JP2019072729A - Lower ingot making method - Google Patents

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研三 綾田
Kenzo Ayada
研三 綾田
森下 雅史
Masafumi Morishita
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Abstract

To ensure prevention of entrainment of an in-die agent into molten steel during lower ingot making.SOLUTION: This lower ingot making method is characterized in that the bottom inner diameter of a cast 6 is set to 1000-2000 mm, and when molten steel is injected from the bottom inlet 5 of the cast 6, a runner 3 has a horizontal runner 4 which faces a horizontal direction in the bottom of the cast 6 and the inlet 5 which communicates with the horizontal runner 4 and faces a vertical direction and through which the molten steel is injected into the cast 6, the inlet 5 has a tapered diameter-expanded part 5a diameter-expanded upward at the end of the runner on the cast 6 side, the injection flow rate of the molten steel per inlet 5 is set to 1.5-3.0 t/min., a relationship between the inner diameter D1 [mm] of the horizontal runner 4 and the inner diameter D2 [mm] of the inlet 5 on the lower end side of the diameter-expanded part 5a satisfies (6.437×W+0.741×D1-10.849≤D2≤D1), a deviation amount d between the center of the inner diameter D2 and the center of the inner diameter D1 satisfies (0.08×D1≤d≤0.5×D1), the tapered angle θ of the diameter-expanded part 5a satisfies (2°≤θ≤8°), and the inner diameter D0 of the inlet 5 satisfies 1.8×D1≤D0≤2.5×D1.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、鋳型内に溶鋼を下注ぎ方式で注入して鋼塊を製造する下注造塊方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a steel ingot by pouring a molten steel into the mold in a pouring manner to produce a steel ingot.

従来より、鋳型を用いて鋼塊を製造する造塊方法には、溶鋼の注入方向の違いから「下注ぎ方式」と「上注ぎ方式」の2種類がある。上注ぎ方式は、取鍋から溶鋼を、鋳型の上部より直接鋳型内に注ぎ込む方式である。
それに対して、「下注ぎ方式」は、湯道の末端に上下方向に沿って垂直に設けられた湯道から水平方向の湯道を経由して、鋳型底に設けられ、垂直方向を向いた注入口から鋳型内に、溶鋼を下方から上方へ噴出させるように注ぎ込む方式である。
Conventionally, there are two types of ingot making methods for producing steel ingots using molds, from the difference in the pouring direction of molten steel, the "down pouring method" and the "up pouring method". The upper pouring method is a method of pouring molten steel from the ladle directly into the mold from the top of the mold.
On the other hand, the “down pouring method” was provided at the bottom of the mold through the horizontal runner from the runner vertically provided along the vertical direction at the end of the runner, and was directed vertically This is a method in which molten steel is poured from the lower side into the mold from the inlet so as to be ejected upward.

ところで、上記した「下注ぎ方式」の造塊方法(以降、下注造塊方法という)では、通常、溶鋼の酸化防止や、溶鋼の保温及び、鋳型と凝固殻の焼きつき防止を改善する目的で、鋳型内にパウダー状の型内剤(被覆材またはパウダーとも言う)を添加して鋳造を開始する。
しかしながら、鋳型底の注入口から溶鋼を上向きに噴出させる下注造塊方法では、鋳造の初期に鋳型内で発生する上向きの注入流によって、鋳型内に添加された型内剤が溶鋼中に巻き込まれて、鋳塊内に捕捉されてしまうことがある。
By the way, in the above-described “under pouring method” ingot-making method (hereinafter referred to as “in-pour-in-placement method”), the purpose is usually to prevent oxidation of molten steel, keep warm of molten steel, and prevent seizure of mold and solidified shell. In the mold, add a powdery mold interior agent (also called coating material or powder) to start casting.
However, in the case of the downward casting forging method in which the molten steel is ejected upward from the injection port at the mold bottom, the inward mold agent added into the mold is caught in the molten steel by the upward injection flow generated in the mold at the beginning of casting. May be trapped in the ingot.

このような溶鋼への型内剤の巻き込みが生じてしまうと、型内剤が鋼塊のボトム部の凝固殻に捕捉されてしまい、その型内剤によって、介在物欠陥が発生してしまう虞がある。
このような型内剤の巻き込みを防止する方法として、鋳造初期における溶鋼の注入速度を低下させる方法がある。しかしながら、溶鋼注入の初期段階においては、湯道煉瓦の温度が低下しているため、溶鋼の注入速度を低くすると、湯道の内部で溶鋼が凝固してしまい、その凝固した溶鋼により、湯道の詰まりを発生させてしまう虞がある。
If such an in-mold agent is involved in the molten steel, the in-mold agent may be trapped in the solidified shell of the bottom of the steel block, which may cause inclusion defects due to the in-mold agent. There is.
As a method of preventing such entrapment of the in-mold agent, there is a method of reducing the pouring speed of the molten steel at the initial stage of casting. However, at the initial stage of molten steel injection, since the temperature of the runner brick decreases, if the injection speed of molten steel is lowered, the molten steel solidifies inside the runner, and the solidified molten steel causes the runner to run. There is a risk of causing clogging.

そこで、上記の課題を解決すべく、従来の下注造塊方法においては、以下の特許文献1〜4に示すような手段を設けて型内剤の巻き込みを防止している。
例えば、特許文献1は、溶融金属の下注ぎ方式の注湯方法において、注湯速度を低下させることなく、注湯中の鋳型内溶融金属の湯面を安定させて、スラグ類や非金属介在物の溶融金属への巻き込みを抑制するとともに注入口から上向きに噴出する溶鋼によって湯面を覆っていた型内剤が周囲に押しやられて目玉と称する裸湯の部分が発生し、溶鋼酸化するのを抑制し、金属鋳塊の品質を低下させる原因となる非金属介在物の金属鋳塊中への分散を減じて、金属鋳塊の品質向上を図ることを目的としている。
Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, in the conventional under cast and ingot method, means as shown in the following Patent Documents 1 to 4 are provided to prevent the entrapment of the in-mold agent.
For example, in Patent Document 1 in the pouring method of the molten metal under pouring system, the molten metal surface in the mold is stabilized during pouring without decreasing the pouring speed, and slags and non-metals are intervened. The mold-forming agent covering the surface of the hot water is suppressed by the molten steel that jets upward from the injection port while suppressing the inclusion of the material into the molten metal, and a portion of bare water called eyeball is generated and oxidized in the molten steel. It is an object of the present invention to improve the quality of a metal ingot by reducing the dispersion of non-metallic inclusions in the metal ingot which causes the quality of the metal ingot to be reduced.

具体的には、下注ぎ方式の注湯方法に使用する注湯管において、溶融金属搬送容器から前記吐出口に連通して溶融金属を鋳型に供給する溶融金属の経路である注湯管内に、溶融金属に旋回流を形成させる旋回流形成手段を1個又は複数個設け、注湯管先端部での溶融金属の上方への流速が低下すると共に、旋回流によって生じた遠心力効果による吐出口からの溶融金属の拡散によって湯面の変動が小さくなって安定になり、鋳型中央部分に湧き上がるような現象が大きく減少して目玉の発生を抑制するとされている。   Specifically, in the pouring pipe used for the pouring method of the down pouring method, the pouring pipe which is a path of the molten metal which is in communication with the discharge port from the molten metal transport container and supplies the molten metal to the mold; One or more swirling flow forming means for forming a swirling flow in the molten metal is provided, and the flow velocity upward of the molten metal at the pouring pipe end decreases, and the discharge port by the centrifugal effect generated by the swirling flow By the diffusion of the molten metal from the metal, the fluctuation of the surface of the molten metal becomes smaller and becomes stable, and the phenomenon of rising up to the center part of the mold is greatly reduced to suppress the generation of eyes.

特許文献2は、シールガスとしてアルゴンガスを用いた場合には、シールガスの巻込みによる下注造塊用鋳型内の溶鋼の表面の揺らぎが顕著に発生し、注造塊用鋳型内の溶鋼の表面を盛り上げたり、あるいは溶鋼の表面で弾けたりして、溶鋼の表面に大きな揺らぎを生じる。この結果、造塊された鋼塊の表面が二重肌になったり、あるいは、溶鋼の表面を覆っている被覆材を巻込んで凝固し、鋼塊の表面に凹みや肌荒れを生じたりするなどといった、鋼塊の表面肌の悪化を防止することを目的としている。   According to Patent Document 2, when argon gas is used as the seal gas, the surface of the molten steel in the mold for the lower casting block is significantly fluctuated by the inclusion of the seal gas, and the molten steel in the mold for casting block is The surface of the molten steel is swayed or popped up on the surface of the molten steel, causing large fluctuations in the surface of the molten steel. As a result, the surface of the formed steel ingot becomes double skin, or the covering material covering the surface of the molten steel is wound and solidified to cause dents and roughening on the surface of the steel ingot etc. The purpose is to prevent the deterioration of the surface of the steel ingot.

具体的には、溶鋼を注入管の下端部の左右の側壁に設けた出口に接続する左右の水平な湯道に流して下注造塊用鋳型へ下注ぎする注湯方法において、注入管からの溶鋼を出口の直近の湯道内に設けた螺旋状の旋回板からなる溶鋼誘導板に通すことにより湯道を流れる溶鋼に旋回流を発生させて下注造塊用鋳型へ下注ぎし、巻き込んだシールガスの気泡を分散させて注湯する注湯方法であり、この方法により鋼塊表面肌が改善されるとされている。   Specifically, in the pouring method in which molten steel is poured into horizontal casting channels on the left and right sides connected to the outlets provided on the left and right side walls of the lower end portion of the pouring pipe and poured down to the casting mold The molten steel is passed through a molten steel induction plate consisting of a helical swirling plate provided in the runner near the outlet to generate a swirling flow in the molten steel flowing through the runner, and it is poured into the mold for the lower casting block and rolled up. This is a pouring method in which bubbles of seal gas are dispersed and poured, and it is said that this method improves the surface texture of steel ingot.

特許文献3は、湯道を流れる溶鋼を旋回流とすることで注入管内で巻込んだシールガスの気泡を湯道内の中心部に集め、下注造塊用鋳型内への流入を複数の下注造塊用鋳型に分散させることで、下注造塊用鋳型内の溶鋼の表面の揺らぎを軽減し、鋼塊の表面肌の悪化や下注造塊用鋳型内で溶鋼の表面を覆っている被覆材の巻込みを防止することを目的としている。   In Patent Document 3, bubbles of seal gas wound in the injection pipe are collected at the center of the runner by making the molten steel flowing in the runner a swirling flow, and a plurality of inflows into the casting mold for the lower casting are By dispersing it in the casting mold, the fluctuation of the surface of the molten steel in the casting mold is reduced, and the surface of the steel ingot is deteriorated and the surface of the molten steel is covered in the casting mold. The purpose is to prevent the entrapment of the covering material.

具体的には、取鍋から注入管を経て下注造塊用の湯道に溶鋼を流す際に、垂直に配設した注入管の上部入口から溶鋼を流して落下させる。この場合、この注入管の下端部に段差部を設け、該段差部において、溶鋼の流れを垂直落下から切り替えて段差部の終端部に向け、さらにこの段差部の終端部に設けた下向きの下垂管部で溶鋼の流れを下垂管部の方向の下部に向けるものとし、さらに段差部の底面の延長線より低位かつ直近に位置する段差部の終端部の下垂管部の側壁に配設の出口から水平方向の湯道に溶鋼を流すことで、湯道において旋回流を発生させ、これにより鋼塊表面肌が改善されるとされている。   Specifically, when flowing the molten steel from the ladle through the pouring pipe to the runner for the lower casting block, the molten steel is allowed to flow and drop from the upper inlet of the pouring pipe disposed vertically. In this case, a step is provided at the lower end of the injection tube, and the flow of molten steel is switched from vertical drop at the step and directed to the end of the step, and a downward drop provided at the end of the step The pipe section directs the flow of molten steel to the lower part in the direction of the pitting pipe section, and further, the outlet of the molten metal is disposed on the side wall of the pitting pipe section at the end of the step section located lower and closest to the extension of the bottom surface of the step section. By flowing molten steel in the horizontal direction runner, a swirling flow is generated in the runner, which is said to improve the surface surface of the steel ingot.

特許文献4は、大定盤上に設置した複数の下注鋳型により、複数の鋳塊を同時に製造する下注造塊装置に関し、更に詳しくは、高さの異なる鋳塊を同時に製造することを目的としている。
具体的には、大定盤上の複数の2重定盤に装備されたスライド弁を開状態として注入管内に溶湯を供給すると、その溶湯が大定盤内の水平方向の湯道を通り、更に、2重定盤内の垂直方向の湯道を通って、大定盤上の複数の鋳型内に一斉に供給される。そして、鋳型内の溶湯が所定レベルに達したものから順番にスライド弁を閉状態にして、2重定盤内の湯道を遮断する。これにより、1枚の大定盤と1本の注入管によって異高鋳塊を製造することができるとされている。
Patent Document 4 relates to a sub-casting apparatus for simultaneously producing a plurality of ingots by a plurality of sub-casting molds installed on a large surface plate, and more specifically, simultaneously producing ingots having different heights. The purpose is.
Specifically, when the molten metal is supplied into the injection pipe with the slide valves provided on the large surface plate in the open state, the molten metal passes through the horizontal runner in the large surface, and further Through a vertical runner in a double base plate, and simultaneously supplied into a plurality of molds on a large base plate. Then, the slide valve is closed in order from the molten metal in the mold having reached a predetermined level to shut off the runner in the double surface plate. Thereby, it is supposed that different height ingots can be manufactured by one large surface plate and one injection pipe.

また、特許文献1〜特許文献4のような溶湯の供給技術ではないが、鋳型へのアルゴンガス移動を抑制することで型内剤の巻き込みを防止する技術もある。
通常の下注造塊においては、注入管の上端に設けられる漏斗部と取鍋との間は、溶鋼が大気で酸化されて介在物が増加するのを避けるため、アルゴンガス等を用いて遮断され、吹き込み大気の侵入を防止する対策がなされている。しかし、このアルゴンガスは溶鋼中に溶解しないため、注入管の内径によっては溶湯中に巻き込まれたアルゴンガスが注入管と湯道を経て鋳型内に持ち込まれ、鋳型内の溶鋼中を気泡となって浮上する。この浮上の際に、鋳型上部に向かうにつれ、溶鋼静圧の減少と温度の上昇によりアルゴンガスの気泡径が大きくなり(鋳型内を浮上する時間は2〜3秒と短いため、気泡径の成長には温度の影響よりも溶鋼静圧の影響が大きいと考えられる)、大きくなったアルゴンガスの気泡が鋳型内の湯面で破裂する際に、溶鋼の湯面が大きく振動し、振動が大きいと型内剤が巻き込まれることになる。
Moreover, although it is not a supply technique of a molten metal like patent document 1-patent document 4, there also exists a technique which prevents entrapment of the in-mold agent by suppressing argon gas movement to a casting_mold | template.
In the case of a regular sub-casting block, between the funnel provided at the upper end of the injection pipe and the ladle, shut off with argon gas etc. to avoid oxidation of molten steel in the atmosphere and increase of inclusions Measures have been taken to prevent the infiltration of the atmosphere. However, since this argon gas does not dissolve in the molten steel, depending on the inner diameter of the injection pipe, the argon gas caught in the molten metal is brought into the mold through the injection pipe and the runner, and bubbles form in the molten steel in the mold. To rise. During the ascent, the bubble diameter of the argon gas increases as the static pressure of the molten steel decreases and the temperature increases toward the upper part of the mold (the time to float in the mold is as short as 2 to 3 seconds, so the growth of the bubble diameter (The influence of static pressure on the molten steel is considered to be greater than the influence of temperature)), when the bubbles of argon gas, which has become large, burst at the surface of the molten metal in the mold, the surface of the molten steel greatly vibrates and the vibration is large. And mold will be rolled up.

そこで、特許文献5では、注入管の内径を大きくして溶湯へ巻き込まれたアルゴンガスが鋳型へ移動することを抑制して、アルゴンガスの気泡の破裂に伴う湯面の振動を防止し、溶湯の湯面乱れに起因する型内剤の巻き込みを防止している。   Therefore, in Patent Document 5, the inner diameter of the injection pipe is increased to suppress migration of argon gas taken into the molten metal to the mold, thereby preventing vibration of the surface of the molten metal accompanying burst of bubbles of argon gas, Prevents the entrapment of the in-mold agent caused by the melt surface disorder.

特開2007−216295号公報JP 2007-216295 A 特開2008−264816号公報JP, 2008-264816, A 特開2008−254058号公報JP 2008-254058 A 特開平7−124699号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-124699 特開2000−223260号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2000-223260

ところで、従来の下注造塊方法では、スラグ類や非金属介在物の溶融金属への巻き込みを抑制するために、鋳型底に設けられ、垂直方向を向いた注入口の内径を拡大する方法が提案されている。
しかしながら、特許文献1〜4などの従来の技術においては、注入口と溶鋼の注入流量との関係が不明である。例えば、注入口の内径を大きく広げすぎてしまうと、注入口に設ける耐火物が多く必要となるので、耐火物のコストが増大することとなる。
By the way, in the conventional sub-casting ingot method, in order to suppress the inclusion of slags and non-metallic inclusions into the molten metal, there is a method of enlarging the inner diameter of the vertically oriented inlet, which is provided at the mold bottom. Proposed.
However, in the conventional techniques such as Patent Documents 1 to 4, the relationship between the injection port and the injection flow rate of molten steel is unknown. For example, if the inner diameter of the inlet is too large, the refractory provided at the inlet will need to be large, which will increase the cost of the refractory.

また、注入口の上部へ向かうほど内径を広げる方法、すなわち上方に向かって広がるテーパー状の拡径部を注入口に設ける方法も提案されているが、拡径部を広げすぎてしまうと、注入流が注入口の内周壁から剥離してしまい、溶鋼の注入速度が減少しなくなるので、噴出流が弱まらない。つまり、鋳型内への溶鋼の流れが拡散しなくなる。また、拡径部を広げると注入口全体に設ける耐火物が多く必要となるので、耐火物のコストが増大することとなる。   There is also proposed a method of expanding the inner diameter toward the upper part of the injection port, that is, a method of providing a taper-shaped enlarged diameter portion which spreads upward to the injection port. Since the flow is separated from the inner peripheral wall of the inlet and the injection rate of molten steel does not decrease, the jet flow is not weakened. That is, the flow of molten steel into the mold does not diffuse. In addition, if the diameter-expanded portion is expanded, a large amount of refractory is required to be provided in the entire injection port, the cost of the refractory increases.

そこで、本願発明者らは、鋳型内への噴出流の拡散について、鋭意研究を重ねた。
その結果、噴出流の拡散には、溶鋼の流れ、特に溶鋼が旋回するように流れることが大きく関与することを知見した。
さて、特許文献1においては、溶鋼の流れに旋回流を付与するため、湯道内に旋回羽として作用させる耐火物を使用しているが、その耐火物の破損による、破砕物の混入の虞がある。詳しくは、螺旋状の旋回羽が注入流の衝撃によって破損し、その破砕物が鋳型内に持ち込まれて、溶鋼内に取り込まれて介在物欠陥になる虞がある。
Therefore, the inventors of the present invention conducted intensive studies on the diffusion of the jet flow into the mold.
As a result, it has been found that the flow of molten steel, in particular the flow of molten steel as it swirls, is greatly involved in the diffusion of the jet flow.
By the way, in patent document 1, in order to give a swirling flow to the flow of molten steel, although the refractory which is made to act as a swirling wing is used in the runner, there is a possibility of the mixture of a fragment by breakage of the refractory. is there. Specifically, the spiral swirling vane may be broken by the impact of the injection flow, and the crushed material may be brought into the mold and taken into the molten steel to become an inclusion defect.

そこで、破損を防止するために、旋回羽として作用させる耐火物を厚くすると、溶鋼注入の初期段階において耐火物(旋回羽)の温度上昇が遅くなるため、溶鋼の温度が低下しやすく、湯道の内部で注入流(溶鋼)が凝固してしまい、旋回羽部での湯道の詰まりを発生させてしまう虞がある。
特許文献2においては、注入管内であって、鋳型注入口から離れた箇所に設けられている螺旋状の旋回板によって、注入流に旋回流を付与しようとするものであるが、大型の鋼塊を製造する場合、螺旋状の旋回板から鋳型までの距離がある、すなわち螺旋状の旋回板が鋳型から遠いと、注入流に旋回流を付与する効果が、弱まってしまう。
Therefore, if the thickness of the refractory acting as a swirling vane is increased in order to prevent breakage, the temperature rise of the refractory (swinging feather) in the initial stage of molten steel injection is delayed, so the temperature of the molten steel tends to decrease. There is a possibility that the injection flow (melted steel) will solidify inside and cause clogging of the runner at the turning wing.
In Patent Document 2, a swirling flow is to be imparted to the injection flow by means of a helical swirl plate provided in the injection pipe at a location distant from the mold injection port, but a large steel ingot is sought. In the case of manufacturing the above, if there is a distance from the spiral pivot plate to the mold, that is, the spiral pivot plate is far from the mold, the effect of imparting the swirl flow to the injection flow is weakened.

