JPS6214508B2 - - Google Patents
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- JPS6214508B2 JPS6214508B2 JP57213981A JP21398182A JPS6214508B2 JP S6214508 B2 JPS6214508 B2 JP S6214508B2 JP 57213981 A JP57213981 A JP 57213981A JP 21398182 A JP21398182 A JP 21398182A JP S6214508 B2 JPS6214508 B2 JP S6214508B2
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- Japan
- Prior art keywords
- casting
- nozzle
- steel
- cast
- casting nozzle
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- Expired
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Description
この発明は、耐溶損性に優れた水平連続鋳造用
鋳造ノズルに関するものである。
近年、タンデイツシユの直下に設けられたモー
ルドの下部から、鋳片を下方に引抜く垂直連続鋳
造法に替わり、タンデイツシユの側壁下部に水平
に設けられたモールドから、鋳片を水平方向に引
抜く水平連続鋳造法が、垂直連続鋳造法に比べて
設備費が安価で済む等の目的で実用化されつつあ
る。
上記水平連続鋳造法を実施するための水平連続
鋳造機のタンデイツシユとモールドとの接続部分
の構造について第１図を参照しながら説明する。
第１図において、１はタンデイツシユ、２はタ
ンデイツシユ１の側壁下部に水平に取付けられた
フロントノズル、３はフロントノズル２に後述す
る鋳造ノズルを介して水平に取付けられたモール
ド、そして４は鋳造ノズルである。
鋳造ノズル４は、フロントノズル２の先端部に
水平に取付けられたフイードノズル５と、フイー
ドノズル５とモールド３との間に取付けられたブ
レークリング６とから構成されている。
タンデイツシユ１内に収容された溶鋼は、フロ
ントノズル２および鋳造ノズル４を通つて水冷式
のモールド３内に鋳込まれ、ここで冷却され未凝
固鋳片となる。未凝固鋳片はモールド３から間欠
的に水平方向に引抜れる。
上記鋳造ノズル４は、溶鋼と直接接触するため
に大きな熱衝撃を受ける。このために、鋳造ノズ
ルを窒化硅素（Si3N4）の焼結体で製造することが
考えられるが、窒化硅素焼結体は、熱衝撃性には
優れているが、耐溶損性に劣る。
鋳造ノズルの溶損は、長時間鋳造を行なつた場
合と、溶解酸素濃度が高い高酸素鋼を鋳造した場
合に主に起こる。
以下に、上記鋳造ノズルの溶損原因について説
明する。
(1) 長時間鋳造を行なう場合の溶損について：一
般に、連続鋳造される溶鋼中の溶解Al濃度
は、0.01〜0.02％であるので、これによつて決
まる溶鋼中の溶解酸素は３〜8ppmである。従
つて、鋼中酸素によるSi3N4質鋳造ノズルの溶
損はほとんど起らず、鋳造ノズルの溶損は、主
に、鋳造ノズルを構成するSi3N4中のSiが鋼中
に溶解することによつて起こる。
Si3N4中の窒素は、鋼中に一部溶解するが、
大部分は窒素ガスとなつて鋳造ノズルの表面に
気泡となつて付着する。これによつて鋳造ノズ
ルの表面に溶鋼が直接接触するのをある程度阻
止するので、Si質鋳造ノズルと比べて、Si3N4
質鋳造ノズルの溶損速度は遅い。しかし、長時
間鋳造を行なつた場合には徐々にではあるが、
前述した通りSi3N4中のSiが鋼中に溶解し、鋳
造ノズルは溶損する。
(2) 高酸素鋼を鋳造した場合の溶損について：
ステンレス鋼等のように、鋼中の溶解酸素濃
度が60〜100ppmと高い場合には、(1)で述べた
溶損に加えて鋼中の溶解酸素による溶損が加わ
る。即ち、Si3N4中のSiと鋼中の溶解酸素とが
反応すると、SiOガスが発生し、このガスは
SiO2となる前に外部に逃げる。このために
Si3N4が溶損する。
この発明は、上述のような観点から、長時間鋳
造を行なつても、また、高酸素鋼の鋳造を行なつ
ても溶損されにくい鋳造ノズルを提供するもので
あつて、
原料としての、20から90重量％の範囲内の硅素
粉末と、１から20重量％の範囲内のアルミニウム
粉末と、そして、２から60重量％の範囲内の、
Cr2O3，TiO2，CaOのうちの少なくとも１種の酸
化物粉末とからなる鋳造ノズルの成形体を窒素含
有雰囲気下で窒化焼結してなることに特徴を有す
る。
次に、この発明における成分の限定理由につい
て説明する。
原料としての、硅素粉末の割合を20から90重量
％とした理由は、鋳造ノズルの成形体を窒化させ
た場合のノズルの強度を保持するためである。
原料としての、Cr2O3，TiO2，CaOのうちの少
なくとも１種の酸化物粉末の割合を２から60重量
％およびAl粉末を１から20重量％とした理由
は、鋳造ノズルの耐溶損性の向上を図るためであ
る。即ち、長時間鋳造しても、また、高酸素鋼の
鋳造時においても溶損されにくい鋳造ノズルを製
造するためである。これについて更に詳細に説明
する。
まず、長時間鋳造時の溶損防止について説明す
る。
Si3N4の他、溶鋼中に溶解しにくい酸化物、例
えばTiO2が存在する鋳造ノズルを用いると、鋳
造中に鋳造ノズル表層部中のSiが溶鋼中に溶解す
ることにより、ノズル表層部には焼結したTiO2
の層即ち、保護層が形成される。この保護層によ
り、Si3N4の溶解を防止することができる。前記
TiO2の層は、原料として添加したAlにより形成
されやすくなる。これは、Alが窒化されてAlNと
なり、このAlNが鋳造中にAl2O3に変化する際の
