CN1905966A - 连续铸造用浸渍浇注嘴以及使用该浇注嘴的连续铸造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种连续铸造用浸渍浇注嘴，不使用赋予回旋流的浸渍浇注嘴的复杂机构，能够抑制铸型内流动的自激振动，可改善铸片表层质量和进行高效率的铸造。本发明的第一连续铸造用浸渍浇注嘴，是具有圆筒状的主体和在其底部附近的侧壁上相对面设置的一对浇注孔的浇注嘴，其特征在于：在底部内面上，具有沿在浇注嘴横剖面上投影的浇注方向平行延伸的一条山脊状凸起，所述底部，是最大深度为5mm以上50mm以下的潭状凹洼形状。本发明的第二连续铸造用浸渍浇注嘴，是具有圆筒状的主体和在其底部附近的侧壁上相对面设置的一对浇注孔的浇注嘴，其特征在于：相对于在浇注嘴横剖面或纵剖面上投影的浇注方向垂直的浇注孔的剖面积，朝向出口而减小。

Description

连续铸造用浸渍浇注嘴以及使用该浇注嘴的连续铸造方法

技术领域

本发明涉及一种用于钢水等熔融金属的连续铸造的浸渍浇注嘴以及使用该浇注嘴的连续铸造方法。

背景技术

在使用一根具有相对面设置的浇注孔的浸渍浇注嘴，向如钢坯连铸等较宽的铸型内供给熔融金属的连续铸造中，铸型内的流动以一定的周期起伏波动，即，会产生自激振动，容易发生铸型内熔融金属的流速变动或液面起波。其结果，会产生由混入铸型内的凝固表层的非金属夹杂物、气泡、铸型粉末等引起的铸片表层部的质量异常。这些问题，在像高速铸造那样的熔融金属从浇注孔浇注的流速较大的情况下更为显著，因此，不得不降低铸造速度。

以往，以控制这样的铸型内的流动为目的，提出了例如专利文献1所公开的使用由电磁力产生的电磁制动或电磁搅拌的方法、以及专利文献2所公开的在浇注嘴内设置旋转叶片而赋予回旋流的浸渍浇注嘴，或像专利文献3所记载的加大底部的潭状凹洼深度的浸渍浇注嘴，或像专利文献4所记载的在浇注嘴内设置阶梯部的浸渍浇注嘴等。

但是，使用电磁力的方法，在很多情况下，设备成本较高，得不到与投资相应的利益。另外，由于难以检测作为控制对象的熔融金属流，所以，在很多情况下是在不明确控制对象的状态的情况下进行控制，难于在技术上发挥充分的效果。另一方面，赋予回旋流的浸渍浇注嘴的技术，作为能够使铸型内的流动稳定化的源流对策，被确认是较为有效的技术。但是，在铸造含有较多非金属夹杂物的清洁度较低的熔融金属时，在设置于浇注嘴内的旋转叶片上容易附着非金属夹杂物，所以，具有不能连续铸造大量的熔融金属的问题。另外，在浇注嘴内设置阶梯部的浇注嘴和加大底部的潭状凹洼深度的浸渍浇注嘴，虽然能使浸渍浇注嘴内乃至铸型内的流动稳定化，但因其效果较小，所以，没有进一步改良的余地。

在专利文献5中公开了一种浸渍浇注嘴，它是通过在浸渍浇注嘴内孔底部的钢水滞留部设置锥形凸起或平顶锥形凸起，而在钢水滞留部产生钢水流的紊流，从而使附着物不能堆积。

在该特开平6-218508号公报中所公开的浸渍浇注嘴中，钢水滞留部的锥形凸起或平顶锥形凸起，具有圆锥形或多边锥形那样的中心轴对称的形状，通过形成这样的形状，虽然可防止在钢水滞留部堆积附着物，但对于铸型内的流动稳定化，在该公报中并未提及。

专利文献1：国际公开号WO99/15291

专利文献2：特开2002-239690号公报

专利文献3：专利第3027645号公报(特开平5-169212号公报)

专利文献4：专利第3207793号公报(特开平11-123509号公报)

专利文献5：特开平6-218508号公报

发明内容

本发明的目的在于提供一种连续铸造用浸渍浇注嘴，其不使用像赋予回旋流的浸渍浇注嘴那样的复杂机构，就可抑制铸型内的流动的自激振动，可改善铸片表层部的质量并能进行长时间连续的高效率的铸造。

本发明者为了达到上述目的，对于通过对浸渍浇注嘴的浇注孔周边的形状实行最佳化来控制铸型内的流动的情况进行了研究，结果找到了具有其效果的结构。

本发明的第一连续铸造用浸渍浇注嘴，是具有圆筒状的主体和在其底部附近的侧壁上相对面设置的一对浇注孔的浇注嘴，其特征在于：在底部内面上，具有沿在浇注嘴横剖面上投影的浇注方向平行延伸的一条山脊状凸起，所述底部，是最大深度为5mm以上50mm以下的潭状凹洼形状。

另外，本发明的第二连续铸造用浸渍浇注嘴，其特征在于：相对于在浇注嘴横剖面或纵剖面上投影的浇注方向垂直的浇注孔的剖面积，朝向出口而减小。

由本发明提供的连续铸造方法，是使用本发明的连续铸造用浸渍浇注嘴的连续铸造方法；以浇注孔正上方部主体上的熔融金属平均下降流速U为1.0m/s以上2.5m/s以下作为条件进行铸造。

