JP3265239B2

JP3265239B2 - 連続鋳造用浸漬ノズル

Info

Publication number: JP3265239B2
Application number: JP24140497A
Authority: JP
Inventors: 修野村; 政道高井; 幸男大川; 俊男堀内
Original assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Current assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Priority date: 1997-09-05
Filing date: 1997-09-05
Publication date: 2002-03-11
Anticipated expiration: 2017-09-05
Also published as: JPH1177257A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、連続鋳造用浸漬ノ
ズル(以下、単に「浸漬ノズル」と記載する)のアルミナ
閉塞を防止すると共に、浸漬ノズル内の溶鋼偏流を抑
え、鋳片品質の向上を図ることができる浸漬ノズルに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】浸漬ノズルはタンディッシュからモール
ドに連結されて使用される耐火物であり、溶鋼の酸化防
止、モールド内での溶鋼流量制御、スラグ巻き込み防止
等の働きがある。従来、これらの浸漬ノズルとしてはア
ルミナ−黒鉛質あるいはアルミナ−溶融石英−黒鉛質の
ものが一般的に使用されてきた。

【０００３】しかし、このような材質よりなる浸漬ノズ
ルを使用してアルミキルド鋼を鋳造した場合、溶鋼中の
酸化物系介在物が浸漬ノズル内面に付着、堆積してしば
しば閉塞する現象があり、連続鋳造操業の大きな障害と
なっている。

【０００４】また、一般的に取鍋からモールドへ溶鋼を
注入する場合の流量制御はスライドゲートを用いて行う
ことが多い。このスライドゲートは常時全開で使用され
るわけではなく、通常は絞った状態で使用され、このよ
うな場合、スライドゲート下部では溶鋼の偏流が生じ、
浸漬ノズル内においてもこの溶鋼偏流は解消されない。
このような溶鋼偏流が発生すると吐出孔からの溶鋼の片
流れ現象が生じて鋳型内流動に悪影響を及ぼし鋳片欠陥
の増加やブレークアウト等の操業阻害をもたらす。ま
た、溶鋼偏流が発生するとアルミナ付着も生じ易くな
る。

【０００５】このような浸漬ノズルの閉塞や溶鋼偏流防
止のために、これまでに種々の対策が採られてきた。例
えば、アルミナ付着防止に対して最も効果的なのは浸漬
ノズルや上ノズル等からのガス吹きであり、広く普及し
ている。しかし、この方法はガス気泡によるピンホール
欠陥が生じ易いという欠点がある。

【０００６】材質面でのアルミナ付着防止対策として
は、浸漬ノズル内孔部にＣａＯ−ＺｒＯ₂−Ｃ系材質を
配設する手法が一般的である。これは溶鋼中のアルミナ
とカルシウムジルコネート中のＣａＯとを反応させて低
融点化合物を生成させて付着防止を図る方法である。例
えば、特公平２−２３４９４号公報には、重量比でＣａ
Ｏを１６〜３５重量％、元素周期律表のIII族及びIV族
元素の酸化物から選ばれた一種又は二種以上を０.５〜
５重量％、鉱物組成としてＣａＺｒＯ₃を主成分とする
カルシウムジルコネート系クリンカー２０〜９５重量
％、黒鉛５〜５０重量％、金属シリコン１重量％以下か
らなる混合物に有機バインダーを添加し成形後、悲酸化
性雰囲気で焼成することを特徴とするＺｒＯ₂−ＣａＯ
含有連続鋳造用浸漬ノズルの製造方法が開示されてい
る。該公報に記載された方法により得られた浸漬ノズル
もアルミナ付着防止に対して効果が認められるが、内孔
部の溶損が大きい、熱スポールに弱い等の欠点を有して
いる。

