(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼の連続鋳造方法であって、
０．１５質量％以上、３．０質量％以下のＭｎ、
０．００５質量％以上、０．０６質量％以下のＯ、
０．０１質量％以下に制限されたＡｌ、
０．０００６質量％以上、０．０８質量％以下のＣ、
０．００３質量％以上、０．０４質量％以下のＳｉ、
０．００６質量％以上、０．１質量％以下のＰ、
０．００４質量％以上、０．５質量％以下のＳ、
０．００１５質量％以上、０．０２質量％以下のＮ、
０．００１質量％以上、０．０３質量％以下のＢ、及び
Ｆｅと不可避的不純物を含む残部
を含有する溶鋼を第１容器に保持し；
４５質量％以上、９４質量％以下の理論組成のスピネル原料、
１質量％以上、５０質量％以下のアルミナ原料、
１質量％以上、７質量％以下の金属Ａｌ、
０．５質量％以上、２質量％以下の金属Ｓｉ、
０．５質量％以上、４質量％以下のカーボン原料、
０．１質量％以上、１質量％以下のＢ４Ｃ、及び
不可避的不純物を含む残部
を含有する原料に、外掛けで２質量％以上、６質量％以下のバインダーを加えて混練、成形して得られるスライディングノズルを介して前記溶鋼を第２容器に供給する；
ことを特徴とする鋼の連続鋳造方法。
【請求項２】
前記アルミナ原料は、最小粒径が０．１ｍｍ以上、最大粒径が５ｍｍ以下であるアルミナ粒を９０質量％以上、１００質量％以下含む
ことを特徴とする請求項１に記載の鋼の連続鋳造方法。
【請求項３】
前記スライディングノズルの上側には上ノズルが設けられ、前記スライディングノズルの下側には下ノズルが設けられ、
前記上ノズル及び前記下ノズルの少なくとも一方は、前記原料に、外掛けで２質量％以上、６質量％以下のバインダーを加えて混練、成形して得られる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の鋼の連続鋳造方法。
【請求項４】
前記下ノズルの下側には、さらに浸漬ノズルが設けられ、
前記浸漬ノズルは、前記原料に、外掛けで２質量％以上、６質量％以下のバインダーを加えて混練、成形して得られる
ことを特徴とする請求項３に記載の鋼の連続鋳造方法。
【請求項５】
前記下ノズルの下側には、さらに取鍋からタンディッシュに溶鋼を供給するための供給ノズルが設けられ、
前記供給ノズルは、前記原料に、外掛けで２質量％以上、６質量％以下のバインダーを加えて混練、成形して得られる
ことを特徴とする請求項３に記載の鋼の連続鋳造方法。
【請求項６】
０．１５質量％以上、３．０質量％以下のＭｎ、
０．００５質量％以上、０．０６質量％以下のＯ、
０．０１質量％以下に制限されたＡｌ、
０．０００６質量％以上、０．０８質量％以下のＣ、
０．００３質量％以上、０．０４質量％以下のＳｉ、
０．００６質量％以上、０．１質量％以下のＰ、
０．００４質量％以上、０．５質量％以下のＳ、
０．００１５質量％以上、０．０２質量％以下のＮ、
０．００１質量％以上、０．０３質量％以下のＢ、及び、
Ｆｅと不可避的不純物とを含有する残部
を含有する溶鋼を用いた鋼の連続鋳造方法で使用される耐火物であって、
４５質量％以上、９４質量％以下の理論組成のスピネル原料と、
１質量％以上、５０質量％以下のアルミナ原料と、
１質量％以上、７質量％以下の金属Ａｌと、
０．５質量％以上、２質量％以下の金属Ｓｉと、
０．５質量％以上、４質量％以下のカーボン原料と、
０．１質量％以上、１質量％以下のＢ４Ｃと、
不可避的不純物を含む残部と
を含有する原料に、外掛けで２質量％以上、６質量％以下のバインダーを加えて混練、成形して得られることを特徴とする耐火物。
【請求項７】
