本發(fā)明涉及連續(xù)鑄造用浸漬噴嘴，特別是涉及通過與氧化鋁(al2o3)夾雜物反應來形成低熔點物質(zhì)，從而能夠抑制噴嘴堵塞的連續(xù)鑄造用浸漬噴嘴。

背景技術(shù)：

一般的連續(xù)鑄造工序是如下工序：將收容于鋼包的鋼液注入中間包，將注入中間包的鋼液連續(xù)注入鑄模，使鋼液一次冷卻后，向一次冷卻的鑄坯的表面灑上冷卻水來進行二次冷卻，從而使鋼液凝固來制造鑄坯。此時，在將收容于中間包的鋼液向鑄模內(nèi)供給的過程中，利用設(shè)置于中間包的出爐口的澆口或塞棒，控制鋼液的出爐，并通過浸漬噴嘴供給至鑄模內(nèi)。

鋼液中存在氧化鋁(al2o3)夾雜物，通過浮上分離未被去除的微細夾雜物附著于連接中間包與鑄模的浸漬噴嘴的內(nèi)壁上，成為浸漬噴嘴堵塞的原因。為了解決該問題，以往有如下方法等：將ar氣體向浸漬噴嘴內(nèi)壁供給，用氣泡(bubble)捕獲(traping)夾雜物，從而抑制夾雜物附著于浸漬噴嘴內(nèi)壁的方法；以及在浸漬噴嘴的內(nèi)壁形成包含cao的物質(zhì)層，形成氧化鋁和低熔點物質(zhì)，從而去除附著的夾雜物的方法。

利用ar氣體的方法雖然能夠一定程度減少夾雜物附著于浸漬噴嘴內(nèi)壁，但是由于由ar氣體引起的冷卻效果等而在抑制夾雜物附著方面存在局限。此外，在內(nèi)腔部形成包含cao的物質(zhì)層的方法被認為是抑制夾雜物附著于浸漬噴嘴內(nèi)壁的最有效的方法之一。作為包含cao的物質(zhì)層，如韓國公開專利第1994-0014253號中所公開那樣，使用鋯酸鈣(cazro3)、硅酸鈣(cao·sio2)、石墨(c)，在鑄造溫度下，從這些物質(zhì)溶出cao，cao與氧化鋁反應，從而抑制夾雜物附著。

但是，在cao的溶出不足的情況下，會形成cao·2al2o3、cao·7al2o3等高熔點物質(zhì)，由此可能發(fā)生噴嘴堵塞反而加快的情況。

此外，為了有效地形成低熔點物質(zhì)(12cao·7al2o3)，需要增加內(nèi)腔部內(nèi)的cao含量，為此需要增加鋯酸鈣的含量。但是，在增加鋯酸鈣的含量的情況下，隨著cao溶出，zro2變得不穩(wěn)定，在鑄造溫度下，從立方晶(cubic)或單斜晶(monoclinic)向四方晶(tetragonal)進行相轉(zhuǎn)變，從而發(fā)生體積變化。由此，在鑄造中可能會發(fā)生裂紋(crack)產(chǎn)生或排出口脫落等問題，因而實際情況是，無法通過增加鋯酸鈣含量來增加cao含量。并且，如果在常溫下直接接觸1550℃的鋼液，則由于因熱沖擊產(chǎn)生的瞬間膨脹，浸漬噴嘴可能產(chǎn)生裂紋等，因此在800～1100℃下將浸漬噴嘴預熱，該情況下，相轉(zhuǎn)變加快，發(fā)生故障的可能性變高，因此需要對浸漬噴嘴預熱的嚴格管理。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供通過在氧化鋁夾雜物附著于內(nèi)腔部時容易形成低熔點化合物，從而能夠抑制夾雜物附著的連續(xù)鑄造用浸漬噴嘴。