また、螺旋状の旋回板が注入流の衝撃によって破損し、その破砕物が鋳型内に持ち込まれて、溶鋼内に取り込まれて介在物欠陥になる虞がある。そこで、破損を防止するために、旋回羽として作用させる耐火物を厚くすると、溶鋼注入の初期段階において耐火物(旋回羽)の温度上昇が遅くなるため、溶鋼の温度が低下しやすく、湯道の内部で注入流(溶鋼)が凝固してしまい、旋回羽部での湯道の詰まりを発生させてしまう虞がある。   In addition, the spiral swirl plate may be broken by the impact of the injection flow, and the crushed material may be brought into the mold and taken into the molten steel to cause inclusion defects. Therefore, if the thickness of the refractory acting as a swirling vane is increased in order to prevent breakage, the temperature rise of the refractory (swinging feather) in the initial stage of molten steel injection is delayed, so the temperature of the molten steel tends to decrease. There is a possibility that the injection flow (melted steel) will solidify inside and cause clogging of the runner at the turning wing.

特許文献3においては、注入管内であって、鋳型注入口から離れた箇所に設けられている段差部によって、注入流に旋回流を付与しようとするものであるが、大型の鋼塊を製造する場合、段差部から鋳型までの距離がある、すなわち段差部が鋳型から遠いと、注入流に旋回流を付与する効果が、弱まってしまう。
また、従来の下注ぎ造塊方法に、特許文献3の技術を適用する場合、通常、注入管の耐火物を保持するための鋳鉄製の注入管の保持筒や定盤の改造、すなわち鋳型を大幅に改造する必要があるため、鋼塊の製造のコストアップに繋がる。
In Patent Document 3, a swirling flow is to be imparted to the injection flow by the step portion provided in the injection pipe at a position distant from the mold injection port, but a large steel ingot is produced. In this case, if there is a distance from the step to the mold, that is, the step is far from the mold, the effect of imparting a swirling flow to the injection flow is weakened.
Also, when applying the technology of Patent Document 3 to the conventional inflow pouring and forming method, usually, the cast iron injection tube holding cylinder and the surface plate are modified to hold the refractory of the injection tube, that is, the mold Since it is necessary to remodel significantly, it leads to the cost increase of the production of steel ingots.

特許文献4においては、溶鋼注入の終了段階に、スライド弁を作用させるため、溶鋼注入の初期段階における注入流の鋳型内への拡散には影響を与えない。つまり、この技術は、鋳型内への噴出流を拡散させる効果は発現しないので、本願発明の目的とは異なる。たとえ、溶鋼注入の初期段階にスライド弁を作用させたとしても、水平湯道と鋳型注入口との中心がずれていないため、旋回流が生じず効果が発現しない。また、スライド弁からの湯漏れの虞や、スライド弁を設けることによる耐火物のコストが嵩むこととなる。   In Patent Document 4, since the slide valve is operated at the final stage of molten steel injection, the diffusion of the injection flow into the mold in the initial stage of molten steel injection is not affected. That is, this technique is different from the object of the present invention because it has no effect of diffusing the jet flow into the mold. Even if the slide valve is operated at the initial stage of molten steel injection, the center of the horizontal runner and the mold inlet do not shift, so that the swirl flow does not occur and the effect is not expressed. In addition, the possibility of hot water leakage from the slide valve and the cost of the refractory due to the provision of the slide valve increase.

そこで、本発明では、上記問題点に鑑み、まず水平湯道を経て流入してきた溶鋼を、鋳型底に設けられている注入口から、鋳型に注入するに際して、鋳型に注入する溶鋼の流量を規定しておき、注入口の内径を少なくとも水平湯道の内径以下とし、注入口の中心を水平湯道の中心からずらしている。また、所定の開き角度とされた拡径部を注入口に設けている。このようにすれば、注入流に旋回流を付与し、またその注入流を拡径部に沿って広げるように注入することができ、溶鋼への型内剤の巻き込みをある程度防止することができる。   Therefore, in the present invention, in view of the above problems, the flow rate of the molten steel to be injected into the mold is first defined when injecting the molten steel flowing through the horizontal runner into the mold from the injection port provided at the mold bottom. Keep the inside diameter of the inlet at least equal to or less than the inside diameter of the horizontal runner, and shift the center of the inlet from the center of the horizontal runner. Moreover, the enlarged diameter part made into the predetermined opening angle is provided in the inlet. In this way, a swirling flow can be imparted to the injection flow, and the injection flow can be injected so as to spread along the enlarged diameter portion, and the inclusion of the in-mold agent in the molten steel can be prevented to some extent .

ただ、上述した特許文献1〜特許文献4のような手段だけでは、鋳型に送られたアルゴンガスの気泡による鋳型表面肌の悪化を防止することはできず、型内剤の巻き込みを防止するものとしては十分ではない。
この点、上述した特許文献5の技術は、注入管の内径を太くして鋳型にアルゴンガスを流れ込み難くしているが、注入管の内径をいたずらに太くすると、注入管内で凝固した鋼が成品として利用できないためスクラップとなり、歩留を低下させてしまう虞がある。また、注入管の耐火物量も増加するため、設備の初期投資が増大する可能性があるため、注入管の内径の増加はできる限り小さい方が好ましい。
However, deterioration of the mold surface skin by bubbles of argon gas sent to the mold can not be prevented only by means such as Patent Document 1 to Patent Document 4 described above, and it is possible to prevent the in-mold agent from being involved. It is not enough.
In this respect, the technique of Patent Document 5 mentioned above makes the inside diameter of the injection pipe thicker to make it difficult for argon gas to flow into the mold, but if the inside diameter of the injection pipe is unnecessarily thick, the steel solidified in the injection pipe becomes a product As it can not be used as a waste, it may be scrapped, which may lower the yield. In addition, since the refractory amount of the injection pipe is also increased, the initial investment of the facility may be increased. Therefore, the increase in the inner diameter of the injection pipe is preferably as small as possible.

また、特許文献5の技術は、注入管の内径については考慮しているものの、湯道の内径については全く考慮していない。そのため、湯道の内径によっては、鋳型にアルゴンガスが流れ込む可能性がある。
さらに、型内剤の巻き込みは、特に鋳込初期、言い換えれば鋳型底部での型内剤の巻き込みも影響する可能性が大きいが、鋳込初期の状態を考慮して注入管や湯道の内径をどのようにするかについても特許文献5では全く言及していない。
Further, although the technique of Patent Document 5 considers the inner diameter of the injection pipe, it does not consider the inner diameter of the runner at all. Therefore, depending on the inner diameter of the runner, argon gas may flow into the mold.
Furthermore, the entrapment of the in-mold agent is particularly likely to also affect the entrapment of the in-mold agent at the beginning of casting, in other words, at the mold bottom, but considering the initial state of casting, the inner diameter of the injection pipe or runner Patent Document 5 does not mention at all how to make

本発明は、上述した問題に鑑みて為されたものであり、注入流に旋回流を付与して鋳型内への噴出流を弱めるだけでなく、注入管の内径と湯道の内径との関係をも規定して、アルゴンガスの気泡が湯面で破裂する際の湯面の乱れを確実に抑制し、鋳型底部から上部の全ての範囲で型内剤の巻き込まれがなく介在物欠陥が低減された高品質の鋼を製造することができる下注造塊方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is possible not only to weaken the jet flow into the mold by providing a swirling flow to the injection flow but also to relate the inner diameter of the injection pipe to the inner diameter of the runner. In addition, the disturbance of the surface of the molten metal when the bubbles of argon gas burst at the surface of the molten metal is surely suppressed, and the inclusion of the in-mold agent does not occur in the entire range from the bottom of the mold to the top, and inclusion defects are reduced. It is an object of the present invention to provide an undercast forging method capable of producing high quality steel.

上記の目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
本発明にかかる下注造塊方法は、鋳型底の内径が1000mm〜2000mmとされた鋳型に対して、鋳型底に設けられた注入口から溶鋼を湯道を通じて注入しつつ溶鋼の下注ぎ造塊を行うに際して、前記湯道は、鋳型底側において水平方向を向く水平湯道と、当該水平湯道に連通すると共に上下方向を向き、且つ、前記鋳型内へ前記溶鋼を注入する注入口を有し、前記注入口は、前記湯道における鋳型側の端部に、上方に向けて拡径されたテーパー状の拡径部を有し、前記注入口1個あたりの溶鋼の注入流量Wが1.5〜3.0t/minとなるように注入し、前記水平湯道の内径D1[mm]と、前記拡径部の下端側における、前記注入口の内径D2[mm]との関係が、式(1)で示す範囲を満たし、
6.437×W+0.741×D1−10.849≦D2≦D1 ・・・(1)
ただし、W:鋳型1基あたりの溶鋼の注入流量[t/min]
前記内径D2の中心と、前記内径D1の中心のズレ量dが、式(2)で示す範囲を満たし、
0.08×D1≦d≦0.5×D1 ・・・(2)
上下方向に対する前記拡径部のテーパー角θが、式(3)で示す範囲を満し、
2°≦θ≦8° ・・・(3)
前記水平湯道に取鍋から溶鋼を供給する注入管の内径をD0[mm]とした場合に、前記注入管の内径D0と、前記水平湯道の内径D1との間に、式(4)で示す関係が成立する
1.8×D1≦D0≦2.5×D1 ・・・(4)
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the following technical measures are taken in the present invention.
In the subcast ingot forming method according to the present invention, while pouring the molten steel through the runner from the inlet provided at the mold bottom to the mold whose inner diameter of the mold bottom is made 1000 mm to 2000 mm, pouring and forming the lower mass of the molten steel The runner has a horizontal runner facing in the horizontal direction at the bottom of the mold, an inlet communicating with the horizontal runner and facing in the vertical direction, and injecting the molten steel into the mold. The injection port has a tapered enlarged diameter portion that is expanded upward at the mold-side end of the runner, and the injection flow rate W of molten steel per injection port is 1.5 It injects so that it may be set to -3.0t / min, and the relationship between the inner diameter D1 [mm] of the horizontal runner and the inner diameter D2 [mm] of the inlet at the lower end side of the enlarged diameter portion is the formula (1 Meet the range shown in),
6. 437 × W + 0.741 × D1-10.849 ≦ D2 ≦ D1 (1)
However, W: Injection flow rate of molten steel per mold [t / min]
The amount of deviation d between the center of the inner diameter D2 and the center of the inner diameter D1 satisfies the range indicated by the equation (2),
0.08 × D1 ≦ d ≦ 0.5 × D1 (2)
The taper angle θ of the diameter-increasing portion with respect to the vertical direction satisfies the range indicated by equation (3),
2 ° ≦ θ ≦ 8 ° (3)
Assuming that the inner diameter of the injection pipe for supplying molten steel from the ladle to the horizontal runner is D0 [mm], the equation (4) is provided between the inner diameter D0 of the injection pipe and the inner diameter D1 of the horizontal runner. The relationship shown by is established
1.8 × D1 ≦ D0 ≦ 2.5 × D1 (4)
It is characterized by

本発明によれば、注入流に旋回流を付与して鋳型内への噴出流を弱めるだけでなく、注入管の内径と湯道の内径との関係をも規定して、アルゴンガスの気泡が湯面で破裂する際の湯面の乱れを確実に抑制し、鋳型底部から上部の全ての範囲で型内剤の巻き込まれがなく介在物欠陥が低減された高品質の鋼を製造することができる。   According to the present invention, not only the swirling flow is applied to the injection flow to weaken the jet flow into the mold, but also the relationship between the inner diameter of the injection pipe and the inner diameter of the runner is defined. It is possible to reliably suppress the disturbance of the surface of the molten metal at the time of rupture at the surface of the molten metal, and produce a high quality steel with no inclusion of the in-mold agent in the entire range from the bottom of the mold to the top. it can.

下注造塊装置に備えられている鋳型と湯道の概略を示した模式図である。It is the model which showed the outline of the casting_mold | template and runner which are equipped with the under casting and forging apparatus. 従来の注入管及び湯道を備えた下注造塊装置を示した水モデルの模式図である。It is a schematic diagram of the water model which showed the lower casting forging apparatus provided with the conventional injection pipe and runner. 本発明の注入管及び湯道を備えた下注造塊装置を示した水モデルの模式図である。It is a schematic diagram of the water model which showed the lower casting forging apparatus provided with the injection pipe and runner of this invention. 本発明の湯道の概略を模式的に示した図であって、水平湯道、注入管、拡径部の概略を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the outline of the runner of this invention, Comprising: It is a figure which showed the outline of a horizontal runner, a pouring pipe, and an enlarged diameter part typically. 注湯流量Wを変化させた場合における、鋼塊のボトム部における超音波欠陥の個数の変化を示したグラフである。When the pouring flow rate W is changed, it is the graph which showed the change of the number of ultrasonic defects in the bottom part of a steel ingot. 鋳型下部での注湯流量Wと、注入口の直上の水面における、湯面変動量2σの関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the pouring flow rate W in the lower part of a mold, and the amount level variation 2 (sigma) of hot water surface variation in the water surface directly on the inlet. 注湯流量Wを変化させた場合における、鋼塊のトップ部における超音波欠陥の個数の変化を示したグラフである。When the pouring flow rate W is changed, it is the graph which showed the change of the number of ultrasonic defects in the top part of a steel ingot. 鋳型上部での注湯流量Wと、注入口の直上の水面における、湯面変動量2σの関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the pouring flow rate W in the upper part of a casting_mold | template, and water surface fluctuation amount 2 (sigma) in the water surface directly on the inlet. 従来ノズルを使用し、溶鋼に見立てた水の注入の初期段階における、鋳型内の水面変動の状況と、改善ノズル(本発明)を使用し、溶鋼に見立てた水の注入の初期段階における、鋳型内の水面変動の状況と、を比較して示した画像である。The situation of water surface fluctuation in the mold at the early stage of water injection assumed to be molten steel using the conventional nozzle and the mold at the early stage of water injection assumed to be molten steel using the improvement nozzle (invention) It is the image which compared and showed the condition of the water surface fluctuation in the inside. 従来ノズルを用いて溶鋼に見立てた水を注入した際に、鋳型内の中心部において鋳型底部における水面変動を測定した結果を示したグラフである。It is the graph which showed the result of having measured the water level change in the mold bottom part in the center part in a mold, when the water considered as molten steel using a conventional nozzle was poured. 従来ノズルを用いて溶鋼に見立てた水を注入した際に、鋳型内の端部において鋳型底部の水面変動を測定した結果を示したグラフである。It is the graph which showed the result of having measured the water level change of the mold bottom at the end in a mold, when the water considered as molten steel using a conventional nozzle was injected. 改善ノズル(旋回流付与)を用いて溶鋼に見立てた水を注入した際に、鋳型内の中心部において鋳型底部の水面変動を測定した結果を示したグラフである。It is the graph which showed the result of having measured the water level change of the mold bottom in the central part in a mold, when the water considered as molten steel was injected using the improvement nozzle (swirling flow addition). 改善ノズル(旋回流付与)を用いて溶鋼に見立てた水を注入した際に、鋳型内の端部において鋳型底部の水面変動を測定した結果を示したグラフである。It is the graph which showed the result of having measured the water level change of the mold bottom at the end in a mold, when the water considered as molten steel was injected using the improvement nozzle (swirl flow addition). 従来ノズルを用いた場合の鋳型内中心部における鋳型底部の水面変動と、水面高さの関係を示したグラフである(図9、図10に対応)。It is the graph which showed the water surface fluctuation of the mold bottom in the mold inner-part center part at the time of using the conventional nozzle, and the relation of water surface height (corresponding to Drawing 9, Drawing 10). 改善ノズル(旋回流付与)を用いた場合の鋳型内中心部における鋳型底部の水面変動と、水面高さの関係を示したグラフである(図11、図12に対応)。It is the graph which showed the water surface fluctuation of the mold bottom in the mold inner-part center part at the time of using an improvement nozzle (swirling flow addition), and the relation of water surface height (corresponding to Drawing 11 and Drawing 12). 従来ノズルと、改善ノズル(本発明)の形状を示した図である(耐火物の内部のみを示す)。It is the figure which showed the shape of the conventional nozzle and the improvement nozzle (this invention) (only the inside of a refractory is shown). 内径が細い注入管(D0/D1=1.39)を使用し、溶鋼に見立てた水の、鋳型内上部の水面変動の状況と、内径が太い注入管(本発明)(D0/D1=2.5)を使用し、溶鋼に見立てた水の、鋳型内上部の水面変動の状況を示した画像である。The situation of the water surface fluctuation of the upper part in the mold of the water regarded as molten steel using the injection pipe (D0 / D1 = 1.39) with a narrow inside diameter, the injection pipe with a wide inside diameter (the present invention) (D0 / D1 = 2.5) It is an image which showed the condition of the water level change of the upper part in a mold which used and looked like molten steel. 内径が細い注入管(D0/D1=1.39)を使用し、改善ノズル(本発明)を用いて溶鋼に見立てた水を注入した際に、鋳型内上部の中心部において水面変動を測定した結果を示したグラフである。The result of measuring the water surface fluctuation at the center of the upper part of the mold when water, which is assumed to be molten steel, is injected using an injection nozzle (D0 / D1 = 1.39) with a narrow inner diameter and using the improvement nozzle (invention) It is a graph shown. 内径が細い注入管(D0/D1=1.39)を使用し、改善ノズル(本発明)を用いて溶鋼に見立てた水を注入した際に、鋳型内上部の端部において水面変動を測定した結果を示したグラフである。The result of measuring the water surface fluctuation at the upper end in the mold when water, which is assumed to be molten steel, is injected using an injection pipe (D0 / D1 = 1.39) with a narrow inner diameter and using the improvement nozzle (invention) It is a graph shown. 内径が太い注入管(D0/D1=2.5)を使用し、改善ノズル(本発明)を用いて溶鋼に見立てた水を注入した際に、鋳型内上部の中心部において水面変動を測定した結果を示したグラフである。The results of measuring the water surface fluctuation at the center of the upper part of the mold when water, which is regarded as molten steel, is injected using a large-diameter injection pipe (D0 / D1 = 2.5) and the improved nozzle (invention) It is a graph shown. 内径が太い注入管(D0/D1=2.5)を使用し、改善ノズル(本発明)を用いて溶鋼に見立てた水を注入した際に、鋳型内上部の端部において水面変動を測定した結果を示したグラフである。The result of measuring the water surface fluctuation at the upper end in the mold when water, which is regarded as molten steel, is injected using a large-diameter injection pipe (D0 / D1 = 2.5) and the improved nozzle (invention) It is a graph shown. 内径が細い注入管(D0/D1=1.39)を使用し、従来ノズル(旋回流のみ付与)を用いて溶鋼に見立てた水を注入した際に、注入口の直上の鋳型上部の水面変動を測定した結果を示したグラフである。Using a thin injection tube (D0 / D1 = 1.39) with a narrow inner diameter, when water was poured into molten steel using a conventional nozzle (given only swirl flow), the water surface fluctuation at the top of the mold immediately above the injection port was measured It is the graph which showed the result. 内径が太い注入管(D0/D1=2.5)を使用し、改善ノズル(本発明)を用いて溶鋼に見立てた水を注入した際に、注入口の直上の鋳型上部の水面変動を測定した結果を示したグラフである。The result of measuring the water level fluctuation at the top of the mold directly above the injection port when water with a large internal diameter is injected using a large injection pipe (D0 / D1 = 2.5) and the improved nozzle (invention) is used. Is a graph showing 水平湯道の内径D1=56mmφの場合における、鋳型内底部の湯面高さの変動量2σが32mmを超えない、鋳型1基あたりの溶鋼の注入流量Wと、注入口の内径D2の関係を示したグラフである。The relationship between the injection flow rate W of molten steel per mold and the inner diameter D2 of the injection port when the variation 2σ of the surface level at the bottom of the mold does not exceed 32 mm in the case of the inner diameter D1 = 56 mmφ of the horizontal runner It is a graph shown. 水平湯道の内径D1=64mmφの場合における、鋳型内底部の湯面高さの変動量2σが32mmを超えない、鋳型1基あたりの溶鋼の注入流量Wと、注入口の内径D2の関係を示したグラフである。The relationship between the injection flow rate W of molten steel per mold and the inner diameter D2 of the injection port when the variation 2σ of the surface level at the bottom of the mold does not exceed 32 mm in the case of the inner diameter D1 = 64 mmφ of the horizontal runner It is a graph shown. 水平湯道の内径D1=72mmφの場合における、鋳型内底部の湯面高さの変動量2σが32mmを超えない、鋳型1基あたりの溶鋼の注入流量Wと、注入口の内径D2の関係を示したグラフである。The relationship between the injection flow rate W of molten steel per mold and the inner diameter D2 of the injection port when the variation 2σ of the surface level at the inner bottom of the mold does not exceed 32 mm when the inner diameter D1 of the horizontal runner = 72 mmφ It is a graph shown. 水平湯道の内径D1=80mmφの場合における、鋳型内底部の湯面高さの変動量2σが32mmを超えない、鋳型1基あたりの溶鋼の注入流量Wと、注入口の内径D2の関係を示したグラフである。The relationship between the injection flow rate W of molten steel per mold and the inner diameter D2 of the injection port when the variation 2σ of the surface level at the inner bottom of the mold does not exceed 32 mm when the inner diameter D1 of the horizontal runner is 80 mmφ. It is a graph shown. 水平湯道の内径D1と、図23〜図26において下限を示す直線の勾配aと切片bの関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the gradient a of the straight line which shows the internal diameter D1 of a horizontal runner, and a lower limit in FIGS. 23-26, and the segment b. 水平湯道の内径D1=64mm、注入口の内径D2=56mm、テーパー角θ=4°の場合における、中心のズレ量の比(d/D1)と、鋳型底部の水面変動量2σとの関係を示したグラフである。The relationship between the ratio (d / D1) of the center displacement amount and the water surface fluctuation 2σ at the bottom of the mold in the case where the inner diameter D1 of the horizontal runner is 64 mm, the inner diameter D2 of the inlet is 56 mm, and the taper angle θ is 4 ° Is a graph showing 水平湯道の内径D1=72mm、注入口の内径D2=60mm、テーパー角θ=4°の場合における、中心のズレ量の比(d/D1)と、鋳型底部の水面変動量2σとの関係を示したグラフである。The relationship between the ratio (d / D1) of the center displacement amount and the water surface fluctuation 2σ at the bottom of the mold in the case where the inner diameter D1 of the horizontal runner is 72 mm, the inner diameter D2 of the inlet is 60 mm, and the taper angle θ is 4 ° Is a graph showing 水平湯道の内径D1=64mm、注入口の内径D2=56mmで、水平湯道の内径D1の中心と注入口の内径D2の中心のズレ量d=6.4mmの場合における、注入口の拡径部のテーパー角θと、鋳型底部の水面変動量2σの関係を示したグラフである。The diameter expansion of the inlet in the case of the displacement d of the center of the inner diameter D1 of the horizontal runner and the center of the inner diameter D2 of the inlet d = 6.4 mm with the inner diameter D1 of the horizontal runner = 64 mm and the inner diameter D2 of the inlet = 56 mm It is the graph which showed the relationship between taper angle (theta) of a part, and water surface fluctuation amount 2 (sigma) of a mold bottom part. 水平湯道の内径D1=72mm、注入口の内径D2=60mmで、水平湯道の内径D1の中心と注入口の内径D2の中心のズレ量d=6.4mmの場合における、注入口の拡径部のテーパー角θと、鋳型底部の水面変動量2σの関係を示したグラフである。The diameter expansion of the inlet in the case of the displacement d of the center of the inner diameter D1 of the horizontal runner and the center of the inner diameter D2 of the inlet d = 6.4 mm with the inner diameter D1 of the horizontal runner = 72 mm and the inner diameter D2 of the inlet = 60 mm. It is the graph which showed the relationship between taper angle (theta) of a part, and water surface fluctuation amount 2 (sigma) of a mold bottom part. 水平湯道の内径D1=64mm、注入口の内径D2=56mmで、水平湯道の内径D1の中心と注入口の内径D2の中心のズレ量d=6.4mmの場合における、注入管内径と水平湯道内径の比(D0/D1)と、鋳型上部の水面変動量2σの関係を示したグラフである。In the case of the displacement d of the center of the inner diameter D1 of the horizontal runner and the center of the inner diameter D2 of the injection hole d = 6.4 mm, the horizontal diameter of the injection conduit is horizontal and horizontal It is the graph which showed the relationship between the ratio (D0 / D1) of runner internal diameter, and water surface fluctuation amount 2 (sigma) of the mold upper part. 水平湯道の内径D1=72mm、注入口の内径D2=60mmで、水平湯道の内径D1の中心と注入口の内径D2の中心のズレ量d=6.4mmの場合における、注入管内径と水平湯道内径の比(D0/D1)と、鋳型上部の水面変動量2σの関係を示したグラフである。In the case of the displacement d of the center of the inner diameter D1 of the horizontal runner and the center of the inner diameter D2 of the inlet d = 6.4 mm, the horizontal diameter of the horizontal runner is horizontal with the inner diameter of the injection tube It is the graph which showed the relationship between the ratio (D0 / D1) of runner internal diameter, and water surface fluctuation amount 2 (sigma) of the mold upper part. 鋳型の概略を模式的に示した図である。It is the figure which showed the outline of the template typically. 水モデル実験で用いる、下注造塊装置を模した実験装置の概略を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the outline of the experiment apparatus which imitated the lower casting ingot apparatus used by water model experiment. 鋳型内における水面変動を測定する方法を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the method to measure the water surface fluctuation | variation in a casting_mold | template.

