JPS63157746A - 連続鋳造用浸漬ノズル - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、取鍋、タンディツシュ等の溶融金属の容器
に装着される連続鋳造用浸漬ノズルに関する。

〔従来技術とその問題点〕

連続鋳造に於いて、取鍋からタンディツシュへの注入或
いはタンディツシュからモールドへの鋳込みには浸漬ノ
ズルが用いられる。

この連続鋳造用浸漬ノズルは、溶融金属の注入や鋳込み
に於いて溶融金属の酸化防止、非金属介在物の巻き込み
防止、及び乱流スプラッシュの防止等を目的とする重要
な部材であり、非常に苛酷な条件で使用されているため
に、特に耐熱衝撃性。

耐蝕性及び機械的強度に優れていることが要求さ　　　
　゛れる。

従来、連続鋳造用浸漬ノズルには、かつてはシリカ質材
料が用いられてきたが、最近では炭素結合を有するアル
ミナ−グラファイトＷ（ＡＣ質）材料、ジルコニア−グ
ラファイト質（ＺＧ質）材料が主として用いられている
。

このＡＧ質及びＺＧ質材料を用いた連続鋳造用浸漬ノズ
ルは、その組織内部に炭素結合を有するために、■高い
強度を有し、■熱伝導性及び耐熱衝撃性に優れ、また、
■耐蝕性にも優れている。

しかしながら、高温下の酸化雰囲気中では、炭素結合を
形成している炭素が酸化或いは脱炭され、強度が著しく
低下するという欠点を有している。

然も、苛酷な使用条件下（急激な加熱、冷却等）では耐
熱衝撃性も充分とはいえず、溶鋼による急熱により、ノ
ズルの内面或いは表面に亀裂が発生し、発生した亀裂の
進展により剥落する場合が少なくない。その結果、製品
である鋼に酸素の巻き込み等により不具合を生じ、重大
な問題点となっている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、上記従来の事情に鑑みて提案されたもので
あって、亀裂の発生及び拡大が防止され、安定性に優れ
た高強度の連続鋳造用浸漬ノズルを提供することを目的
とするものである。

即ち、この発明は、耐火材料１００重量部に対し、黒鉛
３０〜１００重量部、硫黄粉０．０１〜２重量部、及び
バインダー１０〜５０重量部を含む混合物の焼成体であ
る連続鋳造用浸漬ノズルに関する。

上記耐火物原料として炭素材料及び耐火材料を使用する
。

炭素材料としては、通常のものが何れも使用でき、例え
ば天然黒鉛２人造黒鉛、コークス、無煙炭、カーボンブ
ラック等を挙げることができる。

炭素材料の粒径は、特に限定しないで適宜選択すればよ
いが、通常２００人〜１．０鶴程度とする。

また、高温還元雰囲気下で炭化する炭素含有物、例えば
タール、ピンチ、フェノール樹脂等も使用できる。

炭素材料の使用量は、耐火材料１００重量部に対し、３
０−１００重量部程度が好ましい。３０重量部未満では
ノズル自体の耐熱衝撃性が著しく劣化して使用初期での
割れを誘起し、１００重量部を超えると黒鉛が選択的に
酸化され、組織の脆弱化を招（と共に極端に溶損速度が
大きくなり、使用できない。

耐火材料としては、例えば通常使用されているアルミナ
、ムライト、シリカ、シャモット、ジルコン、ジルコニ
ア（安定化、半安定化、非委定化）、マグネシア等の酸
化物系材料、窒化珪素。

窒化ホウ素、炭化珪素、珪素等の非酸化物系材料等を挙
げることができる。これ等材料の、少なくとも１種を使
用する。耐火材料の粒度は特に限定されず、適宜選択す
ればよいが、粒径３龍以下のものを材料の種類に応じて
適宜配合して使用するのが好ましい。

本発明では、硫黄粉をを添加することによって耐火物原
料の結合強度を増強し、耐熱衝撃性を向上させる。即ち
、硫黄粉は、バインダーの硬化反応又は炭素材料の炭化
反応過程に於いて、脱水素による重縮合反応を促進し、
強固な網目状の炭素結合を形成させる機能を有している
。硫黄粉としては、硫黄含量９９％以上１粒度５μｍ以
下のものが好ましい。硫黄の使用量は、耐火原料１００
重量部に対し０．０１〜２重量部程度、好ましくは０、
１〜０．５重量部程度とするのがよい。０．０１重量部
未満では、強度及び耐熱衝撃性が向上せず、一方、２重
量部を超えると強度及び耐熱衝撃性は低下する。尚、硫
黄粉は耐火材料中に均一に分散させるか、或いは予めバ
インダー中に均質に分散させておけばよい。

バインダーとしては、例えばフェノール樹脂。

エポキシ樹脂、タール、ピッチ等の還元焼成により炭素
結合を形成する、公知の炭素系バインダーを使用できる
。使Ｊ１１１．量は、耐火材料１００重量部に対し１０
〜５０重量部程度とするのがよい。

