JPH0338027B2 - - Google Patents
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- JPH0338027B2 JPH0338027B2 JP57172443A JP17244382A JPH0338027B2 JP H0338027 B2 JPH0338027 B2 JP H0338027B2 JP 57172443 A JP57172443 A JP 57172443A JP 17244382 A JP17244382 A JP 17244382A JP H0338027 B2 JPH0338027 B2 JP H0338027B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
- B22D41/14—Closures
- B22D41/22—Closures sliding-gate type, i.e. having a fixed plate and a movable plate in sliding contact with each other for selective registry of their openings
- B22D41/28—Plates therefor
- B22D41/30—Manufacturing or repairing thereof
- B22D41/32—Manufacturing or repairing thereof characterised by the materials used therefor
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Furnace Charging Or Discharging (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は溶融金属とくに溶銃、溶鋼の流量コン
トロール手段として、連続鋳造、取鍋精錬等に使
用されるスライデイングノズルプレートに関す
る。
〔従来の技術〕
このスライデイングノズルは、通常上部ノズ
ル、プレートおよび下部ノズルの三つの部分から
構成されている。そして、特に、プレート部分は
溶融金属の流下量を司る重要な部分である。これ
を構成する耐火れんがは、溶融金属流による急激
な熱衝撃に耐える耐スポーリング性、耐磨耗性等
の熱間強度に優れているとともに、溶融金属およ
び溶融スラツグによる浸食作用に対する耐蝕性と
を併せて有する必要がある。また近年、脱酸程度
の低い鋼の連続鋳造への適用および多連鋳操業の
一般化によつて、酸素レベルの高い溶鋼を取り扱
う必要性から、FeO、MnO等に対する耐蝕性の
向上の要求が一段と厳しくなりつつある。
かかる溶鋼に対する耐蝕性を向上させるために
は、アルミナ−シリカ系ではシリカ成分を減少さ
せる方向にもつていつたり、あるいは塩基性耐火
物骨材を主体とする耐火物を使用する方法が採用
されている。しかし、これらの方法では耐蝕性の
向上は、期待できても、熱膨張率が高くなるため
に耐スポーリング性の低下は避けることはできな
い。
また、スライデイングノズルプレートをジルコ
ンとアルミナを主要原料として溶融製造したジル
コニアムライトクリンカーのような低い熱膨張係
数を持つ耐火物れんがで構成することも提案され
ている。しかしながら、この低い熱膨張係数を持
つ耐火物のみで構成したのでは摺動面での耐蝕性
が充分ではなく、溶融金属の接触、侵食によつ
て、摺動面での面割れを生じる場合がある。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は、かかる従来のスライデイングノズル
プレートの問題を解決するもので、耐蝕性ととも
に高い耐スポーリング性を有する耐用性に富んだ
スライデイングノズルプレートを提供する。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、熱膨張係数がそれぞれ異なる摺動面
層と非摺動面層とを、それぞれが摺動面に平行に
材質的に均一な二層以上の耐火物層として形成す
ると共に、非摺動面層が鱗状黒鉛を３〜40重量％
含有してなることを特徴とする。
また非摺動面層がジルコニアムライトと溶融石
英のいずれか単独あるいは両者を５〜60重量％含
有することもできるし、さらに、溶融石英を単独
に含有することもでき、その場合の含有量は５〜
30重量％である。
本発明における摺動面層としては、Al2O3系、
Al2O3−SiO2系、Al2O3−SiO2−MgO−ZrO2系、
MgO系のような通常の高耐蝕性耐火物を使用で
きる。
また非摺動面層を形成する耐火物としては、ジ
ルコニアムライトと溶融石英を単独もしくは両者
を含有せしめた、低い熱膨張係数を持ち熱間での
応力緩和機能を有する耐火物を使用する。
〔作用〕
スライデイングノズルプレートの耐蝕性を必要
とする部分は、プレートの溶融金属と接触する部
分のみであつて、この部分のみに耐蝕性耐火物を
使用することによつて、溶鋼、スラグに対する耐
蝕性は充分に維持できて、プレート耐火物表面の
面荒れも充分に防止できるようになる。
また、摺動面に平行に材質的に均一な層を設け
ることによつてプレートにかかる面圧を一定にし
て、表面磨耗を均一にすることができる。
摺動面層以外に、鱗状黒鉛を３〜40重量％含有
し低い熱膨張係数を持つ耐火物を用いて熱応力緩
和機能を持たせることができる。
この非摺動面層を形成する耐火物の熱膨張性を
左右する因子としては、ジルコニアムライトと、
溶融石英との含有量が、とくに重要である。
ジルコニアムライトの場合、ジルコンとアルミ
ナを主要原料として通常溶融調製したクリンカ
ー、さらにバツテライトを添加して溶融調製した
クリンカーを用いる。このジルコニアムライトの
熱膨張係数は、1000〜1600℃で２〜４×10-4と低
く、とくに、その化学組成としては、Al2O330〜
80重量％、ZrO210〜65重量％それに、SiO25〜25
重量％とからなるものがとくに好ましい。これら
のジルコニアムライトと溶融石英との耐火物中へ
の単独または、総合含有量が５重量％以下の場合
には熱膨張率を低下させて熱応力を緩和せしめる
ためには充分ではない。したがつて、非摺動面層
を形成する耐火物中のジルコニアムライトと溶融
石英の総合含有量は、少くとも５重量％必要であ
る。しかしながら、これらの総合含有量が60重量
％を越えると、プレートのノズル孔に面した部分
の溶損が激しくなり、流下量のコントロールが困
難となり、また、摺動面層との熱膨張の差が大き
くなり、層間剥離が発生し、プレート自体の耐用
性が低下する。とくに、溶融石英単独の場合に
は、30重量％を超えるとこの現象は甚しくなるの
で溶融石英の単独含有量は30重量％以下に押える
必要がある。
また、耐火物中の黒鉛含有量も重要な因子であ
る。その含有量が３重量％以下では、低熱膨張率
による応力緩和の効果は充分ではなく、40重量％
以上では摺動面の耐火物層と層間剥離現象が発生
する恐れがある。従つて、非摺動面層における黒
鉛の含有量は３〜40重量％の範囲内である必要が
ある。
摺動面を構成する耐火物の層の厚さは、通常４
〜10mmで充分に溶鋼に対する耐蝕性を維持でき
る。
しかしながら、摺動面層と内層との比率によつ
ては、プレートの全体厚みとの関係で製出プレー
トにソリを発生する場合がある。このソリの発生
を防止し、操業中の熱膨張率の差による層間剥離
を緩和するためには、摺動面層と非摺動面層との
間に中間層を設けたり、摺動面層と非摺動面層と
の材質を連続的に変化させる必要がある。
勿論、本発明の実施態様の一つとして、非摺動
面層の構成として、摺動面とは反対側の面に溶鋼
あるいは、雰囲気に対して耐蝕性を持つ耐火物の
層を設けることも、勿論可能であり、これによつ
て、スライデイングノズルプレートの耐用性を一
段と向上させることができる。
