JP2000061593A - 連続鋳造用スライディングノズルの強制開孔方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スライディングノズルを具備したタンディッ
シュにおいて、凝固地金により流出孔が閉塞した際に、
溶融金属を酸化することなく、確実且つ安全に強制開孔
する。 【解決手段】 内部に流出孔１２を形成するスライディ
ングノズル５を具備したタンディッシュ３での連続鋳造
の鋳造開始時、溶融金属１が凝固して生成した凝固地金
２により流出孔が閉塞し、鋳型４への溶融金属の流出が
停止した際に、スライディングノズルの上方から流出孔
内に挿入した押し込み棒６を前記凝固地金に押し付けて
強制的に開孔部を形成し、この開孔部から溶融金属を流
出させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、連続鋳造の鋳造開
始時に、タンディッシュに設けたスライディングノズル
が凝固地金により閉塞した際、スライディングノズルを
強制的に開孔する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造の鋳造開始時には、タンディッ
シュへの注入時の空気酸化やタンディッシュ耐火物の巻
込み等によって溶融金属が汚染されると共に、タンディ
ッシュに注入された溶融金属はタンディッシュ耐火物へ
の伝熱や雰囲気への放熱により冷却されて温度が低下
し、生成した酸化物や巻込まれた耐火物の浮上・分離が
妨げられるため、タンディッシュへ注入された直後の溶
融金属を鋳型に鋳造すると、得られる鋳片は酸化物や耐
火物に起因する非金属介在物を多く含み、鋳造中期の定
常域の鋳片に比較して清浄性が劣るという問題を生じ
る。そのため、清浄性の劣る鋳片部位の屑化や鋳片表面
の研削による清浄性劣化部位の除去等の必要があり、歩
留りの低下や生産性の低下等を招いていた。

【０００３】この問題を解決する手段として、例えば特
開平５−１１１７４２号公報に開示されるように、スラ
イディングノズルの流出孔内に不活性ガスを吹き込みな
がら、タンディッシュ内に溶融金属を所定量、所定時間
溜め置きして非金属介在物を浮上分離させ、その後、鋳
型への鋳造を開始する連続鋳造方法が採用されるように
なった。しかし、上述のように鋳造開始時のタンディッ
シュ内溶融金属の温度は低く、そのため、不活性ガスを
吹き込んでも流出孔内での溶融金属の凝固を完全には防
止できず、溶融金属が凝固して生成した凝固地金による
流出孔の閉塞が発生する。

【０００４】この流出孔の閉塞が発生すると、鋳造停止
による作業能率の低下や、閉塞しなかった他のストラン
ドでの鋳造を余儀なくされ、鋳造時間の延長による溶融
金属の温度低下に起因する鋳片品質劣化等の問題が発生
する。このため、流出孔の閉塞により溶融金属の流出が
停止した際には、例えば特開昭６１−８６０５３号公報
に開示されるように、タンディッシュ上方又は下部の浸
漬ノズルからスライディングノズルの閉塞箇所に酸素噴
射用パイプを挿入して酸素を噴射し、閉塞箇所の凝固地
金を溶融させ、強制的に開孔することが行われてきた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この酸
素噴射用パイプによる開孔方法には、酸素噴射用パイプ
の押し付け位置を目視で確認できないためにスライディ
ングノズルの固定板や摺動板等のタンディッシュ耐火物
を酸素により損傷させ、損傷部からの溶融金属の漏れ等
の設備トラブルを招くことや、酸素の噴射により溶融金
属が酸化して非金属介在物の生成を助長し、鋳片の清浄
性を著しく損なうといった問題点がある。又、高温の溶
融金属付近で人手で行うために溶融金属の飛散等により
危険な作業であるいう問題点もある。

【０００６】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、その目的とするところは、スライディングノズルを
具備したタンディッシュにおいて、凝固地金により流出
孔が閉塞した際に、溶融金属を酸化することなく、確実
且つ安全に開孔することができる強制開孔方法を提供す
ることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による連続鋳造用
スライディングノズルの強制開孔方法は、内部に流出孔
を形成するスライディングノズルを具備したタンディッ
シュでの連続鋳造の鋳造開始時、溶融金属が凝固して生
成した凝固地金により流出孔が閉塞し、鋳型への溶融金
属の流出が停止した際に、スライディングノズルの上方
から流出孔内に挿入した押し込み棒を前記凝固地金に押
し付けて強制的に開孔部を形成し、この開孔部から溶融
金属を流出させることを特徴とするものである。その
際、押し込み棒の先端部から不活性ガスを吹き込むこと
や押し込み棒の横断面積をスライディングノズルの流出
孔断面積の２０〜６０％とすること、及び、押し込み棒
の凝固地金への押し付け圧力をタンディッシュ内での溶
融金属の溜め置き時間に応じて変更することが好まし
い。

