(57)【要約】【課題】ノズル内周面の一部又は全部がＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ系耐火物からなる連続鋳造用浸漬ノズル及び該浸漬ノズルを用いた連続鋳造用タンディッシュにおいて、鋳造開始以前における耐火物の化学変化を防止することのできるものを提供する。【解決手段】ノズル内周面の一部又は全部がＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ系耐火物２１からなる連続鋳造用浸漬ノズル１であって、浸漬ノズル上端付近の外周部には、浸漬ノズル１を連続鋳造用タンディッシュ２に固定するためのあご部１３を有し、あご部１３のあご面１４と浸漬ノズルの軸方向とのなす角度θが４５°以上である。該浸漬ノズル１を用いてなる連続鋳造用タンディッシュ２であって、浸漬ノズル用ホルダー１１を用いてあご部１３を押さえることによって浸漬ノズル１をタンディッシュ２に押し付け、浸漬ノズル用ホルダー１１とあご部１３との間にはモルタルを充填していない。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル内周面の一部又は全部がＣａＯ・ＭｇＯ含有耐火物からなる連続鋳造用浸漬ノズルであって、該浸漬ノズル上部外周には、浸漬ノズルを連続鋳造用タンディッシュに固定するためのあご部を有し、該あご部のあご面と浸漬ノズルの軸方向とのなす角度が４５°以上であることを特徴とする連続鋳造用浸漬ノズル。
【請求項２】
ノズル外周側を構成する耐火物はＡｌ２Ｏ３＋Ｃ含有耐火物であり、かつＳｉＯ２含有量が５質量％以下であることを特徴とする請求項１に記載の連続鋳造用浸漬ノズル。
【請求項３】
前記あご面と浸漬ノズルの軸方向とのなす角度が略直角であることを特徴とする請求項１又は２に記載の連続鋳造用浸漬ノズル。
【請求項４】
前記あご面が外周径ｒと内周径ｒ’の比（ｒ’／ｒ）が０．７５〜０．８５であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の連続鋳造用浸漬ノズル。
【請求項５】
前記浸漬ノズルのあご部と、当該浸漬ノズルを連続鋳造用タンディッシュに押圧固定するための浸漬ノズル用ホルダーの前記あご部に接する部分それぞれに、凹部もしくは凸部を設け、相互に嵌合する構造としたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の連続鋳造用浸漬ノズル。
【請求項６】
前記ＣａＯ・ＭｇＯ含有耐火物が、ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ系耐火物であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の連続鋳造用浸漬ノズル。
【請求項７】
前記ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ系耐火物の組成は、０．０３≦ＭｇＯ／ＣａＯ≦３２、０．０５≦Ｃ／（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｃ）≦０．４０、かつＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｃの合計が９０質量％以上であることを特徴とする請求項６に記載の連続鋳造用浸漬ノズル。
【請求項８】
前記ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ系耐火物に代えてＣａＯ−Ｃ系耐火物を用いることを特徴とする請求項６に記載の連続鋳造用浸漬ノズル。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の連続鋳造用浸漬ノズルを用いてなる連続鋳造用タンディッシュであって、浸漬ノズル用ホルダーによって浸漬ノズルをタンディッシュに押し付け、前記浸漬ノズル用ホルダーとあご部との間にはモルタルを充填していないことを特徴とする連続鋳造用タンディッシュ。
【請求項１０】
