JP2010023057A - Refractory for molten metal nozzle and method for preventing suction of air from crack part thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冶金分野における取鍋、タンディッシュ等の溶融金属容器から溶融金属を流出させる際に使用するスライディングノズル用の上ノズル、スライディングプレート、中間ノズル、下部ノズル等の溶融金属ノズル用耐火物およびその亀裂部からの大気吸引防止方法に関するものである。 The present invention relates to a refractory for molten metal nozzles such as an upper nozzle, a sliding plate, an intermediate nozzle, and a lower nozzle for sliding nozzles used when flowing molten metal from a molten metal container such as a ladle or tundish in the metallurgical field. And a method for preventing atmospheric suction from the cracked portion.
製鋼用の取鍋下端部に取り付けられる溶鋼鋳込流量制御用のスライディングノズルは、上ノズル、スライディングプレート、中間ノズル、下部ノズルからなり、それぞれの間には目地と呼ばれる接合ための微細な空間が生じる。したがって、使用時には、その目地部にモルタル耐火物若しくは予めドーナツ状に形作られた一定の厚みを有したパッキン耐火物を設置し、その空隙を充満して使用している。 The sliding nozzle for molten steel casting flow control attached to the bottom of the ladle for steel making consists of an upper nozzle, a sliding plate, an intermediate nozzle, and a lower nozzle, and there is a fine space for joining called joints between each. Arise. Therefore, at the time of use, a mortar refractory or a packing refractory having a certain thickness previously formed in a donut shape is installed in the joint portion, and the gap is filled and used.
ところが、しばしば、その目地を起点として耐火物の異常損粍が発生し、内孔部を流通する溶鋼が炉外へ排出する漏鋼トラブルが発生する。その要因は、目地耐火物の設置ミス、偏芯、ノズル用耐火物の亀裂などが考えられる。また、耐火物、特にノズル用耐火物は、内孔に1000℃以上の非常に高温の溶鋼を受鋼すると、その熱スポールの影響で亀裂が発生する。その際、ノズル内孔近傍に圧縮応力が、ノズル外周に引っ張り応力が生成して外周側から亀裂が発生する。その後、受鋼の回数が増すにしたがって亀裂が伸長し、最終的にノズルの内孔に到達する。究極的には全く亀裂が発生しない耐火物の開発が耐火物業界の目標だが、現在の技術では未達である。 However, an abnormal damage of the refractory often occurs from the joint as a starting point, and a steel leakage trouble that the molten steel flowing through the inner hole portion is discharged out of the furnace occurs. Factors that can be considered include misplacement of joint refractories, eccentricity, and cracks in the nozzle refractories. In addition, when a refractory material, particularly a refractory material for a nozzle, receives a very high temperature molten steel having a temperature of 1000 ° C. or higher in its inner hole, a crack is generated due to the influence of the thermal spall. At that time, a compressive stress is generated in the vicinity of the nozzle inner hole, and a tensile stress is generated in the outer periphery of the nozzle, and a crack is generated from the outer peripheral side. Thereafter, as the number of times of receiving steel increases, the crack expands and finally reaches the inner hole of the nozzle. The ultimate goal of the refractory industry is to develop refractories that do not crack at all, but this is not achieved with current technology.
亀製がノズルの内孔側に到達すると、内孔は負圧な雰囲気にあるため、亀裂を介して外気の大気を吸引する可能性がある。目地耐火物の設置が完全で、目地耐火物の損傷が軽微であれば、大気を吸引することはないが、往々にして目地部分から大気を吸引しやすい。目地部分より大気を吸引すると、亀裂に大気が侵入して亀裂近傍の耐火物組織の酸化が進む。さらに、大気の吸引が継続されれば、耐火物組織が脆弱劣化していく。そのような状態までノズルの損傷が進行すると、ノズル内孔部を流通している溶鋼が劣化した耐火物組織を破壊し、溶損しながら亀製にそって進み、最終的にノズル外周に達して漏鋼に至る。 When the turtles reach the inner hole side of the nozzle, since the inner hole is in a negative pressure atmosphere, there is a possibility of sucking the outside air through the crack. If the joint refractory is completely installed and the joint refractory is slightly damaged, the air is not sucked, but it is often easy to suck air from the joint portion. When the atmosphere is sucked from the joint, the atmosphere enters the crack and the oxidation of the refractory structure near the crack proceeds. Furthermore, if the air suction is continued, the refractory structure will be weakly deteriorated. When damage to the nozzle progresses to such a state, the molten steel flowing through the nozzle hole destroys the deteriorated refractory structure, proceeds along the tortoise while melting, and finally reaches the outer periphery of the nozzle. It leads to leakage steel.
従来、特開平10−235457、特開2003−250605のようにスライディングノズルや浸漬ノズルでの大気の引き込みを防止するシール方法が提案されている。
しかし、これらは、スライディングノズルの固定プレートと摺動プレートの間や、スライドゲートと浸漬ノズルの接合部の間のシールで、これらの間の目地部やパッキン部の隙間からの大気の引き込みを防止するもので、スライディングプレートやノズルの熱スポールで生じる亀裂からの大気を吸い込むのを防止するものでなかった。
However, these are seals between the sliding nozzle fixed plate and the sliding plate, or between the sliding gate and the immersion nozzle junction, preventing air from being drawn in through the joints and packings between them. However, it did not prevent inhalation of air from the cracks generated by the sliding plate and the thermal spall of the nozzle.