【０００７】最近では、内孔部にカーボンを含有しない
耐火材料を配設して付着防止を図る手法が開発されてい
る。例えば、特開平３−２４３２５８号公報には、タン
ディッシュ内溶鋼を鋳型内に連続注入するための浸漬ノ
ズルおよびこの浸漬ノズルの上部に接続される中間ノズ
ルの一方または両方の内面を、(ａ)５重量％を超えるＳ
ｉＯ₂を含まず、Ａｌ₂Ｏ₃が９０重量％以上のカーボン
レス高アルミナ質耐火物；(ｂ)５重量％を超えるＳｉＯ
₂を含まず、ＭｇＯが９０重量％以上のカーボンレス高
マグネシア質耐火物；(ｃ)５重量％を超えるＳｉＯ₂を
含まず、ＺｒＯ₂が９０重量％以上のカーボンレス高ジ
ルコニア質耐火物のいずれか一種または二種以上を組み
合わせた耐火物材料で構成した連続鋳造用ノズルが開示
されている。

【０００８】また、特開平５−１５４６２８号公報に
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
ーボン含有量が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連続鋳造用
ノスル内孔体が開示されている。

【０００９】更に、特開平８−５７６０１号公報には、
本体をカーボン源を含有する耐火材料によって形成し、
溶鋼が通過する部位および溶鋼と接触する部位をカーボ
ン源を含有しない耐火材料によって被覆した連続鋳造用
ノズルにおいて、前記カーボン源を含有しない耐火材料
による被覆部位が内孔直胴部、内孔下底部、吐出孔部及
び溶鋼に浸漬する外周部であり、前記被覆部位がカーボ
ン源を含有しない耐火材料の円筒状体によって形成さ
れ、且つ、前記円筒状体が前記直胴部では０.５〜２.０
ｍｍ厚の目地を介して、また、前記内孔下底部および吐
出孔部では１〜５ｍｍ厚の目地を介して設けられている
ことを特徴とする連続鋳造用ノズルが開示されている。

【００１０】また、特開平８−５７６１３号公報には、
カーボン質含有耐火物によって形成したノズル本体の内
孔部の不活性ガス吐出部分を、通気性を有し、且つ、カ
ーボン源を含有しない耐火物によって積層したことを特
徴とする連続鋳造用の浸漬ノズルが開示されている。

【００１１】これらの公報に開示されている浸漬ノズル
は、浸漬ノズルを構成する耐火材料中からカーボンを除
去する、あるいは極力少なくすることにより、カーボン
と耐火材料の反応による酸性化ガスの発生を抑制し、鋼
中のＡｌの酸化を抑えてＡｌ₂Ｏ₃の生成を防止するもの
である。これらの浸漬ノズルもＡｌ₂Ｏ₃付着防止に効果
があり、実炉での使用例も増加している。しかし、これ
らの浸漬ノズルを用いても、溶鋼中介在物が非常に多い
非清浄鋼を鋳造したり、多連鋳化が進むとＡｌ₂Ｏ₃の付
着を生ずるという欠点がある。

【００１２】また、構造的な面でみると、内孔部段差付
き浸漬ノズルの使用によるアルミナ付着防止手法があ
る。例えば実公平７−２３０９１号公報には、連続鋳造
用浸漬ノズルの溶鋼流通孔に複数の段差部を設け、前記
溶鋼流通孔が本管内径ｄに対して前記段差部内径がｄ₁
＞ｄ₂＞ｄ₃＞ｄ₄であり、該段差部ｄ₁〜ｄ₃それぞれの
間に本管内径ｄを配設してなる連続鋳造用複数段差付浸
漬ノズルが開示されている。

