JP2010058161A - Machine and method for continuously casting molten metal - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a machine and a method for continuously casting molten metal, which prevent adhesion of nonmetallic inclusions to the inside of a continuous casting nozzle. <P>SOLUTION: The continuous casting machine includes a sliding nozzle and a movable plate driving device 6 for driving movable plates 3. Among the portions in openings 4 of fixed plates 2, portions which are not covered with the movable plates 3, become a runner 5 through which molten metal passes. The movable plate driving device 6 oscillates the movable plates 3 in the range of ≥0.5 mm and ≤15 mm of amplitude while restraining the variations of an area S<SB>1</SB>of the runner 5 in the range of ±5%, and the oscillation frequency is in the range of ≥1/sec and ≤100/sec. The movable plates 3 preferably comprise two movable plates. By continuously casting molten metal while oscillating movable plates, adhesion of nonmetallic inclusions to the inner wall of a cylindrical inner hole of an immersion nozzle is greatly reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、溶融金属、特に溶鋼の連続鋳造において、連続鋳造用ノズル内への非金属介在物の付着を防止することのできる連続鋳造装置及び連続鋳造方法に関するものである。   The present invention relates to a continuous casting apparatus and a continuous casting method capable of preventing adhesion of non-metallic inclusions into a continuous casting nozzle in continuous casting of molten metal, particularly molten steel.

溶融金属の連続鋳造においては、精錬を完了した溶融金属が取鍋に収容され、さらにタンディッシュに移注される。タンディッシュの底部に連続鋳造用ノズルが設置され、タンディッシュ中の溶融金属は、連続鋳造用ノズルを経由して鋳型内に注入される。鋳型内の溶鋼は鋳型による一次冷却で凝固シェルを形成し、引き続いて鋳型の下方に設置された支持セグメントに敷設した冷却ノズルからの散水による二次冷却で凝固を促進して、連続的に鋳片を製造している。   In the continuous casting of molten metal, the molten metal that has been refined is accommodated in a ladle and further transferred to a tundish. A continuous casting nozzle is installed at the bottom of the tundish, and the molten metal in the tundish is injected into the mold via the continuous casting nozzle. The molten steel in the mold forms a solidified shell by the primary cooling by the mold, and then the solidification is promoted by the secondary cooling by the water spray from the cooling nozzle laid on the support segment installed under the mold. Manufacture pieces.

連続鋳造用ノズルを通過して注入する溶融金属量を調整するため、連続鋳造用ノズルにはスライディングノズルあるいはストッパーが設けられ、これらを開閉することによって溶融金属の注入量の制御が行われるが、一般的にストッパーに比べてスライディングノズルを用いた場合の方が溶融金属の注入量の制御性が優れている。また、スライディングノズルを用いる連続鋳造用ノズルの場合、図10に示すように、連続鋳造用ノズルは上部ノズル13、スライディングノズル1、下部ノズル14、浸漬ノズル15から構成される分割構造となる。浸漬ノズル15は、有底円筒形で下方に通常2つの吐出口17を有する。円筒の内部空間をここでは円筒内孔16と呼ぶ。   In order to adjust the amount of molten metal to be injected through the continuous casting nozzle, the continuous casting nozzle is provided with a sliding nozzle or stopper, and the injection of molten metal is controlled by opening and closing these. In general, when a sliding nozzle is used, the controllability of the molten metal injection amount is superior to that of a stopper. Further, in the case of a continuous casting nozzle using a sliding nozzle, the continuous casting nozzle has a divided structure composed of an upper nozzle 13, a sliding nozzle 1, a lower nozzle 14, and an immersion nozzle 15, as shown in FIG. The immersion nozzle 15 has a bottomed cylindrical shape and usually has two discharge ports 17 below. Here, the inner space of the cylinder is referred to as a cylindrical inner hole 16.

連続鋳造用ノズルのうち、特に鋳型内の溶融金属に浸漬する浸漬ノズルの部分については、溶融金属中に懸濁するAl23等の非金属介在物が付着しやすい。Al含有量が高いAlキルド鋼を鋳造する場合に顕著である。浸漬ノズルの内壁のうち、鋳型内溶融金属メニスカス付近に対応する部位、あるいは浸漬ノズル先端の溶融金属吐出口付近に、非金属介在物の付着堆積が起こりやすい。ノズル内壁に非金属介在物が堆積すると、溶融金属の流れが阻害されて鋳造が困難となる。また、ノズル内壁に非金属介在物が付着すると、鋳型内の溶融金属湯面高さの変動に追従する注入量の制御性が悪化して、鋳型内溶融金属を被覆している連続鋳造用フラックス(連続鋳造用パウダー)が溶融金属に巻き込まれ、一部が溶融金属の凝固シェルに捕捉され、欠陥の起点となる可能性が生じる。 Among the continuous casting nozzles, particularly non-metallic inclusions such as Al 2 O 3 suspended in the molten metal are likely to adhere to the portion of the immersion nozzle that is immersed in the molten metal in the mold. This is remarkable when casting Al killed steel having a high Al content. Of the inner wall of the immersion nozzle, non-metallic inclusions are likely to be deposited on the portion corresponding to the vicinity of the molten metal meniscus in the mold or near the molten metal discharge port at the tip of the immersion nozzle. If non-metallic inclusions accumulate on the inner wall of the nozzle, the flow of molten metal is hindered and casting becomes difficult. Moreover, if non-metallic inclusions adhere to the inner wall of the nozzle, the controllability of the injection amount following the fluctuation of the molten metal surface height in the mold deteriorates, and the continuous casting flux that covers the molten metal in the mold (Powder for continuous casting) is entrained in the molten metal, and a part thereof is trapped by the solidified shell of the molten metal, which may become a starting point of defects.

通常、連続鋳造用ノズル内にアルゴンガスなどの不活性ガスを吹き込み、連続鋳造用ノズル内壁への非金属介在物の付着を低減させることが行われている。これにより非金属介在物の付着は低減するものの、その効果は十分とはいえず、また吹き込んだ不活性ガスが気泡として鋳片にトラップされるので、気泡欠陥の原因ともなる。   Usually, an inert gas such as argon gas is blown into a continuous casting nozzle to reduce adhesion of non-metallic inclusions to the inner wall of the continuous casting nozzle. Although this reduces the adhesion of non-metallic inclusions, the effect is not sufficient, and the blown inert gas is trapped in the slab as bubbles, which may cause bubble defects.

特許文献1には、連続鋳造用ノズル内に不活性ガスを吹き込むに当たり、不活性ガスの背圧又は流量を増減させながら吹き込み、連続鋳造用ノズル内壁における非金属介在物の付着を低減する技術が開示されている。これにより、浸漬ノズルを流下する溶鋼流が乱され、浸漬ノズル内の淀みが解消されるので、浸漬ノズル内壁におけるAl23の付着を効率的に防止することができるとしている。 Patent Document 1 discloses a technique for reducing the adhesion of non-metallic inclusions on the inner wall of a continuous casting nozzle by blowing the inert gas into the continuous casting nozzle while increasing or decreasing the back pressure or flow rate of the inert gas. It is disclosed. Thereby, the molten steel flow flowing down the immersion nozzle is disturbed, and the stagnation in the immersion nozzle is eliminated, so that the adhesion of Al 2 O 3 on the inner wall of the immersion nozzle can be efficiently prevented.

特許文献2には、浸漬ノズルの外周に配設した電磁コイルにパルス状の交流電流を通電することにより浸漬ノズル内を流通する溶融金属流に脈動を発生させて、浸漬ノズルの内壁にアルミナ等の非金属介在物の付着・成長を阻止し、浸漬ノズルの閉塞を防止するとともに、鋳型内における溶融金属の偏流を防止する連続鋳造方法が開示されている。   In Patent Document 2, a pulsed alternating current is applied to an electromagnetic coil disposed on the outer periphery of an immersion nozzle to cause pulsation in the molten metal flow flowing through the immersion nozzle, and alumina or the like is formed on the inner wall of the immersion nozzle. A continuous casting method is disclosed that prevents adhesion and growth of non-metallic inclusions, prevents clogging of the immersion nozzle, and prevents drift of molten metal in the mold.

