JP3328803B2

JP3328803B2 - 鋼の連続鋳造用ノズル

Info

Publication number: JP3328803B2
Application number: JP01589898A
Authority: JP
Inventors: 良介中村; 茂樹内田; ▲ウエイ▼ 林; 英一郎森
Original assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Current assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Priority date: 1998-01-28
Filing date: 1998-01-28
Publication date: 2002-09-30
Anticipated expiration: 2018-01-28
Also published as: JPH11216543A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼の連続鋳造用ノ
ズル(浸漬ノズル，ロングノズルなど)に関し、特に、該
ノズルの閉塞を抑制し、かつ耐スポ−ル性，耐溶損性を
有する鋼の連続鋳造用ノズルに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から多種類の鋼が製造されている
が、中でもＡｌキルド鋼は、最も大量に製造されている
鋼種の１つである。そして、この鋼種の連続鋳造に際し
ては、従来から耐食性および耐スポ−リング性に優れた
“アルミナ−黒鉛質のノズル(具体的には、例えばAl
₂O₃：41重量％，SiO₂：28重量％，C：31重量％より構成
されるノズル)”が広く使用されている。

【０００３】ところで、この種の連続鋳造用ノズルは、
特にＡｌキルド鋼の連続鋳造の際、この鋼中に含まれて
いるAl₂O₃介在物の付着による“ノズルの閉塞”が発生
しやすく、操業上大きな問題なっている。この閉塞の主
な機構としては、次のように考えられている。

【０００４】まず、高温でのノズル中において、耐火原
料として使用されている“シリカ(SiO₂)”と“黒鉛
(C)”との間に次の式(1)に示す反応が起こる。・式(1)………ＳｉＯ₂(ｓ)＋Ｃ(ｓ)→ＳｉＯ(ｇ)＋ＣＯ(ｇ)

【０００５】そして、生成した“SiOガス”および“CO
ガス”は、ノズルと溶鋼との界面に拡散し、溶鋼中のＡ
ｌ(溶融状態のＡｌ)と次の式(2)および式(3)に示す反応
が生じ、ノズルの稼働面(内壁面)に網目状のAl₂O₃層が
形成する。・式(2)………３ＳｉＯ(ｇ)＋２Ａｌ→Ａｌ₂Ｏ₃(ｓ)＋３Ｓｉ・式(3)………３ＣＯ(ｇ) ＋２Ａｌ→Ａｌ₂Ｏ₃(ｓ)＋３Ｃ［上記式(1)〜(3)中の“(ｇ)，(ｓ)”は、“気相，固
相”を表す。また、上記式(2)，(3)中の“Ａｌ，Ｓｉ，
Ｃ”は、溶鋼中の“溶解状態のＡｌ，Ｓｉ，Ｃ”を表
す。］

【０００６】このようにノズルの稼働面(内壁面)に網目
状のAl₂O₃層が形成されると、ノズルの内壁面が非常に
荒くなり、溶鋼中のAl₂O₃介在物がその上に付着しやす
くなる。そして、このAl₂O₃介在物の付着が絶えず進む
と、“ノズルの閉塞”が発生する。

【０００７】ところで、“ノズルの閉塞”は、ノズルの
耐用性を低下(短縮)させるだけでなく、連鋳操業上の支
障になったり、また、鋳型内偏流を引き起こしたりする
ため、その抑制が重要な課題となっている。

【０００８】この“ノズルの閉塞”を抑制するため、従
来から種々の解決手段が提案されている。例えば、SiO₂
成分の含有量が５重量％以下であって、Al₂O₃(あるいは
MgO，ZrO₂)が90重量％以上の“カ−ボンレス高アルミナ
(あるいは高マグネシア，高ジルコニア)質の耐火物”を
スリ−ブとして、浸漬ノズルの内孔に挿入することが提
案されている。（→特開平3−243258号公報参照。以
下、この手段を“従来技術１”という。）

【０００９】また、“ノズルの内壁に付着するAl₂O₃介
在物と反応して低融点の液相を生成させ、この液相が溶
鋼と共に流出していくとすれば、ノズルの閉塞が生じな
い”との考え方が古くから知られている。この考え方に
したがって、「10〜50重量％のＣ，15〜30重量％のCa
O，35〜65重量％のZrO₂」の組成を有する耐火物を“浸
漬ノズル内孔部壁面の耐火物”とすることが提案されて
いる。（→特開平3−138054号公報参照。以下、これを
“従来技術２ ”という。）