前記アルミナ原料は、最小粒径が０．１ｍｍ以上、最大粒径が５ｍｍ以下であるアルミナ粒を９０質量％以上、１００質量％以下含むことを特徴とする請求項６記載の耐火物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼の連続鋳造方法及び鋼の連続鋳造で使用される耐火物に関する。
本願は、２００９年５月２７日に、日本に出願された特願２００９−１２７８７６号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
鋼の連続鋳造においては、取鍋からタンディッシュに溶鋼を注入するときや、タンディッシュから浸漬ノズルを介して鋳型に溶鋼を注入するときに、溶鋼の流量を調整する目的で溶鋼の通過孔を有するスライディングノズルが用いられる。
このスライディングノズルは、通過孔が形成された板状体を複数枚重ね合わせて構成される。この板状体をスライドさせることにより溶鋼の通過孔の開度が調整され、溶鋼の流量が調整される。
ところで、連続鋳造方法で製造される鋼には、高酸素鋼、非鉛快削鋼、高マンガン鋼等があることが知られている。これらの鋼には、強度や快削性を向上させるためのＭｎや、快削性を向上させるためのＢ４Ｃが添加される。【０００３】
このような成分を含む溶鋼に対して、従来のアルミナ・カーボン質耐火物で形成したスライディングノズルを使用すると、溶鋼通過面やスライド面が大きく損傷し、スライディングノズルの寿命が短くなってしまうという問題がある。
このため、スライディングノズルの長寿命化を図るという目的で、特許文献１に記載されるように、９６質量％以上の理論組成のスピネルと、４質量％以下のカーボン原料を含有するスライディングノズルが提案されている。【０００４】
前記特許文献１によれば、稼働面近傍において、１２００℃以上の高温下で、スピネルが分解されて生成したＭｇ（ｇ：ガス）、Ａｌ２Ｏ３（ｇ）、ＣＯ（ｇ）から、下記式（１）に示される逆反応によりスピネルの緻密層が生成する。
Ｍｇ（ｇ）＋Ａｌ２Ｏ３（ｇ）＋３ＣＯ（ｇ）
→ＭｇＯ・Ａｌ２Ｏ３（ｓ：固体）＋３Ｃ（ｓ）・・・（１）
また、文献１には、前記Ｍｇ（ｇ）、Ａｌ２Ｏ３（ｇ）が溶鋼中の酸素Ｏと下記式（２）に示される反応を起こし、スピネルの緻密層が生成することが記載されている。
Ｍｇ（ｇ）＋Ａｌ２Ｏ３（ｇ）＋３Ｏ（ｇ）→ＭｇＯ・Ａｌ２Ｏ３（ｓ）・・・（２）
特許文献１では、スライディングノズル表面にこのようなスピネルの緻密層を形成させることで、スラグの浸潤を抑えて溶損を防止することを試みている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２９８３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記特許文献１に記載の技術では、十分にスピネルの緻密層を形成することができず、溶損を防止することは困難であった。【０００７】
本発明は、高酸素鋼、非鉛快削鋼、高マンガン鋼等を製造するに際し、溶鋼供給用ノズルの溶損を低減し、安定して連続鋳造を行うことのできる鋼の連続鋳造方法及びそれに用いる耐火物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の課題を解決するために以下の構成を採用した。
（１）本発明の第１の態様は、鋼の連続鋳造方法であって、０．１５質量％以上、３．０質量％以下のＭｎ、０．００５質量％以上、０．０６質量％以下のＯ、０．０１質量％以下に制限されたＡｌ、０．０００６質量％以上、０．０８質量％以下のＣ、０．００３質量％以上、０．０４質量％以下のＳｉ、０．００６質量％以上、０．１質量％以下のＰ、０．００４質量％以上、０．５質量％以下のＳ、０．００１５質量％以上、０．０２質量％以下のＮ、０．００１質量％以上、０．０３質量％以下のＢ、及びＦｅと不可避的不純物を含む残部を含有する溶鋼を第１容器に保持し；４５質量％以上、９４質量％以下の理論組成のスピネル原料、１質量％以上、５０質量％以下のアルミナ原料、１質量％以上、７質量％以下の金属Ａｌ、０．５質量％以上、２質量％以下の金属Ｓｉ、０．５質量％以上、４質量％以下のカーボン原料、０．１質量％以上、１質量％以下のＢ４Ｃ、及び不可避的不純物を含む残部を含有する原料に、外掛けで２質量％以上、６質量％以下のバインダーを加えて混練、成形して得られるスライディングノズルを介して前記溶鋼を第２容器に供給する；鋼の連続鋳造方法である。
