(57)【要約】製鋼用の耐火材が、５０〜９５％のジルコニア（ＺｒＯ２）、０〜３５％のシリカ（ＳｉＯ２）、５〜３５％の炭素（Ｃ）、５％未満のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）と、ケイ素（Ｓｉ）金属や炭化物等の酸化防止剤からなる。酸化防止剤の量は、約１０重量％までとすることができる。耐火材には、供給ノズル及び移行部を造る用途がある。又、以下の段階からなる鋼ストリップの連続鋳造方法が開示される。間にロール間隙を有する一対の鋳造ロールを組立て、溶鋼に接触する少なくとも一部が耐火材で構成された、溶鋼を供給して鋳造溜めを形成する金属供給システムを組立て、耐火材の組成を５０〜９５％のジルコニア、０〜３５％のシリカ、５〜３５％の炭素、５％未満のアルミナ、酸化防止剤及び炭化物とし、鋳造ロールを回転させ、ロール間隙を通し下方に送給される薄鋼ストリップを形成する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
５０〜８５重量％のジルコニア、０〜３５重量％のシリカ、５％未満のアルミナ、５〜３５％の炭素、及び酸化防止剤からなる、製鋼時の溶融金属供給のための耐火物。
【請求項２】
ジルコニアの重量％が６０〜８５重量％である、請求項１に記載の製鋼時の溶融金属供給のための耐火物。
【請求項３】
ジルコニアの重量％が７０〜８０重量％である、請求項１に記載の製鋼時の溶融金属供給のための耐火物。
【請求項４】
炭素の重量％が８〜３０重量％である、請求項１乃至３のいずれかに記載の製鋼時の溶融金属供給のための耐火物。
【請求項５】
炭素の重量％が１０〜２０重量％である、請求項４に記載の製鋼時の溶融金属供給のための耐火物。
【請求項６】
耐火材が石灰、酸化マグネシウム又はそれらの組合せで安定化される、請求項１乃至５のいずれかに記載の製鋼時の溶融金属供給のための耐火物。
【請求項７】
酸化防止剤が約１０重量％までで構成される、請求項１乃至６のいずれかに記載の製鋼時の溶融金属供給のための耐火物。
【請求項８】
５０〜８５％のジルコニア、０〜３５％のシリカ、５％未満のアルミナ、５〜３５％の炭素、及び酸化防止剤からなる、鋼ストリップの連続鋳造による製鋼時の溶融金属供給のための耐火物。
【請求項９】
ジルコニアの重量％が６０〜８５重量％である、請求項８に記載の鋼ストリップの連続鋳造による製鋼時の溶融金属供給のための耐火物。
【請求項１０】
ジルコニアの重量％が７０〜８０重量％である、請求項８に記載の鋼ストリップの連続鋳造による製鋼時の溶融金属供給のための耐火物。
【請求項１１】
炭素の重量％が８〜３０重量％である、請求項８乃至１０のいずれかに記載の鋼ストリップの連続鋳造による製鋼時の溶融金属供給のための耐火物。
【請求項１２】
炭素の重量％が１０〜２０重量％である、請求項１１に記載の鋼ストリップの連続鋳造による製鋼時の溶融金属供給のための耐火物。
【請求項１３】
耐火材が石灰、酸化マグネシウム又はそれらの組合せで安定化される、請求項８乃至１２のいずれかに記載の鋼ストリップの連続鋳造による製鋼時の溶融金属供給のための耐火物。
【請求項１４】
酸化防止剤が約１０重量％までで構成される、請求項８乃至１３のいずれかに記載の鋼ストリップの連続鋳造による製鋼時の溶融金属供給のための耐火物。
【請求項１５】
５０〜８５％のジルコニア、０〜３５％のシリカ、５％未満のアルミナ、５〜３５％の炭素、及び酸化防止剤からなる組成を有する、鋼ストリップの連続鋳造による製鋼のための供給ノズル。
【請求項１６】
ジルコニアの重量％が６０〜８５重量％である、請求項１５に記載の鋼ストリップの連続鋳造による製鋼のための供給ノズル。
【請求項１７】
ジルコニアの重量％が７０〜８０重量％である、請求項１５に記載の鋼ストリップの連続鋳造による製鋼のための供給ノズル。
【請求項１８】
炭素の重量％が８〜３０重量％である、請求項１５乃至１７のいずれかに記載の鋼ストリップの連続鋳造による製鋼のための供給ノズル。
【請求項１９】
炭素の重量％が１０〜２０重量％である、請求項１８に記載の鋼ストリップの連続鋳造による製鋼のための供給ノズル。
【請求項２０】
耐火材が石灰、酸化マグネシウム又はそれらの組合せで安定化される、請求項１５乃至１９のいずれかに記載の鋼ストリップの連続鋳造による製鋼のための供給ノズル。
【請求項２１】
酸化防止剤が約１０重量％までで構成される、請求項１５乃至２０のいずれかに記載の鋼ストリップの連続鋳造による製鋼のための供給ノズル。
