JP2002336957A - 冶金容器のスライディングノズルおよび付着物除去方法 - Google Patents

冶金容器のスライディングノズルおよび付着物除去方法

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JP2002336957A
JP2002336957A JP2001142318A JP2001142318A JP2002336957A JP 2002336957 A JP2002336957 A JP 2002336957A JP 2001142318 A JP2001142318 A JP 2001142318A JP 2001142318 A JP2001142318 A JP 2001142318A JP 2002336957 A JP2002336957 A JP 2002336957A
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nozzle
sliding plate
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Shuji Ozawa
修司 小澤
Koichi Isobe
浩一 磯部
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 冶金容器の底部に配する3枚のプレートから
構成されるスライディングノズルにおいて、低コストで
品質を確保しつつ、スライディングノズルへの金属酸化
物の付着堆積を防止する手段を提供する。 【解決手段】 冶金容器の底部に配する上プレート、ス
ライディングプレートおよび下プレートの3枚のプレー
トから構成されるスライディングノズルであって、スラ
イディングプレート内孔面の少なくとも閉止方向に向か
う面は、上部から下部にかけてテーパー状の下広がり形
状であることを特徴とする冶金容器のスライディングノ
ズル。また、冶金容器のスライディングノズルにおける
付着物除去方法であって、スライディングプレートの上
面により流路を全閉とし、且つスライディングプレート
内孔下部と下プレート内孔との間に隙間を確保した状態
で上プレートと下プレートとの間に気体酸素を吹込み付
着物を除去することを特徴とするスライディングノズル
の付着物除去方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、冶金容器の底部に
配するスライディングノズルに関し、詳細には該スライ
ディングノズル内壁への金属酸化物の付着を防止するノ
ズル構造と付着物除去方法に関する。
【0002】
【従来の技術】溶融金属を収容する冶金容器、例えば取
鍋やタンディッシュの底部から鋳型などへ溶融金属を注
入するに際し、冶金容器の底部にスライディングノズル
を配置し、スライディングノズルの開閉によって溶融金
属の注入量を調整し、また注入のオンオフを行う。
【0003】スライディングノズルは、上プレートとス
ライディングプレートの2枚のプレート、または、図7
に示すように、スライディングノズル5が、上プレート5
a、スライディングプレート5b、下プレート5cの3枚のプ
レートから構成されているものがある。各プレートの中
央部には溶融金属の流路と成る孔(以下、「内孔」と呼
ぶ。)が設けれれている。3枚のプレートで構成される
場合、スライディングノズル5の開度調整に際してはス
ライディングプレート5bのみが摺動する。本発明は、こ
のような3枚のプレートから構成されるスライディング
ノズルに関するものである。
【0004】以下、鋼の連続鋳造を例にとって説明す
る。溶鋼は精錬終了時に酸素を含有している。精錬終了
後、溶鋼中に脱酸材を添加して含有酸素を金属酸化物と
し、その大部分は溶鋼から浮上分離する。一部の金属酸
化物は溶鋼中に残存するため、タンディッシュから注入
する溶鋼は微量の金属酸化物を含有しており、溶鋼注入
中に該金属酸化物がスライディングノズルの壁面に付着
堆積する。特に、脱酸材としてアルミニウムを使用する
アルミキルド鋼においては、注入中にスライディングノ
ズル内壁にアルミナを中心とする金属酸化物が付着堆積
しやすい。
【0005】アルミナの付着堆積が進行するとスライデ
ィングノズルが閉塞して溶鋼の注入ができなくなるた
め、溶鋼中にCaを添加することによりアルミナを低融点
であるカルシウム・アルミネート系酸化物に改質するこ
とによって金属酸化物がスライディングノズル内壁に付
着するのを防止する技術や、スライディングノズル内壁
に多孔質耐火物を設け、スライディングノズルを通過す
る溶鋼に多孔質耐火物を介して不活性ガスを吹き込み、
これによって金属酸化物がスライディングノズル内壁に