【００１０】その他の手段として、浸漬ノズルの湯道表
面層部に「アルミナ−グラファイトや溶融シリカ等に
“Al₂O₃，MnO₂，MgO，CaO，SiO₂”を単独または複合し
て添加したもの」を配設する連続鋳造用浸漬ノズルが提
案されている。（→特開昭51−54836号公報。以下、こ
れを“従来技術３”という。）

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術１〜３では、以下に詳記する問題点，欠点を有し
ている。

【００１２】前記従来技術１では、SiO₂成分の含有量が
５重量％以下のものを使用することから、前掲の式(1)
〜(3)の反応が解消され、“網目状のAl₂O₃層”が生成し
ないが、溶鋼中のAl₂O₃介在物がスリ−ブ内壁に直接に
付着することが避けられず、しかも付着した“Al₂O₃介
在物”がスリ−ブ内壁と焼結して固着する。そのため、
従来技術１の手段によっても、ノズルの閉塞防止効果が
十分ではないという欠点のほか、カ−ボンレスの高アル
ミナ(高マグネシア，高ジルコニア)質の耐火物では、耐
スポ−ル性が低下するので、使用中に割れる傾向が大き
い、という問題点を有している。

【００１３】また、前記従来技術２では、次，のよ
うな問題点を有している。耐火物中にＣ(黒鉛)が“10〜50重量％”と多量に含有
しているため、ノズルの内壁が溶鋼と接触すると、Ｃ
(黒鉛)が溶鋼に溶解してその内壁が荒くなり、溶鋼中の
Al₂O₃介在物がその上に付着しやすくなる。耐火物の配合原料である“ZrO₂-CaO原料”の鉱物相
は、“ZrO₂とCaO・ZrO₂”であり、通常の鋳造温度の「155
0〜1600℃の範囲」では、Al₂O₃介在物と反応しても液相
が生成せず、ノズルの閉塞を防止することが困難であ
る。［→「材料とプロセス」Vol.8(1995)，P.71参照］

【００１４】さらに、前記従来技術３では、アルミナ−
グラファイトや溶融シリカ等一般のノズル材質に、酸化
物(Al₂O₃，MnO₂，MgO，CaO，SiO₂)を添加，混合して用
いているので、ノズルの湯道表面層部の成分がノズル本
体の成分に影響され、使用する酸化物の組合せによって
効果(閉塞防止効果)のバラツキが大きく、全く効果が生
じない場合も多い。

【００１５】本発明は、従来技術１〜３の前記問題点，
欠点に鑑みなされたものであって、その目的とするとこ
ろは、特にＡｌキルド鋼の連続鋳造用ノズルにおいて、
このノズルの閉塞を抑制し、かつ、耐スポ−ル性および
耐溶損性を有する鋼の連続鋳造用ノズルを提供すること
にある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、アルミナ−黒
鉛質耐火物，ジルコニア−黒鉛質耐火物を主成分とする
ノズル本体(Ａｌキルド鋼の連続鋳造用ノズル本体)の内
周壁面に、溶鋼中のAl／Mnの濃度比に応じて、“SiO ₂ が
70重量％以上含有する特定組成の耐火物”からなる内層
を配置することを特徴とし、これによって、前記目的と
する鋼の連続鋳造用ノズルを提供するものである。

【００１７】すなわち、本発明は、アルミナ−黒鉛質耐
火物，ジルコニア−黒鉛質耐火物を主成分とするノズル
本体を用いたＡｌキルド鋼の連続鋳造用ノズルであっ
て、Al／Mn(濃度比)が「0.1以上」の鋼の連続鋳造に適
用する場合、溶鋼と接する内層の耐火物の組成が「SiO₂
が70重量％以上で、MgO，CaO，TiO₂，MnO₂，Fe₂O₃の１
種または２種以上が5〜30重量％未満」であることを特
徴とし(請求項１)、Al／Mn(濃度比)が「0.1未満」の鋼
の連続鋳造に適用する場合、溶鋼と接する内層の耐火物
の組成が「SiO₂が70重量％以上で、Al₂O₃及び／又はZrO
₂が5〜30重量％未満」であることを特徴とする(請求項
２)。

【００１８】また、本発明は、・前記内層の耐火物が、１ｍｍ以下の粒度を有し、か
つ、0.5ｍｍ以下の粒度割合が80重量％以上の耐火原料
から構成されていること(請求項３)、・前記内層の耐火物の厚みが3〜20ｍｍであること(請求
項４)、を特徴とする。