【００１３】この浸漬ノズルもアルミナ付着防止に対し
て効果的であるが、鋳造時間が長くなると段差部が損耗
して効果が減少したり、溶鋼種類や鋳造条件によっては
効果がない場合もある。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、上記で示すような従来の技術では解決することがで
きないアルミナ付着による浸漬ノズルの閉塞を防止する
ことができる浸漬ノズルを提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、ノズル
内孔部に一段あるいは複数の段差構造を有する連続鋳造
用浸漬ノズルにおいて、溶鋼と接する内孔部の少なくと
も一部が最大粒径４２０μｍ以下のカーボン含有量５重
量％以下の耐火材料で構成されていることを特徴とする
段差付き連続鋳造用浸漬ノズルにある。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の段差付き浸漬ノズルの実
施態様を図１に示す。図１(ａ)及び(ｂ)に示すように浸
漬ノズルの内孔部に段差構造を設けると、段差構造の効
果により浸漬ノズル内孔部での偏流を防止して管内流速
を均一化することができるため、著しく流速の遅い部分
が解消される。なお、ストレート形状の浸漬ノズルで
は、一般的に側面側の流速が遅く、その部分でアルミナ
付着が進行し易いが、段差構造を設けることによりこの
ようなアルミナ付着を防止できる。ここで、図１(ａ)及
び(ｂ)においては、段差構造が２段の浸漬ノズルを示し
たが、段差構造の数は、特に限定されるものではなく、
１段または複数段で形成することが可能である。なお、
偏流防止効果、アルミナ付着防止効果を高めるためには
複数の段差構造を設けることが好ましい。

【００１７】また、従来、浸漬ノズルに用いられている
耐火材料(例えばアルミナ−黒鉛質耐火物等)で段差構造
を形成した場合、特に、溶鋼流量が少ない場合や溶鋼の
流速が遅いと段差構造の効果が少なく、段差付き浸漬ノ
ズルを使用してもアルミナ付着が生じ易い。また、長時
間鋳造すると、段差構造が溶損されて消滅し、段差構造
の効果がなくなる場合もある。これは段差構造を形成す
る耐火材料中の黒鉛が溶鋼によって溶解し、脆化が生じ
ると共に、溶鋼流自体により摩耗して段差構造がなくな
るためと推定される。

【００１８】本発明においては、この点を解決するため
に、浸漬ノズルの溶鋼と接する内孔部の少なくとも一部
に、カーボン含有量５重量％以下の耐火材料(３)を適用
した。このような耐火材料は、溶鋼との反応が生じにく
く、鋼中のＡｌを酸化させるカーボン源が非常に少ない
ためにＡｌ₂Ｏ₃の生成が抑制され、アルミナ付着が生じ
にくいという特徴がある。

【００１９】カーボン含有量５重量％以下の耐火材料
(３)を本発明の段差付き浸漬ノズルの内孔部の少なくと
も一部に適用することによって、段差の効果と相俟って
アルミナ付着防止効果を著しく高めることができる。

【００２０】カーボン含有量５重量％以下の耐火材料の
配設位置は、溶鋼と接する内孔部の全部あるいは一部で
ある。ここで、アルミナの付着形態には、溶鋼メニスカ
スより下部で顕著な場合と、内孔部全体にほぼ均等に付
着する２通りがある。前者の場合には、図１(ａ)に示す
ようにアルミナ付着の多いメニスカスより下部にカーボ
ン含有量５重量％以下の耐火材料を配設すれば良く、後
者の場合には、図１(ｂ)に示すように内孔部全体に配設
すれば良い。

【００２１】本発明の段差付き浸漬ノズルに使用される
カーボン含有量５重量％以下の耐火材料は、酸化物のみ
またはカーボン及び酸化物から構成されるもので、特
に、酸化物のみからなるものが好ましい。その場合、酸
化物がアルミナ、マグネシア、スピネル、ムライト、シ
リカ、ジルコニア等から選択される１種または２種以上
の組み合わせからなることが好ましい。

【００２２】また、これらの耐火原料と共に少量の添加
物を含有させることも可能である。通常、浸漬ノズル
は、所定の形状に成形後、非酸化性雰囲気中１０００℃
〜１２００℃で焼成して製品とすることができるが、上
記耐火原料はこの温度範囲内では焼結し難く、成形体を
緻密化することが困難である。そこで、焼結助剤的な役
割をもたせるために少量のガラス相形成成分等を添加す
ることも可能である。このようなガラス相形成成分とし
ては例えば酸化カルシウム、コーディエライト、スポジ
ューメン、ユークリプタイト、酸化硼素、ウォラストナ
イト、粘土、金属Ｓｉ等が上げられる。