請求項９に記載の連続鋳造用タンディッシュを用い、タンディッシュから浸漬ノズルを経由して溶融金属を鋳型内に注入することを特徴とする溶融金属の連続鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶融金属の連続鋳造に用いる連続鋳造用浸漬ノズル及び連続鋳造用タンディッシュに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
溶融金属の連続鋳造においては、溶融金属を取鍋からタンディッシュに注入し、さらにタンディッシュから鋳型内に注入する。鋳型内おいて、溶融金属と鋳型との接触部において凝固シェルが成長し、凝固シェルは下方に引き抜かれつつさらに凝固が進行し、最終的に凝固が完了して鋳片となり、引き出される。
【０００３】
タンディッシュ底面には鋳造ストランド数に等しい数の注入口が設けられ、各注入口から鋳型内に溶融金属が注入される。注入口にはストッパーあるいはスライディングノズルが設けられ、これらを開閉することによって溶融金属の注入制御が行われる。ストッパーを設ける場合には、タンディッシュ底面に注入ノズル（ストッパーノズル）を設け、注入ノズルの上方にストッパーを配置し、注入ノズルとストッパーとの間隔を調整することによって溶融金属注入量を調整する。スライディングノズルを設ける場合には、タンディッシュ底面に上部ノズルを配置し、その下方にスライディングノズル、さらにその下方に下部ノズルを配置する。スライディングノズルは、１枚ないし２枚の固定プレートと移動プレート（以下総称してＳＮプレートという。）とによって構成され、固定プレートと移動プレートに設けられた開口部の位置を調整することによって溶融金属注入量を調整する。注入ノズル、上部・下部ノズル、ＳＮプレートは、通常はいずれもＡｌ２Ｏ３とＣを主成分とするＡｌ２Ｏ３＋Ｃ含有耐火物によって形成される。
【０００４】
スラブ及び大断面ブルーム連続鋳造においては、タンディッシュの注入口下部に浸漬ノズルと呼ばれる連続鋳造用ノズルを設け、この浸漬ノズル先端の溶融金属吐出口を鋳型内の溶融金属中に浸漬しつつ溶融金属の注入を行うことにより、注入溶融金属を酸化雰囲気に接触させずに鋳型内に注入することを可能にしている。浸漬ノズルの材質としては、溶融石英あるいはＡｌ２Ｏ３＋Ｃ含有耐火物が用いられる。Ａｌ２Ｏ３＋Ｃ含有耐火物製ノズルは、Ａｌ２Ｏ３の高耐火性とＣの低い溶鋼濡れ性とを組み合わせた特徴があり、溶鋼に対する耐食性が強く、溶融石英質ノズルに比較して耐食性に優れているので、現在では溶鋼の連続鋳造用浸漬ノズルとして最も広く用いられている。
【０００５】
タンディッシュからの溶融金属の遮断にストッパーを用いる場合には、注入ノズルの下端に浸漬ノズルの上端を接続する。溶融金属の遮断にスライディングノズルを用いる場合には、スライディングノズルを構成する下部ノズルの下端に浸漬ノズルの上端を接続する。いずれの場合においても、浸漬ノズル上端接合部の気密性を十分に確保する必要がある。気密性が不十分であると、浸漬ノズル上端接合部を経由して外部から空気が吸引され、溶融金属を酸化させる原因となるからである。
【０００６】
Ａｌ２Ｏ３＋Ｃ含有耐火物製浸漬ノズルにおいては、溶融金属が流通するノズル内周部の溶融金属流通部に析出物が付着しやすいという性質を有している。析出物の付着は、特に非浸漬部のノズル内壁の温度勾配の大きな部分および吐出口付近の溶融金属流速の低下する部分に多く、付着物によって鋳造作業が困難になることがある。また、鋳造中に付着物を除去する作業を行う必要があり、ここで除去された付着物は鋳片中に取り込まれて大型介在物となり、鋳片品質を悪化させる原因となる。付着する析出物の主成分はαＡｌ２Ｏ３であり、脱酸生成物として溶融金属中に含まれているＡｌ２Ｏ３がノズル内壁に析出して堆積するものと考えられる。浸漬ノズル内壁への析出物付着は、特にアルミキルド鋼の連続鋳造において顕著に観察される。
【０００７】
特許文献１には、連続鋳造用ノズルとして、ノズル内部の少なくとも一部がドロマ／黒鉛から成るノズルが開示されている。ドロマとは耐火物として市販されているのもであり、ドロマイトを焙焼して作られるものであり、最低５６．５％のＣａＯ、４１．５％のＭｇＯを含んでいることが好ましいとされる。このような材料によって作られたノズルを使用すると、ドロマがノズルを詰まらせない可溶反応産物を作り出すので、Ａｌ２Ｏ３＋Ｃ含有耐火物ノズルに見られるような詰まりトラブルを避けることができるとしている。