(发明效果)

根据本发明的连续铸造用浸渍浇注嘴，即使不使用像赋予回旋流的浸渍浇注嘴那样的复杂机构，也能从浸渍浇注嘴稳定地浇注熔融金属，所以能够抑制铸型内流动的自激振动，其结果能够对铸片表层部质量进行改善和进行经长时间连续高效率的铸造。本发明的连续铸造用浸渍浇注嘴以及使用该浇注嘴的连续铸造方法，尤其适用于钢坯连铸，能够制造出表面瑕疵和内部缺陷少的钢坯铸片。

附图说明

图1A是从浇注孔正面观察的表示两个在浇注方向上具有旋转轴的涡流的概念图；图1B是在将浇注孔纵向剖开的方向上的剖面图中的在浇注方向上具有旋转轴的两个涡流中，表示跟前侧的涡流的概念图；

图2是本发明的连续铸造用浸渍浇注嘴的从浇注孔旁边侧观察的外观图(左右观察浇注孔的状态)；

图3是本发明的连续铸造用浸渍浇注嘴的从浇注孔正面侧观察的外观图；

图4A是本发明的第一连续铸造用浸渍浇注嘴的高于浇注孔的高度上的横剖面图；图4B是图4A中的A-A剖面图(是在横剖山脊状凸起的方向上的剖面图)；图4C是图4A中的B-B剖面图(是在纵剖浇注孔的方向上的剖面图)；

图5A～图5J是对于设置在本发明的连续铸造用浸渍浇注嘴底部内面上的山脊状凸起的各种实例，在纵剖两个浇注孔方向上的山脊状凸起以及浇注嘴底部的剖面图；

图6是本发明的连续铸造用浸渍浇注嘴的浇注孔的一例，在纵剖浇注孔的方向上的剖面图；

图7是本发明的连续铸造用浸渍浇注嘴的浇注孔的一例，在纵剖浇注孔的方向上的剖面图；

图8是本发明的连续铸造用浸渍浇注嘴的浇注孔的一例，在纵剖浇注孔的方向上的剖面图；

图9是表示实施例3中的连续铸造用浸渍浇注嘴结构的剖面图；

图10是表示实施例5中的连续铸造用浸渍浇注嘴结构的剖面图；

图11是表示比较例7中的连续铸造用浸渍浇注嘴结构的剖面图。

各图中的符号所表示的意思如下所述：1-浇注嘴主体，2-浇注嘴底部，3-浇注嘴侧壁，3′-浇注嘴内壁，4a、4b-浇注孔，4in-浇注孔入口，4out-浇注孔出口，5-山脊状凸起，6a、6b-浇注孔上壁，7a、7b-浇注孔下壁。

具体实施方式

本发明者，对于具有圆筒状主体和在其底部附近的侧壁上相对面设置的一对浇注孔的浸渍浇注嘴，对浇注孔周边的形状进行了各种变更，并进行了反复的满刻度水模型(full scale water modle)试验，结果发现在浸渍浇注嘴内下降的流动，与浇注嘴底部碰撞，根据这时形成如图1A和图1B所示的沿浇注方向具有旋转轴的两个涡流和浇注的情况、在该底部形成的漩涡的大小的变动情况，另外，根据底部形成漩涡大小的变动情况，有时形成只有其中一方的漩涡存在的状态。而且，发现在该底部形成漩涡的大小的变动，使从浸渍浇注嘴浇注的浇注流紊乱，从而使铸型内的流动不稳定。

而且，本发明者在进行了进一步研究的结果发现，通过将与在浇注嘴横剖面上投影的浇注方向平行延伸的1个山脊状凸起设置在浇注嘴底部内面上，可在到达底部的下降流变化为沿浇注方向具有旋转轴的涡流时，使朝向相对向设置的两个浇注孔的稳定的涡流，分别形成在由上述山脊状凸起分开的两个区域中，从而使流动稳定。

另外，已得知，为了抑制铸型内流动的自激振动，将底部内面形成为最大深度在5mm以上50mm以下的潭状凹洼形状，可得到好的效果。这里，所谓潭状凹洼形状是指，由比浇注孔下壁靠下的下侧内壁围住的凹洼形状。通过将浸渍浇注嘴底部形成为潭状凹洼形状，可在浇注嘴内的下降流分布偏移时，由潭状凹洼形状使浇注嘴内的下降流弹起，其结果，所形成的反转流，具有向浇注嘴内的下降流相反一侧分配钢水的作用，因此，被认为通过调整浇注流的分配，结果可以稳定浇注流。

作为一种以往技术，在上述的特开平6-218508号公报中所记载的浸渍浇注嘴，在浸渍浇注嘴内孔底部的钢水滞留部中，具有锥形凸起或平顶锥形凸起。在该公报中所记载的锥形凸起或平顶锥形凸起，具有像圆锥形或多边锥形那样的中心轴对称的形状，换言之，具有以浸渍浇注嘴的轴为中心，在360度上的任意的方位上都均等的形状。

而本发明的存在于浇注嘴底部内面的山脊状凸起，具有沿与在浇注嘴横剖面上投影的钢水浇注方向实质平行的方向延伸的厚度较薄的形状，换言之，具有在浇注方向上呈细长的形状。因此，本发明与特开平6-218508号公报中所记载的发明相比，凸起的基本形状是不同的。