スライディングノズルは通常、1枚又は2枚の固定プレートと、1枚の可動プレートから構成される。固定プレートと可動プレートはいずれも溶融金属が流通する開口部を有する。可動プレートを摺動させることによって固定プレートと可動プレートの開口部の重なり部分(湯道)の面積を調整し、溶融金属の流量を調整している。湯道の開口面積を狭めている場合、湯道の開口部は、固定プレートの開口部の端の部分に位置することとなる。   The sliding nozzle is usually composed of one or two fixed plates and one movable plate. Both the fixed plate and the movable plate have openings through which molten metal flows. By sliding the movable plate, the area of the overlapping portion (runner) of the opening of the fixed plate and the movable plate is adjusted, and the flow rate of the molten metal is adjusted. When the opening area of the runner is narrowed, the runner opening is located at the end of the opening of the fixed plate.

特許文献3によると、湯道の開口面積が小さい場合、浸漬ノズル内を流れる溶湯流はノズル孔の中心に対して偏流することになり、浸漬ノズルの吐出口流量の不均一や流出方向の不安定等を生じて流量制御を困難にするとともに、製品への非金属介在物などの巻き込みを促進するとしている。そこで同文献においては、連続鋳造用ノズルのスライディングノズルにおける可動プレートを2分割構成として、固定プレートの開口部と2枚の可動プレートとで形成される湯道開口部の中心と連続鋳造用ノズルの内壁の中心を一致させ、連続鋳造用ノズル、および鋳型内の溶融金属の偏流を防止するとしている。   According to Patent Document 3, when the opening area of the runner is small, the molten metal flow flowing in the immersion nozzle is deviated with respect to the center of the nozzle hole, and the discharge port flow rate of the immersion nozzle is not uniform and the flow direction is not uniform. It is said that stability and the like will be difficult to control the flow rate, and that the inclusion of non-metallic inclusions in the product will be promoted. Therefore, in this document, the movable plate in the sliding nozzle of the continuous casting nozzle is divided into two parts, the center of the runner opening formed by the opening of the fixed plate and the two movable plates, and the continuous casting nozzle. The center of the inner wall is made coincident to prevent the continuous casting nozzle and the molten metal in the mold from drifting.

特開2007−237246号公報JP 2007-237246 A 特開平9−277034号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-277034 特開平5−277678号公報JP-A-5-277678

連続鋳造用ノズルの溶融金属流路に非金属介在物が付着する問題について、ノズル内に不活性ガスを吹き込むのみでは、十分な効果を得ることができない。また、吹き込んだ不活性ガスが気泡として鋳片にトラップされるので、気泡欠陥の原因ともなる。特許文献1に記載の発明についても同様である。   With respect to the problem of non-metallic inclusions adhering to the molten metal flow path of the continuous casting nozzle, a sufficient effect cannot be obtained simply by blowing an inert gas into the nozzle. Moreover, since the blown inert gas is trapped in the slab as bubbles, it also causes bubble defects. The same applies to the invention described in Patent Document 1.

特許文献2に記載のように浸漬ノズルの外周に電磁コイルを配設しようとすると、タンディッシュと鋳型との間に大がかりな電磁設備を配設することになり、容易ではない。また、電磁コイルによる電磁力のみでは、浸漬ノズルへの非金属介在物付着を十分に防止することができなかった。   If it is going to arrange | position an electromagnetic coil in the outer periphery of an immersion nozzle as described in patent document 2, a large-scale electromagnetic installation will be arrange | positioned between a tundish and a casting_mold | template, and it is not easy. Moreover, the adhesion of non-metallic inclusions to the immersion nozzle could not be sufficiently prevented only by the electromagnetic force generated by the electromagnetic coil.

特許文献3に記載の発明についても、連続鋳造用ノズル内への非金属介在物付着を防止することを目的としたものではなく、従来のノズルと同様、ノズル内への非金属介在物の付着の問題が発生する。   The invention described in Patent Document 3 is not intended to prevent non-metallic inclusions from adhering to the continuous casting nozzle, and, similarly to conventional nozzles, non-metallic inclusions are attached to the nozzle. Problems occur.

本発明は、連続鋳造用ノズル内への非金属介在物の付着を防止することのできる、溶融金属の連続鋳造装置及び溶融金属の連続鋳造方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a molten metal continuous casting apparatus and a molten metal continuous casting method capable of preventing adhesion of non-metallic inclusions into a continuous casting nozzle.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その要旨とするところは以下の通りである。
(1)断面積S0の開口部4を有する固定プレート2と、固定プレート2に沿って摺動する可動プレート3を有するスライディングノズルを有する連続鋳造装置であって、可動プレート3を駆動する可動プレート駆動装置6を有し、固定プレート2の開口部4のうち、可動プレート3によって覆われていない部分が溶融金属の通過する湯道5となり、湯道5の面積S1変動を±5%の範囲内に抑制しつつ、可動プレート駆動装置6は可動プレート3を振幅0.5mm以上15mm以下の範囲で揺動させ、当該揺動の振動数が1回/秒以上100回/秒以下であることを特徴とする溶融金属の連続鋳造装置。
(2)可動プレート3は2枚の可動プレートからなり、湯道5の面積S1変動を±5%の範囲内に抑制しつつ、可動プレート駆動装置6は2枚の可動プレートを同期して同じ方向に、それぞれ振幅0.5mm以上15mm以下の範囲で揺動させることを特徴とする上記(1)に記載の溶融金属の連続鋳造装置。
(3)可動プレート駆動装置6は、溶融金属の通過量すなわちスループット一定としたときの湯道面積S1が鋳造開始初期湯道面積S10の1.25倍以上、2倍以下の範囲まで増加した際に、可動プレート3の揺動を開始することを特徴とする上記(1)又は(2)記載の溶融金属の連続鋳造装置。
(4)断面積S0の開口部4を有する固定プレート2と、固定プレート2に沿って摺動する可動プレート3を有するスライディングノズルを用いた連続鋳造方法であって、固定プレート2の開口部4のうち、可動プレート3によって覆われていない部分が溶融金属の通過する湯道5となり、湯道5の面積S1変動を±5%の範囲内に抑制しつつ、可動プレート3を振幅0.5mm以上15mm以下の範囲で揺動させ、当該揺動の振動数を1回/秒以上100回/秒以下とすることを特徴とする溶融金属の連続鋳造方法。
(5)可動プレート3は2枚の可動プレートからなり、湯道5の面積S1変動を±5%の範囲内に抑制しつつ、2枚の可動プレートを同期して同じ方向に、それぞれ振幅0.5mm以上15mm以下の範囲で揺動させることを特徴とする上記(4)に記載の溶融金属の連続鋳造方法。
(6)溶融金属の通過量すなわちスループット一定としたときの湯道面積S1が鋳造開始初期湯道面積S10の1.25倍以上、2倍以下の範囲まで増加した際に、可動プレート3の揺動を開始することを特徴とする上記(4)又は(5)記載の溶融金属の連続鋳造方法。
The present invention has been made to solve the above problems, and the gist thereof is as follows.
(1) A continuous casting apparatus having a stationary plate 2 having an opening 4 having a cross-sectional area S 0 and a sliding nozzle having a movable plate 3 that slides along the fixed plate 2. The portion of the opening 4 of the fixed plate 2 that is not covered by the movable plate 3 is a runner 5 through which molten metal passes, and the variation of the area S 1 of the runner 5 is ± 5%. The movable plate driving device 6 oscillates the movable plate 3 within an amplitude range of 0.5 mm or more and 15 mm or less, and the oscillation frequency of the oscillation is 1 to 100 times / second. An apparatus for continuously casting molten metal, characterized in that:
(2) The movable plate 3 is composed of two movable plates, and the movable plate driving device 6 synchronizes the two movable plates while suppressing the variation of the area S 1 of the runner 5 within a range of ± 5%. The continuous casting apparatus for molten metal according to the above (1), wherein the apparatus is rocked in the same direction within an amplitude range of 0.5 mm or more and 15 mm or less.
(3) a movable plate drive unit 6, increased to the runner area S 1 is 1.25 times or more of the cast initial stage runner area S 10, the range of 2 times or less in the case where the passing amount i.e. throughput constant molten metal The molten metal continuous casting apparatus according to the above (1) or (2), wherein the movable plate 3 starts to swing when the molten metal is moved.
(4) A continuous casting method using a fixed plate 2 having an opening 4 having a cross-sectional area S 0 and a sliding nozzle having a movable plate 3 that slides along the fixed plate 2. of the four, next runner 5 portion which is not covered by the movable plate 3 to pass through the molten metal, while suppressing the area S 1 variation in the runner 5 in the range of ± 5%, the amplitude of the movable plate 3 0 .. A continuous casting method of molten metal characterized by oscillating in a range of 5 mm to 15 mm and setting the oscillation frequency to 1 to 100 times / second.
(5) The movable plate 3 is composed of two movable plates, and the amplitude of each of the two movable plates is synchronized in the same direction while suppressing the variation of the area S 1 of the runner 5 within a range of ± 5%. The molten metal continuous casting method as described in (4) above, wherein the rocking is performed in the range of 0.5 mm or more and 15 mm or less.
(6) When the molten metal passage amount, that is, when the throughput is constant, the runner area S 1 increases to a range of 1.25 times or more and 2 times or less of the initial runner area S 10 at the start of casting. The method for continuously casting molten metal according to the above (4) or (5), characterized in that swinging of the molten metal is started.

