本发明专利技术以提供如下内容为课题，其为在内孔侧配置高耐腐蚀性、高防附着性等的高性能层以提高耐用性的内插式连续铸造用浇注嘴中，具备可防止因该内孔侧层与本体材料即外周侧层之间的热膨胀差所引起的外周侧层的压裂、且可将内孔侧层以规定配置固定在外周侧层（连续铸造用浇注嘴的本体）的性状的连续铸造用浇注嘴的中间层用耐火物（砂浆）及使用该中间层用耐火物的连续铸造用浇注嘴。其解决方法为：本发明专利技术的中间层用耐火物含有１０体积％以上７５体积％以下的满足粒子的平均半径Ｒ与所述粒子的平均壁厚度ｔ的比为Ｒ／ｔ≥１０的中空耐火骨料。将该耐火物作为中间层１，配置在连续铸造用浇注嘴的内孔侧层２和外周侧层３，４之间。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在钢液接触的内孔面配置具有热膨胀性比外周侧层高的内孔侧层的连续铸造用浇注嘴。且在本专利技术中，“内孔侧层”是指在以连续铸造用浇注嘴的钢液通过方向(垂直方向)为全长的任意位置的水平方向截面上，与中间层相比，存在于内孔侧的耐火物层的总称，也包括内孔侧层由多层构成的情况，此时的热膨胀率为该内孔侧层中任一层的最大的值。另外，在本专利技术中，“外周侧层”是指在所述截面上，与中间层相比，存在于外周侧的耐火物层的总称，也包括外周侧层由多层构成的情况(例如，除AG材质以外还存在ZG材质的双层结构等)，此时的热膨胀率为该外周侧层中任一层的最小的值。而且，本专利技术涉及使外周侧层和内孔侧层分别个别成形，形成上述各层的耐火物的基体无连续性，即将相互独立的成形体用可变形的状态的中间层用耐火物固定的结构 (本专利技术中，也称为“内插式”。)的连续铸造用浇注嘴。
技术介绍
从浇包向浇口盘排出钢液的长浇注嘴及从浇口盘向连续铸造用铸型注入钢液的浸渍浇注嘴等(以下总称为“连续铸造用浇注嘴”。)，其内部具有钢液等高温物体滞留或通过的内孔的管状耐火物在其内孔侧和外周侧产生温度梯度。特别是钢液开始排出 通过时，因内孔侧或外周侧急剧升温，所以其现象更为显著。无论耐火物为单层或多层，此种温度梯度均会使耐火物的内部产生应力变形，成为管状耐火物外部产生开裂等的断裂的原因之一。该温度梯度越大，或内孔侧层的热膨胀率比外周侧层的热膨胀率越大，热应力就越大，特别是外周侧层断裂的危险性就越高。作为因该温度梯度(热应力)引起的断裂的一般性措施，例如有使构成连续铸造用浇注嘴的耐火物中含有大量石墨，添加热膨胀量小的熔融二氧化硅等或增加其量等，通过高热导率化、低膨胀化、低弹性模量等来降低热应力。但是，另一方面，增加石墨、熔融二氧化硅量存在如下弊端，因抗氧化性降低、与钢液成分等的反应性增加，会导致耐磨耗性、 耐腐蚀性等特别是内孔侧的耐用性降低。此外，因钢液流一边急剧撞击连续铸造用浇注嘴的内孔面一边通过，所以，特别是在内孔面的附近，因钢液及钢液中的非金属夹杂物等造成磨耗、钢液中的氧化性成分等造成组织的脆化和流失、与FeO等其他钢液中成分的反应造成熔损等的损伤很大。且在近年来，由于伴随氧化铝等钢液中的非金属夹杂物的增加，连续铸造用浇注嘴的内孔面上的以氧化铝为主的夹杂物的附着或内孔的堵塞也已成为决定连续铸造用浇注嘴寿命的重要因素之一。在此状况下，对于连续铸造用浇注嘴的高耐用化、安全性(稳定铸造)的要求越来越高。为满足上述要求，通过将耐热冲击性优异的材料的耐火物应用于连续铸造用浇注嘴的本体部分即外周侧层从而构成成为连续铸造用浇注嘴的基本骨架的部分，并在具有与钢液流接触的内孔面的内孔侧层配置耐磨耗性、耐腐蚀性等优异的材料的耐火物，从而实现连续铸造用浇注嘴的寿命延长。特别是有关内孔侧层，多种多样的高性能化在不断发展，最近，将碳含量少的材料、完全不含有石墨的材料、以及耐磨耗性、耐熔损性优异的成分例如含有碱性成分的材料内衬于内孔面的例子不在少数。而且，为了降低或防止氧化铝成分等向浸渍浇注嘴内孔面的附着及堵塞现象，在浸渍浇注嘴内孔面内装有与氧化铝成分反应性强的含有CaO成分的耐火物层的浸渍浇注嘴的应用在不断发展。此种高性能耐火物中缓和热膨胀的性能强的石墨等的含量少，而大量含有具有高热膨胀性的耐火骨料，因此，随着内孔侧层的高膨胀化且碳含量的降低，再加上内孔侧层对外周侧层的热导率相对上升而导致热梯度增大，内孔侧层与外周侧层的热膨胀量的差及由此产生的热应力具有越来越增大的趋势，连续铸造用浇注嘴特别是外周侧层发生断裂的危险性更加增大了。