JPS5918158A - 溶鋼鋳造用上・下ノズル耐火物 - Google Patents
溶鋼鋳造用上・下ノズル耐火物Info
- Publication number
- JPS5918158A JPS5918158A JP57124937A JP12493782A JPS5918158A JP S5918158 A JPS5918158 A JP S5918158A JP 57124937 A JP57124937 A JP 57124937A JP 12493782 A JP12493782 A JP 12493782A JP S5918158 A JPS5918158 A JP S5918158A
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- JP
- Japan
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- carbon
- spinel
- alumina
- molten steel
- refractories
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、インゴット注入用又は連続鋳造用容器の上・
下ノズル等の溶鋼容器用の不焼成スピネル・カーボン質
耐火物に係るものである。
下ノズル等の溶鋼容器用の不焼成スピネル・カーボン質
耐火物に係るものである。
これらの耐火物のうち一般に１上ノズル用耐火物として
は主に高アルミナ質が、まだ、下ノズル用耐火物として
はろう石質、ジルコン質又はアルミナ・カーボン質がそ
れぞれ使用されているが、これらの材料よりなる耐火物
には以下のような欠点が認められる。
は主に高アルミナ質が、まだ、下ノズル用耐火物として
はろう石質、ジルコン質又はアルミナ・カーボン質がそ
れぞれ使用されているが、これらの材料よりなる耐火物
には以下のような欠点が認められる。
（−） 熱衝撃抵抗性が低いために、横又は縦亀裂が
発生し易く、湯漏れ等のトラブルが生じ易い、（ｂ）
寿命が短く、特にろう石質耐大物の寿命はきわめて短
い、 （Ｃ） 酸素ガスに対する抵抗性（耐食性）が低いだ
め、ノズル内壁に付着した地金を酸素洗浄して除去する
場合に耐火物が異常溶損し、寿命がきわめて弱くなった
シ又は大事故につながる懸念が強い、 （ｄ） ろう石質を除いて他の材質のものは、鋼中の
析出物、特にアルミナの付着が生じ、その結果ノズルが
閉塞し操業不可能となることがある、（ｅ） 近年、
寒冷地向はパイプライン用又は油井管用には特性上、Ｃ
ａ鋼種、高Ｍｎ鋼種又はＴｉ添加鋼種等が用いられるこ
とが多く、これらを受鋼すると上記耐火物中にはＳｉｎ
ｇ が含まれている−ため、各耐火物は極端に溶損さ
れきわめて短寿命となる、 等が問題となっている。
発生し易く、湯漏れ等のトラブルが生じ易い、（ｂ）
寿命が短く、特にろう石質耐大物の寿命はきわめて短
い、 （Ｃ） 酸素ガスに対する抵抗性（耐食性）が低いだ
め、ノズル内壁に付着した地金を酸素洗浄して除去する
場合に耐火物が異常溶損し、寿命がきわめて弱くなった
シ又は大事故につながる懸念が強い、 （ｄ） ろう石質を除いて他の材質のものは、鋼中の
析出物、特にアルミナの付着が生じ、その結果ノズルが
閉塞し操業不可能となることがある、（ｅ） 近年、
寒冷地向はパイプライン用又は油井管用には特性上、Ｃ
ａ鋼種、高Ｍｎ鋼種又はＴｉ添加鋼種等が用いられるこ
とが多く、これらを受鋼すると上記耐火物中にはＳｉｎ
ｇ が含まれている−ため、各耐火物は極端に溶損さ
れきわめて短寿命となる、 等が問題となっている。
本発明は斯かる現況に鑑がみなされたもので、Ｃａ鋼種
、高凧鋼ｙａ、Ｔｉ添加鋼種への適用時及び酸素ガスに
対する耐食性がすぐれ、アルミナの付着が生じ難く、か
つ熱衝撃抵抗性が大きい耐火物を提案せんとするもので
、これらの特性を充足し、しかも安価に得られるものと
