JP2002066699A - オープンノズル - Google Patents
オープンノズルInfo
- Publication number
- JP2002066699A JP2002066699A JP2000257633A JP2000257633A JP2002066699A JP 2002066699 A JP2002066699 A JP 2002066699A JP 2000257633 A JP2000257633 A JP 2000257633A JP 2000257633 A JP2000257633 A JP 2000257633A JP 2002066699 A JP2002066699 A JP 2002066699A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 長時間安定して鋳造することができる耐用
性に優れたオープンノズルを得ること。 【解決手段】内孔の下端面から、下端面の内孔径の３倍
以上５倍以下の長さに渡って内径が下方向に向かって縮
小するテーパー部を有しており、そのテーパー部の傾斜
角度が内孔の中心軸に対して０．５゜以上３．０゜以下
であり、また、孔下端面から、下端面の内孔径の１／３
倍〜１．５倍の範囲がストレート部を、このストレート
部から上方向に、下端面の内孔径の２倍以上５倍以下の
長さに渡って内径が下方向に縮小するテーパーを有す
る。
性に優れたオープンノズルを得ること。 【解決手段】内孔の下端面から、下端面の内孔径の３倍
以上５倍以下の長さに渡って内径が下方向に向かって縮
小するテーパー部を有しており、そのテーパー部の傾斜
角度が内孔の中心軸に対して０．５゜以上３．０゜以下
であり、また、孔下端面から、下端面の内孔径の１／３
倍〜１．５倍の範囲がストレート部を、このストレート
部から上方向に、下端面の内孔径の２倍以上５倍以下の
長さに渡って内径が下方向に縮小するテーパーを有す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術の分野】本発明は、鋼の連続鋳造に
おいてタンディッシュノズルの底に取り付けて使用する
オープンノズルに関する。
おいてタンディッシュノズルの底に取り付けて使用する
オープンノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】連続鋳造において、浸漬ノズルなどの導
管を用いないで、タンディッシュからモールドヘ注入す
る溶鋼量を制御するための簡便な方法として、溶鋼をタ
ンディッシュ底部に形成した面積一定の開口から、大気
中或いは雰囲気ガス中をモールドヘ向けて落下させるい
わゆるオープンノズル方式が、ビレット連鋳機、ビーム
ブランク連鋳機などに広く採用されている。
管を用いないで、タンディッシュからモールドヘ注入す
る溶鋼量を制御するための簡便な方法として、溶鋼をタ
ンディッシュ底部に形成した面積一定の開口から、大気
中或いは雰囲気ガス中をモールドヘ向けて落下させるい
わゆるオープンノズル方式が、ビレット連鋳機、ビーム
ブランク連鋳機などに広く採用されている。
【０００３】このオープンノズル方式においては、単位
時間当りの溶鋼流出量は、ノズル開口面積とタンディッ
シュ内溶鋼深さに比例するので、開口面積一定とすると
きタンデイッシュ内の溶鋼量を一定に保てば流出量も一
定となって流量計測ができ、簡便に流量制御ができる。
時間当りの溶鋼流出量は、ノズル開口面積とタンディッ
シュ内溶鋼深さに比例するので、開口面積一定とすると
きタンデイッシュ内の溶鋼量を一定に保てば流出量も一
定となって流量計測ができ、簡便に流量制御ができる。
【０００４】図４は、従来のオープンノズル方式に使用
されているオープンノズル４０を示す。オープンノズル
４０は、タンディッシュの底の鉄皮２の上に配置された
羽口れんが３の内孔にモルタル４を介してセットされて
いる。オープンノズルの内孔は、上部はタンディッシュ
内の溶鋼がオープンノズル内部に均一に流れ込みやすく
するため上部が広がったラッパ部１３が形成され、さら
にオープンノズル内の流線を直線的にしてオープンノズ