熱スポールによるノズル用耐火物の亀裂の発生は、現在のところ避けられないが、亀裂を閉塞させて亀裂から大気を吸い込むのを防止できれば、たとえ目地パッキンの設置の不具合があっても、大気をノズル内に侵入しなくできる。したがって、熱スポールによるノズル用耐火物に亀裂が発生しても、亀裂部から大気をノズル内に侵入しなくして耐火物の亀裂近傍の組織酸化を防止でき、組織劣化も抑制、漏鋼トラブルも発生しないようにすることが課題であった。 The occurrence of cracks in refractories for nozzles due to thermal spalls is currently unavoidable. It can be prevented from entering the nozzle. Therefore, even if a crack occurs in the refractory for the nozzle due to the thermal spall, the atmosphere can not be infiltrated into the nozzle from the crack and the structure oxidation in the vicinity of the crack of the refractory can be prevented. The problem was to prevent it from occurring.
本発明は、上記した点に鑑み、上記の課題を解決するために、取鍋やタンディッシュ等の溶融金属容器から溶融金属を流出する溶融金属ノズル用耐火物であって、熱スポーリングによる亀裂部からの外気の空気をノズル内部に吸引するのを抑制するために、上記ノズル用耐火物の外周面部に使用の所定温度で軟化または溶融して亀裂部を閉塞する亀裂閉塞材を塗布したことを特徴とする溶融金属ノズル用耐火物を提供するものである。 In view of the above, the present invention is a refractory for a molten metal nozzle that discharges molten metal from a molten metal container such as a ladle or tundish in order to solve the above problems, and is a crack caused by thermal spalling. In order to suppress the suction of outside air from the inside of the nozzle into the nozzle, a crack closing material that softens or melts at the predetermined temperature for use to close the cracked portion is applied to the outer peripheral surface of the nozzle refractory. A refractory for a molten metal nozzle is provided.
また、溶融金属のノズル用耐火物の上面または/および下面部に所定の温度で軟化または溶融して亀裂部に侵入し、または亀裂部を覆って亀裂部を閉塞する亀裂閉塞材を0.005〜3mmの厚さで塗布したことを特徴とする溶融金属ノズル用耐火物を提供するものである。 In addition, a crack closing material that softens or melts at a predetermined temperature on the upper surface and / or the lower surface portion of the molten metal refractory for a nozzle and enters the crack portion or covers the crack portion and closes the crack portion is 0.005. The present invention provides a refractory for a molten metal nozzle characterized by being applied in a thickness of ˜3 mm.
さらに、溶融金属のノズル用耐火物のノズル間、またはスライディングプレートとの接合面、およびこれらの外周面部に所定の温度で溶融して亀裂部に侵入し、または亀裂部を覆って亀裂部を閉塞する亀裂閉塞材を塗布したことを特徴とする溶融金属ノズル用耐火物を提供するものである。 Furthermore, it melts at a predetermined temperature between the nozzles of the refractories for molten metal nozzles, or the joint surface with the sliding plate, and the outer peripheral surface part thereof, penetrates into the crack part, or covers the crack part and closes the crack part. The present invention provides a refractory for a molten metal nozzle, characterized in that a crack plugging material is applied.
さらにまた、取鍋やタンディッシュ等の溶融金属容器から溶融金属を流出する溶融金属ノズル用耐火物の亀裂部からの大気吸引防止方法であって、上記ノズル用耐火物の外周面部に使用の所定温度で軟化または溶融して亀裂部を閉塞する亀裂閉塞材を0.005〜3mmの厚さ、好ましくは0.1〜0.5mmの厚さで塗布し、ノズル用耐火物の外周面部に熱スポーリングによる亀裂が発生したときに上記外周面部に塗布した亀裂閉塞材が軟化または溶融して亀裂部を閉塞して外気の空気を耐火物の内部に吸引するのを抑制するようにしたことを特徴とする溶融金属ノズル用耐火物の亀裂部からの大気吸引防止方法提供するものである。 Furthermore, there is provided a method for preventing atmospheric suction from a cracked portion of a refractory for a molten metal nozzle that discharges the molten metal from a molten metal container such as a ladle or tundish, which is used for an outer peripheral surface portion of the refractory for the nozzle. A crack closing material that softens or melts at a temperature to close the crack is applied in a thickness of 0.005 to 3 mm, preferably 0.1 to 0.5 mm, and heat is applied to the outer peripheral surface of the nozzle refractory. When cracks due to spalling occur, the crack plugging material applied to the outer peripheral surface portion is softened or melted to block the crack portion and to prevent the outside air from being sucked into the refractory. A feature of the present invention is to provide a method for preventing atmospheric suction from a crack portion of a refractory for a molten metal nozzle.
またさらに、溶融金属のノズル用耐火物の外周面部に亀裂閉塞材を0.1〜0.5mmの厚さで塗布したことを特徴とする溶融金属ノズル用耐火物を提供するものである。 Furthermore, the present invention provides a refractory for a molten metal nozzle, characterized in that a crack closing material is applied to the outer peripheral surface of the refractory for a molten metal nozzle in a thickness of 0.1 to 0.5 mm.