化学変化がきわめて活性に富むからである。
酸化物としては、溶鋼中に溶解しにくいだけで
なく、鋼中の成分によつて還元されず、しかも溶
解酸素と平衡する酸素分圧において、安定な化合
物であることが必要である。従つて、上述した酸
化物を用いたのである。例えば、溶解酸素が
5ppmの溶鋼中にTiO2を浸漬した場合、Tiの飽和
溶解度が0.56ppmでありほとんど溶解せず、一
方、CaO1においてはCaの飽和溶解度が0.03ppm
であり、溶解されないに等しい。
次に、高酸素鋼を鋳造した場合の溶損防止につ
いて説明する。
Si3N4の他、溶鋼中に溶解しにくいTiO2，CaO
等の酸化物が存在する鋳造ノズルを用いると、前
述と同様の理由によつて鋳造ノズル表層部に前記
保護層が形成される。このために高酸素鋼を鋳造
しても鋳造ノズルの溶損が防止できる。この他、
次のような理由によつても鋳造ノズルの溶損が防
止される。即ち、溶鋼中の溶解酸素量が増加する
と、例えば、Ti，Caの飽和溶解度は減少し、こ
れら酸化物は溶解しにくくなる。鋳造ノズルの表
層部に存在するこれらの酸化物は、Si3N4が酸化
する際に生じるSiOガスが鋳造ノズルの表層部に
おいてSiO2となるための核となり、鋳造ノズル
表層部にSiO2が生成されやすくなる。従つて、
このSiO2が前記保護層内に混在して鋳造ノズル
の溶損を防止する。
次に、この発明の実施例について説明する。
第１表に示される出発原料を所定粒度に調整
し、PVA等の結合剤を適量添加して混錬した
後、乾燥を行ないブレークリング用原料とした。
この原料をラバープレスおよび金型を用いたプレ
ス機によりブレークリングの形状に成形した後、
この成形したブレークリングを1200℃のAr雰囲
気下で前焼成し、結合剤等を除去した。次いで、
前焼成したブレークリングを1000℃の窒素ガス雰
囲気中で焼成することにより窒化硅素質複合焼結
体からなるブレークリング（本発明品）を製造し
た。
このブレークリングを水平連続鋳造機のフイー
ドノズルとモールドとの間に取付け、第２表に示
される成分の炭素鋼を鋳込んで鋳片を鋳造し、こ
のときの鋳造時間および鋳片長さと、ブレークリ
ングの溶損量について調べた。この結果を、出発
原料成分がSiのみからなり、上述と同様にして製
造したブレークリングを用いた場合の結果と合わ
せて第３表に示す。
ブレークリングの溶損指数とはＤmm（ブレーク
リング溶損量）÷鋳片長さ（ｍ）×100で表わされ
るもので、小さいほど溶損量が少ないことを示
す。
第４表に第５表に示される成分のステンレス鋼
を上記と同様にして鋳込んだ場合の結果を、そし
て第６表に第７表に示される成分の高クロム鋼を
鋳込んだ場合の結果を示す。
The present invention relates to a casting nozzle for horizontal continuous casting that has excellent erosion resistance. In recent years, the vertical continuous casting method has replaced the vertical continuous casting method in which slabs are pulled downward from the bottom of a mold placed directly below the tundy, but the horizontal continuous casting method has been replaced by a horizontal continuous casting method in which slabs are pulled horizontally from a mold installed horizontally at the bottom of the side wall of the tundy. Continuous casting methods are being put into practical use because they require lower equipment costs than vertical continuous casting methods. The structure of a connecting portion between a tundish and a mold of a horizontal continuous casting machine for carrying out the horizontal continuous casting method will be described with reference to FIG. 1. In Fig. 1, 1 is a tundish, 2 is a front nozzle horizontally attached to the lower side wall of the tundish 1, 3 is a mold horizontally attached to the front nozzle 2 via a casting nozzle, which will be described later, and 4 is a casting nozzle. It is. The casting nozzle 4 includes a feed nozzle 5 horizontally attached to the tip of the front nozzle 2 and a break ring 6 attached between the feed nozzle 5 and the mold 3. The molten steel contained in the tundish 1 is cast into a water-cooled mold 3 through a front nozzle 