（２）上記（１）に記載の鋼の連続鋳造方法では、前記アルミナ原料は、最小粒径が０．１ｍｍ以上、最大粒径が５ｍｍ以下であるアルミナ粒を９０質量％以上、１００質量％以下含んでもよい。
（３）上記（１）又は（２）に記載の鋼の連続鋳造方法では、前記スライディングノズルの上側には上ノズルが設けられ、前記スライディングノズルの下側には下ノズルが設けられ、前記上ノズル及び前記下ノズルの少なくとも一方は、前記原料に、外掛けで２質量％以上、６質量％以下のバインダーを加えて混練、成形して得られてもよい。
（４）上記（３）に記載の鋼の連続鋳造方法では、前記下ノズルの下側には、さらに浸漬ノズルが設けられ、前記浸漬ノズルは、前記原料に、外掛けで２質量％以上、６質量％以下のバインダーを加えて混練、成形して得られてもよい。
（５）上記（３）に記載の鋼の連続鋳造方法では、前記下ノズルの下側には、さらに取鍋からタンディッシュに溶鋼を供給するための供給ノズルが設けられ、
前記供給ノズルは、前記原料に、外掛けで２質量％以上、６質量％以下のバインダーを加えて混練、成形して得られてもよい。
（６）本発明の第２の態様は、０．１５質量％以上、３．０質量％以下のＭｎ、０．００５質量％以上、０．０６質量％以下のＯ、０．０１質量％以下に制限されたＡｌ、０．０００６質量％以上、０．０８質量％以下のＣ、０．００３質量％以上、０．０４質量％以下のＳｉ、０．００６質量％以上、０．１質量％以下のＰ、０．００４質量％以上、０．５質量％以下のＳ、０．００１５質量％以上、０．０２質量％以下のＮ、０．００１質量％以上、０．０３質量％以下のＢ、及び、Ｆｅと不可避的不純物とを含有する残部を含有する溶鋼を用いた鋼の連続鋳造方法で使用される耐火物であって、４５質量％以上、９４質量％以下の理論組成のスピネル原料と、１質量％以上、５０質量％以下のアルミナ原料と、１質量％以上、７質量％以下の金属Ａｌと、０．５質量％以上、２質量％以下の金属Ｓｉと、０．５質量％以上、４質量％以下のカーボン原料と、０．１質量％以上、１質量％以下のＢ４Ｃと、不可避的不純物を含む残部とを含有する原料に、外掛けで２質量％以上、６質量％以下のバインダーを加えて混練、成形して得られる耐火物である。
（７）上記（６）に記載の耐火物では、前記アルミナ原料は、最小粒径が０．１ｍｍ以上、最大粒径が５ｍｍ以下であるアルミナ粒を９０質量％以上、１００質量％以下含んでもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、前述した原料を混練、成形して得られるスライディングノズル又は耐火物等を用いて鋼の連続鋳造を行うことにより、溶鋼中の介在物であるＭｎＯ、Ｂ２Ｏ３によるスライディングノズル又は耐火物等の溶損を低減することができるため、安定して連続鋳造を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る連続鋳造方法に用いられるタンディッシュの構造を表す模式断面図である。
【図２】図１における溶鋼供給口近傍の構造を表す部分拡大断面図である。
【図３】実施例における実験方法を説明するための模式図である。
【図４】実施例の効果を説明するためのグラフである。
【図５】実施例の効果を説明するためのグラフである。
