JP4580155B2

JP4580155B2 - Continuous casting nozzle

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Publication number: JP4580155B2
Application number: JP2003207803A
Authority: JP
Inventors: 友英竹内; 孝之犬塚; 欣晃木村; 潤二中島
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2003-08-19
Filing date: 2003-08-19
Publication date: 2010-11-10
Anticipated expiration: 2023-08-19
Also published as: JP2005060128A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶融金属に接する耐火物、特に溶融金属の連続鋳造用ノズルに用いる耐火物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
溶融金属の連続鋳造においては、溶融金属を取鍋からタンディッシュに注入し、さらにタンディッシュから鋳型内に注入する。鋳型内おいて、溶融金属と鋳型との接触部において凝固シェルが成長し、凝固シェルは下方に引き抜かれつつさらに凝固が進行し、最終的に凝固が完了して鋳片となり、引き出される。
【０００３】
タンディッシュ底面には鋳造ストランド数に等しい数の注入口が設けられ、各注入口から鋳型内に溶融金属が注入される。注入口にはストッパーあるいはスライディングノズルが設けられ、これらを開閉することによって溶融金属の注入制御が行われる。
【０００４】
スラブ及び大断面ブルーム連続鋳造においては、タンディッシュ２の注入口下部に浸漬ノズル１と呼ばれる連続鋳造用ノズルを設け、この浸漬ノズル先端の溶融金属吐出口９を鋳型内の溶融金属中に浸漬しつつ溶融金属の注入を行うことにより、注入溶融金属を酸化雰囲気に接触させずに鋳型内に注入することを可能にしている。浸漬ノズル１の材質としては、溶融石英あるいはＡｌ₂Ｏ₃＋黒鉛含有耐火物が用いられる。Ａｌ₂Ｏ₃＋黒鉛含有耐火物製ノズルは、Ａｌ₂Ｏ₃の高耐火性と黒鉛の低い溶鋼濡れ性とを組み合わせた特徴があり、溶鋼に対する耐食性が強く、溶融石英質ノズルに比較して耐食性に優れているので、現在では溶鋼の連続鋳造用浸漬ノズルとして最も広く用いられている。
【０００５】
Ａｌ₂Ｏ₃＋黒鉛含有耐火物製浸漬ノズルにおいては、溶融金属が流通するノズル内周部の溶融金属流通路８に析出物が付着しやすいという性質を有している。
析出物の付着は、特に非浸漬部のノズル内壁の温度勾配の大きな部分および吐出口付近の溶融金属流速の低下する部分に多く、付着物によって鋳造作業が困難になることがある。また、鋳造中に付着物を除去する作業を行う必要があり、ここで除去された付着物は鋳片中に取り込まれて大型介在物となり、鋳片品質を悪化させる原因となる。付着する析出物の主成分はαＡｌ₂Ｏ₃であり、脱酸生成物として溶融金属中に含まれているＡｌ₂Ｏ₃がノズル内壁に析出して堆積するものと考えられる。浸漬ノズル内壁への析出物付着は、特にアルミキルド鋼の連続鋳造において顕著に観察される。
【０００６】
特許文献１には、連続鋳造用ノズルとして、ノズル内部の少なくとも一部がドロマ／黒鉛から成るノズルが開示されている。ドロマとは耐火物として市販されているものであり、ドロマイトを焙焼して作られるものであり、最低５６．５％のＣａＯ、４１．５％のＭｇＯを含んでいることが好ましいとされる。また固体配合物中の黒鉛は少なくとも２５％以上、できれば３０〜３５％が好ましいとしている。このような材料によって作られたノズルを使用すると、ドロマがノズルを詰まらせない可溶反応産物を作り出すので、Ａｌ₂Ｏ₃＋黒鉛含有耐火物ノズルに見られるような詰まりトラブルを避けることができるとしている。
【０００７】
適切なドロマは、直径０．１５ｍｍから１．４ｍｍまでのサイズの微粒子を有する粉末であり、さらにドロマイトのボール破砕微粉を含有する。ボール破砕微粉の平均粒径は７．２μｍであり、ボール破砕微粉は固体配合物中の２０〜２５％の範囲である。
【０００８】
上記のドロマ／黒鉛質耐火物を採用するに際し、注入する溶融金属が接触するノズル内周面をドロマ／黒鉛質耐火物とし、注入溶融金属が接触しない外側材料としてより廉価な材料でできているものを用いることができる。外側材料には、従来から用いられているＡｌ₂Ｏ₃＋黒鉛含有耐火物を用いたとしても、ノズル詰まりの問題は発生しない。
【０００９】
上記のドロマ／黒鉛を用いた連続鋳造用ノズルは、ステンレス鋼の連続鋳造に用いられ、ノズル詰まりの少ない鋳造を実現しているとしている。
【００１０】
【特許文献１】
特表平１１−５０６３９３号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物（特許文献１に記載のドロマ／黒鉛質耐火物を含む。）を用いた連続鋳造用ノズルによって連続鋳造を行うことにより、ノズル詰まりの少ない鋳造を行うことができる。一方、ＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物を用いた連続鋳造用ノズルは従来のＡｌ₂Ｏ₃＋黒鉛含有耐火物を用いたものに比較して寿命が短いという課題を有している。また、溶融金属を連続鋳造して鋳片を製造するに際しては、鋳片に内在する非金属介在物をより一層低減し、良好な内部品質を有する鋳片を製造することが要請されている。
【００１２】
本発明は、特に連続鋳造用ノズルとして使用したときに鋳片品質を向上することのできる耐火物を提供するとともに、併せてＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物の寿命を延長することのできる耐火物を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の要旨とするところは以下の通りである。
（１）ノズル内周面の一部又は全部が、ＣａＯ：２０質量％以上、黒鉛：３０質量％以下、ＣａＯ＋ＭｇＯ＋黒鉛の合計が９０質量％以上であり、構成粒子の最大粒径が０．５ｍｍ以下であり、粒径０．１ｍｍ以上の構成粒子比率が８０質量％以上であり、ＣａＯ中にＭｇＯが分散した形態の粒子（以下「Ｄ粒子」という。）の含有率が３０質量％以上であり、０．４２≦ＭｇＯ／ＣａＯ≦１、０．０５≦黒鉛／（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋黒鉛）であることを特徴とするＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物からなることを特徴とする連続鋳造用ノズル。
（２）ノズル内周面の一部又は全部が、ＣａＯ：２０質量％以上、黒鉛：３０質量％以下、ＣａＯ＋ＭｇＯ＋黒鉛の合計が９０質量％以上であり、構成粒子の最大粒径が０．５ｍｍ以下であり、構成粒子の最小粒径が０．１ｍｍ以上であり、ＣａＯ中にＭｇＯが分散した形態の粒子（以下「Ｄ粒子」という。）の含有率が３０質量％以上であり、０．４２≦ＭｇＯ／ＣａＯ≦１、０．０５≦黒鉛／（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋黒鉛）であることを特徴とするＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物からなることを特徴とする連続鋳造用ノズル。
（３）ノズル内周面の一部又は全部が、ＣａＯ：２０質量％以上、黒鉛：３０質量％以下、ＣａＯ＋ＭｇＯ＋黒鉛の合計が９０質量％以上であり、構成粒子の最大粒径が０．５ｍｍ以下であり、粒径０．１ｍｍ未満の構成粒子はフリーＣａＯを含まない金属酸化物で構成されてなり、ＣａＯ中にＭｇＯが分散した形態の粒子（以下「Ｄ粒子」という。）の含有率が３０質量％以上であり、０．４２≦ＭｇＯ／ＣａＯ≦１、０．０５≦黒鉛／（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋黒鉛）であることを特徴とするＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物からなることを特徴とする連続鋳造用ノズル。
（４）底部に浸漬ノズル１を有する連続鋳造用タンディッシュ２であって、浸漬ノズル１として上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の連続鋳造用ノズルを用いてなることを特徴とする連続鋳造用タンディッシュ。
