JP2016182612A - Continuous casting method blowing inert gas from upper porous refractory and lower porous refractory - Google Patents

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Hitoshi Yoshida
仁 吉田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a casting method capable of reducing inclusions captured by a slab in continuous casting for steel.SOLUTION: In continuous casting method blowing an inert gas for steel, equations: 0.07 m≤D≤0.15 m, 0.16 m≤D≤0.3 m, 0.2 m≤L≤0.45 m, (R+R/2)/(D/2)≤4.25(L+L)/D+0.2, (R+R/2)/(D/2)≥0.26(L+L/2)/D+1, 0.3≤(L+L/2)/D≤6.3 and 1.5≤(R+R/2)/(D/2)≤4.0 are satisfied (where, the top edge inside diameter of a nozzle is D; the outside diameter of the nozzle is D; a distance from the top edge of an upper porous refractory to the top edge of a lower porous refractory is L; a distance from the top edge of the lower porous refractory to the lower edge of the lower porous refractory is L; the outside dimension of a nozzle height is L; a distance from the center of the nozzle to the upper porous refractory is R; and the thickness of the upper porous refractory in a radial direction is R).SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、例えば、上ポーラス耐火物及び下ポーラス耐火物から不活性ガスを吹き込む連続鋳造方法に関する。   The present invention relates to a continuous casting method in which an inert gas is blown from, for example, an upper porous refractory and a lower porous refractory.

従来より、連続鋳造では、取鍋からタンディッシュに注入した溶鋼を、タンディッシュに設けられたノズルからスライドノズルを介して鋳型へ鋳込むことにより、鋳造を行っている。この連続鋳造においては、タンディッシュの底部に設けたポーラス耐火物から不活性ガスを吹き込むことが行われている。連続鋳造に関する技術として特許文献1〜6に示すものがある。   Conventionally, in continuous casting, casting is performed by casting molten steel poured from a ladle into a tundish into a mold through a slide nozzle from a nozzle provided in the tundish. In this continuous casting, an inert gas is blown from a porous refractory provided at the bottom of the tundish. There exist some which are shown to patent documents 1-6 as a technique regarding continuous casting.

特許文献1は、鋳型内への気泡侵入を防止しながら介在物をタンディッシュ内で浮上させることを目的として、上ノズルにガス吹き込み部を設けて、その部位よりArガスを吹き込んでいる。
特許文献2は、ノズルが詰まることを防止し且つガス吹き込み異常を検知する目的として、ノズルの上部及び下部に、Ar吹き込み部が分かれて埋設されている。
In Patent Document 1, for the purpose of floating inclusions in the tundish while preventing bubbles from entering the mold, a gas blowing portion is provided in the upper nozzle, and Ar gas is blown from that portion.
In Patent Document 2, Ar blowing parts are separately embedded in the upper and lower parts of the nozzle for the purpose of preventing the nozzle from being clogged and detecting an abnormal gas blowing.

特許文献3〜6も、ノズルが詰まることを防止することを目的として、ノズルの上部及び下部にAr吹き込み部が分かれて埋設されている。
また、特許文献7は、ノズルが詰まることを防止することを目的として、上ノズル、ストッパー、プレート、中間ノズル、浸漬ノズルの1つ、もしくは複数からArガスを吹き込んでいる。
In Patent Documents 3 to 6, Ar blowing portions are separately embedded in the upper and lower portions of the nozzle for the purpose of preventing the nozzle from being clogged.
In Patent Document 7, Ar gas is blown from one or more of an upper nozzle, a stopper, a plate, an intermediate nozzle, and an immersion nozzle for the purpose of preventing the nozzle from being clogged.

特開平10−118751号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-118751 特開2012−45584号公報JP 2012-45584 A 特開2011−110561公報JP 2011-110561 A 特開2009−66603公報JP 2009-66603 A 特開2007−237244公報JP 2007-237244 A 特開2007−90423公報JP 2007-90423 A 特開平4−319055公報JP-A-4-319055

特許文献1では、上ノズルからArガスを吹き込むことが記載されているものの、上ノズルの構成やArガスの吹き込みの条件等が詳しく述べられていないため、ガス量が多いときにはタンディッシュ内で裸湯が出来てしまい溶鋼の再酸化が発生する虞がある。裸湯による溶鋼の再酸化を防止するために、Arガスの吹き込み量を少なくすれば、溶鋼の介在物を十分に浮上することができない虞がある。   Although Patent Document 1 describes that Ar gas is blown from the upper nozzle, the configuration of the upper nozzle and the conditions for blowing Ar gas are not described in detail. There is a risk of hot water being produced and reoxidation of the molten steel. If the amount of Ar gas blown is reduced to prevent reoxidation of the molten steel due to the bare metal, the inclusions in the molten steel may not be sufficiently lifted.

特許文献2〜6では、いずれもノズルの上部及び下部にAr吹き込み部を設けることが記載されているものの、Ar吹き込み部の構成やArガスの吹き込みの条件等が詳しく述べられていない。そのため、Arガスの大部分が鋳型内に導入されることがあり、湯面レベルが不安定になりやすい。Arガスの吹き込み量を少なくすれば、溶鋼の介在物を十分に浮上することができない虞がある。   In Patent Documents 2 to 6, although it is described that Ar blowing portions are provided at the upper and lower portions of the nozzle, the configuration of the Ar blowing portion, the conditions for blowing Ar gas, and the like are not described in detail. Therefore, most of Ar gas may be introduced into the mold, and the molten metal surface level tends to become unstable. If the amount of Ar gas blown is reduced, the inclusions in the molten steel may not be sufficiently levitated.

特許文献7では、上ノズル、ストッパー、プレート、中間ノズル、浸漬ノズルの複数からArガスを吹き込む構成であるため、Arガスの制御が難しく、溶鋼の介在物を安定的に浮上させることは困難である。
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、連続鋳造において鋳片に捕捉される介在物を減少することができる上ポーラス耐火物及び下ポーラス耐火物から不活性ガスを吹き込む連続鋳造方法を提供することを目的とする。
In Patent Document 7, since Ar gas is blown from a plurality of upper nozzles, stoppers, plates, intermediate nozzles, and immersion nozzles, it is difficult to control Ar gas, and it is difficult to stably float molten steel inclusions. is there.
Therefore, in view of the above problems, the present invention provides a continuous casting method in which an inert gas is blown from an upper porous refractory and a lower porous refractory that can reduce inclusions captured by a slab in continuous casting. For the purpose.

前記目的を達成するために、本発明は、次の手段を講じた。
即ち、本発明における課題解決のための技術的手段は、取鍋からタンディッシュに注入した溶鋼を、当該タンディッシュの底部に設けられたノズルからスライドノズルを介して鋳型へ鋳込む際に、前記ノズルの上部に設けられたリング状の上ポーラス耐火物から不活性ガスを吹き込むと共に、前記ノズルの下部に設けられたリング状の下ポーラス耐火物から不活性ガスを吹き込む連続鋳造方法であって、前記ノズルの上端内径D、ノズルの外径D、上ポーラス耐火物の上端から下ポーラス耐火物の上端までの距離L、ノズルの中心から上ポーラス耐火物までの距離R、上ポーラス耐火物の半径方向の厚みR、下ポーラス耐火物の上端から下ポーラス耐火物の下端までの距離L、ノズルの外寸高さLとしたとき、式(1)〜式(7)を満たし、ストランド当たりの溶鋼スループットQ、上ポーラス耐火物から吹き込む不活性ガスのガス流量Qg2、下ポーラス耐火物から吹き込む不活性ガスのガス流量Qg1、下ガス平均速度Ug1、上ガス平均速度Ug2、ノズルを通過する溶鋼の平均速度Uが、式(8)〜式(11)を満たすことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention has taken the following measures.
That is, the technical means for solving the problems in the present invention, when casting the molten steel poured into the tundish from the ladle from the nozzle provided at the bottom of the tundish into the mold through the slide nozzle, A continuous casting method in which an inert gas is blown from a ring-shaped upper porous refractory provided at the upper part of the nozzle and an inert gas is blown from a ring-shaped lower porous refractory provided at the lower part of the nozzle, The upper end inner diameter D 1 of the nozzle, the outer diameter D 2 of the nozzle, the distance L 1 from the upper end of the upper porous refractory to the upper end of the lower porous refractory, the distance R 1 from the center of the nozzle to the upper porous refractory, the upper porous radial thickness R 2 of refractory, the distance L 2 from the upper end of the lower porous refractory to the lower end of the lower porous refractory, when the external dimension height L of the nozzle, the formula (1) Satisfies Expression (7), molten steel throughput Q s per strand, the gas flow rate of the inert gas blown from the top porous refractory Q g2, the inert gas blown from below the porous refractory gas flow rate Q g1, lower gas average velocity U g1, upper gas average speed U g2, average speed U s of the molten steel passing through the nozzle, and satisfies equation (8) to formula (11).

0.07m≦D1≦0.15m ・・・(1)
0.16m≦D2≦0.3m ・・・(2)
0.2m≦L≦0.45m ・・・(3)
(R1+R2/2)/(D1/2)≦4.25(L1+L2/2)/D1+0.2 ・・・(4)
(R1+R2/2)/(D1/2)≧0.26(L1+L2/2)/D1+1 ・・・(5)
0.3≦(L1+L2)/D1≦6.3 ・・・(6)
1.5≦(R1+R2/2)/(D1/2)≦4.0 ・・・(7)
0.78≦Qs[ton/min/str]≦1.02 ・・・(8)
Qg1+Qg2≧1500{tan(Qs-0.91)}3+4.2 ・・・(9)
Qgu=(Qg1+Qg2)tanh[870Re-1.45{70(4Ug2/Us)0.5((R1+R2/2)/(D1/2))5+370(4Ug1/Us)-0.3((L1+L2/2)/D1)-0.7}]≦4 ・・・(10)
Qg1+Qg2-Qgu≦2 ・・・(11)
0.07m ≦ D 1 ≦ 0.15m (1)
0.16m ≦ D 2 ≦ 0.3m (2)
0.2m ≦ L ≦ 0.45m (3)
(R 1 + R 2/2 ) / (D 1 /2)≦4.25(L 1 + L 2/2) / D 1 +0.2 ··· (4)
(R 1 + R 2/2 ) / (D 1 /2)≧0.26(L 1 + L 2/2) / D 1 +1 ··· (5)
0.3 ≦ (L 1 + L 2 ) / D 1 ≦ 6.3 (6)
1.5 ≦ (R 1 + R 2 /2) / (D 1 /2)≦4.0 ··· (7)
0.78 ≦ Q s [ton / min / str] ≦ 1.02 (8)
Q g1 + Q g2 ≧ 1500 {tan (Q s -0.91)} 3 +4.2 ・ ・ ・ (9)
Q gu = (Q g1 + Q g2) tanh [870Re -1.45 {70 (4U g2 / U s) 0.5 ((R 1 + R 2/2) / (D 1/2)) 5 +370 (4U g1 / U s) -0.3 ((L 1 + L 2/2) / D 1) -0.7}] ≦ 4 ··· (10)
Q g1 + Q g2 -Q gu ≦ 2 (11)

本発明によれば、連続鋳造において鋳片に捕捉される介在物を減少することができる。   According to the present invention, inclusions captured by a slab in continuous casting can be reduced.