而且，在凸起形状所具有的效果上，本发明与特开平6-218508号公报中所记载的发明具有较大的不同。在特开平6-218508号公报中所记载的发明中，在凸起的周边部钢水均匀地分散，而且，在底部的钢水滞留部，钢水流被搅拌而形成紊流，可抑制附着物的堆积。但是，在该公报中所记载的发明中的锥形或平顶锥形凸起，并没有在浇注孔周边形成稳定的钢水流动的涡流的效果。

而在本发明中，从浇注孔的正面观察，在山脊状凸起的左右两侧，分别稳定形成沿浇注方向具有旋转轴的钢水流的涡流，由此，使浇注流以及铸型内的钢水流动稳定化。

本发明的第一连续铸造用浸渍浇注嘴，是基于上述的见解而提出的技术方案。图2至图4出示了构成本发明的第一连续铸造用浸渍浇注嘴的一个例子。另外，图2是本发明的连续铸造用浸渍浇注嘴的从浇注孔旁边侧观察的外观图(左右观察浇注孔的状态)；图3是从浇注孔正面侧观察的外观图；另外，图4A是本发明的第一连续铸造用浸渍浇注嘴的高于浇注孔的高度上的横剖面图；图4B是图4A中的A-A剖面图(是在横剖山脊状凸起的方向上的剖面图)；图4C是图4A中的B-B剖面图(是在纵剖浇注孔的方向上的剖面图)。

以下，参照图4对本发明进行说明。本发明的第一浸渍浇注嘴，具有圆筒状的主体1和在其底部2附近的侧壁3上相对面设置的一对浇注孔4a、4b，在底部内面2上设有与在浇注嘴的横剖面上投影的浇注方向平行延伸的1个山脊状凸起5，并且将底部2的内面形成最大深度H为5mm以上50mm以下的潭状凹洼形状。

通过将潭状凹洼形状形成为其最大深度H在5mm以上50mm以下，可得到好的效果。这里，所谓最大深度H，是指从浇注孔下壁与浇注嘴主体内壁的相交位置到潭状凹洼的最深位置的距离。如果最大深度H不足5mm，则得不到设置潭状凹洼形状的效果。另一方面，如果最大深度H超过了50mm，则在潭状凹洼处会附着堆积非金属夹杂物，而且，还会因浸渍浇注嘴过长而不便于操作。对于潭状凹洼形状的最大深度H，优选在10mm以上30mm以下。作为潭状凹洼的形状，即使将不形成山脊状凸起5的部分作成水平状或倾斜状等，或者为在球面上形成凹洼也没有问题。

山脊状凸起5，只要是平行于在浇注嘴的横剖面上投影的浇注方向并设在浇注嘴底部内面上且能够形成稳定的底部形成漩涡的结构，对其形状并没有特殊的限定。作为山脊状凸起5的结构的一例，出示在图5A～图5J中(在纵剖两个浇注孔的方向上的剖面图)。例如，在纵剖浇注孔的方向上的剖面图中的高度(以下有时会简单地称为高度)，即棱线像图5A所示那样可以是一定的，也可以不是一定的。作为高度不是一定的情况，具体地可举出如图5A和图5C所示那样的，在浇注嘴横剖面的中心部具有顶点，其棱线从顶点朝向两个浇注孔变低的结构，或如图5D所示的梯形的形状，即，在浇注嘴横剖面的中心部附近具有水平的顶部，其棱线从顶部朝向两个浇注孔变低的结构等。在这种情况下，该棱线也可以是直线状、放射线状等连续的倾斜形状，也可以是梯形状或阶梯状那样地不连续的倾斜形状。

可以将该棱线设为到达比潭状凹洼部分的侧壁的浇注孔低的位置(例如，图5A～图5D)，或者可设为在浇注嘴横剖面的浇注孔附近到达底部，山脊状凸起5本身消失(例如，图5E～图5G)，或者可设为在浇注嘴中心部附近到达底部，只将山脊状凸起5设在浇注嘴横剖面的中心部附近(例如，图5H～图5J)。在山脊状凸起5于浇注嘴横剖面的浇注孔附近消失或只设置在浇注嘴横剖面的中心部附近的情况下，也包括该棱线从水平的顶部或朝向浇注孔变低的中途垂直下降，到达浇注嘴底部的情况(例如，图5G、图5J)。这里，在内径大致为80～90mm的一般的浸渍浇注嘴的情况下，所谓浇注嘴横剖面的浇注孔附近，是指距浇注嘴横剖面上的浇注孔入口大致15mm的范围，所谓浇注嘴横剖面的中心部附近，是指距浇注嘴横剖面的中心大致20mm的范围

本发明者从反复进行上述水模型试验的结果发现，当山脊状凸起5过大时，会呈现与潭状凹洼较浅的情况相似的流动状态，不能充分发挥出由潭状凹洼形状产生的效果。在此，本发明者做了进一步的研究，发现为了平衡并充分发挥上述潭状凹洼形状以及山脊状凸起5的效果，最好使山脊状凸起5具有以下的形状。

即，山脊状凸起5的优选形状，是指在浇注嘴横剖面的中心部或其附近，其高度为最高，在浇注嘴横剖面的浇注孔入口附近，其高度为较低的形状。由于在浇注嘴横剖面的中心部或其附近，在浇注嘴内的下降流的流速较大，所以，如上所述，在浇注嘴横剖面的中心部或其附近，通过设置其高度为最高的山脊状凸起，可更有效且稳定地形成使浇注嘴内的下降流与浇注嘴底部碰撞而形成的底部形成漩涡。另外，在浇注孔入口附近，其高度较低的山脊状凸起，使底部形成漩涡容易进入潭状凹洼的底部，并可进一步加强由潭状凹洼的形状产生的浇注嘴内下降流的弹起作用。