して鋳造用上・下ノズルにも最適な耐火物の提供を目的
としている。
、高凧鋼ｙａ、Ｔｉ添加鋼種への適用時及び酸素ガスに
対する耐食性がすぐれ、アルミナの付着が生じ難く、か
つ熱衝撃抵抗性が大きい耐火物を提案せんとするもので
、これらの特性を充足し、しかも安価に得られるものと
して鋳造用上・下ノズルにも最適な耐火物の提供を目的
としている。
以下、本発明の実施の１例につき説明すると、上記の目
的を充足し鋳造用上・下ノズルにも最適な耐火物は、マ
グ・アルスピネル８５〜９８重１に％、カーボン１５〜
７重量％からなる組成を有し、さらにマグ・アルスピネ
ルの鉱物組成はアルミナ４５〜７５Ｌ、マグネシア５５
〜２５％からなるものである。
的を充足し鋳造用上・下ノズルにも最適な耐火物は、マ
グ・アルスピネル８５〜９８重１に％、カーボン１５〜
７重量％からなる組成を有し、さらにマグ・アルスピネ
ルの鉱物組成はアルミナ４５〜７５Ｌ、マグネシア５５
〜２５％からなるものである。
さらに、これらの組成物に１熱衝撃抵抗性を向上させる
ために粒子径０．０４〜５（ｌの単斜晶形ジルコニア粉
末を、外掛けで１〜１２重量％、望ましくは８〜８重量
係添加したもので、不焼成で得られるスピネル・カーボ
ン買上・下ノズル用耐火物である。
ために粒子径０．０４〜５（ｌの単斜晶形ジルコニア粉
末を、外掛けで１〜１２重量％、望ましくは８〜８重量
係添加したもので、不焼成で得られるスピネル・カーボ
ン買上・下ノズル用耐火物である。
次に多様な実施例に基づき具体的に本発明耐火物につき
詳述する。
詳述する。
本発明のうち、上・下ノズル用スピネル・カーボン質耐
火物は、スピネル粉末とカーボンとを種種の比率に混合
したものを合成樹脂等のバインダ、たとえばフェノ゛−
ル樹脂を加えて混練し、オイルプレス、フリクションプ
レス、アイソスタティックプレス等のプレス（本実験で
はオイルプレス）を用いて成形し、この成形体を８０〜
１５０℃で２４〜４８時間乾燥して製品を得九〇 本発明耐火物のカーボン含有量が、８．１．７．８、Ｉ
Ｑ、１２．１５及び２０重量％とした場合の溶鋼又はＣ
ａＯ、Ｓ ｘ０２を含むスラグに対する耐食性の変化を
、回転侵食法（１６５０℃で１時間の加熱を８回縁シか
えす。）Ｋよる溶損寸法によシ調９べ、その結果を第１
図のグラフに示す。その結果は、カーボン量の増加につ
れ溶鋼に対する耐食性が向上していることがわかる。こ
れは明らかにカーボンが溶鋼に濡れ難いことに起因して
いる。また、第１図では、従来広く用いられてきたアル
ミナ・カーボン質のものと対比させて、高塩基度鋼種に
対する耐食性を示しているが、本発明のスピネル・カー
ボン質はアルミナ・カーボン質に比較して耐食性が非常
にすぐれていることがわかる。
火物は、スピネル粉末とカーボンとを種種の比率に混合
したものを合成樹脂等のバインダ、たとえばフェノ゛−
ル樹脂を加えて混練し、オイルプレス、フリクションプ
レス、アイソスタティックプレス等のプレス（本実験で
はオイルプレス）を用いて成形し、この成形体を８０〜
１５０℃で２４〜４８時間乾燥して製品を得九〇 本発明耐火物のカーボン含有量が、８．１．７．８、Ｉ
Ｑ、１２．１５及び２０重量％とした場合の溶鋼又はＣ
ａＯ、Ｓ ｘ０２を含むスラグに対する耐食性の変化を
、回転侵食法（１６５０℃で１時間の加熱を８回縁シか
えす。）Ｋよる溶損寸法によシ調９べ、その結果を第１
図のグラフに示す。その結果は、カーボン量の増加につ
れ溶鋼に対する耐食性が向上していることがわかる。こ
れは明らかにカーボンが溶鋼に濡れ難いことに起因して
いる。また、第１図では、従来広く用いられてきたアル
ミナ・カーボン質のものと対比させて、高塩基度鋼種に
対する耐食性を示しているが、本発明のスピネル・カー
ボン質はアルミナ・カーボン質に比較して耐食性が非常
にすぐれていることがわかる。
第１図から明らかなようにカーボン量が低い範囲ではス