【００２３】なお、本発明の段差付き浸漬ノズルの溶鋼
と接する内孔部の少なくとも一部に配設される耐火材料
のカーボン含有量が５重量％を超えるとアルミナ付着量
が多くなるために好ましくない。

【００２４】通常、浸漬ノズルの内孔部に使用される耐
火材料は、浸漬ノズル製造時に成形性を付与するために
有機バインダーを添加するのが一般的であるが、この有
機バインダーは焼成後も一部はカーボンとして残留す
る。本発明の段差付き浸漬ノズルにおいても、このよう
な形態のカーボンは不可避的に存在するが、その量は上
記カーボン含有量に包含される。なお、不可避的に存在
するカーボン含有量は１.５重量％以下が好ましい。ま
た、有機バインダーの種類によっては焼成後にほぼ全量
が分解して残炭分がゼロに近くなることもあるが、この
ような有機バインダーも好適に使用することができる。
なお、カーボン含有量５重量％以下の耐火材料には、鱗
状黒鉛、カーボンブラック、ピッチ等もカーボン源とし
て使用することができる。

【００２５】なお、カーボン含有量５重量％以下の耐火
材料の粒径は、最大４２０μｍであることが望ましい。
これは、最大粒径が４２０μｍを超えると、特に、段差
構造を当該耐火材料で構成した時に角欠け等が生じ易く
なったり、耐火材料自体の強度が低下する恐れがあるた
めである。

【００２６】また、カーボン含有量５重量％以下の耐火
材料の配設厚さについては、段差構造のない部位では、
２〜１２ｍｍの範囲が好ましい。該厚さが２ｍｍ未満で
あるとカーボン含有量５重量％以下の耐火材料の剥離や
溶損の危険性が高くなるために好ましくない。また、該
厚さが１２ｍｍを超えると浸漬ノズル自体の耐熱スポー
ル性が大きく低下して浸漬ノズルに割れが生じたり、該
耐火材料に亀裂が生じるなどの危険性が高くなるために
好ましくない。

【００２７】また、段差構造を有する部位におけるカー
ボン含有量５重量％以下の耐火材料の配設厚さは、３〜
１７ｍｍの範囲内が好ましい。段差構造を有する部位
は、溶鋼通過による損耗の影響が大きく、この部分につ
いては３ｍｍ以上の厚さがあることが好ましい。一方、
１７ｍｍを超える厚さがあると、段差構造のない部位と
同様に熱スポールによる割れが発生する危険性が高くな
り好ましくない。

【００２８】なお、図１において、(１)は、ジルコニア
−黒鉛質耐火物よりなるパウダーライン部用耐火物であ
り、(２)は、ノズル本体を構成するアルミナ−黒鉛質耐
火物(浸漬ノズル等に用いられる通常の材料)である。こ
こで、ジルコニア−黒鉛質耐火物は、通常ジルコニア７
０〜９０重量％及び黒鉛１０〜３０重量％の組成を有
し、アルミナ−黒鉛質耐火物は、通常Ａｌ₂Ｏ₃２０〜８
０重量％及び黒鉛１５〜３５重量％程度の組成(シリカ
を含むものであっても良い)を有するものである。な
お、本発明の段差付き浸漬ノズルの配材パターンは、図
１に記載されているものに限定されるものではないこと
を理解されたい。

【００２９】また、本発明の段差付き浸漬ノズルにおい
て、段差構造を有する部位の内径ｄ(ｍｍ)は、浸漬ノズ
ル内孔部の段差構造のない部位の最小内径をＤ(ｍｍ)と
した時に、