在上述的山脊状凸起5的优选形状中，浇注嘴横剖面中心部或其附近的最高部分，可以是顶点，也可以是顶部。另外，所谓“其高度在浇注孔入口附近较低”，包括下述情况，即，山脊状凸起5的棱线从山脊状凸起5的顶点或顶部朝向两个浇注孔变低并到达比潭状凹洼部分的侧壁的浇注孔下壁低的位置的情况，在浇注嘴横剖面的浇注孔入口附近山脊状凸起5自身消失的情况，或者将山脊状凸起5只设置在浇注嘴横剖面中心部附近的情况等。

具体而言，作为山脊状凸起5的优选形状，可以例举出这样的结构，即，首先，在浇注嘴横剖面中心或其附近具有顶点或水平的顶部，其棱线从所述顶点或水平的顶部朝向两个浇注孔而变低，并到达比潭状凹洼部分的侧壁的浇注孔下壁低的位置，具体而言，包括图5B、图5C、图5D所示的情况。另外，还可以例举出这样的结构，即，在浇注嘴横剖面中心或其附近，具有顶点或水平的顶部，其棱线从所述顶点或水平的顶部朝向两个浇注孔而变低，并在到达浇注嘴横剖面的浇注孔入口附近的底部时凸起自身消失，具体地包括5E、图5F、图5G所示的情况。并且，还可以例举出这样的结构，即，在浇注嘴横剖面中心部或其附近，具有顶点或水平的顶部，其棱线从所述水平的顶部朝向两个浇注孔而变低或垂直下降而到达底部，将该山脊状凸起只设置在浇注嘴横剖面中心部附近，具体地包括5H、图5J所示的情况。

山脊状凸起5，具有这些优选形状中任意一种形状，同时，优选的是，该山脊状凸起的最大高度与潭状凹洼的最大深度H相同，或者在潭状凹洼的最大深度H的±10mm的范围内，而且，该山脊状凸起的最大高度在5mm以上50mm以下。若山脊状凸起的最大高度不足5mm，则不能得到由山脊状凸起产生的充分的效果。另一方面，若山脊状凸起的最大高度超过50mm，则在结构上很难保证强度，而且也很难制造。

关于山脊状凸起5的厚度(山脊状凸起5的横剖面)，若凸起上部太薄，则凸起缺乏耐久性，若过厚，则对漩涡的形成具有不良的影响，因此，最好将凸起上部设为5mm～15mm左右。关于凸起下部，可以具有与上部相同的厚度，也可以是以随着向下部的前进而扩展的方式增加厚度的形状。

山脊状凸起5，虽然通常以等分浇注嘴底部内面的方式设置在浇注嘴底部内面的中央部，即，设置在相对于浇注嘴主体的中心轴对称的位置，但并不一定设置在浇注嘴底部内面的中央部，在受设置于浇注嘴上部的滑动口等的影响而导致浇注嘴内的下降流偏移流下的趋势可以确定的情况下，也可以对应于浇注嘴内下降流的偏移，从浇注嘴内底部内面的中央部偏置设置。

通过设置山脊状凸起，有时会形成近似于潭状凹洼较浅的状态的流动，而得不到充分的由潭状凹洼产生的效果。本发明者在本发明的第一连续铸造用浸渍浇注嘴中，找到了在将底部的潭状凹洼的形状沿着在浇注嘴横剖面上投影的浇注方向扩大而形成比浇注嘴主体内径大的椭圆或长圆的时候，可解决上述问题并强化布潭状凹洼效果的结构。由山脊状凸起形成的稳定的底部形成漩涡，可加强把浇注方向作为旋转轴的漩涡，形成为沿浇注方向直进性高的流动。可以认为这样的流动近似于粘度较高的流体流动状态，由于难以进入小的凹洼的底部，所以，为了使流体在进入潭状凹洼后弹起，就必须加大潭状凹洼的面积，而使流体容易进入潭状凹洼的底部。因此，推测出在由山脊状凸起形成稳定的强漩涡的本发明浸渍浇注嘴中，把潭状凹洼形成为比上述的浇注嘴主体内径大的椭圆或长圆的形状，可进一步提高潭状凹洼的效果。另外，这样的潭状凹洼的效果，也可以由把浇注嘴主体内径本身形成为沿浇注方向扩大的椭圆或长圆的形状。

另外，本发明者发现，为了使浇注流稳定化，除了上述的山脊状凸起以及潭状凹洼的作用，不使浇注流从浇注孔的侧壁或上下壁剥离(分离)地浇注也很重要。这是因为，浇注流从壁处或分离或附着的变动本身，就是使流动不稳定的要因，而且，连续铸造用浸渍浇注嘴，由于这样的紊流，促进了使包含在熔融金属中的非金属夹杂物向浇注孔的附着，随着铸造的进行，浇注孔形状会发生变化，产生使浇注流不稳定的现象。

本发明的第二连续铸造用浸渍浇注嘴，是基于上述见解而提出的技术方案，其特征是，该浇注嘴具有圆筒状的主体和在其底部附近的侧壁上相对面设置的一对浇注孔，相对于在浇注嘴的横剖面或纵剖面上投影的浇注方向垂直的浇注孔剖面的面积，从入口向出口减小。

