JP7774206B2 - Estimation method - Google Patents
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Description
本発明は、二つの浸漬ノズル用耐火物のスラグラインにおける溶損速度の比を推定する推定方法に関する。 The present invention relates to a method for estimating the ratio of the erosion rates in the slag line of two refractories for submerged entry nozzles.
鋼の連続鋳造において、タンディッシュにおける溶鋼が浸漬ノズルを介してモールド(鋳型)内に導入される。モールド内の溶鋼がモールドの冷却作用によって凝固し、ロールにより連続的に引き抜かれ、鋼の鋳片がつくられる。 In continuous steel casting, molten steel in a tundish is introduced into a mold through an immersion nozzle. The molten steel in the mold solidifies due to the cooling action of the mold and is continuously drawn out by rolls to produce a cast steel billet.
モールドにおける溶鋼表面(湯面)の大気による酸化を防止する目的や、凝固シェルとモールドとの間の潤滑性を確保する目的などで、鋳造中の湯面にモールドパウダーが連続的に散布される。散布されたパウダーは、位置を下げながら、溶鋼湯面付近で溶融し始め、最終的に完全に溶融し、溶融スラグを形成する。溶融スラグ(パウダースラグ)は、凝固シェルとモールドとの隙間へ流入し、スラグフィルムを形成することを通じて、潤滑および伝熱制御などの役割を果たす。 Mold powder is continuously scattered on the surface of the molten steel during casting to prevent atmospheric oxidation of the surface of the molten steel in the mold and to ensure lubrication between the solidified shell and the mold. As the scattered powder moves down, it begins to melt near the surface of the molten steel, eventually melting completely to form molten slag. The molten slag (powder slag) flows into the gap between the solidified shell and the mold, forming a slag film that serves the roles of lubrication and heat transfer control.
浸漬ノズルのうち連続鋳造中にパウダースラグと接触する箇所はスラグラインと称される。スラグラインは、鋳造中にパウダースラグと溶鋼との両方から浸食を受けるため、浸漬ノズルの他の部位に比べて溶損が特に速い。溶損がある程度を超えると、浸漬ノズルが断裂するなどのトラブルが発生し、連続鋳造生産を中止する必要が生じる。一方、溶損の程度が軽い段階で浸漬ノズルを交換する運用を行うと、上記のようなトラブルが生じない替わりに浸漬ノズルの頻繁な交換を要する。すなわち、浸漬ノズルの使用期間が過大であっても過小であっても生産効率が低下する。そのため、浸漬ノズルの耐食性を評価し、寿命を予測することができれば、浸漬ノズルを寿命の範囲内で最大限使用することができ、連続鋳造生産効率の最大化に大きく貢献する。 The portion of the SEN that comes into contact with the powder slag during continuous casting is called the slag line. Because the slag line is subject to erosion from both the powder slag and molten steel during casting, it suffers from particularly rapid corrosion compared to other portions of the SEN. When corrosion exceeds a certain level, problems such as SEN rupture can occur, making it necessary to halt continuous casting production. On the other hand, replacing the SEN when the corrosion is still minor avoids the above-mentioned problems, but requires frequent replacement. In other words, whether the SEN is used for an excessively long or insufficient period reduces production efficiency. Therefore, if the corrosion resistance of SENs can be evaluated and their lifespan predicted, SENs can be used to the fullest extent within their lifespan, greatly contributing to maximizing continuous casting production efficiency.
かかる寿命予測の方法として、実験室スケールでの実験を行って耐火物の耐食性を評価する方法が従来実施されている。たとえば特許第7060831号公報(特許文献1)には、評価対象の耐火物の試験片を浸漬した溶鋼にパウダースラグを投入し、2時間にわたって試験片を回転させた後の試験片の溶損厚さを測定することによって、耐火物の耐食性を評価する方法が開示されている。また、特開2022-63736号公報(特許文献2)には、評価対象の試料を内張りしたドラムに溶鋼およびモールドパウダーを投入し、ドラムを回転させた後に試料の損耗面積を測定することによって、耐火物の耐食性を評価する方法が開示されている。 A conventional method for predicting such life spans involves conducting laboratory-scale experiments to evaluate the corrosion resistance of refractories. For example, Japanese Patent No. 7060831 (Patent Document 1) discloses a method for evaluating the corrosion resistance of refractories by adding powder slag to molten steel in which a test piece of the refractory to be evaluated is immersed, rotating the test piece for two hours, and then measuring the thickness of the erosion of the test piece. Furthermore, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2022-63736 (Patent Document 2) discloses a method for evaluating the corrosion resistance of refractories by adding molten steel and mold powder to a drum lined with the test piece, rotating the drum, and then measuring the area of wear on the test piece.
しかし、特許文献1および特許文献2に記載されているような実験を伴う評価方法は、評価結果を得るために長い時間を要する場合があった。また、評価対象の試料の数に比例して実験点数が増大するため、多くの耐火物組成の中から最適な組成を見出すために多くの資源を要する場合があった。また、実験による評価の結果が、連続鋳造の現場における現象と整合しない場合があった。 However, evaluation methods involving experiments, such as those described in Patent Documents 1 and 2, can take a long time to obtain evaluation results. Furthermore, because the number of experiments increases in proportion to the number of samples to be evaluated, it can require a lot of resources to find the optimal refractory composition from among the many available. Furthermore, the results of experimental evaluations sometimes do not match the phenomena occurring in the continuous casting field.
そこで、比較的簡便な方法で耐火物の溶損速度を評価できる推定方法の実現が望まれる。 Therefore, it is desirable to develop a relatively simple estimation method that can evaluate the corrosion rate of refractories.
本発明に係る推定方法は、二つの浸漬ノズル用耐火物のスラグラインにおける溶損速度の比を推定する推定方法であって、二つの前記浸漬ノズル用耐火物が、いずれも、二酸化ジルコニウム80質量%以上97質量%以下、カーボン3質量%以上20質量%以下、および、その他の成分6質量%以下、を含み、第一の浸漬ノズル用耐火物の見掛気孔率PAおよび第二の浸漬ノズル用耐火物の見掛気孔率PBを特定する工程と、前記第一の浸漬ノズル用耐火物の見掛比重GAおよび前記第二の浸漬ノズル用耐火物の見掛比重GBを特定する工程と、前記第一の浸漬ノズル用耐火物の溶損速度VAに対する前記第二の浸漬ノズル用耐火物の溶損速度VBの比γを、以下の式(1)、式(2)、および式(3)に基づいて算出する工程と、を含むことを特徴とする。
この構成によれば、実際に耐火物を溶損させる実験を伴うことなく、比較的簡便な方法で溶損速度を評価できる。 This configuration allows the corrosion rate to be evaluated in a relatively simple manner without the need for experiments that actually cause refractory corrosion.
以下、本発明の好適な態様について説明する。ただし、以下に記載する好適な態様例によって、本発明の範囲が限定されるわけではない。 Preferred embodiments of the present invention are described below. However, the scope of the present invention is not limited to the preferred embodiments described below.