【０００８】一般にスライディングノズルは、固定板
と、この固定板の下面を摺動する摺動板とから構成され
る。このスライディングノズルを流量制御用に用いたタ
ンディッシュにおいては、鋳型への溶融金属の鋳造開始
時、タンディッシュ内で溶融金属を溜め置くために、ス
ライディングノズルを閉状態としてタンディッシュへの
注入を開始する。又、溜め置きしない場合でも、鋳型へ
の鋳込み量を制御して鋳型内での凝固シェルの成長時間
を確保するため、スライディングノズルを半開状態とし
て鋳型への鋳造を開始する。そのため、溶融金属が凝固
して生成する凝固地金による流出孔の閉塞は、摺動板の
摺動面を含め、摺動板の摺動面より上方の部位で発生す
る。

【０００９】従って、鋳造開始時に凝固地金により流出
孔の閉塞が発生した場合、スライディングノズルの上方
から流出孔内に挿入した押し込み棒を凝固地金に押し付
ければ、凝固地金は高温のため材料強度が極めて小さく
容易に破壊され、強制的に開孔することができる。その
際に、押し込み棒の先端部から不活性ガスを吹き込むこ
とで、流出孔内の溶融金属が攪拌され、温度の高い溶融
金属が流出孔内に供給されて凝固地金の成長を抑えるこ
とができると共に、内部を通過する不活性ガスにより押
し込み棒が冷却され、押し込み棒の耐用性が向上する。
又、押し込み棒の横断面積をスライディングノズルの流
出孔断面積の２０〜６０％とすることで、強制開孔を円
滑に行なうことができる。即ち、押し込み棒の横断面積
が２０％未満では、凝固地金の破壊面積（＝開孔面積）
が小さく、再度凝固地金による閉塞が起こる虞があり、
又、押し込み棒の横断面積が６０％を越えると、押し込
み棒と流出孔内壁との間隔が十分でなく、溶融金属の円
滑な流出が得られない。

【００１０】又、タンディッシュ内で溶融金属を溜め置
きする際には、凝固地金は溜め置き時間に比例して成長
するので、溜め置き時間に比例して凝固地金への押し込
み棒の押し付け圧力を増減させることで、確実に開孔す
ることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下本発明を図面に基づき説明す
る。図１は、本発明の実施の形態の１例を示す連続鋳造
用タンディッシュ底部の縦断面概略図、図２は、本発明
の実施の形態の１例である押し込み棒の取り付け構造を
示す縦断面概略図である。

【００１２】図１において、鋳型４の上方所定位置に配
置されたタンディッシュ３の底部には、タンディッシュ
鉄皮２３の開孔部を貫通し、タンディッシュ敷耐火物２
４と嵌合する上ノズル７と、固定板８、摺動板９及び整
流ノズル１０からなり、上ノズル７の下面と接するスラ
イディングノズル５と、スライディングノズル５の下面
と接する浸漬ノズル１１とが配置されている。そして、
上ノズル７、固定板８、摺動板９、整流ノズル１０、及
び浸漬ノズル１１は、摺動板９を駆動用油圧シリンダー
２６により固定板８の下面と接して摺動させることで、
タンディッシュ３から鋳型４への流出孔１２を形成して
いる。上ノズル７の流出孔１２内には、タンディッシュ
３への溶融金属１の注入開始以前に、固定板８から任意
の高さの位置に押し込み棒６が予め設置されている。

【００１３】この押し込み棒６は、図２に示すように、
その上端部を支持架台１３に取り付けられた支持腕１７
に把持されている。支持架台１３はタンディッシュ蓋２
５の上方に設置されており、支持架台１３の位置を調整
することで押し込み棒６の設置位置を流出孔１２内の任
意の所定位置とすることができる。押し込み棒６は、支
持腕１７に対して上下方向の移動を可能とし、且つ、押
し込み棒６の軸心方向には回転しないように、支持腕１
７を貫通して把持されている。押し込み棒６の回転を防
止する機構は、例えば押し込み棒６に上下方向の溝（図
示せず）を設けると共に支持腕１７にピン（図示せず）
を設け、ピンと溝とが嵌合するようにすれば良い。

【００１４】そして、押し込み棒６には、その表面にネ
ジを刻んだネジ部２１が設けられ、このネジ部２１は、
内孔にネジを刻んだ回転体１６と嵌合している。回転体
１６は減速機１５を介して電動モーター１４と連結され
ており、電動モーター１４を回転することで回転体１６
が回転し、回転体１６の回転により押し込み棒６が上下
方向に移動するようになっている。即ち、押し込み棒６
は、所謂スクリュージャッキ方式により上下移動する機
構となっており、押し込み棒６の上下移動速度及び上下
移動による押し付け圧力は、電動モーター１４の回転数
と減速機１５の減速比を変更することで、任意に変更す
ることができる機構となっている。