本發(fā)明提供在鑄造中不發(fā)生裂紋產(chǎn)生或排出口脫落等問題并能夠增加cao含量的連續(xù)鑄造用浸漬噴嘴。

本發(fā)明提供利用包含鈣鈦礦(catio3)、鋯酸鈣(cazro3)、硅酸鈣(cao·sio2)、石墨(c)的混合物來形成內(nèi)腔部的連續(xù)鑄造用浸漬噴嘴。

根據(jù)本發(fā)明的實施例的連續(xù)鑄造用浸漬噴嘴包含：管狀的噴嘴主體、以圍繞上述噴嘴主體的至少一部分內(nèi)壁的方式配置的內(nèi)腔部、以及在上述噴嘴主體的下部配置的排出口，上述內(nèi)腔部由包含鈣鈦礦(catio3)、鋯酸鈣(cazro3)、硅酸鈣(cao·sio2)和石墨(c)的混合物形成。

上述內(nèi)腔部以3mm至5mm的厚度形成。

相對于上述混合物100wt％，上述鈣鈦礦、鋯酸鈣、硅酸鈣和石墨添加95wt％至99wt％，并與1wt％至5wt％的粘合劑混合。

相對于上述混合物100wt％，含有40wt％至90wt％的鈣鈦礦和鋯酸鈣。

上述鈣鈦礦相對于鋯酸鈣含有5％至50％。

相對于上述混合物100wt％，含有5wt％至35wt％的上述石墨。

相對于上述混合物100wt％，含有1wt％至25wt％的上述硅酸鈣。

上述排出口由包含鈣鈦礦、鋯酸鈣、硅酸鈣和石墨的混合物形成。

上述排出口形成為cao含量少于上述內(nèi)腔部。

上述內(nèi)腔部的cao含量為15wt％至35wt％，上述排出口的cao的含量為10wt％至25wt％。

上述內(nèi)腔部和排出口以15％至35％的孔隙率形成。

本發(fā)明的實施例利用包含鈣鈦礦(catio3)、鋯酸鈣(cazro3)、硅酸鈣(cao·sio2)、石墨(c)的混合物形成連續(xù)鑄造用浸漬噴嘴的內(nèi)腔部。根據(jù)本發(fā)明，即使預熱時間短或者預熱溫度低，也能夠降低浸漬噴嘴發(fā)生裂紋產(chǎn)生和排出口脫落等問題的可能性，并且，由于內(nèi)腔部中存在tio2且cao含量增加，因此能夠有效抑制夾雜物附著于浸漬噴嘴內(nèi)壁。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)浸漬噴嘴的長壽命，能夠同時達成提高生產(chǎn)率和降低成本的效果。

附圖說明

圖1是應用根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的浸漬噴嘴的連續(xù)鑄造裝置的示意圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的連續(xù)鑄造用浸漬噴嘴的截面圖。

圖3是針對al2o3-c、cazro3和catio3的氧化鋁附著反應試驗后的圖像。

圖4至圖7是在氧化鋁基板上將catio3和cazro3分別以不同比率成型而成的試樣的反應性實驗結(jié)果圖像。

具體實施方式

以下，參照隨附的附圖，詳細說明本發(fā)明的實施例。但本發(fā)明并不限于以下公開的實施例，可以實現(xiàn)彼此不同的多種形態(tài)，本實施例只是將本發(fā)明的公開完整，是為了向具有通常知識的技術(shù)人員完整地說明本發(fā)明的范疇而提供的。

圖1是包含根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的浸漬噴嘴的連續(xù)鑄造裝置的示意圖，圖2是本發(fā)明的浸漬噴嘴的截面圖。