【０００８】
上記のドロマ／黒鉛質耐火物を採用するに際し、注入する溶融金属が接触するノズル内周面をドロマ／黒鉛質耐火物とし、注入溶融金属が接触しない外側材料としてより廉価な材料でできているものを用いることができる。外側材料には、従来から用いられているＡｌ２Ｏ３＋Ｃ含有耐火物を用いたとしても、ノズル詰まりの問題は発生しない。
【０００９】
以下の説明において、浸漬ノズル１の上端と接するノズルであって、ストッパー方式のタンディッシュにおける注入ノズル、あるいはスライディングノズル方式のタンディッシュにおける下部ノズル６を、総称して注入ノズル６と称する。
【００１０】
注入ノズル６の下端と浸漬ノズル１の上端との接触部については、十分な気密性を保持する必要がある。この接触部を通しての空気の流通が可能であると、鋳造中においてこの接触部を通じて外気が浸漬ノズル内部に侵入し、鋳造する溶融金属の酸化を招くこととなるからである。従って、浸漬ノズル１をタンディッシュに設置するに際しては、浸漬ノズル上端がぴったりと注入ノズル下端に接するように、浸漬ノズルの高さ調整を行う必要がある。
【００１１】
従来は、図６に示すように、浸漬ノズル上端付近の外周部にテーパー部１５を設け、一方、浸漬ノズルをタンディッシュに固定するための浸漬ノズル用ホルダー１１の内周部にもテーパー部１６を設け、図５に示すように浸漬ノズルのテーパー部１５と浸漬ノズル用ホルダーのテーパー部１６との間にモルタル２３を充填し、このモルタル充填量を調整することによって浸漬ノズル１の高さ調整を行っていた。モルタルを使用するので、浸漬ノズル１をタンディッシュ２に取り付けてから使用を開始するまでの間に、モルタル２３を乾燥するための保持時間が必要であった。
【００１２】
【特許文献１】
特表平１１−５０６３９３号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
図６に示すような、溶融金属が接触するノズル内周面にＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ系耐火物２１（上記ドロマ／黒鉛質耐火物を含む）を用いた連続鋳造用ノズル１を採用することにより、ノズル詰まりの少ない鋳造を行うことができる。
【００１４】
浸漬ノズル内周面を構成する耐火物におけるＣａＯあるいはＭｇＯは、空気中の水蒸気と接することによって容易に化学反応を起こし、Ｃａ（ＯＨ）２やＭｇ（ＯＨ）２に変化する（水和反応）。このような化学変化を起こすと浸漬ノズルとしての機能が損なわれるので、浸漬ノズルは使用開始直前まで大気と接触しないように封印しておく必要がある。ところが、浸漬ノズルをタンディッシュに取り付けるに際して、従来は上述のようにモルタル２３を使用していたので、モルタル２３が乾燥するまでの時間は浸漬ノズル１を浸漬ノズル用ホルダー１１に取り付けたままで放置しておく必要がある。この放置時間中にＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ系耐火物２１の水和反応が進行してしまう。このような現象が発生するため、従来はＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ系耐火物２１を用いた浸漬ノズル１の使用が阻まれていた。
【００１５】
本発明は、ノズル内周面の一部又は全部がＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ系耐火物からなる連続鋳造用浸漬ノズル及び該浸漬ノズルを用いた連続鋳造用タンディッシュにおいて、鋳造開始以前における耐火物の化学変化を防止することのできるものを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の要旨とするところは以下の通りである。
（１）ノズル内周面の一部又は全部がＣａＯ・ＭｇＯ含有耐火物からなる連続鋳造用浸漬ノズル１であって、該浸漬ノズル上部外周には、浸漬ノズル１を連続鋳造用タンディッシュ２に固定するためのあご部１３を有し、あご部１３のあご面１４と浸漬ノズルの軸方向とのなす角度θが４５°以上であることを特徴とする連続鋳造用浸漬ノズル。