2 and a casting nozzle 4, where it is cooled and becomes an unsolidified slab. The unsolidified slab is intermittently pulled out from the mold 3 in the horizontal direction. The casting nozzle 4 receives a large thermal shock because it comes into direct contact with molten steel. For this purpose, it is conceivable to manufacture the casting nozzle with a sintered body of silicon nitride (Si 3 N 4 ), but although the silicon nitride sintered body has excellent thermal shock resistance, it has poor erosion resistance. . Erosion damage of casting nozzles mainly occurs when casting is performed for a long time or when high-oxygen steel with a high concentration of dissolved oxygen is cast. The cause of melting damage of the casting nozzle will be explained below. (1) Regarding melting loss when casting for a long time: Generally, the concentration of dissolved Al in continuously cast molten steel is 0.01 to 0.02%, so the dissolved oxygen in molten steel determined by this is 3 to 8 ppm. It is. Therefore, the melting loss of Si 3 N 4 cast nozzles due to oxygen in the steel hardly occurs, and the melting loss of casting nozzles is mainly due to the Si in the Si 3 N 4 that makes up the casting nozzle being dissolved into the steel. It happens by doing. Nitrogen in Si 3 N 4 is partially dissolved in steel, but
Most of it becomes nitrogen gas and adheres to the surface of the casting nozzle as bubbles. This prevents molten steel from coming into direct contact with the surface of the casting nozzle to some extent, so compared to Si casting nozzles, Si 3 N 4
The corrosion rate of quality casting nozzles is slow. However, when casting is carried out for a long time, the
As mentioned above, Si in Si 3 N 4 dissolves into the steel, and the casting nozzle is damaged by erosion. (2) Concerning melting loss when casting high-oxygen steel: When the dissolved oxygen concentration in the steel is as high as 60 to 100 ppm, such as stainless steel, in addition to the melting loss mentioned in (1), the steel Erosion loss due to dissolved oxygen inside is added. That is, when Si in Si 3 N 4 reacts with dissolved oxygen in steel, SiO gas is generated, and this gas
Escapes to the outside before becoming SiO 2 . For this
Si 3 N 4 is melted away. From the above-mentioned viewpoint, the present invention provides a casting nozzle that is resistant to melting damage even when casting for a long time or when casting high-oxygen steel. silicon powder within the range of 20 to 90% by weight; aluminum powder within the range of 1 to 20% by weight; and within the range of 2 to 60% by weight.