（５）上記（４）に記載の連続鋳造用タンディッシュ２を用い、タンディッシュ２から浸漬ノズル１を経由して溶融金属を鋳型内に注入することを特徴とする溶融金属の連続鋳造方法。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１に示すように、タンディッシュ２の底部に設けられる連続鋳造用ノズル（浸漬ノズル１）の溶融金属流通路８に面するノズル内周面の一部又は全部にＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物１１を用いることによって、ノズル詰まりの少ない鋳造が可能になる。図１に示す例では、タンディッシュ１底部に上部ノズル４が配置され、その下方にスライディングノズル５、さらにその下方に下部ノズル６が配置され、下部ノズル６の下方に浸漬ノズル１が配置されている。浸漬ノズル１の溶融金属流通路８に面する内周面にＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物１１が配置され、浸漬ノズル１の外周を構成する耐火物１２には別種類の耐火物、例えばＡｌ₂Ｏ₃＋黒鉛含有耐火物が用いられる。
【００１５】
連続鋳造用ノズルの材質としてＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物を用いることによってノズル詰まりの少ない鋳造が可能になる理由は、溶融金属に含まれるＡｌ₂Ｏ₃が析出してノズル内壁に堆積しようとしたとき、ノズルの耐火物材質と堆積したＡｌ₂Ｏ₃とが反応して低融点物質を形成し、ノズル内壁に堆積せずに順次溶融金属で洗い流されるためであると考えられる。このとき、ノズル内壁の溶融速度が速すぎると、ノズル詰まりを防止できる一方でノズルの寿命を短縮する結果を生むこととなる。また、ノズル内壁からの離脱物が鋳造した鋳片に取り込まれたときに品質に有害な介在物となると、鋳片の品質を悪化させる原因となる。
【００１６】
従来、特許文献１に記載のとおり、ＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物を構成する粒子の粒径は１．４ｍｍ以下とすると好ましいと考えられていた。ＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物は上述の如く自己溶損によってノズル内壁への介在物付着を防止しているので、従来のＡｌ₂Ｏ₃−黒鉛含有耐火物に比較してノズルの溶損速度が速く、溶損して溶融金属中に含まれる耐火物の粒径が大きすぎると、この耐火物粒が鋳片に取り込まれて品質有害な非金属介在物となる。従来のように耐火物を構成する粒子の最大粒径が１．４ｍｍであると、溶損して溶融金属中に含まれる介在物の粒径が大きすぎ、鋳片の品質を劣化させる原因となっていた。
【００１７】
本発明においては、耐火物を構成する粒子の最大粒径を０．５ｍｍ以下とすることにより、耐火物が溶損しても溶融金属中に含まれる介在物の最大粒径が小さくなり、耐火物溶損に起因する介在物を無害化でき、良好な品質の鋳片製造を可能にした。
【００１８】
最近の鋼の連続鋳造においては、ＩＦ鋼をはじめとして極低炭素鋼の製造が増大している。これら極低炭素鋼の含有炭素量は０．００５質量％以下である。ＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物からなる連続鋳造用ノズルを用いて極低炭素鋼の鋳造を行うと、耐火物中の黒鉛が溶鋼中に化学的、物理的に溶損しやすく、残存したＣａＯ−ＭｇＯ耐火物粒子が脱落しやすくなる。
【００１９】
本発明においては、ＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物中に含まれる黒鉛の含有量が少なくなるほど、極低炭素鋼鋳造時における耐火物の溶損を低減できることを見いだした。即ち、ＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物中に含まれる黒鉛含有量を３０質量％以下とすることにより、耐火物の溶損を有効に防止することができる。ＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物中に含まれる黒鉛含有量を２５質量％以下とするとより好ましい。
【００２０】
本発明のＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物においては、ＣａＯ含有量を２０質量％以上とする。ＣａＯを２０質量％以上含有させることにより、ノズルの内周面にＡｌ₂Ｏ₃介在物が付着しようとしたときに低融点物質を形成しやすくなり、ノズル内周面への介在物付着を有効に防止することができるからである。
【００２１】
ＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物においては、ＣａＯ中にＭｇＯが分散した形態の粒子が見られる。ここでは、このような粒子を「Ｄ粒子」と呼ぶ。本発明においては、上記Ｄ粒子の含有率が３０質量％以上であると好ましい。Ｄ粒子はＣａＯとＭｇＯが適度に分散した組織であるため、Ａｌ₂Ｏ₃とＣａＯが反応して低融点化合物となった後に、残存したＭｇＯ粒子同士が合体・粗大化して稼働面近傍で保護皮膜として作用し、溶損速度を抑制できる。Ｄ粒子の含有率が３０質量％以上であれば、溶損速度を有効に抑制することができる。
【００２２】
ＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物中のＣａＯ−ＭｇＯ部分について、上記Ｄ粒子以外には、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｒＯ₂、ＳｉＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃が含まれている。ＭｇＯ、ＣａＯについては、必ずしもＤ粒子として含有させる必要はなく、ＭｇＯ、ＣａＯの単独相として含有していても良いが、分散性がなく偏在した場合、特に稼働面に対してＭｇＯが壁を作った場合、ＣａＯの供給を阻害する可能性がある。また、ＺｒＯ₂、ＳｉＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃などはＣａＯと低融点物を形成するため、含有率は少ない方がよい。
【００２３】
従来、特許文献１に記載のとおり、ＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物を構成する粒子として、ドロマイトのボール破砕微粉を２０〜２５％含有させるものと考えられていた。ボール破砕微粉は平均粒径７．２μｍの微細粒子である。
【００２４】
本発明においては、ＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物中に０．１ｍｍ未満のＣａＯ粒子が存在すると、ノズル内壁に析出したＡｌ₂Ｏ₃との反応によって耐火物の組織を脆弱化し、粗粒の脱落を助長し、耐火物寿命を短縮するとともに、脱落した粗粒が鋳片に巻き込まれて品質に悪影響を及ぼす介在物となることを明らかにした。
【００２５】
本発明はさらに、ＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物中に含まれる０．１ｍｍ未満の粒子が合計で２０％未満であれば、微小ＣａＯ粒子による上記悪影響を問題のないレベルに低減できることを明らかにした。即ち、粒径０．１ｍｍ以上の構成粒子比率を８０質量％以上とすればよい。もちろん、構成粒子の最小粒径を０．１ｍｍ以上とすればより好ましい。あるいは、たとえ粒径０．１ｍｍ未満の粒子を含んでいても、粒径０．１ｍｍ未満の構成粒子はフリーＣａＯを含まない金属酸化物で構成されていれば、上記品質問題を解消することができる。
【００２６】
本発明のＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物を連続鋳造用ノズルのノズル内周面の一部又は全部に用いることにより、連続鋳造中にノズル内周面にＡｌ₂Ｏ₃をはじめとする析出物が形成されるのを防止している。このＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物の組成は、０．０３≦ＭｇＯ／ＣａＯ≦４、０．０５≦黒鉛／（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋黒鉛）、かつＣａＯ＋ＭｇＯ＋黒鉛の合計が９０質量％以上であると好ましい。
【００２７】
ＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物の結晶構造は、ＣａＯ相とＭｇＯ相が混在したものであり、黒鉛はＣａＯとＭｇＯとが共存する結晶粒の粒子間に板状に充填される形で存在している。ノズル内周面の材質がＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物であるとＡｌ₂Ｏ₃析出物の付着が少ない理由は、溶融金属から析出したＡｌ₂Ｏ₃がノズル内周面に付着したとき、耐火物中のＣａＯ相と付着Ａｌ₂Ｏ₃とが反応して低融点物質を生成し、そのために付着した析出物が再度溶融金属中に浮遊していくためであると考えられる。従って、ノズル内周面を形成する耐火物中にＣａＯ相が存在すれば、析出物付着を防止する能力を有する。本発明においてはＣａＯ含有量が２０質量％以上であるから、必然的にＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物中のＭｇＯ／ＣａＯは４以下となり、耐火物中に確実にＣａＯ相を存在させることができ、析出物付着防止効果を発揮することができる。ＭｇＯ／ＣａＯ比が低いほどＣａＯ相の存在比率が増大するので、析出物付着防止効果を向上させることができる。ＭｇＯ／ＣａＯ≦１であるとより好ましい。ＭｇＯ／ＣａＯ≦０．７２であるとさらに好ましい。