付着するのを防止する技術が公知である。
【0006】しかし、スライディングノズルを構成する
スライディングプレートの形状を最適化することにより
金属酸化物の付着堆積を防止する公知文献は見当たらな
い。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術は、Ca
を添加する技術はCaコストが高価であったり、鋼種によ
っては目的性能上Caの含有が認められない等の問題があ
り、また、多孔質耐火物を介して不活性ガスを吹き込む
技術は鋳片表面性状が悪化する品質上の問題等がある。
【0008】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、低コストで品質
を確保しつつ、スライディングノズルへの金属酸化物の
付着堆積を防止する手段を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、スライデ
ィングノズルへの付着状況を調査したところ、図8に示
すように、スライディングプレート5bの内孔の閉止方
向と対向する面(閉止時に流路11より後退する側の
面。以下、「閉止対向面」と略称。)8および下プレー
ト5cの内孔面の2箇所に著しい付着物10が認められ
た。このように特定の部位に付着する原因は、例えば
「鋼中非金属介在物の最近の展開(日本学術振興会製鋼
第19委員会,P.44,平成6年)」で紹介されているように
澱み部の存在であると言われている。このような事情を
鑑みて、澱み部を軽減する手段、および付着物を効果的
に除去する手段としてスライディングプレート内孔形状
に主眼を置き鋭意研究開発した結果、本発明の完成に至
った。
【0010】本発明の要旨は以下のとおりである。 (1)冶金容器の底部に配する上プレート、スライディ
ングプレートおよび下プレートの3枚のプレートから構
成されるスライディングノズルであって、スライディン
グプレート内孔面の少なくとも閉止方向に向かう面は、
上部から下部にかけてテーパー状の下広がり形状である
ことを特徴とする冶金容器のスライディングノズル。 (2)スライディングプレート内孔面の閉止方向に向か
う面のテーパー角度θが、30〜70°であることを特
徴とする請求項1記載の冶金容器のスライディングノズ
ル。 (3)スライディングプレートまたは/および下プレー
トが、上プレートと下プレートとの間に気体を吹込み可
能な孔を有していることを特徴とする上記(1)または
(2)記載の冶金容器のスライディングノズル (4)上記(3)記載の冶金容器のスライディングノズ
ルにおける付着物除去方法であって、スライディングプ
レートの上面により流路を全閉とし、且つスライディン
グプレート内孔下部と下プレート内孔との間に隙間を確
保した状態で上プレートと下プレートとの間に気体酸素
を吹込み付着物を除去することを特徴とするスライディ
ングノズルの付着物除去方法。
【0011】ここで、「内孔」とは、スライディングノ
ズルを構成する各プレートに形成された溶融金属の流路
としての孔をいい、「内孔面」とは溶融金属と接する内
孔の表面をいう。「閉止方向12」とは、スライディン
グノズルを閉止するときにスライディングプレート5b
が移動する方向であり、「閉止方向に向かう面」とは、
スライディングプレート5bの内孔面のうち閉止方向1
2と略同一方向を向いている表面であり、以下、「閉止
方向面7」と略称する。また、スライディングプレート
5bの内孔面のうち閉止方向面7の反対側の表面を「閉
止対向面8」という。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の基本とするところは、ス
ライディングプレート内孔面の少なくとも閉止方向面は
上部から下部にかけてテーパー状の下広がり形状とさせ
ることによって澱み部を軽減せしめて下プレートへの付
着を軽減させるものであり、更に操業中のノズル酸素洗
浄が効果的に行わせるようにせしめたものである。
【0013】図1は本発明例での鋳造中のスライディン
グノズル近傍の状況を示す。閉止方向面7とは上記のと
おりスライディングプレート5bを閉めるときに、該スラ
イディングプレート5bと上プレート5aの重なりで形成さ
れる流路面積を減少させる側を指し、反対側は閉止対向
面8である。閉止方向面7は広がり角度θのテーパー状の
下広がり形状となっているため、下プレート5c内孔面へ
の付着が生じずらくなっている。鋳造が進行するにつれ
て図2に示すように閉止対向面8には付着物10が認めら
れるものの、該付着物10は図3のようにスライディング
プレート5bを完全に閉止した後に、図4に示すように再
びスライディングプレート5bを開いた時に除去できる。