連続鋳造装置の全体図である。It is a general view of a continuous casting apparatus. タンディッシュの底部の周辺図である。It is a periphery figure of the bottom part of a tundish. ノズルの平面、側面、底面を示す図である。It is a figure which shows the plane of a nozzle, a side surface, and a bottom face. 変形例におけるノズルの平面、側面、底面を示す図である。It is a figure which shows the plane of the nozzle in a modification, a side surface, and a bottom face. ノズルの断面側面図である。It is a cross-sectional side view of a nozzle. ノズルの外径とノズルの上端の厚さとの関係を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the relationship between the outer diameter of a nozzle, and the thickness of the upper end of a nozzle. (L1+L2/2)/D1、(R1+R2/2)/(D1/2)との関係を示す図である。 (L 1 + L 2/2 ) / D 1, is a diagram showing the relationship between (R 1 + R 2/2 ) / (D 1/2). タンディッシュ内の溶鋼の湯面における裸湯を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the naked hot water in the hot_water | molten_metal surface of the molten steel in a tundish. 鋳型内の湯面変動を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the hot_water | molten_metal surface fluctuation | variation in a casting_mold | template. 溶鋼スループットと、Arガス流量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between molten steel throughput and Ar gas flow rate. 空気浮上率の実測値と計算値との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the measured value and calculated value of an air levitation rate. 水モデルで用いたタンディッシュの概略平面図である。It is a schematic plan view of the tundish used in the water model. 水モデルでフロービーズを回収する方法を示す図である。It is a figure which shows the method of collect | recovering flow beads with a water model. 水モデルで気泡を回収する方法を示す図である。It is a figure which shows the method of collect | recovering bubbles with a water model. 水流量と粒子流出率とをまとめた図である。It is the figure which put together the water flow rate and the particle | grain outflow rate.

以下、図面に示した実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
本発明の連続鋳造方法は、例えば、二次精錬処理後の溶鋼を連続的に鋳造する方法である。なお、溶鋼の鋳造は、二次精錬後の溶鋼に限定されない。
図1は、連続鋳造を行う連続鋳造装置の全体図である。まず、連続鋳造装置の構造について説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the embodiments shown in the drawings.
The continuous casting method of the present invention is, for example, a method for continuously casting molten steel after the secondary refining treatment. In addition, casting of molten steel is not limited to molten steel after secondary refining.
FIG. 1 is an overall view of a continuous casting apparatus that performs continuous casting. First, the structure of the continuous casting apparatus will be described.

図1に示すように、連続鋳造装置1は、取鍋2内の溶鋼3が注入されるタンディッシュ4と、当該タンディッシュ4内の溶鋼3を鋳込む鋳型5と、鋳型5によって形成された鋳片6を支持するサポートロール7を備えている。タンディッシュ4は、鉄皮10と、鉄皮10の内部に設けられた耐火物11とを備えている。連続鋳造装置1で鋳造される鋳片6の形状は、限定されず、スラブ、ブルーム、ビレット等であってもよい。タンディッシュ4の形状、ストランド数についても限定されない。   As shown in FIG. 1, the continuous casting apparatus 1 is formed by a tundish 4 into which the molten steel 3 in the ladle 2 is poured, a mold 5 for casting the molten steel 3 in the tundish 4, and the mold 5. A support roll 7 that supports the slab 6 is provided. The tundish 4 includes an iron skin 10 and a refractory 11 provided inside the iron skin 10. The shape of the slab 6 cast by the continuous casting apparatus 1 is not limited, and may be a slab, bloom, billet or the like. The shape of the tundish 4 and the number of strands are not limited.

図2のタンディッシュ4の底部15には、タンディッシュ4内の溶鋼3を鋳型5に供給するノズル20が設けられている。ノズル20の下方には、スライドノズル(スライドバルブ)21が設けられている。スライドバルブ21は、タンディッシュ4の鉄皮10側に設けられた上プレート22と、上プレート22の下側に設けられた下プレート23と、上プレート22と下プレート23との間に設けられてスライド可能なスライドプレート24とを有している。下プレート23の下方には浸漬ノズル25が設けられている。このスライドバルブ21では、スライドプレート24を所定位置で停止することによってタンディッシュ4(ノズル20)から鋳型5(浸漬ノズル25)への溶鋼3の供給を停止し、スライドプレート24を所定位置から移動させることによってタンディッシュ4から鋳型5への溶鋼3の供給を行うことができる。スライドプレート24の移動量によって、鋳型5に供給する溶鋼3の流量を調節することができる。   A nozzle 20 for supplying the molten steel 3 in the tundish 4 to the mold 5 is provided at the bottom 15 of the tundish 4 in FIG. A slide nozzle (slide valve) 21 is provided below the nozzle 20. The slide valve 21 is provided between the upper plate 22 provided on the iron skin 10 side of the tundish 4, the lower plate 23 provided on the lower side of the upper plate 22, and the upper plate 22 and the lower plate 23. And a slidable slide plate 24. An immersion nozzle 25 is provided below the lower plate 23. In the slide valve 21, the supply of the molten steel 3 from the tundish 4 (nozzle 20) to the mold 5 (immersion nozzle 25) is stopped by stopping the slide plate 24 at a predetermined position, and the slide plate 24 is moved from the predetermined position. By doing so, the molten steel 3 can be supplied from the tundish 4 to the mold 5. The flow rate of the molten steel 3 supplied to the mold 5 can be adjusted by the amount of movement of the slide plate 24.

ノズル20の上部には、上ポーラス耐火物30が設けられている。ノズル20の下部には、下ポーラス耐火物31が設けられている。上ポーラス耐火物30及び下ポーラス耐火物31は、耐火物等から形成されていて、Arガス等の不活性ガスを吹き込むためのものである。
このような連続鋳造装置1では、取鍋2からタンディッシュ4に向けて溶鋼3を注入し、タンディッシュ4内の溶鋼3をノズル20からスライドノズル21及び浸漬ノズル25を介して鋳型5へ鋳込むことにより溶鋼3を鋳造することができる。溶鋼3を鋳造する際には、上ポーラス耐火物30から不活性ガスを吹き込むと共に、下ポーラス耐火物31から不活性ガスを吹き込むことにより、溶鋼中の介在物の浮上を促進させる。
An upper porous refractory 30 is provided on the upper portion of the nozzle 20. A lower porous refractory 31 is provided below the nozzle 20. The upper porous refractory 30 and the lower porous refractory 31 are formed of a refractory or the like, and are for injecting an inert gas such as Ar gas.
In such a continuous casting apparatus 1, the molten steel 3 is poured from the ladle 2 toward the tundish 4, and the molten steel 3 in the tundish 4 is cast from the nozzle 20 to the mold 5 via the slide nozzle 21 and the immersion nozzle 25. The molten steel 3 can be cast by inserting. When casting the molten steel 3, the inert gas is blown from the upper porous refractory 30 and the inert gas is blown from the lower porous refractory 31, thereby promoting the floating of inclusions in the molten steel.

さて、タンディッシュ4内で溶鋼を十分に浮上させる、即ち、連続鋳造において鋳片6に捕捉される介在物を減少するためには、ノズル20、上ポーラス耐火物30、下ポーラス耐火物31の構造が重要である。ノズル20、上ポーラス耐火物30、下ポーラス耐火物31の構造について説明する。
図3A、3Bに示すように、ノズル(ノズル本体)20は、円筒状の耐火物で構成されている。ノズル20の耐火物は、Arガス等の不活性ガスを通さない材質で構成されている。
In order to sufficiently float the molten steel in the tundish 4, that is, to reduce inclusions trapped by the slab 6 in continuous casting, the nozzle 20, the upper porous refractory 30, and the lower porous refractory 31 are provided. The structure is important. The structure of the nozzle 20, the upper porous refractory 30, and the lower porous refractory 31 will be described.
As shown in FIGS. 3A and 3B, the nozzle (nozzle body) 20 is formed of a cylindrical refractory. The refractory material of the nozzle 20 is made of a material that does not pass an inert gas such as Ar gas.

ノズル20は、タンディッシュ4の底部15に対してキャスタブル(不定形耐火物)を流し込み等の施工する際に、所定の場所に設置することにより、タンディッシュ4の底部15に固定されている。ノズル(ノズル本体)20において、当該ノズル20の下端から中途部までの区間は、ノズル20の直径(半径)が一定である。また、ノズル(ノズル本体)20において、中途部から上端までは、ノズル(ノズル本体)20の直径(半径)は漸次大きくなっている。ノズル(ノズル本体)20の上部には、リング状の上ポーラス耐火物30を設置する上設置部32が設けられ、ノズル(ノズル本体)20の下部には、リング状の下ポーラス耐火物31を設置する下設置部33が設けられている。ノズル20の内部には、不活性ガスを上ポーラス耐火物30及び下ポーラス耐火物31に供給するガス供給路(図示省略)が設けられている。   The nozzle 20 is fixed to the bottom 15 of the tundish 4 by being installed at a predetermined place when castable (irregular refractory) is poured into the bottom 15 of the tundish 4. In the nozzle (nozzle body) 20, the diameter (radius) of the nozzle 20 is constant in the section from the lower end of the nozzle 20 to the midway portion. Further, in the nozzle (nozzle body) 20, the diameter (radius) of the nozzle (nozzle body) 20 is gradually increased from the middle part to the upper end. An upper installation part 32 for installing a ring-shaped upper porous refractory 30 is provided at the upper part of the nozzle (nozzle body) 20, and a ring-shaped lower porous refractory 31 is provided at the lower part of the nozzle (nozzle body) 20. A lower installation part 33 to be installed is provided. Inside the nozzle 20, a gas supply path (not shown) for supplying an inert gas to the upper porous refractory 30 and the lower porous refractory 31 is provided.