參照圖1，應用本發(fā)明的連續(xù)鑄造裝置包含：將在鋼包100中經(jīng)過制鋼工序的鋼液進行儲存的中間包200；配置于中間包200的下側(cè)并使鋼液凝固來制造鑄坯的鑄模300；對應配置于中間包200的出爐口210的下側(cè)并控制鋼液的出爐的澆口400；以及對應配置于澆口400的下部并將中間包200內(nèi)的鋼液向鑄模300引導的浸漬噴嘴500。此外，澆口400可以利用滑動澆口，滑動澆口包含上部和下部固定板410、420，以及配置在上部固定板410與下部固定板420之間的滑動板430。這樣的連續(xù)鑄造裝置通過使滑動板430滑動來控制中間包200的出爐口210與浸漬噴嘴500之間的連通，從而能夠控制鋼液的出爐。當然并不限于此，可以使用能夠控制中間包200的出爐口201與浸漬噴嘴500之間的連通的任意機構(gòu)。

如圖2所示，浸漬噴嘴500包含：以能夠?qū)⒅虚g包200內(nèi)的鋼液向鑄模300內(nèi)引導的方式制成為管狀的噴嘴主體510；以圍繞噴嘴主體510的內(nèi)壁的方式配置的內(nèi)腔部520；噴嘴主體510外部的渣線部530；以及以在噴嘴主體510下部的兩側(cè)彼此對稱的方式形成而使浸漬噴嘴500內(nèi)的鋼液向鑄模300排出的排出口540。

噴嘴主體510可以利用al2o3-c和al2o3-sio2-c中的任一種材料來制作，以鋼液可流動的方式制成管狀。此外，渣線部530可以利用zro2-c的材料來形成，可以形成于排出口540上側(cè)的噴嘴主體510的外面。

內(nèi)腔部520形成于噴嘴主體510的內(nèi)壁。即，內(nèi)腔部520可以在浸漬噴嘴500的內(nèi)壁以規(guī)定厚度、例如3mm～5mm厚度形成并與鋼液接觸。此時，內(nèi)腔部520可以以不突出于噴嘴主體510的內(nèi)壁的方式形成。即，內(nèi)腔部520可以在浸漬噴嘴500內(nèi)壁以3mm～5mm的深度形成。當然，內(nèi)腔部520可以配置成一部分以一定深度插入于浸漬噴嘴500內(nèi)壁、其余突出的形態(tài)；也可以配置成從浸漬噴嘴500內(nèi)壁突出的形態(tài)。此外，內(nèi)腔部520可以以沿噴嘴主體510的長度方向從下側(cè)起50％以上的長度形成。當然，內(nèi)腔部520優(yōu)選形成在噴嘴主體510內(nèi)壁整體。這樣的本發(fā)明的內(nèi)腔部520可以利用鈣鈦礦(catio3)、鋯酸鈣(cazro3)、硅酸鈣(cao·sio2)和石墨(c)與粘合劑的混合物來形成。通過由包含鈣鈦礦的混合物形成內(nèi)腔部520，從而基于如下反應而cao溶出，且cao與氧化鋁反應，抑制夾雜物附著。