【００２８】
ＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物中のＭｇＯ分は、溶融金属中のＡｌ₂Ｏ₃とＣａＯが反応して低融点化合物となった後に、残存したＭｇＯ粒子同士が合体・粗大化して比較的融点の高い反応生成物をつくるため、ノズル内面耐火物の溶損を抑制するという機能を有する。この機能を発揮させるためには、ＭｇＯ／ＣａＯ≧０．０３とすることが必要である。ＭｇＯ／ＣａＯ≧０．２であるとより好ましい。ＭｇＯ／ＣａＯ≧０．４２であるとさらに好ましい。
【００２９】
ＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物を製造するに際し、耐火物中のＣａＯ−ＭｇＯ源として通常はドロマイトを用いる。ドロマイト中のＣａＣＯ₃とＭｇＣＯ₃の比率が生産地によって異なる。ドロマイトを用いて製造した耐火物中のＭｇＯ／ＣａＯ比は、通常は０．４９〜１の範囲に存在することになる。この範囲であれば上記好ましいＭｇＯ／ＣａＯ比を実現することができる。
【００３０】
ＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物中の黒鉛は、黒鉛がもつ高熱伝導性により、耐熱スポーリング性に優れるという機能を有する。この機能を発揮させるためには、黒鉛／（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｃ）を０．０５以上とする必要がある。０．１５以上であればより好ましい。
【００３１】
ＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物においては、ＣａＯ＋ＭｇＯ＋黒鉛の合計を９０質量％以上とする。不純物の含有量が１０％超となると、耐火性が低下するとともに、耐火物の主要物質との低融点物質を形成し易くなるため本発明の内孔体としての特性が得られなくなるためである。
【００３２】
本発明において、上記ＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物に代えてＣａＯ−黒鉛含有耐火物を用いても良い。ＭｇＯを含有していないので上記ノズル内面耐火物の溶損抑制機能を発揮することはできないが、耐火物のライニング厚みを使用回数にあわせてコントロールできるという理由で十分にノズル内周面としての機能を果たすことができ、さらに優れた析出物付着除去効果を発揮することができる。この場合において、ＣａＯ−黒鉛含有耐火物は０．０５≦黒鉛／（ＣａＯ＋黒鉛）、かつＣａＯ＋黒鉛の合計が９０質量％以上の条件を満足すると好ましい。
その理由は、上記ＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物における理由と同様である。
【００３３】
本発明において、上記ＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物に代えてＣａＯ−ＭｇＯ含有耐火物を用いても良い。
【００３４】
連続鋳造用ノズルの内周面は溶鋼と接触する部分である。黒鉛を含有する耐火物においては、耐火物骨材の間に黒鉛が板状に存在する。ノズルの内周面に黒鉛を含有した耐火物を用いると、耐火物中の黒鉛の部分が溶鋼と反応する形で基材の間から溶損されていく。従って、黒鉛を含有しない耐火物の方が耐火物の溶損速度が小さくなり、寿命が長くなり、有利になることがある。一方、黒鉛を含有しない耐火物は耐スポーリング性が悪化するので、予熱時の昇温速度を小さくするなどの予熱の工夫が必要となる。ノズル内周面にＣａＯ−ＭｇＯ含有耐火物を用い、ノズル外周面にＡｌ₂Ｏ₃＋黒鉛含有耐火物を用いることとすれば、内周面のＣａＯ−ＭｇＯ含有耐火物の内面と外面との温度差が小さくなり、かつ蓄熱効果もあるので、耐スポーリング性をさほど損なわずにノズルを形成することができる。ただし、ノズル内外周の耐火物間で線膨張係数の差が大きく、ノズル外周面を構成するＡｌ₂Ｏ₃＋黒鉛含有耐火物に比較して内周面のＣａＯ−ＭｇＯ含有耐火物の方が予熱時に膨張速度が大きいので、Ａｌ₂Ｏ₃＋黒鉛含有耐火物との接合部にＣａＯ−ＭｇＯ含有耐火物の膨張を吸収することができるモルタルもしくは接合剤が必要となる。あるいは、外周を構成する耐火物が内周耐火物の膨張を抑制できるように、外周耐火物の厚さを十分に取ることとしても良い。
【００３５】
ノズルの内周面にＣａＯ−ＭｇＯ含有耐火物を用いる場合において、ＣａＯ−ＭｇＯ含有耐火物の組成は、０．０３≦ＭｇＯ／ＣａＯ≦４、かつＣａＯ＋ＭｇＯの合計が９０質量％以上の条件を満足すると好ましい。その理由は、上記ＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物における理由と同様である。また、黒鉛を積極的には含有しないが、５％未満の範囲で黒鉛を含有していても構わない。
【００３６】
ノズル内周面の一部又は全部が本発明の耐火物からなる連続鋳造用ノズル１を浸漬ノズルとして採用し、この浸漬ノズルを底部に装着したタンディッシュ２を構成することができる（図１）。このタンディッシュ２を用いて溶融金属の連続鋳造を行えば、連続鋳造中における浸漬ノズル内周面への析出物の付着を防止しつつ、浸漬ノズルの寿命を延長することができ、また有害介在物の少ない良好な品質の鋳片を鋳造することが可能になる。
【００３７】
本発明の連続鋳造用ノズルを浸漬ノズルとして使用する際に、外周を構成する耐火物１２としてＡｌ₂Ｏ₃＋黒鉛含有耐火物を用いた場合には、浸漬ノズルの外周部であってスラグラインに相当する部分には、スラグによる溶損を防止するためのスラグライン耐火物を配置すると好ましい。たとえば、ＺｒＯ₂＋黒鉛系耐火物を用いることができる。
【００３８】
もちろん、浸漬ノズル１の全体を本発明の耐火物で形成することとしても良い。その場合にも、浸漬ノズルの外周部であってスラグラインに相当する部分には、スラグによる溶損を防止するためのスラグライン耐火物を配置すると好ましい。
【００３９】
本発明を用いた連続鋳造においては、Ａｌ脱酸鋼を鋳造した場合でも、ノズル内面にＡｌ₂Ｏ₃の付着が見られずノズル絞りが発生しない。そのため、通常浸漬ノズルの内面にＡｌ₂Ｏ₃が付着することを防止することを目的として、浸漬ノズル内面、もしくは上ノズルよりＡｒガス等の不活性ガスを吹き込む必要性が無くなる。従って、要求される鋳片の品質水準に応じて任意に不活性ガス流量を削減可能となり、ピンホールの少ない鋳片の製造が可能となり、表面品質に優れた板材の製造が可能となる。
【００４０】
上記本発明の連続鋳造用ノズルは、タンディッシュに接続する浸漬ノズルとして使用したときに最も優れた効果を発揮するが、この用途に限定されるものではなく、たとえば取鍋に接続して溶融金属をタンディッシュに注入する際の連続鋳造用ノズルとして使用しても同様に効果を発揮することができる。
【００４１】
【実施例】
転炉にて溶製した溶鋼３００ｔｏｎを、ＲＨにて所定の成分濃度に調整した極低炭素鋼の溶鋼を、タンディッシュ、浸漬ノズルを介して垂直曲げ型の連続鋳造機で、厚み２５０ｍｍの鋳片に鋳造した。溶鋼成分範囲は、Ｃ：０．０１％以下、Ｓｉ：０．０３％以下、Ｍｎ：０．０８〜０．１３％、Ａｌ：０．０１〜０．０８％、Ｔｉ：０．０１５〜０．１％である。鋳片幅は１２００〜１４００ｍｍ、鋳造速度は１．５〜１．８ｍ／ｍｉｎである。浸漬ノズル内へのＡｒ吹き込み量は８リットル／分である。鋳片は通常の方法で熱間圧延を行い、さらに冷間圧延によって厚さ０．９ｍｍの冷延鋼板を製造した。
【００４２】
浸漬ノズル１を中心とする、タンディッシュ２から鋳型内への注入時に通過する溶鋼に接する耐火物として、図１に示す耐火物を用いた。注入用耐火物として、タンディッシュ２に上部ノズル４が配置され、上部ノズル４の下方にスライディングノズル５、その下方に下部ノズル６、さらにその下に浸漬ノズル１が配置される。スライディングノズル５は、２枚の固定プレートと移動プレートとによって構成され、固定プレートと移動プレートに設けられた開口部の位置を調整することによって溶鋼注入量を調整する。
【００４３】
図１に示すように、浸漬ノズルのうちで溶鋼に接する内側部分１１にＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物を用い、外側部分１２はＡｌ₂Ｏ₃−黒鉛含有耐火物としている。また、上部ノズル４の全体についてＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物を用いている。スライディングノズル５、下部ノズル６の材質は、いずれの水準においてもＡｌ₂Ｏ₃−黒鉛含有耐火物を用いた。