（２）ノズル外周側を構成する耐火物２２はＡｌ２Ｏ３＋Ｃ含有耐火物であり、かつＳｉＯ２含有量が５質量％以下であることを特徴とする上記（１）に記載の連続鋳造用浸漬ノズル。
（３）あご面１４と浸漬ノズルの軸方向とのなす角度θが略直角であることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の連続鋳造用浸漬ノズル。
（４）あご面１４が外周径ｒと内周径ｒ’の比（ｒ’／ｒ）が０．７５〜０．８５であることを特徴とする上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の連続鋳造用浸漬ノズル。
（５）浸漬ノズル１のあご部１３と、浸漬ノズル１を連続鋳造用タンディッシュに押圧固定するための浸漬ノズル用ホルダー１１のあご部１３に接する部分それぞれに、凹部１７もしくは凸部１８を設け、相互に嵌合する構造としたことを特徴とする上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の連続鋳造用浸漬ノズル。
（６）前記ＣａＯ・ＭｇＯ含有耐火物が、ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ系耐火物２１であることを特徴とする上記（１）乃至（５）のいずれかに記載の連続鋳造用浸漬ノズル。
（７）ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ系耐火物２１の組成は、０．０３≦ＭｇＯ／ＣａＯ≦３２、０．０５≦Ｃ／（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｃ）≦０．４０、かつＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｃの合計が９０質量％以上であることを特徴とする上記（６）に記載の連続鋳造用浸漬ノズル。
（８）ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ系耐火物２１に代えてＣａＯ−Ｃ系耐火物を用いることを特徴とする上記（６）に記載の連続鋳造用浸漬ノズル。
（９）上記（１）乃至（８）のいずれかに記載の連続鋳造用浸漬ノズル１を用いてなる連続鋳造用タンディッシュ２であって、浸漬ノズル用ホルダー１１によって浸漬ノズル１をタンディッシュ２に押し付け、浸漬ノズル用ホルダー１１とあご部１３との間にはモルタルを充填していないことを特徴とする連続鋳造用タンディッシュ。
（１０）上記（９）に記載の連続鋳造用タンディッシュ２を用い、タンディッシュか２ら浸漬ノズル１を経由して溶融金属を鋳型内に注入することを特徴とする溶融金属の連続鋳造方法。
【００１７】
【発明の実施の形態】
連続鋳造用浸漬ノズルは耐火物であり脆性材料である。さらに、タンディッシュ底部に突き出た形で配置され、その先端部に衝撃力が加わると容易に応力集中が起こる形状となっている。このような形態の浸漬ノズルをタンディッシュに固定する方法としては、できるだけ１点への応力集中をさせ、力を広い面で受けるとともに応力集中が発生するような鋭角の切り欠き形状を避けることが効果的である。そのため、従来は図６に示すように浸漬ノズル外周の上端付近にテーパー部１５を設け、浸漬ノズル用ホルダー１１にもテーパー部１６を設け、両テーパー部を介して浸漬ノズル１をタンディッシュ２に取り付ける方法が採用されていた。テーパー部とすることにより、浸漬ノズル１と浸漬ノズル用ホルダー１１との接触面積を増やすことができ、単位面積当たりの応力を小さくすることができる。また、テーパー角度（テーパー面と浸漬ノズルの軸との間の角度）を極力小さくすることにより、テーパー部の端部において鋭角の部分が発生せず、応力集中の発生を防止することができるからである。
【００１８】