ピネル・カーボン質の耐食性はアルミナ・カーボン質に
較べて若干劣っているが、これは亀裂の発生によシその
部分から溶損されたものと思われる。すなわち、スピネ
ルとアルミナとの熱膨張係数はスピネルの方が大きいた
め、特にカーボン量が少いときにはその差による影響が
顕著にみられ、化学的な溶損よシもむしろ亀裂の発生の
ごとき物理的な原因で溶損されるものと考えられる０ また、第１表は同じカーボン量を有するアルミナ・カー
ボン質と本発明品であるスピネル・カーボン質との各種
の鋼種に対するそれぞれの叶食性を示したもので、いず
れの鋼種に対しても、スピネル・カーボン質はすぐれた
耐食性を示すことがわかる。これは、Ｔｆｆｌ、ＣζＭ
ｎ によってアルミナ・カーボン質耐火物中の５ｉＯ
１が還元され、低融点物質であるシリカ系化合物が生成
されるためである０ 第１表 各鋼種に対する耐食性（カーボン量１０チ）テ
スト方法二回転侵食法により１６５０℃で１時間の接触
を８回行たつたときの溶損寸法（ｆｉ） 次に第２図はスピネル・カーボン質の酸素ガスに対する
耐食性を示したもので、回転ドラム内に軸心を共通にし
た厚肉円筒形の試料を設置し、１９００〜２０００℃の
加熱下で１ｏ分間、シャープランスを通して酸素ガスを
中心空間部に流して使用した場合の溶損寸法で耐食性を
表している。これによれば、第１図にみる溶鋼又はスラ
グに対する耐食性とは異なる傾向を示し、カーボン量が
増等につれ耐食性は低下している。この理由はカーボン
の含有量が増すに随ってカーボンが酸化される影響の度
合が増大していくためと思われる。
ピネル・カーボン質の耐食性はアルミナ・カーボン質に
較べて若干劣っているが、これは亀裂の発生によシその
部分から溶損されたものと思われる。すなわち、スピネ
ルとアルミナとの熱膨張係数はスピネルの方が大きいた
め、特にカーボン量が少いときにはその差による影響が
顕著にみられ、化学的な溶損よシもむしろ亀裂の発生の
ごとき物理的な原因で溶損されるものと考えられる０ また、第１表は同じカーボン量を有するアルミナ・カー
ボン質と本発明品であるスピネル・カーボン質との各種
の鋼種に対するそれぞれの叶食性を示したもので、いず
れの鋼種に対しても、スピネル・カーボン質はすぐれた
耐食性を示すことがわかる。これは、Ｔｆｆｌ、ＣζＭ
ｎ によってアルミナ・カーボン質耐火物中の５ｉＯ
１が還元され、低融点物質であるシリカ系化合物が生成
されるためである０ 第１表 各鋼種に対する耐食性（カーボン量１０チ）テ
スト方法二回転侵食法により１６５０℃で１時間の接触
を８回行たつたときの溶損寸法（ｆｉ） 次に第２図はスピネル・カーボン質の酸素ガスに対する
耐食性を示したもので、回転ドラム内に軸心を共通にし
た厚肉円筒形の試料を設置し、１９００〜２０００℃の
加熱下で１ｏ分間、シャープランスを通して酸素ガスを
中心空間部に流して使用した場合の溶損寸法で耐食性を
表している。これによれば、第１図にみる溶鋼又はスラ
グに対する耐食性とは異なる傾向を示し、カーボン量が
増等につれ耐食性は低下している。この理由はカーボン
の含有量が増すに随ってカーボンが酸化される影響の度
合が増大していくためと思われる。
第２表は熱衝撃抵抗性について行なった実験結果で、カ
ーボン量が１０％以上では安定した熱衝撃抵抗性を有し
ている。第２表に対比して示すアルミナ・カーボン質の
結果をみれば、アルミナ争カーボン質ではカーボン量７
・８％でも亀裂の発生は認められない。これはアルミナ
の方がスピネルよシも熱膨張係数が低いためであり、こ
の状況からみればアルミナ・カーボン質と同程度の熱衝
撃抵抗性を、スピネル・カーボン質に付与するＫは熱膨
張係数の高さを補償する分だけカーボン量を増加すれば
よいことが判る。
ーボン量が１０％以上では安定した熱衝撃抵抗性を有し
ている。第２表に対比して示すアルミナ・カーボン質の
結果をみれば、アルミナ争カーボン質ではカーボン量７