本発明は、スライディングノズルを用いた連続鋳造において、固定プレートの開口部のうち、可動プレートによって覆われていない部分が溶融金属の通過する湯道となり、湯道の面積S1変動を±5%の範囲内に抑制しつつ、可動プレートを振幅0.5mm以上15mm以下の範囲で揺動させ、当該揺動の振動数を1回/秒以上100回/秒以下とすることにより、連続鋳造用ノズル内への非金属介在物の付着を防止することができる。 The present invention provides a continuous casting using a sliding nozzle, of the opening of the fixed plate becomes the runner that portion which is not covered by the movable plate passes the molten metal, the area S 1 variation in the runner ± 5% For continuous casting, the movable plate is oscillated within the range of amplitude 0.5 mm or more and 15 mm or less, and the oscillation frequency is 1 to 100 times / second. Non-metallic inclusions can be prevented from sticking into the nozzle.

溶融金属の流量調整にスライディングノズルを用いる場合、図10に示すように、連続鋳造用ノズルは上部ノズル13、スライディングノズル1、下部ノズル14、浸漬ノズル15から構成される分割構造となることが多い。浸漬ノズル15は、有底円筒形で下方に通常2つの吐出口17を有する。   When a sliding nozzle is used to adjust the flow rate of the molten metal, the continuous casting nozzle often has a divided structure composed of an upper nozzle 13, a sliding nozzle 1, a lower nozzle 14, and an immersion nozzle 15, as shown in FIG. . The immersion nozzle 15 has a bottomed cylindrical shape and usually has two discharge ports 17 below.

浸漬ノズルの円筒内孔内において、鋳型内溶融金属18の表面(ここでは「第1メニスカス19」という。)よりも高い位置に第2メニスカス20が存在し、円筒内孔内の第2メニスカス20よりも下方については溶融金属充満領域21となっており、第2メニスカス20より上方においては、スライディングノズル1の開口部を通過した溶融金属が、円筒内孔内を落下している(図10(b))。第2メニスカス20の高さは変動し、浸漬ノズルの円筒内孔16及び吐出口17への非金属介在物付着が増大すると、溶融金属流通時の圧損が増大するため、第2メニスカスは上昇し、スライディングノズル部まで含めて円筒内孔内は溶融金属充満領域21となる(図10(c))。   A second meniscus 20 is present at a position higher than the surface of the molten metal 18 in the mold (herein referred to as “first meniscus 19”) in the cylindrical inner hole of the immersion nozzle, and the second meniscus 20 in the cylindrical inner hole. The region below is a molten metal filling region 21, and above the second meniscus 20, the molten metal that has passed through the opening of the sliding nozzle 1 falls in the cylindrical inner hole (FIG. 10 ( b)). The height of the second meniscus 20 fluctuates. When the non-metallic inclusion adhesion to the cylindrical inner hole 16 and the discharge port 17 of the immersion nozzle increases, the pressure loss during the flow of the molten metal increases, so the second meniscus rises. The inside of the cylindrical hole including the sliding nozzle portion becomes a molten metal full region 21 (FIG. 10C).

可動プレートを1枚有するスライディングノズルにおいては、前述のとおり、スライディングノズル1の湯道5の開口面積を狭めている場合、湯道5は、固定プレート2の開口部4の端の部分に位置することとなる。そして、スライディングノズル1から、浸漬ノズル15の円筒内孔内の第2メニスカス20まで溶融金属が落下し、第2メニスカス20から溶融金属充満領域21に侵入するに際しても、スライディングノズルの湯道5が開口している側の端(以下「流下側22」という。)において流入することになる(図10(b)(c))。その結果、円筒内孔内の第2メニスカスより下方の溶融金属充満領域21において、溶融金属流が侵入した側(流下側22)については下方に向かう溶融金属流速が速いのに対し、溶融金属流が侵入したと反対側(以下「流下反対側23」という。)については溶融金属流速が遅くなるという現象が発生する。   In the sliding nozzle having one movable plate, as described above, when the opening area of the runner 5 of the sliding nozzle 1 is narrowed, the runner 5 is positioned at the end portion of the opening 4 of the fixed plate 2. It will be. When the molten metal falls from the sliding nozzle 1 to the second meniscus 20 in the cylindrical inner hole of the immersion nozzle 15 and enters the molten metal full region 21 from the second meniscus 20, the runway 5 of the sliding nozzle is It flows in at the open end (hereinafter referred to as “downstream side 22”) (FIGS. 10B and 10C). As a result, in the molten metal filling region 21 below the second meniscus in the cylindrical inner hole, the molten metal flow rate is low on the side where the molten metal flow enters (downflow side 22), whereas the molten metal flow is fast. On the opposite side (hereinafter referred to as “flowing opposite side 23”), the phenomenon that the molten metal flow rate becomes slow occurs.

溶融金属として溶鋼を用い、連続鋳造用ノズルの浸漬ノズル内の溶鋼の流動状態について数値シミュレーションを実施した。   Using molten steel as the molten metal, a numerical simulation was performed on the flow state of the molten steel in the immersion nozzle of the continuous casting nozzle.

従来から通常に用いられる、固定プレート2と1枚の可動プレート3から構成されるスライディングノズル1においては、固定プレート2と可動プレート3の開口部の重なり部分(湯道5)の面積を調整して湯道の開口面積を狭めている場合、湯道5の位置は、固定プレートの開口部4の端の部分に位置することとなる。湯道5から下方に流出する溶鋼流は、垂直に降下し、第2メニスカス20の位置において溶融金属充満領域21に合流する。溶鋼流が合流する位置は円筒内孔16の中心部ではなく、スライディングノズルの湯道5が開口する側(流下側22)に偏ることとなる(図10(b))。そして数値シミュレーションの結果、第2メニスカス20下部の溶融金属充満領域21内において、円筒内孔16の半径方向で流下側22については溶鋼流速が速く、1m/sec程度の流速を有するのに対し、流下反対側23は溶鋼流速が遅く、0.05m/sec程度の流速にしかならないことが判明した。   In the conventional sliding nozzle 1 composed of the fixed plate 2 and one movable plate 3, the area of the overlapping portion (runner channel 5) of the opening of the fixed plate 2 and the movable plate 3 is adjusted. When the opening area of the runner is narrowed, the position of the runner 5 is located at the end of the opening 4 of the fixed plate. The molten steel flow flowing downward from the runner 5 descends vertically and merges with the molten metal filling region 21 at the position of the second meniscus 20. The position where the molten steel flows merge is not centered in the cylindrical inner hole 16, but is biased toward the side where the runner 5 of the sliding nozzle is opened (downstream side 22) (FIG. 10B). As a result of the numerical simulation, in the molten metal filling region 21 below the second meniscus 20, the molten steel flow velocity is high on the flow side 22 in the radial direction of the cylindrical inner hole 16, whereas the flow velocity is about 1 m / sec. It has been found that the flow rate opposite side 23 has a slow molten steel flow velocity, which is only about 0.05 m / sec.

そして、実際の連続鋳造に用いられた浸漬ノズルの介在物付着状況を調査したところ、円筒内孔16の内壁のうち、流下側22については非金属介在物付着が少なく、流下反対側23については非金属介在物付着が多いことが判明した。   And when the state of inclusion attachment of the immersion nozzle used in actual continuous casting was investigated, among the inner walls of the cylindrical inner hole 16, there was little non-metallic inclusion attachment on the flow-down side 22, and on the flow-flow opposite side 23 It was found that there were many nonmetallic inclusions.