本発明に係る推定方法は、一態様として、前記第一の浸漬ノズル用耐火物が、過去に連続鋳造に供された浸漬ノズル用耐火物であり、前記第二の浸漬ノズル用耐火物が、未だ連続鋳造に供されていない浸漬ノズル用耐火物であることが好ましい。 In one aspect of the estimation method according to the present invention, the first refractory for an immersion nozzle is preferably a refractory for an immersion nozzle that has been subjected to continuous casting in the past, and the second refractory for an immersion nozzle is preferably a refractory for an immersion nozzle that has not yet been subjected to continuous casting.
この構成によれば、新たに製造された浸漬ノズルの溶損速度を推定できるので、浸漬ノズルの品質管理および品質向上に資する。 This configuration makes it possible to estimate the rate of corrosion of newly manufactured submerged entry nozzles, contributing to quality control and improvement of submerged entry nozzles.
本発明に係る推定方法は、一態様として、前記第一の浸漬ノズル用耐火物が、過去に連続鋳造に供された浸漬ノズル用耐火物であり、前記第二の浸漬ノズル用耐火物が、現に連続鋳造に供されている浸漬ノズル用耐火物であることが好ましい。 In one aspect of the estimation method according to the present invention, the first refractory for an immersion nozzle is preferably a refractory for an immersion nozzle that has been used in continuous casting in the past, and the second refractory for an immersion nozzle is preferably a refractory for an immersion nozzle that is currently being used in continuous casting.
この構成によれば、現に連続鋳造に供されている浸漬ノズルの寿命を推定できるので、浸漬ノズルの交換時期を適切に判断できる。 This configuration makes it possible to estimate the service life of the submerged entry nozzle currently being used in continuous casting, allowing for appropriate determination of when to replace the submerged entry nozzle.
本発明のさらなる特徴と利点は、図面を参照して記述する以下の例示的かつ非限定的な実施形態の説明によってより明確になるであろう。 Further features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of exemplary, non-limiting embodiments, which proceeds with reference to the drawings.
本発明に係る推定方法の実施形態について、図面を参照して説明する。 An embodiment of the estimation method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
〔浸漬ノズルの構造および使用状態〕
本実施形態において溶損速度の比を推定する対象とする浸漬ノズル用耐火物が使用される浸漬ノズル1は、たとえば鋼の連続鋳造においてモールド2に溶鋼Mを注入する用途に供される筒状の耐火物製部材である(図1)。図1には一例として、浸漬ノズル1がスライドプレート3を介してタンディッシュ4に接続されている使用状態を示している。溶鋼Mは、浸漬ノズル1の吐出口11からモールド2に吐出される。モールド2内においては、溶鋼Mが大気と接して酸化することを防ぐ等の目的で、溶鋼Mの湯面がパウダースラグSで覆われている。
[Structure and usage of submerged entry nozzle]
In this embodiment, the submerged entry nozzle 1, which uses the submerged entry nozzle refractory material for which the corrosion rate ratio is to be estimated, is a cylindrical refractory member used, for example, to inject molten steel M into a mold 2 in continuous steel casting (FIG. 1). FIG. 1 shows, as an example, a state in use in which the submerged entry nozzle 1 is connected to a tundish 4 via a slide plate 3. The molten steel M is discharged into the mold 2 from the discharge port 11 of the submerged entry nozzle 1. In the mold 2, the surface of the molten steel M is covered with powder slag S to prevent the molten steel M from coming into contact with the air and oxidizing.
浸漬ノズル1のうちパウダースラグSと接する部分であるスラグライン12は、浸漬ノズル1のうちで特に溶損しやすい箇所である。本実施形態に係る推定方法は、スラグライン12に配置される浸漬ノズル用耐火物について、溶損速度の比を推定するものである。なお、溶損速度の比の推定の対象とする浸漬ノズル用耐火物は、スラグライン12に局所的に配置されていてもよいし、スラグライン12以外の箇所にも併せて配置されていてもよい。 The slag line 12, which is the portion of the immersion nozzle 1 that comes into contact with the powder slag S, is a location on the immersion nozzle 1 that is particularly susceptible to corrosion. The estimation method according to this embodiment estimates the corrosion rate ratio for the immersion nozzle refractories arranged in the slag line 12. Note that the immersion nozzle refractories for which the corrosion rate ratio is to be estimated may be arranged locally in the slag line 12, or may also be arranged in locations other than the slag line 12.
〔浸漬ノズル用耐火物の組成および製造方法〕
本実施形態において溶損速度の比を推定する対象とする二つの浸漬ノズル用耐火物は、いずれも、二酸化ジルコニウム(ZrO2)80質量%以上97質量%以下、カーボン(C)3質量%以上20質量%以下、および、その他の成分6質量%以下、を含む。この浸漬ノズル用耐火物は、一般にジルコニア―カーボン質耐火物と称される類の耐火物である。ジルコニア―カーボン質耐火物は、比較的高価な部類の耐火物であるものの、アルミナ―カーボン質耐火物などの他の耐火物に比べて耐食性が高いため、スラグラインに好適に用いられる。ジルコニア―カーボン質耐火物に配合されるカーボンは他の成分に比べて熱膨張率が小さいため、ジルコニア―カーボン質耐火物は耐スポーリング性が良好である。
[Composition and manufacturing method of refractory for submerged entry nozzle]
In this embodiment, the two refractories for submerged entry nozzles, the ratio of corrosion rates of which is to be estimated, each contain 80% by mass or more and 97% by mass or less of zirconium dioxide (ZrO 2 ), 3% by mass or more and 20% by mass or less of carbon (C), and 6% by mass or less of other components. These refractories for submerged entry nozzles belong to the type of refractories generally known as zirconia-carbonaceous refractories. Although zirconia-carbonaceous refractories are relatively expensive, they have higher corrosion resistance than other refractories such as alumina-carbonaceous refractories, making them suitable for use in slag lines. The carbon blended into zirconia-carbonaceous refractories has a lower thermal expansion coefficient than the other components, and therefore zirconia-carbonaceous refractories have good spalling resistance.
本実施形態に係る浸漬ノズル用耐火物は、一例として、ジルコニア原料とカーボン原料とを混合して混合物を得る混合工程、混合物から予備成形体を成形する予備成形工程、および、予備成形体を焼成して浸漬ノズル用耐火物を得る焼成工程、を経て得られる。なお、混合工程において、ジルコニア原料およびカーボン原料の他に添加剤を混合してもよい。 The refractory for a submerged entry nozzle according to this embodiment can be obtained, for example, through a mixing step in which a zirconia raw material and a carbon raw material are mixed to obtain a mixture, a preforming step in which a preform is formed from the mixture, and a firing step in which the preform is fired to obtain the refractory for a submerged entry nozzle. In addition to the zirconia raw material and the carbon raw material, additives may also be mixed in during the mixing step.