本发明的第二连续铸造用浸渍浇注嘴的结构例，出示在图6至图8中。另外，图6至图8是在将本发明的第二连续铸造用浸渍浇注嘴的浇注孔纵向剖开的方向上的剖面图。

以下，参照图6对本发明进行说明。本发明的第二浸渍浇注嘴，具有圆筒状的主体1和在其底部2附近的侧壁3上相对面设置的一对浇注孔4a、4b，相对于在浇注嘴横剖面或纵剖面上投影的浇注方向垂直的浇注孔剖面的面积，是从浇注孔入口4in向出口4out减少的形状。

通过使相对于在浇注嘴横剖面或纵剖面上投影的浇注方向垂直的浇注孔剖面的面积，从浇注孔入口4in向出口4out减少，可防止浇注流从浇注孔壁上的剥离，并能够使浇注流稳定化。而且，在浇注孔附近不容易产生浇注流的滞流，所以，可抑制包含在熔融金属中的非金属夹杂物等向浇注孔的附着，并防止因浇注孔的堵塞或附着物的剥落而引起的铸片缺陷，即使在长时间铸造的情况下也能确保稳定的操作以及铸片的质量。

上述浇注孔剖面的面积，可形成为逐渐变窄，也可形成为在出口附近急剧变窄，但从将浇注流稳定地浇注并防止非金属夹杂物的附着的观点出发，最好不要急剧减小。另外，可将浇注孔剖面的面积形成为在高度方向上减小，也可形成为在宽度方向上减小，另外，也可形成为在高度方向和宽度方向两方向上减小。

浇注嘴内的下降流，在浇注嘴底部改变方向，被产生水平方向的速度矢量，并向斜下方流入浇注孔。在该浇注孔附近的流动特性上，是使浇注流沿浇注孔下壁浇注。因此，如果浇注孔的高度过高，则浇注流会从浇注孔上壁剥离。作为防止该浇注流剥离的对策，本发明的第二连续铸造用浸渍浇注嘴，优选具有这样的浇注孔，即，具有浇注孔的宽度比浇注孔的高度大的横长形状。作为横长形状，具体而言，优选浇注孔出口的平均高度是浇注孔出口的平均宽度的0.5倍以上0.9倍以下。如果浇注孔出口的平均高度不足浇注孔出口的平均宽度的0.5倍，则浇注孔的面积不够，不是所希望的结构，如果浇注孔出口的平均高度超过浇注孔出口的平均宽度的0.9倍，则得不到浇注孔为横长形状的效果。只要浇注孔的形状是上述的横长形状，则可以是四方形以外的多边形或椭圆，或者是在角部具有R的大致四边形等，没有特别的限定。

而且，本发明的第二连续铸造用浸渍浇注嘴，在将上述浇注孔剖面的面积设置为朝向出口减小作为目的的范围内，如图7以及图8所示，浇注孔上壁6a以及6b，优选形成为曲率半径R30mm以上R150mm以下的圆弧形状，即，从浇注嘴主体的内壁3′朝向浇注孔上壁具有扩管状剖面的形状；而浇注孔下壁7a以及7b，其角度在从朝上15°到朝下45°的范围内。另外，图7出示的是浇注孔下壁7a以及7b的角度朝上15°的情况，图8出示的是浇注孔下壁7a以及7b的角度朝下45°的情况。通过将浇注孔上壁形成为这样的形状，可使浇注孔附近的斜向下的流动沿浇注孔上壁浇注，所以，能够更有效地防止浇注流从浇注孔的上壁剥离。

当浇注孔上壁的曲率半径R小于30mm的时候，上述浇注孔剖面积的减小就不足够，而且曲率过急，就不能使浇注流沿上壁浇注，因此，容易发生浇注流的剥离。另外，当浇注孔上壁的R大于150mm的时候，浇注孔上壁的浇注嘴的厚度变薄而会降低耐久性。另一方面，如果浇注孔下壁的角度向上大于15°，则从浇注孔腾起的流动变强，会引起铸型内液面起波。另外，如果浇注孔下壁的角度向下大于45°，则浇注流会进入到铸型深处，向铸型液面的供给熔融金属就会不足，因此，向液面供给的热量就不足，从而导致液面温度降低，产生阻碍除去非金属夹杂物或气泡的上浮的问题。而且，使得难以将浇注孔的剖面积朝向出口方向减小，因此不能达到要防止浇注流从浇注孔壁剥离的最初的目的。

当本发明的连续铸造用浸渍浇注嘴是组合在本发明的第一连续铸造用浸渍浇注嘴以及第二连续铸造用浸渍浇注嘴中采用的各结构的时候，根据其相乘的效果可进一步稳定浇注流的流动，并可有效地抑制铸型内流动的自激振动。

如上所述，通过使用由本发明所提供的连续铸造用浸渍浇注嘴，可使从连续铸造用浸渍浇注嘴浇注的浇注流稳定化，因此，能抑制铸型内流动的自激振动。其结果可防止捕捉凝固表层的非金属夹杂物、气泡、铸型粉末等，达到改善铸片表层部质量改善的目的。另外，根据浇注流的稳定效果，即使在高效率铸造，具体而言，即使在从浸渍浇注嘴浇注的浇注流量为4.5～7.0t/min左右的高生产量的情况下，也能够经长时间并形成稳定的铸型内流动。