catio3→cao+tio2

cazro3→cao+zro2

cao·zro2→cao+zro2

12cao+7al2o3→12cao·7al2o3

即，從鈣鈦礦分離出cao和tio2，從鋯酸鈣分離出cao和zro2后，cao與氧化鋁反應，形成12cao·7al2o3，從而抑制浸漬噴嘴500內(nèi)壁的夾雜物附著。其中，鈣鈦礦與鋯酸鈣相比活化能更低，因此鋯酸鈣被分離成cao和zro2之前，鈣鈦礦被分離成cao和tio2。由此，在從鋯酸鈣分離出cao之前，先從鈣鈦礦分離出cao而存在，因而最終整體的cao含量增加，隨之cao與氧化鋁的反應性得到提高，能夠進一步抑制夾雜物的附著。此時，分離出cao之后，tio2和zro2發(fā)揮維持內(nèi)腔部520的形狀的作用。但是，如果為了增加cao的含量而增加鋯酸鈣的含量，則zro2變得不穩(wěn)定而可能在鑄造中產(chǎn)生裂紋。即，如果從鋯酸鈣分離出cao，則會殘留zro2，但由于用作zro2的穩(wěn)定劑的cao被分離，因此zro2不穩(wěn)定，由此在鋼液接觸于內(nèi)腔部520時或?qū)⒔n噴嘴500預熱的期間產(chǎn)生裂紋等。然而，如果包含鈣鈦礦，則從鈣鈦礦分離出cao后殘留的tio2維持穩(wěn)定狀態(tài)，cao不會被用作穩(wěn)定劑，因此不會產(chǎn)生裂紋等。由此，包含鈣鈦礦并存在由其分離出的tio2，因此即使浸漬噴嘴500的預熱時間短或預熱溫度低，發(fā)生裂紋產(chǎn)生和排出口脫落等問題的可能性也會降低。此外，雖然zro2不與氧化鋁反應，但tio2與氧化鋁反應，從而能夠進一步抑制夾雜物附著。即，在上述反應式中，雖然記載了cao與氧化鋁的主要反應，但tio2也與氧化鋁反應。結(jié)果是，通過含有鈣鈦礦，即使不增加鋯酸鈣的含量，也能夠增加cao的含量，并且tio2與氧化鋁反應，從而能夠進一步提高與氧化鋁的反應性，能夠進一步抑制夾雜物的附著。此外，由于tio2不將cao用作穩(wěn)定劑，因此能夠防止在鑄造中產(chǎn)生裂紋等。

根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)腔部520通過將鈣鈦礦、鋯酸鈣、硅酸鈣和石墨與粘合劑混合而形成，包含鈣鈦礦的內(nèi)腔部材料可以以95wt％至99wt％混合，粘合劑可以以1wt％至5wt％混合。即，相對于內(nèi)腔部材料與粘合劑的混合物100wt％，內(nèi)腔部材料以95wt％至99wt％混合，粘合劑以1wt％至5wt％混合。作為粘合劑，可以利用酚醛樹脂等熱固性樹脂。在此，如果粘合劑小于1wt％，則內(nèi)腔部材料的混合困難，如果粘合劑超過5wt％，則由于濕度高而存在內(nèi)腔部520的成型困難的問題。此外，在上述混合物中，鈣鈦礦和鋯酸鈣可以含有40wt％至90wt％。即，相對于內(nèi)腔部材料與粘合劑的混合物100wt％，鈣鈦礦和鋯酸鈣可以含有40wt％以上且90wt％以下。關(guān)于鈣鈦礦和鋯酸鈣，在cao溶出后，tio2和zro2發(fā)揮維持內(nèi)腔部520的形狀的作用，因此只有含有40wt％以上時，才能夠維持內(nèi)腔部520的形狀，并且為了添加不同的其他成分，需要含有90wt％以下。而且，鈣鈦礦相對于鋯酸鈣可以含有5％至50％。即，相對于鈣鈦礦與鋯酸鈣的混合物100wt％，鈣鈦礦可以含有5wt％至50wt％。在相對于鋯酸鈣混合小于5％的鈣鈦礦的情況下，本發(fā)明的效果甚微，在混合超過50wt％的情況下，反應性過大，浸漬噴嘴500的壽命可能縮短。即，如果含有過量鈣鈦礦，則會因過度反應而內(nèi)腔部520被快速消耗，由此浸漬噴嘴500的壽命可能縮短。并且，相對于混合物100wt％，石墨可以含有5wt％至35wt％。為了與浸漬噴嘴500外部的熱傳遞，需要添加5wt％以上的石墨，在超過35wt％而添加過量時有可能被氧化。此外，硅酸鈣由cao·sio2+2cao·sio2構(gòu)成，相對于混合物100wt％，可以含有1wt％至25wt％。根據(jù)鈣鈦礦的量，硅酸鈣的量可能不同，但為了誘導與氧化鋁的反應，需要含有1wt％以上，在添加超過25wt％時，反應過度，浸漬噴嘴500的壽命可能縮短。