ジルコニア原料は、浸漬ノズル用耐火物の原料として用いられる公知のジルコニア原料でありうる。すなわちジルコニア原料は、実質的に純粋な二酸化ジルコニウム(たとえばバデライトである。)であってもよいし、二酸化ジルコニウムを含む組成物(含二酸化ジルコニウム組成物)であってもよい。含二酸化ジルコニウム組成物としては、二酸化ジルコニウムと安定化剤とが配合された安定化ジルコニア原料や、二酸化ジルコニウム以外の成分を含む天然鉱物(ジルコンサンド等)などが例示されるが、これらに限定されない。また、純粋な二酸化ジルコニウムと含二酸化ジルコニウム組成物との混合物を用いてもよい。安定化剤は、二酸化ジルコニウムの粒子が高温において相変態により崩壊することを抑制しうる成分であり、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、および酸化イットリウム(III)が例示されるが、これらに限定されない。 The zirconia raw material may be a known zirconia raw material used as a raw material for refractories for submerged entry nozzles. That is, the zirconia raw material may be substantially pure zirconium dioxide (e.g., baddeleyite) or a composition containing zirconium dioxide (zirconium dioxide-containing composition). Examples of zirconium dioxide-containing compositions include, but are not limited to, stabilized zirconia raw materials containing zirconium dioxide and a stabilizer, and natural minerals containing components other than zirconium dioxide (e.g., zircon sand). A mixture of pure zirconium dioxide and a zirconium dioxide-containing composition may also be used. The stabilizer is a component that can inhibit the disintegration of zirconium dioxide particles due to phase transformation at high temperatures, and examples thereof include, but are not limited to, calcium oxide, magnesium oxide, and yttrium(III) oxide.
カーボン原料は、浸漬ノズル用耐火物の原料として用いられる公知のカーボン原料でありうる。すなわちカーボン原料は、鱗状黒鉛、カーボンブラック、タール、ピッチ、樹脂炭などでありうるが、これらに限定されない。また、カーボン原料は、一種類であっても複数種類であってもよい。 The carbon raw material may be a known carbon raw material used as a raw material for refractories for submerged entry nozzles. That is, the carbon raw material may be, but is not limited to, flaky graphite, carbon black, tar, pitch, resin charcoal, etc. Furthermore, the carbon raw material may be one type or multiple types.
添加剤は、浸漬ノズル用耐火物の原料として用いられる公知の添加剤でありうる。たとえば、耐酸化性を改善するための添加剤として、ホウ化物、炭化物、金属などが添加されうる。より具体的には、添加剤の非限定的な例として、炭化ホウ素、ホウ化ジルコニウム、炭化ケイ素、シリコンなどが例示される。 The additives may be known additives used as raw materials for refractories for submerged entry nozzles. For example, borides, carbides, metals, etc. may be added as additives to improve oxidation resistance. More specifically, non-limiting examples of additives include boron carbide, zirconium boride, silicon carbide, and silicon.
浸漬ノズル用耐火物の構成成分のうち、二酸化ジルコニウムは、ジルコニア原料に含まれる二酸化ジルコニウムに由来する。カーボンは、カーボン原料に由来する。その他の成分は、ジルコニア原料中の二酸化ジルコニウム以外の成分(安定化剤、不純物など)および添加剤に由来する。したがって、本実施形態に係る浸漬ノズル用耐火物を製造する際には、使用するジルコニア原料の組成(二酸化ジルコニウムおよび他の成分の各含有量)を考慮して、最終的に浸漬ノズル用耐火物を構成する成分が、二酸化ジルコニウム(ZrO2)80質量%以上97質量%以下、カーボン(C)3質量%以上20質量%以下、および、その他の成分6質量%以下、の条件を満たすように、混合工程において混合するジルコニア原料、カーボン原料、および添加剤の比率を決定する。 Among the components of the refractory for a submerged entry nozzle, zirconium dioxide is derived from zirconium dioxide contained in the zirconia raw material. Carbon is derived from the carbon raw material. The other components are derived from components other than zirconium dioxide (stabilizers, impurities, etc.) in the zirconia raw material and additives. Therefore, when producing the refractory for a submerged entry nozzle according to this embodiment, the ratios of the zirconia raw material, carbon raw material, and additives to be mixed in the mixing step are determined taking into consideration the composition of the zirconia raw material used (the respective contents of zirconium dioxide and other components) so that the components that ultimately constitute the refractory for a submerged entry nozzle satisfy the conditions of 80% by mass to 97% by mass of zirconium dioxide (ZrO 2 ), 3% by mass to 20% by mass of carbon (C), and 6% by mass or less of other components.
耐火物の耐食性を左右する因子として、組成は支配的な因子の一つである。ジルコニア―カーボン質は耐食性に優れる組成の一つであり、このことは、ジルコニア―カーボン質耐火物がスラグラインに好適に用いられることの一因である。しかし、耐火物の耐食性は組織構造などによって左右されるため、同じ組成のジルコニア-カーボン質耐火物であっても耐食性が異なる場合がある。耐火物の組織構造は、原料の粒度、高温で揮発分を生じるバインダーの使用量、耐火物の製造条件、などの要因によって複雑に変動しうるため、組織構造を精度よく制御して耐火物を製造することは難しい。すなわち、耐食性について再現性のよい耐火物の製造は困難であり、このことが耐火物の寿命の予測を難しくしている。 Composition is one of the dominant factors that determine the corrosion resistance of refractories. Zirconia-carbon refractories are one of the compositions with excellent corrosion resistance, which is one of the reasons why zirconia-carbon refractories are ideal for use in slag lines. However, because the corrosion resistance of a refractory is influenced by factors such as its microstructure, even zirconia-carbon refractories with the same composition can have different corrosion resistances. Because the microstructure of a refractory can vary in complex ways depending on factors such as the particle size of the raw materials, the amount of binder used that generates volatile matter at high temperatures, and the refractory manufacturing conditions, it is difficult to manufacture refractories with precise control over the microstructure. In other words, it is difficult to manufacture refractories with good reproducibility in terms of corrosion resistance, which makes it difficult to predict the refractory's lifespan.
〔推定方法〕
本実施形態に係る推定方法は、二つの浸漬ノズル用耐火物のスラグラインにおける溶損速度の比を推定する推定方法である。本実施形態に係る推定方法は、実際に耐火物を溶損させる実験を伴わないため、比較的簡便に実施できる。以下では、推定の対象とする二つの浸漬ノズル用耐火物を、それぞれ、第一の浸漬ノズル用耐火物、および、第二の浸漬ノズル用耐火物、と称する。
[Estimation method]
The estimation method according to this embodiment is a method for estimating the ratio of the corrosion rates in the slag line of two refractories for a submerged entry nozzle. The estimation method according to this embodiment does not involve an experiment in which the refractories are actually subjected to corrosion, and therefore can be carried out relatively easily. Hereinafter, the two refractories for a submerged entry nozzle that are the subject of estimation will be referred to as the first refractory for a submerged entry nozzle and the second refractory for a submerged entry nozzle, respectively.