【００４４】
ＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物における基準となる組成において、成分として、ＣａＯ：４３質量％、ＭｇＯ：３２質量％、黒鉛：２５質量％のものを用いた。また、基準組成のものは耐火物最大粒子径を０．５ｍｍとし、耐火物粒径をすべて０．１ｍｍ以上とした。
【００４５】
ＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物の耐火物最大粒子径を、０．３、０．５、０．８、１．４ｍｍと変化させ、それぞれの耐火物を用いて連続鋳造を行い、鋳片の品質欠陥発生状況を評価した。品質評価については、介在物系スリバー疵による不合格率を評価し、耐火物最大粒子径が０．５ｍｍの場合を基準として鋳片品質評価欠陥指数とした。結果を図２に示す。図２から明らかなように、耐火物最大粒子径が０．５ｍｍ以下であれば、鋳片品質欠陥指数が低く、良好な結果を得ることができる。
【００４６】
ＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物の黒鉛含有量を２５、３０、３５％と変化させ、それぞれの耐火物を用いて連続鋳造を行い、浸漬ノズルの溶損状況について評価した。評価はノズルの使用時間と使用後ノズルの内孔溶損量から算出した内孔溶損速度を指数化したものを用いた。結果を図３に示す。図３から明らかなように、ＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物の黒鉛含有量が低いほど浸漬ノズルの溶損指数が改善され、黒鉛含有量３０質量％以下、より好ましくは２５質量％以下において良好な結果を得ることができる。
【００４７】
ＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物の耐火物構成粒子について、耐火物粒径をすべて０．１ｍｍ以上とした場合と、０．１ｍｍ未満を３０％あるいは２０％含有させた場合、０．１ｍｍ未満の耐火物としてＭｇＯを２０％含有させた場合とで、それぞれの耐火物を用いて連続鋳造を行い、鋳片の品質欠陥発生状況を評価した。評価方法は上記耐火物最大粒子径を変化させたときの評価と同様である。耐火物粒径０．１μｍ未満を３０％あるいは２０％含有させたものについては、ＣａＯ：ＭｇＯ比が６：４であるＤ粒子の微粉を使用した。結果を図４に示す。耐火物粒径０．１ｍｍ未満のものを３０％含有する場合に比較して、０．１ｍｍ未満のものを含有しないことによって、鋳片の品質が改善されることが明らかである。またたとえ０．１ｍｍ未満のものを含有するとしても、０．１ｍｍ未満のものがＭｇＯであってフリーＣａＯを含有しなければ、鋳片の品質はやはり改善される。０．１ｍｍ未満のものの含有量が２０％、即ち粒径０．１ｍｍ以上の構成粒子比率が８０質量％以上であれば、０．１ｍｍ未満含有量３０％に比較すると品質が改善されている。
【００４８】
【発明の効果】
本発明は、ＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物において、黒鉛：３０質量％以下、構成粒子の最大粒径が０．５ｍｍ以下とすることにより、この耐火物を連続鋳造用ノズル内周面の一部又は全部として用いたときに、耐火物の寿命を延長するとともに鋳造した鋳片の品質を向上することができる。また、上記耐火物の粒径０．１ｍｍ以上の構成粒子比率が８０質量％以上又は構成粒子の最小粒径が０．１ｍｍ以上又は粒径０．１ｍｍ未満の構成粒子はフリーＣａＯを含まない金属酸化物で構成することにより、同じく耐火物の寿命を延長するとともに鋳造した鋳片の品質を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の耐火物を用いた浸漬ノズルをタンディッシュに設置した状況を示す部分断面図である。
【図２】ＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物の耐火物最大粒子径と鋳片品質欠陥との関係を示す図である。
【図３】ＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物の黒鉛含有量と耐火物溶損との関係を示す図である。
【図４】ＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物の０．１ｍｍ未満耐火物の存在状況と鋳片品質欠陥との関係を示す図である。
【符号の説明】
１連続鋳造用ノズル（浸漬ノズル）
２タンディッシュ
４上部ノズル
５スライディングノズル
６下部ノズル
８溶融金属流通路
９吐出口
１１ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物
１２外側を構成する耐火物[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a refractory in contact with molten metal, and more particularly to a refractory used for a nozzle for continuous casting of molten metal.
[0002]
[Prior art]
In continuous casting of molten metal, molten metal is poured from a ladle into a tundish, and further poured into the mold from the tundish. In the mold, a solidified shell grows at the contact portion between the molten metal and the mold, and the solidified shell further pulls downward to further solidify. Finally, solidification is completed to form a slab, which is pulled out.
[0003]
The bottom surface of the tundish is provided with a number of inlets equal to the number of cast strands, and molten metal is injected into the mold from each inlet. A stopper or a sliding nozzle is provided at the injection port, and the molten metal injection is controlled by opening and closing these.
[0004]
In continuous casting of slabs and large-section blooms, a continuous casting nozzle called an immersion nozzle 1 is provided below the inlet of the tundish 2 and the molten metal discharge port 9 at the tip of the immersion nozzle is immersed in the molten metal in the mold. By injecting the molten metal, the injected molten metal can be injected into the mold without contacting the oxidizing atmosphere. The material of the immersion nozzle 1 is fused quartz or Al.₂O_Three+ Refractory containing graphite is used. Al₂O_Three+ Graphite-containing refractory nozzle is Al₂O_ThreeThe combination of high fire resistance of graphite and low molten steel wettability of graphite, strong corrosion resistance to molten steel, and superior corrosion resistance compared to fused silica nozzles, is now an immersion nozzle for continuous casting of molten steel Most widely used.