以下、本発明にかかる下注造塊方法の実施形態を、図を参照して説明する。
なお、以下に説明する実施形態は、本発明を具体化した一例であって、その具体例をもって本発明の構成を限定するものではない。
本発明にかかる下注造塊方法は、鋳型6の底の内径が1000mm〜2000mmとされた鋳型6に対して、その鋳型6の底に設けられた注入口5から溶鋼7を湯道3を通じて注入しつつ溶鋼7の下注ぎ造塊を行うこととしている。
Hereinafter, an embodiment of the submersible forging method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
The embodiment described below is an example embodying the present invention, and the configuration of the present invention is not limited by the specific example.
According to the lower casting and forming method of the present invention, the molten steel 7 is passed through the runner 3 from the injection port 5 provided at the bottom of the mold 6 with respect to the mold 6 whose inner diameter at the bottom of the mold 6 is 1000 mm to 2000 mm. Under pouring and forming the molten steel 7 while pouring.

さて、鋳型6を用いて鋼塊を製造する造塊方法には、溶鋼7の注入方向の違いから「下注ぎ方式」と「上注ぎ方式」の2種類がある。上注ぎ方式は、取鍋9から溶鋼7を、鋳型6の上部の開口部より、直接鋳型6内に注ぎ込む方式である。
それに対して、「下注ぎ方式」は、図1の左側に示すように、取鍋9から上下方向に沿って設けられた注入管2に溶鋼7を注入し、その溶鋼7を水平方向を向く水平湯道4を経由して、鋳型6の底(定盤)に設けられ且つ、垂直方向を向いた注入口5に送って、その注入口5から溶鋼7を下方から上方へ噴出させるように、鋳型6内に注ぎ込む方法である。
Now, there are two types of ingot making methods for producing a steel ingot using the mold 6 from the difference in the pouring direction of the molten steel 7 into the “down pouring method” and the “up pouring method”. The upper pouring method is a method of pouring the molten steel 7 from the ladle 9 directly into the mold 6 from the opening at the top of the mold 6.
On the other hand, in the “down pouring method”, as shown on the left side of FIG. 1, molten steel 7 is injected from the ladle 9 into the injection pipe 2 provided along the vertical direction, and the molten steel 7 is directed horizontally. It is provided on the bottom (plate) of the mold 6 via the horizontal runner 4 and sent to the inlet 5 facing vertically, and the molten steel 7 is spouted from the inlet 5 from the lower side. , Pouring into the mold 6.

図1に示すように、本発明の下注造塊方法に用いる下注造塊設備1は、下注造塊方法の湯道3は、鋳型6の底内において水平方向を向く水平湯道4と、この水平湯道4に連通するとともに上下方向を向き、且つ、鋳型6内へ溶鋼7を注入する注入口5(垂直湯道)を有していて、注入口5は、湯道3における鋳型6側の端部に、上方に向けて拡径されたテーパー状の拡径部5aを有している。   As shown in FIG. 1, the lower casting forging equipment 1 used in the lower casting forging method of the present invention is a horizontal runner 4 that faces horizontally in the bottom of the mold 6. And an inlet 5 (vertical runner) for injecting the molten steel 7 into the mold 6 while communicating with the horizontal runner 4 and facing in the vertical direction, and the inlet 5 in the runner 3 At the end portion on the mold 6 side, there is provided a tapered enlarged diameter portion 5a which is expanded upward.

本実施形態の下注造塊設備1は、鋳型6の1基の注湯量が40t〜80tのインゴット鋳型6を対象としており、極厚製品の板厚と圧延比から、鋳型6の底の内径を1000mm〜2000mmとしている。
また、本実施形態の下注造塊方法においては、上述した下注造塊設備1に対して、注入口5の1個あたりの溶鋼7の注入流量Wが、1.5 t/min〜3.0t/minとなるように、鋳型6へ溶鋼7を注入している。
The sub-casting and forming equipment 1 of the present embodiment is directed to an ingot mold 6 having a pouring amount of 40 t to 80 t for one mold of the mold 6, and the inner diameter of the bottom of the mold 6 from the plate thickness and rolling ratio of extremely thick products. Is set to 1000 mm to 2000 mm.
Moreover, in the subcast ingot mass method of this embodiment, the injection flow rate W of the molten steel 7 per piece of the inlet 5 is 1.5 t / min to 3.0 t / min. The molten steel 7 is injected into the mold 6 so as to be min.

このような範囲に溶鋼7の注入流量Wを規定するのは、以下のような理由からである。すなわち、本発明は後述する水モデル実験を用いて型内剤の巻き込まれが発生するかどうかを確認している。この水モデル実験においては、注入口5の1個あたりの溶鋼7に相当する水の注入流量QM(添え字のMはモデルを表す)の範囲を、7 L/min〜13L/minとして実験を行った。 The reason for defining the injection flow rate W of the molten steel 7 in such a range is as follows. That is, the present invention uses a water model experiment described later to confirm whether or not entrapment of the in-mold agent occurs. In this water model experiment, the experiment was performed with the range of the injection flow rate Q M (subscript M represents a model) of water corresponding to the molten steel 7 per injection port 5 as 7 L / min to 13 L / min. Did.

それゆえ、この水モデル実験の水の注入流量QMを、実機における、注入口5の1個あたりの溶鋼7の注入流量QR(添え字のRは実機を表す)に換算すると、溶鋼7の注入流量Wは1.5 t/min〜3.0t/minになる。つまり、本発明では注入口5の1個あたりの溶鋼7の注入流量Wが1.5t/min〜3.0t/minの範囲において、以下の式(1)〜式(4)の関係が成立するものとしている。 Therefore, when the water injection flow rate Q M of this water model experiment is converted to the injection flow rate Q R (the subscript R represents the actual machine) of the molten steel 7 per injection port 5 in the actual machine, the molten steel 7 The injection flow rate W of 1.5 t / min to 3.0 t / min. That is, in the present invention, in the range of 1.5 t / min to 3.0 t / min of the injection flow rate W of the molten steel 7 per injection port 5, the relationships of the following formulas (1) to (4) hold And

なお、本発明が対象とする、鋳型6の1基あたりの注湯量は、上述したように40〜80tであるため、鋳造時間の範囲を約14分〜50分に規定することもできる。
図3に示すように、本実施形態においては、水平湯道4の内径D1[mm]と、拡径部5aの下端側における注入口5の内径D2[mm]との関係が、式(1)で示す範囲を満たすこととしている。
In addition, since the pouring amount per 1 set of the molds 6 which this invention makes object is 40-80t as mentioned above, the range of casting time can also be prescribed | regulated to about 14 minutes-50 minutes.
As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the relationship between the inner diameter D1 [mm] of the horizontal runner 4 and the inner diameter D2 [mm] of the inlet 5 at the lower end side of the enlarged diameter portion 5a is It is assumed that the range shown in) is satisfied.

6.437×W+0.741×D1−10.849≦D2≦D1 ・・・(1)
ただし、W:鋳型1基あたりの溶鋼の注入流量[t/min]である。
詳しくは、鋳型6の1基あたりの溶鋼7の注入流量Wとは、取鍋9の底部に備えられているノズルから注入管2に注入される溶鋼7が分岐された水平湯道に入り鋳型内に注入される溶鋼の流量であって、ノズルに設けられているスライドバルブによって、溶鋼7の流量が制御される。
6. 437 × W + 0.741 × D1-10.849 ≦ D2 ≦ D1 (1)
However, W: injection flow rate of molten steel per mold [t / min].
More specifically, the injection flow rate W of the molten steel 7 per mold 6 is a horizontal runner where the molten steel 7 injected from the nozzle provided at the bottom of the ladle 9 into the injection pipe 2 is branched and enters the mold The flow rate of the molten steel 7 injected into the inside is controlled by the slide valve provided at the nozzle, and the flow rate of the molten steel 7 is controlled.

ここで、鋳型内への注入流(噴出流)の拡散について、説明する。
図1Aに示すように、水平湯道4と注入口5において、溶鋼7の流れが、水平方向から垂直方向に切り替わる部位において、水平湯道4の中心と、注入口5の中心とをずらすことにより注入流に渦(旋回流)が付与され、拡径部5aでテーパー状に沿って旋回流が付与された注入流が広がってゆき、それにより鋳型6の内部への噴出流(注入流)を弱めることができることを、本願発明者らは知得した。つまり、噴出流の拡散には、溶鋼の流れ、特に溶鋼が旋回するように流れることが大きく関与することを知見した。
Here, the diffusion of the injection flow (jet flow) into the mold will be described.
As shown in FIG. 1A, in the horizontal runner 4 and the inlet 5, the center of the horizontal runner 4 and the center of the inlet 5 are shifted at the portion where the flow of the molten steel 7 switches from the horizontal direction to the vertical direction. The vortices (swirling flow) are imparted to the pouring flow, and the spouting flow to which the swirling flow is imparted spreads along the tapered shape in the enlarged diameter portion 5a, whereby the jet flow (pouring flow) into the interior of the mold 6 The present inventors have learned that it is possible to weaken That is, it has been found that the flow of molten steel, in particular the flow of molten steel so as to swirl, is greatly involved in the diffusion of the jet flow.

なお、図1Aの右図は、同図中の左図に示す鋳型のA部を拡大した図であって、注入口5の拡径部5aを設けた図である。
式(1)に示すように、注入口5の内径D2を、水平湯道4の内径D1と同じ径あるいは少し小径に設定し、水平湯道と注入口の中心を所定量ずらした場合、注入流に旋回流が付与され且つ、鋳型6の上方に向かって広がってゆく作用効果が発現することとなる。
The right view of FIG. 1A is an enlarged view of a portion A of a mold shown in the left view of the same view, and is a view in which the enlarged diameter portion 5a of the injection port 5 is provided.
As shown in the equation (1), when the inner diameter D2 of the inlet 5 is set to the same diameter as the inner diameter D1 of the horizontal runner 4 or a small diameter, and the centers of the horizontal runner and the inlet are shifted by a predetermined amount, A swirling flow is imparted to the flow, and an effect of spreading to the upper side of the mold 6 is developed.

しかし、注入口5の内径D2を、水平湯道4の内径D1より大きい径に設定する(式(1)を満たさない)と、注入口5の中心と水平湯道4の中心のズレによって生じた渦の発生が弱まってしまうこととなる。つまり、注入流に旋回流が付与されない。
一方で、注入口5の内径D2を、式(1)の左辺の値より小さい径に設定する(式(1)を満たさない)と、注入口5の内径が細くなりすぎるので、鋳型6内に噴出する注入流の上向きの流速が増加してしまい、渦発生による注入流の分散効果がなくなってしまう。
However, when the inner diameter D2 of the inlet 5 is set to a diameter larger than the inner diameter D1 of the horizontal runner 4 (does not satisfy the equation (1)), the difference occurs between the center of the inlet 5 and the center of the horizontal runner 4 Generation of the vortex will be weakened. That is, no swirling flow is imparted to the injection flow.
On the other hand, if the inner diameter D2 of the inlet 5 is set to a diameter smaller than the value of the left side of the equation (1) (does not satisfy the equation (1)), the inner diameter of the inlet 5 becomes too thin. The upward flow velocity of the injection flow spouting into the nozzle increases, and the dispersion effect of the injection flow due to the generation of vortices disappears.

注入口5の内径D2の下限の値については、溶鋼7の注入流量Wが増加すると、それに伴って、注入口5の内径D2も大きくする必要がある。また、水平湯道4の内径D1の拡径によっても、注入口5の内径D2を大きくする必要がある。
また、本実施形態においては、注入口5の内径D2の中心と、水平湯道4の内径D1の中心のズレ量d[mm]が、式(2)で示す範囲を満たすこととしている。
As for the lower limit value of the inner diameter D2 of the inlet 5, as the injection flow rate W of the molten steel 7 increases, it is necessary to increase the inner diameter D2 of the inlet 5 accordingly. Further, also by the diameter expansion of the inner diameter D1 of the horizontal runner 4, it is necessary to make the inner diameter D2 of the inlet 5 larger.
Further, in the present embodiment, the shift amount d [mm] of the center of the inner diameter D2 of the inlet 5 and the center of the inner diameter D1 of the horizontal runner 4 satisfies the range shown by the equation (2).

0.08×D1≦d≦0.5×D1 ・・・(2)
注入口5の内径D2の中心と、水平湯道4の内径D1の中心とのズレ量dとは、例えば、図1BのA−A矢視図に示すように、注入口5の内径D2の中心を含む上下方向の軸(中心軸)が、水平湯道4の内径D1の中心を含む上下方向の軸(中心軸)に対して、水平方向にずらした量のことである。
0.08 × D1 ≦ d ≦ 0.5 × D1 (2)
The shift amount d between the center of the inner diameter D2 of the inlet 5 and the center of the inner diameter D1 of the horizontal runner 4 is, for example, as shown in the arrow AA of FIG. 1B. The vertical axis (central axis) including the center is the amount shifted in the horizontal direction with respect to the vertical axis (central axis) including the center of the inner diameter D1 of the horizontal runner 4.

すなわち、注入口5の内径D2の中心と、水平湯道4の内径D1の中心は、上下方向において、同一直線上にさせていない。
式(2)を設定する理由としては、注入口5の内径D2の中心と、水平湯道4の内径D1の中心とのズレ量dが、(0.08×D1)より小さくなってしまうと、渦の発生がほとんど生じない。つまり、式(2)を満たさないと、注入流に旋回流が付与されない。なお以降、単に、中心のズレ量dと呼ぶこととする。
That is, the center of the inner diameter D2 of the inlet 5 and the center of the inner diameter D1 of the horizontal runner 4 are not aligned in the vertical direction.
The reason for setting the equation (2) is that if the deviation amount d between the center of the inner diameter D2 of the inlet 5 and the center of the inner diameter D1 of the horizontal runner 4 becomes smaller than (0.08 × D1) There is almost no occurrence of That is, if the equation (2) is not satisfied, the swirl flow is not imparted to the injection flow. Hereinafter, it is simply referred to as the center deviation amount d.

また、中心のズレ量dが(0.5×D1)より大きくなってしまうと、注入口5に設けられている耐火煉瓦と、水平湯道4に設けられている耐火煉瓦との接合部の面積が減少してしまい、注入口5への注入流の流速が増加することとなる。つまり、式(2)を満たさないと、渦発生による注入流の分散効果がなくなってしまう。
さらに、本実施形態においては、注入口5内において上方に向かって開く形状とされた拡径部5aの開き角度θ、すなわち上下方向における拡径部5aのテーパー角θ、が式(3)で示す範囲を満たすこととしている。
In addition, when the amount of deviation d at the center becomes larger than (0.5 × D1), the area of the joint between the refractory brick provided in the inlet 5 and the refractory brick provided in the horizontal runner 4 becomes It will decrease and the flow rate of the injection flow to the inlet 5 will increase. That is, if the equation (2) is not satisfied, the dispersion effect of the injection flow due to the generation of the vortex disappears.
Furthermore, in the present embodiment, the opening angle θ of the enlarged diameter portion 5a having a shape that opens upward in the injection port 5, that is, the taper angle θ of the enlarged diameter portion 5a in the vertical direction is It is supposed to satisfy the range shown.