【００１５】又、押し込み棒６の内部にはＡｒ、Ｈｅ、
窒素ガス等の不活性ガスを通すガス流路１８が設けら
れ、そして、ガス流路１８は押し込み棒６の先端部に設
けられ複数個のガス吹き込み口２０と連結されており、
押し込み棒６の上端と連結されたガス導入管１９から供
給された不活性ガスは、流路１８を通り、ガス吹き込み
口２０から噴出されるようになっている。押し込み棒６
は、金属製若しくはセラミック製とし、溶融金属１に浸
漬される部分には、溶融金属１による溶損を防止するた
めに不定形耐火物の被覆層２２が設けられている。押し
込み棒６の横断面積は、固定板８の流出孔１２の断面積
の２０〜６０％とすることが好ましい。

【００１６】このような構成のタンディッシュ３に溶融
金属１を取鍋（図示せず）から注入して連続鋳造を開始
する。その際、鋳造開始時に溶融金属１をタンディッシ
ュ３内で溜め置きする場合には、摺動板９を閉状態とし
て押し込み棒６のガス吹き込み口２０から不活性ガスを
吹き込み、流出孔１２内での溶融金属１の凝固を防止し
つつ所定時間溜め置きし、その後、摺動板９の流出孔１
２を固定板８の流出孔１２と合致させて鋳型４への鋳造
を開始する。尚、溜め置き中の流出孔１２内での溶融金
属１の凝固を防止するために、固定板８や摺動板９にガ
ス吹き込み部位を設けて不活性ガスを吹き込むことや、
上ノズル７を気孔質耐火物として上ノズル７から不活性
ガスを吹き込むこと、及びこれらを併用することが好ま
しい。上ノズル７又は固定板８若しくは摺動板９から不
活性ガスを吹き込む場合には、押し込み棒６からの不活
性ガスの吹き込みを停止することもできる。又、溜め置
きしない場合には、鋳型４の断面積やスライディングノ
ズル５の流出孔１２の断面積を考慮して、例えば開度５
０％程度として鋳型４への鋳造を開始する。

【００１７】そして、摺動板９が開状態であるにもかか
わらず溶融金属１が鋳型４内へ流出しない場合には、溶
融金属１の凝固した凝固地金２による閉塞と判断し、摺
動板９を全開状態として押し込み棒６を下降させ、押し
込み棒６で凝固地金２を押し破り、強制的に開孔する。
溶融金属１が鋳型４に流出した後は、押し込み棒６をタ
ンディッシュ３内の溶融金属１の湯面よりも上方位置に
直ちに上昇させ、不活性ガスの吹き込みを停止して待機
する。

【００１８】その際、溜め置き時間に比例して凝固地金
２は成長するので、溜め置き時間に比例して押し込み棒
６の凝固地金２への押し付け圧力を増大することが好ま
しい。押し込み棒６の押し付け圧力は、減速機１５の減
速比を大きくすることで、増大させることができる。

【００１９】このように本発明では、酸素ガスを用いる
ことなく遠隔操作による押し込み棒６で凝固地金２を破
壊して開孔するので、溶融金属１を酸化することなく、
又、スライディングノズル５等のタンディッシュ３の耐
火物を損傷することなく、そして、確実且つ安全に強制
開孔することができる。又、予め押し込み棒６を流出孔
１２内に設置しているので、迅速に開孔することができ
る。

【００２０】尚、上記説明では、溶融金属１をタンディ
ッシュ３へ注入する前に押し込み棒６を上ノズル７の流
出孔１２内に予め設置しているが、本発明はこの方法に
限るものではなく、流出孔１２の閉塞が確認された後に
タンディッシュ３の上方に待機させた押し込み棒６を流
出孔１２内に挿入して凝固地金２を破壊し、開孔する方
法であっても良い。但し、この場合には、上ノズル７又
は固定板８若しくは摺動板９から流出孔１２内に凝固防
止のための不活性ガスを吹き込む必要がある。又、図１
に示す構成のスライディングノズル５は固定板８が１枚
の型式であるが、摺動板９の下面に更に固定板８を配置
し、上下の固定板８内を摺動板９が摺動する型式のスラ
イディングノズルであっても、本発明は何ら支障無く適
用可能である。更に、押し込み棒６の作動方法は、スク
リュージャッキ方式に限るものではなく、パワーシリン
ダー等により作動させる構造でも良いことはいうまでも
ない。