【図６】実施例の効果を説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、具体的には、以下の作用によりスライディングノズル又は耐火物等の溶損を防止している。以下、スライディングノズルを耐火物の一例として説明する。
一般的に、スライディングノズルの溶損は、外来のスラグ成分がスライディングノズルの表面で反応し、また、スラグ成分や反応後の成分が、スライディングノズル内に浸潤して進行する。この進行を律速するのは、スライディングノズルの気孔状態、スライディングノズルの骨材成分、及び外来のスラグ成分等である。高酸素鋼、非鉛快削鋼、高マンガン鋼等の鋼種においては、溶鋼から生成する非金属介在物が集合して生成するスラグにＭｎＯ、Ｂ２Ｏ３の成分が含まれている。
そして、これらの介在物がＡｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＺｒＯ２等を含むスライディングノズルの表面に付着すると、低融点物を生成し、スライディングノズルが大きく溶損する。
【００１２】
そこで、本発明者らは、スライディングノズルとして、ＭｇＯ・Ａｌ２Ｏ３（スピネル）及びＡｌ２Ｏ３（アルミナ）を含む原料を混練、成形して得られるスライディングノズルを使用することによる（１）ＭｇＯ・Ａｌ２Ｏ３がスラグ中のＭｎＯを固溶して固定化する効果、及び（２）添加したＡｌ２Ｏ３がスラグに溶け込み、粘度を向上させる効果に着目した。そして、本発明者らは、このようなスライディングノズルを用いることにより、スライディングノズルの溶鋼と接する表面からスラグが浸潤することを抑制することができるため、スラグ中のＢ２Ｏ３による溶損増加分を打ち消すことができることを新たに見出した。
この結果、スライディングノズルの溶損を大幅に低減することができ、連続鋳造の安定化を図ることを可能とした。
【００１３】
以下、上述の知見に基づく本発明の一実施形態について説明する。
本発明の一実施形態に係る鋼の連続鋳造方法では、理論組成のスピネル原料、アルミナ原料、金属Ａｌ、金属Ｓｉ、カーボン原料、Ｂ４Ｃ、及び不可避的不純物を含有する原料に対して外掛けで２質量％以上、６質量％以下のバインダーを加えて混練、成形して得られるスライディングノズルが用いられる。原料には、不可避的不純物として１質量％未満の不可避的不純物を含有してもよいが、極力含まないことが好ましい。
ここで、理論組成のスピネル原料は、ＭｇＯを２４質量％以上、３０質量％以下、Ａｌ２Ｏ３を７０質量％以上、７６質量％以下含み、不可避的不純物が１．５質量％以下であればよい。例えば、電融スピネル、焼結スピネル等をスピネル原料として用いることができる。
また、アルミナ原料は、例えば、９５質量％以上、望ましくは９８質量％以上のＡｌ２Ｏ３を含み、不可避的不純物が５質量％未満、望ましくは２質量％未満であればよい。例えば、電融アルミナ、焼結アルミナ等をアルミナ原料として用いることができる。
また、前記スライディングノズルの原料において、理論組成のスピネル原料は４５質量％以上、９４質量％以下の範囲、アルミナ原料は１質量％以上、５０質量％以下の範囲であればよい。これにより、後述の通り、耐溶損性を向上させることができる。
【００１４】
前記スライディングノズルの原料では、金属Ａｌが１質量％以上、７質量％以下の範囲であればよい。金属Ａｌが１質量％未満の場合、耐食性、耐酸化性、強度が低下する傾向がある。また、金属Ａｌが７質量％を超えると耐食性、耐スポーリング性が低下する傾向がある。尚、金属Ａｌの含有量は、好ましくは、２質量％以上６質量％以下である。
【００１５】
前記スライディングノズルの原料において、金属Ｓｉは０．５質量％以上、２質量％以下の範囲であればよい。金属Ｓｉが０．５質量％未満の場合、耐食性、耐酸化性、強度が低下する傾向があり、２質量％を超えると弾性率が高くなり、耐スポーリング性が低下する傾向がある。