〔実施例〕
第１図および第２図は、二枚プレートの摺動プ
レートあるいは二枚プレートまたは三枚プレート
の固定プレートの場合を示し、１はノズル、２は
耐蝕性耐火物で構成した摺動面層であり、そして
３は摺動面層よりも熱膨張係数が小さく、高温耐
蝕性の高い耐火物で構成した非摺動面層で構成し
たものである。
第２図は、摺動面とは反対側表面を耐蝕性耐火
物２″で構成した例を示す。また、第３図は三枚
プレート式のスライデイングノズルの中央の摺動
プレートの構成を示し、上下の摺動面には、それ
ぞれ、耐蝕性耐火物の摺動面層２と２′が設けら
れている。
実施例 １
第１図および第３図にに示すスライデイングノ
ズルプレートの摺動面から５mmの均一厚みの摺動
面層２，２′を第１表の比較例１に示すアルミナ
質耐火物で構成し、非摺動層３をNo.１の耐火物で
構成したものを、プレス成型→焼成→ピツチ含浸
→コーキングの工程を経て製造し、スライデイン
グノズルプレートに組込んだ後、170トン鍋附属
タンデイツシユに適用し、酸素濃度90〜15ppmの
溶鋼を流下した。
その結果、比較例に示す一層構造のものでは、
１回のチヤージで摺動面の荒れが生じ、エツジス
ポーリングが発生したのに対し、本発明の実施例
として示すNo.１のものは、４回のチヤージ後も良
好な状態を維持できた。
実施例 ２
第２表に同じくアルミナ質耐火物によつて、プ
レートを構成し、摺動面層を８mm厚に形成して、
250トンの大型鍋用のスライデイングノズルプレ
ートに適用した酸素レベル70ppm以下の普通鋼と
Ca−Si添加鋼を流下した例を示す。
実施例 ３
第３表に塩基性カーボンボンドれんがによつて
プレートを構成した例を示す。摺動面層の厚みは
５mmに形成して、それぞれ80トン電気炉用鍋と
270トンタンデイツシユ用に適用し、それぞれ酸
素レベルが80〜200ppmと10〜150ppmの鋼を流下
した例を示す。
[Industrial Field of Application] The present invention relates to a sliding nozzle plate used in continuous casting, ladle refining, etc. as a means for controlling the flow rate of molten metal, particularly a molten gun and molten steel. [Prior Art] This sliding nozzle usually consists of three parts: an upper nozzle, a plate, and a lower nozzle. In particular, the plate portion is an important portion that controls the amount of molten metal flowing down. The refractory bricks that make up this product have excellent hot strength such as spalling resistance and abrasion resistance that can withstand sudden thermal shocks caused by molten metal flows, as well as corrosion resistance and corrosion resistance against the erosive action of molten metal and molten slag. It is also necessary to have the following. In addition, in recent years, with the application of steel with a low degree of deoxidation to continuous casting and the generalization of multiple casting operations, there has been a demand for improved corrosion resistance against FeO, MnO, etc. due to the need to handle molten steel with a high oxygen level. Things are getting tougher. In order to improve the corrosion resistance against molten steel, methods have been adopted to reduce the silica content in alumina-silica systems, or to use refractories mainly consisting of basic refractory aggregates. There is. However, although these methods can be expected to improve corrosion resistance, a decrease in spalling resistance cannot be avoided due to the increased coefficient of thermal expansion. It has also been proposed that the sliding nozzle plate be constructed of a refractory brick with a low coefficient of thermal expansion, such as zirconia mullite clinker produced by melting zircon and alumina as main raw materials. However, if the structure is made only of refractories with a low coefficient of thermal expansion, the corrosion resistance of the sliding surfaces will not be sufficient, and surface cracks may occur on the sliding surfaces due to contact with molten metal and erosion. be. [Problems to be Solved by the Invention] The present invention solves the problems of the conventional sliding nozzle plate, and provides a highly durable sliding nozzle plate that has both corrosion resistance and high spalling resistance. . [Means for Solving the Problems] The present invention consists of a sliding surface layer and a non-sliding surface layer each having a different coefficient of thermal expansion, each of which is made up of two or more refractory layers that are uniform in material and parallel to the sliding surface. In addition, the non-sliding surface layer contains 3 to 40% by weight of scaly graphite.