【数３】Ｄ−２４≦ｄ≦Ｄ−６であることが望ましい。

【００３０】更に、段差構造を複数個設ける場合、各段
差構造の内径は、浸漬ノズルの上部側の段差構造から

【数４】Ｄ≧ｄ₁≧ｄ₂≧・・・≧ｄ_n であるが、より好ましくは

【数５】Ｄ＞ｄ₁＞ｄ₂＞・・・＞ｄ_n である。

【００３１】ところで、浸漬ノズル内孔部の段差構造の
ない部位の最小内径Ｄ(ｍｍ)は、浸漬ノズル内の溶鋼通
過量Ｍ(トン／分)と相関があり、Ｍを大きくとる必要が
ある場合にはＤも大きくする必要があり、Ｍが小さくて
も良い場合には、Ｄも小さくすることができる。この場
合、ＤがＭに対して大き過ぎるとアルミナ付着が生じ易
い傾向にある。このことは、段差構造のないストレート
形状の浸漬ノズルで顕著であるが、段差付き浸漬ノズル
を使用した場合においても同様のことが言え、Ｄが大き
過ぎるとアルミナ付着防止効果が著しく低減する。

【００３２】本発明者らは鋭意検討を行った結果、浸漬
ノズルの内孔部に段差構造を有し、更に、内孔部の少な
くとも一部にカーボン含有量５重量％以下の耐火材料を
適用した段差付き浸漬ノズルにおいて、ＭとＤが次の式
を満たす範囲にある場合、閉塞防止効果が更に高まるこ
とを見出した：

【数６】この条件を満たす場合に、浸漬ノズルの管内流速の均一
性が増し、アルミナ付着防止効果が高くなる。なお、こ
の時、Ｄ＜３０、Ｄ＞１００、Ｍ＜１及びＭ＞７.５の
条件は現実的ではなく、本発明の範囲としては適してい
ない。

【００３３】また、本発明の段差付き浸漬ノズルの形状
は、内孔部の横断面形状が必ずしも円形である必要はな
く、例えば浸漬ノズル上部側の横断面形状が円形であ
り、下部側の横断面形状が楕円あるいはその他の形状を
有する構造とすることもできる。更に、浸漬ノズルの内
孔部全体の横断面形状を非円形とすることもできる。こ
のような場合、浸漬ノズルの内孔部の段差構造を有する
部位の横方向の最小断面積Ｓ(ｃｍ²)が次の関係を満た
すことが好ましい：

【数７】この条件を満たす場合、浸漬ノズルの管内流速の均一性
が増し、アルミナ付着防止効果が高まる。なお、この
時、

【数８】の範囲は現実的ではなく、本発明の範囲としては適して
いない。そして、浸漬ノズルの内孔部の段差構造のない
部位の横断面方向における最小内径Ｄ(ｍｍ)としたと
き、段差構造を有する部位の内径ｄ(ｍｍ)は、

【数９】Ｄ−２４≦ｄ≦Ｄ−６の範囲であることが望ましい。

【００３４】なお、上記場合には、横断面形状が非円形
であるため、内径Ｄ及びｄは各横断面で最も長さが長い
部分の数値を表すものとする。

【００３５】また、本発明の段差付き浸漬ノズルにおい
て、段差構造を有する部位の長さ及び配設位置は特に限
定されるものではないが、段差構造が１段の場合には、
その配設位置として浸漬ノズルの中央部が好ましい。

【００３６】次に、本発明の段差付き浸漬ノズルの製造
方法は、特に限定されるものではないが例えば次のよう
にして製造することができる。まず、酸化物、カーボン
等から構成されるカーボン含有量５重量％以下の耐火材
料にバインダーを添加し、ウェットパン等のミキサーを
用いて混練して内孔部形成用混練物を得る。また、浸漬
ノズル本体を構成する耐火材料についても同様の方法で
混練して成形用混練物を得る。次に、これらの混練物を
成形用枠の中に充填するが、内孔部のカーボン含有量５
重量％以下の耐火材料の配設部位や段差構造の配設厚さ
を調節するために成形用ジグを用いて行う。そして、充
填後にジグを除去し、その後、ＣＩＰ成形、機械プレス
等により成形を行う。得られた成形体は乾燥し、続いて
非酸化性雰囲気中で焼成する。焼成後、必要に応じて加
工して最終形状とする。