2°≦θ≦8° ・・・(3)
式(3)を設定する理由としては、鋳型6内に溶鋼7を注入する際、鋳型6内に噴出しすぎないように、注入流の速度を低下させて注入する必要がある。その対応策として、図1Bに示すように、周囲に煉瓦が設けられている注入口5の内径を上方に行くほど広げる形状とすることとしている。つまり、注入口5に拡径部5aを設けるようにしている。
2 ° ≦ θ ≦ 8 ° (3)
As the reason for setting the equation (3), when the molten steel 7 is injected into the mold 6, it is necessary to lower the injection flow rate and inject so as not to blow too much into the mold 6. As a countermeasure, as shown in FIG. 1B, the inside diameter of the injection port 5 provided with bricks in the periphery is made wider as it goes upward. That is, the enlarged diameter portion 5 a is provided in the injection port 5.

この注入口5に設けられている拡径部5aのテーパー角θを、2°以上にすると、盛り上がり高さが低下する効果がある。
しかしながら、テーパー角θが8°を上回る傾斜としてしまうと、注入流が拡径部5aの内周壁から剥離してしまい、テーパー角に沿って広がらなくなる。つまり、式(3)を満たさないと、渦発生による注入流の分散効果がなくなってしまう。
If the taper angle θ of the enlarged diameter portion 5a provided in the injection port 5 is 2 ° or more, the height of the raised portion is reduced.
However, if the taper angle θ is greater than 8 °, the injection flow is separated from the inner peripheral wall of the enlarged diameter portion 5a and does not spread along the taper angle. That is, if the equation (3) is not satisfied, the dispersion effect of the injection flow due to the generation of the vortex disappears.

さらに、本実施形態においては、水平湯道4に取鍋9から溶鋼を供給する注入管2の内径をD0[mm]とした場合に、注入管2の内径D0と、水平湯道4の内径D1との間に、式(4)で示す関係が成立することとしている。
1.8×D1≦D0≦2.5×D1 ・・・(4)
式(4)を設定する理由は、コストアップや歩留低下を防止しつつ、注入管2に巻き込まれたArガスが鋳型6内に持ち込まれないようにするためである。
Furthermore, in the present embodiment, when the inner diameter of the injection pipe 2 for supplying the molten steel from the ladle 9 to the horizontal runner 4 is D0 [mm], the inner diameter D0 of the injection pipe 2 and the inner diameter of the horizontal runner 4 The relationship shown by equation (4) is established between D1 and D1.
1.8 × D1 ≦ D0 ≦ 2.5 × D1 (4)
The reason for setting Formula (4) is to prevent Ar gas caught in the injection pipe 2 from being brought into the mold 6 while preventing cost increase and yield decrease.

すなわち、注入流量が1.5 t/min〜3.0t/minの範囲では、注入管2の内径D0を水平湯道4の内径D1の1.8倍未満とすると、水平湯道4に比べて注入管2が細いものとなるため、注入管2内における溶湯の下降流が大きくなり、注入管2に巻き込まれたArガスが鋳型6内に持ち込まれる可能性がある。また、注入管2の内径D0を水平湯道4の内径D1の2.5倍より大きくしても、Arガスの巻き込み防止効果はほとんど変わらないため、内径D0をそれ以上大きくしても注入管2の耐火物が大きくなり、コストアップになる。また、注入管2内の鋼の分だけ歩留が悪化することになる。   That is, when the inner diameter D0 of the injection pipe 2 is less than 1.8 times the inner diameter D1 of the horizontal runner 4 in the injection flow rate range of 1.5 t / min to 3.0 t / min, the injection pipe 2 is smaller than the horizontal runner 4 Since it becomes thin, the downward flow of the molten metal in the injection pipe 2 becomes large, and Ar gas caught in the injection pipe 2 may be brought into the mold 6. Further, even if the inner diameter D0 of the injection pipe 2 is larger than 2.5 times the inner diameter D1 of the horizontal runner 4, the effect of preventing Ar gas entrapment is almost the same. Refractory materials become large and cost increases. In addition, the yield will be deteriorated by the amount of steel in the injection pipe 2.

次に、本発明にかかる下注造塊方法について、具体的に説明することとする。
まず、注入流による、溶鋼7への型内剤8の巻き込みの限界値の決定について、説明する。
図4に示すように、従来の形状のノズル20を使用して70t鋼塊の下注造塊を行った場合、注入口5の1個あたりの溶鋼7の注入流量(注湯流量)Wを1.4t/min以下とすると、特に超音波欠陥は認められなかった。ところが、注入口5の1個あたりの溶鋼7の注入流量Wを1.5t/min以上とすると、鋼塊のボトム部において、型内剤8の巻き込みによる超音波欠陥が認められた。この超音波欠陥については、鋼塊を40mm厚に圧延し、鋼塊のボトム部から上方へ500mmに相当する範囲内に生じている超音波欠陥の個数を計測する超音波試験で評価した。
Next, the sub-casting method according to the present invention will be specifically described.
First, the determination of the limit value of the inclusion of the in-mold agent 8 into the molten steel 7 by the injection flow will be described.
As shown in FIG. 4, when the lower casting mass of 70 t steel ingot is performed using the nozzle 20 of the conventional shape, the injection flow rate (pouring flow rate) W of the molten steel 7 per injection port 5 In the case of 1.4 t / min or less, no ultrasonic defect was particularly recognized. However, when the injection flow rate W of the molten steel 7 per injection port 5 is 1.5 t / min or more, ultrasonic defects due to the inclusion of the in-mold agent 8 were observed at the bottom of the steel ingot. The ultrasonic defects were evaluated by an ultrasonic test in which a steel ingot was rolled to a thickness of 40 mm, and the number of ultrasonic defects generated in a range corresponding to 500 mm upward from the bottom of the steel ingot was measured.

なお、超音波試験で使用した測定機器については以下の通りである。
探傷器については、型番UI-25(菱電湘南エレクトロニクス株式会社製)のデジタル超音波探傷器を使用し、探傷子については、型番2C30Nを使用した。また、探傷感度については、標準試験片(STB-G V15-2.8(JIS))を使用し、疵エコー高さ80%で設定した。
また、図5に示すように、上述した鋼塊のボトム部と同様に、トップ部についても超音波試験により超音波欠陥の個数を計測した。つまり、鋳造の後期においては、湯面が上昇して鋳型の押し湯部直下に達した時に、溶湯中に巻き込まれたアルゴンガス気泡が最大に膨張し破裂する。このとき、気泡の破裂による湯面変動も最大になる。そこで、鋼塊のトップ部については、超音波試験は鋼塊上部を40mm厚に圧延し、超音波欠陥の個数を計測する超音波試験で評価した。なお、鋼塊のトップ部とは、鋳型底部から1800〜2200mmに相当する範囲のことである。
The measuring equipment used in the ultrasonic test is as follows.
For the flaw detector, a digital ultrasonic flaw detector of model number UI-25 (manufactured by Ryoden Shonan Electronics Co., Ltd.) was used, and for a flaw detector, model number 2C30N was used. In addition, the flaw detection sensitivity was set using a standard test piece (STB-G V15-2.8 (JIS)) at a ridge echo height of 80%.
Further, as shown in FIG. 5, the number of ultrasonic defects was also measured for the top portion by the ultrasonic test, as in the case of the bottom portion of the steel ingot described above. That is, at the late stage of casting, when the surface of the molten metal rises and reaches just below the pouring portion of the mold, argon gas bubbles caught in the molten metal expand and burst at the maximum. At this time, the surface fluctuation due to the bubble burst is also maximized. Therefore, with respect to the top portion of the steel ingot, the ultrasonic test was evaluated by an ultrasonic test in which the upper portion of the steel ingot was rolled to a thickness of 40 mm and the number of ultrasonic defects was measured. In addition, the top part of a steel ingot is a range corresponded to 1800-2200 mm from a mold bottom part.

鋼塊のトップ部においても、型内剤8の巻き込みによる超音波欠陥が認められた。つまり、注入口5の1個あたりの溶鋼7の注入流量(注湯流量)Wを1.4t/min以下とすると、特に超音波欠陥は認められなかったが、注入流量(注湯流量)Wを1.4t/minより大きくすると、超音波欠陥が認められるようになる。このことから、鋼塊のボトム部でもトップ部でも、注入流量(注湯流量)Wを1.4 t/min以下とすれば、型内剤8の巻き込みによる超音波欠陥は発生しなくなると判断される。   Also at the top of the steel ingot, ultrasonic defects due to the inclusion of the in-mold agent 8 were observed. That is, when the injection flow rate (pouring flow rate) W of molten steel 7 per injection port 5 is 1.4 t / min or less, ultrasonic defects are not particularly recognized, but the injection flow rate (pouring flow rate) W is If it is larger than 1.4 t / min, ultrasonic defects will be recognized. From this, it is judged that no ultrasonic defects due to the inclusion of the in-mold agent 8 will occur if the injection flow rate (pouring flow rate) W is set to 1.4 t / min or less at the bottom and the top of the steel ingot. .

一方、後述する水モデル実験を行えば、鋳型に対する注湯流量と、注入口直上の水面の湯面変動量2σとの関係を調査することができる。
例えば、図5は、鋼塊のボトム部、言い換えれば鋳造の初期における、水モデル実験における注入流量を実機における注湯流量に換算した湯面変動量2σとの関係を示したものである。図5を見ると、水面の変動量は注湯流量の増加とともに増加する。ここで、図3の結果から超音波欠陥が生じなかった注入口5の流量は1.4t/min以下であるので、図中に注湯流量が1.4t/minの境界線を引き、注湯流量が1.4t/min以下となる水面の変動量2σの値を見ると、2σの値は32mmとなる。よって、水面高さの変動量2σが32mm以下となる場合には、超音波欠陥は生じない(型内剤の巻き込み問題も生じない)と判断した。
On the other hand, if a water model experiment to be described later is performed, it is possible to investigate the relationship between the pouring flow rate to the mold and the amount 2σ of fluctuation in the surface of the water immediately above the inlet.
For example, FIG. 5 shows the relationship between the bottom portion of steel ingot, in other words, the molten metal surface fluctuation amount 2σ obtained by converting the injection flow rate in the water model test into the pouring flow rate in an actual machine at the initial stage of casting. Referring to FIG. 5, the fluctuation amount of the water surface increases with the increase of the pouring flow rate. Here, since the flow rate of the injection port 5 in which the ultrasonic defect did not occur is 1.4 t / min or less from the result of FIG. 3, the pouring flow rate draws a boundary line of 1.4 t / min in the figure, If we look at the value of the amount of fluctuation 2σ of the water surface, where is less than 1.4 t / min, the value of 2σ is 32 mm. Therefore, it was judged that ultrasonic defects do not occur (the problem of entrapment of the in-mold agent does not occur) when the fluctuation amount 2σ of the water surface height is 32 mm or less.

また、図5同様に、図6も鋼塊のトップ部、言い換えれば鋳型6底部から1800〜2200mmに相当する範囲内における、注湯流量と湯面変動量2σとの関係を示したものである。図6を見ると、図5同様、注湯流量が1.4t/min以下となる水面の変動量2σの値を見ると、2σの値は32mmとなる。このことから、鋼塊のボトム部でも、鋼塊のトップ部でも、水面高さの変動量2σが32mm以下となる場合には、超音波欠陥が生じる心配はなく、型内剤の巻き込み問題も生じないと判断した。   Further, similarly to FIG. 5, FIG. 6 also shows the relationship between the pouring flow rate and the surface level variation 2σ within the range equivalent to 1800 to 2200 mm from the top of the steel ingot, in other words, from the bottom of the mold 6. . Looking at FIG. 6, similarly to FIG. 5, when looking at the value of the fluctuation amount 2σ of the water surface at which the pouring flow rate is 1.4 t / min or less, the value of 2σ is 32 mm. From this fact, there is no concern that ultrasonic defects will occur when the water surface height variation amount 2σ is 32 mm or less at the bottom of the steel ingot or at the top of the steel ingot, and the problem of mold entrapment is also included. I decided not to occur.

なお、実際の鋳造においては、型内剤8は、パウダー状とされており、ビニール袋にくるまれ、さらにそのビニール袋の上から厚紙(厚手の封筒に使用されるような紙材)でくるまれたものである。このような、袋・紙材などにくるまれた型内剤8は、針金で縛られて、鎖で鋳型6上端からぶら下げられる。
このような型内剤には、例えば表1に示すような成分組成のものを用いることができる。この表1の型内剤は、粉末状であり、1090〜1210℃で軟化する。なお、型内剤の軟化とは、アルミナ製の耐火物容器内で加熱した時、試料表面の粉末がなくなり丸く膨らんだ状態となった場合をいう。
In the actual casting, the in-mold agent 8 is in the form of powder, is wrapped in a plastic bag, and is wrapped with a thick paper (a paper material used for thick envelopes) from above the plastic bag. It is Such an in-mold agent 8 wrapped in a bag, paper or the like is tied with a wire and is hung from the upper end of the mold 6 by a chain.
As such a mold internal agent, one having a component composition as shown in Table 1 can be used, for example. The in-mold agent of Table 1 is powdery and softens at 1090 to 1210 ° C. The softening of the in-mold agent means the case where the powder on the surface of the sample disappears and is in a bulging state when heated in a refractory container made of alumina.

溶鋼7注入前に、袋・紙材などにくるまれた型内剤8を鋳型6底から100mm〜200mm上方の位置にセットする。そして、溶鋼7が鋳型6内に注入されると、溶鋼7の熱によって型内剤8が加熱され、厚紙とビニールが加熱されて先に燃え、その後型内剤8が鋳型6内へ落下することとなる。
このような手順で、鋳型6内にパウダー状の型内剤8が添加されて、鋳造が開始される。
Before pouring the molten steel 7, the mold interior agent 8 wrapped in a bag, paper or the like is set at a position 100 mm to 200 mm above the bottom of the mold 6. Then, when the molten steel 7 is injected into the mold 6, the in-mold agent 8 is heated by the heat of the molten steel 7, the cardboard and the vinyl are heated and burnt first, and then the in-mold agent 8 falls into the mold 6. It will be.
In such a procedure, the powdery in-mold agent 8 is added to the mold 6 to start casting.

また、上述した水モデル実験は、以降に示すようなやり方で行った。なお、この水モデル実験結果については実機に換算した注湯流量、湯面変動量、長さを用いて示している。
まず、水面変動量2σを測定する方法について説明する。
この水面変動量2σの測定は、鋳型6を模した容器内の水面変動を、超音波式変位センサー10により行うものとなっている。水面変動量2σを測定する点としては、注入口5の直上、及び、注入口5(鋳型6の内壁から実寸で820mm離れた位置)と、鋳型6壁の中間位置(鋳型6の内壁から実寸で200mm離れた位置)の2点(鋳型6内の中心部と端部)とした。
In addition, the water model experiment described above was conducted in the manner as shown below. In addition, about this water model test result, it has shown using the pouring flow volume, the amount of hot water surface variation, and length which were converted into the real machine.
First, a method of measuring the water surface fluctuation 2σ will be described.
In the measurement of the water surface fluctuation amount 2σ, the water surface fluctuation in the container simulating the mold 6 is performed by the ultrasonic displacement sensor 10. As points to measure the water surface fluctuation 2σ, the position immediately above the injection port 5, and the injection port 5 (a position 820 mm away from the inner wall of the mold 6) and the middle position of the mold 6 wall (from the inner wall of the mold 6) And two points (center and end in the mold 6).

図8に、鋳型6の1基あたりの溶鋼7の注入流量Wを2.46t/minとし、溶鋼7と見立てた水を容器(鋳型6)内へ注入したときの水面変動の状況を示した。なお、図8は、鋳造初期段階における鋳型6内の水面変動を撮像した検証画像である。また、注入管2の内径D0を水平湯道の内径D1で除した内径比(D0/D1)が1.39の場合である。
図8中の左側画像は、偏心(D2の中心とD1の中心のズレなし)も拡径もしていない、従来ノズル20(水平湯道の内径D1=72mmφ、注入口5の内径D2=72mmφ、図15の左図参照)を使用した時における、鋳型6内の水面変動の状況を示した画像である。
FIG. 8 shows the water surface fluctuation state when water assumed to be the molten steel 7 was injected into the container (the mold 6) with the injection flow rate W of the molten steel 7 per mold of the mold 6 being 2.46 t / min. In addition, FIG. 8 is a verification image which imaged the water surface fluctuation | variation in the casting_mold | mold 6 in the early stage of casting. The inner diameter ratio (D0 / D1) obtained by dividing the inner diameter D0 of the injection pipe 2 by the inner diameter D1 of the horizontal runner is 1.39.
The left image in FIG. 8 shows that the conventional nozzle 20 (inside diameter D1 of horizontal runner D = 72 mm.phi., Inside diameter D2 of the inlet 5 = 72 mm.phi.) Without eccentricity (no deviation between the center of D2 and the center of D1) or diameter expansion. It is the image which showed the condition of the water surface variation in the casting_mold | mold 6, when using the left figure of FIG. 15).

図8中の右側画像は、注入口5を細くし、偏心(D2の中心とD1の中心のズレ有り)と拡径した(拡径部5aを有する)本発明の改善ノズル5(水平湯道4の内径D1=72mmφ、注入口5の内径D2=60mmφ、中心のズレ量d=6.4mm、テーパー角θ=4°、図15の右図参照)を使用した時における、鋳型6内の水面変動の状況を示した画像である。
図8を参照すると、水平湯道4の内径D1の中心に対して、注入口5の内径D2の中心を偏心させ、且つ、上方に向かって広げた拡径部5aを有する、改善ノズル(本発明の注入口5)を使用することにより、溶鋼7注入の初期段階において、ノズルの直上での注入流の盛り上がりが減少していることがわかる。つまり、本発明の注入口5を使用すると、後述するように注入管2の内径D0を水平湯道の内径D1で除した内径比(D0/D1)が1.8未満であっても鋳型6内の水面変動を減少させることができる。
The right image in FIG. 8 shows the improved nozzle 5 (horizontal runner) of the present invention (having an enlarged diameter portion 5 a) by narrowing the inlet 5 and expanding the eccentricity (there is a gap between the center of D 2 and the center of D 1) The water surface in the mold 6 when using the inner diameter D1 of 4 = 72 mmφ, the inner diameter D2 of the inlet 5 = 60 mmφ, the shift amount d of the center = 6.4 mm, the taper angle θ = 4 ° (see the right figure in FIG. 15) It is the image which showed the condition of change.
Referring to FIG. 8, an improvement nozzle (an improved nozzle having an enlarged diameter portion 5 a which is eccentric to the center of the inner diameter D 2 of the inlet 5 with respect to the center of the inner diameter D 1 of the horizontal runner 4 and expanded upward) By using the injection port 5) of the invention, it can be seen that the buildup of the injection flow immediately above the nozzle is reduced at the initial stage of the injection of the molten steel 7. That is, when the injection port 5 of the present invention is used, as described later, even if the inside diameter ratio (D0 / D1) obtained by dividing the inside diameter D0 of the injection pipe 2 by the inside diameter D1 of the horizontal runner is less than 1.8, Water surface fluctuations can be reduced.

図9に、従来ノズル20を用いて溶鋼7と見立てた水を注入した際に、鋳型6内の中心部において水面変動を測定した結果を示す。図10に、従来ノズル20を用いて溶鋼7と見立てた水の注入を実施した際に、鋳型6内の端部において水面変動を測定した結果を示す。
図11に、改善ノズル5を用いて溶鋼7と見立てた水を注入した際に、鋳型6内の中心部において水面変動を測定した結果を示す。図12に、改善ノズル5を用いて溶鋼7と見立てた水の注入を実施した際に、鋳型6内の端部において水面変動を測定した結果を示す。なお、図9、図10、図11、及び図12の実験条件については、図8に示す検証画像の場合と同じである。
FIG. 9 shows the result of measuring the water surface fluctuation at the central portion in the mold 6 when the water assumed to be the molten steel 7 was injected using the conventional nozzle 20. FIG. 10 shows the result of measuring the water surface fluctuation at the end portion in the mold 6 when the injection of water assumed to be the molten steel 7 is performed using the conventional nozzle 20.
FIG. 11 shows the result of measurement of water surface fluctuation at the center of the mold 6 when water assumed to be the molten steel 7 was injected using the improvement nozzle 5. FIG. 12 shows the result of measuring the water surface fluctuation at the end of the mold 6 when the improvement nozzle 5 is used to inject water regarded as the molten steel 7. The experimental conditions in FIGS. 9, 10, 11, and 12 are the same as in the case of the verification image shown in FIG.

図11に示すように、改善ノズル5を用いて溶鋼7と見立てた水の注入を実施した場合、図9に示す従来ノズル20を用いて溶鋼7と見立てた水の注入を実施した結果と比較して、特に鋳型6内の中心部、すなわち注入口5の直上における水面変動が小さくなっていることがわかる。また、図10と図12を比較すると、鋳型6内の端部においても、改善ノズル5を用いた場合の方が水面変動が小さくなっていることがわかる。   As shown in FIG. 11, when the injection of water regarded as molten steel 7 is carried out using the improvement nozzle 5, the result is compared with the result of the injection of water regarded as molten steel 7 using the conventional nozzle 20 shown in FIG. Thus, it can be seen that the water level fluctuation particularly in the center of the mold 6, that is, just above the inlet 5 is reduced. Moreover, when FIG. 10 and FIG. 12 are compared, also in the edge part in the casting_mold | mold 6, it turns out that the water surface fluctuation | variation is smaller when the improvement nozzle 5 is used.