・８％でも亀裂の発生は認められない。これはアルミナ
の方がスピネルよシも熱膨張係数が低いためであり、こ
の状況からみればアルミナ・カーボン質と同程度の熱衝
撃抵抗性を、スピネル・カーボン質に付与するＫは熱膨
張係数の高さを補償する分だけカーボン量を増加すれば
よいことが判る。
テスト方法：試験片をプロパンガスバーナーによシ８０
０〜４００℃／ｍｉｎの昇温速度で１６５０℃に加熱し
て２０分間保持し、空冷した後の亀裂発生の有無を調べ
た。
０〜４００℃／ｍｉｎの昇温速度で１６５０℃に加熱し
て２０分間保持し、空冷した後の亀裂発生の有無を調べ
た。
第８表は鉱物組成としてマグネシア含有量の異なるスピ
ネル原料を用いた場合の熱衝撃抵抗性の状態について調
べたものである。この結果によるとマグネシア含有量が
５５％以上になると熱膨張係数が非常に犬とな夛、熱＃
零抵抗性は劣化し、このような状態は望ましくない。マ
グネシア含有量が３５〜５５％の範囲でも熱衝撃抵抗性
は若干低下するが、この範囲のものは後述するジルコニ
ア粉末の添加によυ得られる物性を改善することができ
る。また、マグネシア含有量２０チの場合には熱衝撃抵
抗性はアルミナ・カーボン質と同程度で顕著な差は認め
られなかった。
ネル原料を用いた場合の熱衝撃抵抗性の状態について調
べたものである。この結果によるとマグネシア含有量が
５５％以上になると熱膨張係数が非常に犬とな夛、熱＃
零抵抗性は劣化し、このような状態は望ましくない。マ
グネシア含有量が３５〜５５％の範囲でも熱衝撃抵抗性
は若干低下するが、この範囲のものは後述するジルコニ
ア粉末の添加によυ得られる物性を改善することができ
る。また、マグネシア含有量２０チの場合には熱衝撃抵
抗性はアルミナ・カーボン質と同程度で顕著な差は認め
られなかった。
第８表 スピネル原料中のマグネシア含有量と熱衝撃抵
抗性（カーボン量１０チ） テスト方法：試験片をプロパンガスバーナーによシ８０
０〜４００℃／ｍｉｎの昇温速度で１６５０℃に加熱し
、次いで２０分間保持した後空冷しだ。
抗性（カーボン量１０チ） テスト方法：試験片をプロパンガスバーナーによシ８０
０〜４００℃／ｍｉｎの昇温速度で１６５０℃に加熱し
、次いで２０分間保持した後空冷しだ。
以上のごとき知見に基づき具体例として実用試験を行な
った。すなわち、アルミナ６９．６ ％及びマグネシア
２９・９％を含有する組成のマグネシア・アルミナ・ス
ピネルを選定し、このもの８８チと鱗状黒鉛１２チとか
らなる配合体をフェノール樹脂を添加して混練し、ノズ
ル形状に成形して不焼成の下ノズルとし、実用タンディ
ツシュに装着して使用したところきわめて良好な使用結
果を得た。なお、アルミナ争カーボン質と比較して使用
した成績は、アルミナ・カーボン質のアルミナ付着量が
２〜８朋であったのに対し、本発明のスピネル・カーボ
ン質ではθ〜０．２朋程度ときわめて少なく期待どおり
の結果が得られた。
った。すなわち、アルミナ６９．６ ％及びマグネシア
２９・９％を含有する組成のマグネシア・アルミナ・ス
ピネルを選定し、このもの８８チと鱗状黒鉛１２チとか
らなる配合体をフェノール樹脂を添加して混練し、ノズ
ル形状に成形して不焼成の下ノズルとし、実用タンディ
ツシュに装着して使用したところきわめて良好な使用結
果を得た。なお、アルミナ争カーボン質と比較して使用
した成績は、アルミナ・カーボン質のアルミナ付着量が
２〜８朋であったのに対し、本発明のスピネル・カーボ
ン質ではθ〜０．２朋程度ときわめて少なく期待どおり
の結果が得られた。
次に前述したように熱衝撃抵抗性の改善に対する実施例
につき説明する。この具体例は望ましくは０．０４〜５
０）Ｊの粒度とした単斜晶形ジルコニア粉末を添加する
もので、使用中の高温下におけるスピネルとジルコニア
との熱膨張係数の差によって、或いは熱膨張係数の異な
るスピネルとジルコニアとの混成体を使用前に予め還元