【００１９】

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図１〜４を参照して詳細に説明する。

【００２１】（第１〜第３の実施形態）図１〜３は、本
発明に係る鋼の連続鋳造用ノズル(浸漬ノズル)の第１〜
第３の実施形態を説明する図であって、該ノズルの“配
材パタ−ン１〜３”を示す断面図である。図１〜３にお
いて、11は内層の耐火物(本発明で特徴とする“特定組
成で構成された内層の耐火物)、12はアルミナ−黒鉛質
耐火物、13はジルコニア−黒鉛質耐火物である。

【００２２】第１〜第３の実施形態では、図１〜３に示
すように、ノズル本体としてアルミナ−黒鉛質耐火物12
およびジルコニア−黒鉛質耐火物13を使用する例であ
る。このうち、アルミナ−黒鉛質耐火物12は、溶鋼に対
する耐食性および耐スポ−ル性に優れているため、これ
をノズル本体のパウダ−ライン部以外の部分に適用する
(前掲の図１〜３参照)。その組成としては、慣用のも
の、例えば「Al₂O₃:30〜90重量％，SiO₂：0〜35重量
％，Ｃ：10〜35重量％」のものを使用することができ
る。

【００２３】一方、ジルコニア−黒鉛質の耐火物13は、
パウダ−スラグに対して高い耐食性を有しているため、
これをノズル本体のパウダ−ライン部に配置する(前掲
の図１〜３参照)。その組成としては、慣用のもの、例
えば「ZrO₂:66〜88重量％，CaO：2〜4重量％，Ｃ：10〜
30重量％」のものを使用することができる。なお、ジル
コニア原料としては、通常広く使用されているCaO安定
化ジルコニアを用いるが、この他に、MgO安定化ジルコ
ニア，Y₂O₃安定化ジルコニア，バデライト等も使用する
ことができる。

【００２４】（第４の実施形態）図４は、本発明に係る
鋼の連続鋳造用ノズル(浸漬ノズル)の第４の実施形態を
説明する図であって、該ノズルの“配材パタ−ン４”を
示す断面図である。（図４中の11，12は、前記図１〜３
と同じであるので、その説明を省略する。）この第４の
実施形態では、ノズル本体として前記したアルミナ−黒
鉛質耐火物12を使用した例であって、パウダ−ライン部
にジルコニア−黒鉛質耐火物を配置しない点で、前記第
１〜第３の実施形態と相違する。

【００２５】前記第１〜第４の実施形態において、内層
の耐火物11(本発明で特徴とする「内層の耐火物」)として
は、溶鋼中のAl／Mnの濃度比に応じて、・SiO₂が70重量％以上で、Al₂O₃，MgO，CaO，ZrO₂，TiO
₂，MnO₂，Fe₂O₃の１種または２種以上が5〜30重量％未
満の組成を有する耐火物から選定した“特定組成の耐火
物”を使用する。

【００２６】特に、溶鋼中のAl濃度が高く、Mn濃度が低
く、このAl濃度とMn濃度との比が“0.1以上”の鋼の連
続鋳造に適用するには、上記内層の耐火物11として、・SiO₂が70重量％以上で、MgO，CaO，TiO₂，MnO₂，Fe₂O
₃の1種または２種以上が5〜30重量％未満の組成を有す
るものを使用することが望ましい。

【００２７】一方、溶鋼中のAl濃度が低く、Mn濃度が高
く、このAl濃度とMn濃度との比が“0.1未満”の鋼の連
続鋳造に適用するには、上記内層の耐火物11として、・SiO₂が70重量％以上で、Al₂O₃および／またはZrO₂が5
〜30重量％未満の組成を有するものを使用することが望
ましい。

【００２８】ここで、本発明で特徴とする「内層の耐火
物11」について、その作用を含めて詳細に説明する。

【００２９】通常、Ａｌキルド鋼において“Al：0.02〜
0.12重量％，Mn：0.1〜1.5重量％”を含有している。こ
のため、上記耐火物11がこの溶鋼と接触すると、耐火物
11中のSiO₂と溶鋼中のAl，Mn(溶解状態のAl，Mn)との間
に、次の式(4)，式(5)に示す反応が生じる。・式(4)………３ＳｉＯ₂＋４Ａｌ→２(Ａｌ₂Ｏ₃)＋３Ｓｉ・式(5)………ＳｉＯ₂ ＋２Ｍｎ→２(ＭｎＯ)＋Ｓｉ［式(4)，(5)中の(Ａｌ₂Ｏ₃)および(ＭｎＯ)は、それぞ
れ液相中のＡｌ₂Ｏ₃およびＭｎＯを表す。また、Ａｌ，
Ｍｎは、溶鋼中の“溶解状態のＡｌ，Ｍｎ”を表す。］