一方では、テーパー角度が小さいということから、ごく僅かな寸法精度の誤差に起因して浸漬ノズル１の高さ方向取り付け位置（タンディッシュとの相対位置）にずれが生じることとなる。浸漬ノズル１の高さ方向ずれの発生は、浸漬ノズル１の上端と注入ノズル６の下端との接触部の接触不良の原因となるため、好ましくない。そこで、図５に示すように、浸漬ノズル１のテーパー部１５と浸漬ノズル用ホルダー１１のテーパー部１６との間にモルタル２３を充填し、モルタル２３の充填量を調整することによって浸漬ノズル１の高さ方向位置を調整していた。モルタル２３を使用する結果として浸漬ノズル取り付け後の乾燥時間が必要となり、そのために浸漬ノズル１のＣａＯ・ＭｇＯ含有耐火物、特にＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ系耐火物２１の水和反応が発生する状況については、上述の通りである。
【００１９】
本発明においては、図２に示すように、浸漬ノズル上端付近の外周部には、浸漬ノズル１を連続鋳造用タンディッシュ２に固定するためのあご部１３を有し、あご部１３のあご面１４と浸漬ノズルの軸方向とのなす角度（以下、「あご角度θ」という。）が４５°以上とすることにより、この問題を解決した。あご角度θが大きな角度であるため、従来のテーパー部１５と異なり、モルタル充填による高さ調整を行わなくても十分に精度の高い位置設定が可能である。図２（ａ）に示すようにあご角度θが略直角、即ち９０°のときに、浸漬ノズルの高さ精度を最も良好に実現することができる。図２（ｂ）に示すようにあご角度θが４５°以上であれば、たとえ公差内の寸法精度誤差があったとしても、モルタルでの調整を行うことなく浸漬ノズルの高さ精度を保つことができる。
【００２０】
本発明の浸漬ノズル１は、その内周面の一部又は全部がＣａＯ・ＭｇＯ含有耐火物からなる。それと同時に、ノズル外周側を構成する耐火物２２はＡｌ２Ｏ３＋Ｃ含有耐火物とすると好ましい。Ａｌ２Ｏ３＋Ｃ含有耐火物製ノズルは、Ａｌ２Ｏ３の高耐火性とＣの低い溶鋼濡れ性とを組み合わせた特徴があり、溶鋼に対する耐食性が強く、溶融石英質ノズルに比較して耐食性に優れているので、現在では溶鋼の連続鋳造用浸漬ノズルとして最も広く用いられている。さらに本発明においては、Ａｌ２Ｏ３＋Ｃ含有耐火物を従来に比較してより高強度かつ高靭性とすることにより、テーパー部を用いないあご部による保持を安定的に可能にすることができる。
【００２１】
あご部１３は、図２（ａ）に示す浸漬ノズル本体部上方の外周に位置するあご部外径ｒと、該外径ｒの７５〜８５％の径であるあご部内径ｒ’との差による幅があご面１４となって形成される。これに対応し、図１に示すように、浸漬ノズル用ホルダー１１の有口底部内側が受け面となって浸漬ノズル１の本体部上部外周のあご部を受ける。
【００２２】
あご部外径ｒに対する７５〜８５％の内径ｒ’間の差があご部の幅としたのは、内径ｒ’が７５％より小さいと、保持部でノズル本体胴部分上方の通称首部といわれる部分の肉厚が薄くなり、強度が低下するため首折れの原因となる。また、本体部分が細い場合、規定範囲内で外径ｒと内径ｒ’の差を小さくするほど、あご部の底面の内径ｒ’からノズル本体部をなす胴体下方に位置する吐出口にかけて任意の地点までテーパーを設けると、本体部自体に厚みが増すことになり、くび折れ、熱応力によるワレ（ヒートショック）などに対し補強効果が得られる。しかし、内径ｒ’が８５％より大きいとあご部の掛かり面積が小さくなり安定した保持状態を維持できなくなるとともにコーナーのヒビ、欠けの原因にもなるため好ましくない。
【００２３】
図２（ｃ）に示すように、浸漬ノズル１のあご部１３には吐出口９の方向を定めるべき凹部１７を設け、対する浸漬ノズル用ホルダー１１のあご受け部には図２（ｄ）に示すように凸部１８を持つと好ましい。浸漬ノズル１を浸漬ノズル用ホルダー１１装着の際にこれら凹部１７と凸部１８とを嵌合して、下部ノズルに押圧することができる。浸漬ノズル用ホルダー１１の詳細は図示していないが、ホルダー１１自体を支持し下部ノズルに押圧するための支持用突起あるいは、支持棒を挿入する穴がホルダー外側に設けられ、支持装置により一定方向から対象物へ押圧がなされる。あご部１３の凹部１７とあご受け部の凸部１８の配置個所については、あご部１３のあご面１４、言い換えればホルダー受け面沿いにあれば凹凸加工において問題ない限り特に制限されるものではないが、配置個所の確定の容易性から考えると吐出口９と同じ方向、あるいは吐出口９方向から９０°移動した位置に設けることが好ましい。