上ポーラス耐火物30及び下ポーラス耐火物31は、不活性ガスを通すポーラス状の材質から形成されている。上ポーラス耐火物30の上端の位置は、ノズル20の上端と略同一位置であって、当該上ポーラス耐火物30は、不活性ガスをタンディッシュの溶鋼へ向けて吹き込むことができる。上ポーラス耐火物30の上端(上面)を除く側面及び下面は、ノズル20の耐火物によって囲まれている。下ポーラス耐火物31の下端の位置は、ノズル20の下端の位置と略同一位置である。また、下ポーラス耐火物31の内側(内壁面)の位置は、ノズル20の開口を形成する内壁面35と同一位置であって、当該下ポーラス耐火物31は、不活性ガスをノズル20の開口に向けて吹き込むことができる。なお、下ポーラス耐火物31の上下方向位置は、ノズル20下端に限定されず、例えば、図3Bに示した変形例のように、ノズル20の内壁面35の中央部に位置してもよいし、その他の位置であってもよい。上ポーラス耐火物30の半径方向位置は、ノズル20上面の外縁であってもよいが、上面の半径方向中央に位置してもよいし、その他の位置であってもよい。   The upper porous refractory 30 and the lower porous refractory 31 are formed of a porous material through which an inert gas passes. The position of the upper end of the upper porous refractory 30 is substantially the same position as the upper end of the nozzle 20, and the upper porous refractory 30 can blow an inert gas toward the molten steel of the tundish. The side surface and the lower surface of the upper porous refractory 30 except the upper end (upper surface) are surrounded by the refractory of the nozzle 20. The position of the lower end of the lower porous refractory 31 is substantially the same position as the position of the lower end of the nozzle 20. Further, the position of the inner side (inner wall surface) of the lower porous refractory 31 is the same position as the inner wall surface 35 that forms the opening of the nozzle 20, and the lower porous refractory 31 passes the inert gas through the opening of the nozzle 20. Can be blown toward. Note that the vertical position of the lower porous refractory 31 is not limited to the lower end of the nozzle 20, and may be positioned at the center of the inner wall surface 35 of the nozzle 20, for example, as in the modification shown in FIG. 3B. Other positions may also be used. The radial position of the upper porous refractory 30 may be the outer edge of the upper surface of the nozzle 20, but may be positioned at the center of the upper surface in the radial direction, or may be at another position.

次に、ノズル20等の各寸法について説明する。
図3A、3B、図4に示すように、ノズルの上端内径Dは、式(1)を満たしている。
0.07m≦D1≦0.15m ・・・(1)
ノズルの上端内径Dとは、ノズルの上端における内径であって、ノズルの上端における内壁面の大きさである。ノズル20は、スライドノズル21や浸漬ノズル25に繋がっているため、その内径はスライドノズル21や浸漬ノズル25よりやや大きめもしくは同等である必要がある。一般的なスライドノズル21の内径は、0.05〜0.09mである。
Next, each dimension of the nozzle 20 etc. will be described.
Figure 3A, 3B, as shown in FIG. 4, the upper end inner diameter D 1 of the nozzle satisfies the equation (1).
0.07m ≦ D 1 ≦ 0.15m (1)
The upper inner diameter D 1 of the nozzle, a inner diameter at the upper end of the nozzle, the size of the inner wall surface at the upper end of the nozzle. Since the nozzle 20 is connected to the slide nozzle 21 and the immersion nozzle 25, the inner diameter thereof needs to be slightly larger than or equal to the slide nozzle 21 and the immersion nozzle 25. The internal diameter of the general slide nozzle 21 is 0.05 to 0.09 m.

ノズルの上端内径Dが0.07m未満であるとき、ノズルの上端内径が小さ過ぎるため非金属介在物によるノズル詰りが発生しやすい。スライドプレートの内径の上限は0.09mあるため、ノズルの下端内径をスライドノズル21と同じ0.09mとしたとき、ノズルの上端内径Dが0.15mを超えるものは製作困難である。なお、ノズルの開口は、製作時に芯金を抜くためとノズル内の流れを整流化するために下端から上端にいくにしたがって徐々に大きくする必要がある。 When the upper end inner diameter D 1 of the nozzle is less than 0.07 m, clogging the nozzle is likely to occur due to non-metallic inclusions for the upper end inner diameter of the nozzle is too small. Since the upper limit of the inner diameter of the slide plate is 0.09 m, when the lower end inner diameter of the nozzle is 0.09 m, which is the same as that of the slide nozzle 21, it is difficult to manufacture a nozzle having an upper end inner diameter D 1 exceeding 0.15 m. Note that the opening of the nozzle needs to be gradually increased from the lower end to the upper end in order to pull out the metal core during manufacture and to rectify the flow in the nozzle.

ノズルの外径Dは、式(2)を満たしている。
0.16m≦D2≦0.3m ・・・(2)
ノズルの外径Dとは、ノズルの外径であって、直径が一定である部分の径の大きさである。ノズルの外径Dが下限値である0.16mであるとき、図5に示すように、上ポーラス耐火物30の厚さt(上設置部32の長さを除くノズルの上端の厚さt)は0.025mとなる。ノズルの外径Dが0.16m未満である場合、ノズルの上端の厚さが0.025m以上確保することができなくなり(製作困難という)、鋳造中にノズル(非ポーラス耐火物)の欠けが発生しやすくなる。なお、上側ポーラス耐火物の厚みは、製作上0.02m以上にする必要があることから、ノズルの上端内径D1の下限値(0.07m)も合わせると、上ノズルの外径Dの最小値は0.16mとなる。
Outer diameter D 2 of the nozzle, which satisfies Expression (2).
0.16m ≦ D 2 ≦ 0.3m (2)
The outer diameter D 2 of the nozzle, a outer diameter of the nozzle, which is the diameter of the portion is constant in diameter. When the outer diameter D 2 of the nozzle is 0.16m which is the lower limit, as shown in FIG. 5, the upper end of the nozzle except for the length of the upper porous refractory 30 thickness t (the upper set portion 32 thickness t) is 0.025 m. If the outer diameter D 2 of the nozzle is less than 0.16 m, lack of thickness of the upper end of the nozzle can not be ensured over 0.025 m (referred to fabrication difficulties), a nozzle (non-porous refractory) during casting Is likely to occur. In addition, since the thickness of the upper porous refractory needs to be 0.02 m or more in production, when the lower limit value (0.07 m) of the upper end inner diameter D 1 of the nozzle is also combined, the outer diameter D 2 of the upper nozzle The minimum value is 0.16 m.

さて、ノズルの外径Dが0.3mを超えてしまうと、施工性が悪くなる。ノズルのタンディッシュへの施工は、ノズルの外側にモルタル等の練り状の耐火物を塗布してタンディッシュの底部孔に回しながら嵌め込む。ノズルの外径Dが0.3mを超えると、ノズルを回転させながら嵌め込むのが困難となる上に、ノズルの設置安定性が悪くなる。
上ポーラス耐火物30の上端から下ポーラス耐火物31の下端までの距離L(ノズルの外寸高さ)は、式(3)を満たしている。
0.2m≦L≦0.45m ・・・(3)
距離Lは、上ポーラス耐火物30の上面から下ポーラス耐火物31の下面までの垂直距離である。以降、距離Lのことを高さという。
Now, when the outer diameter D 2 of the nozzle exceeds the 0.3 m, workability is deteriorated. To apply the nozzle to the tundish, a kneaded refractory such as mortar is applied to the outside of the nozzle and fitted into the bottom hole of the tundish while turning. When the outer diameter D 2 of the nozzle is more than 0.3 m, on which it becomes difficult fit while rotating the nozzle, installing the stability of the nozzle is deteriorated.
The distance L (the outer height of the nozzle) from the upper end of the upper porous refractory 30 to the lower end of the lower porous refractory 31 satisfies the formula (3).
0.2m ≦ L ≦ 0.45m (3)
The distance L is a vertical distance from the upper surface of the upper porous refractory 30 to the lower surface of the lower porous refractory 31. Hereinafter, the distance L is referred to as height.

高さLが0.2m未満であると、タンディッシュの耐火物とノズルの接地面積が小さくなるために固定が不安定となって施工が困難である。また、タンディッシュの耐火物とノズルの接地面が小さくなると、ノズルとタンディッシュ耐火物の間から漏鋼が発生する虞がある。図4に示すように、高さLの上限は、タンディッシュの底部における耐火物の厚さと鉄皮の厚さの合計値で決まる。合計値は、一般的に0.35〜0.45mであって、0.45mを超えると製作することができない、即ち、製作困難である。   When the height L is less than 0.2 m, since the ground contact area of the tundish refractory and the nozzle becomes small, the fixing becomes unstable and the construction is difficult. Further, when the tundish refractory and the ground contact surface of the nozzle become small, there is a possibility that steel leakage occurs between the nozzle and the tundish refractory. As shown in FIG. 4, the upper limit of the height L is determined by the total value of the thickness of the refractory and the thickness of the iron skin at the bottom of the tundish. The total value is generally 0.35 to 0.45 m, and if it exceeds 0.45 m, it cannot be manufactured, that is, it is difficult to manufacture.

ノズルの中心から上ポーラス耐火物30までの距離R(水平距離Rという)、上ポーラス耐火物30の半径方向の厚みR(上厚みRという)、ノズルの上端内径D、ノズルの外径D、上ポーラス耐火物30の上面から下ポーラス耐火物31の上面までの第1垂直距離L、下ポーラス耐火物31の上端から下ポーラス耐火物31の下端までの距離L(第2垂直距離)は、式(4)を満たしている。 Distance R 1 from the center of the nozzle to the upper porous refractory 30 (referred to as horizontal distance R 1 ), radial thickness R 2 of the upper porous refractory 30 (referred to as upper thickness R 2 ), upper end inner diameter D 1 of the nozzle, nozzle outer diameter D 2 of the upper porous refractory first vertical distance L 1 from 30 top to the upper surface of the lower porous refractory 31, the distance L 2 from the upper end of the lower porous refractory 31 to the lower end of the lower porous refractory 31 (Second vertical distance) satisfies Expression (4).

(R1+R2/2)/(D1/2)≦4.25(L1+L2/2)/D1+0.2 ・・・(4)
(R1+R2/2)/(D1/2)≧0.26(L1+L2/2)/D1+1 ・・・(5)
図6は、横軸を(L1+L2/2)/D1とし、縦軸を(R1+R2/2)/(D1/2)として、式(4)及び式(5)等の境界線をプロットした図である。式(4)及び式(5)において、水平距離R、上厚みR及びノズルの上端内径Dで示される[(R1+R2/2)/(D1/2)]は、上ポーラス耐火物30の水平方向の位置を示し、第1垂直距離L、第2垂直距離L及び上端内径Dで示される[(L1+L2/2)/D1]は、下ポーラス耐火物31の垂直位置を示している。そのため、[(R1+R2/2)/(D1/2)]が大きくなると、上ポーラス耐火物30がノズルの中心から離れて外側にいくことを示し、[(L1+L2/2)/D1]が大きくなると、下ポーラス耐火物31が上ポーラス耐火物30よりも離れることを示している。
(R 1 + R 2/2 ) / (D 1 /2)≦4.25(L 1 + L 2/2) / D 1 +0.2 ··· (4)
(R 1 + R 2/2 ) / (D 1 /2)≧0.26(L 1 + L 2/2) / D 1 +1 ··· (5)
6, the horizontal axis (L 1 + L 2/2 ) / D 1, the vertical axis (R 1 + R 2/2 ) / (D 1/2), (4) and (5 ) And the like are plotted. In the formula (4) and (5), the horizontal distance R 1, indicated above thickness R 2 and upper inner diameter D 1 of the nozzle [(R 1 + R 2/ 2) / (D 1/2)] is It indicates the horizontal position of the upper porous refractory 30, a first vertical distance L 1, the second indicated by the vertical distance L 2 and the upper end inner diameter D 1 [(L 1 + L 2/2) / D 1] is The vertical position of the lower porous refractory 31 is shown. Therefore, when the [(R 1 + R 2/ 2) / (D 1/2)] is large, showing that the upper porous refractory 30 goes outward away from the center of the nozzle, [(L 1 + L 2 / 2) / D 1 ] indicates that the lower porous refractory 31 is separated from the upper porous refractory 30.