ルから流出する溶鋼を安定させるためにラッパ部１３よ
り下の内孔は断面一定のストレート部１２があり、その
下端には開放孔１４が形成されている。そして、このオ
ープンノズルの構成材としては、耐スポーリング性、耐
食性及び強度に優れたジルコンやジルコニア質の耐火物
が使用されている。
されているオープンノズル４０を示す。オープンノズル
４０は、タンディッシュの底の鉄皮２の上に配置された
羽口れんが３の内孔にモルタル４を介してセットされて
いる。オープンノズルの内孔は、上部はタンディッシュ
内の溶鋼がオープンノズル内部に均一に流れ込みやすく
するため上部が広がったラッパ部１３が形成され、さら
にオープンノズル内の流線を直線的にしてオープンノズ
ルから流出する溶鋼を安定させるためにラッパ部１３よ
り下の内孔は断面一定のストレート部１２があり、その
下端には開放孔１４が形成されている。そして、このオ
ープンノズルの構成材としては、耐スポーリング性、耐
食性及び強度に優れたジルコンやジルコニア質の耐火物
が使用されている。
【０００５】このオープンノズルは、溶鋼から化学的、
機械的なアタックを受け、通常１０数時間から２０数時
間程度で、内孔が溶損しノズル開口面積が拡大する。そ
のため、溶鋼流出量が増大し、これが許容最大流出量よ
りも多くなると鋳造を終了して取り替える必要がある。
機械的なアタックを受け、通常１０数時間から２０数時
間程度で、内孔が溶損しノズル開口面積が拡大する。そ
のため、溶鋼流出量が増大し、これが許容最大流出量よ
りも多くなると鋳造を終了して取り替える必要がある。
【０００６】このように、オープンノズルを使用する連
続鋳造の時間は、オープンノズルの耐用性がネックにな
っており、連続鋳造時間をさらに延ばすため、オープン
ノズルの耐用性の向上が望まれる。従来、このオープン
ノズルの耐用性の向上のためには、使用するジルコニア
原料の種類や粒度構成等が検討されてきたが、まだ、長
時間安定して鋳造するためのオープンノズルは現れてい
ない。
続鋳造の時間は、オープンノズルの耐用性がネックにな
っており、連続鋳造時間をさらに延ばすため、オープン
ノズルの耐用性の向上が望まれる。従来、このオープン
ノズルの耐用性の向上のためには、使用するジルコニア
原料の種類や粒度構成等が検討されてきたが、まだ、長
時間安定して鋳造するためのオープンノズルは現れてい
ない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、長時間安定して鋳造することができる耐用
性に優れたオープンノズルを得ることにある。
する課題は、長時間安定して鋳造することができる耐用
性に優れたオープンノズルを得ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、従来の使用さ
れた後のオープンノズルの損傷状況の解析の結果得られ
たもので、本発明のオープンノズルは、下端部から、下
端部内径の３倍以上５倍以下の長さに渡って内径が下方
向に縮小しており、その縦断面の両側の垂直線に対する
傾斜角度を０．５゜以上３．０°以下としたことを特徴
とする。
れた後のオープンノズルの損傷状況の解析の結果得られ
たもので、本発明のオープンノズルは、下端部から、下
端部内径の３倍以上５倍以下の長さに渡って内径が下方
向に縮小しており、その縦断面の両側の垂直線に対する
傾斜角度を０．５゜以上３．０°以下としたことを特徴
とする。
【０００９】図５は、図４に示す従来の上方ラッパ部よ
り下に断面一定のストレート部を有する内孔１の損傷状
況を示すもので、内孔中心部に球状の損傷Ｆが見られ
る。この損傷Ｆのメカニズムは、以下の通りと考えられ
る。
り下に断面一定のストレート部を有する内孔１の損傷状
況を示すもので、内孔中心部に球状の損傷Ｆが見られ
る。この損傷Ｆのメカニズムは、以下の通りと考えられ
る。
【００１０】まず、オープンノズルの構造設計は以下の
考え方に基づいて設計されている。すなわち、オープン
ノズルからの溶鋼流出速度ｖは、ｇを重力加速度、ｈを
溶鋼ヘッドとして、
考え方に基づいて設計されている。すなわち、オープン
ノズルからの溶鋼流出速度ｖは、ｇを重力加速度、ｈを