１０重量部未満では成形が困難となり、強度も低下する
。一方、５０重量部を超えると混練成形が困難となり、
耐火物組織が脆弱化する。但し、炭素材料として、ター
ル、ピッチ又はフェノール樹脂を使用した場合、炭素材
料とバインダーとの合計で耐火材料１００重量部に対し
１０〜５０重量部となるようにする。

本発明の連続鋳造用浸漬ノズルは、上記材料の所定量を
通常の方法に従って混練し、これをアイソスタティック
プレスで成形し、還元性雰囲気下に９００〜１５００℃
程度、好ましくは１０００〜１３５０℃程度で焼成する
ことによって製造される。焼成温度が９００°Ｃ未満で
は、炭素結合強度が低下し、一方、１５００℃を超える
と炭素結合と共にセラミック結合が形成され始めるため
、耐熱衝撃性が低下する。

〔実施例〕

以下、実施例及び比較例に基づいて、この発明を更に具
体的に説明する。

実施例１ アルミナ（平均粒径１Ｒ）１００重量部に対し、黒鉛粉
（平均粒径１ｍｍ）４３重量部、硫黄粉（硫黄含量９９
．９％粒径５μｍ以下）０．１重量部及びフェノールレ
ジン２１重量部のアルミナ−グラファイト質原料を通常
の方法により混練し、所定の揮発分になるまで乾燥し、
これをモールド内に充填してアイソスタティックプレス
により成形（圧力１０００ｋｇ／ｃＩＩｉ）シた後、ト
ンネルキルンに於いて還元性雰囲気下１０００℃で焼成
し、本発明品（以下、発明品１とする）を得た。得られ
た試片を各種性能試験に供した。結果を第１表に示す。

比較例Ｉ 硫黄粉を添加しない以外は、実施例Ｉと同様にして従来
の連続鋳造用浸漬ノズル材質（ＡＧ質）を得た。得られ
たノズル試片（以下、従来品１とする）を各種性能試験
に供した。結果を第１表に示す。

実施例■ ジルコニア（安定化品平均粒径１ｎ）原料１００重量部
に対し黒鉛粉（平均粒径１＋ｕ）３０重量部、硫黄粉（
硫黄含量９９．９％粒径５μｍ以下）０．１重量部及び
フェノールレジン２０重量部のジルコニア−グラファイ
ト質原料を常法により混練し、所定の揮発分になるまで
乾燥し、これをモールド内に充填してアイソスタティッ
クプレス成形（圧力１０００　ｋｇ／ｃ艷）した後６、
トンネルキルンに於いて還元雰囲気１０００℃で焼成し
、本発明品（以下、本発明品２とする）を得た。得られ
た試片を各種性能試験に供した。結果を第１表に示す。

比較例■ 硫黄粉を添加しない以外は、実施例■と同様にして従来
の連続鋳造用浸漬ノズル材質（ＺＣ，質）を得た。得ら
れたノズル（以下、従来品２とする）を各種性能試験に
供した。結果を第１表に示す。

第１表から明らかなように、硫黄粉を添加した本発明品
はアルミナ−グラファイト質、ジルコニア−グラファイ
ト質とも常温曲げ強さが大きく、耐熱衝撃性に向上が見
られる。また、耐食性の劣化は認められなかった。

実施例■ 本発明品１と本発明品２のそれぞれの混練物を所定揮発
分になるまで乾燥し、次いでジルコニア−グラファイト
材質（ＺＣ質）が使用時のパウダーラインに接するよう
に２層弐にモールド内へ充填し、それをアイソスタティ
ックプレス成形（圧力１０００　ｋｇ／ｃ＋Ｊ）　Ｌ、
、１０００°Ｃで還元焼成して連続鋳造用浸漬ノズル本
発明品３を製造した。

比較例■ 従来品１と従来品２のそれぞれの混練物を用いて、実施
例■と同し方法により従来の連続鋳造用浸漬ノズル従来
品３を得た。次いで従来品３２本発明品３のノズルを実
炉使用に供したところ、本発明品の優秀性が証明された
。即ち、従来品ノズルは４チヤージ（２００分）完注し
、使用後ノズルを観察すると表面に極微小の亀裂が認め
られたのに対し、本発明品ノズルは５チヤージ（２５０
分）完注し、使用後ノズルを観察すると亀裂は全く認め
られず、溶損も従来品と同程度であった。

〔発明の効果〕

以上、説明したように、この発明に係る連続鋳造用浸漬
ノズルは、高い強度を有し、且つ、耐熱衝撃性に著しく
優れているため、寿命の延長に加えて、苛酷な条件で使
用しても亀裂の発生が極めて少なく、亀裂による剥落事
故の防止に有効である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 耐火材料１００重量部、黒鉛３０〜１００重量部、硫黄
   粉０．０１〜２重量部、及びバインダー１０〜５０重量
   部を含む混合物の焼成体より成ることを特徴とする連続
   鋳造用浸漬ノズル。