ゆえに、式(4)は、上ポーラス耐火物30の水平位置と下ポーラス耐火物31の垂直位置との関係を示している。この式(4)は、ノズル(上ポーラス耐火物30及び下ポーラス耐火物31)から吹き込んだ不活性ガスがタンディッシュ内でボイリングしてタンディッシュ内に裸湯を発生させないための、上ポーラス耐火物30及び下ポーラス耐火物31の位置の境界条件を定めた式である。図7に示すように、式(4)を満たさない場合、不活性ガスによる気泡がタンディッシュ内に大量に浮上し、タンディッシュ内の湯面にあるスラグが周囲に移動して裸湯が生じ、溶鋼の再酸化が発生する。その結果、鋳片の非金属介在物が増え、鋼片(鋳片)を伸線した場合に、断線することがある。   Therefore, equation (4) shows the relationship between the horizontal position of the upper porous refractory 30 and the vertical position of the lower porous refractory 31. This equation (4) is used to prevent the inert gas blown from the nozzles (the upper porous refractory 30 and the lower porous refractory 31) from boiling in the tundish and not generating bare hot water in the tundish. This is an equation that defines the boundary conditions of the positions of the object 30 and the lower porous refractory 31. As shown in FIG. 7, when the formula (4) is not satisfied, a large amount of air bubbles caused by the inert gas floats in the tundish, and the slag on the hot water surface in the tundish moves to the surroundings to produce naked hot water. Reoxidation of molten steel occurs. As a result, non-metallic inclusions in the slab increase, and the steel slab (slab) may be broken when it is drawn.

式(5)も、上ポーラス耐火物30の水平位置と下ポーラス耐火物31の垂直位置との関係を示しめしている。この式(5)は、ノズルから吹き込んだ不活性ガスが鋳型内でボイリングして湯面変動を大きくさせないための、上ポーラス耐火物30及び下ポーラス耐火物31の位置の境界条件を定めた式である。図8に示すように、式(5)を満たさない場合、不活性ガスの気泡が鋳型内に大量に浮上して湯面変動が大きくなり、鋳造が困難となる。   Equation (5) also shows the relationship between the horizontal position of the upper porous refractory 30 and the vertical position of the lower porous refractory 31. This equation (5) is an equation that defines the boundary conditions of the positions of the upper porous refractory 30 and the lower porous refractory 31 so that the inert gas blown from the nozzle does not cause a fluctuation in the molten metal surface by boiling in the mold. It is. As shown in FIG. 8, when the formula (5) is not satisfied, a large amount of inert gas bubbles rise in the mold, resulting in large fluctuations in the molten metal surface, which makes casting difficult.

また、第1垂直距離L、第2垂直距離Lは、式(6)を満たしている。
0.3≦(L1+L2/2)/D1≦6.3 ・・・(6)
第1垂直距離Lが0.04m未満である場合、下ポーラス耐火物31が上ポーラス耐火物30に近すぎるため、ノズルにおいて、下ポーラス耐火物31から上側の部分が欠損しやすくなる。第2垂直距離Lが0.02m未満である場合、下ポーラス耐火物31の製作が困難となる。従って、L+L2/2の最小値は0.05mであり、ノズルの上端内径Dの最大値が0.15mであることから、(L1+L2/2)/D1の最小値は0.3となる。また、第1垂直距離Lの上限値は0.43m、第2垂直距離Lの下限が0.02mであることから(L+L2/2)の最大値は0.44mである。また、ノズルの上端内径Dの最小値が0.07mであることから、(L1+L2/2)/D1の最大値は6.3となる。
Further, the first vertical distance L 1 and the second vertical distance L 2 satisfy Expression (6).
0.3 ≦ (L 1 + L 2 /2) / D 1 ≦ 6.3 ··· (6)
When the first vertical distance L 1 is less than 0.04 m, because the lower porous refractory 31 is too close to the upper porous refractory 30, in the nozzle, the upper portion from the lower porous refractory 31 is easily deficient. If the second vertical distance L 2 is less than 0.02 m, it is difficult to manufacture the lower porous refractory 31. Therefore, the minimum value of L 1 + L 2/2 is 0.05 m, the maximum value of the upper inner diameter D 1 of the nozzle is 0.15 m, the (L 1 + L 2/2 ) / D 1 The minimum value is 0.3. The upper limit of the first vertical distance L 1 is 0.43 m, the maximum value from the lower limit of the second vertical distance L 2 is 0.02 m (L 1 + L 2/2) is 0.44 m. Further, since the minimum value of the upper inner diameter D 1 of the nozzle is 0.07 m, a (L 1 + L 2/2 ) / D maximum 6.3 1.

1.5≦(R1+R2/2)/(D1/2)≦4.0 ・・・(7)
また、水平距離R、上厚みR、ノズルの上端内径Dは、式(7)を満たしている。
水平距離R−ノズルの上端内径D/2が0.025m未満となると、ノズル(非ポーラス部)の耐火物が欠損しやすくなる。上厚みRが0.02m未満となると、上ポーラス耐火物30の製作が困難となる。従って、ノズルの上端内径Dの最大値が0.15m、上厚みRの最小値が0.02mの場合に、式(7)の(R1+R2/2)/(D1/2)は最小値1.5を示す。また、ノズルの外径Dの最大値が0.3mにおける上厚みRの最小値が0.02mであることから、(R1+R2/2)の最大値は0.14mとなる。ここで、D/2の最小値が0.035mであることから、(R1+R2/2)/(D1/2)の最大値は4.0となる。式(6)及び式(7)のいずれも最大値を満たさない場合は、ポーラス耐火物を製作することは困難である。
1.5 ≦ (R 1 + R 2 /2) / (D 1 /2)≦4.0 ··· (7)
Further, the horizontal distance R 1 , the upper thickness R 2 , and the upper end inner diameter D 1 of the nozzle satisfy Expression (7).
When the horizontal distance R 1 −the upper end inner diameter D 1/2 of the nozzle is less than 0.025 m, the refractory of the nozzle (non-porous portion) is likely to be lost. When the upper thickness R 2 is less than 0.02 m, the fabrication of the upper porous refractory 30 becomes difficult. Therefore, the maximum value of the upper inner diameter D 1 of the nozzle 0.15 m, if the minimum value of the above thickness R 2 is 0.02 m, the formula (7) (R 1 + R 2/2) / (D 1 / 2) indicates a minimum value of 1.5. The maximum value from that the minimum value of the upper thickness R 2 is 0.02m maximum outer diameter D 2 of the nozzle is in 0.3m, (R 1 + R 2 /2) becomes 0.14m . Here, since the minimum value of D 1/2 is 0.035 m, the maximum value is 4.0 (R 1 + R 2/2 ) / (D 1/2). When neither of formula (6) nor formula (7) satisfies the maximum value, it is difficult to manufacture a porous refractory.

以上、ノズル、上ポーラス耐火物30及び下ポーラス耐火物31によれば、式(1)〜式(7)を満たすことによって、タンディッシュや鋳型に向けて適正な不活性ガスを吹き込むことができ、これにより、鋳片に捕捉される介在物を減少することができる。
0.07m≦D1≦0.15m ・・・(1)
0.16m≦D2≦0.3m ・・・(2)
0.2m≦L≦0.45m ・・・(3)
(R1+R2/2)/(D1/2)≦4.25(L1+L2/2)/D1+0.2 ・・・(4)
(R1+R2/2)/(D1/2)≧0.26(L1+L2/2)/D1+1 ・・・(5)
0.3≦(L1+L2)/D1≦6.3 ・・・(6)
1.5≦(R1+R2/2)/(D1/2)≦4.0 ・・・(7)
さて、発明者は、鋳片に捕捉される介在物をより少なくするため、連続鋳造方法についても検証を行った。その結果、1ストランド当たりの溶鋼スループットQ(溶鋼スループットQ)、上ポーラス耐火物30から吹き込む不活性ガス流量Qg2(上ガス流量Qg2)、下ポーラス耐火物31から吹き込む不活性ガス流量Qg1(下ガス流量Qg1)は、式(8)〜式(11)を満たすことが望ましい。
As described above, according to the nozzle, the upper porous refractory 30 and the lower porous refractory 31, it is possible to blow an appropriate inert gas toward the tundish or the mold by satisfying the formulas (1) to (7). Thereby, inclusions captured by the slab can be reduced.
0.07m ≦ D 1 ≦ 0.15m (1)
0.16m ≦ D 2 ≦ 0.3m (2)
0.2m ≦ L ≦ 0.45m (3)
(R 1 + R 2/2 ) / (D 1 /2)≦4.25(L 1 + L 2/2) / D 1 +0.2 ··· (4)
(R 1 + R 2/2 ) / (D 1 /2)≧0.26(L 1 + L 2/2) / D 1 +1 ··· (5)
0.3 ≦ (L 1 + L 2 ) / D 1 ≦ 6.3 (6)
1.5 ≦ (R 1 + R 2 /2) / (D 1 /2)≦4.0 ··· (7)
Now, the inventor has also verified the continuous casting method in order to reduce inclusions captured by the slab. As a result, molten steel throughput Q s per strand (molten steel throughput Q s ), inert gas flow rate Q g2 (upper gas flow rate Q g2 ) blown from the upper porous refractory 30, and inert gas flow rate blown from the lower porous refractory 31 Q g1 (lower gas flow rate Q g1 ) desirably satisfies the expressions (8) to (11).

図9は、式(8)〜式(11)に示した溶鋼スループットQと、不活性ガス流量(上ガス流量Qg2、下ガス流量Qg1)をグラフで示したものである。なお、Qguは、不活性ガスの浮上流量である。、Ug1は下ガス平均速度、Ug2は上ガス平均速度、Uは上ノズルを通過する溶鋼の平均速度である。また、不活性ガスは、Arガス以外のものでもよいが、以降、説明の便宜上、不活性ガスはArガスであるとして説明を続ける。 FIG. 9 is a graph showing the molten steel throughput Q s and the inert gas flow rate (upper gas flow rate Q g2 , lower gas flow rate Q g1 ) shown in equations (8) to (11). Q gu is the rising flow rate of the inert gas. , U g1 is the lower gas average speed, U g2 is the upper gas average speed, and U s is the average speed of the molten steel passing through the upper nozzle. Further, the inert gas may be other than Ar gas, but for the convenience of explanation, the explanation will be continued assuming that the inert gas is Ar gas.