【００３０】このように、ノズル稼働面においては、上
記式(4)，式(5)の反応によって“SiO₂，Al₂O₃およびMnO
を含有する液相”が生成する。そして、溶鋼中のAl₂O₃
介在物が稼働面に衝突してくると、このAl₂O₃介在物
は、上記液相に溶解し、更に溶鋼と共に流れて行くこと
により、稼働面に付着することがない。しかし、もし内
層の耐火物11中の“SiO₂”が70重量％未満であるとすれ
ば、前記式(4)，式(5)の反応が起こりにくくなり、稼働
面で液相の生成量が少なく、その結果、ノズルの閉塞が
生じることになる。

【００３１】一方、ノズル稼働面で液相が流れて行くに
は、生成した液相は、小さな粘度を常に保持していなけ
ればならない。しかし、溶鋼中のAl濃度が高く、Mn濃度
が低く、このAl濃度とMn濃度との比が“0.1以上”の場
合には、前記式(4)の反応で、多量のAl₂O₃が液相に侵入
して液相の粘度を大きくする。そして、鋳造時間がある
程度長くなると、液相の粘度が大きくなりすぎて、この
液相が流れて行かず、その結果、溶鋼中のAl₂O₃介在物
が稼働面に付着することがある。従って、この場合、内
層の耐火物11にMgO，CaO，TiO₂，MnO₂，Fe₂O₃の１種あ
るいは２種以上の酸化物を5〜30重量％未満添加するこ
とが好ましい。こうすると、液相の粘度を常に小さな値
まで保持することができ、より長時間にわたって連続鋳
造が可能となる。

【００３２】他方、液相の粘度が小さすぎると、液相の
流失が速すぎることによって、連続鋳造中に内層の耐火
物11が完全に溶損され、本来の機能を発揮できなくなる
ことがある。特に、溶鋼中のAl濃度が低く、Mn濃度が高
く、このAl濃度とMn濃度との比が“0.1未満”の場合に
は、前記式(5)の反応によって、多量のMnOが液相に侵入
して液相の粘度が小さくなる。そして、鋳造時間がある
程度長くなると、液相の粘度が小さくなりすぎて、内層
の耐火物11が速く溶損してしまう恐れがある。それゆ
え、この場合は、内層の耐火物11にAl₂O₃および／また
はZrO₂を5〜30重量％未満添加することが好ましい。こ
うすると、液相の粘度を常に最適に保持し、内層の耐火
物11の損失(溶損)速度を１ｍｍ／時間以下に制御するこ
とができ、より長時間にわたって連続鋳造が可能とな
る。

【００３３】次に、本発明で特徴とする「内層の耐火物1
1」の配合原料について説明する。本発明の内層の耐火物
11は、その配合原料として、炭素(黒鉛)を特に添加する
ものではないが、原料配合物を成形する際に配合される
バインダ−などに起因する残存の炭素が存在することが
ある。本発明の内層の耐火物中には、その残存炭素量は
１重量％未満であることが好ましい。炭素が１重量％以
上含有されると、前記式(1)〜式(3)に示した反応が起こ
り、これに起因してノズルの閉塞が起こる可能性がある
ので好ましくない。

【００３４】本発明の内層の耐火物11で使用する“SiO₂
を含む原料”としては、溶融石英，石英，クリストバラ
イト，ムライト，ジルコン，ウォラストナイトなどの１
種または２種以上のものを用いることができる。これら
の原料は、いずれも熱膨張率が小さいため、内層の耐火
物11にSiO₂成分を70重量％以上含有させるようにこれら
原料を配合することによって、耐スポ−ル性の低下に起
因するノズルの割れが生じることはない。

【００３５】本発明の内層の耐火物11で使用する他の配
合原料である・Al₂O₃を含む原料としては、ムライト，コランダム，
スピネル、・MgOを含む原料としては、マグネシア，スピネル、・CaOを含む原料としては、ウォラストナイト，カルシ
ア−ジルコニア原料、・ZrO₂を含む原料としては、ジルコニア，ジルコン，カ
ルシア−ジルコニア原料・TiO₂を含む原料としては、チタニア原料、・MnO₂を含む原料としては、酸化マンガン原料、・Fe₂O₃を含む原料としては、酸化鉄原料、などを挙げることができる。