It is characterized in that it is formed by nitriding and sintering a cast nozzle molded body made of oxide powder of at least one of Cr 2 O 3 , TiO 2 , and CaO in a nitrogen-containing atmosphere. Next, the reasons for limiting the components in this invention will be explained. The reason why the proportion of silicon powder as a raw material is set to 20 to 90% by weight is to maintain the strength of the nozzle when the molded body of the cast nozzle is nitrided. The reason why the ratio of the oxide powder of at least one of Cr 2 O 3 , TiO 2 , and CaO was set to 2 to 60% by weight and the Al powder was set to 1 to 20% by weight as raw materials was to improve the corrosion resistance of the casting nozzle. This is to improve sexual performance. That is, the purpose is to manufacture a casting nozzle that is not easily damaged by melting even when casting for a long time or when casting high oxygen steel. This will be explained in more detail. First, prevention of melting damage during long-term casting will be explained. In addition to Si 3 N 4 , when using a casting nozzle containing oxides that are difficult to dissolve in the molten steel, such as TiO 2 , Si in the surface layer of the casting nozzle dissolves into the molten steel during casting, causing the surface layer of the nozzle to dissolve. is sintered TiO2
A protective layer is formed. This protective layer can prevent Si 3 N 4 from dissolving. Said
The TiO 2 layer is easily formed by Al added as a raw material. This is because Al is nitrided to become AlN, and the chemical change when this AlN changes into Al 2 O 3 during casting is extremely active. The oxide needs to be a compound that is not only difficult to dissolve in molten steel, but also cannot be reduced by components in the steel and is stable at an oxygen partial pressure that is in equilibrium with dissolved oxygen. Therefore, the above-mentioned oxide was used. For example, dissolved oxygen
When TiO 2 is immersed in molten steel at 5 ppm, the saturation solubility of Ti is 0.56 ppm and hardly dissolves, while in CaO 1 the saturation solubility of Ca is 0.03 ppm.
This is equivalent to not being dissolved. Next, prevention of corrosion damage when high oxygen steel is cast will be explained. In addition to Si 3 N 4 , TiO 2 and CaO, which are difficult to dissolve in molten steel
When a casting nozzle containing such oxides is used, the protective layer is formed on the surface layer of the casting nozzle for the same reason as mentioned above. For this reason, even if high oxygen steel is cast, melting damage of the casting nozzle can be prevented. In addition,
Melting damage of the casting nozzle is also prevented for the following reasons. That is, when the amount of dissolved oxygen in molten steel increases, the saturation solubility of, for example, Ti and Ca decreases, making it difficult for these oxides to dissolve. These oxides present in the surface layer of the casting nozzle become the nucleus for SiO gas generated when Si 3 N 4 is oxidized to become SiO 2 in the surface layer of the casting nozzle, and SiO 2 is generated in the surface layer of the casting nozzle. more likely to be generated. Therefore,
This SiO 2 is mixed in the protective layer and prevents melting damage of the casting nozzle. Next, embodiments of the invention will be described. The starting materials shown in Table 1 were adjusted to a predetermined particle size, added with an appropriate amount of a binder such as PVA, kneaded, and then dried to obtain a raw material for break ring.