0.78≦Qs[ton/min/str]≦1.02 ・・・(8)
Qg1+Qg2≧1500{tan(Qs-0.91)}3+4.2 ・・・(9)
Qgu=(Qg1+Qg2)tanh[870Re-1.45{70(4Ug2/Us)0.5((R1+R2/2)/(D1/2))5+370(4Ug1/Us)-0.3((L1+L2/2)/D1)-0.7}]≦4 ・・・(10)
Qg1+Qg2-Qgu≦2 ・・・(11)
1ストランド当たりの溶鋼スループットQの下限値(最小値)は、式(8)に示すように0.7[ton/min/str]以上にし、1ストランド当たりの溶鋼スループットQの上限値(最大値)は、式(8)に示すように1.02[ton/min/str]以下にするのが望ましい。ただし、式(9)は、Q<0.77[ton/min/str]の際には適用範囲外となる。溶鋼スループットQを式(8)に示した範囲にすることによって、ノズルから吹き込んだ不活性ガスによってタンディッシュの湯面で裸湯ができることと鋳型内の大きな湯面変動を抑制することができる。
0.78 ≦ Q s [ton / min / str] ≦ 1.02 (8)
Q g1 + Q g2 ≧ 1500 {tan (Q s -0.91)} 3 + 4.2 ・ ・ ・ (9)
Q gu = (Q g1 + Q g2) tanh [870Re -1.45 {70 (4U g2 / U s) 0.5 ((R 1 + R 2/2) / (D 1/2)) 5 +370 (4U g1 / U s) -0.3 ((L 1 + L 2/2) / D 1) -0.7}] ≦ 4 ··· (10)
Q g1 + Q g2 -Q gu ≦ 2 (11)
The lower limit (minimum value) of the molten steel throughput Q s per strand is set to 0.7 [ton / min / str] or more as shown in the equation (8), and the upper limit value of the molten steel throughput Q s per strand ( The maximum value is preferably 1.02 [ton / min / str] or less as shown in the equation (8). However, equation (9) is outside the applicable range when Q s <0.77 [ton / min / str]. By setting the molten steel throughput Q s to the range shown in the equation (8), it is possible to form bare hot water on the surface of the tundish by the inert gas blown from the nozzle and to suppress large fluctuations in the hot water level in the mold. .

上ガス流量Qg2及び下ガス流量Qg1の合計値(Qg1+Qg2)の下限値を、式(9)を満たすように設定することによって、介在物の分離を促進することができる。また、式(9)に加えて、上ガス流量Qg2及び下ガス流量Qg1等が式(10)を満たすことによって、タンディッシュ湯面の裸湯抑制が可能となる。さらに、上ガス流量Qg2及び下ガス流量Qg1が式(11)を満たすことによって、鋳型内の大きな湯面変動の抑制が可能となる。 Separation of inclusions can be promoted by setting the lower limit value of the total value (Q g1 + Q g2 ) of the upper gas flow rate Q g2 and the lower gas flow rate Q g1 to satisfy the equation (9). In addition to equation (9), by satisfying the above gas flow rate Q g2 and lower gas flow rate Q g1 Hitoshigashiki (10), it is possible to bare hot water suppression tundish molten metal surface. Furthermore, when the upper gas flow rate Qg2 and the lower gas flow rate Qg1 satisfy the equation (11), it is possible to suppress large fluctuations in the molten metal surface in the mold.

式(8)〜式(11)は、水モデル等の実験によって求めた値である。
次に、水モデルの実験と式(8)〜式(11)の導出について、詳しく説明する。
発明者は、実機と同じ大きさのノズルを製作して、1/1の水モデル実験を行った。この水モデル実験は、水モデルによってガスを吹き込んだ場合のガスの浮上率(Qgu/(Qg1+Qg2)について検証を行った。表1は、水モデル実験での各パラメータをまとめたものである。なお、説明の便宜上、水モデル実験によるガスの浮上率のことを、空気浮上率という。
Expressions (8) to (11) are values obtained by experiments such as a water model.
Next, the experiment of the water model and the derivation of the equations (8) to (11) will be described in detail.
The inventor made a nozzle of the same size as the actual machine and conducted a 1/1 water model experiment. In this water model experiment, the gas levitation rate (Q gu / (Q g1 + Q g2 ) when gas was blown by the water model was verified.Table 1 summarizes each parameter in the water model experiment. For convenience of explanation, the gas levitation rate in the water model experiment is called the air levitation rate.

水モデル実験では、上ポーラス耐火物30から吹き込んだ空気流量(上ガス流量Qg2)、下ポーラス耐火物31から吹き込んだ空気流量(下ガス流量Qg1)、浮上した空気流量(浮上流量Qgu)を実際に測定し、これらを用いて、タンディッシュ内の空気浮上率(Qgu/(Qg1+Qg2))の実測値を求めた。
また、水モデル実験では、上ガス流量Qg2、水平距離R、上厚みRによって上ガス平均速度Ug2を求めると共に、下ガス流量Qg1、ノズルの下端内径D、第2垂直距離Lによって下ガス平均速度Ug1を求めた。また、溶鋼スループットQ、ノズルの上端内径Dから上ノズルを通過する溶鋼の平均速度Uを求めた。そして、上ガス平均速度Ug2、下ガス平均速度Ug1、レイノズル数、第1垂直距離L、第2垂直距離L、水平距離R、上厚みR、ノズルの上端内径Dを用いて、タンディッシュ内の空気浮上率(Qgu/(Qg1+Qg2))の計算値を求めた。図10は、タンディッシュ内の空気浮上率の実測値と、計算値とを示している。図10に示すように、実測値と計算値とは略一致しているため、水モデル実験の実測値に基づいて空気浮上率について整理した。空気浮上率は、式(a)で表すことができる。ただし、Re=UsD1である。
In the water model experiment, the flow rate of air blown from the upper porous refractory 30 (upper gas flow rate Q g2 ), the flow rate of air blown from the lower porous refractory 31 (lower gas flow rate Q g1 ), and the flow rate of floating air (floating flow rate Q gu). ) Was actually measured, and using these, the actual measured value of the air floating rate (Q gu / (Q g1 + Q g2 )) in the tundish was obtained.
In the water model experiment, the upper gas average velocity U g2 is obtained from the upper gas flow rate Q g2 , the horizontal distance R 1 , and the upper thickness R 2 , and the lower gas flow rate Q g1 , the lower end inner diameter D 3 of the nozzle, and the second vertical distance. It was determined under gas average velocity U g1 by L 2. Further, the molten steel throughput Q s and the average speed U s of the molten steel passing through the upper nozzle were determined from the upper end inner diameter D 1 of the nozzle. Then, the upper gas average speed U g2 , the lower gas average speed U g1 , the number of lay nozzles, the first vertical distance L 1 , the second vertical distance L 2 , the horizontal distance R 1 , the upper thickness R 2 , and the upper end inner diameter D 1 of the nozzle Using this, the calculated value of the air floating rate (Q gu / (Q g1 + Q g2 )) in the tundish was obtained. FIG. 10 shows measured values and calculated values of the air levitation rate in the tundish. As shown in FIG. 10, since the actually measured value and the calculated value are substantially the same, the air levitation rate was organized based on the actually measured value of the water model experiment. The air floating rate can be expressed by the formula (a). However, Re = U s D 1 / ν L.

Qgu/(Qg1+Qg2)=tanh[870Re-1.45{70(Ug2/Us)0.5((R1+R2/2)/(D1/2))5+370(Ug1/Us)-0.3((L1+L2/2)/D1)-0.7}] ・・・(a)
次に、水モデルから実機への換算について説明する。
水モデルから実機への換算では、水モデルでの空気流量を修正Fr数で近似して、Ar流量に換算し、ボイルシャルルの法則で温度膨張と液体静圧による圧縮についても考慮した。修正Fr数(Fr)は、式bで表すことができる。
Q gu / (Q g1 + Q g2) = tanh [870Re -1.45 {70 (U g2 / U s) 0.5 ((R 1 + R 2/2) / (D 1/2)) 5 +370 (U g1 / U s) -0.3 ((L 1 + L 2/2) / D 1) -0.7}] ··· (a)
Next, conversion from a water model to an actual machine will be described.
In the conversion from the water model to the actual machine, the air flow rate in the water model is approximated by the corrected Fr number and converted to the Ar flow rate, and the expansion due to the temperature expansion and the liquid static pressure is also taken into account according to Boyle's law. The corrected Fr number (Fr m ) can be expressed by equation b.

FrmgQg 2/(ρLgX5) ・・・(b)
ただし、ρ:ガス密度[kg/m]、Q:ガス流量[L/min]、ρ:液体密度[kg/m]、g:重力加速度[m/s]、X:代表長さ[m]である。式(b)は、例えば、「M.Iguchi and H.Tokunaga: Met.Mat.Trans. 33B(2002)pp.695-702」に示されている式である。
Fr m = ρ g Q g 2 / (ρ L gX 5 ) (b)
Where ρ g : gas density [kg / m 3 ], Q g : gas flow rate [L / min], ρ L : liquid density [kg / m 3 ], g: gravitational acceleration [m / s 2 ], X: The representative length [m]. The formula (b) is a formula shown in, for example, “M. Iguchi and H. Tokunaga: Met. Mat. Trans. 33B (2002) pp. 695-702”.

ここで、実機を下付jで表し、水モデルを下付kとして表して、修正Fr数が等しとすると、式(c)になる。
Qgj=Qgk{(ρLjρgkL5)/(ρLkρgjL5)}0.5 ・・・(c)
ただし、ρLj(溶鋼)=7000[kg/m]、ρLk(水) =1000[kg/m]、ρgj(Ar)=0.48[kg/m]、ρgk(空気)=1.16[kg/m]である。ρLk、ρgj、ρgkは「液体の熱物性値集:日本機械学会(1991)丸善」、ρLjは「吉田ら:鉄と鋼、Vol.87(2001)pp.529-535」に示されている。そこでこれらの値を代入すると、Qgj=17Qgkとなる。
Here, when the actual machine is represented by subscript j, the water model is represented by subscript k, and the number of corrected Fr is equal, equation (c) is obtained.
Q gj = Q gk {(ρ Lj ρ gk L 5 ) / (ρ Lk ρ gj L 5 )} 0.5 (c)
However, ρ Lj (molten steel) = 7000 [kg / m 3 ], ρ Lk (water) = 1000 [kg / m 3 ], ρ gj (Ar) = 0.48 [kg / m 3 ], ρ gk (air ) = 1.16 [kg / m 3 ]. ρ Lk , ρ gj , ρ gk are `` Liquid Thermophysical Properties Collection: The Japan Society of Mechanical Engineers (1991) Maruzen '', ρ Lj is `` Yoshida et al .: Iron and Steel, Vol. 87 (2001) pp. 529-535 '' It is shown. Therefore, when these values are substituted, Q gj = 17Q gk .