【００３６】本発明で使用する上記各原料(出発原料)の
粒度構成としては、１ｍｍ以下の粒度を有し、かつ0.5
ｍｍ以下の粒度割合が80重量％以上であることが好まし
い。１ｍｍを超える原料で作製した耐火物を内層の耐火
物11として使用した場合、連続鋳造時において“耐火組
織の脆化や粒の抜け落ち”などの原因となるので好まし
くない。また、0.5ｍｍ以下の粒度割合が80重量％未満
の原料で作製した耐火物を用いると、成形性が劣り、満
足な成形体が得られないことが多い上に、耐溶損性も低
下するので、同じく好ましくない。

【００３７】上記原料から得られた内層の耐火物11は、
その厚みとして“3〜20ｍｍ”であることが好ましい。3
ｍｍ未満では、連続鋳造中に内層が完全に溶損され、本
来の機能を発揮しない場合があり、一方、20ｍｍを超え
ると、ノズルの強度が低下し、連続鋳造中にノズルが折
れる恐れがあり、いずれも好ましくない。この“溶損，
強度”の点から、より好ましい範囲は5〜10ｍｍであ
る。

【００３８】前掲の図１〜４の配材パタ−ン１〜４を含
む本発明に係る鋼の連続鋳造用ノズル(具体的には、浸
漬ノズル)は、その成形手段としては、(1) 内層を構成
する耐火物11の原料混合物とノズル本体を構成する耐火
物12，13の原料配合物とを、同時に加圧成形して所定の
ノズル形状に成形する方法(同時成形法)、(2) 予め成形
されたノズル本体(12，13)に、内層の耐火物11を構成す
る原料配合物を内装充填する方法(内装法)、の何れによ
っても作製することができる。そして、成形後乾燥し、
不焼成品とするか、または、焼成して製造することがで
き、いずれも本発明に包含されるものである。

【００３９】

【実施例】次に、本発明の実施例を説明するが、それに
先立って、本発明で特徴とする“内層の耐火物”の具体
例(表１に示す“本発明用試料1〜10：但し試料１は参考
試料”)および比較のための具体例(表１に示す“比較用
試料1〜5”)に対して、次の「耐アルミナ付着性の評価
試験」および「耐スポ−ル性の評価試験」を行った。

【００４０】なお、比較用試料１は、ノズル本体として
従来から使用されている「Al₂O₃−C(黒鉛)質耐火物」、
比較用試料２は、前掲の特開平3-243258号公報に記載さ
れた高Al₂O₃質耐火物(前記従来技術１)、比較用試料３
は、前掲の特開平3−138054号公報に記載されたCaO-ZrO
₂-C質耐火物(前記従来技術２)、比較用試料４は、前掲
の特開昭51-54836号公報に記載された耐火物(前記従来
技術３)である。また、比較用試料５は、SiO₂成分が本
発明で規定する「70重量％以上」の範囲外である“Si
O₂：58重量％”の耐火物の例である。

【００４１】

【表１】

【００４２】［耐アルミナ付着性の評価試験方法］表１
に示す各原料(粒度は何れも0.5ｍｍ以下)を使用し、同
じく表１に示す“原料配合(重量％)”よりなる原料配合
物で「直径が40ｍｍで高さが230ｍｍの円柱状耐火物試
料(本発明用試料1〜10，比較用試料1〜5)を作製した。

【００４３】そして、高周波真空炉を用い、アルゴン雰
囲気で100ｋｇのＡｌキルド鋼を溶解し、更に1580℃で
保持した後、前記円柱状耐火物試料を溶鋼に２時間浸漬
した。なお、浸漬中において、アルゴンガスを上記真空
炉の炉底から溶鋼に吹き込み、バブリングしながら、10
分間毎にそれぞれ“所定量の金属アルミニウムが入って
いる鉄ルツボ”および“所定量の酸化鉄が入っている鉄
ルツボ”を溶鋼に投入した。鉄ルツボが投入されると、
炉底まで沈下し溶解して、金属アルミニウムと溶鋼中の
酸素との反応により、溶鋼の全体にわたって多量の“Al
₂O₃介在物”が発生した。

【００４４】このように、円柱状耐火物試料(表１に示
す本発明用試料1〜10，比較用試料1〜5)を２時間浸漬し
た後、該試料を引き上げ、・Al₂O₃付着層があった場合には、その付着層の厚さみ
を、・Al₂O₃付着層がなく、溶損があった場合には、その溶
損した厚みを、それぞれ測定した。