【００１６】
前記スライディングノズルの原料において、カーボン原料は０．５質量％以上、４質量％以下の範囲であればよい。カーボン原料が０．５質量％未満の場合、耐スポーリング性が低下する傾向があり、４質量％を超えると耐酸化性が低下する傾向がある。尚、カーボン原料は、カーボンブラック、黒鉛、ピッチを使用することができる。尚、カーボン原料の含有量は、好ましくは、０．５質量％以上３．０質量％以下である。
【００１７】
前記スライディングノズルの原料において、Ｂ４Ｃは０．１質量％以上、１質量％以下の範囲であればよい。Ｂ４Ｃが０．１質量％未満の場合、耐酸化性が低下する傾向があり、１質量％を超えると耐食性が悪化する傾向がある。
【００１８】
前述したスライディングノズルは、前述した組成の原料に、外掛けで２質量％以上、６質量％以下のバインダーを加えて混練、成形することにより、得ることができる。尚、必要に応じて、成形後、１５０℃以上、２５０℃以下の雰囲気で成形体を乾燥した後、非酸化性雰囲気で８００℃以上、１４００℃以下の温度で焼成してもよい。さらに、成形体にタール又はピッチを含浸処理してもよい。
バインダーとして水の他、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ピッチ等の有機系バインダーを使用することができる。
【００１９】
前述したスライディングノズルは、取鍋、タンディッシュ等の溶鋼供給口に取り付けられ、非鉛快削鋼等の鋼の連続鋳造方法が実施される。鋼の連続鋳造方法における鋳造条件は、特に、鋼の原料に応じた従来の鋳造条件に従って行えばよい。
また、前述したスライディングノズルは、取鍋及びタンディッシュの溶鋼供給口のいずれかに取り付けられてもよい。連続鋳造の安定化の観点からは、スライディングノズルは、取鍋及びタンディッシュの溶鋼供給口の両方に取り付けられていることが好ましい。
【００２０】
尚、前記原料におけるアルミナ原料は、最小粒径が０．１ｍｍ以上、好ましくは０．５ｍｍ以上、最大粒径が５ｍｍ以下、好ましくは３ｍｍ以下であるアルミナ粒を主に含んでもよい。
アルミナ原料のアルミナ粒の最小粒径が０．１ｍｍ未満の場合、アルミナ原料の比表面積が増加して、アルミナ原料が溶解し易くなるため、スライディングノズル（耐火物）の溶損が大きくなってしまう。一方、アルミナ原料のアルミナ粒の最大粒径が５ｍｍを超えると、アルミナ原料の比表面積が低下して、アルミナ原料が溶け難くなり、スラグに供給されるＡｌ２Ｏ３成分が減少し、スラグ粘性を向上させる効果が減少する。このため、スラグ浸潤を十分に抑制することができず、スライディングノズルの溶損が大きくなる。尚、「最小粒径が０．１ｍｍ以上、最大粒径が５ｍｍ以下であるアルミナ粒を主に含むアルミナ原料」は、５ｍｍ篩を通過することができるが０．１ｍｍ篩を通過することができないアルミナ粒を９０質量％以上、１００質量％以下含むアルミナ原料であればよい。また、ここでの最小粒径及び最大粒径とは、それぞれのアルミナ粒における最小粒径及び最大粒径を意味する。
【００２１】
本発明では、前述した原料を用いた耐火物として、スライディングノズルのみならず、このスライディングノズルの上側に設けられる上ノズル、下側に設けられる下ノズルを形成してもよい。さらには、下ノズルの下側に設けられ、タンディッシュから鋳型に溶鋼を注入する浸漬ノズル、取鍋からタンディッシュに溶鋼を供給するいわゆるロングノズル（供給ノズル）を形成してもよい。
これらのノズルの内面には、溶鋼が流れるため、スライディングノズル程ではないが、やはり、溶鋼中のＭｎＯ、Ｂ２Ｏ３に起因する溶損が生じる。従って、これらのノズルを前記原料で形成することにより、これらのノズルの溶損を低減することができ、一層鋼の連続鋳造の安定化を図ることができる。