溶鋼ヘッドとして、
【数１】 によって求められる。また、溶鋼流量Ｑは、Ａをオープ
ンノズルの内孔面積として
ンノズルの内孔面積として
【数２】 によって求められる。そして、Ｄをオープンノズル内径
とすると、オープンノズル内孔面積Ａは、
とすると、オープンノズル内孔面積Ａは、
【数３】 となるように、オープンノズル内径が決定される。そし
て、オープンノズルの耐用性や、オープンノズル内孔で
の溶鋼流線を直線にする目的から、オープンノズルの長
さ方向にオープンノズル内径が一定な範囲、すなわち、
ストレート部を確保していた。そして、係るオープンノ
ズルは、（１）式から解るように、溶鋼が通過すると
き、位置エネルギーの溶鋼ヘッドｈは増大し、内孔でも
溶鋼速度は増大する。そして、溶鋼流量Ｑを一定にする
ためには、（２）式において、オープンノズル内孔面
積、すなわち、内孔径を小さくする必要がある。しか
し、従来は内孔がストレートになっているので、図６に
示すように、オープンノズルの下方では溶鋼流Ｓによ
り、オープンノズル内孔面に負圧が発生し、そこに下方
から大気Ａを巻き込むことによって、図５に示す損傷Ｆ
が発生すると考えられる。
て、オープンノズルの耐用性や、オープンノズル内孔で
の溶鋼流線を直線にする目的から、オープンノズルの長
さ方向にオープンノズル内径が一定な範囲、すなわち、
ストレート部を確保していた。そして、係るオープンノ
ズルは、（１）式から解るように、溶鋼が通過すると
き、位置エネルギーの溶鋼ヘッドｈは増大し、内孔でも
溶鋼速度は増大する。そして、溶鋼流量Ｑを一定にする
ためには、（２）式において、オープンノズル内孔面
積、すなわち、内孔径を小さくする必要がある。しか
し、従来は内孔がストレートになっているので、図６に
示すように、オープンノズルの下方では溶鋼流Ｓによ
り、オープンノズル内孔面に負圧が発生し、そこに下方
から大気Ａを巻き込むことによって、図５に示す損傷Ｆ
が発生すると考えられる。
【００１１】本発明は、上記特定条件の下で内孔１を縮
孔することによって、溶鋼流による内孔壁への負圧の発
生を低減したものである。
孔することによって、溶鋼流による内孔壁への負圧の発
生を低減したものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明のオープンノズルの実施の
形態を実施例によって説明する。
形態を実施例によって説明する。
【００１３】実施例１ 図１は本発明のオープンノズル１０の第１の実施例を垂
直断面図によって示す。
直断面図によって示す。
【００１４】同図において、オープンノズル１０の高さ
Ｈは１２０ｍｍ、下端面の外径Ｄが５８ｍｍ、下端面の
内径ｄ１は１９ｍｍである。内孔１は、下方からテーパ
ー部１１、ストレート部１２、それに、ラッパ部１３と
からなる。テーパー部１１は内孔１の下端面から上方向
にその長さｈが７０ｍｍにかけて形成され、そのノズル
内孔の軸線Ｘ−Ｘに対して下方向に傾斜角度αが１度で
傾斜し、この内径は縮小している。ストレート部１２は
テーパー部１１の上方に長さが２０ｍｍに形成され、さ
らに、その上方３０ｍｍにその内面は広がったラッパ部
１３が形成されている。テーパー部１１の長さｈは、内
径が下方向に縮小しその範囲は下端部内径の３倍以上５
倍以下の長さであることが好ましい。テーパー部１１の
長さが下端部内径の３倍未満ではオープンノズル内の溶
鋼流線が直線的にならないため隙間が発生する問題があ
り、下端部内径の５倍を超えるとオープンノズルの長さ
が長くなり、コスト高となる。
Ｈは１２０ｍｍ、下端面の外径Ｄが５８ｍｍ、下端面の
内径ｄ１は１９ｍｍである。内孔１は、下方からテーパ
ー部１１、ストレート部１２、それに、ラッパ部１３と
からなる。テーパー部１１は内孔１の下端面から上方向
にその長さｈが７０ｍｍにかけて形成され、そのノズル
内孔の軸線Ｘ−Ｘに対して下方向に傾斜角度αが１度で
傾斜し、この内径は縮小している。ストレート部１２は
テーパー部１１の上方に長さが２０ｍｍに形成され、さ
らに、その上方３０ｍｍにその内面は広がったラッパ部
１３が形成されている。テーパー部１１の長さｈは、内