使用本发明的连续铸造用浸渍浇注嘴的铸造，即使在上述的高效率铸造中，也能够形成稳定的浇注流动，但在要求更加提高铸片质量的时候，优选在浇注孔正上方部主体上的浇注嘴内熔融金属的平均下降流速U，在1.0m/s以上2.5m/s以下的范围内。这里，所谓浇注孔正上方部是指浇注孔上壁6与浇注嘴主体的内壁3′相交的部分。通过将浇注嘴内熔融金属平均下降流速U设定在上述范围内，尤其可得到高浇注流的稳定化效果，即，可得到铸型内流动的稳定化效果。当浇注孔正上方部的浇注嘴内熔融金属平均下降流速U不足1.0m/s时，相对于浇注嘴内径的熔融金属流量减少，所以，浇注嘴内的下降流就不稳定，受其影响，浇注流也就不稳定。因此，在熔融金属流量小的铸造条件下，通过将浇注嘴内径设置得较小来确保浇注嘴内熔融金属平均下降流速U在1.0m/s以上是重要的。当浇注孔正上方部的浇注嘴内熔融金属平均下降流速U超过2.5m/s时，浇注嘴内的下降流速过大，从而使得浇注流速过大，有时会发生液面起波或铸型内凝固表层的再融解等问题。

上述浇注嘴内熔融金属平均下降流速U，可通过(浇注嘴内熔融金属平均下降流量)/(浇注嘴主体剖面积)求出。这里，浇注嘴内熔融金属平均下降流量，是通过(铸片铸造速度)×(铸片剖面积)×(铸片比重)/(钢水比重)求出的值。

另外，在计算浇注嘴内熔融金属平均下降流速U时，当浇注嘴主体的内径是在从浇注嘴上部到浇注孔正上方之间变化的时候，可使用浇注孔正上部的直径来进行计算。

(实施例)

以下，将本发明的实施例和比较例进行对比，来说明本发明的效果。

将实施例1～6以及比较例7～9中所使用的具有圆筒状的主体和在其底部附近的侧壁上相对面设置的一对浇注孔的连续铸造用浸渍浇注嘴，出示在表1中。

【表1】

	实施例						比较例
										1	2	3	4	5	6	7	8	9
	浇注嘴底部内面形状	潭状	平面形状	潭状	潭状	潭状	潭状	平面形状	潭状										潭状
潭状凹洼最大深度(mm)										15	0	15	15	15	35	0	15	30
	潭状凹洼平面形状	长圆80×90(mm)	-	圆φ80(mm)	长圆90×110(mm)	长圆90×110(mm)	长圆80×90(mm)	-	圆φ90(mm)										圆φ90(mm)
底部山脊状凸起最大高度(mm)										15	0(没有凸起)	18	8	15	30	0(没有凸起)	0(没有凸起)	0(没有凸起)
	底部山脊状凸起侧面形状	底边：90mm等腰三角形	-	底边：50mm上边：20mm梯形	底边：110mm高度：8mm长方形	底边：110mm等腰三角形	底边：60mm等腰三角形	-	-										-
底部山脊状凸起厚度(mm)										10	-	10	底部：12上端：7	10	底部：15上端：8	-	-	-
	浇注孔出口平均高度(mm)	78	64	67	64	64	43	79	60										88
浇注孔出口平均宽度(mm)										78	89	79	89	89	70	86	72	58
	浇注孔上壁形状	25°向下	R60mm	R120mm	R60mm	R60mm	R90mm	15°向下	R40mm										10°向上
浇注孔下壁形状										25°向下	15°向下	5°向上	15°向下	25°向下	10°向下	15°向下	45°向下	10°向上
	浇注嘴主体外径(mm)	φ155	φ160	φ155	φ155	φ155	φ150	φ155	φ160										Φ160

浇注嘴主体内径(mm)	φ80	φ90	φ80	φ90	φ90	φ80	φ80	φ90	φ90
										浇注嘴内下降流量(m3/s)	0.00885	0.00974	0.01062	0.01036	0.01166	0.00731	0.01151	0.01152	0.00540
浇注嘴内下降流速(m/s)	1.76	1.53	2.11	1.63	1.83	1.45	2.60	1.81	0.85
										适合的技术方案	1，2，3，7	4，5，6，7	1，2，4，5，6，7	1，3，4，5，6，7	1，2，3，4，5，6，7	1，2，3，4，5，6，7	-	-	-
铸型内流动稳定度	良	良	优	优	更优	更优	不可	可	不可

另外，浇注孔出口在角部具有R形状时的浇注孔出口的平均高度以及平均宽度，由下述方法求出。即，将在角部具有R形状的浇注孔设为，把高度以及宽度的两方缩小相同的长度、具有与该浇注孔相同面积的在角部不具有R形状的四方形。将这样求出的四方形的高度以及宽度作为浇注孔出口的平均高度以及平均宽度。例如，在示出了实施例3的图9中，是浇注孔出口的高度为68mm，宽度为80mm的在角部具有R的大致四方形。如果考虑角部为R10mm的形状，则浇注孔出口的平均高度、浇注孔出口的平均宽度，分别从浇注孔出口的高度、浇注孔出口的宽度同时减少约1mm。即，浇注孔出口的平均高度为67mm(小数点以下四舍五入)，浇注孔出口的平均宽度为79mm(小数点以下四舍五入)。对于浇注孔出口的平均高度以及浇注孔出口的平均宽度的算法，其他的实施例和比较例也是同样的。