本実施形態に係る推定方法は、二つの浸漬ノズル用耐火物の見掛気孔率を特定する第一の工程と、二つの浸漬ノズル用耐火物の見掛比重を特定する第二の工程と、二つの浸漬ノズル用耐火物の溶損速度の比を推定する第三の工程と、を含む。 The estimation method according to this embodiment includes a first step of determining the apparent porosity of two refractories for submerged entry nozzles, a second step of determining the apparent specific gravities of the two refractories for submerged entry nozzles, and a third step of estimating the ratio of the corrosion rates of the two refractories for submerged entry nozzles.
第一の工程では、第一の浸漬ノズル用耐火物の見掛気孔率PAおよび第二の浸漬ノズル用耐火物の見掛気孔率PBを特定する。浸漬ノズル用耐火物の見掛気孔率は、たとえばJIS R2205:1992に記載の測定方法によって特定できる。 In the first step, the apparent porosity P A of the first refractory for a submerged entry nozzle and the apparent porosity P B of the second refractory for a submerged entry nozzle are determined. The apparent porosity of the refractory for a submerged entry nozzle can be determined, for example, by the measurement method described in JIS R2205:1992.
第二の工程では、第一の浸漬ノズル用耐火物の見掛比重GAおよび第二の浸漬ノズル用耐火物の見掛比重GBを特定する。浸漬ノズル用耐火物の見掛比重は、たとえばJIS R2205:1992に記載の測定方法によって特定できる。 In the second step, the apparent specific gravity G of the first refractory for a submerged entry nozzle and the apparent specific gravity G of the second refractory for a submerged entry nozzle are determined. The apparent specific gravity of the refractory for a submerged entry nozzle can be determined, for example, by the measurement method described in JIS R2205:1992.
第三の工程では、第一の浸漬ノズル用耐火物の溶損速度VAに対する第二の浸漬ノズル用耐火物の溶損速度VBの比γ(すなわちγ=VB/VAである。)を、以下の式(1)、式(2)、および式(3)に基づいて算出する。なお、α、β、およびγは、いずれも無次元量である。
式(1)は、二つの浸漬ノズル用耐火物の見掛気孔率の比αを特定する式である。式(1)の変数PAおよびPBは、第一の工程で特定される見掛気孔率PAおよびPBである。 Equation (1) is an equation for determining the apparent porosity ratio α of two refractories for a submerged entry nozzle. The variables P A and P B in equation (1) are the apparent porosities P A and P B determined in the first step.
式(2)は、二つの浸漬ノズル用耐火物の見掛比重の比βを特定する式である。式(2)の変数GAおよびGBは、第二の工程で特定される見掛比重GAおよびGBである。 Equation (2) is an equation for determining the ratio β of the apparent specific gravities of two refractories for a submerged entry nozzle. The variables G and G in equation (2) are the apparent specific gravities G and G determined in the second step.
式(3)は、見掛気孔率の比αおよび見掛比重の比βを変数として、溶損速度の比γを特定する式である。式(3)は、以下に説明する本発明者らの実験的検討により見出されたものである。 Equation (3) determines the corrosion rate ratio γ using the apparent porosity ratio α and the apparent specific gravity ratio β as variables. Equation (3) was discovered through experimental studies by the inventors, as described below.
本発明者らは、実際に鋼の連続鋳造に供された30本の浸漬ノズルを回収し、それぞれの浸漬ノズルについてスラグラインにおける溶損厚さを測定した。測定した溶損厚さを、それぞれの浸漬ノズルの使用時間で除して、それぞれの浸漬ノズルの溶損速度を算出した。また、それぞれの浸漬ノズルについて、スラグラインを構成する耐火物の組成、ならびに、見掛気孔率、見掛比重、強度、弾性率、および熱膨張率などの諸物性を測定した。30本の浸漬ノズルにおいて、スラグラインを構成する耐火物の組成は、二酸化ジルコニウム83~93質量%、カーボン6~12質量%、酸化カルシウム1~3質量%、炭化ケイ素0~2質量%、の範囲にあった。また、見掛気孔率は11~20%の範囲にあり、見掛比重は4.2~4.9の範囲にあり、ノズルスラグラインの溶損速度は毎時5~12mmの範囲にあった。 The inventors recovered 30 submerged entry nozzles that had actually been used in continuous steel casting and measured the thickness of the erosion damage in the slag line for each submerged entry nozzle. The measured erosion thickness was divided by the length of time each submerged entry nozzle was used to calculate the erosion rate for each submerged entry nozzle. Furthermore, the composition of the refractory material making up the slag line, as well as various physical properties such as apparent porosity, apparent specific gravity, strength, elastic modulus, and thermal expansion coefficient, were measured for each submerged entry nozzle. The composition of the refractory material making up the slag line for the 30 submerged entry nozzles was in the range of 83-93% by mass zirconium dioxide, 6-12% by mass carbon, 1-3% by mass calcium oxide, and 0-2% by mass silicon carbide. The apparent porosity was in the range of 11-20%, the apparent specific gravity was in the range of 4.2-4.9, and the erosion rate of the nozzle slag line was in the range of 5-12 mm per hour.
上記の30本の浸漬ノズルに係る30点のデータについて、測定した様々な物性値(見掛気孔率、見掛比重、かさ比重、曲げ強度、弾性率、熱膨張率、平均粒度など)を説明変数の候補とし、溶損速度Vを目的変数とする回帰分析を行った。30点のデータから選択された任意の1点を基準データとして、他の29点のデータの各物性値および溶損速度Vについて、基準データに対する比の対数値を算出した。それぞれの物性値に係る比の対数値と、溶損速度Vに係る比の対数値と、の相関性を、通常の回帰分析方法を用いて分析した。分析ツールとして、表計算ソフトウェア(Microsoft Excel)を用いた。回帰分析の結果、見掛気孔率Pおよび見掛比重Gを説明変数として採用した場合に決定係数R2が最も高いことがわかり、回帰式として下記の式(4)が導かれた。式(4)におけるα、β、およびγの定義は前述のとおりである。式(4)の決定係数R2は0.8であり、導かれた回帰式が実用上十分な推定精度を有することを確認した。式(4)を変形することにより、式(3)が導かれた。式(3)の決定係数R2も同様に0.8である。なお相対誤差は、平均で1.5%であり、最大で8.0%であった。
本実施形態に係る推定方法を用いて、任意の二つの浸漬ノズル用耐火物のスラグラインにおける溶損速度の比を推定できる。また、第一の浸漬ノズル用耐火物について、見掛気孔率PA、見掛比重GA、および溶損速度VAが既知であれば、他方の浸漬ノズル用耐火物の見掛気孔率PBおよび見掛比重GBを特定すれば、溶損速度の比γが推定され、当該γを第一の浸漬ノズル用耐火物の溶損速度VAに乗ずることで、第二の浸漬ノズル用耐火物の溶損速度VBを推定できる。 The estimation method according to this embodiment can be used to estimate the ratio of the corrosion rates in the slag line of any two refractories for a submerged entry nozzle. Furthermore, if the apparent porosity P A , apparent specific gravity G A , and corrosion rate V A of a first refractory for a submerged entry nozzle are known, the ratio γ of the corrosion rates can be estimated by specifying the apparent porosity P B and apparent specific gravity G B of the other refractory for a submerged entry nozzle. The corrosion rate V B of a second refractory for a submerged entry nozzle can be estimated by multiplying the corrosion rate V A of the first refractory by this γ.