本発明の溶融金属ノズル用耐火物は、取鍋やタンディッシュ等の溶融金属容器から溶融金属を流出する溶融金属注入用耐火物であって、熱スポーリングによる亀裂部からの外気の空気をノズル内部に吸引するのを抑制するために、上記ノズル用耐火物の外周面部に使用の所定温度で軟化または溶融して亀裂部を閉塞する亀裂閉塞材を塗布したことによって、内孔に1000℃以上の非常に高温の溶鋼を受鋼して、その熱スポールの影響で亀裂が発生しても、ノズル用耐火物の外周面部に塗布した亀裂閉塞材が溶融して亀裂部を閉塞し、亀裂部から大気を吸い込むのを防止でき、耐火物の亀裂近傍の組織酸化を防止でき、組織劣化も抑制でき、漏鋼の発生も防止できる。 The refractory for a molten metal nozzle of the present invention is a refractory for injecting a molten metal from a molten metal container such as a ladle or a tundish, and the outside air from the cracked portion caused by thermal spalling is nozzleed. In order to suppress suction inside, a crack closing material that softens or melts at a predetermined temperature of use and closes the cracked portion is applied to the outer peripheral surface portion of the nozzle refractory, so that the inner hole has a temperature of 1000 ° C. or higher. Even if a crack is generated due to the influence of the thermal spall, the crack closure material applied to the outer peripheral surface of the nozzle refractory melts and closes the crack. Inhalation of air from the refractory can prevent the oxidation of the structure near the crack of the refractory, suppress the deterioration of the structure, and prevent the occurrence of steel leakage.
また、溶融金属のノズル用耐火物の上面または/および下面部に所定の温度で軟化または溶融して亀裂部に侵入し、または亀裂部を覆って亀裂部を閉塞する亀裂閉塞材を0.005〜3mmの厚さで塗布したことによって、たとえノズル用耐火物の上面または/および下面部の目地パッキン等の設置に不具合があっても、亀裂閉塞材が溶融して亀裂部を閉塞して大気をノズル内部に侵入するのを防止でき、上記したように耐火物の亀裂近傍の組織酸化を防止でき、組織劣化も抑制でき、漏鋼の発生も防止できる。 In addition, a crack closing material that softens or melts at a predetermined temperature on the upper surface and / or the lower surface portion of the molten metal refractory for a nozzle and enters the crack portion or covers the crack portion and closes the crack portion is 0.005. By coating with a thickness of ˜3 mm, even if there is a defect in the installation of the joint packing on the upper surface and / or lower surface of the nozzle refractory, the crack plugging material melts and closes the crack to the atmosphere Can be prevented from entering the inside of the nozzle, and as described above, the structure oxidation in the vicinity of the crack of the refractory can be prevented, the deterioration of the structure can be suppressed, and the occurrence of leakage steel can also be prevented.
さらに、溶融金属ノズル用耐火物のノズル間、またはスライディングプレートとの接合面、およびこれらの外周面部に所定の温度で溶融して亀裂部に侵入し、または亀裂部を覆って亀裂部を閉塞する亀裂閉塞材を塗布したことによって、目地部に不具合があっても、亀裂閉塞材が溶融して亀裂部を閉塞して大気をノズル内部に侵入するのを防止できて、上記したように耐火物の亀裂近傍の組織酸化を防止でき、組織劣化も抑制でき、漏鋼の発生も防止できる。 Furthermore, it melts at a predetermined temperature between the nozzles of the refractory for the molten metal nozzle or the joint surface with the sliding plate, and the outer peripheral surface portion thereof to enter the crack portion, or covers the crack portion and closes the crack portion. By applying the crack plugging material, it is possible to prevent the crack plugging material from melting and plugging the cracking part and entering the inside of the nozzle even if there is a defect in the joint part. It is possible to prevent the structure oxidation in the vicinity of the cracks of the steel, suppress the deterioration of the structure, and prevent the occurrence of steel leakage.
さらに、溶融金属ノズル用耐火物の外周面部に使用の所定温度で軟化または溶融して亀裂部を閉塞する亀裂閉塞材を0.005〜3mmの厚さ、好ましくは0.1〜0.5mmの厚さで塗布し、溶融金属ノズル用耐火物の外周面部に熱スポーリングによる亀裂が発生したときに上記外周面部に塗布した亀裂閉塞材が軟化または溶融して亀裂部を閉塞して外気の空気を耐火物の内部に吸引するのを抑制することによって、内孔に1000℃以上の非常に高温の溶鋼を受鋼して、その熱スポールの影響で亀裂が発生しても、ノズルの外周面部に塗布した亀裂閉塞材が溶融して亀裂部に侵入し、または亀裂部を覆って亀裂部を閉塞し、亀裂部から大気を吸い込むのを防止でき、耐火物の亀裂近傍の組織酸化を防止でき、組織劣化も抑制でき、漏鋼の発生も防止できる。上記したように目地パッキン等の設置の不具合があっても、大気をノズル内に侵入するのを防止でき、上記したように耐火物の亀裂近傍の組織酸化を防止でき、組織劣化も抑制でき、漏鋼の発生も防止できる。 Further, a crack closing material that softens or melts the outer peripheral surface portion of the molten metal nozzle refractory at a predetermined temperature for use and closes the crack portion has a thickness of 0.005 to 3 mm, preferably 0.1 to 0.5 mm. When cracks due to thermal spalling occur on the outer peripheral surface of the molten metal nozzle refractory, the crack plugging material applied to the outer peripheral surface softens or melts and closes the cracks, and the outside air Even if the inner hole receives a very high temperature molten steel of 1000 ° C. or higher and cracks are generated due to the influence of the thermal spall, the outer peripheral surface portion of the nozzle is suppressed. The crack plugging material applied to the metal melts and penetrates into the crack, or covers the crack and closes the crack, thereby preventing air from being sucked in from the crack and preventing tissue oxidation near the crack of the refractory. , Can also suppress the deterioration of the structure, Raw can also be prevented. As described above, even if there is a problem in installation of joint packing etc., it is possible to prevent the atmosphere from entering the nozzle, as described above, it is possible to prevent tissue oxidation in the vicinity of cracks in the refractory, and to suppress tissue deterioration, The occurrence of steel leakage can also be prevented.
