JPH0662350B2

JPH0662350B2 - 通気性耐火物

Info

Publication number: JPH0662350B2
Application number: JP63237936A
Authority: JP
Inventors: 義隆平岩; 省三嶋; 勇気男中村; 登奥山
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1988-09-21
Filing date: 1988-09-21
Publication date: 1994-08-17
Anticipated expiration: 2009-08-17
Also published as: JPH0288476A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、鋼の連続鋳造におけるガスバブリングに使用
する通気性耐火物に関する。

〔従来の技術〕

連続鋳造設備におけるタンディッシュのストッパーと上
部ノズルとの接合部、浸漬ノズル等吐出孔周辺部には、
耐スポーリング性と耐食性を具備した耐火物が要求され
る。

この耐火物としては、アルミナ黒鉛質、あるいは、特公
昭59-19067号公報に記載のジルコニア黒鉛質材料が多く
使用されている。

そして、これらの耐火物に通気性を付与するために次の
方法が採用されている。

その第１の方法は、耐火粒子の粒度構成の調整によって
組織の多孔質化を計り、成形体に通気性を付与する方法
であり、その第２は耐火原料に有機質繊維を添加混練し
成形した後、焼成過程で有機繊維を焼失させて空隙を形
成し通気性を付与することである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記、従来の調製方法によって得られた通気性を付与し
た炭素含有耐火物においては、それぞれに欠点を有す
る。

第１の粒度調整による方法では、組織自体を多孔質にす
るものであるため強度が低下し、タンディッシュのスト
ッパー，上部ノズルのような使用中に外力が加わる部位
に適用した場合、強度不足による破壊が起り、また浸漬
ノズルの吐出孔部では溶鋼流の衝撃による折損が問題と
なる。

また、第２の方法は、第１の方法に比べて強度の低下が
軽減できるために有効であるが、耐摩耗性に劣り、不活
性ガスのバブリングによる溶鋼の攪拌によって耐火物表
面の摩耗溶損が促進され、耐用に支障を来たすことにな
る。

とくに、Alキルド鋼の場合のように、溶鋼中の非金属介
在物が付着，成長し易い溶鋼を処理する場合には、耐火
物表面の摩耗溶損が吐出孔周辺部に非金属介在物の付
着，成長を促進して多孔質耐火物のガスバブリング機能
を阻害し、これが長時間の鋳造作業を不可能にする大き
な要因ともなる。

本発明において解決すべき課題は、かかる用途に使用す
る多孔質の耐火物において、耐火物自体が強度と耐摩耗
性を有しており、しかも、非金属介在物に対する付着性
がなくガスバブリング性を維持できる通気性耐火物の提
供である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、かかる用途における黒鉛含有耐火物の溶鋼流
による摩耗溶損は、耐火物中のカーボンの酸化と、その
カーボンの溶鋼中への融け出しによる組織の脆弱化に起
因することに着目して完成したものである。

従って、上記耐火物のガスバブリング機能を維持して耐
摩耗性を改善するためには、第１に耐火物中のカーボン
の酸化防止と、第２にカーボンが溶鋼に触れないように
するための保護が有効である。

カーボン酸化防止のための具体的な手段としては、酸素
を捕捉する機能を有するシリコン，アルミニウム等の金
属粉を添加すること、また、カーボンが溶鋼に触れない
ようにするためには、SiC,B₄C等の炭化物を添加して、
高温加熱によってガラス状の保護皮膜を形成することが
考えられる。

しかしながら、これらの手段は使用中の溶鋼からの加熱
によって組織全体の緻密化現象を伴うことになる。この
ため通気性耐火物としては、通気性の低下につながるこ
ととなり、安定したバブリングを行うための耐火物とし
ては不適当なものとなる。

本発明は、主たる鉱物相がムライト，バッデライト，コ
ランダムからなる耐火性原料（ＺＲＭ原料）が、かかる
目的に最も好適に使用できることを利用したものであ
る。

すなわち、本発明の通気性耐火物は、主たる鉱物相とし
てムライト，バッデライト，コランダムからなり、Al₂O
₃25〜85重量％，ZrO₂10〜70重量％，SiO₂5〜25重量％の
化学組成を有する耐火性原料を30〜60重量％と黒鉛粉10
〜30重量％とを含有し、これに有機質繊維を添加混練し
成形した後、焼成過程で前記有機質繊維を焼失させて空
隙を形成し通気性を付与せしめてなることを特徴とす
る。

第１図は２種類のＺＲＭ原料からなる耐火物の荷重軟化
特性を示すもので、同図から明らかなように、何れの場
合も溶鋼の温度に近い1550℃付近よりガラス化による軟
化が始まることを示している。

従って、通気性耐火物にＺＲＭ原料を使用した場合は、
溶鋼に接触する表面層でのみガラス化が起こる。これに
対して、比較的温度の低い耐火物内部はガラスの生成が
起こらないことになる。これによって、上記の用途に要
求されるカーボンの酸化防止、溶鋼からの保護効果と組
織全体の緻密化防止が可能となる。

ＺＲＭ原料としては、ZrO₂10〜70重量％，Al₂O₃25〜85
重量％，SiO₂5〜25重量％の化学組成を有するものが好
適に使用できる。

しかしながら、ZrO₂10重量％未満では、軟化点(T₁)が16
00℃を超えてガラス質組成物が生成し難く、また70重量
％を超えるとZrO₂特有の異常膨張を示し耐スポーリング
性が低下するので好ましくない。