【００２４】
あご部１３と浸漬ノズル外周面とが出会う部分の形状については、応力集中の発生を防止すべく、できるだけ大きな曲率半径を有する形状とすると好ましい。
【００２５】
浸漬ノズル１をタンディッシュ２に固定するに際しては、浸漬ノズル用ホルダー１１を用いてあご部１３を押さえることによって浸漬ノズル１をタンディッシュ２に押し付ける。具体的には、図１に示すように浸漬ノズル用ホルダー１１をタンディッシュ金物１２にはめ込むことにより、浸漬ノズル１をタンディッシュ２に押し付けることができる。前述の通り、浸漬ノズル用ホルダー１１とあご部１３との間にはモルタルを充填していない。あご部１３のあご面１４と浸漬ノズル用ホルダー１１とを直接接触するように浸漬ノズル用ホルダー１１を配置することができる。さらに図３に示すように、あご面１４と浸漬ノズル用ホルダー１１との間に定形耐火物２４を配置しても良い。定形耐火物２４とは、定形性とわずかな変形性及び耐火性能を備えた耐火物であり、乾燥を要するような水分を含有せず、シール材として好適な耐火物である。例えば、クロジョック（商品名、黒崎播磨株式会社製）を用いることができる。
【００２６】
本発明において、ノズル外周側を構成する耐火物２２がＡｌ２Ｏ３＋Ｃ含有耐火物であり、かつＳｉＯ２含有量が５質量％以下であることとすると好ましい。Ａｌ２Ｏ３＋Ｃ含有耐火物は、高い耐火性を有しており、ノズル外周側を構成する耐火物２１として最も好ましい材質である。一方、Ａｌ２Ｏ３＋Ｃ含有耐火物中のＳｉＯ２成分は、ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ系耐火物と接触すると低融点物質を形成し、接触部における耐火物溶損の原因となる。本発明においては、Ａｌ２Ｏ３＋Ｃ含有耐火物中のＳｉＯ２含有量を５質量％以下とすることにより、該Ａｌ２Ｏ３＋Ｃ含有耐火物とＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ系耐火物との接合部における低融点物質の形成を最小限とし、該接合部における耐火物の溶損を最小限とすることができる。ＳｉＯ２含有量は３質量％以下であればより好ましい。
【００２７】
本発明において、ノズル内周面の一部又は全部を、ＣａＯ・ＭｇＯ含有耐火物によって形成することにより、連続鋳造中にノズル内周面にＡｌ２Ｏ３をはじめとする析出物が形成されるのを防止している。ＣａＯ・ＭｇＯ含有耐火物としては、ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ系耐火物２１を用いると好ましい。このＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ系耐火物の組成は、０．０３≦ＭｇＯ／ＣａＯ≦３２、０．０５≦Ｃ／（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｃ）≦０．４０、かつＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｃの合計が９０質量％以上であると好ましい。
【００２８】
ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ系耐火物の結晶構造は、ＣａＯ相とＭｇＯ相が混在したものであり、ＣはＣａＯとＭｇＯとが共存する結晶粒の粒子間に板状に充填される形で存在している。ノズル内周面の材質がＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ系耐火物であるとＡｌ２Ｏ３析出物の付着が少ない理由は、溶融金属から析出したＡｌ２Ｏ３がノズル内周面に付着したとき、耐火物中のＣａＯ相と付着Ａｌ２Ｏ３とが反応して低融点物質を生成し、そのために付着した析出物が再度溶融金属中に浮遊していくためであると考えられる。従って、ノズル内周面を形成する耐火物中にＣａＯ相が存在すれば、析出物付着を防止する能力を有する。ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ系耐火物中のＭｇＯ／ＣａＯが３２以下であれば、耐火物中に確実にＣａＯ相を存在させることができ、析出物付着防止効果を発揮することができる。ＭｇＯ／ＣａＯ比が低いほどＣａＯ相の存在比率が増大するので、析出物付着防止効果を向上させることができる。ＭｇＯ／ＣａＯ≦１であるとより好ましい。ＭｇＯ／ＣａＯ≦０．７２であるとさらに好ましい。