さらにまた、ノズル用耐火物の外周面部に亀裂閉塞材を0.1〜0.5mmの厚さで塗布したことによって、熱スポールによって亀裂を生ずるノズル用耐火物に容易に亀裂閉塞材を刷毛やスプレーで塗布して、上記のように亀裂閉塞材が溶融して亀裂部に侵入し、または亀裂部を覆って亀裂部を閉塞し、亀裂部から大気を吸い込むのを防止でき、耐火物の亀裂近傍の組織酸化を防止でき、組織劣化も抑制でき、漏鋼の発生も防止できる。 Furthermore, by applying the crack plugging material to the outer peripheral surface of the nozzle refractory in a thickness of 0.1 to 0.5 mm, the crack plugging material can be easily applied to the nozzle refractory that is cracked by a thermal spall. When applied by spraying, the crack plugging material melts and penetrates into the crack as described above, or covers the crack and closes the crack, and prevents the air from being sucked in from the crack. The nearby structure oxidation can be prevented, the deterioration of the structure can be suppressed, and the occurrence of steel leakage can be prevented.
本発明の溶融金属ノズル用耐火物およびその亀裂部からの大気吸引防止方法は、溶融金属ノズル用耐火物の外周面部に使用の所定温度で軟化または溶融して亀裂部を閉塞する亀裂閉塞材を塗布し、上記ノズル用耐火物の外周面部に熱スポーリングによる亀裂が発生したときに上記外周面部に塗布した亀裂閉塞材が軟化または溶融して亀裂部を閉塞して外気の空気を耐火物の内部に吸引するのを抑制することを特徴としている。 The molten metal nozzle refractory and the method of preventing atmospheric suction from the cracked portion of the present invention include a crack plugging material that softens or melts the outer peripheral surface portion of the molten metal nozzle refractory at a predetermined temperature and closes the cracked portion. When a crack due to thermal spalling occurs on the outer peripheral surface of the nozzle refractory, the crack plugging material applied to the outer peripheral surface softens or melts and closes the crack to remove the outside air from the refractory. It is characterized by suppressing suction inside.
溶融金属ノズル用耐火物としては、ノズル内部に溶融金属を流通して熱スポーリングで亀裂を発生し、亀裂部から大気を吸引する場所に使用する耐火物のすベてに適用できる。このノズル用耐火物に亀裂が発生しても直ちに耐火物の使用が終わるのではなく、まわりの耐火物やメタルケースなどに保持されて使用することができ、使用を延長することができる。大気を吸引する耐火物としては、取鍋の上ノズル、スライデイングプレート(上プレート、下プレート)、その下にある中間ノズル、下部ノズル、エアシールパイプ(ロングノズル)、また取鍋とモールド間にあり、溶鋼の保持する中間容器のタンディッシュに装着される上ノズル、プレート、中間ノズル、下部ノズル、浸潰ノズルなどが適用可能である。 As a refractory for a molten metal nozzle, it can be applied to all refractories used in a place where a molten metal is circulated inside the nozzle, cracks are generated by thermal spalling, and the atmosphere is sucked from the cracked portion. Even if cracks occur in the nozzle refractory, the use of the refractory does not end immediately, but it can be used while being held in a surrounding refractory or a metal case, and the use can be extended. Refractories that suck in the atmosphere include the upper nozzle of the ladle, the sliding plate (upper plate, lower plate), the intermediate nozzle below it, the lower nozzle, the air seal pipe (long nozzle), and between the ladle and the mold. Yes, an upper nozzle, a plate, an intermediate nozzle, a lower nozzle, a squeezing nozzle, and the like that are mounted on a tundish of an intermediate container held by molten steel are applicable.
これらの部位は、取鍋ではタンディッシュの溶鋼湯面、タンディッシュではモールド内の溶鋼湯面からの高さに応じた減圧環境が作られ、亀裂の発生により大気を吸引し、鋼の品質の劣化や耐火物白身の劣化により、耐火物においては損耗により、その使用が著しく制限される。 These parts are created in a laden atmosphere in the ladle according to the height of the molten steel surface of the tundish, and in the tundish according to the height from the molten steel surface in the mold. Due to deterioration and deterioration of whites of refractory, the use of refractories is significantly limited due to wear.
上ノズル、スライディングノズル、中間ノズル、下部ノズルのそれぞれの間は、目地と呼ばれる微細な空間が生じる。したがって、使用時には、その目地部にモルタル耐火物若しくは予めドーナツ状に形作られた一定の厚みを有したパッキン耐火物を設置し、その空隙を充満して実機使用しているが、上記したようにしばしばその目地を起点として耐火物の異常損耗が発生し、内部の溶鋼が炉外へ漏鋼するドラブルが起こる。 A fine space called a joint is formed between each of the upper nozzle, the sliding nozzle, the intermediate nozzle, and the lower nozzle. Therefore, at the time of use, a mortar refractory or a packing refractory having a certain thickness previously formed in a donut shape is installed in the joint, and the actual space is used to fill the gap. Frequently, the refractory wears out abnormally starting from the joint, and drooling occurs where the molten steel inside leaks out of the furnace.