【請求項２２】
５０〜８５％のジルコニア、０〜３５％のシリカ、５％未満のアルミナ、５〜３５％の炭素、及び酸化防止剤からなる組成を有する、鋼ストリップの連続鋳造による製鋼時の流れ制御のための移行部ノズルブロック。
【請求項２３】
ジルコニアの重量％が６０〜８５重量％である、請求項２２に記載の鋼ストリップの連続鋳造による製鋼時の流れ制御のための移行部ノズルブロック。
【請求項２４】
ジルコニアの重量％が７０〜８０重量％である、請求項２２に記載の鋼ストリップの連続鋳造による製鋼時の流れ制御のための移行部ノズルブロック。
【請求項２５】
炭素の重量％が８〜３０重量％である、請求項２２乃至２４のいずれかに記載の鋼ストリップの連続鋳造による製鋼時の流れ制御のための移行部ノズルブロック。
【請求項２６】
炭素の重量％が１０〜２０重量％である、請求項２５に記載の鋼ストリップの連続鋳造による製鋼時の流れ制御のための移行部ノズルブロック。
【請求項２７】
耐火材が石灰、酸化マグネシウム又はそれらの組合せで安定化される、請求項２２乃至２６のいずれかに記載の鋼ストリップの連続鋳造による製鋼時の流れ制御のための移行部ノズルブロック。
【請求項２８】
酸化防止剤が最高約１０重量％までで構成される、請求項２２乃至２７のいずれかに記載の鋼ストリップの連続鋳造による製鋼時の流れ制御のための移行部ノズルブロック。
【請求項２９】
ａ．間にロール間隙を有し、ロール間隙両端に隣接した閉じ込め閉止部を備えた、一対の冷却された鋳造ロールを組立て、
ｂ．溶鋼に接触する少なくとも一部が耐火材で構成された、鋳造ロール間に溶鋼を供給してロール間に支持された鋳造溜めを形成する金属供給システムを組立て、耐火材の組成を５０〜８５％のジルコニア、０〜３５％のシリカ、５〜３５％の炭素、５％未満のアルミナ、及び酸化防止剤とし、
ｃ．鋳造ロールを相互回転させて鋳造ロール表面に金属殻を形成し、凝固した薄鋼ストリップを鋳造ロール間のロール間隙を通し下方に送給する、
段階からなる鋼ストリップの連続鋳造方法。
【請求項３０】
ジルコニアの重量％が６０〜８５重量％である、請求項２９に記載の鋼ストリップの連続鋳造方法。
【請求項３１】
ジルコニアの重量％が７０〜８０重量％である、請求項２９に記載の鋼ストリップの連続鋳造方法。
【請求項３２】
炭素の重量％が８〜３０重量％である、請求項２９乃至３１のいずれかに記載の鋼ストリップの連続鋳造方法。
【請求項３３】
炭素の重量％が１０〜２０重量％である、請求項３２に記載の鋼ストリップの連続鋳造方法。
【請求項３４】
耐火材が石灰、酸化マグネシウム又はそれらの組合せで安定化される、請求項２９乃至３３のいずれかに記載の鋼ストリップの連続鋳造方法。
【請求項３５】
酸化防止剤が約１０重量％までで構成される、請求項２９乃至３４のいずれかに記載の鋼ストリップの連続鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製鋼に関し、特に連続鋳造による製鋼に関するものである。本発明は、鋼ストリップ鋳造による製鋼に適用される。
【背景技術】
【０００２】
薄ストリップ鋼の連続鋳造では、溶鋼が取鍋からタンディッシュと、シュラウド、供給ノズル、場合によっては移行部分をも含む溶鋼供給システムとを介し鋳造機に送給される。これらの金属送給要素は、溶鋼を１５００〜１６００℃又はそれ以上の温度で、溶鋼鋳造プロセスの高温に耐え得る耐火物を介し鋳造機に送給する。これらの耐火物は、溶鋼を供給システムに導入する際の熱衝撃を避けるために供給温度に予熱することもできる。これらの金属供給構成要素は、とりわけ、厚スラブ鋳造機、薄スラブ鋳造機、薄ストリップ鋳造機による連続鋳造で使われる。特に薄ストリップ鋳造で有用な斯かる金属供給構成要素用の耐火材の例が、特許文献１及び特許文献２に開示されている耐火材である。
【特許文献１】米国特許第５９２４４７６号明細書
【特許文献２】米国特許第６２５７３１５号明細書
【０００３】