つまり、注入口5の内径D2の中心を、水平湯道4の内径D1の中心に対して偏心させ、且つ、上方に向かって広げた拡径部5aを備えると、水面変動の抑制効果が顕著である。
続いて、注入口5から噴出される注入流による、鋳型6内の各水面高さにおける水面変動量2σを測定する方法について説明する。
注入口5の直上における水面の変動については、0.1sec(実機では0.2sec相当)間隔で測定した。一方で、注入口5と鋳型6壁の中間位置で測定された水面変動については、0.1sec(実機では0.2sec相当)間隔で測定し、時間平均した値から水面の上昇速度を求め、各時間における水面位置(鋳型6底からの距離)を求めた。
That is, when the center of the inner diameter D2 of the inlet 5 is eccentric to the center of the inner diameter D1 of the horizontal runner 4 and the enlarged diameter portion 5a is expanded upward, the effect of suppressing the water surface fluctuation is remarkable. It is.
Subsequently, a method of measuring the water surface fluctuation amount 2σ at each water surface height in the mold 6 by the injection flow spouted from the injection port 5 will be described.
The fluctuation of the water surface immediately above the inlet 5 was measured at intervals of 0.1 sec (corresponding to 0.2 sec in an actual machine). On the other hand, the water surface fluctuation measured at the middle position between the inlet 5 and the mold 6 wall is measured at intervals of 0.1 sec (corresponding to 0.2 sec in actual equipment), and the rising speed of the water surface is obtained from the time averaged value. The water surface position (the distance from the bottom of the mold 6) was determined.

また、激しく変動している注入口5の直上における水面の瞬間高さと、鋳型端部で測定された各時間における水面位置の平均値との差の標準偏差σの2倍を、水面変動量2σとした。
図13に、従来ノズル20(図15左図参照)を用いた場合における、注入口直上の水面変動量と、鋳型6底からの水面高さの関係の一例を示す(図9、図10に対応)。図14に、改善ノズル5(図15右図参照)を用いた場合における、注入口直上の水面変動量と、鋳型6底からの水面高さの関係の一例を示す(図11、図12に対応)。
In addition, the surface level variation 2σ is twice the standard deviation σ of the difference between the instantaneous height of the water surface immediately above the inlet 5 that is fluctuating rapidly and the average value of the water surface position at each time measured at the mold end. And
FIG. 13 shows an example of the relationship between the water surface fluctuation directly above the inlet and the water surface height from the bottom of the mold 6 when using the conventional nozzle 20 (see FIG. 15 left drawing) (FIGS. 9 and 10) Correspondence). FIG. 14 shows an example of the relationship between the water surface fluctuation amount immediately above the inlet and the water surface height from the bottom of the mold 6 when the improvement nozzle 5 (see FIG. 15 right drawing) is used (FIGS. 11 and 12) Correspondence).

図14に示すように、改善ノズル5を用いて溶鋼7を注入すると、図13に示す従来ノズル20の使用に対して、水面変動が大幅に小さくなっていることがわかる。なお、この実験結果には多少のバラつきがあるので、実験条件ごとに3回繰り返した結果から平均の2σを求め、その2σを水面変動量としてノズル(注入口5)の効果を評価した。
次いで、水平湯道4の内径D1、注入口5の内径D2、鋳型6の1基あたりの溶鋼7の注入流量W、及び、湯面変動量2σの関係について説明する。以降、水モデルの場合も単に湯面変動量2σと呼ぶ。
As shown in FIG. 14, when the molten steel 7 is injected using the improvement nozzle 5, it is understood that the water surface fluctuation is significantly reduced compared to the use of the conventional nozzle 20 shown in FIG. 13. Since there are some variations in the experimental results, an average of 2σ was obtained from the results repeated three times for each experimental condition, and the effect of the nozzle (injection port 5) was evaluated using the 2σ as the amount of water surface fluctuation.
Next, the relationship between the inner diameter D1 of the horizontal runner 4, the inner diameter D2 of the injection port 5, the injection flow rate W of the molten steel 7 per mold 6 and the amount of fluctuation of molten metal level 2σ will be described. Hereinafter, in the case of the water model, it is also simply referred to as the hot-water level variation 2σ.

水モデル実験を実施してみると、鋳型6内であって、注入口5の直上における水面高さの湯面変動量2σが32mm以下となるように、偏心と拡径させた条件下(中心のズレ量d=6.4mm、拡径部5aのテーパー角θ=4°)の改善ノズル5を使用しても、鋳型6の1基あたりの溶鋼7の注入流量Wや、水平湯道4の内径D1と注入口5の内径D2の値によっては、注入口5の直上における水面高さの湯面変動量2σが、32mm以下を、必ずしも満足しないことがわかった。   When a water model experiment is conducted, the condition in which eccentricity and diameter expansion are performed so that the amount of molten metal fluctuation 2σ in the water surface height just above the injection port 5 becomes 32 mm or less in the mold 6 (center The injection flow rate W of molten steel 7 per mold 6 or horizontal runner 4 even if the improvement nozzle d of the amount of deviation d = 6.4 mm and the taper angle θ = 4 ° of the enlarged diameter portion 5 a) is used. It has been found that depending on the values of the inner diameter D1 and the inner diameter D2 of the injection port 5, the surface level fluctuation amount 2σ of the water level just above the injection port 5 does not necessarily satisfy 32 mm or less.

そこで、鋳型6の1基あたりの溶鋼7の注入流量W、並びに、水平湯道4の内径D1と注入口5の内径D2を変化させて、検証実験を行った。
この検証実験では、水の注入流量QMを、7L/min,9L/min,11L/min,13L/minと変化させた。この値を実機に換算すると、鋳型6の1基あたりの溶鋼7の注入流量Wが、1.57t/min,2.02t/min,2.46t/min,2.91t/minに相当するものとなる。
Therefore, a verification experiment was performed by changing the injection flow rate W of the molten steel 7 per mold 6 and the inner diameter D1 of the horizontal runner 4 and the inner diameter D2 of the injection port 5.
In this verification experiment, the injection flow rate Q M of water was changed to 7 L / min, 9 L / min, 11 L / min, and 13 L / min. When this value is converted into an actual machine, the injection flow rate W of the molten steel 7 per one mold 6 corresponds to 1.57 t / min, 2.02 t / min, 2.46 t / min, and 2.91 t / min.

図23〜図26に、上記の検証実験の結果を示す。
図23は、水平湯道4の内径D1=56mmφの場合における、湯面変動量2σが32mmを超えない、鋳型6の1基あたりの溶鋼7の注入流量Wと、注入口5の内径D2の関係を示したグラフである。図24は、水平湯道4の内径D1=64mmφの場合における、湯面変動量2σが32mmを超えない、鋳型6の1基あたりの溶鋼7の注入流量Wと、注入口5の内径D2の関係を示したグラフである。
23 to 26 show the results of the above-mentioned verification experiment.
FIG. 23 shows the injection flow rate W of molten steel 7 per mold 6 and the inner diameter D2 of the injection port 5 when the molten metal level variation 2σ does not exceed 32 mm in the case of the internal diameter D1 = 56 mmφ of the horizontal runner 4. It is the graph which showed the relation. FIG. 24 shows the injection flow rate W of molten steel 7 per mold 6 and the inner diameter D2 of the injection port 5 when the molten metal level variation 2σ does not exceed 32 mm in the case of the inner diameter D1 = 64 mmφ of the horizontal runner 4. It is the graph which showed the relation.

図25は、水平湯道4の内径D1=72mmφの場合における、湯面変動量2σが32mmを超えない、鋳型6の1基あたりの溶鋼7の注入流量Wと、注入口5の内径D2の関係を示したグラフである。図26は、水平湯道4の内径D1=80mmφの場合における、湯面変動量2σが32mmを超えない、鋳型6の1基あたりの溶鋼7の注入流量Wと、注入口5の内径D2の関係を示したグラフである。   FIG. 25 shows the injection flow rate W of molten steel 7 per mold 6 and the inner diameter D2 of the injection port 5 when the molten metal level variation 2σ does not exceed 32 mm when the internal diameter D1 of the horizontal runner 4 is 72 mmφ. It is the graph which showed the relation. FIG. 26 shows the injection flow rate W of molten steel 7 per mold 6 and the inner diameter D2 of the injection port 5 when the molten metal level variation 2σ does not exceed 32 mm when the inner diameter D1 of the horizontal runner 4 is 80 mmφ. It is the graph which showed the relation.

なお、図23〜図26においては、注入口5からの噴出する注入流による、湯面変動量2σが、32mm以下となる場合を○印で表示し、そうでない場合を×印で表示している。
ここで、鋼塊を鋳造する下注造塊装置1の装置構成について説明する。
図34に示すように、下注造塊装置1は、定盤と呼ばれている鋳鉄製の盤の上に、内部に耐火物が配設され且つ、上下方向に長い鋳鉄製の注入管2が配置され、その側方に鋳鉄製のインゴットケース(鋳型6)を1個または複数個、配置されている。本実施形態においては、注入管2の側方に、鋳型6が1個配置されているものを例に挙げている。
In FIG. 23 to FIG. 26, the case where the surface level variation 2σ is 32 mm or less due to the injection flow spouted from the injection port 5 is indicated by ○, and the other case is indicated by x There is.
Here, an apparatus configuration of the lower casting and ingot forming apparatus 1 for casting a steel ingot will be described.
As shown in FIG. 34, the sub-casting and forming apparatus 1 has a refractory material disposed inside a cast iron disc called a surface plate, and a cast iron injection pipe 2 which is long in the vertical direction. Are arranged, and one or more cast iron ingot cases (mold 6) are arranged on the side of the box. In the present embodiment, one in which one mold 6 is disposed on the side of the injection pipe 2 is taken as an example.

注入管2から注入された溶鋼7を鋳型6まで導くために、鋳型6底とされている定盤内に流路が水平方向を向く水平湯道4が設けられている。水平湯道4は、定盤のほぼ中央に配置された注入管2と、各鋳型6の鋳型6底の中心部に設けられている注入口5の間を結ぶ耐火物管である。
水平湯道4は、シャモットなどの煉瓦で造られており、その煉瓦の内径を内径D1[mm]と定義している。また、注入口5(垂直湯道)もシャモットなどの煉瓦で造られており、拡径部5a下端における、煉瓦の内径を内径D2[mm]と定義している。
In order to lead the molten steel 7 injected from the injection pipe 2 to the mold 6, a horizontal runner 4 whose flow path is directed in the horizontal direction is provided in a surface plate which is a bottom of the mold 6. The horizontal runner 4 is a refractory pipe connecting between the injection pipe 2 disposed substantially at the center of the platen and the injection port 5 provided at the center of the bottom of the mold 6 of each mold 6.
The horizontal runner 4 is made of brick such as chamotte, and the inner diameter of the brick is defined as the inner diameter D1 [mm]. Further, the inlet 5 (vertical runner) is also made of brick such as chamotte, and the inner diameter of the brick at the lower end of the enlarged diameter portion 5a is defined as the inner diameter D2 [mm].

次に、水平湯道4の内径D1[mm]と、拡径部5aの下端側における注入口5の内径D2[mm]との関係を示す式(1)の導出過程について、説明する。
図23〜図26は、水平湯道4の内径D1が56mmφ,64mmφ,72mmφ,80mmφの場合における検証実験の結果である。図23〜図26において、下限を示す直線の式(注入口5の内径D2と、鋳型6の1基あたりの溶鋼7の注入流量Wの関係を示す)の勾配aと切片bの値は、水平湯道4の内径D1の値によって変化する。
Next, the derivation process of equation (1) showing the relationship between the inner diameter D1 [mm] of the horizontal runner 4 and the inner diameter D2 [mm] of the inlet 5 on the lower end side of the enlarged diameter portion 5a will be described.
FIGS. 23 to 26 show the results of verification experiments in the case where the inner diameter D1 of the horizontal runner 4 is 56 mmφ, 64 mmφ, 72 mmφ, and 80 mmφ. In FIG. 23 to FIG. 26, the values of the gradient a and the segment b of the straight line equation (showing the relationship between the inner diameter D2 of the inlet 5 and the injection flow rate W of molten steel 7 per mold 6) showing the lower limit are It changes with the value of the internal diameter D1 of the horizontal runner 4.

そこで、勾配a・切片bの値と、水平湯道4の内径D1との関係を表すと、図27に示すようになる。
図27を参照すると、勾配aについては、水平湯道4の内径D1の影響をほとんど受けず、平均値が6.437でほぼ一定である。一方で、切片bは、b=0.7407×D1-10.849の関係で示される。したがって、注入口5の内径D2の下限(式(1)の左辺)は、以下のように定義される。
The relationship between the values of the gradient a and the intercept b and the inner diameter D1 of the horizontal runner 4 is as shown in FIG.
Referring to FIG. 27, the gradient a is hardly affected by the inner diameter D1 of the horizontal runner 4 and has a substantially constant average value of 6.437. On the other hand, the intercept b is shown by the relationship of b = 0.7407 × D1−10.849. Therefore, the lower limit (left side of the equation (1)) of the inner diameter D2 of the inlet 5 is defined as follows.

6.437×W+0.741×D1-10.849
以上の結果より、湯面変動量2σが、32mm以下となる注入口5の内径D2の範囲は、式(1)となる。
6.437×W+0.741×D1-10.849≦D2≦D1 ・・・(1)
これらの結果から、注入口5の内径D2の上限は、鋳型6の1基あたりの溶鋼7の注入流量Wに関わらず、水平湯道4の内径D1以下である。また、注入口5の内径D2の下限は、鋳型6の1基あたりの溶鋼7の注入流量Wの増加とともに増え、式(1)で示される。
6.437 × W + 0.741 × D1-10.849
From the above results, the range of the inner diameter D2 of the injection port 5 in which the amount of molten metal surface variation 2σ is 32 mm or less is the formula (1).
6. 437 × W + 0.741 × D1-10.849 ≦ D2 ≦ D1 (1)
From these results, the upper limit of the inner diameter D2 of the injection port 5 is equal to or less than the inner diameter D1 of the horizontal runner 4 regardless of the injection flow rate W of the molten steel 7 per mold 6. Further, the lower limit of the inner diameter D2 of the injection port 5 increases with the increase of the injection flow rate W of the molten steel 7 per mold 6 and is expressed by the equation (1).

すなわち、鋳型6の1基あたりの溶鋼7の注入流量Wの増加とともに、湯面変動量2σが32mm以下となるように、注入口5の内径D2を大きくする必要がある。
なお、中心のズレ量d=6.4mm、テーパー角θ=4°以外であっても、それぞれの値(W,D1,D2)が最適な範囲である場合は、同様な関係を示した。
D2=6.437×W+0.741×D1-10.849
続いて、中心のズレ量dと、湯面変動量2σの関係、すなわち式(2)の導出過程について、説明する。
That is, as the injection flow rate W of the molten steel 7 per mold 6 increases, the inner diameter D2 of the injection port 5 needs to be increased so that the molten metal surface variation 2σ becomes 32 mm or less.
The same relationship was shown when the values (W, D1, D2) were in the optimum range, even if the center displacement amount d was 6.4 mm and the taper angle θ was 4 °.
D2 = 6.437 × W + 0.741 × D1-10.849
Subsequently, the relationship between the center shift amount d and the hot water level variation 2σ, that is, the derivation process of the equation (2) will be described.

鋳型6の1基あたりの溶鋼7の注入流量Wが、実機において1.57〜2.91t/minに相当する範囲で、水平湯道4の内径D1=64mm、注入口5の内径D2=56mm、テーパー角θ=4°の場合において、中心のズレ量dを0〜(0.5×D1)の範囲、つまり0〜32mmの間で変化させて、中心のズレ量の比(d/D1)と、湯面変動量2σの関係を調査した。その調査した結果の例を、図28に示す。   The inside diameter D1 of the horizontal runner 4 = 64 mm, the inside diameter D2 of the injection port 5 = 56 mm, and the taper angle in a range where the injection flow rate W of the molten steel 7 per mold 6 is equivalent to 1.57-2.91 t / min in a real machine In the case of θ = 4 °, the center displacement amount d is varied in the range of 0 to (0.5 × D1), that is, 0 to 32 mm, and the center displacement amount ratio (d / D1) The relationship of the fluctuation 2σ was investigated. An example of the surveyed result is shown in FIG.

また、鋳型6の1基あたりの溶鋼7の注入流量Wが、実機において1.57〜2.46t/minに相当する範囲で、水平湯道4の内径D1=72mm、注入口5の内径D2=60mm、テーパー角θ=4°の場合において、中心のズレ量dを0〜(0.5×D1)の範囲、つまり0〜36mmの間で変化させて、中心のズレ量の比(d/D1)と、湯面変動量2σの関係を調査した、その調査した結果の例を、図29に示す。   In addition, the inner diameter D1 of the horizontal runner 4 = 72 mm, the inner diameter D2 of the inlet 5 = 60 mm, in the range where the injection flow rate W of the molten steel 7 per mold 6 is equivalent to 1.57-2.46 t / min in an actual machine. In the case of the taper angle θ = 4 °, the ratio (d / D1) of the central deviation amounts by changing the central deviation amount d in the range of 0 to (0.5 × D1), that is, 0 to 36 mm; FIG. 29 shows an example of the result of investigation of the relationship between the surface level fluctuation amount 2σ.

なお、図29について、鋳型6の1基あたりの溶鋼7の注入流量W=2.91t/minのとき、水平湯道4の内径D1=72mm、注入口5の内径D2=60mmの場合、式(1)を満たさないため、除外した。
図28、図29のいずれの場合においても、中心のズレ量の比(d/D1)が大きくなるほど湯面変動量2σは小さくなる。また、中心のズレ量の比(d/D1)が0.08以上となると、型内剤8の巻き込みの限界値である、湯面変動量2σが32mm以下となる。
Referring to FIG. 29, in the case where the injection flow rate W of molten steel 7 per one mold of casting mold 6 is 2.91 t / min, the formula for inner diameter D1 of horizontal runner 4 = 72 mm and inner diameter D2 of injection port 5 = 60 mm I excluded because I did not satisfy 1).
In either case of FIG. 28 and FIG. 29, the surface level variation 2σ decreases as the ratio (d / D1) of the center offset amount increases. Further, when the ratio (d / D1) of the center displacement amount is 0.08 or more, the hot water surface fluctuation amount 2σ, which is the limit value of the entrapment of the in-mold agent 8, becomes 32 mm or less.

なお、中心のズレ量の比(d/D1)が0.08より小さくなると、湯面変動量2σが大きくなるのは、渦(旋回流)の発生がほとんど生じなくなるためである。
一方で、中心のズレ量の比(d/D1)が0.5より大きくなってしまうと、注入口5に配設されている耐火煉瓦と、水平湯道4に配設されている耐火煉瓦との接合部の面積が減少し、注入口5への溶鋼7の流速が増加して、湯面変動量2σが大きくなってしまうこととなる。
It should be noted that when the ratio (d / D1) of the center displacement amount is smaller than 0.08, the hot water level fluctuation amount 2σ becomes large because the occurrence of vortices (swirling flow) hardly occurs.
On the other hand, when the ratio (d / D1) of the displacement amount at the center becomes larger than 0.5, the refractory brick disposed in the inlet 5 and the refractory brick disposed in the horizontal runner 4 The area of the joint decreases, the flow velocity of the molten steel 7 to the injection port 5 increases, and the surface level fluctuation 2σ increases.

なお、実際の鋳造においても、中心のズレ量dを(0.5×D1)より大きくすると、鋳型6の定盤部分の大幅な改造を必要とすることとなり、手間やコストの問題が発生する。
すなわち、中心のズレ量dを上で述べた範囲にすれば、水平湯道4及び注入口5の周辺などを少しだけ改造することに留まるので、手間やコストの大幅な低減が可能となる。
また、中心のズレ量の比(d/D1)が0.08未満の場合、湯面変動量2σが大きくなってしまうこととなる。
In addition, also in actual casting, if the center displacement amount d is made larger than (0.5 × D1), significant modification of the surface plate portion of the mold 6 is required, which causes problems of labor and cost.
That is, if the center shift amount d is in the above-mentioned range, the horizontal runner 4 and the periphery of the inlet 5 are only slightly remodeled, so that the labor and cost can be largely reduced.
In addition, when the ratio (d / D1) of the center deviation amount is less than 0.08, the hot water level fluctuation amount 2σ becomes large.