【００２２】
以下、本発明の一実施形態に係る鋼の連続鋳造方法について、図面に基づいて更に詳細に説明する。図１には、本発明の実施形態に係るタンディッシュ１が示されている。このタンディッシュ１は、鋳型２に溶鋼を供給するための容器である。
図１における丸印で囲んだ部分の部分拡大図である図２に示されるように、タンディッシュ１の溶鋼供給口に設けられ、溶鋼供給口の下面に設けられるスライディングノズル３の上側には上ノズル４が設けられ、スライディングノズル３の下側には下ノズル５が設けられている。下ノズル５の下側にはさらに浸漬ノズル６が設けられている。
スライディングノズル３、上ノズル４、下ノズル５、浸漬ノズル６は、以下の原料に外掛けで２質量％以上、６質量％以下のバインダーを加えて混練したスラリー状の耐火物を成形し、必要に応じて焼成したり、ピッチやタールを含浸して形成することができる。
ノズル３〜６の原料としては、例えば、スピネル原料＝７４．６質量％、アルミナ原料＝１９．９質量％、金属Ａｌ＝３質量％、金属Ｓｉ＝１質量％、黒鉛由来のカーボン原料＝１質量％、Ｂ４Ｃ＝０．５質量％の合計１００質量％に対し、バインダーとしてのフェノール樹脂を外掛けで４質量％加えた原料を好適に使用することができる。
尚、スライディングノズル３は焼成および含浸、上ノズル４と下ノズル５は不焼成あるいは焼成、浸漬ノズルおよびロングノズルは焼成が行われてもよい。また、必要に応じて金物を取り付けてもよい。
【００２３】
鋼の連続鋳造を行うに際しては、取鍋、タンディッシュ１の溶鋼供給口に、前記原料で形成したスライディングノズル３、上ノズル４、下ノズル５、浸漬ノズル６、ロングノズルを装着する。
０．１５質量％以上、３．０質量％以下のＭｎ、０．００５質量％以上、０．０６質量％以下のＯ、０．０１質量％以下に制限されたＡｌ、０．０００６質量％以上、０．０８質量％以下のＣ、０．００３質量％以上、０．０４質量％以下のＳｉ、０．００６質量％以上、０．１質量％以下のＰ、０．００４質量％以上、０．５質量％以下のＳ、０．００１５質量％以上、０．０２質量％以下のＮ、０．００１質量％以上、０．０３質量％以下のＢ、及び、Ｆｅと不可避的不純物を含む残部を含有する溶鋼Ｍを、取鍋からタンディッシュ１に供給する。
ここで、溶鋼Ｍの成分において、Ｍｎが上記範囲であるため、鋼材の強度向上及び鋼材におけるＭｎＳの生成が可能である。また、Ｏが上記範囲であるため鋼材の成分バランスを取ることができる。Ａｌが上記の値以下に制限されているため鋼材中の酸素レベルを制御することができる。Ｃが上記範囲であるため鋼材の強度を向上させることができる。Ｓｉが上記範囲であるため鋼材の強度を向上させることができる。Ｐが上記範囲であるため鋼材の脆化を防止することができる。Ｓが上記範囲であるため鋼材中にＭｎＳを生成させることができる。Ｎが上記範囲であるため鋼材の脆化を防止することができる。Ｂが上記範囲であるため鋼材の快削性を向上させることができる。
【００２４】
タンディッシュ１に供給された溶鋼Ｍは、上ノズル４の内壁、スライディングノズル３の孔内周縁、下ノズル５の内壁、及び、浸漬ノズル６の内壁に接しながら、浸漬ノズル６の下端に形成された吐出口から鋳型２（第２容器）に流入する。尚、スライディングノズル３の下側の孔の開き板状体を不図示の駆動機構でスライドさせることにより、鋳型２へ供給する溶鋼Ｍの量を調整することができる。
この際、スライディングノズル３の孔部分、及びノズル４〜６の内壁は溶鋼Ｍに晒されるため、従来の成分のスライディングノズルでは、溶鋼Ｍ中のＭｎＯ、Ｂ２Ｏ３に起因する溶損が生じていた。これに対し、本実施形態によれば、前述した原料でノズル３〜６を形成するため、ＭｇＯ・Ａｌ２Ｏ３がスラグ中のＭｎＯを固溶して固定化するとともに、添加したＡｌ２Ｏ３がスラグに溶け込みつつ、その粘度を上げることにより、ノズル３〜６の溶鋼と接する表面からスラグが浸潤することを抑制することができる。従って、スラグ中のＢ２Ｏ３による溶損を抑制することができる。