薄ストリップ鋳造では、溶鋼は、間にロール間隙を形成し、相互方向に回転する一対の水平配置の鋳造ロール間に導入されるのが標準的である。鋳造ロールは内部冷却されているので、動いているロール上に金属殻が凝固し、それらがロール間隙にて合わされて、ロール間隙から下方に送給される鋳造ストリップを造り出す。「ロール間隙」という用語は本明細書では、鋳造ロールが最も相接近する領域全般を指すのに用いる。溶鋼は取鍋から小容器に注がれ、そこからロール間隙上方に位置した供給ノズル内を流れて、鋳造表面に支えられた鋳造溜めを形成することができる。鋳造溜めは、ロール間隙に隣接し、ロール間隙長さ方向に沿って延びる鋳造ロール上に支持される。鋳造溜めは、通常、鋳造溜め両端から流出しないよう両端を堰止めるため鋳造ロールの端面に摺動係合保持された側部板又は側部堰の間に閉じ込められる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
斯かる金属供給システムにおいて問題なのは、溶融したスラグが供給システムの耐火物に付着しがちなことである。このことは、耐火物が溶鋼の温度まで予熱されたとしても起こることが知られていた。溶鋼から耐火物へと蓄積したスラグは壊れやすく、鋳鋼内及び鋳鋼表面上に欠陥を引き起こす。これは、蓄積が薄ストリップ鋳造機の鋳造溜めのメニスカスに起きた場合に特に当てはまる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
我々は、特定の組成の耐火物が、鋼の連続鋳造で金属供給システムの耐火物の上に溶鋼が蓄積するのを抑制することを見出した。斯かる薄ストリップ製鋼の耐火材は、５０〜８５％のジルコニア（ＺｒＯ２）、０〜３５％のシリカ（ＳｉＯ２）、５〜３５％の炭素（Ｃ）、５％未満のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、及び酸化防止剤からなる（％は全て重量％で記述されている）。使用する炭素の純度は、９９．５％より大とすることができる。耐火材は石灰又は酸化マグネシウムで安定化でき、その量は一般的には約２８％未満でよい。耐火材には、鋼ストリップ連続鋳造による製鋼に用いる供給ノズル及び移行部ノズルブロックを造る際の用途がある。耐火材は、例えば、鋼ストリップ連続鋳造による製鋼に用いる供給ノズルを製造する際に用いることができる。
【０００６】
又、以下の段階からなる鋼ストリップの連続鋳造方法も開示される。
ａ．間にロール間隙を有し、ロール間隙両端に隣接した閉じ込め閉止部を備えた、一対の冷却された鋳造ロールを組立て、
ｂ．溶鋼に接触する少なくとも一部が耐火材で構成された、鋳造ロール間に溶鋼を供給してロール間に支持された鋳造溜めを形成する金属供給システムを組立て、耐火材の組成を５０〜８５％のジルコニア、０〜３５％のシリカ、５〜３５％の炭素、５％未満のアルミナ、及び酸化防止剤とし、
ｃ．鋳造ロールを相互回転させて鋳造ロール表面に金属殻を形成し、凝固した薄鋼ストリップを鋳造ロール間のロール間隙を通し下方に送給する。
【０００７】
耐火材のジルコニア（ＺｒＯ２）含量は６０〜８５重量％とすることができ、より明細には７０〜８０重量％とすることができる。耐火材の炭素含量は８〜３０重量％とすることができ、より明細には１０〜２０重量％とすることができる。ジルコニアは安定化されていてもいなくともよいが、使用時に耐火材上での摩耗を減らすためには石灰又は酸化マグネシウム又はそれらの組合せで安定化させることができる。
【０００８】
酸化防止剤は、耐火材の他の構成要素の酸化を抑制するものであり、耐火材系で酸化を抑制する任意の単一材料若しくは斯かる材料の組合せであってよい。酸化防止剤の量は約１０重量％までとすることができる。酸化防止剤は、例えば、ケイ素金属、アルミニウム金属、ケイ素アルミニウム合金、炭化ホウ素や炭化ケイ素等の炭化物であるが、これらに限定されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明を更に十分に説明できるよう、鋼ストリップの連続鋳造に関して特定の一実施例を添付図面を参照して記述する。
【００１０】
双ロール鋳造機１１を構成する主機械フレーム２１は、鋳造表面２２Ａを有する一対の内部冷却される鋳造ロール２２を支持する。鋳造ロール２２は横方向に互いに隣接配置して、鋼ストリップが形成されるようロール間にロール間隙を形成する。双ロール鋳造機はアメリカ特許第５，１８４，６６８号、第５，２７７，２４３号、第５，４８８，９８８号に示されるようなものであってよく、より細部についてはこれらを参照することができる。
【００１１】
溶鋼はストリップの連続鋳造用に、取鍋（図示せず）からタンディッシュ２３まで供給される。タンディッシュ２３からは、溶鋼は耐火物で裏打ちされたシュラウド２４により金属供給システムを介し、これまた耐火物で裏打ちされた移行部ノズルブロック２５に供給される。ストッパ１８は、接続部１７でシュラウド２４に取付けられる耐火物でできた入口２１に着座し、タンディッシュ２３からシュラウド２４への溶鋼の流れを調節する。ストッパ１８は可動であって、タンディッシュ２３からシュラウド２４への溶鋼の流れを調節する。