【００３７】

【実施例】次に、本発明の実施例及び比較例を挙げ、本
発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例により
限定されるものではないことを理解されたい。実施例１以下の表１に記載する本発明品及び比較品の浸漬ノズル
を製作し、実炉での鋳造テストを行った。製作した浸漬
ノズルの形状を図２に示す。内孔部に適用したカーボン
含有量５重量％以下の耐火材料(以下、「カーボンレス
耐火材料」という)は、アルミナ９９.３重量％、カーボ
ン０.７重量％の組成を有し、粒径４２０μｍ以下のア
ルミナ粒よりなるものであった。なお、浸漬ノズル本体
の耐火物には、アルミナ５０重量％、黒鉛３０重量％及
びシリカ２０重量％の組成を有するものを使用し、パウ
ダーライン部の耐火物には、ジルコニア８５重量％及び
黒鉛１５重量％の組成を有するものを使用した。

【００３８】

【表１】

【００３９】表１中、ｄ₁、ｈ₁は、上部段差構造の内径
及び長さを表し、ｄ₂、ｈ₂は下部段差構造の内径及び長
さを表す。

【００４０】本発明品１〜３及び比較品１〜３の浸漬ノ
ズルを用いて鋳造テストを行った後、使用後の浸漬ノズ
ルを回収してアルミナ付着状況を確認した。鋳造テスト
に用いた連鋳機は２ストランドタイプであり、１ストラ
ンドに本発明品を、２ストランドに比較品を取り付けて
鋳造を行った。鋳造した鋼は、Ｃ：約０.０１重量％、
Ｍｎ：約０.２重量％、Ａｌ：約０.０４重量％、Ｎ：約
０.００３重量％の平均組成を有するものであった。ま
た、鋳造テストを行った連鋳機においては溶鋼通過量Ｍ
は平均３.５トン／分であり、この溶鋼通過量でもアル
ミナ付着を防止できるように、本発明品の浸漬ノズルの
段差構造のない部位の最小内径Ｄを設定した。一方、比
較品の浸漬ノズルにおいては、本発明の範囲外となるよ
うに最小内径Ｄを設定した。回収した浸漬ノズルを縦方
向に切断し、図５に示すＥ、Ｆ、Ｇ及びＨの４点でアル
ミナ付着厚を測定した。表２に鋳造テスト条件及びアル
ミナ付着厚を記載する。

【００４１】

【表２】

【００４２】鋳造テストの結果、本発明品の段差付き浸
漬ノズルへのアルミナ付着は非常に少なく、効果の大き
いことが確認された。比較品１のストレートタイプの浸
漬ノズルの場合には、内孔部全体へのアルミナ付着が多
くなった。また、比較品２の段差付きではあるが、カー
ボンレス耐火材料を配設していない浸漬ノズルの場合に
は、内孔部下端側でのアルミナ付着が多くなった。更
に、比較品３の浸漬ノズルのように、ＭとＤの関係が本
発明の範囲外であると、アルミナ付着が多くなった。

【００４３】実施例２図２(ｃ)に示す上記本発明品３の段差付き浸漬ノズルと
同様の形状で、内孔部に配設するカーボン含有量５重量
％以下の耐火材料の種類を変化させた段差付き浸漬ノズ
ルを製作し、実炉での鋳造テストを行った。使用後の浸
漬ノズルは回収し、縦方向に切断してアルミナ付着厚さ
を測定した。表３に内孔部に適用した耐火材料の化学組
成を示す。

【００４４】

【表３】

【００４５】また、表４には鋳造テスト実施時の鋳造条
件及びアルミナ付着厚さの測定結果を示す。

【００４６】

【表４】

【００４７】なお、鋳造テストに使用した連鋳機は２ス
トランドタイプであり、１ストランドに比較品４の浸漬
ノズル、２ストランドに本発明品の浸漬ノズルを取り付
けて鋳造テストを行った。また、鋳造した鋼種は、Ｃ：
約０.０１重量％、Ｍｎ：約０.３重量％、Ａｌ：約０.
０４重量％、Ｎ：約０.００４重量％の平均組成を有す
るものであった。更に、鋳造テストを行った連鋳機にお
いて、溶鋼通過量Ｍは平均４.０トン／分であり、Ｍと
Ｄの関係は本発明の範囲内にあった。