径が下方向に縮小しその範囲は下端部内径の３倍以上５
倍以下の長さであることが好ましい。テーパー部１１の
長さが下端部内径の３倍未満ではオープンノズル内の溶
鋼流線が直線的にならないため隙間が発生する問題があ
り、下端部内径の５倍を超えるとオープンノズルの長さ
が長くなり、コスト高となる。
【００１５】内孔１のテーパー部１１の断面の傾斜角度
は内径が下方向に縮小しており、その断面の内孔の軸線
Ｘ−Ｘに対する傾斜角αは、０．５゜以上３．０゜以下
が好ましく、０．５゜未満では従来と同様にオープンノ
ズル内の下部で隙間が生じる問題があり、３．０゜を超
えると溶損の問題からオープンノズル内孔径が拡大しや
すくなるため好ましくない。
は内径が下方向に縮小しており、その断面の内孔の軸線
Ｘ−Ｘに対する傾斜角αは、０．５゜以上３．０゜以下
が好ましく、０．５゜未満では従来と同様にオープンノ
ズル内の下部で隙間が生じる問題があり、３．０゜を超
えると溶損の問題からオープンノズル内孔径が拡大しや
すくなるため好ましくない。
【００１６】なお、この実施例においては、ラッパ部１
３とテーパー部１１との間にストレート部１２を形成し
ているが、このストレート部１２はなくても特に問題は
なく、ラッパ部１３から直接テーパー部１１を形成する
こともできる。
３とテーパー部１１との間にストレート部１２を形成し
ているが、このストレート部１２はなくても特に問題は
なく、ラッパ部１３から直接テーパー部１１を形成する
こともできる。
【００１７】上記図１に示す本発明のオープンノズル１
０をタンディッシュで使用し、図３に示す従来のオープ
ンノズルとの鋳込み速度の変化を比較した。ともに、６
個のオープンノズルを直線状に配置し１３回溶鋼を受
け、中央の２つのオープンノズルについて，各回の鋳込
み速度の変化を調べた。その結果を図３に示す。同図に
おいて、従来例と実施例Ａ、Ｂはそれぞれのオープンノ
ズルの位置を示すもので、Ａは３番目、Ｂは４番目のオ
ープンノズルを意味する。同図に見られるとおり、実施
例と従来例を対比すると、鋳込み回が６ｃｈあたりから
本発明の実施例と従来例との間に大きい差が現れ、従来
例における増大に対し、本発明の実施例に変化がないこ
とが分かる。これは、従来例においては、内孔の溶損が
大きくなり内孔径の拡大により鋳込み速度の増加に対し
て、本発明の場合は内孔の溶損が小さいことにより、鋳
込み速度の増加傾向が極端に減少したものである。事
実、使用後、オープンノズルを切断して観察してみると
従来例のものは、図５のように内孔に球状の溶損が観察
されたが、実施例のものは球状の内孔溶損がほとんど観
察されなかった。
０をタンディッシュで使用し、図３に示す従来のオープ
ンノズルとの鋳込み速度の変化を比較した。ともに、６
個のオープンノズルを直線状に配置し１３回溶鋼を受
け、中央の２つのオープンノズルについて，各回の鋳込
み速度の変化を調べた。その結果を図３に示す。同図に
おいて、従来例と実施例Ａ、Ｂはそれぞれのオープンノ
ズルの位置を示すもので、Ａは３番目、Ｂは４番目のオ
ープンノズルを意味する。同図に見られるとおり、実施
例と従来例を対比すると、鋳込み回が６ｃｈあたりから
本発明の実施例と従来例との間に大きい差が現れ、従来
例における増大に対し、本発明の実施例に変化がないこ
とが分かる。これは、従来例においては、内孔の溶損が
大きくなり内孔径の拡大により鋳込み速度の増加に対し
て、本発明の場合は内孔の溶損が小さいことにより、鋳
込み速度の増加傾向が極端に減少したものである。事
実、使用後、オープンノズルを切断して観察してみると
従来例のものは、図５のように内孔に球状の溶損が観察
されたが、実施例のものは球状の内孔溶損がほとんど観
察されなかった。
【００１８】実施例２ 図２は、下端面から上方向にストレート部１２を有し、
ストレート部１２から上が内径が下方向に縮小したテー
パー部１１を有する本発明のオープンノズル２０の第２
の実施例を示す。
ストレート部１２から上が内径が下方向に縮小したテー
パー部１１を有する本発明のオープンノズル２０の第２
の実施例を示す。
【００１９】このストレート部１２は、溶鋼が流れてい