【００１２】
移行部ノズルブロック２５は、外部雰囲気に触れないよう全体に溶鋼を囲むように構成されており、移行部内の金属が溢流点に達した場合に溶鋼が流れ出ることができる溢流部１９を備えている。溶鋼はシュラウド２４から移行部２５へと、通常は移行部の溶融金属充填ライン１６より下になるように供給されて、溶融金属が空気に触れるのを最小限にする。
【００１３】
移行部ノズルブロック２５からは、溶鋼は耐火材製の供給ノズル２６によって鋳造溜め３０に供給される。鋳造溜め３０の上面３１（一般に、メニスカスレベルと呼ばれる）が供給ノズル２６の下端より上に来ることによって、供給ノズル下端が、一対の側部閉止堰又は閉止板２８によりロール端で閉じ込められる鋳造溜め３０に浸漬してもよい。
【００１４】
鋳造溜め３０は、鋳造ロール２２間のロール間隙２７上方に位置して鋳造ロール表面２２Ａで支持される。鋳造ロール２２は駆動されて相互方向に回転し、通常は水の循環により内部冷却される。鋳造ロールが回転すると、金属殻が鋳造溜め３０から、移動する鋳造ロール表面２２Ａに凝固する。殻は鋳造ロール２２間のロール間隙２７で合わせられて凝固ストリップを生み出し、それがロール間隙２７から下方に送給される。
【００１５】
移行部ノズルブロック２５と供給ノズル２６は、本発明の耐火材で造ることができる。耐火材の組成は、５０〜８５重量％のジルコニア、０〜３５重量％のシリカ、５重量％未満のアルミナ、５〜３５重量％の炭素、及び酸化防止剤である。耐火材のジルコニア（ＺｒＯ２）含量は６０〜８５重量％とすることができ、より明細には７０〜８０重量％とすることができる。耐火材の炭素含量は８〜３０重量％とすることができ、より明細には１０〜２０重量％とすることができる。酸化防止剤は約１０重量％までとすることができ、例えばケイ素金属、アルミニウム金属、又は炭化ホウ素又は炭化ケイ素等の炭化物とすることができる。耐火物は安定化したものでも、していないものでもよいが、使用時に溶鋼との接触で耐火物上に摩耗が生じるのを減らすよう安定化を石灰（ＣａＯ）又は酸化マグネシウム（ＭｇＯ）又はそれらの組み合わせで行うことができる。石灰又は酸化マグネシウムの量は約２８重量％未満とすることができる。
【００１６】
斯かる耐火材は、例えば、以下の組成を持つことができる。
ジルコニア    ７４％
シリカ        ０６％
炭素          １２％
【００１７】
耐火物の化学組成の残りは、安定化のために意図的に加えられた石灰等の他の材料（例えば３％）と、不純物であってよい。いずれにせよ、耐火物は炭素結合されたケイ酸グラファイトである。
【００１８】
特定の組成の耐火物の典型的な物理特性は以下の通りである。
容積密度          ３．７０ｇ／ｃｃ
見掛け気孔率      １５％
破壊応力（ｒｔ）  １０００ポンド／平方インチ
【００１９】
上記したような耐火材の利点は、溶融金属が耐火物に接して流れるときに耐火物に付着してスラグを形成しないことである。斯かるスラグは通常は鋳造溜め３０のメニスカスに集まり、そこで壊れて凝固中の殻に、そしてストリップ１２に入ってストリップ内とストリップ表面に欠陥を生じる。本発明のジルコニア炭素耐火物では、斯かるスラグ形成が抑制され、双ロール鋳造機で連続鋳造されるストリップのストリップ品質が改良される。
【００２０】
以上、本発明を図面と説明で詳細に例示・記述してきたが、それは例示的なものであって限定的性格のものではなく、単に本発明の例示的な実施例を図示・記述したのであり、本発明の要旨の範囲内にある全ての変更例、改変例が保護されると理解される。本発明の追加の特徴は、記述を考慮することにより当業者にとっては明らかであろう。改変は本発明の要旨及び範囲内で行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】金属供給システムを介し双ロール鋳造機へと流れる溶鋼の流れを示す。
【図１】
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【国際調査報告】
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