以上の結果を踏まえて、拡径部5aのテーパー角θが2°〜8°の範囲で、式(1)を満たす条件下で実施すると、上記と同様な結果が得られた。
したがって、上記の条件に加えて、中心のズレ量dが式(2)を満たせば、湯面変動量2σを32mm以下とすることができる。
0.08×D1≦d≦0.5×D1 ・・・(2)
さらに、拡径部5aのテーパー角θと、湯面変動量2σとの関係、すなわち式(3)の導出過程について、説明する。
Based on the above results, the same results as described above were obtained when the taper angle θ of the expanded diameter portion 5a is implemented under the condition satisfying the formula (1) in the range of 2 ° to 8 °.
Therefore, in addition to the above conditions, if the center shift amount d satisfies the equation (2), the hot water level variation 2σ can be set to 32 mm or less.
0.08 × D1 ≦ d ≦ 0.5 × D1 (2)
Furthermore, the relationship between the taper angle θ of the enlarged diameter portion 5a and the amount of fluctuation of molten metal surface 2σ, that is, the derivation process of the equation (3) will be described.

鋳型6の1基あたりの溶鋼7の注入流量Wが、実機において1.57〜2.91t/minの範囲で、水平湯道4の内径D1=64mm、注入口5の内径D2=56mm、中心のズレ量d=6.4mmの場合において、拡径部5aのテーパー角θを0〜12°の間で変化させて、テーパー角θと、湯面変動量2σの関係を調査した。その調査した結果の例を図30に示す。
また、注入流量Wが、実機において1.57〜2.46t/minの範囲で、水平湯道4の内径D1=72mm、注入口5の内径D2=60mm、中心のズレ量d=6.4mmの場合において、拡径部5aのテーパー角θを0〜12°の間で変化させて、テーパー角θと、湯面変動量2σの関係を調査した。その調査した結果の例を図31に示す。
The injection flow rate W of molten steel 7 per mold 6 is in the range of 1.57 to 2.91 t / min in an actual machine, the inner diameter D1 of the horizontal runner 4 = 64 mm, the inner diameter D2 of the injection port 5 = 56 mm, and the center displacement amount In the case of d = 6.4 mm, the taper angle θ of the enlarged diameter portion 5a was changed between 0 ° and 12 °, and the relationship between the taper angle θ and the surface level variation 2σ was investigated. An example of the surveyed result is shown in FIG.
In the case where the injection flow rate W is in the range of 1.57 to 2.46 t / min in a real machine, the inner diameter D1 of the horizontal runner 4 = 72 mm, the inner diameter D2 of the injection port 5 = 60 mm, and the center deviation d = 6.4 mm, The taper angle θ of the enlarged diameter portion 5a was changed between 0 and 12 °, and the relationship between the taper angle θ and the amount of fluctuation of molten metal surface 2σ was investigated. An example of the surveyed result is shown in FIG.

なお、図31について、鋳型6の1基あたりの溶鋼7の注入流量W=2.91t/minのとき、水平湯道4の内径D1=72mm、注入口5の内径D2=60mmの場合、式(1)を満たさないため、除外した。
図30、図31のいずれの場合においても、テーパー角θが大きくなる(開く)ほど、湯面変動量2σは小さくなる。また、テーパー角θが2°以上であると、型内剤8の巻き込みの限界値である、湯面変動量2σが32mm以下となる。また、テーパー角θが2°より大きくなると、湯面変動量2σは減少するようになる。
Referring to FIG. 31, when the injection flow rate W of molten steel 7 per mold of casting mold W = 2.91 t / min, the formula for inner diameter D1 of horizontal runner 4 = 72 mm and inner diameter D2 of injection port 5 = 60 mm, I excluded because I did not satisfy 1).
In either case of FIGS. 30 and 31, as the taper angle θ becomes larger (open), the amount of fluctuation of molten metal surface 2σ becomes smaller. Further, when the taper angle θ is 2 ° or more, the hot-water level fluctuation 2σ, which is the limit value of the entrapment of the in-mold agent 8, is 32 mm or less. In addition, when the taper angle θ becomes larger than 2 °, the surface level variation 2σ decreases.

一方で、テーパー角θが、2°未満及び8°を超えてしまうと、湯面変動量2σは32mmより大きくなる。
以上の結果を踏まえて、拡径部5aのテーパー角θが2°〜8°の範囲で、式(1)、式(2)を満たす条件下で実施すると、上記と同様な結果が得られた。
したがって、式(1)、式(2)を満たし且つ、式(3)の関係を満たせば、湯面変動量2σを32mm以下とすることができる。
On the other hand, when the taper angle θ is less than 2 ° and more than 8 °, the surface level variation 2σ becomes larger than 32 mm.
Based on the above results, the same results as described above can be obtained when the taper angle θ of the enlarged diameter portion 5a is implemented under the condition satisfying the expressions (1) and (2) in the range of 2 ° to 8 °. The
Therefore, if the equation (1) and the equation (2) are satisfied and the relationship of the equation (3) is satisfied, it is possible to set the molten metal surface variation 2σ to 32 mm or less.

2°≦θ≦8° ・・・(3)
注入口5の上部側に拡径部5aを設けて、且つテーパー角θを上記の範囲内とした場合、水平湯道4から注入口5に流入してきた溶鋼7の流れに対して渦が巻かれている状態、すなわち注入流に対して旋回流が付与され、注入口5(拡径部5a)内において、渦流(注入流)が上方に向かって広がる様子が観察された(例えば、図1の右図参照)。
2 ° ≦ θ ≦ 8 ° (3)
When the enlarged diameter portion 5a is provided on the upper side of the injection port 5 and the taper angle θ is in the above range, a vortex is wound on the flow of the molten steel 7 flowing from the horizontal runner 4 into the injection port 5 It was observed that the swirling flow (injection flow) spreads upward in the injection state, that is, the swirl flow is applied to the injection flow, and in the injection port 5 (the enlarged diameter portion 5a) (for example, FIG. See the right figure of).

しかし、他の試験条件が本試験(水モデル実験)の条件範囲内であっても、テーパー角θが8°を超えてしまうと、溶鋼7の流れ(渦流)が注入口5壁(拡径部5aのテーパー状の内壁面)から剥離して広がらなくなる、つまり渦流が拡径部5aに沿って広がらないため、湯面変動量2σが増加してしまうこととなった。
上述した式(1)〜式(3)は、注入流に対して旋回流を付与して、鋳型への型内剤の巻き込まれを防止するものであったが、本発明の下注造塊方法は、溶湯に巻き込まれたアルゴンガスの気泡が鋳型側に移動することを抑制するために、式(4)の関係も規定するものとなっている。
However, even if the other test conditions are within the condition range of this test (water model test), if the taper angle θ exceeds 8 °, the flow (vortex) of molten steel 7 has the inlet 5 wall (diameter increase) Since it does not separate from the tapered inner wall surface of the portion 5a and does not spread, that is, the eddy current does not spread along the enlarged diameter portion 5a, the amount of fluctuation of molten metal surface 2σ increases.
Although Formula (1)-Formula (3) mentioned above provided swirling flow with respect to the injection flow, and were prevented from being caught in the mold in the mold, the lower cast mass of the present invention The method also defines the relationship of equation (4) in order to suppress the movement of bubbles of argon gas caught in the molten metal to the mold side.

次に、水平湯道に取鍋から溶鋼を供給する注入管2の内径D0と、水平湯道の内径D1との関係、すなわち式(4)の導出過程について、説明する。
図16に、鋳型6の1基あたりの溶鋼7の注入流量Wを2.46t/minとし、溶鋼7と見立てた水を容器(鋳型6)内へ注入したときの水面変動の状況を示した。なお、図16は、注入管2の内径を変化させた場合における鋳型6内の水面変動を撮像した検証画像である。
Next, the relationship between the inner diameter D0 of the pouring pipe 2 for supplying molten steel from the ladle to the horizontal runner and the inner diameter D1 of the horizontal runner, that is, the derivation process of the equation (4) will be described.
In FIG. 16, the injection flow rate W of the molten steel 7 per mold 6 was 2.46 t / min, and the situation of the water surface fluctuation when water regarded as the molten steel 7 was injected into the container (mold 6) was shown. FIG. 16 is a verification image obtained by imaging the water surface fluctuation in the mold 6 when the inner diameter of the injection tube 2 is changed.

図16中の左側画像は、注入管2の内径D0を水平湯道の内径D1で除した内径比(D0/D1)が1.39となるような細い従来の注入管を用いた場合における、鋳型内の水面変動の状況を示した画像である。なお、鋳型に溶湯を供給しているノズルは、本発明の改善ノズル5(水平湯道4の内径D1=72mmφ、注入口5の内径D2=60mmφ、中心のズレ量d=6.4mm、テーパー角θ=4°、図15の右図参照)であるが、注入管2には内径D0が100mmの細径のもの(従来注入管2)を用いた。   The left image in FIG. 16 shows the case where a narrow conventional injection pipe is used such that the inner diameter ratio (D0 / D1) obtained by dividing the inner diameter D0 of the injection pipe 2 by the inner diameter D1 of the horizontal runner is 1.39. It is the image which showed the condition of the water surface fluctuation in a mold. The nozzle for supplying the molten metal to the mold is the improved nozzle 5 of the present invention (inside diameter D1 of horizontal runner 4 = 72 mmφ, inside diameter D2 of injection port 5 = 60 mmφ, center deviation d = 6.4 mm, taper angle In the injection pipe 2, a small diameter (conventional injection pipe 2) having an inner diameter D0 of 100 mm was used.

図16中の右側画像は、注入管2の内径D0を水平湯道の内径D1で除した内径比(D0/D1)が2.5となるような太い本発明の注入管2を用いた場合における、鋳型6内の水面変動の状況を示した画像である。なお、鋳型に溶湯を供給しているノズルは、本発明の改善ノズル5(水平湯道4の内径D1=72mmφ、注入口5の内径D2=60mmφ、中心のズレ量d=6.4mm、テーパー角θ=4°、図15の右図参照)であり、注入管2には内径D0が180mmの太径のもの(本発明注入管2)を用いた。   The right side image in FIG. 16 shows the case where a thick injection pipe 2 according to the present invention is used such that the inside diameter ratio (D0 / D1) obtained by dividing the inside diameter D0 of the injection pipe 2 by the inside diameter D1 of the horizontal runner is 2.5. It is the image which showed the condition of the water surface fluctuation in the mold 6. The nozzle for supplying the molten metal to the mold is the improved nozzle 5 of the present invention (inside diameter D1 of horizontal runner 4 = 72 mmφ, inside diameter D2 of injection port 5 = 60 mmφ, center deviation d = 6.4 mm, taper angle The injection pipe 2 is a large diameter (invention pipe 2 according to the present invention) having an inner diameter D0 of 180 mm.

図16を参照すると、水平湯道4の内径D1に対する内径比が2.5と大きい太い注入管2(本発明の注入管2)を使用することにより、溶鋼注入の後期段階において、ノズルの直上での注入流の盛り上がりが減少していることがわかる。つまり、本発明の太径の注入管2を使用すると、鋳造後期における(鋳型上部を鋳造中の)鋳型内の水面変動を減少させることができる。   Referring to FIG. 16, by using a thick injection pipe 2 (injection pipe 2 of the present invention) having a large internal diameter ratio to the internal diameter D1 of horizontal runner 4 of 2.5, in the later stage of molten steel injection, directly above the nozzle It can be seen that the rise of the injection flow is decreasing. That is, the use of the large diameter injection pipe 2 of the present invention can reduce the water surface fluctuation in the mold (during casting upper part) in the late stage of casting.

図17に内径の細い従来の注入管2を用いて溶鋼7を鋳型に移動させた際に、鋳型6内の上部中心部において水面変動を測定した結果を示す。図18に、内径の細い従来の注入管2を用いて溶鋼7を鋳型に移動させた際に、鋳型6内の上部端部において水面変動を測定した結果を示す。
図19に、内径の太い本発明注入管2を用いて溶鋼7を鋳型に移動させた際に、鋳型6内の上部中心部において水面変動を測定した結果を示す。図20に、内径の太い本発明注入管2を用いて溶鋼7を鋳型に移動させた際に、鋳型6内の上部端部において水面変動を測定した結果を示す。なお、図17、図18、図19、及び図20の実験条件については、図16に示す検証画像の場合と同じである。
FIG. 17 shows the result of measurement of water surface fluctuation at the upper center of the mold 6 when the molten steel 7 is moved to the mold using the conventional injection pipe 2 having a narrow inner diameter. FIG. 18 shows the result of measurement of water surface fluctuation at the upper end in the mold 6 when the molten steel 7 is moved to the mold using the conventional injection tube 2 having a narrow inner diameter.
FIG. 19 shows the result of measuring the water surface fluctuation at the upper central portion in the mold 6 when the molten steel 7 is moved to the mold using the injection pipe 2 of the present invention having a large inner diameter. FIG. 20 shows the result of measurement of water surface fluctuation at the upper end in the mold 6 when the molten steel 7 is moved to the mold using the injection pipe 2 of the present invention having a large inner diameter. The experimental conditions in FIGS. 17, 18, 19, and 20 are the same as in the case of the verification image shown in FIG.

図19に示すように、本発明注入管2を用いて溶鋼7を鋳型に移動させた場合、図17に示す従来注入管2を用いて溶鋼7を鋳型に移動させた結果と比較して、特に鋳型6内の中心部、すなわち注入口5の直上における水面変動が小さくなっていることがわかる。また、図20と図18を比較すると、鋳型6内の端部においても、本発明注入管2を用いた場合の方が水面変動が小さくなっていることがわかる。   As shown in FIG. 19, when the molten steel 7 is moved to the mold using the injection pipe 2 of the present invention, compared to the result of moving the molten steel 7 to the mold using the conventional injection pipe 2 shown in FIG. In particular, it can be seen that the water surface fluctuation at the center of the mold 6, that is, immediately above the inlet 5 is reduced. Moreover, when FIG. 20 and FIG. 18 are compared, it turns out that a water surface fluctuation | variation is smaller also at the edge part in the casting_mold | template 6 also when this invention injection pipe 2 is used.

つまり、内径比(D0/D1)が1.80以上となるような大径の注入管2を用いれば、水面変動を効果的に抑制することができる。
上述した図13、図14と同様な方法で、鋳型6の上部内の各水面高さにおける水面変動量を測定すると、図21、図22のような結果が得られる。
図21に、従来注入管(内径比=1.39)を用いた場合における、水面変動量と、鋳型底からの水面高さの関係の一例を示す(図17、図18に対応)。図22に、改善注入管2(内径比=2.5)を用いた場合における、水面変動量と、鋳型6底からの水面高さの関係の一例を示す(図19、図20に対応)。
That is, water surface fluctuation can be effectively suppressed by using the large diameter injection pipe 2 with which the inside diameter ratio (D0 / D1) is 1.80 or more.
When the amount of water surface fluctuation at each water surface height in the upper part of the mold 6 is measured by the same method as in FIGS. 13 and 14 described above, results as shown in FIGS. 21 and 22 can be obtained.
FIG. 21 shows an example of the relationship between the water surface fluctuation amount and the water surface height from the mold bottom when using the conventional injection pipe (inner diameter ratio = 1.39) (corresponding to FIGS. 17 and 18). FIG. 22 shows an example of the relationship between the water surface fluctuation amount and the water surface height from the bottom of the mold 6 when using the improved injection pipe 2 (inside diameter ratio = 2.5) (corresponding to FIGS. 19 and 20) .

図22に示すように、改善注入管2を用いて溶鋼7を鋳型に移動させると、図21に示す従来注入管を用いた場合に対して、水面変動が大幅に小さくなっていることがわかる。なお、図22においては鋳型6底からの水面高さが2200mmまでしか計測値は記載していないが、2200mm以上の水面高さにおいても水面変動が非常に小さいことを出願人は確認している。   As shown in FIG. 22, it can be seen that when the molten steel 7 is moved to the mold using the improved injection pipe 2, the water surface fluctuation is significantly smaller than in the case of using the conventional injection pipe shown in FIG. . In addition, although the measured value is described only to the water surface height from the mold 6 bottom in FIG. 22 to 2200 mm, the applicant confirms that the water surface fluctuation is very small even at the water surface height of 2200 mm or more. .

次に、注入管2の内径D0[mm]と、水平湯道4の内径D1[mm]と、の関係を示す式(4)の導出過程について、説明する。
鋳型6の1基あたりの溶鋼7の注入流量Wが、実機において1.57〜2.91t/minの範囲で、水平湯道4の内径D1=64mm、注入口5の内径D2=56mm、中心のズレ量d=6.4mm、拡径部5aのテーパー角θ=4°の場合において、内径比(注入管2の内径D0/水平湯道の内径D1)を1.60〜2.80の間で変化させて、内径比と、湯面変動量2σの関係を調査した。その調査した結果の例を図32に示す。
Next, the derivation process of equation (4) showing the relationship between the inner diameter D0 [mm] of the injection pipe 2 and the inner diameter D1 [mm] of the horizontal runner 4 will be described.
The injection flow rate W of molten steel 7 per mold 6 is in the range of 1.57 to 2.91 t / min in an actual machine, the inner diameter D1 of the horizontal runner 4 = 64 mm, the inner diameter D2 of the injection port 5 = 56 mm, and the center displacement amount In the case of d = 6.4 mm and taper angle θ = 4 ° of enlarged diameter portion 5a, the inner diameter ratio (inner diameter D0 of injection pipe 2 / inner diameter D1 of horizontal runner) is changed between 1.60 to 2.80, and the inner diameter ratio And, the relationship between the amount of hot water fluctuation 2σ was investigated. An example of the surveyed result is shown in FIG.

また、注入流量Wが、実機において1.57〜2.46t/minの範囲で、水平湯道4の内径D1=72mm、注入口5の内径D2=60mm、中心のズレ量d=6.4mm、拡径部5aのテーパー角θ=4°の場合において、内径比(注入管2の内径D0/水平湯道の内径D1)を1.40〜2.50の間で変化させて、内径比と、湯面変動量2σの関係を調査した。その調査した結果の例を図33に示す。   In addition, the injection flow rate W is in the range of 1.57 to 2.46 t / min in the actual machine, the inner diameter D1 of the horizontal runner 4 = 72 mm, the inner diameter D2 of the injection port 5 = 60 mm, the center deviation d = 6.4 mm, the enlarged diameter portion In the case of the taper angle θ = 4 ° of 5a, the inner diameter ratio (inner diameter D0 of injection pipe 2 / inner diameter D1 of horizontal runner) is changed between 1.40 and 2.50, and the inner diameter ratio and the molten metal surface fluctuation 2σ I investigated the relationship. An example of the surveyed result is shown in FIG.

図32、図33のいずれの場合においても、内径比が大きくなる(開く)ほど、湯面変動量2σは小さくなる。また、内径比が1.80以上であると、型内剤8の巻き込みの限界値である、湯面変動量2σが32mm以下となる。また、内径比を2.50より大きくしても、湯面変動量2σは既に十分に減少しており、新たな減少は殆ど起こらない。
一方で、内径比が、1.80未満及び2.50を超えてしまうと、湯面変動量2σが32mmより大きくなるか、効果が期待できないのに内径が大きな注入管2を採用することになり、製造コストの高騰を招くため好ましくない。
In either case of FIG. 32 and FIG. 33, as the inner diameter ratio is larger (opened), the amount of liquid level fluctuation 2σ is smaller. In addition, when the inside diameter ratio is 1.80 or more, the hot-water level fluctuation 2σ, which is the limit value of the entrapment of the in-mold agent 8, is 32 mm or less. Further, even if the inside diameter ratio is larger than 2.50, the amount of fluctuation of molten metal level 2σ is already sufficiently reduced, and a new decrease hardly occurs.
On the other hand, if the inside diameter ratio is less than 1.80 and exceeds 2.50, the molten metal level variation 2σ will be greater than 32 mm, or the injection tube 2 with a large inside diameter will be adopted even though the effect can not be expected. Is not preferable because it causes

以上の結果を踏まえて、内径比を1.8以上、且つ、2.5以下とする式(4)の関係を、式(1)〜式(3)の関係に加えて充足させるような条件下で鋳造を実施すると、湯面変動量2σを32mm以下とすることができ、鋳造初期から鋳造後期に亘って型内剤の巻き込みがなく、超音波欠陥が殆どない鋳塊を鋳造することができる。
1.8×D1≦D0≦2.5×D1 ・・・(4)
[実施例]
以下に、本発明の下注造塊方法に従って、実施した水モデル実験の実施例及び、本発明と比較するために実施した比較例について説明する。
Based on the above results, casting is performed under conditions that satisfy the relationship of equation (1) to equation (3) with the relationship of equation (4) that sets the inside diameter ratio to 1.8 or more and 2.5 or less. If implemented, the molten metal surface variation 2σ can be set to 32 mm or less, and it is possible to cast an ingot with no inclusion of the in-mold agent from the early casting stage to the late casting stage and having almost no ultrasonic defects.
1.8 × D1 ≦ D0 ≦ 2.5 × D1 (4)
[Example]
In the following, examples of water model experiments carried out according to the subcast-in-lump method of the present invention and comparative examples carried out for comparison with the present invention will be described.