この溶融金属ノズル用耐火物1としては、上記の取鍋、タンディッシュ等の溶融金属容器の底部に交換可能に装着して鋳造装置等に溶融金属を流出して金型等に注入するようにしているもので、図1のように上ノズル2、スライディングプレート3、中間ノズル4、下部ノズル5等が適用できる。そして、このような溶融金属ノズル用耐火物1は、それぞれの間の目地部6、7、8、9にモルタルやパッキン等のシール材(図示せず)をそれぞれ装着して漏鋼等がないように接合している。しかし、ノズル内孔10は、1000℃以上の非常に高温の溶鋼を受鋼し、その熱スポールの影響でノズル内孔近傍に圧縮応力が、ノズル外周に引っ張り応力が生成して外周側から、たとえば図2(a)、(b)のようにノズル外周部に亀裂11、12が発生し、受鋼の回数が増すにしたがってこれらの亀裂11、12が伸長し、最終的にノズル内孔10に到達し、亀裂11、12を介して外気の大気を吸引する事態が発生する。亀裂は、上ノズル2、スライディングプレート3部にも発生する。 The molten metal nozzle refractory 1 is replaceably attached to the bottom of a molten metal container such as a ladle or tundish, and the molten metal flows out into a casting apparatus or the like and is injected into a mold or the like. As shown in FIG. 1, an upper nozzle 2, a sliding plate 3, an intermediate nozzle 4, a lower nozzle 5, and the like can be applied. And such a refractory 1 for molten metal nozzles is equipped with sealing materials (not shown) such as mortar and packing at joints 6, 7, 8, and 9 between them, and there is no leakage steel or the like. Are joined together. However, the nozzle inner hole 10 receives a very high-temperature molten steel of 1000 ° C. or more, and the compressive stress is generated in the vicinity of the nozzle inner hole due to the influence of the thermal spall, and the tensile stress is generated in the outer periphery of the nozzle. For example, as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), cracks 11 and 12 are generated in the outer peripheral portion of the nozzle, and these cracks 11 and 12 expand as the number of times of receiving steel increases. The situation where the outside air is sucked through the cracks 11 and 12 occurs. Cracks also occur in the upper nozzle 2 and the sliding plate 3 part.
製鋼用溶鋼取鍋は、上記したように溶鋼流量を制御するため、溶鋼鍋の底部に上ノズル2、スライデイングノズル3、中間ノズル4、下部ノズル5が配置される。スライディングノズル3を用いた溶鋼の鋳造中においては、スライディングノズル3の内孔10を溶鋼流路が摺動プレートの摺動作に縮小し、一定の流速に制御される。このような環境下においては、ベルヌーイの法則から、溶鋼のヘッド圧に応じて減圧状態になる。特に、嵌合部を要するる絞り部近傍、中間ノズル4、下部ノズル5では、溶鋼の圧力がスライディングノズル3周辺の大気圧に対してほぼ真空近くの負圧となる。 Since the molten steel ladle for steelmaking controls the molten steel flow rate as described above, the upper nozzle 2, the sliding nozzle 3, the intermediate nozzle 4, and the lower nozzle 5 are arranged at the bottom of the molten steel pan. During the casting of the molten steel using the sliding nozzle 3, the molten steel flow path is reduced to the sliding motion of the sliding plate through the inner hole 10 of the sliding nozzle 3, and the flow rate is controlled at a constant flow rate. Under such an environment, the pressure is reduced according to the head pressure of the molten steel according to Bernoulli's law. In particular, in the vicinity of the throttle portion that requires the fitting portion, the intermediate nozzle 4, and the lower nozzle 5, the pressure of the molten steel becomes a negative pressure that is almost near the vacuum with respect to the atmospheric pressure around the sliding nozzle 3.
特に、ノズル用耐火物1は、内孔10に1000℃以上の非常に高温の溶鋼を受鋼すると、その熱スポールの影響で亀裂が発生し、受鋼の回数が増すにしたがって亀裂が伸長し最終的に内孔に到達する。亀製11、12がノズル内孔10側に到達すると、内孔10は負圧な雰囲気にあるため、亀裂11、12を介して外気の大気を吸引する可能性がある。目地耐火物の設置が完全で、目地耐火物の損傷が軽微であれば、大気を吸引することはないが、往々にして目地部分から大気を吸引しやすい。目地部分より大気を吸引すると、亀裂に大気、すなわち酸素を21%含有する空気が侵入し、亀裂近傍の耐火物組織のカーポン酸化が進む。そのため、ノズル用耐火物1の外周面部に所定の温度で溶融して亀裂11、12部に侵入して亀裂11、12部を閉塞する亀裂閉塞材13を付着し、熱スポーリングによる亀裂11、12から外気の空気をノズル内孔10に吸引するのを抑制し、耐火物組織の脆弱劣化を防止するように対処している。 In particular, when the nozzle refractory 1 receives a very high temperature molten steel of 1000 ° C. or more in the inner hole 10, a crack is generated due to the effect of the thermal spall, and the crack expands as the number of received steels increases. Eventually reaches the inner hole. When the turtles 11 and 12 reach the nozzle inner hole 10 side, since the inner hole 10 is in a negative pressure atmosphere, there is a possibility of sucking the outside air through the cracks 11 and 12. If the joint refractory is completely installed and the joint refractory is slightly damaged, the air is not sucked, but it is often easy to suck air from the joint portion. When the atmosphere is sucked from the joint portion, the atmosphere, that is, air containing 21% of oxygen enters the crack, and carpon oxidation of the refractory structure near the crack proceeds. Therefore, a crack closing material 13 that melts at a predetermined temperature and penetrates into the cracks 11 and 12 and closes the cracks 11 and 12 is adhered to the outer peripheral surface portion of the nozzle refractory 1, and cracks 11 due to thermal spalling, In order to prevent fragile deterioration of the refractory structure, the outside air is prevented from being sucked into the nozzle inner hole 10 from 12.