另一方面，排出口540也可以用與內(nèi)腔部520相同的材質(zhì)制成。即，可以利用鈣鈦礦、鋯酸鈣、硅酸鈣和石墨(c)與粘合劑的混合物來形成。但是，可以以與內(nèi)腔部520的上述混合物的含量相比更低的含量來形成排出口540，從而形成為cao總含量少于內(nèi)腔部520的cao總含量。即，關(guān)于鈣鈦礦、鋯酸鈣、硅酸鈣和石墨的cao含量，內(nèi)腔部520可以以15wt％至35wt％形成，排出口540可以以10wt％至25wt％形成。另一方面，內(nèi)腔部520和排出口540優(yōu)選以孔隙率為15％至35％的方式制成。如果內(nèi)腔部520和排出口540的孔隙率小于15％而致密，則有可能在鑄造中產(chǎn)生裂紋，如果超過35％，則強度可能降低。

如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的浸漬噴嘴500中，由包含鈣鈦礦(catio3)、鋯酸鈣(cazro3)、硅酸鈣(cao·sio2)和石墨(c)的材質(zhì)形成在噴嘴主體510的內(nèi)壁形成的內(nèi)腔部520。通過包含鈣鈦礦，即使不增加鋯酸鈣的含量，也能夠增加cao的含量，并且tio2與氧化鋁反應，從而能夠提高與氧化鋁的反應性，能夠進一步抑制夾雜物的附著，能夠防止在鑄造中產(chǎn)生裂紋等。

圖3作為不同試樣的材質(zhì)的氧化鋁附著反應試驗后的圖像，是針對al2o3-c、cazro3和catio3的氧化鋁附著反應試驗后的圖像。即，圖3(a)是al2o3-c基板的圖像，圖3(b)是cazro3基板的圖像，圖3(c)是catio3基板的圖像。如圖所示可知，關(guān)于夾雜物附著水平，al2o3-c最低，cazro3和catio3依次高。此外，各基板的氧化鋁附著反應試驗后，成分分析結(jié)果顯示，關(guān)于al2o3-c，al2o3為98wt％，其他為2wt％，關(guān)于cazro3，al2o3為57wt％，cao-al2o3化合物為37wt％，以及其他為6wt％。此外，關(guān)于catio3，al2o3為15wt％，cao-al2o3化合物為78wt％，以及其他為7wt％。由此，反應性最優(yōu)異的catio3與cazro3相比，cao在材料內(nèi)的溶出更容易，cao容易與氧化鋁形成低熔點物質(zhì)。從這樣的結(jié)果可知，在添加catio3作為浸漬噴嘴500的內(nèi)腔部520和排出口540的材質(zhì)的情況下，能夠有效抑制浸漬噴嘴500的夾雜物附著。

圖4至圖7是在氧化鋁基板上將catio3和cazro3分別以0:100、30:70、50:50、70:30的比率混合而成型后，在1550℃維持3小時而觀察反應性的結(jié)果。其中，圖4至圖7的(a)表示了al的反應性，圖4至圖7的(b)表示了ca的反應性。如圖4至圖7的(b)所示，均可見試樣內(nèi)的ca向氧化鋁基板擴散，在以30:70的比率混合catio3與cazro3的情況下，試樣完整地殘留，在50:50的情況下，試樣雖然反應活躍，但不會全部被溶解，確認到在3小時后還有殘留。但是，在以70:30比率混合catio3與cazro3的情況下，可確認到在3小時后試樣全部溶解而消失，該情況下，由于過快的反應，因此無法用作浸漬噴嘴的內(nèi)腔部。由此，catio3的含量相對于cazro3優(yōu)選添加50％以下。

另一方面，雖然利用上述實施例具體描述了本發(fā)明的技術(shù)思想，但應當知曉，上述實施例是用于說明本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。此外，本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域中，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在本發(fā)明的技術(shù)思想范圍內(nèi)可以實施多種多樣的實施例。