【００４５】［耐スポ−ル性の評価試験方法］表１に示
す各原料(粒度は何れも0.5ｍｍ以下)を使用し、同じく
表１に示す“原料配合(重量％)”よりなる原料配合物で
「40×40×230ｍｍの角柱状耐火物試料(本発明用試料1
〜10，比較用試料1〜5)を作製した。

【００４６】上記角柱状耐火物試料を前記1580℃の溶鋼
に５分間浸漬した後引き上げ、水冷した後の該耐火物試
料の表面を観察し、亀裂の発生状況を調べた。各耐火物
試料をそれぞれ10本準備し、亀裂が発生した試料の本数
で評価した。

【００４７】上記「耐アルミナ付着性の評価試験方法」
および「耐スポ−ル性の評価試験方法」に従って、それ
ぞれ２種類の鋼(溶鋼Ａ，溶鋼Ｂ)を用いて、表１に示す
“本発明用試料1〜10”“比較用試料1〜5”の各試料に
対して評価試験を行った。

【００４８】溶鋼Ａは、Al濃度:0.08重量％，Mn濃度:1.
15重量％[Al／Mn比(濃度比)＝0.07]の鋼を用いた評価試
験であり、溶鋼Ｂは、Al濃度:0.08重量％，Mn濃度:0.62
重量％[Al／Mn比(濃度比)＝0.13]の鋼を用いた評価試験
である。各評価試験の結果を表２に示した。

【００４９】

【表２】

【００５０】上記表２の評価試験の結果から、次の事実
が判明した。 (1) 溶鋼Ａ[Al／Mn比(濃度比)＝0.07]、即ち[Al／Mn(濃
度比)＜0.1]の場合、 (1-1) アルミナの付着については、比較用試料1〜5で
は、この付着層の厚みが6〜13ｍｍで大きかったのに対
して、本発明用試料1〜10では、アルミナの付着が全く
なかった。 (1-2) 溶損については、本発明用試料1〜10では、いず
れも溶損がみられたが、その溶損速度はあまり大きくな
く、特に、Al₂O₃成分，ZrO₂成分を含有している本発明
用試料2，5，9では、溶損の厚みが1.6ｍｍ，1.7ｍｍと
小さく、しかもその溶損速度は0.8ｍｍ／ｈｒ程度で、
非常に小さかった。 (1-3) 耐スポ−ル性については、本発明用試料1〜10で
は、いずれも亀裂が発生せず良好であった。一方、比較
用試料2(高Al₂O₃質耐火物)では、亀裂の発生がみられ
た。（なお、これ以外の比較用試料1，3〜5では、亀裂
の発生がみられなかった。）

【００５１】(2) 溶鋼Ｂ[Al／Mn比(濃度比)＝0.13]、即
ち[Al／Mn(濃度比)＞0.1]の場合、 (2-1) アルミナの付着については、比較用試料1〜5で
は、この付着層の厚みが5.5〜12ｍｍで大きかった。本
発明用試料3，4，6〜9では、アルミナの付着が全くな
く、一方、本発明用試料1，2，5，10では、アルミナの
付着がわずかに1〜2ｍｍで非常に小さかった。 (2-2) 溶損については、本発明用試料1，2，5，10で
は、いずれも溶損がみられず、一方、本発明用試料3，
4，6〜9では、溶損したが、その溶損速度は小さいもの
であった。 (2-3) 耐スポ−ル性については、本発明用試料1〜10で
は、いずれも亀裂が発生せず良好であった。一方、比較
用試料2(高Al₂O₃質耐火物)では、亀裂の発生がみられ
た。（なお、これ以外の比較用試料1，3〜5では、亀裂
の発生がみられなかった。）

【００５２】前記の評価試験では、各原料として、何れ
もその粒度が0.5ｍｍ以下のものを使用したが、以下の
評価試験では、使用原料の粒度に対する影響を調べた。

【００５３】表３に示す粒度の異なる各原料を使用し、
表３に示す“原料配合(重量％)”よりなる原料配合物で
作製した前記と同様の円柱状耐火物試料，角柱状耐火物
試料に対して、前記［耐アルミナ付着性の評価試験方
法］および［耐スポ−ル性の評価試験方法］と同じ評価
試験を行った。この評価試験では、溶鋼Ａ[Al／Mn比(濃
度比)＝0.07]の鋼を用いて行い、その結果を表３に併記
した。なお、表３に示す本発明用試料11〜19は、本発明
で特徴とする「１ｍｍ以下の粒度で、かつ0.5ｍｍ以下
の粒度割合が80重量％以上」の範囲内の試料である。一
方、比較用試料6〜8は、この範囲外の試料であって、比
較のためのものである。