【００２１】

【実施例】図１及び図２に示す構成の２ストランドタン
ディッシュにおける溶鋼での実施例を以下に説明する。
タンディッシュ容量は５０トンであり、用いた押し込み
棒は、ステンレス鋼製で、その横断面積を固定板の流出
孔断面積の４０％とし、溶鋼に浸漬させる部位の外表面
に５ｍｍ厚みのＭｇＯの被覆層を施した。鋳造開始に当
たり、押し込み棒からＡｒを５０Ｎｌ／ｍｉｎの流量で
吹き込みつつ、溜め置き時間を１〜５分間の５水準（実
施例１〜５）として約３０トンの溶鋼をタンディッシュ
内に溜め置きし、その後、鋳型への鋳造を開始した。溜
め置き時間を１〜５分とした合計５回の実施例では、溜
め置き時間が２分以下では押し込み棒の押し付け圧力を
１ｋｇ／ｃｍ² とし、溜め置き時間が３分では５ｋｇ／
ｃｍ²、４分では１０ｋｇ／ｃｍ² 、５分では１５ｋｇ
／ｃｍ² と設定した。そして、流出孔の閉塞があった場
合には、この押し付け圧力で押し込み棒を押し当てた。
取鍋内溶鋼の過熱度は３０℃に調整した。

【００２２】又、比較のために押し込み棒を使用せず
に、摺動板からＡｒを５０Ｎｌ／ｍｉｎの流量で流出孔
内に吹き込みつつ、溜め置き時間を２〜４分間の３水準
とした比較例（比較例１〜３）も実施した。表１に実施
例及び比較例での操業条件及び操業結果を示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】表１に示すように、溜め置き時間が２分以
下の実施例１及び実施例２では、Ａｒガスの流出孔内へ
の吹き込みにより凝固が抑制され、所定の溜め置き時間
経過後に摺動板を開状態とすると、押し込み棒を作動さ
せることなく、溶鋼が流出して閉塞は発生しなかった。
又、溜め置き時間が３分以上の実施例３、実施例４、及
び実施例５では、所定の溜め置き時間後に摺動板を開状
態としても溶鋼は流出しなかったが、押し込み棒を押し
込むことで溶鋼が流出し、結果的に流出孔の閉塞が防止
できた。それに対して、比較例では、溜め置き時間が２
分の比較例１では流出孔の閉塞が発生せずに鋳造できた
が、溜め置き時間が３分以上の比較例２及び比較例３で
は、流出孔が閉塞したので鋳造を断念した。

【００２５】このように、本発明を実施することで長時
間の溜め置き時間でも安定して開孔することができ、鋳
造開始時の鋳片の清浄性を向上させることができる。

【００２６】

【発明の効果】本発明では、酸素ガスを用いることなく
押し込み棒で凝固地金を破壊して開孔するので、溶融金
属を酸化することなく、確実且つ安全に強制開孔するこ
とができる。又、酸素を使用しないので、スライディン
グノズルを含めタンディッシュ耐火物の損傷を生じるこ
とがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の１例を示す連続鋳造用タ
ンディッシュ底部の縦断面概略図である。

【図２】本発明の実施の形態の１例である押し込み棒の
取り付け構造を示す縦断面概略図である。

【符号の説明】

１ 溶融金属 ２ 凝固地金 ３ タンディッシュ ４ 鋳型 ５ スライディングノズル ６ 押し込み棒 ７ 上ノズル ８ 固定板 ９ 摺動板 １０ 整流ノズル １１ 浸漬ノズル １２ 流出孔 １３ 支持架台 １４ 電動モーター １５ 減速機 １６ 回転体 １７ 支持腕 １８ ガス流路 １９ ガス導入管 ２０ ガス吹き込み口 ２１ ネジ部 ２２ 被覆層

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に流出孔を形成するスライディング
   ノズルを具備したタンディッシュでの連続鋳造の鋳造開
   始時、溶融金属が凝固して生成した凝固地金により流出
   孔が閉塞し、鋳型への溶融金属の流出が停止した際に、
   スライディングノズルの上方から流出孔内に挿入した押
   し込み棒を前記凝固地金に押し付けて強制的に開孔部を
   形成し、この開孔部から溶融金属を流出させることを特
   徴とする連続鋳造用スライディングノズルの強制開孔方
   法。
2. 【請求項２】 前記押し込み棒の先端部から不活性ガス
   を吹き込むことを特徴とする請求項１に記載の連続鋳造
   用スライディングノズルの強制開孔方法。
3. 【請求項３】 前記押し込み棒の横断面積をスライディ
   ングノズルの流出孔断面積の２０〜６０％とすることを
   特徴とする請求項１又は請求項２に記載の連続鋳造用ス
   ライディングノズルの強制開孔方法。
4. 【請求項４】 前記押し込み棒の凝固地金への押し付け
   圧力をタンディッシュ内での溶融金属の溜め置き時間に
   応じて変更することを特徴とする請求項１ないし請求項
   ３の何れか１つに記載の連続鋳造用スライディングノズ
   ルの強制開孔方法。