作为用于防止此种高膨胀性的内孔侧层的热应力所导致的断裂而进行的尝试，例如在专利文献1中，公开了如下连续铸造用浇注嘴内孔用耐火物制套筒的接合结构，在内装有含有CaO为20质量％以上的耐火物制套筒的连续铸造用浇注嘴中，对于所述套筒外周面或安装有所述套筒的部分的本体内孔壁面的一部分或全部、或所插入的所述套筒和本体内孔壁面间所形成的接缝部，施加混合了耐火性骨料和粘合剂的粘接材料，将干燥的接缝部粘接材料的气孔率调节到15 90%。而且还公开了该接缝部粘接材料的气孔率通过增减构成粘接材料的溶剂和粘合剂或改变填充量而进行调节。该应力缓和能力希望通过砂浆的气孔率即砂浆组织中的空间而得到，其程度希望通过增减构成砂浆(粘接材料)的溶剂和粘合剂或改变填充量而进行调节。但是，为用此种调节方法获得高的应力缓和能力，需要大量的液体(溶剂和粘合剂)，所以存在使砂浆产生流动性、保形性显著降低等的弊端，而难于确保必需的砂浆层的厚度和填充层。具体而言，在外周侧层即连续铸造用浇注嘴本体上采用此种高流动性或保形性低的砂浆设置内孔侧层的操作中，多会因内孔侧层不均勻而产生几乎没有砂浆层厚度的部分或砂浆层厚度过大的部分，或者产生大量空间部。由此，无法确保应力缓和性能、抑制钢液及其他混入物的性能等，特别是会产生外周侧层的断裂、内孔侧层的脱落等。此外，即使可用此种砂浆层将内孔侧层以规定配置固定在外周侧层(连续铸造用浇注嘴的本体)上，此种砂浆层也必然会形成密度低的组织及组织结合弱的结构而成为低强度，因此，在加热期间缓和应力时自不必说，在进行浇注嘴的操作时等，即使使用很弱的外力也会使其断裂而难于维持稳定的结构体。因此，存在容易导致内孔侧层的剥离、错位等的问题。而且，由于此种砂浆层具有高气孔率同时组织中连续存在很大的气孔，所以也存在以其气孔(包括断裂后扩张了的气孔)为途径，钢液和熔渣成分等渗透到砂浆层中从而产生砂浆层的熔损、断裂等的问题。再者，为获得此种砂浆施工中的作业性，需含有大量液体，所以，液体被吸收到粘接对象的耐火物中，容易使所填充的砂浆的固体成分浓度发生变化。这意味着由于通过与显气孔率不同的相邻的耐火物材料接触，赋予可塑性、粘合性的砂浆中的溶剂被吸收，因而具有如下问题，会使砂浆的可压缩率、粘接力在每个部位都发生变化，因相邻的材料、砂浆接缝厚度不同而造成可压缩性、粘接性不稳定。进而还容易产生如下问题，在吸收、干燥过程中砂浆层自身收缩、龟裂、与对象耐火物之间产生空隙和剥离。另外，在液体减少时，因为骨料微粒相互凝集，容易在砂浆层内产生龟裂、剥离等，所以容易发生有关粘接性的问题。例如在专利文献2中，还公开了如下铸造用浇注嘴，仅在内孔侧层配置不含碳的即高热膨胀性、高耐腐蚀性的耐火物层，除此以外的外周侧层配置含碳的即耐剥落性优异的耐火物层而形成双层结构，在成形时在该层间加入聚丙烯、尼龙等可燃物而烧成，使所形成的分离层为耐火物层间的接触面的至少80%以上，通过该分离层使内孔侧层和外周侧层相互分离。但是，在该专利文献2的结构中，内孔侧层和外周侧层之间具有低于20%的粘接部分。即使是极少的粘接部分，压裂应力也会通过该粘接部分从内孔侧层传递到外周侧层， 因而成为开裂现象的起点。另外，粘接部分为0%的情况下，则会产生无法将内孔侧层作为结构体保持的根本问题。而且，还会发生如下问题，在如专利文献2的分离层的所谓空间的接缝处，钢液容易渗入其接缝部，受温度变化影响时，由于钢液的凝固收缩和加热时的钢膨胀，会使耐火物产生龟裂或因内孔侧层未与外周侧层粘接而剥落。而且，特别是在内孔侧层应用MgO-CaO系的材料时，还存在如下等问题，本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种连续铸造用浇注嘴的中间层用耐火物，其特征在于，含有１０体积％以上７５体积％以下的满足粒子的平均半径Ｒ与所述粒子的平均壁厚度ｔ的比为Ｒ／ｔ≥１０的中空耐火骨料。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：森川胜美，
申请(专利权)人：黑崎播磨株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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