亀裂閉塞材13は、上ノズル2とスライディングプレート3の間、スライディングプレート3間、ノズル4とスライディングプレート3の間、上記ノズル4、5間の目地材6、7、8、9やパッキン材の外周部からこれらのノズル、スライディングプレート3の外側の周面部にわたって塗布することができる。また、亀裂閉塞材13は、上記ノズル2とスライディングプレート3の間の接合面、スライディングプレート3間の接合面、ノズル4とスライディングプレート3の接合面、上記ノズル4、5の接合面、およびこれらの外周面部にわたって塗布することもできる。特に、亀裂11、12は、上ノズル2や、中間ノズル4、下部ノズル5の上下端部の外周のコーナー部分から始まるため、図2(a)、(b)のようにこれらの上端面、下端面の外周面部の表面部に塗布しておくことが望ましいものであり、重要である。 The crack closing material 13 is a joint material 6, 7, 8, 9 or packing material between the upper nozzle 2 and the sliding plate 3, between the sliding plate 3, between the nozzle 4 and the sliding plate 3, and between the nozzles 4 and 5. It can apply | coat over these outer peripheral surface parts of these nozzles and the sliding plate 3 from an outer peripheral part. Further, the crack closing material 13 includes a joint surface between the nozzle 2 and the sliding plate 3, a joint surface between the sliding plate 3, a joint surface between the nozzle 4 and the sliding plate 3, a joint surface between the nozzles 4 and 5, and these. It can also apply | coat over the outer peripheral surface part. In particular, since the cracks 11 and 12 start from the outer corners of the upper and lower ends of the upper nozzle 2, the intermediate nozzle 4, and the lower nozzle 5, these upper end surfaces as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), It is desirable and important to apply to the outer peripheral surface portion of the lower end surface.
本発明は、ノズル用耐火物1の亀裂が発生する位置する上記した表面個所に、溶剤、上薬、酸化防止剤などのバインダー等の亀裂閉塞材13を予め塗布し、使用温度で溶融したり、液相化して亀裂部の表面を閉塞することで、亀裂からの大気吸引を抑制することである。塗布する亀裂閉塞材13は、その目地部分等の亀裂部が使用時に達する温度城で溶融し、亀裂部を覆うことで亀裂からの大気吸引を抑制するだけでなく、毛細管現象により耐火物の表面に発生した亀裂内に侵入して亀裂を閉塞することを特徴とする。なお、融液との濡れ性により、亀裂内部に浸透しない場合もあるが、亀裂の表面を覆うことで大気の侵入を阻止できるので、その場合も目的は達成できる。それにより、たとえ目地パッキンの設置不具合から大気が目地部等に存在しても、大気が亀裂内に侵入するのを防止できる。 In the present invention, a crack closing material 13 such as a binder such as a solvent, an upper drug, an antioxidant or the like is applied in advance to the surface portion where the crack of the refractory 1 for nozzles is generated and melted at the use temperature. It is to suppress atmospheric suction from the cracks by forming a liquid phase and closing the surface of the cracked part. The crack plugging material 13 to be applied melts at a temperature castle where the joint portion or the like reaches at the time of use, and not only suppresses atmospheric suction from the crack by covering the crack portion, but also the surface of the refractory by capillary action. It penetrates into the crack which generate | occur | produced in this, It is characterized by closing a crack. Although there are cases where the crack does not penetrate into the crack due to wettability with the melt, the intrusion of air can be prevented by covering the surface of the crack, so that the purpose can also be achieved in that case. Thereby, even if air | atmosphere exists in a joint part etc. from the malfunction of the joint packing installation, it can prevent that air | atmosphere penetrate | invades in a crack.
亀裂閉塞材13としては、このように軟化したり、溶融して亀裂部を閉塞するもので、ノズル用耐火物1が亀裂発生時に溶けて亀裂部を覆ったり、侵入して閉塞することが必要である。亀裂の発生する温度の200℃から1200℃、好ましくは300〜700℃で溶融する(実使用時にノズルの外周に亀裂が入るときに、ノズルの上端部および下端部の最外側の温度で溶融していることが必要)釉薬や、金属酸化物、セラミックスの塗布材をを使用できる。 The crack closing material 13 is softened or melted in this way to close the crack portion, and it is necessary that the refractory 1 for the nozzle melts when the crack occurs and covers the crack portion or enters and closes. It is. Melts at a cracking temperature of 200 ° C. to 1200 ° C., preferably 300 to 700 ° C. (When cracks enter the outer periphery of the nozzle during actual use, it melts at the outermost temperature of the upper and lower ends of the nozzle. It is possible to use glazes, metal oxides, and ceramic coating materials.
亀裂閉塞材13の粘度としては、上記のように溶ける温度で、0.01cP〜200P程度のものが適用できる。0.1cP以下では溶融した後の粘度が低すぎて流れ出してしまい、1000P以上では粘り過ぎて、亀裂部を覆ったり、亀裂部に侵入することが難しい。好ましくは、適宜の流動性のある2cP〜700P位が望ましい。 As the viscosity of the crack closing material 13, a viscosity of about 0.01 cP to 200 P can be applied at the melting temperature as described above. If it is 0.1 cP or less, the viscosity after melting is too low to flow out, and if it is 1000 P or more, it is too viscous and it is difficult to cover or enter the crack. Preferably, the 2cP-700P position with suitable fluidity is desirable.