ここで、大気溶解炉を用いてるつぼ内に100kgの溶鋼を準備し、その溶鋼中に直径10cmの耐火物を60rpmで回転させながら回転面を30分間浸漬させた。その結果、溶鋼に浸漬した耐火物の回転面には、厚み2mmの非金属介在物の付着が見られた。次に、同じ耐火物を回転軸方向に振動を加え、振動数を10回/秒、振幅を3mmとし、振動を加えつつ同じように60rpmで30分間回転させながら耐火物を溶鋼中に浸漬させた。すると、溶鋼に浸漬した耐火物の回転面は、非金属介在物の付着厚みが0.1mm未満となった。このことから、耐火物に接触する溶鋼に何らかの振動が加えられると、非金属介在物の付着量が大幅に低減する可能性が見いだされた。   Here, 100 kg of molten steel was prepared in a crucible using an atmospheric melting furnace, and the rotating surface was immersed in the molten steel for 30 minutes while rotating a refractory having a diameter of 10 cm at 60 rpm. As a result, adhesion of non-metallic inclusions having a thickness of 2 mm was observed on the rotating surface of the refractory immersed in the molten steel. Next, the same refractory is vibrated in the direction of the rotation axis, the frequency is 10 times / second, the amplitude is 3 mm, and the refractory is immersed in molten steel while rotating at 60 rpm in the same manner while applying vibration. It was. Then, on the rotating surface of the refractory immersed in the molten steel, the adhesion thickness of nonmetallic inclusions was less than 0.1 mm. From this, it was found that when some vibration is applied to the molten steel in contact with the refractory, the amount of non-metallic inclusions can be greatly reduced.

そこで、浸漬ノズルの円筒内孔内の溶融金属充満領域21の溶融金属に振動を付与すべく、スライディングノズルの可動プレートに揺動を加えた。可動プレートを揺動するとは、固定プレートに沿って可動プレートを摺動させ、摺動の方向を一定の振動数・一定の振幅で逆転させる往復運動を行わせることを意味する。そして可動プレートをこのように揺動させながら溶融金属の連続鋳造を行ったところ、浸漬ノズルの円筒内孔内の内壁への非金属介在物付着が大幅に低減できることが明らかとなった。   Therefore, in order to apply vibration to the molten metal in the molten metal filling region 21 in the cylindrical inner hole of the immersion nozzle, the movable plate of the sliding nozzle was shaken. The swinging of the movable plate means that the movable plate is slid along the fixed plate, and a reciprocating motion is performed to reverse the sliding direction at a constant frequency and a constant amplitude. When the molten metal was continuously cast while the movable plate was swung in this manner, it became clear that non-metallic inclusion adhesion to the inner wall of the cylindrical inner hole of the immersion nozzle can be greatly reduced.

通常用いられるスライディングノズルにおいては、1枚又は2枚の固定プレート2と、1枚の可動プレート3を有している。図1、2に示す例では、2枚の固定プレート(2a、2b)と1枚の可動プレート3を有している。そして、可動プレートを揺動させるとは、可動プレート3を図1(a)図2(c)の位置(可動プレート3が最も右の位置に揺動)と図1(b)図2(d)の位置(可動プレート3が最も左の位置に揺動)の間の往復運動をさせることを意味する。そして、図1図2に示すAが可動プレートの揺動の振幅に対応する。   A sliding nozzle that is normally used has one or two fixed plates 2 and one movable plate 3. In the example shown in FIGS. 1 and 2, two fixed plates (2 a and 2 b) and one movable plate 3 are provided. The swinging of the movable plate means that the movable plate 3 is moved to the position shown in FIGS. 1A and 2C (the movable plate 3 swings to the rightmost position) and FIGS. 1B and 2D. ) Position (movable plate 3 swings to the leftmost position). 1 corresponds to the swinging amplitude of the movable plate.

浸漬ノズルの円筒内孔内の内壁への非金属介在物付着を低減するためには、溶融金属充満領域21の溶融金属に十分な振動を付与する必要がある。溶融金属に振動を付与するための可動プレートの揺動に際しては、揺動の振動数を多くするほど、効果的に非金属介在物付着を低減できることがわかった。揺動の振動数が1回/秒以上であれば、溶融金属を効果的に振動し、非金属介在物付着を低減することができる。一方、揺動の振動数が100回/秒を超えると揺動効果が飽和するので、上限を100回/秒以下とする。また、揺動の振幅が大きいほど、効果的に非金属介在物付着を低減することができる。可動プレートを振幅0.5mm以上で揺動することにより、溶融金属を効果的に振動し、非金属介在物付着を低減することができる。一方、揺動の振幅が15mmを超えると、溶融金属の揺動が大きくなりすぎるので、振幅の上限は15mm以下とする。   In order to reduce adhesion of non-metallic inclusions to the inner wall in the cylindrical inner hole of the immersion nozzle, it is necessary to impart sufficient vibration to the molten metal in the molten metal filled region 21. It has been found that when the movable plate is swung to impart vibration to the molten metal, the non-metallic inclusion adhesion can be effectively reduced as the swirling frequency is increased. If the oscillation frequency is 1 time / second or more, the molten metal can be effectively vibrated and non-metallic inclusion adhesion can be reduced. On the other hand, if the oscillation frequency exceeds 100 times / second, the oscillation effect is saturated, so the upper limit is made 100 times / second or less. Further, the larger the swing amplitude, the more effectively non-metallic inclusion adhesion can be reduced. By swinging the movable plate with an amplitude of 0.5 mm or more, the molten metal can be vibrated effectively and non-metallic inclusion adhesion can be reduced. On the other hand, if the swing amplitude exceeds 15 mm, the swing of the molten metal becomes too large, so the upper limit of the amplitude is set to 15 mm or less.

可動プレート3の揺動に際し、湯道面積S1が大きく変動すると、スライディングノズル1からの溶融金属注入量(トン/時間)が変動し、鋳型内の溶融金属湯面高さ(第1メニスカス19)の変動をきたし、鋳型内溶融金属表面を被覆している連続鋳造用フラックス(連続鋳造用パウダー)が溶融金属に巻き込まれ、一部が溶融金属の凝固シェルに捕捉され、欠陥の基点になるので好ましくない。このような問題を発生させないためには、湯道面積S1を一定に保持することが好ましいが、湯道面積S1の変動代が±5%以内であれば問題なく鋳造することができる。そこで、本発明においては、湯道面積S1の変動を±5%以内に抑えることとした。図1、図2に示すように可動プレートを1枚有するスライディングノズルにおいては、可動プレートを揺動することのできる振幅の範囲は、振幅の上限である15mmに到達する前に、湯道面積S1の変動代を±5%以内とする要件によって制限されることとなる。 When the runner area S 1 fluctuates greatly when the movable plate 3 swings, the molten metal injection amount (ton / hour) from the sliding nozzle 1 fluctuates, and the molten metal level in the mold (first meniscus 19). ), And the continuous casting flux (powder for continuous casting) covering the molten metal surface in the mold is entrained in the molten metal, and part of it is captured by the solidified shell of the molten metal, which becomes the base point of the defect Therefore, it is not preferable. In order to prevent such a problem from occurring, it is preferable to keep the runner area S 1 constant. However, if the fluctuation margin of the runner area S 1 is within ± 5%, casting can be performed without any problem. Therefore, in the present invention, the variation of the runner area S 1 is controlled within ± 5%. As shown in FIGS. 1 and 2, in the sliding nozzle having one movable plate, the range of the amplitude in which the movable plate can be oscillated is the runner area S before reaching the upper limit of 15 mm. It will be limited by the requirement that the fluctuation margin of 1 is within ± 5%.

次に、図3、4、6に示すように、2枚の可動プレート(3a、3b)を有するスライディングノズルを用いた場合について説明する。図4(a)はスライディングノズルを構成する部材の分解図、図4(b)は固定プレート2と開口部4を示す図である。図4(c)に示すように、2枚の可動プレート(3a、3b)によって固定プレート2の開口部4を部分的に覆うことにより、覆われていない部分が湯道5となる。図6は可動プレートの位置と湯道の開閉状況を示す図である。図6(a)は湯道全閉状態、(b)は湯道半開状態、(c)は湯道全開状態を示す。   Next, a case where a sliding nozzle having two movable plates (3a, 3b) is used as shown in FIGS. 4A is an exploded view of members constituting the sliding nozzle, and FIG. 4B is a view showing the fixed plate 2 and the opening 4. As shown in FIG. 4 (c), the opening 4 of the fixed plate 2 is partially covered by the two movable plates (3 a, 3 b), so that the uncovered portion becomes the runner 5. FIG. 6 is a diagram showing the position of the movable plate and the open / close state of the runner. 6A shows a runner fully closed state, FIG. 6B shows a runner half-open state, and FIG. 6C shows a runner fully opened state.