【0014】ここで、閉止方向面7に下広がりを有しせ
しめるテーパー角度θは30〜70°の範囲内とするこ
とが望ましい。これは70°を超えると付着堆積防止効
果が小さく、30°未満では先端部の強度が小さくな
り、欠損の恐れが生じるためである。
【0015】更に鋳造が進行してスライディングプレー
ト5bや下プレート5cの内孔壁全体にわたって付着が進行
した時には、図5に示すようにスライディングプレート
5bを閉止方向に移動して上面で流路を閉止し、且つ該ス
ライディングプレート5bの内孔と下プレート5cの内孔と
の間に隙間を確保した状態にしておき、上プレート5a
と下プレート5cとの間に気体吹込み孔9を通じて気体
酸素を吹込み洗浄することができる。尚、図5の気体吹
込み孔9はスライディングプレート5bに位置している
が、下プレート5cにあってもよい。更に品質上問題にな
らない鋼種は、広く知られているように、鋳造中に気体
吹込み孔9からArなどの不活性ガスを吹込み、これによ
って金属酸化物がスライディングノズル5に付着するこ
とを防止しても良い。
【0016】以上の説明において、図は全て、スライデ
ィングプレート5bの閉止対向面8はストレート(該プ
レート5bの内孔の下面での輪郭は長円形状)である
が、図6で示すように閉止対向面8も下広がりのテーパ
ー(該プレート5bの内孔の下面での輪郭は円形状)を
有していても下プレート5c内孔付近の澱み部を軽減させ
る作用は同じなので、図6或いは図1との中間形状も本
発明に含まれる。
【0017】また、本発明のスライディングノズルはス
ライディングプレートの形状に関するものであって、上
プレート5a、下プレート5cの内孔の形状は図示した
ものに限定されるものではない。
【0018】
【実施例】次に、本発明の実施例を図1、図5、図6お
よび図7を基に説明する。280トン転炉より出鋼した溶
鋼275トンを取鍋に受けてアルミニウムを添加して脱酸
させ全アルミニウム含有量を0.020質量%に調整した。そ
の後RH還流処理を行いタンディッシュを介して鋳片サイ
ズ220mm×220mmの連続鋳造を試みた。ノズル詰まり防止
のための溶鋼へのCa添加処理は行わず、図1、図5、図
6および図7に示す状態で5チャージ以上の連続鋳造を
目標として鋳込んだ。その結果を表1に示している。
尚、スライディングプレート内孔のテーパー角度θは45
°とした。
【0019】
【表1】
【0020】発明例1の鋳造条件は図1に示す形式であ
る。目標の5チャージ鋳造を達成した。スライディング
プレート5bの開度チャートより、5チャージ目に若干の
詰まり傾向が見られたため、5チャージ目の終了と共に
鋳造作業を終えた。鋳造終了後の解体調査の結果、閉止
対向面8に付着物が認められた。
【0021】発明例2の鋳造条件は図1に示す形式であ
る。目標の5チャージ鋳造を上回る7チャージの鋳造を達
成した。スライディングプレート5bの開度チャートよ
り、5チャージ目に若干の詰まり傾向が見られたため、5
チャージ目と6チャージ目の間に一度スライディングプ
レート5bをいったん全閉として付着物除去を行った。6
チャージ目には詰まり傾向が解消されたものの7チャー
ジ目には再び若干の詰まり傾向が見られたため鋳造を終
了した。鋳造終了後の解体調査の結果、閉止対向面8に
付着物が認められた。また下プレート5cにも若干の付着
物が認められた。
【0022】発明例3の鋳造条件は図1に示す形式であ
る。目標の5チャージ鋳造を大幅に上回る10チャージの
鋳造を達成した。スライディングプレート5bの開度チャ
ートより、5チャージ目に若干の詰まり傾向が見られた
ため、5チャージ目と6チャージ目の間に一度スライディ
ングプレート5bをいったん全閉として付着物除去を行っ
た。6チャージ目には詰まり傾向が解消されたものの7チ
ャージ目には再び若干の詰まり傾向が見られたため、7
チャージ目と8チャージ目の間に気体吹込み孔9より図5
の要領で気体酸素洗浄を行った。その後詰まりは完全に
解消して10チャージの鋳造を終えた。鋳造終了後の解
体調査の結果、閉止対向面8に若干の付着物が認められ
たものの更なる鋳造の継続は可能な状態であった。
【0023】発明例4の鋳造条件は図6に示す形式であ
る。目標の5チャージ鋳造を上回る7チャージの鋳造を達
成した。スライディングプレート5bの開度チャートよ
り、5チャージ目に若干の詰まり傾向が見られたため、5
チャージ目と6チャージ目の間に一度スライディングプ
レート5bをいったん全閉として付着物除去を行った。6
チャージ目には詰まり傾向が解消されたものの7チャー
ジ目には再び若干の詰まり傾向が見られたため鋳造を終
了した。鋳造終了後の解体調査の結果、閉止対向面8に
付着物が認められた。また下プレート5cにも若干の付着