また、Arガス流量Qgjをボイルシャルルの法則で補正を行う。ノズルの上端に位置する実機の溶鋼深さ0.8[m]での静圧は0.16[MPa]、水モデルの水深0.8mの静圧は0.11[MPa]である。気体の体積をV[m]、圧力をP[Pa]、温度をT[K]とすると、ボイルシャルルの法則より、V/V=(PT)/( PT)になる。なお、前述した式の下付jは実機、下付kは水モデルである。V=4.3 Vであるため、実機のガス流量Qgjは、式(d)になる。 Further, the Ar gas flow rate Q gj is corrected according to Boyle's law. The static pressure at a molten steel depth of 0.8 [m] of the actual machine located at the upper end of the nozzle is 0.16 [MPa], and the static pressure at a water depth of 0.8 m in the water model is 0.11 [MPa]. Assuming that the gas volume is V [m 3 ], the pressure is P [Pa], and the temperature is T [K], V j / V k = (P k T j ) / (P j T k )become. The subscript j in the above formula is an actual machine, and the subscript k is a water model. Since V j = 4.3 V k , the actual gas flow rate Q gj is given by equation (d).

gj=4Qgk ・・・(d)
そして、式(a)を式(d)で実機換算し、タンディッシュに浮上するArガスのガス流量(Qgj=Qgu)を表すと、式(e)となる。
Qgu=(Qg1+Qg2)tanh[870Re-1.45{70(4Ug2/Us)0.5((R1+R2/2)/(D1/2))5+370(4Ug1/Us)-0.3((L1+L2/2)/D1)-0.7} ・・・(e)
式(e)は、式(10)に示したガス流量の条件(上限値及び上限値を示す符号)を除けば、同じ式である。このように、水モデルを実機に換算することによって、実機においてタンディッシュに向けて浮上するArガスの流量Qguを求めることができる。
Q gj = 4Q gk (d)
Then, when the formula (a) is converted into an actual machine by the formula (d) and the gas flow rate (Q gj = Q gu ) of Ar gas floating on the tundish is expressed, the formula (e) is obtained.
Q gu = (Q g1 + Q g2) tanh [870Re - 1.45 {70 (4U g2 / U s) 0.5 ((R 1 + R 2/2) / (D 1/2)) 5 +370 (4U g1 / U s) -0.3 ((L 1 + L 2/2) / D 1) -0.7} ··· (e)
Expression (e) is the same expression except for the gas flow rate condition (signs indicating the upper limit value and the upper limit value) shown in Expression (10). Thus, by converting the water model into the actual machine, the flow rate Q gu of Ar gas that rises toward the tundish in the actual machine can be obtained.

ここで、タンディッシュに浮上するArガスのガス流量Qgu(Arガス流量Qgu)の上限値について検証を行う。実機による実操業ではタンディッシュの湯面にフラックスと保温材を投入する。上述したように、Arガスを吹き込んだ場合に裸湯(溶鋼表面)が露出続ける状態になると溶鋼表面が酸化されたり、フラックスが溶鋼中に巻き込まれ易くなる。実機を用いて実験を行い、裸湯が露出続ける(見え続ける)状態と、Arガスの上限値との関係について求める実験を行った。表2は、実機での実機条件をまとめたものである。表3は、裸湯が見え続けたか否かとArガス流量Qguとの関係をまとめたものである。 Here, the upper limit value of the gas flow rate Q gu (Ar gas flow rate Q gu ) of Ar gas floating on the tundish is verified. In actual operation with the actual machine, flux and heat insulating material are added to the surface of the tundish. As described above, when Ar gas is blown, when the bare metal (molten steel surface) continues to be exposed, the molten steel surface is oxidized or flux is easily caught in the molten steel. An experiment was performed using an actual machine, and an experiment was performed to determine the relationship between the state in which naked hot water continues to be exposed (continuously visible) and the upper limit value of Ar gas. Table 2 summarizes the actual machine conditions in the actual machine. Table 3 summarizes the relationship between whether or not naked hot water continued to be seen and the Ar gas flow rate Q gu .

表3に示すように、Arガス流量Qguを4NL/min以下にすれば、タンディッシュにおいて裸湯が見え続けなくなる。即ち、上述した式(10)を満たすことによって裸湯が露出することを抑制することができる。
次に、鋳型の溶鋼に向かうArガスのガス流量Qについて検証する。 実機では、鋳型内で浮上するArガスが多くなると、湯面の変動が大きくなり湯面レベルセンサー等の制御が不能となって鋳造が困難となる。実機において、鋳型へ流れるArガスと湯面レベルセンサーの異常との関係を調査して、鋳型内に導入されるAr流量の上限閾値について検証を行った。なお、鋳型へ向かうArガス流量Qは、Q=Qg1+Qg2−Qguで求めることができる。表4は、実機の実機条件をまとめたものである。表5は、湯面変動によって湯面レベルセンサーが異常を検出したか否かと、鋳型へ向かうArガス流量Qとの関係をまとめたものである。
As shown in Table 3, when the Ar gas flow rate Q gu is set to 4 NL / min or less, naked hot water cannot be seen in the tundish. That is, exposure of naked hot water can be suppressed by satisfying the above-described formula (10).
Next, to verify the gas flow rate Q g of Ar gas toward the molten steel of the mold. In an actual machine, when the amount of Ar gas that floats in the mold increases, the fluctuation of the molten metal level becomes large, and the control of the molten metal surface level sensor becomes impossible and casting becomes difficult. In the actual machine, the relationship between the Ar gas flowing into the mold and the abnormality of the molten metal level sensor was investigated, and the upper limit threshold of the Ar flow rate introduced into the mold was verified. Incidentally, Ar gas flow rate Q g towards the mold can be determined by Q g = Q g1 + Q g2 -Q gu. Table 4 summarizes the actual machine conditions of the actual machine. Table 5 summarizes the whether it has detected the melt surface level sensor abnormality by water level changes, the relationship between the Ar gas flow rate Q g towards the mold.

表5に示すように、Arガス流量Qを2NL/min以下にすれば、鋳型内における湯面変動の異常を防止することができる。即ち、上述した式(11)を満たすことによって、鋳型内における湯面変動を抑制することができる。
次に、タンディッシュへ向かうArガスのArガス流量Qguと、鋳型へ向かうArガスのArガス流量Qとの分配が介在物分離に及ぼす影響を検証する水モデル実験を行った。タンディッシュへのガス流量Qgu及び鋳型へのガス流量Qとの分配の影響を検討する前に、本発明で規定するノズルによる介在物流出率の違いについて水モデル実験を行った。
As shown in Table 5, when the Ar gas flow rate Q g below 2 NL / min, it is possible to prevent abnormal hot water plane variation in the mold. That is, by satisfying the above-described formula (11), the molten metal surface fluctuation in the mold can be suppressed.
Next, a water model experiment was performed to verify the influence of the distribution of the Ar gas flow rate Q gu of Ar gas toward the tundish and the Ar gas flow rate Q g of Ar gas toward the mold on the inclusion separation. Before examining the influence of the distribution of the gas flow rate Q gu to the tundish and the gas flow rate Q g to the mold, a water model experiment was conducted on the difference in the outflow rate of inclusions by the nozzles defined in the present invention.

水モデル実験では、実機を相似的に1/3にした1/3モデルで実験を行った。水モデルのタンディッシュは、図11に示すT型タンディッシュとした。ストランド数は4ストランド、水の深さは0.27mにした。図11に示すように、実機のT型タンディッシュ4は、取鍋2内の溶鋼3を注入する注入室16と、溶鋼3を各鋳型5に分配する分配室17と、注入室16と分配室17とを仕切る仕切壁18とを備えている。仕切壁18には、溶鋼3が流れる湯道(図示省略)が複数形成されており、注入室16に入った溶鋼3は湯道を通過して分配室17に流れる。   In the water model experiment, the experiment was conducted with a 1/3 model in which the actual machine was similarly reduced to 1/3. The water model tundish was a T-type tundish shown in FIG. The number of strands was 4 strands, and the water depth was 0.27 m. As shown in FIG. 11, the T-type tundish 4 of the actual machine includes an injection chamber 16 for injecting the molten steel 3 in the ladle 2, a distribution chamber 17 for distributing the molten steel 3 to each mold 5, and an injection chamber 16 and distribution. A partition wall 18 that partitions the chamber 17 is provided. A plurality of runners (not shown) through which the molten steel 3 flows are formed in the partition wall 18, and the molten steel 3 that has entered the injection chamber 16 passes through the runner and flows into the distribution chamber 17.

水モデルでは、図12に示すように、注入室に平均粒径が173μmのフロービーズを介在物として100g供給した。フロービーズの粒径の範囲は100〜220μmであって、当該フロービーズは実機で粒径が68〜78μmのアルミナ系介在物と終末速度が同等となる粒子である。なお、アルミナ系介在物の比重は、3.8g/cmである。水モデルでは、タンディッシュから鋳型にフロービーズを含む水を流すことにより鋳造を行うものとした。鋳造開始から30分間で鋳型下方に流出したフロービーズの粒子流出率(粒子流出率=流出したフロービーズの重量[g]/100[g])を求めた。 In the water model, as shown in FIG. 12, 100 g of flow beads having an average particle diameter of 173 μm were supplied as inclusions to the injection chamber. The range of the particle size of the flow beads is 100 to 220 μm, and the flow beads are particles having the same terminal velocity as the alumina inclusions having a particle size of 68 to 78 μm in an actual machine. The specific gravity of the alumina inclusions is 3.8 g / cm 3 . In the water model, casting was performed by flowing water containing flow beads from the tundish into the mold. The particle outflow rate of the flow beads that flowed out below the mold in 30 minutes from the start of casting (particle outflow rate = flowed weight of flow beads [g] / 100 [g]) was determined.

表6は、上述した水モデル実験(1/3モデル)において、ノズルの形状(ノズル1、ノズル2)についてまとめたものである。また、表7は、ノズル1及びノズル2を用いた場合のフロービーズの粒子流出率(介在物流出率)についてまとめたものである。   Table 6 summarizes the nozzle shapes (nozzle 1 and nozzle 2) in the water model experiment (1/3 model) described above. Table 7 summarizes the particle outflow rate (inclusion outflow rate) of the flow beads when the nozzle 1 and the nozzle 2 are used.