固定プレート2の開口部4のうち、2枚の可動プレート(3a、3b)によって覆われていない部分が溶融金属の通過する湯道5となるように可動プレート3の位置を定め、湯道5の面積S1が一定に保持されつつ、2枚の可動プレート3を連動して揺動を行わせた。可動プレートを揺動させるとは、可動プレート(3a、3b)を図3(a)図4(c)の位置(可動プレート3が最も右の位置に揺動)と図3(b)図4(d)の位置(可動プレート3が最も左の位置に揺動)の間の往復運動をさせることを意味する。そして、図3図4に示すAa、Abが可動プレート3a、3bの揺動の振幅に対応する。2枚の可動プレートを有するので、揺動に際して湯道面積を一定に保持しつつ揺動を行うことが可能である。従って、湯道面積S1の変動代を±5%以内に保持しつつ、可動プレートの振幅Aを上限である15mmまで増大することが可能であり、効果的に非金属介在物を除去することが可能となる。また、図3は第2メニスカス20が鋳型内の第1メニスカス19の高さに近い位置に存在する場合であるのに対し、図5は第2メニスカスが上昇し、浸漬ノズル15の円筒内孔16がすべて溶融金属充満領域21となった場合を示す。 The position of the movable plate 3 is determined so that the portion of the opening 4 of the fixed plate 2 that is not covered by the two movable plates (3a, 3b) becomes the runner 5 through which the molten metal passes. while the area S 1 of is held constant, and to perform the swing in conjunction with the two movable plates 3. The swinging of the movable plate means that the movable plates (3a, 3b) are moved to the positions shown in FIGS. 3 (a) and 4 (c) (the movable plate 3 swings to the rightmost position) and FIGS. This means that reciprocal movement is performed during the position (d) (the movable plate 3 swings to the leftmost position). And Aa and Ab shown in FIGS. 3 and 4 correspond to the swing amplitudes of the movable plates 3a and 3b. Since it has two movable plates, it can swing while keeping the runner area constant during swinging. Therefore, it is possible to increase the amplitude A of the movable plate to the upper limit of 15 mm while keeping the fluctuation margin of the runner area S 1 within ± 5%, and to effectively remove non-metallic inclusions. Is possible. 3 shows the case where the second meniscus 20 is present at a position close to the height of the first meniscus 19 in the mold, whereas FIG. 5 shows that the second meniscus rises and the cylindrical inner hole of the immersion nozzle 15 The case where all 16 become the molten metal filling area | region 21 is shown.

また、鋳造中において、鋳型断面積と鋳造速度とから定まる溶鋼の通過量すなわちスループットMに応じて、湯道面積S1が定まる。また、浸漬ノズル内の非金属介在物付着状況の変動によって、スループットを一定に保持する場合に湯道面積S1が変化する。固定プレート開口部4の開口面積を図2(b)図4(b)に示すようにS0としたとき、スループットが大きいことに起因して湯道面積S1が固定プレート開口部断面積S0の0.9倍より大きい場合は、浸漬ノズル内壁において溶融金属の流速が高位に保てるため、浸漬ノズル内壁への非金属介在物の付着は起こりがたい。また、非金属介在物付着に起因して湯道面積S1が固定プレート開口部断面積S0の0.9倍より大きくなった場合は、もはや湯道位置の揺動を行う効果がわずかしかない。さらに、湯道面積S1が固定プレート開口部断面積S0の0.2倍より小さい場合は、浸漬ノズル内壁において溶融金属の流速が低位に保たれ、浸漬ノズル内壁への非金属介在物の付着が懸念されるが、そもそもこのような操業形態はあり得ない。即ち、本発明が適用されるのは、現実には湯道面積S1が固定プレート開口部断面積S0の0.2倍以上0.9倍以下の範囲においてである。 Also, during casting, throughput of molten steel which is determined from the template sectional area and the casting speed or with the throughput M, is determined runner area S 1. Further, the runner area S 1 changes when the throughput is kept constant due to the fluctuation of the non-metallic inclusion adhesion state in the immersion nozzle. When the opening area of the fixed plate opening 4 is S 0 as shown in FIG. 2B and FIG. 4B, the runner area S 1 is the cross section S of the fixed plate opening due to the large throughput. When it is larger than 0.9 times 0 , the flow rate of the molten metal can be kept high on the inner wall of the immersion nozzle, so that non-metallic inclusions hardly adhere to the inner wall of the immersion nozzle. In addition, when the runner area S 1 becomes larger than 0.9 times the fixed plate opening cross-sectional area S 0 due to adhesion of non-metallic inclusions, the effect of swinging the runner position is little. Absent. Further, when the runner area S 1 is smaller than 0.2 times the cross-sectional area S 0 of the fixed plate opening, the flow rate of the molten metal is kept low on the inner wall of the immersion nozzle, and the non-metallic inclusions on the inner wall of the immersion nozzle are maintained. Although there is concern about adhesion, there is no such operation mode in the first place. That is, the present invention is applied in the range where the runner area S 1 is 0.2 to 0.9 times the cross-sectional area S 0 of the fixed plate opening.

本発明の可動プレート3の揺動は、連続鋳造中のすべての時期において行っても良いが、揺動が必要な時期のみに揺動を行うこととするとより好ましい。   The movable plate 3 of the present invention may be oscillated at all times during continuous casting, but it is more preferable that the oscillating plate 3 is oscillated only when the oscillation is necessary.

鋳造中に浸漬ノズル内壁への非金属介在物の付着により、湯道面積S1を一定に保持したとしても、浸漬ノズルにおける溶融金属の通過量すなわちスループットMは低下する。あるいは、スループットMを一定に保持するためには湯道面積S1を増大しなければならない。 Even if the runner area S 1 is kept constant due to adhesion of non-metallic inclusions to the inner wall of the immersion nozzle during casting, the amount of molten metal passing through the immersion nozzle, that is, the throughput M is reduced. Alternatively, in order to keep the throughput M constant, the runner area S 1 must be increased.

本発明において、溶融金属の通過量すなわちスループット一定としたときの湯道面積S1が鋳造開始初期湯道面積S10の1.25倍未満である間は、浸漬ノズル内壁に非金属介在物が付着していないか付着はわずかなので、可動ノズル3の揺動を行わなくても良い。スループット一定としたときの湯道面積S1が鋳造開始初期湯道面積S10の1.25倍以上、2倍以下のいずれかにおいて、非金属介在物の付着がある程度進行したと考えられるので、可動ノズル3の揺動を行うようにすると好ましい。非金属介在物の付着がこの程度に進行した時点において、可動ノズル3の揺動を行わなかった間に流下反対側23であった部位に非金属介在物が付着しているが、可動ノズル3の揺動によって浸漬ノズル内の溶融金属が振動を受け、その振動によって非金属介在物を浸漬ノズル内壁から剥離し、付着した非金属介在物を良好に除去することができる。 In the present invention, while the amount of molten metal passing, that is, when the throughput is constant, the runner area S 1 is less than 1.25 times the initial runner area S 10 at the start of casting, nonmetallic inclusions are present on the inner wall of the immersion nozzle. Since it is not adhered or slightly adhered, the movable nozzle 3 does not have to be oscillated. Throughput constant at the runner area S 1 is 1.25 times or more of the cast initial stage runner area S 10 when, in any of the 2 times or less, since the adhesion of non-metallic inclusions is considered to have progressed to some extent, It is preferable that the movable nozzle 3 is swung. At the time when the adhesion of the non-metallic inclusion has progressed to this extent, the non-metallic inclusion has adhered to the portion that was on the opposite side 23 while the movable nozzle 3 was not rocked. The molten metal in the immersion nozzle is vibrated by the swinging of the non-metallic inclusions, and the non-metallic inclusions are peeled off from the inner wall of the immersion nozzle by the vibrations, and the adhering non-metallic inclusions can be satisfactorily removed.

一方、スループット一定としたときの湯道面積S1が鋳造開始初期湯道面積S10の2倍超まで拡大した場合は、浸漬ノズル内壁への非金属介在物付着は大量であり、可動プレートを揺動させても非金属介在物を浸漬ノズル内壁から離脱させることは困難となる。 On the other hand, when the runner area S 1 when the throughput is constant is expanded to more than twice the initial runner area S 10 at the start of casting, the non-metallic inclusions adhere to the inner wall of the immersion nozzle, and the movable plate is It is difficult to detach the non-metallic inclusion from the inner wall of the immersion nozzle even if it is swung.