【００４８】鋳造テストの結果、カーボン含有量５重量
％以下の耐火材料を内孔部へ配設した本発明品の段差付
き浸漬ノズルは、アルミナ付着が大変少ないことが明ら
かになった。一方、カーボン含有量が８.０重量％であ
る耐火材料を内孔部に配設した比較品４においては、ア
ルミナ付着が非常に多いことが判明した。

【００４９】実施例３以下の表５に記載する本発明品及び比較品の浸漬ノズル
を製作し、実炉での鋳造テストを行った。製作した浸漬
ノズルの形状を図３に示す。本発明品７は、図３(ａ)に
示すような２段の段差構造を有し、内孔部の下部が非円
形の断面形状の段差付き浸漬ノズルであり［図３(ｂ)は
図３(ａ)のＡ−Ａ’断面図であり、図３(ｃ)は図３(ａ)
のＢ−Ｂ’断面図である］、本発明品８は、図３(ｄ)に
示すような１段の段差構造を有し、内孔部の下部が楕円
形状の浸漬ノズルである［図３(ｅ)は図３(ｄ)のＡ−
Ａ’断面図であり、図３(ｆ)は図３(ｄ)のＢ−Ｂ’断面
図である］。比較品５は、本発明品８と同一形状を有し
ているが、溶鋼通過量Ｍに対する最小横断面積Ｓの値が
本発明の範囲外のものである。なお、鋳造テストに使用
した連鋳機の平均溶鋼通過量Ｍは４.２トン／分であっ
た。また、本発明品及び比較品に浸漬ノズルの内孔部に
配設したカーボン含有量５重量％以下の耐火材料は、ジ
ルコニア９９.３重量％、カーボン０.７重量％の組成を
有し、粒径４２０μｍ以下のジルコニア粒よりなるもの
であった。なお、浸漬ノズル本体の耐火物には、アルミ
ナ５２重量％、黒鉛３０重量％及びシリカ１８重量％の
組成を有するものを使用し、パウダーライン部の耐火物
には、ジルコニア８３重量％及び黒鉛１７重量％の組成
を有するものを使用した。

【００５０】

【表５】

【００５１】なお、表５中、ｄ₁、ｈ₁は、上部段差構造
の内径及び長さを表し、ｄ₂、ｈ₂は下部段差構造の内径
及び長さを表す。

【００５２】本発明品７及び８並びに比較品５の浸漬ノ
ズルを用いて鋳造テストを行った後、浸漬ノズルを回収
してアルミナ付着状況を確認した。なお、鋳造テストに
用いた連鋳機は２ストランドタイプであり、１ストラン
ドに本発明品を、２ストランドに比較品を取り付けて鋳
造を行った。鋳造した鋼は、Ｃ：約０.０２５重量％、
Ｍｎ：０.２重量％、Ａｌ：０.０４重量％、Ｎ：０.０
０３重量％の平均組成を有するものであった。回収した
浸漬ノズルは縦方向に切断し、図３(ａ)及び(ｄ)に示す
Ｉ、Ｊ、Ｋの３点でアルミナ付着厚を測定した。表６
に、鋳造テスト時の鋳造条件及びアルミナ付着厚の測定
結果を示す。

【００５３】

【表６】

【００５４】本発明品７及び８の浸漬ノズルの内孔部へ
のアルミナ付着は少なく、内孔部が非円形の断面を有す
る場合においても、本発明の段差付き浸漬ノズルのアル
ミナ付着防止効果が高いことが判明した。一方、比較品
５の浸漬ノズルのように溶鋼通過量Ｍと最小横断面積Ｓ
の関係が本発明の範囲外であると、アルミナ付着防止効
果が少ないことが確認された。