たとえば、本実施形態に係る推定方法を、製造された浸漬ノズルの耐食性を使用前に推定する用途に適用できる。この場合は、過去に製造されて連続鋳造に供された浸漬ノズルを構成する浸漬ノズル用耐火物を第一の浸漬ノズル用耐火物とし、新たに製造されて未だ連続鋳造に供されていない浸漬ノズルを構成する浸漬ノズル用耐火物を第二の浸漬ノズル用耐火物として、推定を行う。第一の浸漬ノズル用耐火物の見掛気孔率PA、見掛比重GA、および溶損速度VAは、たとえば、使用が終了して回収された浸漬ノズルを試料として測定されうる。新たに製造された第二の浸漬ノズル用耐火物の見掛気孔率PBおよび見掛比重GBは、完成した新しい浸漬ノズルを試料として測定されうる。したがって、これらの測定値から、溶損速度の比γおよび第二の浸漬ノズル用耐火物の溶損速度VBを推定できる。以上の方法によれば、新たに製造された浸漬ノズルの溶損速度、すなわち耐食性を推定できるので、浸漬ノズルの品質管理および品質向上に資する。 For example, the estimation method according to this embodiment can be applied to the application of estimating the corrosion resistance of a manufactured submerged entry nozzle before use. In this case, the refractory for a submerged entry nozzle that was previously manufactured and subjected to continuous casting is designated as the first refractory for a submerged entry nozzle, and the refractory for a newly manufactured submerged entry nozzle that has not yet been subjected to continuous casting is designated as the second refractory for a submerged entry nozzle. The apparent porosity PA , apparent specific gravity GA , and erosion rate VA of the first refractory for a submerged entry nozzle can be measured, for example, using a sample of a submerged entry nozzle that has been recovered after use. The apparent porosity PB and apparent specific gravity GB of a newly manufactured second refractory for a submerged entry nozzle can be measured using a completed new submerged entry nozzle. Therefore, the erosion rate ratio γ and the erosion rate VB of the second refractory for a submerged entry nozzle can be estimated from these measurements. According to the above method, the corrosion rate, i.e., the corrosion resistance, of a newly manufactured submerged entry nozzle can be estimated, which contributes to quality control and improvement of submerged entry nozzles.
また、他の例として、本実施形態に係る推定方法を、現に連続鋳造に供されている浸漬ノズルの寿命を推定する用途に適用できる。この場合は、過去に製造されて連続鋳造に供された浸漬ノズルを構成する浸漬ノズル用耐火物を第一の浸漬ノズル用耐火物とし、現に連続鋳造に供されている浸漬ノズルを構成する浸漬ノズル用耐火物を第二の浸漬ノズル用耐火物として、推定を行う。上述の通り、第一の浸漬ノズル用耐火物の見掛気孔率PA、見掛比重GA、および溶損速度VAは既知である。また、第二の浸漬ノズル用耐火物の見掛気孔率PBおよび見掛比重GBは、浸漬ノズルの使用を経ても変化しないか、またはその変化を実質的に無視できるので、第二の浸漬ノズル用耐火物が製造された時点での測定値を用いることができる。したがって、これらの測定値から、溶損速度の比γおよび第二の浸漬ノズル用耐火物の溶損速度VBを推定できる。そして、許容される溶損量を第二の浸漬ノズル用耐火物の溶損速度VBの推定値で除すことで、耐用期間の推定値を算出できる。以上の方法によれば、現に連続鋳造に供されている浸漬ノズルの耐用期間、すなわち寿命を推定できるので、浸漬ノズルの交換時期を適切に判断できる。そのため、溶損が過度に進むまで浸漬ノズルの使用を続けることによる生産上の不具合や、耐用期間が残っている浸漬ノズルを交換することによる生産効率の低下などを防ぎやすい。 As another example, the estimation method according to this embodiment can be applied to the estimation of the service life of a submerged entry nozzle (SEN) currently being used for continuous casting. In this case, the SEN refractory constituting the SEN manufactured in the past and used for continuous casting is designated as the first SEN refractory, and the SEN refractory constituting the SEN currently being used for continuous casting is designated as the second SEN refractory. As described above, the apparent porosity PA , apparent specific gravity GA , and erosion rate VA of the first SEN refractory are known. Furthermore, the apparent porosity PB and apparent specific gravity GB of the second SEN refractory do not change or are substantially negligible even after use of the SEN. Therefore, the values measured at the time the second SEN refractory was manufactured can be used. Therefore, the erosion rate ratio γ and the erosion rate VB of the second SEN refractory can be estimated from these measured values. The estimated service life can then be calculated by dividing the allowable amount of corrosion by the estimated value of the corrosion rate VB of the second refractory for the immersion nozzle. The above-described method makes it possible to estimate the service life, i.e., the lifespan, of the immersion nozzle currently being used in continuous casting, and therefore makes it possible to appropriately determine the timing for replacing the immersion nozzle. This makes it easy to prevent production problems that would otherwise occur if the immersion nozzle were to continue to be used until excessive corrosion had occurred, as well as a decrease in production efficiency that would result from replacing the immersion nozzle when its service life is still remaining.
〔その他の実施形態〕
その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本発明の範囲はそれらによって限定されることはないと理解されるべきである。当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜改変が可能であることを容易に理解できるであろう。したがって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変された別の実施形態も、当然、本発明の範囲に含まれる。
Other Embodiments
Regarding other configurations, it should be understood that the embodiments disclosed in this specification are illustrative in all respects and that the scope of the present invention is not limited thereby. Those skilled in the art will easily understand that appropriate modifications are possible without departing from the spirit of the present invention. Therefore, other embodiments modified without departing from the spirit of the present invention are naturally included in the scope of the present invention.
以下では、実施例を示して本発明をさらに説明する。ただし、以下の実施例は本発明を限定しない。 The present invention will be further explained below with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
〔実施例1〕
モールドサイズが230mm×1600mmのスラブ連続鋳造機における浸漬ノズルについて、溶損速度を測定した。生産する鋼の鋼種を極低炭素鋼とし、鋳造速度を毎分1.8mとした。スラグパウダーの組成を、CaO 37.6質量%、SiO2 37.4質量%、Na2O 7.3質量%、Li2O 5.7質量%、Al2O3 5.8質量%、F 6.2質量%、とした。鋳造時間は、2.3時間であった。
Example 1
The corrosion rate was measured for a submerged entry nozzle in a continuous slab casting machine with a mold size of 230 mm x 1600 mm. The steel type produced was ultra-low carbon steel, and the casting speed was 1.8 m/min. The slag powder composition was 37.6% by mass of CaO, 37.4% by mass of SiO2 , 7.3% by mass of Na2O , 5.7% by mass of Li2O , 5.8% by mass of Al2O3 , and 6.2% by mass of F. The casting time was 2.3 hours.