【００５４】

【表３】

【００５５】上記表３の評価試験の結果から、本発明用
試料11〜19では、アルミナの付着がみられず、溶損の厚
みが1.6〜1.8ｍｍと小さく、しかも亀裂が発生しないこ
とが認められた。これに対して、本発明の上記範囲外の
「溶融シリカ(＞1ｍｍ)」原料を配合した比較用試料6，
同じく範囲外の「粒径0.5ｍｍ以下の割合が80重量％以
下」の原料を使用した比較用試料7，8では、耐溶損性が
劣り、かつ粗粒の脱落がみられた。

【００５６】上記事実から、内層の耐火物に使用する原
料としては、その粒度構成として、1.0ｍｍ以下で、か
つ0.5ｍｍ以下の割合が80重量％以上であるとが好まし
いことが判明した。なお、１ｍｍを超える原料を配合す
ると、連続鋳造時の“耐火組織の脆化や粒の抜け落ち”
などの原因となり、また、0.5ｍｍ以下の割合が80重量
％以下であると、成形性が劣り、満足な成形体が得られ
ないことが多く、しかも耐溶損性が劣ることがわかっ
た。

【００５７】次に、本発明に係る鋼の連続鋳造用ノズル
の実施例(実機に適用した例)を比較例と共に挙げ、本発
明を具体的に説明する。

【００５８】（実施例１〜４）実施例１〜４は、いずれ
も前掲の図１に示す配材パタ−ン１に適用した例であっ
て、ノズル本体として、パウダ−ライン部がジルコニア
-黒鉛質耐火物13(ZrO₂：75重量％，CaO：3重量％，C：2
2重量％よりなるジルコニア−黒鉛質耐火物)であり、パ
ウダ−ライン部以外がアルミナ−黒鉛質耐火物12(Al
₂O₃：41重量％，SiO₂：28重量％，C：31重量％よりなる
アルミナ−黒鉛質耐火物)を用いた。

【００５９】内層の耐火物11としては、実施例１では、
前記表１に示す“本発明用試料２”を、実施例２では、
同“本発明用試料５”を、実施例３では、同“本発明用
試料３”を、実施例４では、同“本発明用試料９”を、
それぞれ用い、各内層の耐火物11の厚みをいずれも10ｍ
ｍとして、ノズルを作製した。

【００６０】上記実施例１〜４のノズルを使用して、実
機試験を行った。実施例１，２のノズルに対する試験
は、極低炭素Ａｌキルド鋼(組成→C：30ｐｐｍ，Si：0.
03重量％，Mn：0.8重量％，P：0.01重量％，S：0.01重
量％，Al：0.05重量％)を用い、鋳造温度として1580℃
で行った。そして、250分間鋳造した後の“アルミナ付
着層の厚み”“溶損の厚み”を測定し、その結果を表４
に示した。

【００６１】また、実施例３，４のノズルに対する試験
は、低炭素Ａｌキルド鋼(組成→C：0.08重量％，Si：0.
1重量％，Mn：0.2重量％，P：0.01重量％，S：0.01重量
％，Al：0.06重量％)を用い、鋳造温度として1580℃で
行った。そして、250分間鋳造した後の“アルミナ付着
層の厚み”“溶損の厚み”を測定し、その結果を同じく
表４に示した。

【００６２】（比較例）なお、比較のため、図５に示す
配材パタ−ン５(従来の連続鋳造用ノズルの配材パタ−
ン)からなるノズルを作製した。この比較例のノズル
は、ノズル本体として、パウダ−ライン部がジルコニア
−黒鉛質耐火物53(前記実施例１〜４と同一組成よりな
るジルコニア−黒鉛質耐火物)を使用し、パウダ−ライ
ン部以外がアルミナ−黒鉛質耐火物52(前記実施例１〜
４と同一組成よりなるアルミナ−黒鉛質耐火物)を用い
た。

【００６３】この比較例のノズルを使用して、前記実施
例１，２および実施例３，４と同様の試験を行い、その
結果を表４に併記した。

【００６４】

【表４】

【００６５】上記表４から、極低炭素Ａｌキルド鋼の連
続鋳造に適用する場合、比較例のノズルでは、そのジル
コニア−黒鉛質耐火物の内壁(稼働面)に、厚みが16ｍｍ
のアルミナ付着層が生じていたが、実施例１，２のノズ
ルでは、アルミナ付着層が生ぜず、溶損が発生したもの
の、わずか3.5ｍｍ，3.4ｍｍ程度であるので、安定的に
鋳造できることがわかった。

