成している。図4に内孔体の背面に膨張
吸収機能を有するアルミナ質モルタル層3を設けた例を
示す。
mm径以上の粒子を45重量%、0.21mm径未満の
粒子を40重量%に、スーパー高アルミナセメント15
重量%の耐火物を得た。これの組成を表1に示す。この
耐火物に90μm×6mmのSUSからなるメタルファ
イバーを外掛けで2%添加した。この特性を同じく表1
に示す。比較のために、表1の比較品の組成と従来のア
ルミナ−グラファイト耐火物を調製した。
連続鋳造用ノズルを得た。極低炭素鋼の連続鋳造におけ
るカーボンピックアップ防止対策として実機テストに供
した。
ト質ノズルを使用した場合に比較して図5のようにカー
ボンピックアップの低減効果が見られた。また、浸漬ノ
ズルの内孔体、母材ともに亀裂の発生はなく、内孔体の
溶損はアルミナグラファイト質に比べて非常に軽微であ
った。
とにより、極低炭素鋼鋳造におけるカーボンピックアッ
プを低減し、また、連続鋳造用ノズルのアルミナクラス
ター層の形成によるノズル閉塞を防止し、鋼中の非金属
介在物及び表面欠陥,内部欠陥を減少させることができ
る。
対して充分に貢献するものであり、鋼の品質を大きく向
上させ得るものである。
を示す。
Cのピックアップの状態の比較を示す。
Claims (1)
- 【請求項1】 アルミナ含有量99重量%以上のアルミ
ナクリンカーを主成分とし 、アルミナ含有量が70重
量%以上、カーボン含有率が1重量%未満、シリカ含有
量が1重量%未満の耐火物組成を有し、かつ、0.21
mm以下の粒度が20〜 70%を占める粒度構成を有
する耐火原料に、直径30〜100μm、長さ2〜20
mmの金属ファイバーを外掛けで5重量%以下の範囲で
添加し、 前記耐火原料に対してCaO量が0.5〜5重量%の範
囲になるようにアルミナセメントを使用して鋳造用ノズ
ルの内孔面に流し込み形成して内孔体を内装充填 したこ
とを特徴とする連続鋳造用ノズル。
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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JP3323458A JP2781483B2 (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | 連続鋳造用ノズル |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH05154628A JPH05154628A (ja) | 1993-06-22 |
JP2781483B2 true JP2781483B2 (ja) | 1998-07-30 |
Family
ID=18154904
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3323458A Expired - Lifetime JP2781483B2 (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | 連続鋳造用ノズル |
Country Status (1)
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-
1991
- 1991-12-06 JP JP3323458A patent/JP2781483B2/ja not_active Expired - Lifetime
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