浸漬ノズルとして、材料A1のスラグラインを有するもの、および、材料B1のスラグラインを有するもの、を使用した。材料A1は、二酸化ジルコニウム84質量%、カーボン13質量%、その他の成分3質量%の組成を有し、見掛気孔率14.7%、見掛比重4.57のものを用いた。材料B1は、二酸化ジルコニウム88質量%、カーボン9質量%、その他の成分3質量%の組成を有し、見掛気孔率10.8%、見掛比重が4.64のものを用いた。なお、材料A1および材料B1の双方において、その他の成分は主としてジルコニア原料に安定剤として含まれる酸化カルシウムだった。 Submerged entry nozzles were used, one with a slag line made of material A1 and one with a slag line made of material B1. Material A1 had a composition of 84% by mass zirconium dioxide, 13% by mass carbon, and 3% by mass other components, with an apparent porosity of 14.7% and an apparent specific gravity of 4.57. Material B1 had a composition of 88% by mass zirconium dioxide, 9% by mass carbon, and 3% by mass other components, with an apparent porosity of 10.8% and an apparent specific gravity of 4.64. In both materials A1 and B1, the other components were primarily calcium oxide, which is included in the zirconia raw material as a stabilizer.
使用後の浸漬ノズルについて、スラグラインにおける溶損厚さを測定し、鋳造時間(2.3時間)で除して溶損速度を特定した。材料A1の溶損速度は毎時7.8mmであり、材料B1の溶損速度は毎時6.6mmであった。したがって、溶損速度の比の実測値は0.85であった。 After use, the thickness of the erosion at the slag line of the submerged entry nozzle was measured and divided by the casting time (2.3 hours) to determine the erosion rate. The erosion rate for material A1 was 7.8 mm per hour, and the erosion rate for material B1 was 6.6 mm per hour. Therefore, the actual erosion rate ratio was 0.85.
材料A1および材料B1の見掛気孔率および見掛比重と、式(1)、式(2)、および式(3)と、に基づいて算出される溶損速度の比の推定値は0.87だった。実測値に対する推定値の相対誤差は2.8%だった。 The estimated ratio of the corrosion rates calculated based on the apparent porosity and apparent specific gravity of materials A1 and B1 and equations (1), (2), and (3) was 0.87. The relative error of the estimated value compared to the actual measured value was 2.8%.
〔実施例2〕
モールドサイズが250mm×1500mmのスラブ連続鋳造機における浸漬ノズルについて、溶損速度を測定した。生産する鋼の鋼種を低炭素鋼とし、鋳造速度を毎分1.6mとした。スラグパウダーの組成を、CaO 35.3質量%、SiO2 30.2質量%、Na2O 13.2質量%、Al2O3 2.2質量%、MgO 7.0質量%、F 12.2質量%、とした。鋳造時間は、2.0時間であった。
Example 2
The corrosion rate was measured for a submerged entry nozzle in a continuous slab casting machine with a mold size of 250 mm x 1500 mm. The steel type produced was low carbon steel, and the casting speed was 1.6 m/min. The composition of the slag powder was 35.3 mass% CaO, 30.2 mass% SiO2 , 13.2 mass% Na2O , 2.2 mass% Al2O3 , 7.0 mass% MgO, and 12.2 mass% F. The casting time was 2.0 hours.
浸漬ノズルとして、材料A2のスラグラインを有するもの、および、材料B2のスラグラインを有するもの、を使用した。材料A2は、二酸化ジルコニウム87質量%、カーボン10質量%、その他の成分3質量%の組成を有し、見掛気孔率19.1%、見掛比重4.71のものを用いた。材料B2は、二酸化ジルコニウム87質量%、カーボン10質量%、その他の成分3質量%の組成を有し、見掛気孔率11.1%、見掛比重が4.64のものを用いた。なお、材料A2および材料B2の双方において、その他の成分の内訳は酸化カルシウム2質量%および酸化マグネシウム1質量%であり、いずれもジルコニア原料の安定剤に由来するものだった。 Submerged entry nozzles were used, one with a slag line made of material A2 and one with a slag line made of material B2. Material A2 had a composition of 87% zirconium dioxide by mass, 10% carbon by mass, and 3% other components by mass, with an apparent porosity of 19.1% and an apparent specific gravity of 4.71. Material B2 had a composition of 87% zirconium dioxide by mass, 10% carbon by mass, and 3% other components by mass, with an apparent porosity of 11.1% and an apparent specific gravity of 4.64. In both materials A2 and B2, the breakdown of the other components was 2% calcium oxide by mass and 1% magnesium oxide by mass, both of which were derived from stabilizers in the zirconia raw material.
使用後の浸漬ノズルについて、スラグラインにおける溶損厚さを測定し、鋳造時間(2.0時間)で除して溶損速度を特定した。材料A2の溶損速度は毎時7.2mmであり、材料B2の溶損速度は毎時6.0mmであった。したがって、溶損速度の比の実測値は0.83であった。 After use, the thickness of the erosion at the slag line of the submerged entry nozzle was measured and divided by the casting time (2.0 hours) to determine the erosion rate. The erosion rate for material A2 was 7.2 mm per hour, and the erosion rate for material B2 was 6.0 mm per hour. Therefore, the actual erosion rate ratio was 0.83.
材料A2および材料B2の見掛気孔率および見掛比重と、式(1)、式(2)、および式(3)と、に基づいて算出される溶損速度の比の推定値は0.82だった。実測値に対する推定値の相対誤差は2.0%だった。 The estimated ratio of the corrosion rates calculated based on the apparent porosity and apparent specific gravity of materials A2 and B2 and equations (1), (2), and (3) was 0.82. The relative error of the estimated value compared to the actual measured value was 2.0%.
〔実施例3〕
モールドサイズが380mm×420mmのブルーム連続鋳造機における浸漬ノズルについて、溶損速度を測定した。生産する鋼の鋼種を中炭素鋼とし、鋳造速度を毎分0.85mとした。スラグパウダーの組成を、CaO 18.5質量%、SiO2 43.1質量%、Na2O 7.1質量%、Li2O 2.1質量%、Al2O3 17.8質量%、MgO 3.2質量%、F 8.2質量%、とした。鋳造時間は、2.0時間であった。
Example 3
The corrosion rate was measured for a submerged entry nozzle in a bloom continuous casting machine with a mold size of 380 mm x 420 mm. The steel type produced was medium carbon steel, and the casting speed was 0.85 m/min. The slag powder composition was 18.5% by mass CaO, 43.1% by mass SiO2 , 7.1% by mass Na2O , 2.1% by mass Li2O , 17.8% by mass Al2O3 , 3.2% by mass MgO, and 8.2% by mass F. The casting time was 2.0 hours.