従って、溶融金属の通過量すなわちスループット一定としたときの湯道面積S1が鋳造開始初期湯道面積S10の1.25倍以上、2倍以下の範囲まで増加した際に、2枚の可動プレートの揺動を開始することとすると良い。 Therefore, when the runner area S 1 when the amount of molten metal passing, that is, the throughput is constant, increases to a range of 1.25 times to 2 times the initial runner area S 10 at the start of casting, the two movable It is better to start the rocking of the plate.

本発明の溶融金属の連続鋳造装置は、可動プレートが1枚の場合も2枚の場合も、可動プレートを駆動する可動プレート駆動装置6を有する。図8は2枚の可動プレートを有する場合について示す。可動プレート駆動装置6は、図8に示すように、制御装置7及び駆動機構8を有し、制御装置7の指令に基づいて駆動機構8が可動プレート3を駆動させる。駆動機構8として、エアーシリンダーや油圧シリンダーを用いることができる。可動プレート駆動装置6は、湯道面積S1の変動を±5%以内に抑えつつ、2枚の可動プレート3を揺動させる運転制御を行う。さらに、溶融金属の通過量すなわちスループット一定としたときの湯道面積S1が鋳造開始初期湯道面積S10の1.25倍以上、2倍以下の範囲まで増加した際に、2枚の可動プレートの揺動を開始する制御を行う。 The molten metal continuous casting apparatus of the present invention has a movable plate driving device 6 for driving the movable plate regardless of whether the number of movable plates is one or two. FIG. 8 shows the case of having two movable plates. As shown in FIG. 8, the movable plate drive device 6 includes a control device 7 and a drive mechanism 8, and the drive mechanism 8 drives the movable plate 3 based on a command from the control device 7. An air cylinder or a hydraulic cylinder can be used as the drive mechanism 8. The movable plate driving device 6 performs operation control for swinging the two movable plates 3 while suppressing the fluctuation of the runner area S 1 within ± 5%. Further, the molten metal passing amount i.e. throughput constant and runner area S 1 when the casting start initial runner area S 10 1.25 times more, when increased to the range of 2 times or less, the two movable Control to start rocking the plate.

本発明で適用するスライディングノズル1において、2枚の可動プレート3は、図3〜6に示すように2枚の可動プレート(3a、3b)が重なりを有しない形態とすることができる。この場合、2枚の可動プレート(3a、3b)の間にできる隙間10と、固定プレートの開口部4によって形成される空間が湯道5となる。2枚の可動プレートが接することにより、隙間10が消滅し(図6(a))、湯道5を閉鎖することとなる。   In the sliding nozzle 1 applied in the present invention, the two movable plates 3 can be configured such that the two movable plates (3a, 3b) do not overlap as shown in FIGS. In this case, the runway 5 is a space formed by the gap 10 formed between the two movable plates (3a, 3b) and the opening 4 of the fixed plate. When the two movable plates come into contact with each other, the gap 10 disappears (FIG. 6A), and the runner 5 is closed.

また、図7、8に示すように、2枚の可動プレート(3a、3b)が重なりを有する形態とすることができる。この場合、図8(c)に示すように、2枚の可動プレート(3a、3b)それぞれに可動プレート開口部(11a、11b)を設ける。2枚の可動プレートの可動プレート開口部11及び固定プレートの開口部4によって形成される空間が湯道5となる。図8(d)は2枚の可動プレートが揺動の右端に位置し、図8(e)は2枚の可動プレートが揺動の左端に位置する場合である。   Moreover, as shown in FIGS. 7 and 8, the two movable plates (3a, 3b) can be configured to overlap each other. In this case, as shown in FIG. 8C, movable plate openings (11a, 11b) are provided in the two movable plates (3a, 3b), respectively. A space formed by the movable plate opening 11 of the two movable plates and the opening 4 of the fixed plate is a runner 5. FIG. 8D shows the case where the two movable plates are positioned at the right end of the swing, and FIG. 8E shows the case where the two movable plates are positioned at the left end of the swing.

可動プレート3の摺動方向としては、鋳型の厚み方向であっても、鋳型の幅方向であってもいずれでも良い。   The sliding direction of the movable plate 3 may be either the thickness direction of the mold or the width direction of the mold.

取鍋溶鋼量が350トンである鋼のスラブ連続鋳造装置を用いて低炭Alキルド鋼を連続鋳造するに際し、本発明を適用した。連続鋳造装置は、2ストランドのスラブ連続鋳造装置であり、鋳片厚みは250mmである。連続鋳造用ノズル12として、上ノズル13、スライディングノズル1、下ノズル14、浸漬ノズル15からなる構成のものを用いた。浸漬ノズル15は有底円筒形のアルミナグラファイト耐火物製であり、ノズル内径はφ70mm、最下部の側方には2つの吐出口17を有している。連続鋳造用ノズルへの不活性ガス吹き込みは行わない。   The present invention was applied when continuously casting low-carbon Al-killed steel using a steel slab continuous casting apparatus having a ladle molten steel amount of 350 tons. The continuous casting apparatus is a 2-strand slab continuous casting apparatus, and the slab thickness is 250 mm. As the continuous casting nozzle 12, a nozzle composed of an upper nozzle 13, a sliding nozzle 1, a lower nozzle 14, and an immersion nozzle 15 was used. The immersion nozzle 15 is made of a bottomed cylindrical alumina graphite refractory, has an inner diameter of 70 mm, and has two discharge ports 17 on the side of the lowermost part. No inert gas is blown into the continuous casting nozzle.

スライディングノズル1として、可動プレートが1枚の場合は図1、2に示すものを用い、可動プレートが2枚の場合は図7に示すものを用いた。いずれも2枚の固定プレート2を有する。固定プレート2は円形の開口部4を有し、開口部4の断面積S0は3850mm2である。1枚又は2枚の可動プレート3を駆動する可動プレート駆動装置6は、エアーシリンダーを用いた駆動機構8と、駆動機構8の動きを制御する制御装置7を有する。可動プレート3を摺動する方向は、鋳型の厚み方向である。 As the sliding nozzle 1, the one shown in FIGS. 1 and 2 was used when there was one movable plate, and the one shown in FIG. 7 was used when there were two movable plates. Both have two fixed plates 2. The fixed plate 2 has a circular opening 4, and the sectional area S 0 of the opening 4 is 3850 mm 2 . The movable plate driving device 6 that drives one or two movable plates 3 includes a driving mechanism 8 that uses an air cylinder and a control device 7 that controls the movement of the driving mechanism 8. The direction in which the movable plate 3 slides is the mold thickness direction.

鋳型幅として表1に記載の幅を用い、表1に記載する鋳造速度で鋳造を開始した。可動プレート駆動装置6によって湯道面積S1を調整し、目標とする鋳造速度を実現する。鋳造開始時の湯道面積をS10とし、S10/S0比実績を表1の「鋳造初期湯道面積比」に示した。 Casting was started at the casting speed shown in Table 1, using the width shown in Table 1 as the mold width. Adjust the runner area S 1 by the movable plate driving unit 6, to achieve a casting speed as a target. The runner area at the start of casting was defined as S 10 , and the S 10 / S 0 ratio performance is shown in “Casting initial runner area ratio” in Table 1.

鋳造開始後、所定のタイミングから可動プレート3の揺動を開始する。2枚の可動プレートを有する場合、可動プレート3を揺動させるに際し、可動プレート駆動装置6は、湯道面積S1を一定に保つように可動プレート3を駆動する。湯道面積S1の変動を±5%以下に保持することができる。湯道面積変動実績を表1の「湯道面積変動」に記載した。また、可動プレート揺動の振動数と振幅を表1に示した。 After starting casting, the movable plate 3 starts to swing from a predetermined timing. When having two movable plates, upon swinging the movable plate 3, the movable plate driving unit 6 drives the movable plate 3 so as to keep the runner area S 1 constant. The fluctuation of the runner area S 1 can be kept within ± 5%. The runway area fluctuation results are shown in “Runway area fluctuation” in Table 1. The frequency and amplitude of the movable plate swing are shown in Table 1.