It is characterized by containing. In addition, the non-sliding surface layer can contain either zirconia mullite or fused quartz alone or both in an amount of 5 to 60% by weight, and can also contain fused quartz alone, in which case the content is 5～
It is 30% by weight. The sliding surface layer in the present invention is Al 2 O 3 based,
Al 2 O 3 −SiO 2 system, Al 2 O 3 −SiO 2 −MgO−ZrO 2 system,
Conventional highly corrosion-resistant refractories such as MgO-based refractories can be used. Further, as the refractory material forming the non-sliding surface layer, a refractory material containing zirconia mullite and fused quartz alone or both, which has a low coefficient of thermal expansion and a stress relaxation function in hot conditions, is used. [Operation] The only part of the sliding nozzle plate that requires corrosion resistance is the part of the plate that comes into contact with molten metal, and by using corrosion-resistant refractories only in this part, it is possible to prevent corrosion from molten steel and slag. Corrosion resistance can be maintained sufficiently, and surface roughening of the plate refractory can be sufficiently prevented. Further, by providing a layer of uniform material in parallel to the sliding surface, the surface pressure applied to the plate can be made constant, and surface wear can be made uniform. In addition to the sliding surface layer, a refractory material containing 3 to 40% by weight of scaly graphite and having a low coefficient of thermal expansion can be used to provide a thermal stress relaxation function. The factors that influence the thermal expansion of the refractory that forms this non-sliding surface layer include zirconia mullite,
The content with fused silica is particularly important. In the case of zirconia mullite, clinker is usually prepared by melting zircon and alumina as main raw materials, and clinker prepared by melting with addition of battelite is used. The coefficient of thermal expansion of this zirconia mullite is as low as 2 to 4 x 10 -4 at 1000 to 1600°C, and in particular, its chemical composition is Al 2 O 3 30 -
80% by weight, ZrO2 10~65% by weight, and SiO2 5~25
% by weight is particularly preferred. If the content of these zirconia mullite and fused quartz alone or in total in the refractory is less than 5% by weight, it is not sufficient to lower the coefficient of thermal expansion and relieve thermal stress. Therefore, the total content of zirconia mullite and fused silica in the refractory forming the non-sliding surface layer must be at least 5% by weight. However, if the total content of these exceeds 60% by weight, the portion of the plate facing the nozzle hole will be severely eroded, making it difficult to control the flow rate, and the difference in thermal expansion with the sliding surface layer will increase. becomes larger, delamination occurs, and the durability of the plate itself decreases. In particular, in the case of fused silica alone, if the content exceeds 30% by weight, this phenomenon becomes severe, so the content of fused silica alone must be kept below 30% by weight. The graphite content in the refractory is also an important factor. If the content is less than 3% by weight, the effect of stress relaxation due to the low coefficient of thermal expansion is not sufficient, and 40% by weight