浸漬ノズルとして、材料A3のスラグラインを有するもの、および、材料B3のスラグラインを有するもの、を使用した。材料A3は、二酸化ジルコニウム81質量%、カーボン16質量%、その他の成分3質量%の組成を有し、見掛気孔率17.5%、見掛比重4.42のものを用いた。材料B3は、二酸化ジルコニウム89質量%、カーボン8質量%、その他の成分3質量%の組成を有し、見掛気孔率11.2%、見掛比重が4.66のものを用いた。なお、材料A3および材料B3の双方において、その他の成分の内訳は酸化カルシウム2質量%および酸化イットリウム(III)1質量%であり、いずれもジルコニア原料の安定剤に由来するものだった。 Submerged entry nozzles were used, one with a slag line made of material A3 and one with a slag line made of material B3. Material A3 had a composition of 81% by mass zirconium dioxide, 16% by mass carbon, and 3% by mass other components, with an apparent porosity of 17.5% and an apparent specific gravity of 4.42. Material B3 had a composition of 89% by mass zirconium dioxide, 8% by mass carbon, and 3% by mass other components, with an apparent porosity of 11.2% and an apparent specific gravity of 4.66. In both materials A3 and B3, the breakdown of the other components was 2% by mass calcium oxide and 1% by mass yttrium (III) oxide, both of which were derived from stabilizers in the zirconia raw material.
使用後の浸漬ノズルについて、スラグラインにおける溶損厚さを測定し、鋳造時間(2.0時間)で除して溶損速度を特定した。材料A3の溶損速度は毎時10.2mmであり、材料B3の溶損速度は毎時8.4mmであった。したがって、溶損速度の比の実測値は0.82であった。 After use, the thickness of the erosion at the slag line of the submerged entry nozzle was measured and divided by the casting time (2.0 hours) to determine the erosion rate. The erosion rate for material A3 was 10.2 mm per hour, and the erosion rate for material B3 was 8.4 mm per hour. Therefore, the actual erosion rate ratio was 0.82.
材料A3および材料B3の見掛気孔率および見掛比重と、式(1)、式(2)、および式(3)と、に基づいて算出される溶損速度の比の推定値は0.79だった。実測値に対する推定値の相対誤差は3.8%だった。 The estimated ratio of the corrosion rates calculated based on the apparent porosity and apparent specific gravity of materials A3 and B3 and equations (1), (2), and (3) was 0.79. The relative error of the estimated value compared to the actual measured value was 3.8%.
〔実施例4〕
モールドサイズが220mm×220mmのビレット連続鋳造機における浸漬ノズルについて、溶損速度を測定した。生産する鋼の鋼種を高炭素鋼とし、鋳造速度を毎分1.4mとした。スラグパウダーの組成を、CaO 26.4質量%、SiO2 40.0質量%、Na2O 11.5質量%、Al2O3 6.6質量%、MgO 7.1質量%、F 8.4質量%、とした。鋳造時間は、2.5時間であった。
Example 4
The corrosion rate was measured for a submerged entry nozzle in a billet continuous casting machine with a mold size of 220 mm x 220 mm. The steel type produced was high carbon steel, and the casting speed was 1.4 m/min. The composition of the slag powder was 26.4 mass% CaO, 40.0 mass% SiO2 , 11.5 mass% Na2O , 6.6 mass% Al2O3 , 7.1 mass% MgO, and 8.4 mass% F. The casting time was 2.5 hours.
浸漬ノズルとして、材料A4のスラグラインを有するもの、および、材料B5のスラグラインを有するもの、を使用した。材料A4は、二酸化ジルコニウム78質量%、カーボン18質量%、その他の成分4質量%の組成を有し、見掛気孔率15.9%、見掛比重4.25のものを用いた。材料B4は、二酸化ジルコニウム84質量%、カーボン12質量%、その他の成分4質量%の組成を有し、見掛気孔率17.8%、見掛比重が4.58のものを用いた。なお、材料A4および材料B4の双方において、その他の成分の内訳は酸化カルシウム1質量%、酸化マグネシウム1質量%、および酸化イットリウム(III)2質量%であり、いずれもジルコニア原料の安定剤に由来するものだった。 Submerged entry nozzles were used, one with a slag line made of material A4 and one with a slag line made of material B5. Material A4 had a composition of 78% zirconium dioxide by mass, 18% carbon by mass, and 4% other components by mass, with an apparent porosity of 15.9% and an apparent specific gravity of 4.25. Material B4 had a composition of 84% zirconium dioxide by mass, 12% carbon by mass, and 4% other components by mass, with an apparent porosity of 17.8% and an apparent specific gravity of 4.58. In both materials A4 and B4, the breakdown of the other components was 1% calcium oxide by mass, 1% magnesium oxide by mass, and 2% yttrium (III) oxide by mass, all of which were derived from stabilizers in the zirconia raw material.
使用後の浸漬ノズルについて、スラグラインにおける溶損厚さを測定し、鋳造時間(2.5時間)で除して溶損速度を特定した。材料A4の溶損速度は毎時6.0mmであり、材料B4の溶損速度は毎時5.6mmであった。したがって、溶損速度の比の実測値は0.93であった。 After use, the thickness of the erosion at the slag line of the submerged entry nozzle was measured and divided by the casting time (2.5 hours) to determine the erosion rate. The erosion rate for material A4 was 6.0 mm per hour, and the erosion rate for material B4 was 5.6 mm per hour. Therefore, the actual erosion rate ratio was 0.93.
材料A4および材料B4の見掛気孔率および見掛比重と、式(1)、式(2)、および式(3)と、に基づいて算出される溶損速度の比の推定値は0.97だった。実測値に対する推定値の相対誤差は3.9%だった。 The estimated ratio of the corrosion rates calculated based on the apparent porosity and apparent specific gravity of materials A4 and B4 and equations (1), (2), and (3) was 0.97. The relative error of the estimated value compared to the actual measured value was 3.9%.
〔実施例5〕
モールドサイズが直径260mmの丸ビレット連続鋳造機における浸漬ノズルについて、溶損速度を測定した。生産する鋼の鋼種をステンレス鋼とし、鋳造速度を毎分1.6mとした。スラグパウダーの組成を、CaO 37.8質量%、SiO2 30.8質量%、Na2O 9.5質量%、Al2O3 7.8質量%、MgO 1.7質量%、Li2O 1.1質量%、MnO 2.1質量%、F 9.2質量%、とした。鋳造時間は、4.0時間であった。
Example 5
The corrosion rate was measured for a submerged entry nozzle in a round billet continuous casting machine with a mold size of 260 mm in diameter. The steel type produced was stainless steel, and the casting speed was 1.6 m/min. The composition of the slag powder was 37.8% by mass of CaO, 30.8% by mass of SiO2 , 9.5% by mass of Na2O , 7.8 % by mass of Al2O3 , 1.7% by mass of MgO, 1.1% by mass of Li2O , 2.1% by mass of MnO, and 9.2% by mass of F. The casting time was 4.0 hours.