[0005]
Al₂O_Three+ The graphite-containing refractory immersion nozzle has the property that precipitates are likely to adhere to the molten metal flow passage 8 in the inner peripheral portion of the nozzle through which the molten metal flows.
Deposits are often deposited on portions where the temperature gradient of the nozzle inner wall of the non-immersed portion is large and on the portion where the molten metal flow velocity is reduced near the discharge port, which may make casting work difficult. Moreover, it is necessary to perform the operation | work which removes a deposit | attachment during casting, and the deposit | attachment removed here is taken in in a slab, becomes a large inclusion, and causes a deterioration of slab quality. The main component of the deposited deposit is αAl₂O_ThreeAl contained in the molten metal as a deoxidation product₂O_ThreeIs considered to be deposited and deposited on the inner wall of the nozzle. Deposits on the inner wall of the immersion nozzle are particularly observed in continuous casting of aluminum killed steel.
[0006]
Patent Document 1 discloses a nozzle in which at least part of the inside of the nozzle is made of doloma / graphite as a continuous casting nozzle. A doloma is commercially available as a refractory, is made by roasting dolomite, and preferably contains at least 56.5% CaO and 41.5% MgO. . Further, the graphite in the solid compound is preferably at least 25%, preferably 30 to 35%. Using a nozzle made of such a material creates a soluble reaction product that does not clog the nozzle, so that Al₂O_Three+ It is said that clogging troubles such as those found in graphite-containing refractory nozzles can be avoided.
[0007]
A suitable doloma is a powder having fine particles of a size from 0.15 mm to 1.4 mm in diameter and further contains dolomite ball crush fines. The average particle size of the ball crushed fine powder is 7.2 μm, and the ball crushed fine powder is in the range of 20-25% in the solid formulation.
[0008]
When adopting the above doloma / graphitic refractory, the inner peripheral surface of the nozzle that comes into contact with the molten metal to be injected is made of doloma / graphitic refractory and is made of a less expensive material as the outer material that does not contact the molten metal to be injected Things can be used. For the outer material, Al is used conventionally.₂O_ThreeEven if a graphite containing refractory is used, the problem of nozzle clogging does not occur.
[0009]
The nozzle for continuous casting using the above doloma / graphite is used for continuous casting of stainless steel, and realizes casting with less nozzle clogging.
[0010]
[Patent Document 1]
Japanese National Patent Publication No. 11-506393
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
By performing continuous casting with a nozzle for continuous casting using a refractory containing CaO-MgO-graphite (including the doloma / graphitic refractory described in Patent Document 1), casting with less nozzle clogging can be performed. . On the other hand, a continuous casting nozzle using a refractory containing CaO-MgO-graphite is a conventional Al₂O_Three+ There is a problem that the life is shorter than that using a graphite-containing refractory. Further, when producing a slab by continuously casting a molten metal, it is required to further reduce non-metallic inclusions present in the slab and to produce a slab having good internal quality.
[0012]
The present invention provides a refractory that can improve the quality of a slab, particularly when used as a nozzle for continuous casting, and at the same time, can extend the life of a refractory containing CaO-MgO-graphite. The purpose is to provide.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
That is, the gist of the present invention is as follows.
(1)Part or all of the inner peripheral surface of the nozzleCaO: 20% by mass or more, graphite: 30% by mass or less, the total of CaO + MgO + graphite is 90% by mass or more, the maximum particle size of the constituent particles is 0.5 mm or less, and the proportion of constituent particles having a particle size of 0.1 mm or more Is 80 mass% or more, and the content of particles in a form in which MgO is dispersed in CaO (hereinafter referred to as “D particles”) is 30 mass% or more, and 0.42 ≦ MgO / CaO ≦10.05 ≦ graphite / (CaO + MgO + graphite), CaO—MgO—graphite-containing refractoryA nozzle for continuous casting characterized by comprising.
(2)Part or all of the inner peripheral surface of the nozzleCaO: 20% by mass or more, graphite: 30% by mass or less, the total of CaO + MgO + graphite is 90% by mass or more, the maximum particle size of the constituent particles is 0.5 mm or less, and the minimum particle size of the constituent particles is 0.1 mm The content of particles in the form of MgO dispersed in CaO (hereinafter referred to as “D particles”) is 30% by mass or more, and 0.42 ≦ MgO / CaO ≦10.05 ≦ graphite / (CaO + MgO + graphite), CaO—MgO—graphite-containing refractoryA nozzle for continuous casting characterized by comprising.
(3)Part or all of the inner peripheral surface of the nozzleCaO: 20% by mass or more, graphite: 30% by mass or less, the total of CaO + MgO + graphite is 90% by mass or more, the maximum particle size of the constituent particles is 0.5 mm or less, and the constituent particles having a particle size of less than 0.1 mm are It is composed of a metal oxide not containing free CaO, and the content of particles in the form of MgO dispersed in CaO (hereinafter referred to as “D particles”) is 30% by mass or more, and 0.42 ≦ MgO / CaO ≦10.05 ≦ graphite / (CaO + MgO + graphite), CaO—MgO—graphite-containing refractoryA nozzle for continuous casting, comprising:
(4) A tundish 2 for continuous casting having an immersion nozzle 1 at the bottom, the immersion nozzle 1 as described aboveOne of (1) to (3)A tundish for continuous casting, characterized by using the nozzle for continuous casting described in 1.
(5)the above(4A continuous casting method of molten metal, wherein the molten metal is injected into the mold from the tundish 2 through the immersion nozzle 1 using the tundish 2 for continuous casting described in the above.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As shown in FIG. 1, CaO-MgO-graphite-containing refractory is partially or entirely on the inner peripheral surface of the nozzle facing the molten metal flow path 8 of the continuous casting nozzle (immersion nozzle 1) provided at the bottom of the tundish 2. By using the object 11, casting with less nozzle clogging becomes possible. In the example shown in FIG. 1, the upper nozzle 4 is disposed at the bottom of the tundish 1, the sliding nozzle 5 is disposed below the lower nozzle 6, the lower nozzle 6 is disposed below the sliding nozzle 5, and the immersion nozzle 1 is disposed below the lower nozzle 6. Yes. CaO-MgO-graphite-containing refractory 11 is arranged on the inner peripheral surface facing the molten metal flow path 8 of the immersion nozzle 1, and another type of refractory, for example, Al, is included in the refractory 12 constituting the outer periphery of the immersion nozzle 1.₂O_Three+ Refractory containing graphite is used.
[0015]
The reason why casting with less nozzle clogging is possible by using CaO-MgO-graphite-containing refractory as the material of the nozzle for continuous casting is that Al contained in the molten metal₂O_ThreeWhen depositing and depositing on the inner wall of the nozzle, the refractory material of the nozzle and the deposited Al₂O_ThreeIt is thought that this is because a low melting point substance is formed by reacting with the molten metal and is sequentially washed away with molten metal without being deposited on the inner wall of the nozzle. At this time, if the melting speed of the inner wall of the nozzle is too fast, nozzle clogging can be prevented, while the result of shortening the life of the nozzle is produced. Moreover, when the detachment from the inner wall of the nozzle is taken into the cast slab and becomes an inclusion that is harmful to the quality, the quality of the slab is deteriorated.
[0016]
Conventionally, as described in Patent Document 1, it has been considered that the particle diameter of the particles constituting the CaO-MgO-graphite-containing refractory is preferably 1.4 mm or less. Since the refractory containing CaO-MgO-graphite prevents inclusions from adhering to the inner wall of the nozzle by self-melting as described above, the conventional Al₂O_Three-The erosion rate of the nozzle is faster than that of graphite-containing refractories, and if the particle size of the refractory contained in the molten metal due to erosion is too large, the refractory particles are incorporated into the slab and are harmful to quality. It becomes a non-metallic inclusion. If the maximum particle size of particles constituting the refractory is 1.4 mm as in the past, the particle size of inclusions contained in the molten metal is too large, causing deterioration in the quality of the slab. It was.