物が認められた。
【0024】比較例1の鋳造条件は図7に示す形式であ
る。スライディングプレート5bの開度チャートより、2
チャージ目に若干の詰まり傾向が見られたため、2チャ
ージ目の終了と共に鋳造を中止せざるを得なかった。鋳
造終了後の解体調査の結果、閉止対向面8と下プレート5
cに付着物が認められた。
【0025】比較例2の鋳造条件は図7に示す形式であ
る。スライディングプレート5bの開度チャートより、2
チャージ目に若干の詰まり傾向が見られたため、2チャ
ージ目と3チャージ目の間に一度スライディングプレー
ト5bをいったん全閉として付着物除去を行った。3チャ
ージ目の初期には詰まり傾向が軽減されたものの、徐々
に付着傾向が再発してきたため3チャージ目の終了と共
に鋳造を中止せざるを得なかった。鋳造終了後の解体調
査の結果、閉止対向面8と下プレート5cに付着物が認め
られた。
【0026】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明によれば、低コ
ストで品質を確保しつつ金属酸化物がスライディングノ
ズルに付着しづらくなる手段を提供することができ、こ
れにより詰まりによる操業停止が回避されることによっ
て生産性向上に大きく寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用して鋳造を行っている状態を縦断
面で模式的に示した図である。
【図2】本発明を適用して鋳造を行っているときの、付
着物の位置を縦断面で模式的に示した図である。
【図3】本発明を適用して、スライディングプレートを
完全に閉止して付着物を除去している状況を縦断面で模
式的に示した図である。
【図4】本発明を適用して、スライディングプレートを
開いて付着物を除去している状況を縦断面で模式的に示
した図である。
【図5】本発明を適用して、気体酸素洗浄によって付着
物を除去している状況を縦断面で模式的に示した図であ
る。
【図6】本発明を適用して鋳造を行っている、他の例の
状態を縦断面で模式的に示した図である。
【図7】従来のスライディングノズルを用いて鋳造を行
っている状態を縦断面で模式的に示した図である。
【図8】従来のスライディングノズルを用いて鋳造を行
っているときの、付着物の位置を縦断面で模式的に示し
た図である。
【符号の説明】
1:タンディッシュ 2:溶融金属 3:鋳型 4:上ノズル 5:スライディングノズル 5a:上プレート 5b:スライディングプレート 5c:下プレート 6:浸漬ノズル 7:閉止方向面 8:閉止対向面 9:気体吹込み孔 10:付着物 11:流路 12:閉止方向
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F27D 3/14 F27D 3/14 C

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 冶金容器の底部に配する上プレート、ス
    ライディングプレートおよび下プレートの3枚のプレー
    トから構成されるスライディングノズルであって、スラ
    イディングプレート内孔面の少なくとも閉止方向に向か
    う面は、上部から下部にかけてテーパー状の下広がり形
    状であることを特徴とする冶金容器のスライディングノ
    ズル。
  2. 【請求項2】 スライディングプレート内孔面の閉止方
    向に向かう面のテーパー角度θが、30〜70°である
    ことを特徴とする請求項1記載の冶金容器のスライディ
    ングノズル。
  3. 【請求項3】 スライディングプレートまたは/および
    下プレートが、上プレートと下プレートとの間に気体を
    吹込み可能な孔を有していることを特徴とする請求項1
    または2記載の冶金容器のスライディングノズル。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の冶金容器のスライディン
    グノズルにおける付着物除去方法であって、スライディ
    ングプレートの上面により流路を全閉とし、且つスライ
    ディングプレート内孔下部と下プレート内孔との間に隙
    間を確保した状態で上プレートと下プレートとの間に気
    体酸素を吹込み付着物を除去することを特徴とするスラ
    イディングノズルの付着物除去方法。
JP2001142318A 2001-05-11 2001-05-11 冶金容器のスライディングノズルおよび付着物除去方法 Withdrawn JP2002336957A (ja)

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