るときの溶鋼と内孔面との隙間をより減らす目的で設け
ており、その範囲は下端面から上方向に内径の１／３倍
〜１．５倍の範囲であることが好ましい。
るときの溶鋼と内孔面との隙間をより減らす目的で設け
ており、その範囲は下端面から上方向に内径の１／３倍
〜１．５倍の範囲であることが好ましい。
【００２０】この実施例の場合も、実炉試験を上記実施
例１で行った結果、実施例１と同等以上の効果が確認で
きた。
例１で行った結果、実施例１と同等以上の効果が確認で
きた。
【００２１】
【発明の効果】本発明によって、安定した損耗形態が保
つことができ、耐用性を格段に向上でき、その結果、安
定した長時間の操業が可能となる。
つことができ、耐用性を格段に向上でき、その結果、安
定した長時間の操業が可能となる。
【図１】 本発明の第１の実施例に係るオープンノズル
の断面構造を示す。
の断面構造を示す。
【図２】 本発明の第２の実施例に係るオープンノズル
の断面構造を示す。
の断面構造を示す。
【図３】 実炉における本発明と従来例との鋳込み速度
の変化を比較した図である。
の変化を比較した図である。
【図４】 従来のオープンノズルを示す。
【図５】 従来のオープンノズルにおける溶損状況を示
す。
す。
【図６】 従来のオープンノズルにおける溶損の発生状
態の説明図を示す。
態の説明図を示す。
１ 内孔 ２ 鉄皮 ３羽口れんが ４ モ
ルタル １１ テーパー部 １２ ストレート部 １３ ラ
ッパ部 １４ 開放孔 １０ 、２０ 本発明の実施例に係るオープンノズル ４０ 従来のオープンノズル Ｆ 球状の損傷 Ｓ 溶鋼流 Ａ 大気
ルタル １１ テーパー部 １２ ストレート部 １３ ラ
ッパ部 １４ 開放孔 １０ 、２０ 本発明の実施例に係るオープンノズル ４０ 従来のオープンノズル Ｆ 球状の損傷 Ｓ 溶鋼流 Ａ 大気
Claims (2)
- 【請求項１】 内孔の下端面から、下端面の内孔径の３
倍以上５倍以下の長さに渡って内径が下方向に向かって
縮小するテーパー部を有しており、そのテーパー部の傾
斜角度が内孔の軸線に対して０．５゜以上３．０゜以下
であることを特徴とするオープンノズル。 - 【請求項２】 内孔下端面から、下端面の内孔径の１／
３倍〜１．５倍の範囲にストレート部を、このストレー
ト部から上方向に、下端面の内孔径の２倍以上５倍以下
の長さに渡って内径が下方向に縮小するテーパーを有し
ており、そのテーパー部の傾斜角度が内孔の中心軸に対
して傾斜角度が０．５°以上３．０゜以下であることを
特徴とするオープンノズル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000257633A JP3639513B2 (ja) | 2000-08-28 | 2000-08-28 | オープンノズル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000257633A JP3639513B2 (ja) | 2000-08-28 | 2000-08-28 | オープンノズル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002066699A true JP2002066699A (ja) | 2002-03-05 |
| JP3639513B2 JP3639513B2 (ja) | 2005-04-20 |
Family
ID=18746062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000257633A Expired - Fee Related JP3639513B2 (ja) | 2000-08-28 | 2000-08-28 | オープンノズル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3639513B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011010501A1 (ja) | 2009-07-24 | 2011-01-27 | 黒崎播磨株式会社 | 溶融金属排出用ノズル |