[0017]
In the present invention, by setting the maximum particle size of the particles constituting the refractory to 0.5 mm or less, the maximum particle size of inclusions contained in the molten metal is reduced even if the refractory melts, and the refractory Inclusions caused by melting damage can be made harmless, and slabs of good quality can be manufactured.
[0018]
In recent continuous casting of steel, production of ultra-low carbon steel including IF steel is increasing. The carbon content of these ultra-low carbon steels is 0.005% by mass or less. When ultra-low carbon steel is cast using a continuous casting nozzle made of CaO-MgO-graphite-containing refractory, the graphite in the refractory is easily chemically and physically damaged in the molten steel, and the remaining CaO- MgO refractory particles easily fall off.
[0019]
In the present invention, it has been found that as the content of graphite contained in the refractory containing CaO—MgO—graphite decreases, the melting loss of the refractory during casting of the ultra-low carbon steel can be reduced. That is, by setting the graphite content in the CaO—MgO—graphite-containing refractory to 30% by mass or less, the refractory can be effectively prevented from being damaged. More preferably, the graphite content in the refractory containing CaO—MgO—graphite is 25% by mass or less.
[0020]
In the CaO-MgO-graphite-containing refractory of the present invention, the CaO content is 20% by mass or more. By containing 20% by mass or more of CaO, Al is formed on the inner peripheral surface of the nozzle.₂O_ThreeThis is because it becomes easy to form a low-melting-point substance when inclusions try to adhere, and the inclusion attachment to the inner peripheral surface of the nozzle can be effectively prevented.
[0021]
In the refractory containing CaO—MgO—graphite, particles having a form in which MgO is dispersed in CaO are seen. Here, such particles are referred to as “D particles”. In the present invention, the content of the D particles is preferably 30% by mass or more. D particles have a structure in which CaO and MgO are moderately dispersed.₂O_ThreeAfter CaO reacts with CaO to form a low melting point compound, the remaining MgO particles are coalesced and coarsened to act as a protective film in the vicinity of the operating surface, and the melting rate can be suppressed. If the content rate of D particle | grains is 30 mass% or more, a melting rate can be suppressed effectively.
[0022]
About the CaO-MgO part in the refractory containing CaO-MgO-graphite, MgO, CaO, ZrO other than the above D particles₂, SiO₂, Fe₂O_ThreeIt is included. MgO and CaO do not necessarily need to be contained as D particles, and may be contained as a single phase of MgO and CaO. However, when there is no dispersibility and MgO and CaO are unevenly distributed, MgO forms a wall especially on the working surface. In this case, the supply of CaO may be hindered. ZrO₂, SiO₂, Fe₂O_ThreeSince it forms a low melting point material with CaO, etc., it is better that the content is small.
[0023]
Conventionally, as described in Patent Document 1, it was considered that 20 to 25% of ball-crushed fine powder of dolomite was contained as particles constituting the CaO—MgO—graphite-containing refractory. The ball-pulverized fine powder is a fine particle having an average particle diameter of 7.2 μm.
[0024]
In the present invention, if CaO particles less than 0.1 mm are present in the CaO-MgO-graphite-containing refractory, Al deposited on the inner wall of the nozzle₂O_ThreeThe refractory structure is weakened by the reaction with, and the drop of coarse grains is promoted, the life of the refractory is shortened, and the fallen coarse grains are caught in the slab and become an inclusion that adversely affects quality. Revealed.
[0025]
The present invention further clearly shows that the above-mentioned adverse effects of fine CaO particles can be reduced to a level without problems if the total of particles less than 0.1 mm contained in the CaO-MgO-graphite-containing refractory is less than 20%. did. That is, the ratio of constituent particles having a particle size of 0.1 mm or more may be 80% by mass or more. Of course, it is more preferable that the minimum particle size of the constituent particles is 0.1 mm or more. Alternatively, even if particles having a particle size of less than 0.1 mm are included, the above-mentioned quality problem can be solved if the component particles having a particle size of less than 0.1 mm are made of a metal oxide not containing free CaO. it can.
[0026]
By using the CaO-MgO-graphite-containing refractory of the present invention for part or all of the nozzle inner peripheral surface of a continuous casting nozzle, Al is formed on the nozzle inner peripheral surface during continuous casting.₂O_ThreeThe formation of precipitates such as is prevented. The composition of the CaO—MgO—graphite-containing refractory is preferably 0.03 ≦ MgO / CaO ≦ 4, 0.05 ≦ graphite / (CaO + MgO + graphite), and the total of CaO + MgO + graphite is 90% by mass or more.
[0027]
The crystal structure of the CaO-MgO-graphite-containing refractory is a mixture of CaO and MgO phases, and graphite exists in a form of being packed in the form of a plate between the grains of CaO and MgO coexisting. ing. When the material of the nozzle inner peripheral surface is CaO-MgO-graphite-containing refractory, Al₂O_ThreeThe reason why there is little adhesion of the precipitate is that Al deposited from the molten metal₂O_ThreeWhen adhering to the inner peripheral surface of the nozzle, the CaO phase in the refractory and adhering Al₂O_ThreeIt is thought that this is because a low melting point substance is produced by reacting with the precipitate, and the deposited deposits float on the molten metal again. Therefore, if the CaO phase is present in the refractory that forms the inner peripheral surface of the nozzle, it has the ability to prevent deposits from adhering. In the present invention, since the CaO content is 20% by mass or more, MgO / CaO in the CaO-MgO-graphite-containing refractory is inevitably 4 or less, and the CaO phase is surely present in the refractory. And the effect of preventing deposit adhesion can be exhibited. The lower the MgO / CaO ratio, the greater the abundance ratio of the CaO phase, thereby improving the deposit adhesion preventing effect. It is more preferable that MgO / CaO ≦ 1. It is more preferable that MgO / CaO ≦ 0.72.
[0028]
The MgO content in the refractory containing CaO-MgO-graphite is Al in the molten metal.₂O_ThreeAfter CaO and CaO react to form a low melting point compound, the remaining MgO particles coalesce and coarsen to form a reaction product with a relatively high melting point. Have. In order to exert this function, it is necessary to satisfy MgO / CaO ≧ 0.03. It is more preferable that MgO / CaO ≧ 0.2. It is more preferable that MgO / CaO ≧ 0.42.
[0029]
In producing a CaO—MgO—graphite-containing refractory, dolomite is usually used as a source of CaO—MgO in the refractory. CaCO in dolomite_ThreeAnd MgCO_ThreeThe ratio varies depending on the production area. The MgO / CaO ratio in the refractory produced using dolomite will normally be in the range of 0.49-1. If it is this range, the said preferable MgO / CaO ratio is realizable.
[0030]
The graphite in the refractory containing CaO-MgO-graphite has a function of being excellent in heat-resistant spalling property due to the high thermal conductivity of graphite. In order to exhibit this function, it is necessary to make graphite / (CaO + MgO + C) 0.05 or more. More preferably, it is 0.15 or more.
[0031]
In the refractory containing CaO—MgO—graphite, the total of CaO + MgO + graphite is 90% by mass or more. When the impurity content exceeds 10%, the fire resistance is lowered, and it becomes easy to form a low-melting-point substance with the main substance of the refractory material, so that the characteristics as the inner pore body of the present invention cannot be obtained. .