まず、水モデル実験の実験条件及びパラメータの定義について、述べることとする。
水モデル実験は、1/4スケールのモデルを用いて実施した。
なお、相似条件については、フルード数Frを一致させている。
Fr=V/(gL)0.5
ただし、V:流速[m/s]、L:長さ[m]、g:重力加速度[m/s2]
水モデル実験の相似条件については、周知のように、流体の流速をV、代表寸法をL、動粘性係数をν、フルード数をFr、レイノルズ数をRe、重力加速度をgとすると、以下に示す式となる。
First, the definition of the experimental conditions and parameters of the water model experiment will be described.
Water model experiments were performed using a 1⁄4 scale model.
As for the similarity condition, the Froude number Fr is matched.
Fr = V / (gL) 0.5
However, V: flow velocity [m / s], L: length [m], g: gravitational acceleration [m / s 2 ]
Assuming that the fluid flow velocity is V, the representative dimension is L, the kinematic viscosity is ν, the fluid viscosity is Fr, the Reynolds number is Re, and the gravity acceleration is g, as well known, for similar conditions of water model experiments. It becomes a formula to show.

Fr=V/(g×L)0.5
Re=LV/ν
そして、運動方程式を無次元化すると、「(慣性項)+(粘性項)/Re+(外力項)=0」となり、Frは外力項に(1/Fr2)で代入される。Reが大きくなれば、(粘性項)/Reが小さくなるため、Reは運動方程式より消去されることになる。
Fr = V / (g × L) 0.5
Re = LV / ν
Then, when the equation of motion is made dimensionless, “(inertial term) + (viscous term) / Re + (external force term) = 0” is obtained, and Fr is substituted for the external force term by (1 / Fr 2 ). As Re becomes larger, (the viscosity term) / Re becomes smaller, Re is eliminated from the equation of motion.

Re>4000以上では、通常、乱流領域とされており、Fr数近似を用いることができる。本願発明で規定する範囲においては、Re>5000となるので、乱流領域となり、Fr数近似を適用した。
水モデル実験で用いる、下注造塊装置1を模した実験装置の構成については、以下の通りである。
In Re> 4000 or more, it is usually considered as a turbulent flow region, and Fr number approximation can be used. In the range specified in the present invention, since Re> 5000, a turbulent flow region is obtained, and the Fr number approximation is applied.
About the structure of the experiment apparatus which imitated the lower casting ingot apparatus 1 used by water model experiment, it is as follows.

図35に示すように、実験装置1は、垂直方向を向く注入管2と、その注入管2と連通し、且つ水平方向を向く水平湯道4と、その水平湯道4と連通し、且つ垂直方向を向く注入口5(垂直湯道)と、注入口5と連通し且つ、溶鋼7と見立てた水を貯留可能とされている、鋳型6を模した容器からなっている。
注入管2の上部に設けられているファンネル部2aから、周囲の空気を巻き込みながら注入管2に、溶鋼7を模した水が注入される。このことは、実機でも同様の状況であって、溶鋼7の酸化を防止するため、取鍋9とファンネル部2a間はアルゴンガス雰囲気となっている。
As shown in FIG. 35, the experimental apparatus 1 is in communication with the injection pipe 2 facing in the vertical direction, the horizontal runner 4 in communication with the injection pipe 2 and facing in the horizontal direction, and the horizontal runner 4 It consists of a container 5 imitating a mold 6 in communication with the inlet 5 (vertical runner) facing in the vertical direction and capable of storing water regarded as the molten steel 7.
Water imitating molten steel 7 is injected into the injection pipe 2 from the funnel portion 2a provided at the upper portion of the injection pipe 2 while surrounding air is taken in. This is the same situation even in a real machine, and in order to prevent the oxidation of the molten steel 7, an argon gas atmosphere is established between the ladle 9 and the funnel portion 2a.

なお、実機においてアルゴンガスが、取鍋9からの注入流によって、注入管2内、水平湯道4内、注入口5内、及び鋳型6内に巻き込まれている状況を、水モデル実験でも実現させている。
鋳型6を模した容器は、上広鋳型であって、実機で70t鋼塊用鋳型の1/4サイズで、透明エンビで製作したものである。この容器6の寸法は、底面:412mmφ、上面:500mmφ、底面から押し湯部下端までの高さ:665mm、底面から注入管2aの上までの高さ1060mmである。
In an actual machine, a state where argon gas is caught in the injection pipe 2, the horizontal runner 4, the injection port 5 and the mold 6 by the injection flow from the ladle 9 is also realized by a water model experiment. I am doing it.
The container imitating the mold 6 is an upper spread mold, which is one-fourth the size of a 70 t steel ingot mold in an actual machine, and is manufactured by a transparent resin mold. The dimensions of the container 6 are a bottom surface: 412 mmφ, an upper surface: 500 mmφ, a height from the bottom surface to the lower end of the pouring portion: 665 mm, and a height from the bottom surface to the top of the injection pipe 2a 1060 mm.

注入管2については、内径D0を25mmφ,30mmφ,32mmφ,33mmφ,35mmφ,40mmφ,45 mmφとしている。なお、実機に換算すると、100mmφ,120mmφ,128mmφ,132mmφ,140mmφ,160mmφ,180mmφに相当するものとなる。この注入管2は、テフロン(登録商標)管を加工、またはテフロン(登録商標)コーティングしたものであり、上部にファンネル部2aが取り付けられている。   The inner diameter D0 of the injection pipe 2 is 25 mm, 30 mm, 32 mm, 33 mm, 35 mm, 40 mm, 45 mm. In addition, when it converts into a real machine, it corresponds to 100 mmφ, 120 mmφ, 128 mmφ, 132 mmφ, 140 mmφ, 160 mmφ, 180 mmφ. The injection tube 2 is a Teflon (registered trademark) tube processed or coated with Teflon (registered trademark), and the funnel portion 2a is attached to the upper portion.

水平湯道4については、長さを443mmとし、内径D1が14mmφ,16mmφ,18mmφ,20mmφといった複数のものを用意して用いた。なお、実機に換算すると、長さ1772mmに相当するものとなり、内径D1は56mmφ,64mmφ,72mmφ,80mmφに相当するものとなる。
注入口5については、内径D2が10mmφ,11mmφ,12mmφ,13mmφ,14mmφ,15mmφ,16mmφ,17mmφ,18mmφ,19mmφ,20mmφ,21mmφといった複数のものを用意して用いた。なお、実機に換算すると、40mmφ,44mmφ,48mmφ,52mmφ,56mmφ,60mmφ,64mmφ,68mmφ,72mmφ,76mmφ,80mmφ,84mmφに相当するものとなる。
The horizontal runner 4 had a length of 443 mm, and a plurality of inner diameters D1 of 14 mmφ, 16 mmφ, 18 mmφ, and 20 mmφ were prepared and used. When converted to a real machine, the length corresponds to 1772 mm, and the inner diameter D1 corresponds to 56 mmφ, 64 mmφ, 72 mmφ, and 80 mmφ.
As the injection port 5, a plurality of bores having inner diameters D2 of 10 mmφ, 11 mmφ, 12 mmφ, 13 mmφ, 14 mmφ, 15 mmφ, 16 mmφ, 17 mmφ, 18 mmφ, 19 mmφ, 20 mmφ, 21 mmφ were used. In addition, it corresponds to 40 mmφ, 44 mmφ, 48 mmφ, 52 mmφ, 60 mmφ, 64 mmφ, 68 mmφ, 72 mmφ, 76 mmφ, 80 mmφ, 84 mmφ in terms of actual equipment.

中心のズレ量の比(d/D1)については、0,0.05,0.08,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6とした。また、拡径部5aのテーパー角(開き角度)θについては、0°,2°,4°,6°,8°,10°,12°とした。
注入口5の垂直部5bの長さL1については、15mm、22.5mm、35mmといった複数のものを用意して用いた。なお、実機に換算すると、60mm、90mm、140mmに相当するものとなる。また、拡径部5aの長さL2については、72.5mm、65mm、52.5mmといった複数のものを用意して用いた。なお、実機に換算すると、290mm、260mm、210mmに相当するものとなる。
About the ratio (d / D1) of the gap | deviation amount of a center, it was set as 0, 0.05, 0.08, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6. Further, the taper angle (opening angle) θ of the enlarged diameter portion 5a is 0 °, 2 °, 4 °, 6 °, 8 °, 10 °, 12 °.
As for the length L1 of the vertical portion 5b of the inlet 5, a plurality of pieces such as 15 mm, 22.5 mm, and 35 mm were prepared and used. In addition, it will correspond to 60 mm, 90 mm, and 140 mm when converted to a real machine. Moreover, about length L 2 of the enlarged diameter part 5a, several things, such as 72.5 mm, 65 mm, and 52.5 mm, were prepared and used. In addition, it will correspond to 290 mm, 260 mm, and 210 mm when converted to a real machine.

上記より、(垂直部5bの長さL1+拡径部5aの長さL2)は、最大で87.5mmとなり、実機に換算すると、350mmに相当する。
なお、本実験においては、(L1+L2)が350mmの場合で実施しているが、渦流(注入流+旋回流)の発生の仕方から推察すると、(L1+L2)が500mm程度までは、本発明と同様な作用効果が得られると考えられる。
From the above, (length L1 of vertical portion 5b + length L2 of enlarged diameter portion 5a) is 87.5 mm at maximum, which corresponds to 350 mm in actual equipment.
In addition, in this experiment, although (L1 + L2) is implemented in the case of 350 mm, if it is inferred from the generation method of the eddy current (injection flow + swirling flow), (L1 + L2) is about 500 mm, It is considered that the same function and effect as the present invention can be obtained.

なお、この注入口5は、鋳型6(容器)に1か所設けられている。
注入口5の1個あたりの溶鋼7の注入流量Wについては、以下の通りである。
水モデル実験における、注入口5の1個あたりの溶鋼7と見立てた水の注入流量QMを、7.0L/min、9.0L/min、11.0L/min、13.0L/minとした。なお、実機に換算すると、鋳型6の1基あたりの溶鋼7の注入流量Wが、1.57t/min、2.02t/min、2.46t/min、2.91t/minに相当するものとなる。
The inlet 5 is provided in one place in the mold 6 (container).
The injection flow rate W of the molten steel 7 per injection port 5 is as follows.
The injection flow rate Q M of water regarded as molten steel 7 per injection port 5 in the water model experiment was 7.0 L / min, 9.0 L / min, 11.0 L / min, 13.0 L / min. In addition, when converted to a real machine, the injection flow rate W of the molten steel 7 per one mold of the mold 6 corresponds to 1.57 t / min, 2.02 t / min, 2.46 t / min, and 2.91 t / min.

水モデル流量QM[L/min]を、実機における、鋳型6の1基あたりの溶鋼7の注入流量W[t/min]に換算する手順については、フルード数近似で換算した。
フルード数Frは、下式で表される。
Fr=V/(g×L)0.5
ただし、V:水の流速[m/s]、L:代表長さ[m]、g:重力加速度[m/s2]
インゴット下注ぎ鋳造における実機のフルード数と、水モデル実験のフルード数を一致させている。
The procedure of converting the water model flow rate Q M [L / min] into the injection flow rate W [t / min] of molten steel 7 per mold 6 in a real machine was converted by Froude number approximation.
The Froude number Fr is expressed by the following equation.
Fr = V / (g × L) 0.5
However, V: water flow velocity [m / s], L: representative length [m], g: gravitational acceleration [m / s 2 ]
The Froude number of the actual machine in ingot under pouring and casting is matched with the Froude number of water model experiment.

実機の代表寸法と水モデル実験の代表寸法比を4:1としている。すなわち、1/4の縮尺モデルの場合、フルード数一致の観点から、(V/L0.5)を同じ値にする必要がある。
縮尺を1/λ(=1/4)とすると、以下のように示される。なお、ここでの添え字Rは実機を示し、添え字Mはモデルを示す。
VR/LR 0.5=VM/LM 0.5
VM/VR=LM 0.5/LR 0.5=1/λ0.5=1/40.5=0.5
VM=0.5VR
したがって、縮尺1/4の水モデル実験における流速VMを、実機における流速VRの0.5倍のにすると、Fr数の一致が得られる。
The representative dimensions of the actual machine and the representative dimension ratio of the water model experiment are set to 4: 1. That is, in the case of a 1⁄4 scale model, it is necessary to make (V / L 0.5 ) the same value from the viewpoint of Froude number coincidence.
Assuming that the scale is 1 / λ (= 1/4), it is shown as follows. Here, the subscript R indicates a real machine, and the subscript M indicates a model.
V R / L R 0.5 = V M / L M 0.5
V M / V R = L M 0.5 / L R 0.5 = 1 / λ 0.5 = 1/4 0.5 = 0.5
V M = 0.5 V R
Therefore, when the flow velocity V M in a 1⁄4 scale water model experiment is 0.5 times the flow velocity V R in the actual machine, the Fr number agreement can be obtained.

また、注入口5の1個あたりの溶鋼7の注入流量をQとし、時間をTとすると、以下のように示される。
TR=LR/VR
TM=LM/VM
TR=TM・LR/LM・VM/VR=TMλ0.5
QM/QR=(LM 3/TM)/(LR 3/TR)=λ-3・λ0.5-2.5
以上の結果より、水モデル実験における、注入口5の1個あたりの溶鋼7と見立てた水の注入流量QMは、実機における、注入口5の1個あたりの溶鋼7の注入流量QRの1/42.5=0.0313倍となる。
Also, assuming that the injection flow rate of the molten steel 7 per injection port 5 is Q and the time is T, it is shown as follows.
T R = L R / V R
T M = L M / V M
T R = T M · L R / L M · V M / V R = T M λ 0.5
Q M / Q R = (L M 3 / T M ) / (L R 3 / T R ) = λ −3 · λ 0.5 = λ −2.5
From the above results, the injection flow rate Q M of water regarded as molten steel 7 per injection port 5 in the water model experiment is the injection flow rate Q R of molten steel 7 per injection port 5 in an actual machine. It becomes 1/4 2.5 = 0.0313 times.

また、水モデル実験における、注入口5の1個あたりの溶鋼7の注入流量QM[L/min]を、実機における、鋳型6の1基あたりの溶鋼7の注入流量W[t/min]に換算する場合、溶鋼7の比重を7t/m3とすると、式(A)のように示される。
W=7×QM/(0.0313×103)=0.224×QM ・・・(A)
また、水モデル実験では、ファンネル部2aから溶鋼7と見立てた水を注入する前の配管2bに、電磁流量計を取り付けておき、その電磁流量計で、注入口5の1個あたりの溶鋼7と見立てた水の注入流量QMを計測した。
In addition, the injection flow rate Q M [L / min] of molten steel 7 per injection port 5 in the water model experiment is compared with the injection flow rate W [t / min] of molten steel 7 per mold 6 in an actual machine. In the case where the specific gravity of the molten steel 7 is 7 t / m 3 , the formula (A) is obtained.
W = 7 × Q M /(0.0313×10 3 ) = 0.224 × Q M (A)
In the water model test, an electromagnetic flowmeter is attached to the pipe 2b before injecting water regarded as the molten steel 7 from the funnel portion 2a, and the electromagnetic flowmeter measures the molten steel 7 per injection port 5 The injection flow rate Q M of water was estimated.

鋳型6(容器)内における湯面変動の測定方法については、注入口5の真上と、鋳型6壁から50mm(実機では200mm)離れた位置で鋳型底部の測定については鋳型6底から約200mm(実機では約800mm)上方に、また、鋳型上部の測定については鋳型6底から約675mm(実機では約2700mm)上方に、超音波式変位センサー11を設置して測定した。
なお、上記の湯面変動の測定については、株式会社キーエンス社製で、(品番:UD-310)のセンサヘッド11aと、(品番:UD-300)のアンプユニット11b、からなる超音波式変位センサーを2台用いて測定し、その測定データをデータロガー12に保存した。
About the measurement method of the surface level variation in the mold 6 (container), about 200 mm from the bottom of the mold 6 about the measurement of the mold bottom at a position just above the injection port 5 and 50 mm (200 mm in actual machine) from the mold 6 wall The ultrasonic displacement sensor 11 was placed above (about 800 mm in the actual machine) and about 675 mm (about 2700 mm in the actual machine) from the bottom of the mold 6 for measurement of the top of the mold.
In addition, about the measurement of the above-mentioned change of a surface, it is an ultrasonic type displacement which consists of a sensor head 11a (product number: UD-310) and an amplifier unit 11b (product number: UD-300) manufactured by Keyence Corporation. The measurement was performed using two sensors, and the measurement data was stored in the data logger 12.

表2〜表16に、本発明の下注造塊方法に従って、実施した水モデル実験の実施例、及び、本発明と比較するために実施した比較例を示す。
表2〜表5は、湯面変動量2σに及ぼす、実機における、鋳型6の1基あたりの溶鋼7の注入流量W、水平湯道4の内径D1、注入口5の内径D2の影響、及び内径比(D0/D1)の影響について、まとめたものである。なお、垂直部5bの長さL1=60mm、拡径部5aの長さL2=290mm、テーパー角θ=4°、中心のズレ量d=6.4mm又は7.2mmで一定にしている。
Tables 2 to 16 show examples of water model experiments carried out according to the subcast ingot method of the present invention and comparative examples carried out to compare with the present invention.
Tables 2 to 5 show the influence of the injection flow rate W of the molten steel 7 per one mold of the mold 6, the inner diameter D1 of the horizontal runner 4 and the inner diameter D2 of the injection port 5 in the actual machine on the melt surface fluctuation 2σ. The effects of the inner diameter ratio (D0 / D1) are summarized. The length L1 of the vertical portion 5b is 60 mm, the length L2 of the enlarged diameter portion 5a is 290 mm, the taper angle θ is 4 °, and the center deviation d is 6.4 mm or 7.2 mm.

表2の実験番号2について、実機における、鋳型6の1基あたりの溶鋼7の注入流量Wが1.57t/minである。また、水平湯道4の内径D1が56.0mmであり、注入口5の内径D2が44.0mmであるので、式(1)の右側の不等式 (D2≦D1)を満たす。また、式(1)の左辺が40.7mmと算出されるので、D2=44.0mm以下となり、式(1)の関係を満足する。つまり、実験番号2は、式(1)を満足することとなる。   Regarding Experiment No. 2 in Table 2, the injection flow rate W of the molten steel 7 per one mold 6 in an actual machine is 1.57 t / min. Further, since the inner diameter D1 of the horizontal runner 4 is 56.0 mm and the inner diameter D2 of the inlet 5 is 44.0 mm, the inequality (D2 ≦ D1) on the right side of the equation (1) is satisfied. Further, since the left side of the equation (1) is calculated to be 40.7 mm, D2 becomes 44.0 mm or less, and the relationship of the equation (1) is satisfied. In other words, Experiment No. 2 satisfies the equation (1).

なお、中心のズレ量dは6.4mmとしているので、実験番号2は、式(2)を満足している。また、テーパー角θを4°としているので、実験番号2は、式(3)を満足している。
しかし、内径比を計算すると、注入管2の内径D0が100.0mm、水平湯道の内径D1が56.0mmであるので、内径比は100/56=1.79となり、内径比が式(4)の下限である1.80未満となる。つまり、実験番号2は、式(4)を満足していない。
In addition, since the gap | deviation amount d of a center is 6.4 mm, Experiment No. 2 is satisfying | fulfilling Formula (2). Further, since the taper angle θ is 4 °, the experiment number 2 satisfies the equation (3).
However, when the inner diameter ratio is calculated, since the inner diameter D0 of the injection pipe 2 is 100.0 mm and the inner diameter D1 of the horizontal runner is 56.0 mm, the inner diameter ratio is 100/56 = 1.79, and the inner diameter ratio is the lower limit of equation (4) Is less than 1.80. That is, Experiment No. 2 does not satisfy the equation (4).