また、亀裂閉塞材13は、主成分がAl2 O3 、P2 O3 、Na2 O、K2 Oの軟化点約400℃のリン酸ガラス粉末の釉薬や、SiO2 、Al2 O3 、B2 O3 、Na2 O、K2 O、ZnOの軟化点約500〜600℃の硼酸ガラス粉末の釉薬や、SiO2 、Al2 O3 、P2 O3 、Na2 O、K2 O等の金属酸化物、セラミックスの塗着材が適用できる。これらの釉薬等は、そのまま水やバインダーに分散させて用いてもよいし、ノズル表面への接着を強固にするために結合材、例えばデキストリン等を添加し使用してもよい。 Further, the crack closing material 13 is composed of a glaze of phosphate glass powder whose main components are Al 2 O 3 , P 2 O 3 , Na 2 O, K 2 O and a softening point of about 400 ° C., and SiO 2 , Al 2 O 3. , B 2 O 3, Na 2 O, K 2 O, glaze or borate glass powder about 500 to 600 ° C. the softening point of ZnO, SiO 2, Al 2 O 3, P 2 O 3, Na 2 O, K 2 A metal oxide such as O or a ceramic coating material can be applied. These glazes and the like may be used by being dispersed in water or a binder as they are, or a binder such as dextrin may be added and used in order to strengthen the adhesion to the nozzle surface.
亀裂閉塞材13は、釉組成にもとづいて設定でき、たとえばゼーゲル式でのROの合量を1.0当量としてAl2 O3 0.1〜0.2、P2 O3 0.1〜0.2、Na2 O0.05〜0.2、K2 O0.1〜0.2としたり、SiO2 1.0〜2.5、Al2 O3 0.1〜0.5、B2 O3 0.1〜0.2、Na2 O0.1〜0.3、K2 O0.1〜0.3、ZnO0.1〜0.2等の所定配合の耐火性の軟化、溶融材とすることができる。 Crack occluder 13 can be set based on the glaze composition, for example, Al 2 O 3 0.1 to 0.2 the total amount of RO in Zegeru formula 1.0 eq, P 2 O 3 0.1~0 .2, Na 2 O 0.05-0.2, K 2 O 0.1-0.2, SiO 2 1.0-2.5, Al 2 O 3 0.1-0.5, B 2 O 3 0.1~0.2, Na 2 O0.1~0.3, K 2 O0.1~0.3, predetermined compounding refractory softening such ZnO0.1~0.2, the molten material be able to.
亀裂閉塞材14の塗布個所としては、メタルケース14を被覆しているノズル用耐火物1ではノズルの上端面、および下端面、これらの外周面、メタルケース14を被覆していない場合はその露出している耐火物の外周面の全面にわたって塗布することができる。亀裂の入る位置を特定できる場合は、亀裂の入る位置に重点的に塗布することにより、亀裂閉塞材13の塗布する量を少なくできてコストメリットを享受できる。なお、亀裂が入る位置としては、予めノズル用耐火物1の外周部に切れ目や切欠部等をいれておくこともできる。 As the application part of the crack closing material 14, the nozzle refractory 1 covering the metal case 14 exposes the upper end surface and the lower end surface of the nozzle, the outer peripheral surface thereof, and the metal case 14 when not covered. It can apply over the entire outer peripheral surface of the refractory material. When the position where the crack enters can be specified, the amount of the crack closing material 13 to be applied can be reduced and the cost merit can be enjoyed by intensively applying the position where the crack occurs. In addition, as a position where a crack enters, a cut line, a cutout, or the like can be provided in the outer periphery of the nozzle refractory 1 in advance.
また、亀裂閉塞材13の塗布厚みとしては、0.005mmの5μm〜3mmとすることができる。5μmより薄いと亀裂の幅を覆うには十分でなく、3mmより厚いと溶融時に溶け出して嵌合部に隙間を生じさせるので好ましくない。好ましくは、0.1〜0.5mmの厚さ、より望ましくは0.2mmの厚さで、亀裂部を閉塞しやすくできる。この亀裂閉塞材13の塗布方法としては、予めノズル用耐火物1を製造する工場において塗布してもよいし、現地で使用の直前に塗布してもよい。塗布の方法は、刷毛で塗ってもよいし、スプレーしてもよく、容易に均一に塗布できるものが好ましい。なお、加圧して上記した表面部に浸透しておくようにもできる。 Moreover, as application | coating thickness of the crack closure material 13, it can be set to 5 micrometers-3 mm of 0.005 mm. If it is thinner than 5 μm, it is not sufficient to cover the width of the crack, and if it is thicker than 3 mm, it melts during melting and creates a gap in the fitting portion, which is not preferable. Preferably, the crack portion can be easily closed with a thickness of 0.1 to 0.5 mm, more desirably 0.2 mm. As a method for applying the crack closing material 13, it may be applied in advance at a factory for manufacturing the nozzle refractory 1 or may be applied immediately before use on site. The application method may be a brush application or a spraying method, and a coating that can be easily and uniformly applied is preferable. In addition, it can also be made to pressurize and permeate | transmit the above-mentioned surface part.