【００２９】
ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ系耐火物中のＭｇＯ相は、溶融金属中のＡｌ２Ｏ３と比較的融点の高い反応生成物をつくるため、ノズル内面耐火物の溶損を抑制するという機能を有する。この機能を発揮させるためには、ＭｇＯ／ＣａＯ≧０．０３とすることが必要である。ＭｇＯ／ＣａＯ≧０．２であるとより好ましい。ＭｇＯ／ＣａＯ≧０．４２であるとさらに好ましい。
【００３０】
ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ系耐火物を製造するに際し、耐火物中のＣａＯ−ＭｇＯ源として通常はドロマイトを用いる。ドロマイト中のＣａＣＯ３とＭｇＣＯ３の比率が生産地によって異なるので、ドロマイトを用いて製造した耐火物中のＭｇＯ／ＣａＯ比は０．４９〜１の範囲に存在することになる。この範囲であれば上記好ましいＭｇＯ／ＣａＯ比を実現することができる。
【００３１】
ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ系耐火物中のＣは、Ｃがもつ高熱伝導性により、耐熱スポーリング性に優れるという機能を有する。この機能を発揮させるためには、Ｃ／（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｃ）を０．０５以上とする必要がある。０．１５以上であればより好ましい。ただし、Ｃ含有量が高すぎると、Ｃの酸化による損耗が大きくなるので、Ｃ／（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｃ）≦０．４０とする。Ｃ／（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｃ）≦０．３５であるとより好ましい。
【００３２】
ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ系耐火物においては、ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｃの合計を９０質量％以上とする。不純物の含有量が１０％超となると、耐火性が低下するとともに、耐火物の主要物質との低融点物質を形成し易くなるため本発明の内孔体としての特性が得られなくなるためである。
【００３３】
ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ系耐火物の形状としては、連続鋳造用ノズルの外側を構成する耐火物２２と、内周を構成するＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ系耐火物２１とを別々に製作し、外側を構成する耐火物２２の内側にＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ系耐火物２１を上方から挿入する方法を採用すれば、製作が容易であって好ましい。この場合、連続鋳造用ノズル下端の吐出口９において、図１に示すように溶融金属流通路に外側を構成する耐火物２２が露出するが、もともとこの部分への析出物の付着はそれほど多くなかったので問題とはならない。また、同じ吐出口９において外側を構成する耐火物２２とＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ系耐火物２１との接触部が溶融金属流通路に露出する。この接触部における耐火物の溶損は、直接外気の侵入という弊害はもたらさないものの、溶損を最小限とするためには、ノズルの外側を構成する耐火物２２としてＳｉＯ２含有量５質量％以下のＡｌ２Ｏ３＋Ｃ含有耐火物を用いると好ましい。
【００３４】