(评价方法)

在表1所示的实施例以及比较例中，对于连续铸造用浸渍浇注嘴的底部和浇注孔的尺寸、形状以及浇注嘴内熔融金属下降流速U进行了各种变更，通过模仿铸型厚度为235～270mm、铸型宽度为1500～2300mm的板坏连续铸造机满刻度水模型试验，对铸型内流动稳定度进行了评价。在各实施例以及比较例中使用的连续铸造用浸渍浇注嘴的结构出示的表1中，并适宜地出示在图9～图11中。

这里，所谓铸型内流动稳定度，是指在上述的满刻度水模型试验中，对铸型内的1/2厚、1/4宽的水面下50mm中的铸型宽方向的流速，在铸型宽度方向的左右两处各测定15分钟，对将测定数据的标准偏差用其流速平均值除的值，以等级(level)区分来进行评价。另外，在上述的测定中，使用了螺旋桨式流速计，以0.5秒的间隔测定了上述流速。以0.5秒的间隔测定的瞬时值数据，由于微小漩涡的影响会引起大的变动，所以，将把数据按每2.5秒进行平均的值作为最小单位，用来计算标准偏差。

关于铸型内流动稳定度的评价基准，当上述标准偏差/平均值的值不足0.4时为“更优”，当上述标准偏差/平均值的值在0.4以上但不足0.5时为“优”，当上述标准偏差/平均值的值在0.5以上但不足0.6时为“良”，当上述标准偏差/平均值的值在0.6以上但不足0.7时为“可”，当上述标准偏差/平均值的值在0.7以上时为“不可”。本发明者凭经验可知，只要铸型内流动稳定度为“更优”至“良”，则在实机使用该浸渍浇注嘴时的铸型内流动是稳定的，使液面起波和等级变动小，铸片表面质量为良好。另外，在铸型内流动稳定度为“可”或“不可”时，即使在实机上，铸型内流动也容易不稳定，会使铸型内液面起波和等级变动大，有使铸片表面质量恶化的趋势。

(评价结果)

实施例1是具有本发明的第一连续铸造用浸渍浇注嘴的特征的浸渍浇注嘴，其潭状凹洼的形状以及山脊状凸起都被形成为优选方式。即，在浇注嘴底部内面上形成的潭状凹洼，在于浇注嘴横平剖面上投影的浇注方向上被形成为较大的长圆，在纵剖山脊状凸起的浇注孔的方向上的剖面图(侧面形状)为，具有与所述长圆的长径相同的长度的底边以及与潭状凹洼的深度相同的最大高度的等边三角形，其棱线为，在浇注嘴底部与浇注嘴侧壁相交的位置到达浇注嘴底面。因此，可使在浇注嘴底部上的沿浇注方向具有旋转轴的涡流稳定形成。而且，在优选的浇注嘴内下降流速条件下，由于使用了这样的浸渍浇注嘴，所以得到了良好的铸型内流动稳定度。

实施例2是具有本发明的第二连续铸造用浸渍浇注嘴的特征的浸渍浇注嘴。根据浇注孔上壁的R形状与下壁角度的关系，相对于在浇注嘴横剖面或纵剖面上投影的浇注方向垂直的浇注孔剖面积，是逐渐变窄的状态。另外，由于浇注孔是横长的状态，所以，不易产生浇注流从浇注孔上壁的剥离。而且，浇注孔的上壁被形成为圆弧形状，下壁的角度在优选范围内，所以，浇注流可无滞流地流出，因此，更有效地防止了浇注流从浇注孔的上壁剥离。另外，由于在优选的浇注嘴内下降流速条件下使用，所以，得到了良好的铸型内流动稳定度。

实施例3是同时具有本发明的第一以及第二连续铸造用浸渍浇注嘴的特征的浸渍浇注嘴。如图9所示，由于潭状凹洼的形状为没有沿在浇注嘴横剖面上投影的浇注方向上延长，所以，虽然由潭状凹洼的形状产生的浇注嘴底部的流动安定化作用偏弱，但山脊状凸起以及浇注孔具有优选的形状，在优选的浇注嘴内下降流速的条件下使用，所以，形成了稳定的浇注流。尤其是根据同时具有第一以及第二浸渍浇注嘴的特征的相乘的效果，所以得到了比实施例1或2更好的铸型内流动稳定度。

实施例4是同时具有本发明的第一以及第二连续铸造用浸渍浇注嘴的特征的浸渍浇注嘴。由于山脊状凸起从浇注嘴横剖面的中心部到潭状凹洼部分的侧壁被设置成相同的高度，所以，由山脊状凸起产生的在浇注方向上具有旋转轴的涡流，难以进入潭状的底部，有稍微降低由潭状凹洼产生的流动稳定化作用的趋势。但是，其他的山脊状凸起、潭状凹洼以及浇注孔的形状为优选方式，并且在优选的浇注嘴内下降流速条件下使用，所以，形成了稳定的浇注流。尤其是根据同时具有第一以及第二浸渍浇注嘴的特征的相乘效果，所以得到了比实施例1或2更好的铸型内流动稳定度。