また、黒鉛の添加量は、耐火物自体の溶鋼やスラグに対
する分離性（耐濡れ性）と耐酸化性、それに強度の点か
ら10〜30重量％の範囲内にあることが好ましい。

さらに有機質繊維としては、焼成によって焼き飛ばすた
め、融点が焼成温度の1000℃以下であるポリエステル，
テトロン，ナイロン等の材質が好ましい。その添加量
は、通気性付与と強度維持の点から、0.2〜２重量％の
範囲に調整するのがよい。また、有機質繊維の長さは１
〜30mmであることが、通気性付与の効果と混合時に繊維
の凝集を防止する上から好ましい。さらに、その径は30
〜200μｍの範囲内にあることが、繊維の切断防止と気
孔径の調整のしやすさの点から好ましい。とくに、200
μｍを超えると気孔径が大きくなり過ぎ溶鋼が侵入する
ことになる。

〔実施例〕

第１表の各配合を混練した後、1200kg/cm²の圧力でラバ
ープレスにより、外径300×内径130×長さ70(mm)の内筒
形を成形し、非酸化雰囲気，1000℃で焼成し品質を測定
した。

また、実使用に供するため以下の各種通気性耐火物をロ
ングストッパーの先端部に使用したものを製造した。

第１表において、実施例１，２は本発明の範囲にある。

実施例１，２の通気性テストでは、溶鉄浸漬による加熱
後も、加熱前と同等の通気性を維持し安定した通気特性
を示した。またロングストッパーの先端部に使用して実
炉テストした結果、良好な耐摩耗性，耐食性を発揮し10
回のチャージの使用に耐えた。

比較例１，２はＺＲＭ量が本発明品の範囲より少なく、
かつ耐酸化性原料であるシリコン，アルミニウム等の金
属粉やSiC，Ｂ_４Ｃ等の炭化物を含有しないものであ
る。この場合の通気性テストでは、溶鉄加熱後の通気性
の変化は無いが、ロングストッパーの先端部に使用して
実炉テストを実施した結果、先端部の摩耗が激しく５回
のチャージで廃棄された。

比較例３はＺＲＭ使用量が本発明品の範囲より多く、か
つシリコン，アルミニウム，SiC，Ｂ_４Ｃ等の耐酸化性
原料を含有しないものである。

この場合の侵食テストでは溶損が大きく、また実炉テス
トでも溶損が大きく６回のチャージで廃棄された。

比較例４，５はＺＲＭを使用せず、耐酸化性原料を使用
したものである。この場合の通気性テストでは、溶鉄浸
漬による加熱後の通気率は、1/2以下に低下し通気性の
安定性に問題がある。

第２図は本発明の耐火物の具体的な適用箇所を示す。

同図において、本発明の通気性耐火物を鋼中の非金属介
在物が付着，成長して閉塞が起こる部位、即ちタンデッ
シュストッパーの先端部1bと、それに接合する上部ノズ
ルの頭部2bおよび浸漬ノズルの吐出孔部3bに適用した。

これらの通気性耐火物をアルミキルド鋼の鋳造に使用し
たところ、500分の連続使用に耐えた（従来のバブリン
グ無しの鋳造では300分で非金属介在物の付着によって
閉塞し鋳造を中止していた）。

1b,2b,3bの部位からの不活性ガスバブリングにより、鋳
造中の通気性の変化がなく安定したバブリングができ、
これらの部位での非金属介在物の付着が防止でき、ま
た、先端部の摩耗や溶損も殆ど認められなかった。

〔発明の効果〕本発明に係る耐火物の効果を総合して記載すると以下の
とおりである。

(1)強度，通気性のバラツキが少なく、耐スポーリング
性に優れているため、折損やスポーリングによる割れ等
の問題は全く発生せず、特に鋼の連続鋳造ガスバブリン
グ用通気性耐火物として安定して使用することができ
る。

(2)加熱による通気率の低下が殆どないため、長時間の
鋳造に対しても安定したバブリングが可能となり、非金
属介在物の付着が防止できる。

(3)溶鋼と接触する表面層でガラス皮膜が生成すること
により、カーボンの酸化や溶鋼中への溶け出しが防止で
き、その結果、溶損、摩耗が軽減され、長時間の使用に
耐えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用するＺＲＭ原料の特性を示す図で
あり、第２図は本発明の耐火物の適用例を示す図であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中村勇気男千葉県君津市君津１番地新日本製鐵株式會社君津製鐵所内 (72)発明者奥山登千葉県君津市君津１番地新日本製鐵株式會社君津製鐵所内 (56)参考文献特開昭61−97161（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−112680（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主たる鉱物相としてムライト，バッデライ
ト，コランダムからなり、Al₂O₃25〜85重量％，ZrO₂10
〜70重量％，SiO₂5〜25重量％の化学組成を有する耐火
性原料を30〜60重量％と黒鉛粉10〜30重量％とを含有
し、これに有機質繊維を添加混練し成形した後、焼成過
程で前記有機質繊維を焼失させて空隙を形成し通気性を
付与せしめてなることを特徴とする通気性耐火物。