[发明专利]浸渍喷嘴及连续铸造方法

说明书

技术领域

本发明涉及在熔融金属的连续铸造方法中使用的浸渍喷嘴及包含将该浸渍喷嘴预热的预热工序的连续铸造方法。

背景技术

以往，已知有通过使熔融金属连续地冷却凝固来形成规定形状的铸坯的连续铸造方法，在该连续铸造方法中，实施经由浸渍喷嘴从中间包将熔融金属注入到铸型(水冷铸型)内的铸造工序。

浸渍喷嘴被安装在中间包的底部，以由喷嘴下端的排出口向铸型内排出中间包内的熔融金属的方式构成。该浸渍喷嘴以将下端侧浸渍在铸型内的熔融金属中的状态来使用，由此防止注入熔融金属的飞散，同时通过防止注入熔融金属与大气的接触来抑制氧化。此外，浸渍喷嘴能以整流化的状态注入，因此可防止漂浮在熔融金属上的熔渣或非金属夹杂物等杂质卷入到熔融金属中。其结果是，能够改善铸坯品质，并且能够确保操作的稳定性。

这样的浸渍喷嘴一般由Al₂O₃-SiO₂-C(碳)耐火材料或Al₂O₃-C耐火材料形成。由这些含有Al₂O₃-C的耐火材料制成的浸渍喷嘴由于Al₂O₃的耐火性及相对于熔融金属的耐蚀性优良、C相对于夹杂物(熔渣成分)难润湿、膨胀量低、且导热性良好，因而目前在熔融金属的连续铸造中应用最广泛。

这里，在熔融金属的连续铸造时，铸型内的钢水液面上浮游着被称为结晶器保护渣(mold powder)的低碱度、侵蚀性强的熔渣。该结晶器保护渣一般含有CaO、SiO₂、CaF₂、Na₂O、C，其碱度为1左右，因此使含有Al₂O₃或SiO₂的耐火材料显著熔损。因此，在以往的含Al₂O₃-C的耐火材料中，存在浸渍喷嘴的外周部的与结晶器保护渣相接触的部位(以下称为保护渣线部)的熔损大、不耐长期使用的问题。

对于此问题，以往例如在日本特开平11-302073号公报中公开了在浸渍喷嘴的保护渣线部使用ZrO₂-C质的耐火材料。

ZrO₂-C质的耐火材料具有将ZrO₂的对结晶器保护渣的优良的耐蚀性和C的耐热冲击性组合而得到的特征，通过在保护渣线部使用该ZrO₂-C质的耐火材料，能够提高浸渍喷嘴的耐用性。

在这样的ZrO₂-C质的耐火材料中，为了进一步提高耐蚀性，减少C的配合量、增加ZrO₂的配合量是有效果的。可是，ZrO₂的增量引起耐热冲击性的下降，使用时产生裂纹或折断的问题。另一方面，为了提高耐热冲击性，增加C的配合量、减少ZrO₂的配合量是有效果的，但是耐蚀性降低。

这样，为了提高耐蚀性及高耐用性，需要使ZrO₂及C的配合量最佳化。在上述日本特开平11-302073号公报记载的构成中，通过将ZrO₂的配合量规定为70～95质量％、将C的配合量规定为5～30质量％来谋求该最佳化。

可是，在上述铸造工序中，在浸渍喷嘴的温度低的情况下，在开始注入熔融金属时，有时浸渍喷嘴产生裂纹或堵塞、或熔渣不充分上浮到熔融金属上而使得铸坯品质降低等不良情况。因此，考虑通过对浸渍喷嘴进行预热来减少在开始注入熔融金属时在浸渍喷嘴处产生的温度差，防止上述不良情况的发生。

作为这样的预热法，例如如图5所示可考虑通过燃烧器100喷吹燃烧气体的方法。

此外，例如在日本特开平10-118746号公报还提出了用电热器围绕浸渍喷嘴的外周，通过导热及辐射进行加热的方法。

但是，在将上述日本特开平11-302073号公报中记载的在保护渣线部使用了ZrO₂-C质的耐火材料而得到的浸渍喷嘴预热后，在实施铸造工序时，由于ZrO₂-C质的耐火材料是高热膨胀材料，因此存在如下(A)、(B)所述的问题。

(A)在采用图5所示的燃烧器100进行预热时，从喷嘴的上端插入燃烧器100，向内部喷射燃烧气体，由下端侧的排出孔排气。因此，难以对喷嘴整体均匀地进行加热，起因于伴随该温度差的ZrO₂的热膨胀差，发生应力裂纹等。