また、亀裂閉塞材13は、ノズル用耐火物1とメタルケースとの間に溜り部を設けて塗布したり、ノズル上部においては溶融液がノズル外へ流れ出さないように外部のメタルケースと耐火物との間や、メタルケース側、耐火物側、あるいはその両方に亀裂閉塞材13を留める円周状の溝等の溜り部を設けることもできる。さらに、パッキングに亀裂閉塞材13を染みこませておき、パッキングを耐火物の上記した表面に密着して設置するようにしてもよい。 Further, the crack closing material 13 is applied with a reservoir provided between the nozzle refractory 1 and the metal case, or the outer metal case and the refractory so that the melt does not flow out of the nozzle above the nozzle. It is also possible to provide a reservoir such as a circumferential groove that holds the crack closing material 13 between the object and the metal case, the refractory, or both. Further, the crack closing material 13 may be soaked in the packing, and the packing may be installed in close contact with the surface of the refractory.
表1は、本発明の実施例とその比較例を示すもので、亀裂閉塞材13として300〜700℃で溶融するように主成分がAl2 O3 、P2 O3 、Na2 O、K2 Oの組成としたガラス粉末の釉薬を使用し、2cP〜700Pの粘性の液状に溶剤を混合して調整し、図2(a)、(b)のように取鍋用のメタルケース付きの中間ノズル4の上面と下面、メタルケース付きの下部ノズル5の上面と下面に表のように種々の厚さとして塗布し、塗布しない比較例のものとをA製鉄所で試験した。 Table 1 shows examples of the present invention and comparative examples thereof, and the main components are Al 2 O 3 , P 2 O 3 , Na 2 O, and K so as to melt at 300 to 700 ° C. as the crack plugging material 13. Using a glass powder glaze with a composition of 2 O, adjust by mixing the solvent into a viscous liquid of 2 cP to 700 P, and with a metal case for the ladle as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b). The intermediate nozzle 4 was coated at various thicknesses as shown in the table on the upper surface and the lower surface of the intermediate nozzle 4 and the upper surface and the lower surface of the lower nozzle 5 with a metal case.
その結果、いずれもノズル用耐火物には亀裂が発生したが、図3のように本発明の実施例のものはいずれもノズル表面からの大気の侵入の形跡はなく、使用回数も延長され、本発明の目的は達成された。一方、図4のように従来の比較例のものでは、ノズル用耐火物の亀裂部にはノズル表面から大気が侵入して酸化している。なお、ノズルの表面に亀裂閉塞材13を被覆していると、その塗布厚みが0.06mmといった薄くてもかなりの効果を有するものであり、好ましくは0.1〜0.5mm位であると言える。 As a result, cracks occurred in the refractories for the nozzles, but none of the examples of the present invention as shown in FIG. 3 had any evidence of air intrusion from the nozzle surface, and the number of uses was extended, The object of the present invention has been achieved. On the other hand, in the conventional comparative example as shown in FIG. 4, the atmosphere enters the cracked portion of the refractory for the nozzle from the nozzle surface and is oxidized. If the surface of the nozzle is covered with the crack plugging material 13, the coating thickness is as thin as 0.06 mm, which has a considerable effect, and preferably about 0.1 to 0.5 mm. I can say that.
本発明の実施例と比較例の比較表
Comparative table of examples and comparative examples of the present invention
1…溶融金属ノズル用耐火物 10…ノズル内孔 11、12…亀裂
13…亀裂閉塞材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Refractory material for molten metal nozzles 10 ... Nozzle inner hole 11, 12 ... Crack 13 ... Crack closure material
Claims (5)
熱スポーリングによる亀裂部からの外気の空気をノズル内部に吸引するのを抑制するために、上記ノズル用耐火物の外周面部に使用の所定温度で軟化または溶融して亀裂部を閉塞する亀裂閉塞材を塗布したことを特徴とする溶融金属ノズル用耐火物。 It is a refractory for a molten metal nozzle that flows out molten metal from a molten metal container such as a ladle or tundish,
In order to suppress the outside air from the crack due to thermal spalling from being sucked into the nozzle, the outer periphery of the refractory for the nozzle is softened or melted at a predetermined temperature to close the crack. A refractory for a molten metal nozzle, characterized by applying a material.
上記ノズル用耐火物の外周面部に使用の所定温度で軟化または溶融して亀裂部を閉塞する亀裂閉塞材を0.005〜3mmの厚さ、好ましくは0.1〜0.5mmの厚さで塗布し、
ノズル用耐火物の外周面部に熱スポーリングによる亀裂が発生したときに上記外周面部に塗布した亀裂閉塞材が軟化または溶融して亀裂部を閉塞して外気の空気を耐火物の内部に吸引するのを抑制するようにしたことを特徴とする溶融金属ノズル用耐火物の亀裂部からの大気吸引防止方法。 A method for preventing atmospheric suction from a cracked portion of a refractory for a molten metal nozzle that flows out molten metal from a molten metal container such as a ladle or tundish,
A crack closing material that is softened or melted at a predetermined temperature for use on the outer peripheral surface portion of the nozzle refractory to close the crack portion has a thickness of 0.005 to 3 mm, preferably 0.1 to 0.5 mm. Apply,
When a crack due to thermal spalling occurs on the outer peripheral surface of the refractory for the nozzle, the crack plugging material applied to the outer peripheral surface softens or melts to close the crack and sucks outside air into the refractory. A method for preventing atmospheric suction from a crack portion of a refractory for a molten metal nozzle, characterized in that
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