| US8240524B2 (en) | 2008-03-14 | 2012-08-14 | Krosakiharima Corporation | Upper nozzle |
| CN115007845A (zh) * | 2022-06-15 | 2022-09-06 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 一种高洁净钢生产过程引流砂填充方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011062722A (ja) * | 2009-09-16 | 2011-03-31 | Kurosaki Harima Corp | 溶融金属排出用ノズル |
-
2000
- 2000-08-28 JP JP2000257633A patent/JP3639513B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8240524B2 (en) | 2008-03-14 | 2012-08-14 | Krosakiharima Corporation | Upper nozzle |
| KR101228380B1 (ko) * | 2008-03-14 | 2013-01-31 | 구로사키 하리마 코포레이션 | 상부 노즐 |
| CN102317006A (zh) * | 2009-07-24 | 2012-01-11 | 黑崎播磨株式会社 | 熔融金属排出用浇注嘴 |
| WO2011010501A1 (ja) | 2009-07-24 | 2011-01-27 | 黒崎播磨株式会社 | 溶融金属排出用ノズル |
| JP4695701B2 (ja) * | 2009-07-24 | 2011-06-08 | 黒崎播磨株式会社 | 溶融金属排出用ノズル |
| AU2010274474B2 (en) * | 2009-07-24 | 2012-11-29 | Krosakiharima Corporation | Nozzle for discharging molten metal |
| JP2011025274A (ja) * | 2009-07-24 | 2011-02-10 | Kurosaki Harima Corp | 溶融金属排出用ノズル |
| US8469243B2 (en) | 2009-07-24 | 2013-06-25 | Krosakiharima Corporation | Molten metal discharge nozzle |
| KR101290117B1 (ko) * | 2009-07-24 | 2013-07-26 | 구로사키 하리마 코포레이션 | 용융 금속 배출용 노즐 |
| TWI411480B (zh) * | 2009-07-24 | 2013-10-11 | Krosaki Harima Corp | Molten metal discharge nozzles |
| EP2380681A4 (en) * | 2009-07-24 | 2017-08-02 | Krosakiharima Corporation | Nozzle for discharging molten metal |
| CN115007845A (zh) * | 2022-06-15 | 2022-09-06 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 一种高洁净钢生产过程引流砂填充方法 |
| CN115007845B (zh) * | 2022-06-15 | 2024-03-15 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 一种高洁净钢生产过程引流砂填充方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3639513B2 (ja) | 2005-04-20 |
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