可動プレート3の揺動を開始した時期における湯道面積S1と、鋳造開始時の湯道面積S10の比(S1/S10)を表1に示す。S1/S10=1.0と表示された実施例については、鋳造開始時から揺動を行っていることを意味する。それ以外の実施例については、鋳造開始時には揺動を行わず、鋳造速度を一定に保持して鋳造を行った。連続鋳造用ノズル内に非金属介在物が付着すると、鋳造速度を維持するために湯道面積S1を広げる制御が行われる。その結果、S1/S10が所定の値(表1の「揺動開始時のS1とS10の比」に示す値)に達したときに可動プレートの揺動を開始した。 A runner area S 1 in the timing was started swinging of the movable plate 3, the ratio of runner area S 10 at the start of casting (S 1 / S 10) shown in Table 1. In the example indicated as S 1 / S 10 = 1.0, it means that the rocking is performed from the start of casting. For the other examples, casting was performed while maintaining the casting speed constant without swinging at the start of casting. When non-metallic inclusions adhere to the continuous casting nozzle, control is performed to increase the runner area S 1 in order to maintain the casting speed. As a result, the swing of the movable plate was started when S 1 / S 10 reached a predetermined value (the value shown in “ratio of S 1 and S 10 at the start of swing” in Table 1).

当該タンディッシュでの鋳造が完了した後、連続鋳造用ノズル内に付着する非金属介在物の付着量を評価した。付着厚について、表1の比較例2の付着量を1として評価した評価値を表1に示す。また、鋳造したスラブを熱間圧延及び冷間圧延し、厚さ0.9mmの冷延鋼板とし、鋼板単位長さ当たりの疵(ヘゲ、スリバー)個数を評価した。そして表1の比較例2の疵個数を1として評価した評価値を表1に示す。   After the casting in the tundish was completed, the adhesion amount of non-metallic inclusions adhered in the continuous casting nozzle was evaluated. Table 1 shows the evaluation values of the adhesion thickness evaluated with the adhesion amount of Comparative Example 2 in Table 1 as 1. Moreover, the cast slab was hot-rolled and cold-rolled to obtain a cold-rolled steel sheet having a thickness of 0.9 mm, and the number of ridges (hege, sliver) per unit length of the steel sheet was evaluated. Table 1 shows the evaluation values obtained by evaluating the number of wrinkles in Comparative Example 2 in Table 1 as 1.

Figure 2010058161
Figure 2010058161

表1の実施例1〜11については、鋳造開始時から可動ノズルの揺動を開始した。実施例1〜10は可動プレートを2枚有する場合であり、湯道面積変動、揺動振動数、揺動振幅ともに本発明範囲内にあり、良好な品質を得ることができた。実施例10については意図的に揺動時の湯道面積S1の変動を本発明の上限である±5%に増大させたが、品質評価結果は良好であった。実施例11は可動プレートを1枚有する本発明例である。 For Examples 1 to 11 in Table 1, the movable nozzle started to swing from the start of casting. Examples 1 to 10 are cases where there are two movable plates, and the runner area variation, oscillation frequency, and oscillation amplitude are all within the scope of the present invention, and good quality can be obtained. In Example 10, the fluctuation of the runner area S 1 during rocking was intentionally increased to ± 5% which is the upper limit of the present invention, but the quality evaluation result was good. Example 11 is an example of the present invention having one movable plate.

実施例12〜19については、鋳造開始時には可動ノズルの揺動を行わず、連続鋳造用ノズルへの非金属介在物付着が進行し、湯道面積S1が増大してS1/S10が所定の値になった以降に可動ノズルの揺動を開始した。揺動開始時のS1/S10を1.18、1.25、2、2.5と変化させた。揺動開始時のS1/S10が大きくなるほど品質評価は低下するものの、S1/S10が1.25〜2の範囲であれば、品質評価は「良いが少し劣る」程度であって良好な範囲である。また、鋳造開始時から揺動を開始しなかったことに起因し、可動プレート3の揺動による磨耗を低減できるとともに、可動プレート駆動装置6の精緻な制御を常に保障する必要がなくなるという効果を得ることができた。 In Examples 12 to 19, the movable nozzle is not oscillated at the start of casting, non-metallic inclusion adheres to the continuous casting nozzle, the runner area S 1 increases, and S 1 / S 10 After reaching a predetermined value, the movable nozzle started to swing. S 1 / S 10 at the start of swinging was changed to 1.18, 1.25, 2, and 2.5. Although the quality evaluation decreases as S 1 / S 10 at the start of oscillation increases, the quality evaluation is “good but slightly inferior” if S 1 / S 10 is in the range of 1.25 to 2. It is a good range. In addition, the effect of not starting oscillation from the start of casting can reduce wear due to oscillation of the movable plate 3 and eliminates the need to always guarantee precise control of the movable plate drive device 6. I was able to get it.

比較例1については、鋳型幅が広くかつ鋳造速度が速いので、鋳造初期湯道面積比S10/S0が0.95と大きく、本発明の適用範囲外であった。鋳造初期から連続鋳造用ノズル内の溶鋼流速が速いので、揺動を行わないにもかかわらず、品質評価結果は良好であった。 In Comparative Example 1, since the mold width was wide and the casting speed was high, the casting initial runner area ratio S 10 / S 0 was as large as 0.95, which was outside the scope of the present invention. Since the flow rate of molten steel in the continuous casting nozzle was high from the beginning of casting, the quality evaluation result was good despite no rocking.

比較例2は鋳造初期湯道面積比S10/S0が0.5であって本発明対象範囲であるものの揺動を行わなかった。その結果、連続鋳造用ノズル内への非金属介在物付着、冷延鋼板での不合格発生率のいずれも、最も悪い成績であった。 In Comparative Example 2, although the casting initial runner area ratio S 10 / S 0 was 0.5 and was within the scope of the present invention, no swinging was performed. As a result, both the non-metallic inclusion adhesion in the continuous casting nozzle and the failure occurrence rate in the cold-rolled steel sheet were the worst results.

比較例3においては、可動ノズルの揺動は行ったものの、可動ノズル駆動装置の制御を意図的に変更し、揺動時の湯道面積S1の変動を±7%に増加させた。その結果、冷延鋼板における不合格発生率が増大した。湯道面積S1の変動が大きいため、連続鋳造用ノズルからの吐出溶鋼流量が変動し、それによって鋳型内の溶鋼表面位置が変動し、パウダー巻き込みを誘発してスラブへの非金属介在物増加をもたらしたものと推定する。 In Comparative Example 3, although the movable nozzle was oscillated, the control of the movable nozzle driving device was intentionally changed to increase the variation of the runner area S 1 during oscillation to ± 7%. As a result, the incidence of rejection in cold-rolled steel sheets increased. As the runner area S 1 fluctuates greatly, the flow rate of molten steel discharged from the nozzle for continuous casting fluctuates, which fluctuates the surface position of the molten steel in the mold, inducing powder entrainment and increasing non-metallic inclusions in the slab It is estimated that

比較例4は揺動振動数が本発明の下限未満であり、品質が少し劣る結果となった。比較例5、6は揺動振動数が本発明の上限を超え、品質は良好であるが飽和していた。比較例7は振動振幅が本発明の下限未満であり、品質が少し劣る結果となった。比較例8、9は揺動振幅が本発明の上限を超え、品質は良好であるが飽和していた。   In Comparative Example 4, the oscillation frequency was less than the lower limit of the present invention, and the quality was slightly inferior. In Comparative Examples 5 and 6, the oscillation frequency exceeded the upper limit of the present invention, and although the quality was good, it was saturated. In Comparative Example 7, the vibration amplitude was less than the lower limit of the present invention, and the quality was slightly inferior. In Comparative Examples 8 and 9, the oscillation amplitude exceeded the upper limit of the present invention, and although the quality was good, it was saturated.