[0032]
In the present invention, a CaO-graphite-containing refractory may be used instead of the CaO-MgO-graphite-containing refractory. Since it does not contain MgO, it can not exert the function of suppressing the refractory damage of the nozzle inner surface refractory, but it can function as a nozzle inner peripheral surface sufficiently because the lining thickness of the refractory can be controlled according to the number of uses. In addition, it is possible to exhibit an excellent effect of removing deposits. In this case, the CaO-graphite-containing refractory is preferably 0.05 ≦ graphite / (CaO + graphite) and the total of CaO + graphite satisfies the condition of 90% by mass or more.
The reason is the same as that in the CaO—MgO—graphite-containing refractory.
[0033]
In the present invention, a CaO-MgO-containing refractory may be used instead of the CaO-MgO-graphite-containing refractory.
[0034]
The inner peripheral surface of the continuous casting nozzle is a portion that contacts the molten steel. In a refractory containing graphite, graphite exists in a plate shape between refractory aggregates. When a refractory containing graphite is used on the inner peripheral surface of the nozzle, the graphite portion in the refractory is melted from between the base materials in a form that reacts with the molten steel. Accordingly, a refractory containing no graphite may be advantageous because the refractory has a lower melting rate and a longer life. On the other hand, since the refractory containing no graphite deteriorates the spalling resistance, it is necessary to devise preheating such as reducing the temperature increase rate during preheating. Use CaO-MgO-containing refractory on the inner peripheral surface of the nozzle and Al on the nozzle outer peripheral surface.₂O_Three+ If the graphite-containing refractory is used, the temperature difference between the inner surface and the outer surface of the CaO-MgO-containing refractory on the inner peripheral surface is reduced, and there is also a heat storage effect, so the spalling resistance is not significantly impaired. A nozzle can be formed. However, there is a large difference in linear expansion coefficient between the refractories on the inner and outer periphery of the nozzle, and the Al₂O_Three+ Since the CaO-MgO-containing refractory on the inner peripheral surface has a higher expansion rate during preheating than the graphite-containing refractory, Al₂O_ThreeA mortar or a bonding agent capable of absorbing the expansion of the CaO—MgO-containing refractory is required at the joint with the + graphite-containing refractory. Or it is good also as taking the thickness of an outer periphery refractory enough so that the refractory which comprises an outer periphery can suppress expansion | swelling of an inner periphery refractory.
[0035]
When using a CaO-MgO-containing refractory on the inner peripheral surface of the nozzle, the composition of the CaO-MgO-containing refractory satisfies the condition that 0.03 ≦ MgO / CaO ≦ 4 and the total of CaO + MgO is 90% by mass or more. It is preferable. The reason is the same as that in the CaO—MgO—graphite-containing refractory. Further, it does not actively contain graphite, but may contain graphite in a range of less than 5%.
[0036]
A continuous casting nozzle 1 having a part or all of the inner peripheral surface of the nozzle made of the refractory material of the present invention is employed as an immersion nozzle, and a tundish 2 having the immersion nozzle attached to the bottom can be configured (FIG. 1). . If the molten metal is continuously cast using the tundish 2, it is possible to extend the life of the immersion nozzle while preventing the deposits from adhering to the inner peripheral surface of the immersion nozzle during the continuous casting. It becomes possible to cast a slab of good quality with few objects.
[0037]
When the continuous casting nozzle of the present invention is used as an immersion nozzle, Al is used as the refractory 12 constituting the outer periphery.₂O_ThreeWhen a + graphite-containing refractory is used, it is preferable that a slag line refractory for preventing melting damage due to slag is disposed at the outer peripheral portion of the immersion nozzle and corresponding to the slag line. For example, ZrO₂+ A graphite-based refractory can be used.
[0038]
Of course, it is good also as forming the whole immersion nozzle 1 with the refractory of this invention. Even in such a case, it is preferable to arrange a slag line refractory for preventing melting damage due to the slag at the outer peripheral portion of the immersion nozzle and corresponding to the slag line.
[0039]
In continuous casting using the present invention, even when Al deoxidized steel is cast, Al₂O_ThreeNo nozzle squeezing occurs. Therefore, Al₂O_ThreeIn order to prevent the adhesion of the gas, it is not necessary to blow an inert gas such as Ar gas from the inner surface of the immersion nozzle or the upper nozzle. Therefore, it is possible to arbitrarily reduce the flow rate of the inert gas according to the required quality level of the slab, and it is possible to manufacture a slab having few pinholes, and it is possible to manufacture a plate material having excellent surface quality.
[0040]
The continuous casting nozzle of the present invention exhibits the most excellent effect when used as an immersion nozzle connected to a tundish, but is not limited to this application. Even if it is used as a nozzle for continuous casting when injecting into a tundish, the same effect can be exhibited.
[0041]
【Example】
300ton of molten steel melted in a converter, adjusted to a specified component concentration with RH, is cast with a thickness of 250mm in a vertical bending type continuous casting machine through a tundish and immersion nozzle. Cast into pieces. Molten steel component ranges are C: 0.01% or less, Si: 0.03% or less, Mn: 0.08-0.13%, Al: 0.01-0.08%, Ti: 0.015-0 .1%. The slab width is 1200 to 1400 mm, and the casting speed is 1.5 to 1.8 m / min. The amount of Ar blown into the immersion nozzle is 8 liters / minute. The slab was hot-rolled by a normal method, and a cold-rolled steel sheet having a thickness of 0.9 mm was manufactured by cold rolling.
[0042]
The refractory shown in FIG. 1 was used as the refractory in contact with the molten steel passing through the tundish 2 from the tundish 2 around the immersion nozzle 1. As an injection refractory, an upper nozzle 4 is disposed in the tundish 2, a sliding nozzle 5 is disposed below the upper nozzle 4, a lower nozzle 6 is disposed below the sliding nozzle 5, and an immersion nozzle 1 is disposed below the sliding nozzle 5. The sliding nozzle 5 is composed of two fixed plates and a moving plate, and adjusts the molten steel injection amount by adjusting the positions of openings provided in the fixed plate and the moving plate.
[0043]
As shown in FIG. 1, CaO-MgO-graphite-containing refractory is used for the inner portion 11 in contact with the molten steel in the immersion nozzle, and the outer portion 12 is made of Al.₂O_Three-Refractory containing graphite. Moreover, the CaO-MgO-graphite containing refractory is used for the entire upper nozzle 4. The sliding nozzle 5 and lower nozzle 6 are made of Al at any level.₂O_Three-A graphite-containing refractory was used.
[0044]
In the composition used as the reference in the CaO-MgO-graphite-containing refractory, the components used were CaO: 43% by mass, MgO: 32% by mass, and graphite: 25% by mass. For the reference composition, the maximum refractory particle size was 0.5 mm, and all refractory particle sizes were 0.1 mm or more.
[0045]
The refractory maximum particle diameter of the refractory containing CaO-MgO-graphite is changed to 0.3, 0.5, 0.8, and 1.4 mm, and continuous casting is performed using each refractory. The quality defect occurrence situation was evaluated. About quality evaluation, the rejection rate by inclusion type | system | group sliver flaw was evaluated, and it was set as the slab quality evaluation defect index on the basis of the case where the refractory maximum particle diameter is 0.5 mm. The results are shown in FIG. As is apparent from FIG. 2, when the maximum particle size of the refractory is 0.5 mm or less, the slab quality defect index is low and good results can be obtained.