【００５５】

【発明の効果】本発明の段差付き浸漬ノズルによれば、
浸漬ノズルの内孔部の少なくとも１部にカーボン含有量
５重量％以下の耐火材料を配設することにより、ノズル
内孔部へのアルミナ付着を大幅に減少することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の段差付き浸漬ノズルの実施態様を示す
図である。

【図２】実施例１で製作した浸漬ノズルの形状及び配材
パターンを示す図であり、(ａ)は本発明品１の段差付き
浸漬ノズル、(ｂ)は本発明品２の段差付き浸漬ノズル、
(ｃ)は本発明品３の段差付き浸漬ノズル、(ｄ)は比較品
１の浸漬ノズル、(ｅ)は比較品２の段差付き浸漬ノズ
ル、(ｆ)は比較品３の段差付き浸漬ノズルをそれぞれ表
す。

【図３】(ａ)は本発明品７の段差付き浸漬ノズルの形状
及び配材パターンを示す図であり、(ｂ)は(ａ)のＡ−
Ａ’断面図であり、(ｃ)は(ａ)のＢ−Ｂ’断面図であ
り、(ｄ)は本発明品８の段差付き浸漬ノズルの形状及び
配材パターンを示す図であり、(ｅ)は(ｄ)のＡ−Ａ’断
面図であり、(ｆ)は(ｄ)のＢ−Ｂ’断面図である。

【符号の説明】

１パウダーライン部用耐火物(ジルコニア−黒鉛質耐
火物) ２ノズル本体用耐火物(アルミナ−黒鉛質耐火物) ３カーボン含有量５重量％以下の耐火材料

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平５−200536（ＪＰ，Ａ) 特開平７−51819（ＪＰ，Ａ) 特開平５−285612（ＪＰ，Ａ) 特開平５−237610（ＪＰ，Ａ) 特開平３−243258（ＪＰ，Ａ) 特開平５−154628（ＪＰ，Ａ) 特開平８−57601（ＪＰ，Ａ) 特開平８−57613（ＪＰ，Ａ) 特開平９−285852（ＪＰ，Ａ) 特開平６−256（ＪＰ，Ａ) 実開昭58−107252（ＪＰ，Ｕ) 実開昭57−146942（ＪＰ，Ｕ) 特公平２−23494（ＪＰ，Ｂ２) 実公平７−23091（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B22D 11/10 330 B22D 41/50 520 B22D 41/54

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ノズル内孔部に一段あるいは複数の段差
構造を有する連続鋳造用浸漬ノズルにおいて、溶鋼と接
する内孔部の少なくとも一部が最大粒径４２０μｍ以下
のカーボン含有量５重量％以下の耐火材料で構成されて
いることを特徴とする段差付き連続鋳造用浸漬ノズル。
【請求項２】カーボン含有量が５重量％以下の耐火材
料が、酸化物のみまたはカーボン及び酸化物より構成さ
れる、請求項１記載の段差付き連続鋳造用浸漬ノズル。
【請求項３】カーボン含有量が５重量％以下の耐火材
料の配設厚さが、段差構造のない部位において２〜１２
ｍｍの範囲内にあり、段差構造を有する部位において、
３〜１７ｍｍの範囲内にある、請求項１または２記載の
段差付き連続鋳造用浸漬ノズル。
【請求項４】溶鋼通過量Ｍ（トン／分）に対する内孔
部の段差構造のない部位の最小内径Ｄ（ｍｍ）が下記の
式を満足する、請求項１ないし３のいずれか１項記載の
段差付き連続鋳造用浸漬ノズル：【数１】
【請求項５】溶鋼通過量Ｍ（トン／分）に対する内孔
部の段差構造のない部位の最小横断面積Ｓ（ｃｍ²）が
下記の式を満足する、請求項１ないし３のいずれか１項
記載の段差付き連続鋳造用浸漬ノズル：【数２】