この結果、ノズル３〜６は、非鉛快削鋼を製造するにあたり、従来の原料で製造したノズルに比較して、溶損を大幅に低減して、連続鋳造の安定化を図ることができる。
尚、前記実施形態では、スライディングノズル３は、孔の開いた板状体を２枚組合せ、下側の板状体をスライドさせることにより、溶鋼Ｍを鋳型２へ供給する量を調整していたが、孔開き板状体を３枚重ね合わせたスライディングノズルに本発明を採用してもよい。
【実施例】
【００２５】
次に、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれに限られるものではない。
［１］実験方法
図３に示されるように、ジルコニア製のルツボ７内に６．１ｋｇの非鉛快削鋼の成分を含む溶鋼Ｍを投入し、Ａｒ雰囲気下で溶鋼温度が約１５５０℃となるように、誘導加熱により溶鋼Ｍを加熱保持した。この溶鋼Ｍに下記表１に示される合成スラグＳを６００ｇ投入して、非鉛快削鋼の連続鋳造に相当する実験条件を設定した。溶鋼Ｍの成分は、Ｍｎ＝１．２質量％、Ｏ＝０．０１５質量％、Ａｌ≦０．００２質量％、Ｃ＝０．０７質量％、Ｓｉ＝０．００８質量％、Ｐ＝０．０８質量％、Ｓ＝０．４質量％、Ｎ＝０．００８質量％、Ｂ＝０．０１質量％に設定した。【００２６】
【表１】
0005564496.tif 000002
【００２７】
［２］試料
試料は以下のようにして作成した。
アルミナ原料は純度９９．５質量％以上の焼結品、スピネルは理論組成の焼結スピネルでＡｌ２Ｏ３とＭｇＯ以外の不純物は０．６質量％以下とした。アルミナ粒の粒径は０．５〜１．５ｍｍとし、スピネルはトップサイズを５ｍｍとし、アルミナと合わせた場合に最密充填を取るように粒度配合を調節した。金属Ａｌは粒径２５０〜７４μｍで純度９９質量％以上、金属Ｓｉは粒径１４９〜７４μｍで純度９６質量％以上、Ｂ４Ｃは粒径４４μｍ以下で純度９５質量％以上、カーボン原料は鱗状黒鉛で粒径５００μｍ以下で純度９５質量％以上とした。また、バインダーとしてはフェノール樹脂を用い、添加量は外掛け４質量％とした。
これらの原料を混練し、一軸スクリュープレスで加圧成型し、１０００℃で還元焼成した。その後さらにピッチで含浸し、試料塊を得た。これを湿式加工することにより以下に説明する侵食試験用の供試体９を得た。【００２８】
次に、円板状の治具８に円柱状の供試体９を４本固定し、円板の回転軸として２５ｒｐｍで回転させながら、供試体９をルツボ内の溶鋼ＭとスラグＳに１０分間浸漬させた。尚、浸漬深さは、供試体９の下端からスラグＳの上面まで４０ｍｍを目安とした。１０分後、供試体９を引き上げて冷却した。冷却後、供試体９の浸漬部分の円板の半径方向の供試体寸法Ｄ１、接線方向の供試体寸法Ｄ２を測定し、それぞれ元の供試体９の同方向寸法から減算し、平均値をとって溶損量（ｍｍ）を算出した。【００２９】
［３］スピネル原料、アルミナ原料の影響
金属Ａｌ＝３質量％、金属Ｓｉ＝１質量％、カーボン原料＝１質量％、Ｂ４Ｃ＝０．５質量％に固定し、スピネル原料及びアルミナ原料の比率を変化させて供試体９を製作し、各供試体９をルツボ７内に浸漬し、各供試体９の１０分後の損耗量を測定した。実験例１〜実験例１０における原料の構成を表２に示す。【００３０】
【表２】
0005564496.tif 000003
【００３１】
実験例１〜実験例１０の結果を図４に示す。ここで、溶損指数は、実験例１の損耗量を１００として、実験例２〜実験例１０の損耗量を相対値に換算した値であり、溶損指数が大きければ大きいほど、溶損が大きいことを示す。