浸漬ノズルとして、材料A5のスラグラインを有するもの、および、材料B5のスラグラインを有するもの、を使用した。材料A5は、二酸化ジルコニウム85質量%、カーボン10質量%、その他の成分5質量%の組成を有し、見掛気孔率15.8%、見掛比重4.51のものを用いた。その他の成分の内訳は、ジルコニア原料の安定剤に由来する酸化カルシウム2質量%、および、添加剤として添加された炭化ケイ素3質量%、だった。材料B5は、二酸化ジルコニウム85質量%、カーボン12質量%、その他の成分3質量%の組成を有し、見掛気孔率11.1%、見掛比重が4.62のものを用いた。その他の成分は、ジルコニア原料の安定剤に由来する酸化カルシウムだった。 Submerged entry nozzles were used, one with a slag line made of material A5 and one with a slag line made of material B5. Material A5 had a composition of 85% zirconium dioxide by mass, 10% carbon by mass, and 5% other components by mass, with an apparent porosity of 15.8% and an apparent specific gravity of 4.51. The other components were 2% calcium oxide by mass, derived from the stabilizer in the zirconia raw material, and 3% silicon carbide, added as an additive. Material B5 had a composition of 85% zirconium dioxide by mass, 12% carbon by mass, and 3% other components by mass, with an apparent porosity of 11.1% and an apparent specific gravity of 4.62. The other component was calcium oxide, derived from the stabilizer in the zirconia raw material.
使用後の浸漬ノズルについて、スラグラインにおける溶損厚さを測定し、鋳造時間(4.0時間)で除して溶損速度を特定した。材料A5の溶損速度は毎時8.2mmであり、材料B5の溶損速度は毎時7.1mmであった。したがって、溶損速度の比の実測値は0.87であった。 After use, the thickness of the erosion at the slag line of the submerged entry nozzle was measured and divided by the casting time (4.0 hours) to determine the erosion rate. The erosion rate for material A5 was 8.2 mm per hour, and the erosion rate for material B5 was 7.1 mm per hour. Therefore, the actual erosion rate ratio was 0.87.
材料A5および材料B5の見掛気孔率および見掛比重と、式(1)、式(2)、および式(3)と、に基づいて算出される溶損速度の比の推定値は0.85だった。実測値に対する推定値の相対誤差は2.2%だった。 The estimated ratio of the corrosion rates calculated based on the apparent porosity and apparent specific gravity of materials A5 and B5 and equations (1), (2), and (3) was 0.85. The relative error of the estimated value compared to the actual measured value was 2.2%.
〔小括〕
実施例1~5において、溶損速度の比の推定値の実測値に対する相対誤差は最大でも3.9%だった。本発明に係る推定方法が実用上十分な推定精度を有することが明らかになった。
[Summary]
In Examples 1 to 5, the relative error of the estimated corrosion rate ratio to the actually measured value was 3.9% at most. It was clear that the estimation method according to the present invention has sufficient estimation accuracy for practical use.
本発明は、たとえば浸漬ノズルの寿命の推定に適用できる。 This invention can be applied, for example, to estimating the lifespan of an immersion nozzle.
1 :浸漬ノズル
11 :吐出口
12 :スラグライン
2 :モールド
3 :スライドプレート
4 :タンディッシュ
M :溶鋼
S :パウダースラグ
1: Submerged nozzle 11: Discharge port 12: Slag line 2: Mold 3: Slide plate 4: Tundish M: Molten steel S: Powder slag
Claims (3)
二つの前記浸漬ノズル用耐火物が、いずれも、二酸化ジルコニウム80質量%以上97質量%以下、カーボン3質量%以上20質量%以下、および、その他の成分6質量%以下、を含み、
第一の浸漬ノズル用耐火物の見掛気孔率PAおよび第二の浸漬ノズル用耐火物の見掛気孔率PBを特定する工程と、
前記第一の浸漬ノズル用耐火物の見掛比重GAおよび前記第二の浸漬ノズル用耐火物の見掛比重GBを特定する工程と、
前記第一の浸漬ノズル用耐火物の溶損速度VAに対する前記第二の浸漬ノズル用耐火物の溶損速度VBの比γを、以下の式(1)、式(2)、および式(3)に基づいて算出する工程と、を含む推定方法。
each of the two refractories for a submerged nozzle contains 80% by mass or more and 97% by mass or less of zirconium dioxide, 3% by mass or more and 20% by mass or less of carbon, and 6% by mass or less of other components;
specifying an apparent porosity P A of the first refractory material for a submerged entry nozzle and an apparent porosity P B of the second refractory material for a submerged entry nozzle;
specifying an apparent specific gravity G A of the first refractory material for a submerged entry nozzle and an apparent specific gravity G B of the second refractory material for a submerged entry nozzle;
calculating a ratio γ of a corrosion rate VB of the second refractory for a submerged entry nozzle to a corrosion rate VA of the first refractory for a submerged entry nozzle based on the following formulas (1), (2), and (3):
前記第二の浸漬ノズル用耐火物が、未だ連続鋳造に供されていない浸漬ノズル用耐火物である請求項1に記載の推定方法。 the first refractory for an immersion nozzle is a refractory for an immersion nozzle that has been used in continuous casting in the past,
2. The method according to claim 1, wherein the second refractory for an immersion nozzle is a refractory for an immersion nozzle that has not yet been subjected to continuous casting.
前記第二の浸漬ノズル用耐火物が、現に連続鋳造に供されている浸漬ノズル用耐火物である請求項1に記載の推定方法。
the first refractory for an immersion nozzle is a refractory for an immersion nozzle that has been used in continuous casting in the past,
2. The method according to claim 1, wherein the second refractory for an immersion nozzle is a refractory for an immersion nozzle that is currently being used in continuous casting.
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| JP (1) | JP7774206B2 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3739559B2 (en) | 1998-01-22 | 2006-01-25 | 明智セラミックス株式会社 | Method for determining the service life of immersion nozzles for continuous casting |
| JP7553794B2 (en) | 2020-10-12 | 2024-09-19 | 日本製鉄株式会社 | Corrosion resistance evaluation method for submerged entry nozzle |
-
2024
- 2024-02-20 JP JP2024023707A patent/JP7774206B2/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3739559B2 (en) | 1998-01-22 | 2006-01-25 | 明智セラミックス株式会社 | Method for determining the service life of immersion nozzles for continuous casting |
| JP7553794B2 (en) | 2020-10-12 | 2024-09-19 | 日本製鉄株式会社 | Corrosion resistance evaluation method for submerged entry nozzle |
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| Publication number | Publication date |
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| JP2025127154A (en) | 2025-09-01 |
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