After molding this raw material into the shape of a break ring using a press machine using a rubber press and a mold,
This molded break ring was prefired in an Ar atmosphere at 1200°C to remove the binder and the like. Then,
A break ring (product of the present invention) made of a silicon nitride composite sintered body was manufactured by firing the prefired break ring in a nitrogen gas atmosphere at 1000°C. This break ring was installed between the feed nozzle of a horizontal continuous casting machine and the mold, and a slab was cast by casting carbon steel with the components shown in Table 2. The amount of erosion was investigated. These results are shown in Table 3 together with the results obtained when a break ring made of Si as the starting material component and produced in the same manner as described above was used. The break ring erosion index is expressed as Dmm (break ring erosion amount) ÷ slab length (m) x 100, and the smaller the value, the smaller the erosion loss amount. Table 4 shows the results when stainless steel with the components shown in Table 5 was cast in the same manner as above, and Table 6 shows the results when high chromium steel with the components shown in Table 7 was cast. Show the results.
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】
第３表、第５表および第７表から明らかなよう
に、この発明のブレークリングは、長時間鋳造を
行なつても、また、高酸素鋼の鋳造を行なつても
Siのみからなるブレークリングと比べて溶損量が
きわめて少ないことがわかる。
以上説明したように、この発明の鋳造ノズル
は、長時間鋳造を行なつても、また、高酸素鋼の
鋳造を行なつてもきわめて溶損しにくいといつた
きわめて有用な効果がもたらされる。[Table] As is clear from Tables 3, 5, and 7, the break ring of the present invention is effective even when cast for a long time and when high-oxygen steel is cast.
It can be seen that the amount of erosion is extremely small compared to a break ring made only of Si. As explained above, the casting nozzle of the present invention provides extremely useful effects such as being extremely resistant to melting damage even when casting is performed for a long time or when casting high oxygen steel.
図面は、タンデイツシユとモールドとの接続部
分の構造を示す断面図である。図面において、
１…タンデイツシユ、２…フロントノズル、３
…モールド、４…鋳造ノズル、５…フイードノズ
ル、６…ブレークリング。
The drawing is a cross-sectional view showing the structure of the connecting portion between the tundish and the mold. In the drawings, 1...Tandateishu, 2...Front nozzle, 3
...Mold, 4...Casting nozzle, 5...Feed nozzle, 6...Break ring.
Claims (1)
素粉末と、１から20重量％の範囲内のアルミニウ
ム粉末と、そして、２から60重量％の範囲内の、
Cr2O3，TiO2，CaOのうちの少なくとも１種の酸
化物粉末とからなる鋳造ノズルの成形体を窒素含
有雰囲気下で窒化焼結してなることを特徴とす
る、耐溶損性に優れた水平連続鋳造用鋳造ノズ
ル。1. As raw materials, silicon powder within the range of 20 to 90% by weight, aluminum powder within the range of 1 to 20% by weight, and within the range of 2 to 60% by weight,
A cast nozzle molded body made of oxide powder of at least one of Cr 2 O 3 , TiO 2 , and CaO is nitrided and sintered in a nitrogen-containing atmosphere, and has excellent corrosion resistance. Casting nozzle for horizontal continuous casting.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57213981A JPS59107978A (en) | 1982-12-08 | 1982-12-08 | Casting nozzle for horizontal continuous casting with excellent corrosion resistance |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57213981A JPS59107978A (en) | 1982-12-08 | 1982-12-08 | Casting nozzle for horizontal continuous casting with excellent corrosion resistance |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59107978A JPS59107978A (en) | 1984-06-22 |
| JPS6214508B2 true JPS6214508B2 (en) | 1987-04-02 |
Family
ID=16648264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57213981A Granted JPS59107978A (en) | 1982-12-08 | 1982-12-08 | Casting nozzle for horizontal continuous casting with excellent corrosion resistance |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59107978A (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5921581A (en) * | 1982-07-27 | 1984-02-03 | 株式会社神戸製鋼所 | Refractories for continuous casting |
-
1982
- 1982-12-08 JP JP57213981A patent/JPS59107978A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59107978A (en) | 1984-06-22 |
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