In this case, there is a possibility that delamination between the sliding surface and the refractory layer may occur. Therefore, the graphite content in the non-sliding surface layer must be within the range of 3 to 40% by weight. The thickness of the refractory layer that makes up the sliding surface is usually 4
~10mm can maintain sufficient corrosion resistance against molten steel. However, depending on the ratio of the sliding surface layer to the inner layer, warping may occur in the produced plate in relation to the overall thickness of the plate. In order to prevent the occurrence of warpage and to alleviate delamination caused by differences in thermal expansion coefficients during operation, it is necessary to provide an intermediate layer between the sliding surface layer and the non-sliding surface layer, or to It is necessary to continuously change the materials of the non-sliding surface layer and the non-sliding surface layer. Of course, as one embodiment of the present invention, as a structure of the non-sliding surface layer, a layer of molten steel or a refractory material having corrosion resistance against the atmosphere may be provided on the surface opposite to the sliding surface. , of course, is possible, and thereby the durability of the sliding nozzle plate can be further improved. [Example] Figures 1 and 2 show the case of a two-plate sliding plate or a two-plate or three-plate fixed plate, where 1 is a nozzle and 2 is a sliding plate made of a corrosion-resistant refractory material. The sliding surface layer 3 is a non-sliding surface layer made of a refractory having a smaller coefficient of thermal expansion than the sliding surface layer and highly resistant to high temperature corrosion. Fig. 2 shows an example in which the surface opposite to the sliding surface is made of corrosion-resistant refractory material 2''. Fig. 3 shows the structure of the central sliding plate of a three-plate sliding nozzle. The upper and lower sliding surfaces of the sliding nozzle plate shown in FIGS. The sliding surface layers 2, 2' having a uniform thickness of 5 mm from the moving surface are made of the alumina refractory shown in Comparative Example 1 in Table 1, and the non-sliding layer 3 is made of the No. 1 refractory. was manufactured through the steps of press molding, firing, pitch impregnation, and caulking.The steel was assembled into a sliding nozzle plate, and then applied to a tundish attached to a 170-ton ladle, allowing molten steel with an oxygen concentration of 90 to 15 ppm to flow down. , in the single-layer structure shown in the comparative example,
While the sliding surface became rough and edge spalling occurred after one charge, the No. 1 example shown as an example of the present invention maintained a good condition even after four charges. . Example 2 As shown in Table 2, the plate was made of alumina refractory, and the sliding surface layer was formed to a thickness of 8 mm.
Common steel with an oxygen level of 70ppm or less applied to a sliding nozzle plate for a 250-ton large pot.
An example of flowing down Ca-Si added steel is shown. Example 3 Table 3 shows an example of a plate made of basic carbon bond bricks. The thickness of the sliding surface layer was formed to 5 mm, and each
An example is shown in which the method was applied to a 270-ton tandy tank, and steel with oxygen levels of 80 to 200 ppm and 10 to 150 ppm were flowed down, respectively.