本発明において、ノズル内周面の一部又は全部において、上記ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ系耐火物に代えてＣａＯ−Ｃ系耐火物を用いても良い。ＭｇＯを含有していないので上記ノズル内面耐火物の溶損抑制機能を発揮することはできないが、耐火物のライニング厚みを使用回数にあわせてコントロールできるという理由で十分にノズル内周面としての機能を果たすことができ、さらに優れた析出物付着除去効果を発揮することができる。この場合において、ＣａＯ−Ｃ系耐火物は０．０５≦Ｃ／（ＣａＯ＋Ｃ）≦０．４０、かつＣａＯ＋Ｃの合計が９０質量％以上の条件を満足すると好ましい。その理由は、上記ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ系耐火物における理由と同様である。
【００３５】
本発明の浸漬ノズルを底部に装着したタンディッシュ２を構成することができる（図１）。このタンディッシュ２を用いて溶融金属の連続鋳造を行えば、連続鋳造中における浸漬ノズル内周面への析出物の付着を防止することができ、析出物の付着・脱落起因の製品欠陥の発生を防止し、同一のタンディッシュを用いて長時間にわたる鋳造を行うことが可能になる。
【００３６】
以上の説明では、浸漬ノズルの内周側にＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ系耐火物を用い、外周側を構成する耐火物は別の、好ましくはＡｌ２Ｏ３＋Ｃ含有耐火物とする場合について説明を行った。本発明においては、浸漬ノズルの内周側も外周側もすべてＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ系耐火物を用いることとしても構わない。
【００３７】
本発明の連続鋳造用浸漬ノズルを使用する際に、浸漬ノズルの外周部であってスラグラインに相当する部分には、図４に示すようにスラグによる溶損を防止するためのスラグライン耐火物２５を配置すると好ましい。たとえば、ＺｒＯ２＋Ｃ系耐火物を用いることができる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、ノズル内周面の一部又は全部がＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ系耐火物からなる連続鋳造用浸漬ノズル及び該浸漬ノズルを用いた連続鋳造用タンディッシュにおいて、鋳造開始以前における耐火物の化学変化を防止することができる。このタンディッシュ２を用いて溶融金属の連続鋳造を行えば、連続鋳造中における浸漬ノズル内周面への析出物の付着を防止することができ、析出物の付着・脱落起因の製品欠陥の発生を防止し、同一のタンディッシュを用いて長時間にわたる鋳造を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の浸漬ノズルを用いたタンディッシュを示す部分断面図である。
【図２】本発明の浸漬ノズルを示す断面図である。
【図３】本発明の浸漬ノズルを用いたタンディッシュを示す部分断面図である。
【図４】本発明の浸漬ノズルを示す断面図である。
【図５】従来の浸漬ノズルを用いたタンディッシュを示す部分断面図である。
【図６】従来の浸漬ノズルを示す断面図である。
【符号の説明】
１  浸漬ノズル
２  タンディッシュ
３  注入ノズル
４  上部ノズル
５  スライディングプレート
６  下部ノズル（注入ノズル）
７  ストッパー
８  溶融金属流通路
９  吐出口
１０  溶融金属
１１  浸漬ノズル用ホルダー
１２  タンディッシュ金物
１３  あご部
１４  あご面
１５  テーパー部
１６  テーパー部
１７  凹部
１８  凸部
２１  ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ系耐火物
２２  外周側を構成する耐火物
２３  モルタル
２４  定形耐火物
２５  スラグライン耐火物
【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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