实施例5以及6是同时具有本发明的第一以及第二连续铸造用浸渍浇注嘴的特征的浸渍浇注嘴，而且，其山脊状凸起、潭状凹洼、浇注孔都是优选方式，并且在优选的浇注嘴内下降流速的条件下使用，所以，特别形成了稳定的浇注流。因此，根据山脊状凸起、潭状凹洼、浇注孔的各技术特征，尤其根据同时具有第一以及第二浸渍浇注嘴的特征的相乘效果，形成了最优的铸型内流动稳定度。实施例5的浸渍浇注嘴如图10所示。另一方面，比较例7至9不适用于本发明。

如图11所示，对于不在浇注嘴底部内面同时设置潭状凹洼以及山脊状凸起，而是相对于在浇注嘴横剖面或纵横剖上投影的浇注方向垂直的浇注孔剖面积为一定的比较例7，没有使浇注流稳定化。而且，由于浇注嘴内下降流速较大，因此，铸型内流动稳定度为“不可”。

比较例8是将浇注嘴底部内面形成为潭状凹洼形状的结构，但没有设置山脊状凸起，所以，没有形成充分稳定的底部形成漩涡。另外，浇注孔上壁被形成为R40mm的圆弧形状，并从主体的内壁朝向所述浇注孔上壁为具有扩管状剖面的形状，而且，浇注孔下壁被形成为具有角度向下45°的形状，但在R40mm的上壁和向下45°的下壁形状组合中，不能使上述浇注孔的剖面积朝向出口而减小，反而在出口附近被扩大。因此，不能使浇注流稳定化，铸型内流动稳定度为“不可”。

比较例9是将浇注嘴底部内面形成为潭状凹洼形状的结构，但没有设置山脊状凸起，所以，没有形成充分稳定的底部形成漩涡。另外，上述浇注孔横剖面积为一定，没有使浇注流稳定化。而且，由于浇注嘴内下降流速较小，所以，浇注流不稳定，因此，铸型内流动稳定度为“不可”。

Claims (10)

1.一种连续铸造用浸渍浇注嘴，具有圆筒状的主体和在其底部附近的侧壁上相对面设置的一对浇注孔，该浇注嘴的特征在于，

在底部内面上，具有沿在浇注嘴横剖面上投影的浇注方向平行延伸的一条山脊状凸起，所述底部是最大深度为5mm以上50mm以下的潭状凹洼形状。

2.根据权利要求1所述的连续铸造用浸渍浇注嘴，其特征在于，

所述山脊状凸起，在浇注嘴横剖面的中心部或其附近，具有顶点或水平的顶部，其棱线从所述顶点或水平的顶部朝向两个浇注孔而变低，并到达比潭状凹洼部分的侧壁的浇注孔下壁低的位置，或者其棱线从所述顶点或水平的顶部朝向两个浇注孔而变低，并在到达浇注嘴横剖面的浇注孔入口附近的底部时凸起自身消失，或者该山脊状凸起在浇注嘴横剖面中心部或其附近，具有水平的顶部，其棱线从所述水平的顶部朝向两个浇注孔而变低或垂直下降而到达底部，且只设置在浇注嘴横剖面中心部附近，并且，该山脊状凸起的最大高度与所述潭状凹洼的最大深度相同或在潭状凹洼的最大深度±10mm的范围内，进而，该山脊状凸起的最大高度在5mm以上50mm以下

3.根据权利要求1所述的连续铸造用浸渍浇注嘴，其特征在于，

所述潭状凹洼，是在浇注嘴横剖面上投影的浇注方向上，比浇注嘴主体内径大的椭圆或长圆形状。

4.根据权利要求2所述的连续铸造用浸渍浇注嘴，其特征在于，

所述潭状凹洼，是在浇注嘴横剖面上投影的浇注方向上，比浇注嘴主体内径大的椭圆或长圆形状。

5.一种连续铸造用浸渍浇注嘴，具有圆筒状的主体和在其底部附近的侧壁上相对面设置的一对浇注孔，该浇注嘴的特征在于：

相对于在浇注嘴横剖面或纵剖面上投影的浇注方向垂直的浇注孔的剖面积，朝向出口而减小。

6.根据权利要求5所述的连续铸造用浸渍浇注嘴，其特征在于，

浇注孔出口平均高度为浇注孔出口平均宽度的0.5倍以上0.9倍以下。

7.根据权利要求5所述的连续铸造用浸渍浇注嘴，其特征在于，

浇注孔上壁被形成为曲率半径(R)在30mm以上150mm以下的圆弧状，并具有从所述主体的内壁朝向所述浇注孔上壁扩大的扩管状剖面的形状，浇注孔下壁的角度，在向上15°到向下45°的范围内。

8.根据权利要求6所述的连续铸造用浸渍浇注嘴，其特征在于，

浇注孔上壁被形成为曲率半径(R)在30mm以上150mm以下的圆弧状，并具有从所述主体的内壁朝向所述浇注孔上壁扩大的扩管状剖面的形状，浇注孔下壁的角度，在向上15°到向下45°的范围内。

9.一种连续铸造用浸渍浇注嘴的连续铸造方法，其特征在于，

使用权利要求1所述的连续铸造用浸渍浇注嘴，所述浇注孔正上方部主体的熔融金属平均下降流速(U)为1.0m/s以上2.5m/s以下。

10。一种连续铸造用浸渍浇注嘴的连续铸造方法，其特征在于，

使用权利要求5所述的连续铸造用浸渍浇注嘴，所述浇注孔正上方部主体的熔融金属平均下降流速(U)为1.0m/s以上2.5m/s以下。

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