[0046]
The graphite content of the CaO—MgO—graphite-containing refractory was changed to 25, 30, and 35%, and continuous casting was performed using each refractory, and the erosion status of the immersion nozzle was evaluated. The evaluation was performed by indexing the inner hole melting rate calculated from the usage time of the nozzle and the inner hole melting amount of the nozzle after use. The results are shown in FIG. As is clear from FIG. 3, the lower the graphite content of the CaO—MgO—graphite-containing refractory, the better the erosion index of the immersion nozzle, and the better the graphite content is 30% by mass or less, more preferably 25% by mass or less. Results can be obtained.
[0047]
About the refractory constituent particles of the refractory containing CaO-MgO-graphite, when the refractory particle size is all 0.1 mm or more, and when less than 0.1 mm is contained 30% or 20%, less than 0.1 mm When 20% MgO was contained as the refractory, continuous casting was performed using each refractory, and the occurrence of quality defects in the slab was evaluated. The evaluation method is the same as the evaluation when the refractory maximum particle size is changed. For those containing 30% or 20% refractory particle size of less than 0.1 μm, fine particles of D particles with a CaO: MgO ratio of 6: 4 were used. The results are shown in FIG. It is apparent that the quality of the slab is improved by not containing less than 0.1 mm compared to the case of containing 30% of refractory particle size less than 0.1 mm. Moreover, even if it contains less than 0.1 mm, if the less than 0.1 mm is MgO and does not contain free CaO, the quality of the slab is still improved. If the content of those having a particle size of less than 0.1 mm is 20%, that is, the ratio of the constituent particles having a particle size of 0.1 mm or more is 80% by mass or more, the quality is improved as compared with the content of less than 0.1 mm of 30%.
[0048]
【The invention's effect】
In the refractory containing CaO-MgO-graphite, the present invention is such that graphite: 30% by mass or less and the maximum particle size of the constituent particles is 0.5 mm or less. When used as a part or as a whole, the life of the refractory can be extended and the quality of the cast slab can be improved. Further, the constituent particles in which the constituent particle ratio of the refractory having a particle size of 0.1 mm or more is 80% by mass or more or the minimum particle size of the constituent particles is 0.1 mm or more or less than 0.1 mm is a metal that does not contain free CaO. By comprising with an oxide, the lifetime of a refractory can be similarly extended and the quality of the cast slab can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a state where an immersion nozzle using a refractory according to the present invention is installed in a tundish.
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a refractory maximum particle size of a CaO—MgO—graphite-containing refractory and a slab quality defect.
FIG. 3 is a view showing the relationship between the graphite content of a CaO—MgO—graphite-containing refractory and the refractory erosion.
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the presence of refractories containing less than 0.1 mm of CaO—MgO—graphite-containing refractories and slab quality defects.
[Explanation of symbols]
1 Nozzle for continuous casting (immersion nozzle)
2 Tundish
4 Upper nozzle
5 Sliding nozzle
6 Lower nozzle
8 Molten metal flow path
9 Discharge port
11 Refractory containing CaO-MgO-C
12 Refractories constituting the outside

Claims

ノズル内周面の一部又は全部が、ＣａＯ：２０質量％以上、黒鉛：３０質量％以下、ＣａＯ＋ＭｇＯ＋黒鉛の合計が９０質量％以上であり、構成粒子の最大粒径が０．５ｍｍ以下であり、粒径０．１ｍｍ以上の構成粒子比率が８０質量％以上であり、ＣａＯ中にＭｇＯが分散した形態の粒子（以下「Ｄ粒子」という。）の含有率が３０質量％以上であり、０．４２≦ＭｇＯ／ＣａＯ≦１、０．０５≦黒鉛／（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋黒鉛）であることを特徴とするＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物からなることを特徴とする連続鋳造用ノズル。 Part or all of the inner peripheral surface of the nozzle is CaO: 20 mass% or more, graphite: 30 mass% or less, the total of CaO + MgO + graphite is 90 mass% or more, and the maximum particle size of the constituent particles is 0.5 mm or less The ratio of the constituent particles having a particle size of 0.1 mm or more is 80% by mass or more, and the content of particles in a form in which MgO is dispersed in CaO (hereinafter referred to as “D particles”) is 30% by mass or more. A continuous casting nozzle characterized by comprising a CaO-MgO-graphite-containing refractory material characterized in that .42 ≦ MgO / CaO ≦ 1 and 0.05 ≦ graphite / (CaO + MgO + graphite).

ノズル内周面の一部又は全部が、ＣａＯ：２０質量％以上、黒鉛：３０質量％以下、ＣａＯ＋ＭｇＯ＋黒鉛の合計が９０質量％以上であり、構成粒子の最大粒径が０．５ｍｍ以下であり、構成粒子の最小粒径が０．１ｍｍ以上であり、ＣａＯ中にＭｇＯが分散した形態の粒子（以下「Ｄ粒子」という。）の含有率が３０質量％以上であり、０．４２≦ＭｇＯ／ＣａＯ≦１、０．０５≦黒鉛／（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋黒鉛）であることを特徴とするＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物からなることを特徴とする連続鋳造用ノズル。 Part or all of the inner peripheral surface of the nozzle is CaO: 20 mass% or more, graphite: 30 mass% or less, the total of CaO + MgO + graphite is 90 mass% or more, and the maximum particle size of the constituent particles is 0.5 mm or less The minimum particle size of the constituent particles is 0.1 mm or more, the content of particles in the form of MgO dispersed in CaO (hereinafter referred to as “D particles”) is 30% by mass or more, and 0.42 ≦ MgO A nozzle for continuous casting characterized by comprising a CaO-MgO-graphite-containing refractory material characterized in that / CaO ≦ 1 , 0.05 ≦ graphite / (CaO + MgO + graphite).

ノズル内周面の一部又は全部が、ＣａＯ：２０質量％以上、黒鉛：３０質量％以下、ＣａＯ＋ＭｇＯ＋黒鉛の合計が９０質量％以上であり、構成粒子の最大粒径が０．５ｍｍ以下であり、粒径０．１ｍｍ未満の構成粒子はフリーＣａＯを含まない金属酸化物で構成されてなり、ＣａＯ中にＭｇＯが分散した形態の粒子（以下「Ｄ粒子」という。）の含有率が３０質量％以上であり、０．４２≦ＭｇＯ／ＣａＯ≦１、０．０５≦黒鉛／（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋黒鉛）であることを特徴とするＣａＯ−ＭｇＯ−黒鉛含有耐火物からなることを特徴とする連続鋳造用ノズル。 Part or all of the inner peripheral surface of the nozzle is CaO: 20 mass% or more, graphite: 30 mass% or less, the total of CaO + MgO + graphite is 90 mass% or more, and the maximum particle size of the constituent particles is 0.5 mm or less The constituent particles having a particle size of less than 0.1 mm are made of a metal oxide not containing free CaO, and the content of particles in the form of MgO dispersed in CaO (hereinafter referred to as “D particles”) is 30 mass. % Or more, 0.42 ≦ MgO / CaO ≦ 1 , 0.05 ≦ graphite / (CaO + MgO + graphite), and a refractory material containing CaO—MgO—graphite . Nozzle .

底部に浸漬ノズルを有する連続鋳造用タンディッシュであって、該浸漬ノズルとして請求項１乃至３のいずれかに記載の連続鋳造用ノズルを用いてなることを特徴とする連続鋳造用タンディッシュ。A tundish for continuous casting having an immersion nozzle at the bottom, wherein the continuous casting nozzle according to any one of claims 1 to 3 is used as the immersion nozzle.

請求項４に記載の連続鋳造用タンディッシュを用い、タンディッシュから浸漬ノズルを経由して溶融金属を鋳型内に注入することを特徴とする溶融金属の連続鋳造方法。A continuous casting method for molten metal, comprising using the tundish for continuous casting according to claim 4 and injecting molten metal into the mold from the tundish via an immersion nozzle.