雰囲気で焼成することによって、いずれも極く微細なり
ラックを発生させ熱応力を緩和させる作用を発現させる
のである。周知のごとく単斜晶形のジルコニアは１００
０〜１２００℃において特異な膨張−収縮現象を生じる
。一方、使用中のノズル内温度は表面で少くとも１２０
０℃程度に上昇する。従ってジルコニアの膨張−収縮に
よってスピネル−ジルコニア界面には極く微細なりラッ
クが発生し、その界面部において熱衝撃による応力を吸
収緩和させて熱衝撃抵抗性は向上することになる。この
添加するジルコニア微粉末の添加量については詳細な試
験を行なった結果、その添加量は外掛けで１〜１２重量
％、望ましくは８〜８重量％添加すればよいことを確認
した。その理由は第４表又は第５表に示すごとく添加量
が少ないときは熱衝撃抵抗性改善の傾な亀裂となって熱
衝撃抵抗性は低下するように−〜るのである。
につき説明する。この具体例は望ましくは０．０４〜５
０）Ｊの粒度とした単斜晶形ジルコニア粉末を添加する
もので、使用中の高温下におけるスピネルとジルコニア
との熱膨張係数の差によって、或いは熱膨張係数の異な
るスピネルとジルコニアとの混成体を使用前に予め還元
雰囲気で焼成することによって、いずれも極く微細なり
ラックを発生させ熱応力を緩和させる作用を発現させる
のである。周知のごとく単斜晶形のジルコニアは１００
０〜１２００℃において特異な膨張−収縮現象を生じる
。一方、使用中のノズル内温度は表面で少くとも１２０
０℃程度に上昇する。従ってジルコニアの膨張−収縮に
よってスピネル−ジルコニア界面には極く微細なりラッ
クが発生し、その界面部において熱衝撃による応力を吸
収緩和させて熱衝撃抵抗性は向上することになる。この
添加するジルコニア微粉末の添加量については詳細な試
験を行なった結果、その添加量は外掛けで１〜１２重量
％、望ましくは８〜８重量％添加すればよいことを確認
した。その理由は第４表又は第５表に示すごとく添加量
が少ないときは熱衝撃抵抗性改善の傾な亀裂となって熱
衝撃抵抗性は低下するように−〜るのである。
第４表 ジルコニア添加量の熱衝撃抵抗性に対する影蕃
を示す表 テスト方法：スピネル・カーボン質のカーボン含有量７
．８チ試験片をプロパンガスバーナーにより８００〜ｂ して２０分間保持し、空冷した後の亀裂発生を調べる。
を示す表 テスト方法：スピネル・カーボン質のカーボン含有量７
．８チ試験片をプロパンガスバーナーにより８００〜ｂ して２０分間保持し、空冷した後の亀裂発生を調べる。
第５表 ジルコニアを添加したときの、スピネル原料中
のマグネシア含有量と熱衝撃抵抗性との関係をテスト方
法：スピネル・カーボン質のカーボン含有量１０％でジ
ルコニア添加量５％とし、以後は第８表に示すテストと
同じ方法によった。
のマグネシア含有量と熱衝撃抵抗性との関係をテスト方
法：スピネル・カーボン質のカーボン含有量１０％でジ
ルコニア添加量５％とし、以後は第８表に示すテストと
同じ方法によった。
第１図は本発明の１実施例により得られる耐火物の溶鋼
及びスラグに対する耐食性を示すグラフ、第２図は同じ
く酸素ガスに対する耐食性を示すグラフである。 出願人 新日本製鐵株式会社 出願人 播磨耐火煉瓦株式会社 代理人 三木正之胃囮
及びスラグに対する耐食性を示すグラフ、第２図は同じ
く酸素ガスに対する耐食性を示すグラフである。 出願人 新日本製鐵株式会社 出願人 播磨耐火煉瓦株式会社 代理人 三木正之胃囮
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ■、マグネシア５５〜２５チ及びアルミナ４５〜７５チ
の鉱物組成からなるマグ・アルスピネル８５〜９８重量
％並びにカーボン１５〜７重量％を含有する不焼成のス
ピネル・カーボン質よシなる溶鋼鋳造用上・下ノズル耐
火物。 ２、 マグネシア５５〜２５チ及びアルミナ４５〜７５
チの鉱物組成からなるマグ・アルスピネル８５〜９８重