【００６６】低炭素Ａｌキルド鋼の連続鋳造に適用する
場合においても同様に、比較例のノズルでは、そのジル
コニア−黒鉛質耐火物の内壁(稼働面)に、厚みが13ｍｍ
のアルミナ付着層が生じていたが、実施例３，４のノズ
ルでは、アルミナ付着層が生ぜず、溶損が発生したもの
の、わずか2.5ｍｍ，2.4ｍｍ程度であるので、安定的に
鋳造できることがわかった。

【００６７】さらに、実施例１〜４のノズルの試験後の
鋳片中の介在物を調べた結果、ノズルの溶損に起因した
介在物が検出されなかった。

【００６８】以上の事実から、実施例１〜４のノズルに
よれば、ノズル閉塞を完全に抑制することができ、しか
も鋳片の品質に悪影響を及ぼさないことが判明した。

【００６９】

【発明効果】本発明は、以上詳記したとおり、アルミナ
−黒鉛質耐火物，ジルコニア−黒鉛質耐火物を主成分と
するノズル本体を用いたＡｌキルド鋼の連続鋳造用ノズ
ルにおいて、「溶鋼と接する内層の耐火物として、溶鋼
中のAl／Mnの濃度比に応じて、SiO₂が70重量％以上の特
定組成を有する耐火物を用いること」を特徴とし、これ
によって、Ａｌキルド鋼を連続鋳造する際に、従来から
問題になっていた“ノズルの閉塞”を抑制することがで
きるばかりでなく、耐スポ−ル性および耐溶損性を具備
する連続鋳造用ノズル(浸漬ノズル，ロングノズルなど)
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を説明する図であっ
て、配材パタ−ン１を示す浸漬ノズルの断面図である。

【図２】本発明の第２の実施形態を説明する図であっ
て、配材パタ−ン２を示す浸漬ノズルの断面図である。

【図３】本発明の第３の実施形態を説明する図であっ
て、配材パタ−ン３を示す浸漬ノズルの断面図である。

【図４】本発明の第４の実施形態を説明する図であっ
て、配材パタ−ン４を示す浸漬ノズルの断面図である。

【図５】従来例を説明する図であって、配材パタ−ン５
を示す浸漬ノズルの断面図である。

【符号の説明】

１１ − 内層の耐火物１２，５２アルミナ−黒鉛質耐火物１３，５３ジルコニア−黒鉛質耐火物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−235049（ＪＰ，Ａ) 特開平８−57613（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−276753（ＪＰ，Ａ) 特開平10−146655（ＪＰ，Ａ) 特開平10−305355（ＪＰ，Ａ) 特開平８−215852（ＪＰ，Ａ) 特開平３−243258（ＪＰ，Ａ) 特開平３−138054（ＪＰ，Ａ) 特開昭51−54836（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B22D 11/10 330 B22D 41/54

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】 Al／Mn(濃度比)が0.1以上の鋼に適用す
る連続鋳造用ノズルにおいて、アルミナ−黒鉛質耐火
物，ジルコニア−黒鉛質耐火物を主成分とするノズル本
体を用い、溶鋼と接する内層面に、SiO₂が70重量％以上
で、MgO，CaO，TiO₂，MnO₂，Fe₂O₃の１種または２種以
上が5〜30重量％未満の組成を有する耐火物を配置して
なる、ことを特徴とする鋼の連続鋳造用ノズル。
【請求項２】 Al／Mn(濃度比)が0.1未満の鋼に適用す
る連続鋳造用ノズルにおいて、アルミナ−黒鉛質耐火
物，ジルコニア−黒鉛質耐火物を主成分とするノズル本
体を用い、溶鋼と接する内層面に、SiO₂が70重量％以上
で、Al₂O₃および／またはZrO₂が5〜30重量％未満の組成
を有する耐火物を配置してなる、ことを特徴とする鋼の
連続鋳造用ノズル。
【請求項３】前記内層の耐火物が、１ｍｍ以下の粒度
を有し、かつ、0.5ｍｍ以下の粒度割合が80重量％以上
の耐火原料から構成されていることを特徴とする請求項
１または請求項２に記載の鋼の連続鋳造用ノズル。
【請求項４】前記内層の耐火物の厚みが、3〜20ｍｍ
であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に
記載の鋼の連続鋳造用ノズル。