図４から判るように、スピネル原料にアルミナ原料を添加すると、溶損指数が低下する、すなわち、溶損しにくくなる。しかし、実験例５におけるアルミナ原料／スピネル原料＝１９．９／７４．６を境に、再び溶損指数が高くなり、実験例９におけるアルミナ原料／スピネル原料＝５９．６／３４．９では実験例１よりも溶損指数がスピネル原料のみからなる実験例１よりも大きくなってしまうことが判る。
以上のことから、理論組成のスピネル原料のみからなる実験例１と比較して、アルミナ原料の添加により、スライディングノズルの溶損を防止できる範囲は、スピネル原料が４５質量％以上、９４質量％以下、アルミナ原料が１質量％以上、５０質量％以下であることが確認された。【００３２】
［４］金属Ａｌ添加の影響
次に、スピネル原料／アルミナ原料＝３．７５、金属Ｓｉ＝１質量％、カーボン原料＝１質量％、Ｂ４Ｃ＝０．５質量％に固定し、金属アルミの添加量を０質量％〜７．６質量％まで変化させた実験例１１〜実験例１６について、前述と同様の試験を行った。実験例１１〜実験例１６の原料構成を下記表３に示し、評価結果を図５に示す。【００３３】
【表３】
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【００３４】
金属Ａｌの添加は、添加量１質量％以上で効果が認められ、３質量％前後が最もよく、７質量％以下までであれば、溶損指数が１００未満となり溶損防止効果が発揮されることが確認された。【００３５】
［５］カーボン原料添加の影響
最後に、スピネル原料／アルミナ原料＝３．７５、金属Ａｌ＝３質量％、金属Ｓｉ＝１質量％、Ｂ４Ｃ＝０．５質量％に固定し、カーボン原料の添加量０．３質量％〜５．０質量％まで変化させた実験例１７〜実験例２３について、前述と同様の試験を行った。実験例１７〜実験例２３の原料構成を下記表４に示し、評価結果を図６に示す。【００３６】
【表４】
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【００３７】
カーボン原料の添加は、添加量０．５質量％であればその効果が認められ、１質量％前後が最もよく、３質量％までは効果が認められることが確認され、４質量％以下であれば溶損指数が１００未満となり、溶損防止効果が発揮されることが確認された。【００３８】
以上のことから、４５質量％以上、９４質量％以下の理論組成のスピネル原料と、１質量％以上、５０質量％以下のアルミナ原料と、１質量％以上、７質量％以下の金属Ａｌと、０．５質量％以上、２質量％以下の金属Ｓｉと、０．５質量％以上、４質量％以下のカーボン原料と、０．１質量％以上、１質量％以下のＢ４Ｃと、を含有する原料を成形してスライディングノズル、上ノズル、下ノズル、浸漬ノズルを製造して非鉛快削鋼の連続鋳造方法を行うことにより、スライディングノズル、上ノズル、下ノズル、浸漬ノズルの溶損を防止して、鋼の連続鋳造の安定化を図ることができることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明によれば、高酸素鋼、非鉛快削鋼、高マンガン鋼等を製造するに際し、ノズル等の耐火物の溶損を低減し、安定して連続鋳造を行うことができる。
【符号の説明】
【００４０】
１    タンディッシュ
２    鋳型
３    スライディングノズル
４    上ノズル
５    下ノズル
６    浸漬ノズル
７    ルツボ
８    治具
９    供試体
Ｄ１  供試体寸法
Ｄ２  供試体寸法
Ｍ    溶鋼
Ｓ    スラグ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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