量％並びにカーボン１５〜７重量％を含有する配合体に
、ジルコニア粉末を外掛けで１〜１２重量％添加した不
焼成のスピネル・カーボン質よシなる溶鋼鋳造用上・下
ノズル耐火物。 ８、特許請求の範囲第２項記載のジルコニア粉末におい
て、０．０４〜５０／ｌＩの粒度を有する単斜晶形ジル
コニア粉末としたことを特徴とする溶鋼鋳造用上・下ノ
ズル耐火物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57124937A JPS5918158A (ja) | 1982-07-16 | 1982-07-16 | 溶鋼鋳造用上・下ノズル耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57124937A JPS5918158A (ja) | 1982-07-16 | 1982-07-16 | 溶鋼鋳造用上・下ノズル耐火物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5918158A true JPS5918158A (ja) | 1984-01-30 |
Family
ID=14897864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57124937A Pending JPS5918158A (ja) | 1982-07-16 | 1982-07-16 | 溶鋼鋳造用上・下ノズル耐火物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5918158A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4764657A (en) * | 1986-03-31 | 1988-08-16 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Automatic tab plate welding apparatus |
| JPH02500667A (ja) * | 1986-08-19 | 1990-03-08 | コモンウェルス サイエンティフィック アンド インダストリアル リサーチ オーガナイゼーション | 複合耐火材料 |
| WO1999036213A1 (fr) * | 1998-01-14 | 1999-07-22 | Shinagawa Refractories Co., Ltd. | Tuyere d'immersion pour coulee en continu d'acier |
-
1982
- 1982-07-16 JP JP57124937A patent/JPS5918158A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4764657A (en) * | 1986-03-31 | 1988-08-16 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Automatic tab plate welding apparatus |
| JPH02500667A (ja) * | 1986-08-19 | 1990-03-08 | コモンウェルス サイエンティフィック アンド インダストリアル リサーチ オーガナイゼーション | 複合耐火材料 |
| WO1999036213A1 (fr) * | 1998-01-14 | 1999-07-22 | Shinagawa Refractories Co., Ltd. | Tuyere d'immersion pour coulee en continu d'acier |
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