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
本発明によつて低下の効果を奏することができ
る。
(1) 溶鋼、スラグに対する耐蝕性は充分に維持で
きて、プレート耐火物表面の面荒れも充分に防
止できる。
(2) プレートにかかる面圧を一定にして、表面摩
耗を均一にすることができる。
(3) 非摺動面層が熱応力緩和機能を持たせること
ができる。
(4) したがつて、耐蝕性とともに耐スポーリング
性に優れたスライデイングノズルプレートが得
られ、その耐用性が向上する。
The present invention can provide a reduction effect. (1) Corrosion resistance against molten steel and slag can be maintained sufficiently, and surface roughening of the plate refractory surface can be sufficiently prevented. (2) By keeping the surface pressure applied to the plate constant, surface wear can be made uniform. (3) The non-sliding surface layer can have a thermal stress relaxation function. (4) Therefore, a sliding nozzle plate having excellent corrosion resistance and spalling resistance is obtained, and its durability is improved.
第１〜第３図は本発明の実施態様を示す図であ
り、第１図および第２図は二枚プレートまたは、
三枚プレートの固定プレートの例を示し、第３図
は三枚プレートの中央摺動プレートの例を示す。
１……ノズル、２，２′……摺動面層、２″，３
……非摺動面層。
1 to 3 are diagrams showing embodiments of the present invention, and FIGS. 1 and 2 show two plates or
An example of a fixed plate with three plates is shown, and FIG. 3 shows an example of a central sliding plate with three plates. 1... Nozzle, 2, 2'... Sliding surface layer, 2'', 3
...Non-sliding surface layer.
Claims (1)
動面層とを、それぞれが摺動面に平行に材質的に
均一な二層以上の耐火物層として形成すると共
に、非摺動面層が鱗状黒鉛を３〜40重量％含有し
てなる高耐用性スライデイングノズルプレート。 ２ 熱膨張係数がそれぞれ異なる摺動面層と非摺
動面層とを、それぞれが摺動面に平行に材質的に
均一な二層以上の耐火物層として形成すると共
に、非摺動面層が鱗状黒鉛を３〜40重量％とジル
コニアムライトおよび／または溶融石英とを５〜
60重量％含有する高耐用性スライデイングノズル
プレート。[Scope of Claims] 1 A sliding surface layer and a non-sliding surface layer each having a different coefficient of thermal expansion are formed as two or more refractory layers that are uniform in material and parallel to the sliding surface, and , a highly durable sliding nozzle plate in which the non-sliding surface layer contains 3 to 40% by weight of scaly graphite. 2 A sliding surface layer and a non-sliding surface layer each having a different coefficient of thermal expansion are formed as two or more refractory layers that are uniform in material and parallel to the sliding surface, and the non-sliding surface layer contains 3 to 40% by weight of scale graphite and 5 to 40% of zirconia mullite and/or fused silica.
Highly durable sliding nozzle plate containing 60% by weight.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57172443A JPS5961567A (en) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | Sliding nozzle plate having high durability |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57172443A JPS5961567A (en) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | Sliding nozzle plate having high durability |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5961567A JPS5961567A (en) | 1984-04-07 |
| JPH0338027B2 true JPH0338027B2 (en) | 1991-06-07 |
Family
ID=15942073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57172443A Granted JPS5961567A (en) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | Sliding nozzle plate having high durability |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5961567A (en) |
Families Citing this family (6)
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| JPS63178043A (en) * | 1987-01-19 | 1988-07-22 | 株式会社イナックス | Three layer tile and manufacture thereof |
| JPS6424069A (en) * | 1987-07-15 | 1989-01-26 | Kurosaki Refractories Co | Brick of sliding nozzle plate for special steel |
| JPH0248132Y2 (en) * | 1988-09-16 | 1990-12-18 | ||
| EP0949026A1 (en) | 1998-03-31 | 1999-10-13 | Vesuvius Crucible Company | Thermal shock-resistant ceramic article |
| EP3303253B1 (en) * | 2015-06-01 | 2023-08-16 | Saint-Gobain Ceramics&Plastics, Inc. | Refractory articles |
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-
1982
- 1982-09-29 JP JP57172443A patent/JPS5961567A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5961567A (en) | 1984-04-07 |
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