表7に示すように、ノズル1及びノズル2において互いに粒子流出率は一定であって、タンディッシュ内の空気浮上率(Qgu/(Qg1+Qg2))に対する粒子流出率(介在物流出率)の影響は殆どないことが分かった。そこで、次に、水モデルで使用するノズルを「ノズル1」に固定して、水流量、上ガス流量Qg2、下ガス流量Qg1を変化させながら粒子流出率についての実験を行った。表8は、実験結果をまとめたものである。図14は、実験結果において水流量と粒子流出率についてグラフ化したものである。 As shown in Table 7, the particle outflow rate in nozzle 1 and nozzle 2 is constant, and the particle outflow rate (inclusion outflow) relative to the air floating rate in the tundish (Q gu / (Q g1 + Q g2 )) It was found that there was almost no influence of the rate). Then, the nozzle used in the water model was fixed to “Nozzle 1”, and an experiment was conducted on the particle outflow rate while changing the water flow rate, the upper gas flow rate Q g2 , and the lower gas flow rate Q g1 . Table 8 summarizes the experimental results. FIG. 14 is a graph of the water flow rate and the particle outflow rate in the experimental results.

図14に示すように、水流量が増加するにしたがって、粒子流出率が増加する。ここで、水モデルにおける水流量と、水流量に相当する流量で実際に操業した場合における鋼材の伸線時の断線率について調査を行った。具体的には、従来のタンディッシュにおいて鋳造速度を変化させて鋳造し、鋳造後の鋳片から構成された鋼材(C=0.72〜0.83質量%)を伸線して外径が0.12mmの線材を製造した際の断線率を調べた。表9は、水モデルでの粒子流出率と鋼材の伸線時の断線率とをまとめたものである。   As shown in FIG. 14, the particle outflow rate increases as the water flow rate increases. Here, the water flow rate in the water model and the disconnection rate at the time of wire drawing of the steel material when the operation was actually performed at a flow rate corresponding to the water flow rate were investigated. Specifically, in a conventional tundish, the casting speed is changed and cast, and a steel material (C = 0.72 to 0.83% by mass) formed from a cast slab after being cast is drawn to have an outer diameter. The disconnection rate when a 0.12 mm wire was manufactured was examined. Table 9 summarizes the particle outflow rate in the water model and the disconnection rate at the time of steel wire drawing.

表9に示すように、水モデルでの粒子流出率が6%より大きくなると、断線率が急激に高くなる。なお、鋼種は、上記鋼種に限定されない。即ち、欠陥の原因となる介在物を低減することができるため、他の鋼種や他の製品(線材、薄板)にも適用できる。
そこで、上述した水モデルにおける粒子流出率の上限値(閾値)を6%とし、図14に示す曲線から粒子流出率が6%になるときの水流量、空気流量(Qg1+Qg2)を求めた。そのうえで、水流量を実機のスループットに換算すると共に、空気流量を実機のArガス流量に換算した。表10は、粒子流出率が6%である場合の水流量、空気流量(Qg1+Qg2)、溶鋼スループット、Arガス流量についてまとめたものである。
As shown in Table 9, when the particle outflow rate in the water model is larger than 6%, the disconnection rate is rapidly increased. In addition, a steel type is not limited to the said steel type. That is, since inclusions that cause defects can be reduced, the present invention can be applied to other steel types and other products (wires, thin plates).
Therefore, the upper limit value (threshold value) of the particle outflow rate in the water model described above is 6%, and the water flow rate and air flow rate (Q g1 + Q g2 ) when the particle outflow rate is 6% are obtained from the curve shown in FIG. It was. In addition, the water flow rate was converted to the actual machine throughput, and the air flow rate was converted to the actual Ar gas flow rate. Table 10 summarizes the water flow rate, air flow rate (Q g1 + Q g2 ), molten steel throughput, and Ar gas flow rate when the particle outflow rate is 6%.

表10に示した粒子流出率が6%である場合の溶鋼スループット、Arガス流量について整理した。その結果、粒子流出率が6%である場合の溶鋼スループット及びArガス流量の関係は、式(f)となる。
Qg1+Qg2=1500{tan(Qs-0.91)}3+4.2 ・・・(f)
式(f)は、式(9)に示した不等号(粒子流出率が6%以下を示す不等号)を除けば、同じ式である。したがって、溶鋼スループット、Arガス流量を式(9)に満たすようにすることによって、介在物を低減することができる。
The molten steel throughput and Ar gas flow rate when the particle outflow rate shown in Table 10 was 6% were arranged. As a result, the relationship between the molten steel throughput and the Ar gas flow rate when the particle outflow rate is 6% is expressed by equation (f).
Q g1 + Q g2 = 1500 {tan (Q s -0.91)} 3 +4.2 ・ ・ ・ (f)
Formula (f) is the same formula except for the inequality sign shown in Formula (9) (the inequality sign indicating a particle outflow rate of 6% or less). Therefore, inclusions can be reduced by satisfying the molten steel throughput and the Ar gas flow rate in the formula (9).

なお、溶鋼スループットへの水流量の換算は、フルード数近似で行った。溶鋼スループットへの水流量について説明する。
フルード数Frは、式(g)で表すことができる。
Fr=(UL 2/Xg)0.5 ・・・(g)
ただし、UL:水のタンディッシュ内の平均速度[m/s]、X:代表長さ[m]、g:重力加速度[m/s2]である。
In addition, conversion of the water flow rate to molten steel throughput was performed by the fluid number approximation. The water flow rate to the molten steel throughput will be described.
The Froude number Fr can be expressed by the formula (g).
Fr = (U L 2 / Xg) 0.5 ... (g)
However, UL : Average velocity in water tundish [m / s], X: Representative length [m], g: Gravitational acceleration [m / s 2 ].

流量QL[m3/s]は、QL=UX2で表されるため、式(g)を整理すると、式(h)となる。
Fr=QL/(X5g)0.5 ・・・(h)
実機スケールと同じ場合の水モデルの水流量をQLk[L/min]、1/3スケールの水モデル流量をQLn[L/min]及び代表長さをX/3とし、式(h)により実機と水モデルとでFr数が等しくなるとすると、水モデルの水流量は、式(i)となる。
Since the flow rate Q L [m 3 / s] is expressed by Q L = UX 2 , formula (h) is obtained by rearranging formula (g).
Fr = Q L / (X 5 g) 0.5・ ・ ・ (h)
When the water flow rate of the water model is the same as the actual scale, Q Lk [L / min], the water model flow rate of 1/3 scale is Q Ln [L / min], and the representative length is X / 3. Assuming that the Fr number is equal between the actual machine and the water model, the water flow rate of the water model is expressed by equation (i).

QLn=0.0642QLk ・・・(i)
ここで、実機での溶鋼スループットQ(t/min)とし、溶鋼の比重を7とすると、溶鋼スループットQ=7QLK/1000であるため、溶鋼スループットQは、式(j)となる。
Qs=7QLn/64.2 ・・・(j)
なお、空気流量のArガス流量への換算は、上述した水モデルでの換算と同様である。ただし、実験では、タンディッシュ内と溶鋼内に入る気泡挙動を実機換算するため、実機のタンディッシュ内の溶鋼の深さの半分、或は、鋳型内のガス潜り込み深さの半分に相当する0.4mで換算した。この場合、実機の静圧は、0.13MPa、1/3の水モデルの水深さの半分である0.14mの静圧は0.1MPaである。ボイルシャルルの法則により、V=5.0 Vとなり、実機のガス流量Qgjは、式(k)になる。
Q Ln = 0.0642Q Lk・ ・ ・ (i)
Here, assuming that the molten steel throughput Q s (t / min) in the actual machine is 7 and the specific gravity of the molten steel is 7, the molten steel throughput Q s = 7Q LK / 1000, so the molten steel throughput Q s is expressed by the equation (j). .
Q s = 7Q Ln /64.2 (j)
The conversion of the air flow rate to the Ar gas flow rate is the same as the conversion in the water model described above. However, in the experiment, since the behavior of bubbles entering the tundish and the molten steel is converted into the actual machine, it corresponds to half of the depth of the molten steel in the tundish of the actual machine or half of the gas penetration depth in the mold. Converted to .4m. In this case, the static pressure of the actual machine is 0.13 MPa, and the static pressure of 0.14 m, which is half the water depth of the 1/3 water model, is 0.1 MPa. According to Boyle-Charles' law, V j = 5.0 V k and the actual gas flow rate Q gj is given by equation (k).

gj=12.8Qgk ・・・(k)
以上、溶鋼スループットQ及び不活性ガス流量(上ガス流量Qg2、下ガス流量Qg1)が式(8)〜式(11)を満たせば、鋳片に補足される介在物を少なくすることができる。
表11、12は、本発明の連続鋳造方法で鋳造を行った実施例と、本発明とは異なる方法で連続鋳造を行った比較例とを示している。なお、実施例及び比較例は、水モデルによる結果である。この水モデルでは、実機と同じスケール(1/1)で行ったり、実機に対して1/3のスケールで行った。また、実施例及び比較例での実施条件は上述した水モデルと同様である。
Q gj = 12.8Q gk (k)
As described above, if the molten steel throughput Q s and the inert gas flow rate (upper gas flow rate Q g2 , lower gas flow rate Q g1 ) satisfy Expressions (8) to (11), inclusions supplemented by the slab are reduced. Can do.
Tables 11 and 12 show examples in which casting was performed by the continuous casting method of the present invention and comparative examples in which continuous casting was performed by a method different from the present invention. In addition, an Example and a comparative example are the results by a water model. In this water model, it was performed on the same scale (1/1) as the actual machine, or on the 1/3 scale with respect to the actual machine. Moreover, the implementation conditions in the examples and comparative examples are the same as in the water model described above.

実施例及び比較例では、溶鋼再酸化、湯面レベル異常、ノズル詰まり、製作性、施工性の5項目について評価を行った。表には、各項目における良好「○」、不良「×」を示している。全ての項目について良好である場合は、総合評価の欄に良好を示す「○」を示した。
溶鋼再酸化での不良とは、例えば、タンディッシュ内に裸湯が連続して現れている状態を示し、裸湯によって溶鋼が再酸化してしまっている虞がある。湯面レベル異常での不良とは、鋳型内の溶鋼の湯面が多量のArガスの気泡によって不安定になり、操業が困難であることを示している。ノズル詰まりの不良とは、例えば、ノズル内への非金属介在物の付着による詰まりや溶鋼(鋼)の凝固により詰まりが発生したことを示している。製作性の不良とは、例えば、耐火物の耐久性の問題や寸法上の関係が成り立たなくなり、製作が困難であることを示している。施工性の不良とは、例えば、ノズル等の設置が不安定で施工が困難であることを示している。各項目における良好「○」とは、不良が発生しないことを示している。
In Examples and Comparative Examples, evaluation was performed on five items of molten steel reoxidation, molten metal level abnormality, nozzle clogging, manufacturability, and workability. The table shows good “◯” and bad “×” in each item. When all items were satisfactory, “◯” indicating good was indicated in the column for comprehensive evaluation.
The defect in molten steel reoxidation indicates, for example, a state in which naked hot water is continuously appearing in the tundish, and there is a possibility that the molten steel is reoxidized by the naked hot water. A defect due to an abnormal molten metal level indicates that the molten metal surface of the molten steel in the mold becomes unstable due to a large amount of Ar gas bubbles, making operation difficult. Nozzle clogging indicates that clogging has occurred due to clogging due to adhesion of non-metallic inclusions in the nozzle or solidification of molten steel (steel), for example. The defect in manufacturability indicates, for example, that the problem of durability of the refractory and the dimensional relationship do not hold, and the manufacturability is difficult. The poor workability indicates that, for example, installation of a nozzle or the like is unstable and construction is difficult. Good “◯” in each item indicates that no defect occurs.