本発明の一形態を示す部分断面図であり、(a)は湯道が揺動右端、(b)は湯道が揺動左端に位置する場合を示す。It is a fragmentary sectional view showing one form of the present invention, and (a) shows the case where a runner is located in the rocking right end, and (b) shows the case where the runner is located in the rocking left end. 本発明を説明する概略図であり、(a)は連続鋳造用ノズルの分解断面図、(b)は固定ノズルを説明する図、(c)は湯道が揺動右端、(d)は湯道が揺動左端に位置する場合を示す。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is the schematic explaining this invention, (a) is a disassembled sectional view of the nozzle for continuous casting, (b) is a figure explaining a fixed nozzle, (c) is a runner swinging right end, (d) is hot water. The case where the road is located at the left end of the swing is shown. 本発明の一形態を示す部分断面図であり、(a)は湯道が揺動右端、(b)は湯道が揺動左端に位置する場合を示す。It is a fragmentary sectional view showing one form of the present invention, and (a) shows the case where a runner is located in the rocking right end, and (b) shows the case where the runner is located in the rocking left end. 本発明を説明する概略図であり、(a)は連続鋳造用ノズルの分解断面図、(b)は固定ノズルを説明する図、(c)は湯道が揺動右端、(d)は湯道が揺動左端に位置する場合を示す。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is the schematic explaining this invention, (a) is a disassembled sectional view of the nozzle for continuous casting, (b) is a figure explaining a fixed nozzle, (c) is a runner swinging right end, (d) is hot water. The case where the road is located at the left end of the swing is shown. 本発明の一形態を示す部分断面図であり、(a)は湯道が揺動右端、(b)は湯道が揺動左端に位置する場合を示す。It is a fragmentary sectional view showing one form of the present invention, and (a) shows the case where a runner is located in the rocking right end, and (b) shows the case where the runner is located in the rocking left end. 本発明の一形態を示す部分断面図であり、(a)は湯道全閉状態、(b)は湯道半開状態、(c)は湯道全開状態を示す。It is a fragmentary sectional view showing one form of the present invention, (a) shows a runner fully closed state, (b) shows a runner half-opened state, and (c) shows a runner fully opened state. 本発明の一形態を示す部分断面図であり、(a)は湯道が揺動右端、(b)は湯道が揺動左端に位置する場合を示す。It is a fragmentary sectional view showing one form of the present invention, and (a) shows the case where a runner is located in the rocking right end, and (b) shows the case where the runner is located in the rocking left end. 本発明を説明する概略図であり、(a)は連続鋳造用ノズルの分解断面図、(b)は固定ノズルを説明する図、(c)は可動プレートを説明する図、(d)は湯道が揺動右端、(e)は湯道が揺動左端に位置する場合を示す。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is the schematic explaining this invention, (a) is a disassembled sectional view of the nozzle for continuous casting, (b) is a figure explaining a fixed nozzle, (c) is a figure explaining a movable plate, (d) is hot water. The road is at the right end of the swing, and (e) shows the case where the runner is at the left end of the swing. 本発明の連続鋳造用ノズルの断面図である。It is sectional drawing of the nozzle for continuous casting of this invention. 従来の連続鋳造用ノズルを示す部分断面図であり、(a)は湯道全閉状態、(b)(c)は湯道半開状態を示す。It is a fragmentary sectional view showing the conventional nozzle for continuous casting, (a) shows a runner fully closed state, and (b) and (c) show a runner half open state.

符号の説明Explanation of symbols

1 スライディングノズル
2 固定プレート
3 可動プレート
4 開口部
5 湯道
6 可動プレート駆動装置
7 制御装置
8 駆動機構
9 タンディッシュ
10 隙間
11 可動プレート開口部
12 連続鋳造用ノズル
13 上部ノズル
14 下部ノズル
15 浸漬ノズル
16 円筒内孔
17 吐出口
18 鋳型内溶融金属
19 第1メニスカス
20 第2メニスカス
21 溶融金属充満領域
22 流下側
23 流下反対側
A 揺動振幅
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sliding nozzle 2 Fixed plate 3 Movable plate 4 Opening part 5 Runway 6 Movable plate drive device 7 Control apparatus 8 Drive mechanism 9 Tundish 10 Gap 11 Movable plate opening part 12 Continuous casting nozzle 13 Upper nozzle 14 Lower nozzle 15 Immersion nozzle 16 Cylinder inner hole 17 Discharge port 18 Molten metal 19 in mold 1st meniscus 20 2nd meniscus 21 Molten metal filling area 22 Flowing side 23 Flowing opposite side A Swing amplitude

Claims (6)

断面積S0の開口部を有する固定プレートと、固定プレートに沿って摺動する可動プレートを有するスライディングノズルを有する連続鋳造装置であって、可動プレートを駆動する可動プレート駆動装置を有し、固定プレートの開口部のうち、可動プレートによって覆われていない部分が溶融金属の通過する湯道となり、前記湯道の面積S1変動を±5%の範囲内に抑制しつつ、前記可動プレート駆動装置は可動プレートを振幅0.5mm以上15mm以下の範囲で揺動させ、当該揺動の振動数が1回/秒以上100回/秒以下であることを特徴とする溶融金属の連続鋳造装置。 A fixed plate having an opening cross-sectional area S 0, a continuous casting apparatus having a sliding nozzle having a movable plate to slide along the fixed plate, has a movable plate driving device for driving the movable plate, fixed among the openings of the plate becomes a runner that portion which is not covered by the movable plate passes the molten metal, while suppressing the area S 1 variation of the runner within the range of ± 5%, the movable plate driving device Is a continuous casting apparatus for molten metal, wherein the movable plate is swung within a range of amplitude of 0.5 mm or more and 15 mm or less, and the vibration frequency is 1 to 100 times / second. 前記可動プレートは2枚の可動プレートからなり、前記湯道の面積S1変動を±5%の範囲内に抑制しつつ、前記可動プレート駆動装置は2枚の可動プレートを同期して同じ方向に、それぞれ振幅0.5mm以上15mm以下の範囲で揺動させることを特徴とする請求項1に記載の溶融金属の連続鋳造装置。 The movable plate is composed of two movable plates, and the movable plate driving device synchronizes the two movable plates in the same direction while suppressing the variation of the runner area S 1 within a range of ± 5%. The molten metal continuous casting apparatus according to claim 1, wherein the apparatus continuously swings within an amplitude range of 0.5 mm to 15 mm. 前記可動プレート駆動装置は、溶融金属の通過量すなわちスループット一定としたときの湯道面積S1が鋳造開始初期湯道面積S10の1.25倍以上、2倍以下の範囲まで増加した際に、可動プレートの揺動を開始することを特徴とする請求項1又は2記載の溶融金属の連続鋳造装置。 The movable plate driving device is configured such that when the molten metal passage amount, that is, the throughput is constant, the runner area S 1 increases to a range of 1.25 times or more and 2 times or less the casting start initial runner area S 10. 3. The molten metal continuous casting apparatus according to claim 1, wherein the movable plate starts to swing. 断面積S0の開口部を有する固定プレートと、固定プレートに沿って摺動する可動プレートを有するスライディングノズルを用いた連続鋳造方法であって、固定プレートの開口部のうち、可動プレートによって覆われていない部分が溶融金属の通過する湯道となり、前記湯道の面積S1変動を±5%の範囲内に抑制しつつ、可動プレートを振幅0.5mm以上15mm以下の範囲で揺動させ、当該揺動の振動数を1回/秒以上100回/秒以下とすることを特徴とする溶融金属の連続鋳造方法。 A fixed plate having an opening cross-sectional area S 0, a continuous casting method using a sliding nozzle having a movable plate to slide along the fixed plate, out of the openings of the fixed plate, is covered by movable plate becomes runner which portions not pass the molten metal, the while suppressing runner area S 1 varies within the range of ± 5%, to oscillate the movable plate in the following range of amplitude 0.5 mm 15 mm, A continuous casting method of molten metal, wherein the oscillation frequency is 1 to 100 times / second. 前記可動プレートは2枚の可動プレートからなり、前記湯道の面積S1変動を±5%の範囲内に抑制しつつ、2枚の可動プレートを同期して同じ方向に、それぞれ振幅0.5mm以上15mm以下の範囲で揺動させることを特徴とする請求項4に記載の溶融金属の連続鋳造方法。 The movable plate is composed of two movable plates, and the fluctuation of the area S 1 of the runner is suppressed within a range of ± 5%, and the two movable plates are synchronized in the same direction in the same direction with an amplitude of 0.5 mm. 5. The molten metal continuous casting method according to claim 4, wherein the rocking is performed within a range of 15 mm or less. 溶融金属の通過量すなわちスループット一定としたときの湯道面積S1が鋳造開始初期湯道面積S10の1.25倍以上、2倍以下の範囲まで増加した際に、可動プレートの揺動を開始することを特徴とする請求項4又は5記載の溶融金属の連続鋳造方法。 When the molten metal passage amount, that is, the runner area S 1 when the throughput is constant, increases to a range of 1.25 times to 2 times the initial runner area S 10 at the start of casting, the movable plate is swung. 6. The molten metal continuous casting method according to claim 4, wherein the method is started.
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