実施例では、式(1)〜式(11)の全てを満たしているため、粒子流出率を6.0%以下にすることができると共に、上述した全ての項目が良好であった。一方、比較例1及び2では、溶鋼スループット(実機換算)が0.78[ton/min/str]未満であったり、01.02[ton/min/str]を超えて式(8)を満たしていないため、粒子流出率が6%を超えた。比較例12及び13では、ノズルの上端内径Dが0.15mを超えたり、0.07m未満であって式(1)を満たしていないため、湯面レベル異常、施工性、ノズル詰まりの項目が不良となった。 In the examples, since all of the formulas (1) to (11) are satisfied, the particle outflow rate can be reduced to 6.0% or less, and all the items described above are good. On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, the molten steel throughput (converted to the actual machine) is less than 0.78 [ton / min / str] or exceeds 01.02 [ton / min / str] and satisfies the formula (8). As a result, the particle flow rate exceeded 6%. In Comparative Examples 12 and 13, since the upper inner diameter D 1 of the nozzle or exceed 0.15 m, and less than 0.07m does not satisfy the equation (1), molten metal surface level error, workability, items of nozzle clogging Became defective.

比較例10、11、14では、ノズルの外径Dが0.3mを超えたり、0.16m未満であって式(2)を満たしていないため、施工性、製作性の項目が不良となった。比較例9、11、19では、高さLが0.2m未満であったり、0.45mを超え、式(3)を満たしていないため、施工性、製作性の項目が不良となった。
比較例15、16、19では、(L1+L2/2)/D1が0.3未満であったり、6.3を超え、式(6)を満たしていないため、製作性の項目が不良となった。比較例17、18では、(R1+R2/2)/(D1/2)が1.5未満であったり、4.0を超え、式(7)を満たしていないため、製作性の項目が不良となった。比較例20では、式(5)を満たしていないため、湯面レベル異常の項目が不良となった。比較例21、22では、式(4)を満たしていないため、粒子流出率が6%を超えたり、溶鋼再酸化の項目が不良となった。
In Comparative Example 10, 11, 14, or the outer diameter D 2 exceeds 0.3m nozzles, for a less than 0.16m does not satisfy the equation (2), workability, manufacturing of items defective became. In Comparative Examples 9, 11, and 19, the height L was less than 0.2 m or exceeded 0.45 m, and the formula (3) was not satisfied, so the items of workability and manufacturability were poor.
In Comparative Example 15,16,19, or a (L 1 + L 2/2 ) / D 1 is less than 0.3, greater than 6.3, because it does not satisfy the equation (6), manufacture of the item Became defective. In Comparative Example 17 and 18, because it does not meet the or a (R 1 + R 2/2 ) / (D 1/2) is less than 1.5, greater than 4.0, Equation (7), manufacturability Item became defective. In Comparative Example 20, since the formula (5) was not satisfied, the item of the hot water surface level abnormality was defective. In Comparative Examples 21 and 22, since Equation (4) was not satisfied, the particle outflow rate exceeded 6%, or the item of reoxidation of molten steel was defective.

比較例3、6、8、21、22は、Arガスのガス流量Qguが式(10)を満たしていないため、溶鋼再酸化の項目が不良となった。比較例4、7、8、12、20は、式(11)を満たしていないため、湯面レベル異常の項目が不良となった。比較例2、5〜7は、式(9)を満たしていないため、粒子流出率が6%を超えた。
以上、本発明によれば、ノズルの形状や連続鋳造におけるガス流量等を適正に設定することにより、製作性や施工性の確保をしつつ、溶鋼再酸化、湯面レベル異常、ノズル詰まり等を発生させずに、鋳片に補足される介在物を少なくすることができる。
In Comparative Examples 3, 6, 8, 21, and 22, the gas flow rate Q gu of Ar gas did not satisfy the formula (10), so the item of molten steel reoxidation became defective. Since Comparative Examples 4, 7, 8, 12, and 20 did not satisfy the formula (11), the item of the hot water surface level abnormality was defective. Since the comparative examples 2 and 5-7 did not satisfy | fill Formula (9), the particle | grain outflow rate exceeded 6%.
As described above, according to the present invention, by appropriately setting the nozzle shape and the gas flow rate in continuous casting, etc., while ensuring manufacturability and workability, molten steel reoxidation, abnormal surface level, nozzle clogging, etc. The inclusions captured by the slab can be reduced without being generated.

なお、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な事項を採用している。   It should be noted that matters not explicitly disclosed in the embodiment disclosed this time, such as operating conditions and operating conditions, various parameters, dimensions, weights, volumes, and the like of a component, deviate from the range normally practiced by those skilled in the art. However, matters that can be easily assumed by those skilled in the art are employed.

1 連続鋳造装置
2 取鍋
3 溶鋼
4 タンディッシュ
5 鋳型
6 鋳片
7 サポートロール
10 鉄皮
11 耐火物
15 底部
20 ノズル
21 スライドノズル(スライドバルブ)
22 上プレート
23 下プレート
24 スライドプレート
25 浸漬ノズル
30 上ポーラス耐火物
31 下ポーラス耐火物
32 上設置部
33 下設置部
35 内壁面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Continuous casting apparatus 2 Ladle 3 Molten steel 4 Tundish 5 Mold 6 Cast piece 7 Support roll 10 Iron skin 11 Refractory 15 Bottom 20 Nozzle 21 Slide nozzle (slide valve)
22 Upper plate 23 Lower plate 24 Slide plate 25 Immersion nozzle 30 Upper porous refractory 31 Lower porous refractory 32 Upper installation part 33 Lower installation part 35 Inner wall surface

Claims (1)

取鍋からタンディッシュに注入した溶鋼を、当該タンディッシュの底部に設けられたノズルからスライドノズルを介して鋳型へ鋳込む際に、前記ノズルの上部に設けられたリング状の上ポーラス耐火物から不活性ガスを吹き込むと共に、前記ノズルの下部に設けられたリング状の下ポーラス耐火物から不活性ガスを吹き込む連続鋳造方法であって、
前記ノズルの上端内径D、ノズルの外径D、上ポーラス耐火物の上端から下ポーラス耐火物の上端までの距離L、ノズルの中心から上ポーラス耐火物までの距離R、上ポーラス耐火物の半径方向の厚みR、下ポーラス耐火物の上端から下ポーラス耐火物の下端までの距離L、ノズルの外寸高さLとしたとき、式(1)〜式(7)を満たし、
ストランド当たりの溶鋼スループットQ、上ポーラス耐火物から吹き込む不活性ガスのガス流量Qg2、下ポーラス耐火物から吹き込む不活性ガスのガス流量Qg1、下ガス平均速度Ug1、上ガス平均速度Ug2、ノズルを通過する溶鋼の平均速度Uが、式(8)〜式(11)を満たすことを特徴とする上ポーラス耐火物及び下ポーラス耐火物から不活性ガスを吹き込む連続鋳造方法。
0.07m≦D1≦0.15m ・・・(1)
0.16m≦D2≦0.3m ・・・(2)
0.2m≦L≦0.45m ・・・(3)
(R1+R2/2)/(D1/2)≦4.25(L1+L2/2)/D1+0.2 ・・・(4)
(R1+R2/2)/(D1/2)≧0.26(L1+L2/2)/D1+1 ・・・(5)
0.3≦(L1+L2)/D1≦6.3 ・・・(6)
1.5≦(R1+R2/2)/(D1/2)≦4.0 ・・・(7)
0.78≦Qs[ton/min/str]≦1.02 ・・・(8)
Qg1+Qg2≧1500{tan(Qs-0.91)}3+4.2 ・・・(9)
Qgu=(Qg1+Qg2)tanh[870Re-1.45{70(4Ug2/Us)0.5((R1+R2/2)/(D1/2))5+370(4Ug1/Us)-0.3((L1+L2/2)/D1)-0.7}]≦4 ・・・(10)
Qg1+Qg2-Qgu≦2 ・・・(11)
When the molten steel poured into the tundish from the ladle is cast from the nozzle provided at the bottom of the tundish into the mold via the slide nozzle, the ring-shaped upper porous refractory provided at the top of the nozzle is used. A continuous casting method for blowing inert gas and blowing inert gas from a ring-shaped lower porous refractory provided at the lower part of the nozzle,
The upper end inner diameter D 1 of the nozzle, the outer diameter D 2 of the nozzle, the distance L 1 from the upper end of the upper porous refractory to the upper end of the lower porous refractory, the distance R 1 from the center of the nozzle to the upper porous refractory, the upper porous When the thickness R 2 of the refractory in the radial direction, the distance L 2 from the upper end of the lower porous refractory to the lower end of the lower porous refractory, and the outer height L of the nozzle, the formulas (1) to (7) are expressed. Meet,
Molten steel throughput per strand Q s , gas flow rate Q g2 of inert gas blown from the upper porous refractory, gas flow rate Q g1 of inert gas blown from the lower porous refractory, lower gas average velocity U g1 , upper gas average velocity U g2, average speed U s of the molten steel passing through the nozzle, equation (8) to (11) the method continuous casting of blowing an inert gas from the porous refractory and lower porous refractory upper and satisfies the.
0.07m ≦ D 1 ≦ 0.15m (1)
0.16m ≦ D 2 ≦ 0.3m (2)
0.2m ≦ L ≦ 0.45m (3)
(R 1 + R 2/2 ) / (D 1 /2)≦4.25(L 1 + L 2/2) / D 1 +0.2 ··· (4)
(R 1 + R 2/2 ) / (D 1 /2)≧0.26(L 1 + L 2/2) / D 1 +1 ··· (5)
0.3 ≦ (L 1 + L 2 ) / D 1 ≦ 6.3 (6)
1.5 ≦ (R 1 + R 2 /2) / (D 1 /2)≦4.0 ··· (7)
0.78 ≦ Q s [ton / min / str] ≦ 1.02 (8)
Q g1 + Q g2 ≧ 1500 {tan (Q s -0.91)} 3 +4.2 ・ ・ ・ (9)
Q gu = (Q g1 + Q g2) tanh [870Re -1.45 {70 (4U g2 / U s) 0.5 ((R 1 + R 2/2) / (D 1/2)) 5 +370 (4U g1 / U s) -0.3 ((L 1 + L 2/2) / D 1) -0.7}] ≦ 4 ··· (10)
Q g1 + Q g2 -Q gu ≦ 2 (11)
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