そのため、旋回流付与の効果により湯面変動はある程度抑制されるものの、鋳型へのアルゴンガスの移動は確実に抑制されておらず、湯面変動の抑制効果も十分なものとはいえない結果となっている。
この実験番号2と同様な結果が、表2の実験番号2、3、4、5、8、9、10、11、15、16、17、22、23、26、27、28、29、30などについても得られている。
Therefore, although the hot water level fluctuation is suppressed to a certain extent by the effect of the swirling flow, the movement of the argon gas to the mold is not reliably suppressed, and the effect of suppressing the hot water level fluctuation is not sufficient. It has become.
The results similar to those of Experiment No. 2 are the experiment Nos. 2, 3, 4, 5, 8, 9, 10, 11, 15, 16, 17, 22, 23, 26, 27, 28, 29, 30 in Table 2. And so on.

一方で、実験番号19については、式(1)の左辺が49.4mmと算出されるので、式(1)の左辺がD2=40.0mmを超えてしまうので、式(1)を満たさない。これにより、鋳型底部の湯面変動量2σが41.0mmとなり、32mmを大幅に超えてしまう。
加えて、内径比も1.79と式(4)の下限値を下回る。それゆえ、アルゴンガスの気泡が鋳型側に移動することは確実に抑制できず、湯面変動の抑制効果は全く期待できない。よって、湯面変動の抑制効果は良くない。
On the other hand, for Experiment No. 19, since the left side of Formula (1) is calculated to be 49.4 mm, the left side of Formula (1) exceeds D2 = 40.0 mm, and thus Formula (1) is not satisfied. As a result, the amount of variation of molten metal surface 2σ at the bottom of the mold becomes 41.0 mm, which greatly exceeds 32 mm.
In addition, the inside diameter ratio is also 1.79, which is lower than the lower limit value of equation (4). Therefore, the movement of bubbles of argon gas to the mold side can not be reliably suppressed, and the effect of suppressing the fluctuation of the molten metal surface can not be expected at all. Therefore, the suppression effect of the hot water level fluctuation is not good.

この実験番号19と同様な結果が、表2の実験番号1、6、7、12、13、14、18、19、20、21、24、25、31などについても得られており、湯面変動の抑制効果は良くないものとなっている。   The same results as those of Experiment No. 19 are obtained for Experiment Nos. 1, 6, 7, 12, 13, 14, 18, 19, 20, 21, 24, 25, 31 and so on in Table 2, and The fluctuation control effect is not good.

表3の実験番号34について、実機における、鋳型6の1基あたりの溶鋼7の注入流量Wが2.02t/minである。また、水平湯道4の内径D1が64.0mmであり、注入口5の内径D2が52.0mmであるので、実験番号34は式(1)の右側の不等式(D2≦D1)を満たす。また、式(1)の左辺が49.6mmと算出されるので、式(1)の左辺がD2=52.0mm以下となり、実験番号34は式(1)の関係を満足することとなる。   Regarding Experiment No. 34 in Table 3, the injection flow rate W of molten steel 7 per one mold 6 in an actual machine is 2.02 t / min. In addition, since the inner diameter D1 of the horizontal runner 4 is 64.0 mm and the inner diameter D2 of the inlet 5 is 52.0 mm, the experiment number 34 satisfies the inequality (D2 ≦ D1) on the right side of the equation (1). Further, since the left side of the equation (1) is calculated to be 49.6 mm, the left side of the equation (1) becomes 52.0 mm or less, and the experiment number 34 satisfies the relationship of the equation (1).

なお、中心のズレ量dは6.4mmとしているので、実験番号34は式(2)を満足している。また、テーパー角θを4°としているので、実験番号34は式(3)も満足している。
しかし、内径比を計算すると、注入管2の内径D0が100.0mm、水平湯道の内径D1が64.0mmであるので、内径比は100/64=1.56となり、内径比は式(4)の下限である1.80未満となる。つまり、実験番号34は、式(4)を満足していない。
In addition, since the gap | deviation amount d of a center is 6.4 mm, Experiment No. 34 is satisfying | fulfilling Formula (2). Further, since the taper angle θ is 4 °, the experiment No. 34 also satisfies the equation (3).
However, when the inner diameter ratio is calculated, since the inner diameter D0 of the injection pipe 2 is 100.0 mm and the inner diameter D1 of the horizontal runner is 64.0 mm, the inner diameter ratio is 100/64 = 1.56, and the inner diameter ratio is the lower limit of equation (4) Is less than 1.80. That is, the experiment No. 34 does not satisfy the equation (4).

そのため、旋回流付与の効果により湯面変動はある程度抑制されるものの、鋳型へのアルゴンガスの移動は確実に抑制されておらず、湯面変動の抑制効果も十分なものとはいえない結果となっている。
この実験番号34と同様な結果が、表3の実験番号35、36、37、42、43、44、49、50、51、54、55、56、57、58などについても得られている。
Therefore, although the hot water level fluctuation is suppressed to a certain extent by the effect of the swirling flow, the movement of the argon gas to the mold is not reliably suppressed, and the effect of suppressing the hot water level fluctuation is not sufficient. It has become.
The same results as those of Experiment No. 34 are also obtained for Experiment Nos. 35, 36, 37, 42, 43, 44, 49, 50, 51, 54, 55, 56, 57, 58 and so on in Table 3.

一方で、実験番号46については、式(1)の左辺が55.3mmと算出されるので、D2=44.0mmを超えてしまうので、式(1)を満たさない。これにより、鋳型底部の湯面変動量2σが40.0mmとなり、32mmを大幅に超えてしまう。
加えて、内径比も1.56と式(4)の下限値を下回る。それゆえ、アルゴンガスの気泡が鋳型側に移動することは確実に抑制できず、湯面変動の抑制効果は全く期待できない。よって、湯面変動の抑制効果は良くない。
On the other hand, for the experiment number 46, since the left side of the equation (1) is calculated to be 55.3 mm, D2 = 44.0 mm is exceeded, so the equation (1) is not satisfied. As a result, the amount of molten metal surface variation 2σ at the bottom of the mold becomes 40.0 mm, which greatly exceeds 32 mm.
In addition, the inside diameter ratio is also 1.56, which is lower than the lower limit value of equation (4). Therefore, the movement of bubbles of argon gas to the mold side can not be reliably suppressed, and the effect of suppressing the fluctuation of the molten metal surface can not be expected at all. Therefore, the suppression effect of the hot water level fluctuation is not good.

この実験番号46と同様な結果が、表3の実験番号32、33、38、39、40、41、45、47、48、52、53、59などについても得られており、湯面変動の抑制効果は良くないものとなっている。   The same results as those of Experiment No. 46 are obtained for Experiment Nos. 32, 33, 38, 39, 40, 41, 45, 47, 48, 52, 53, 59 and so on in Table 3. The suppression effect is not good.

表4の実験番号64について、実機における、鋳型6の1基あたりの溶鋼7の注入流量Wが2.02t/minである。また、水平湯道4の内径D1が72.0mmであり、注入口5の内径D2が68.0mmであるので、実験番号64は式(1)の右側の不等式(D2≦D1)を満たす。また、式(1)の左辺が55.5mmと算出されるので、D2=68.0mm以下となり、実験番号64は式(1)の左側の不等式も満たす。つまり、実験番号64は式(1)の関係を満足することとなる。   Regarding Experiment No. 64 in Table 4, the injection flow rate W of molten steel 7 per one mold 6 in an actual machine is 2.02 t / min. In addition, since the inner diameter D1 of the horizontal runner 4 is 72.0 mm and the inner diameter D2 of the inlet 5 is 68.0 mm, the experiment number 64 satisfies the inequality (D2 ≦ D1) on the right side of Equation (1). Further, since the left side of Formula (1) is calculated to be 55.5 mm, D2 = 68.0 mm or less, and the experiment number 64 satisfies the inequality on the left side of Formula (1). That is, the experiment number 64 will satisfy the relationship of Formula (1).

なお、中心のズレ量dは6.4mmとしているので、式(2)を満足している。また、テーパー角θを4°としているので、式(3)を満足している。
しかし、内径比を計算すると、注入管2の内径D0が100.0mm、水平湯道の内径D1が72.0mmであるので、内径比は100/72=1.39となり、式(4)の下限である1.80未満となる。つまり、実験番号64は、式(4)を満足していない。
In addition, since the gap | deviation amount d of the center is 6.4 mm, Formula (2) is satisfied. Further, since the taper angle θ is 4 °, the equation (3) is satisfied.
However, when the inner diameter ratio is calculated, since the inner diameter D0 of the injection pipe 2 is 100.0 mm and the inner diameter D1 of the horizontal runner is 72.0 mm, the inner diameter ratio is 100/72 = 1.39. Less than. That is, the experiment number 64 does not satisfy the equation (4).

そのため、旋回流付与の効果により湯面変動はある程度抑制されるものの、鋳型へのアルゴンガスの移動は確実に抑制されておらず、湯面変動の抑制効果も十分なものとはいえない結果となっている。
この実験番号64と同様な結果が、表3の実験番号61、62、63、65、69、70、71、72、77、78、79、82、83、84、85、86、87などについても得られている。
Therefore, although the hot water level fluctuation is suppressed to a certain extent by the effect of the swirling flow, the movement of the argon gas to the mold is not reliably suppressed, and the effect of suppressing the hot water level fluctuation is not sufficient. It has become.
The same results as in this experiment No. 64 are for experiment Nos. 61, 62, 63, 65, 69, 70, 71, 72, 77, 78, 79, 82, 83, 84, 85, 86, 87, etc. Is also obtained.

一方で、実験番号74については、式(1)の左辺が61.2mmと算出されるので、D2=52.0mmを超えてしまうので、式(1)を満たさない。これにより、鋳型底部の湯面変動量2σが39.0mmとなり、32mmを大幅に超えてしまう。
加えて、内径比も1.56と式(4)の下限値を下回る。それゆえ、アルゴンガスの気泡が鋳型側に移動することは確実に抑制できず、湯面変動の抑制効果は全く期待できない。よって、湯面変動の抑制効果は良くない。
On the other hand, for the experiment number 74, since the left side of the equation (1) is calculated to be 61.2 mm, D2 = 52.0 mm is exceeded, so the equation (1) is not satisfied. As a result, the amount of variation of molten metal surface 2σ at the bottom of the mold becomes 39.0 mm, which greatly exceeds 32 mm.
In addition, the inside diameter ratio is also 1.56, which is lower than the lower limit value of equation (4). Therefore, the movement of bubbles of argon gas to the mold side can not be reliably suppressed, and the effect of suppressing the fluctuation of the molten metal surface can not be expected at all. Therefore, the suppression effect of the hot water level fluctuation is not good.

この実験番号74と同様な結果が、表4の実験番号60、66、67、68、73、75、76、80、81、88などについても得られており、湯面変動の抑制効果は良くないものとなっている。   The same result as the experiment No. 74 is obtained for the experiment Nos. 60, 66, 67, 68, 73, 75, 76, 80, 81, 88, etc. It has become nothing.

表5の実験番号93について、実機における、鋳型6の1基あたりの溶鋼7の注入流量Wが2.02t/minである。また、水平湯道4の内径D1が80.0mmであり、注入口5の内径D2が76.0mmであるので、実験番号93は式(1)の右側の不等式(D2≦D1)を満たす。また、式(1)の左辺が61.4mmと算出されるので、D2=76.0mm以下となり、実験番号93は左側の不等式も満たす。つまり、実験番号93は式(1)の関係を満足することとなる。   Regarding Experiment No. 93 in Table 5, the injection flow rate W of molten steel 7 per one mold 6 in an actual machine is 2.02 t / min. Further, since the inner diameter D1 of the horizontal runner 4 is 80.0 mm and the inner diameter D2 of the inlet 5 is 76.0 mm, Experiment No. 93 satisfies the inequality (D2 ≦ D1) on the right side of the equation (1). Further, since the left side of the equation (1) is calculated to be 61.4 mm, D2 = 76.0 mm or less, and the experiment number 93 satisfies the inequality on the left side. That is, the experiment number 93 will satisfy the relationship of Formula (1).

なお、中心のズレ量dは7.2mmとしているので、式(2)を満足している。また、テーパー角θを4°としているので、式(3)を満足している。
しかし、内径比を計算すると、注入管2の内径D0が100.0mm、水平湯道の内径D1が80.0mmであるので、内径比は100/80=1.25となり、式(4)の下限である1.80未満となる。つまり、実験番号93は、式(4)を満足していない。
In addition, since the gap | deviation amount d of the center is 7.2 mm, Formula (2) is satisfied. Further, since the taper angle θ is 4 °, the equation (3) is satisfied.
However, when the inner diameter ratio is calculated, since the inner diameter D0 of the injection pipe 2 is 100.0 mm and the inner diameter D1 of the horizontal runner is 80.0 mm, the inner diameter ratio is 100/80 = 1.25. Less than. That is, the experiment number 93 does not satisfy the equation (4).

そのため、旋回流付与の効果により湯面変動はある程度抑制されるものの、鋳型へのアルゴンガスの移動は確実に抑制されておらず、湯面変動の抑制効果も十分なものとはいえない結果となっている。
この実験番号93と同様な結果が、表5の実験番号90、91、92、94、98、99、100、101、105、106、107、108などについても得られている。
Therefore, although the hot water level fluctuation is suppressed to a certain extent by the effect of the swirling flow, the movement of the argon gas to the mold is not reliably suppressed, and the effect of suppressing the hot water level fluctuation is not sufficient. It has become.
The same results as those of Experiment No. 93 are also obtained for Experiment Nos. 90, 91, 92, 94, 98, 99, 100, 101, 105, 106, 107, 108 and the like of Table 5.

一方で、実験番号103については、式(1)の左辺が67.2mmと算出されるので、D2=60.0mmを超えてしまうので、式(1)を満たさない。これにより、鋳型底部の湯面変動量2σが38.0mmとなり、32mmを大幅に超えてしまう。
加えて、内径比も1.25と式(4)の下限値を下回る。それゆえ、アルゴンガスの気泡が鋳型側に移動することは確実に抑制できず、湯面変動の抑制効果は全く期待できない。よって、湯面変動の抑制効果は良くない。
On the other hand, for the experiment number 103, since the left side of the equation (1) is calculated to be 67.2 mm, D2 = 60.0 mm is exceeded, so the equation (1) is not satisfied. As a result, the amount of variation of molten metal surface 2σ at the bottom of the mold becomes 38.0 mm, which greatly exceeds 32 mm.
In addition, the inside diameter ratio is also lower than the lower limit value of 1.25 (4). Therefore, the movement of bubbles of argon gas to the mold side can not be reliably suppressed, and the effect of suppressing the fluctuation of the molten metal surface can not be expected at all. Therefore, the suppression effect of the hot water level fluctuation is not good.

この実験番号103と同様な結果が、表5の実験番号89、95、96、97、102、104、109などについても得られており、湯面変動の抑制効果は良くないものとなっている。
表6、表7は、湯面変動量2σに及ぼす、実機における、鋳型6の1基あたりの溶鋼7の注入流量W、水平湯道4の内径D1、注入口5の内径D2の影響、及び内径比(D0/D1)の影響について、まとめたものである。なお、垂直部5bの長さL1=90mm、拡径部5aの長さL2=260mm、テーパー角θ=4°、中心のズレ量d=6.4mm又は7.2mmで、一定にしている。
The same result as the experiment No. 103 is obtained also for the experiment Nos. 89, 95, 96, 97, 102, 104, 109, etc. in Table 5, and the effect of suppressing the fluctuation of the surface level is not good. .
Tables 6 and 7 show the influence of the injection flow rate W of the molten steel 7 per unit of the mold 6, the inner diameter D1 of the horizontal runner 4 and the inner diameter D2 of the injection port 5 in the actual machine on the melt surface fluctuation 2σ. The effects of the inner diameter ratio (D0 / D1) are summarized. The length L1 of the vertical portion 5b is 90 mm, the length L2 of the enlarged diameter portion 5a is 260 mm, the taper angle θ is 4 °, and the center deviation d is 6.4 mm or 7.2 mm.

表6の実験番号202について、実機における、鋳型6の1基あたりの溶鋼7の注入流量Wが1.57t/minである。また、水平湯道4の内径D1が64.0mmであり、注入口5の内径D2が48.0mmであるので、実験番号202は式(1)の右側の不等式(D2≦D1)を満たす。また、式(1)の左辺が46.7mmと算出されるので、D2=48.0mm以下となり、実験番号202は左側の不等式も満たす。つまり、実験番号202は式(1)の関係を満足することとなる。   Regarding Experiment No. 202 in Table 6, the injection flow rate W of the molten steel 7 per one mold 6 in an actual machine is 1.57 t / min. In addition, since the inner diameter D1 of the horizontal runner 4 is 64.0 mm and the inner diameter D2 of the inlet 5 is 48.0 mm, the experiment number 202 satisfies the inequality (D2 ≦ D1) on the right side of Equation (1). Further, since the left side of the equation (1) is calculated to be 46.7 mm, D2 = 48.0 mm or less, and the experiment number 202 satisfies the inequality on the left side. That is, the experiment number 202 will satisfy the relationship of Formula (1).

なお、中心のズレ量dは6.4mmとしているので、式(2)を満足している。また、テーパー角θを4°としているので、式(3)を満足している。
しかし、内径比を計算すると、注入管2の内径D0が100.0mm、水平湯道の内径D1が64.0mmであるので、内径比は100/64=1.56となり、式(4)の下限である1.80未満となる。つまり、実験番号202は、式(4)を満足していない。
In addition, since the gap | deviation amount d of the center is 6.4 mm, Formula (2) is satisfied. Further, since the taper angle θ is 4 °, the equation (3) is satisfied.
However, when the inner diameter ratio is calculated, since the inner diameter D0 of the injection pipe 2 is 100.0 mm and the inner diameter D1 of the horizontal runner is 64.0 mm, the inner diameter ratio is 100/64 = 1.56, which is the lower limit of Equation (4), 1.80. Less than. That is, the experiment number 202 does not satisfy the equation (4).

そのため、旋回流付与の効果により湯面変動はある程度抑制されるものの、鋳型へのアルゴンガスの移動は確実に抑制されておらず、湯面変動の抑制効果も十分なものとはいえない結果となっている。
この実験番号202と同様な結果が、表6の実験番号203、204、205、206、210、211、212、213、218、219、220、225、226、227などについても得られている。
Therefore, although the hot water level fluctuation is suppressed to a certain extent by the effect of the swirling flow, the movement of the argon gas to the mold is not reliably suppressed, and the effect of suppressing the hot water level fluctuation is not sufficient. It has become.
The same results as those of Experiment No. 202 are also obtained for Experiment Nos. 203, 204, 205, 206, 210, 211, 212, 213, 218, 219, 220, 225, 226, 227 and the like in Table 6.

一方で、実験番号222については、式(1)の左辺が55.3mmと算出されるので、D2=44.0mmを超えてしまうので、式(1)を満たさない。これにより、鋳型底部の湯面変動量2σが41.0mmとなり、32mmを大幅に超えてしまう。
加えて、内径比も1.56と式(4)の下限値を下回る。それゆえ、アルゴンガスの気泡が鋳型側に移動することは確実に抑制できず、湯面変動の抑制効果は全く期待できない。よって、湯面変動の抑制効果は良くない。
On the other hand, for the experiment number 222, since the left side of the equation (1) is calculated to be 55.3 mm, D2 = 44.0 mm is exceeded, so the equation (1) is not satisfied. As a result, the amount of variation of molten metal surface 2σ at the bottom of the mold becomes 41.0 mm, which greatly exceeds 32 mm.
In addition, the inside diameter ratio is also 1.56, which is lower than the lower limit value of equation (4). Therefore, the movement of bubbles of argon gas to the mold side can not be reliably suppressed, and the effect of suppressing the fluctuation of the molten metal surface can not be expected at all. Therefore, the suppression effect of the hot water level fluctuation is not good.

この実験番号222と同様な結果が、表6の実験番号201、207、208、209、214、215、216、217、221、223、224、228などについても得られており、湯面変動の抑制効果は良くないものとなっている。   The same results as those of Experiment No. 222 are obtained for Experiment Nos. 201, 207, 208, 209, 214, 215, 216, 217, 221, 223, 224, 228, etc. The suppression effect is not good.

表7の実験番号233について、実機における、鋳型6の1基あたりの溶鋼7の注入流量Wが1.57t/minである。また、水平湯道4の内径D1が80.0mmであり、注入口5の内径D2が72.0mmであるので、実験番号233は式(1)の右側の不等式(D2≦D1)を満たす。また、式(1)の左辺が58.5mmと算出されるので、D2=72.0mm以下となり、実験番号233は左側の不等式も満たす。つまり、実験番号233は式(1)の関係を満足することとなる。   Regarding Experiment No. 233 in Table 7, the injection flow rate W of the molten steel 7 per one mold 6 in an actual machine is 1.57 t / min. In addition, since the inner diameter D1 of the horizontal runner 4 is 80.0 mm and the inner diameter D2 of the inlet 5 is 72.0 mm, the experiment number 233 satisfies the inequality (D2 ≦ D1) on the right side of the equation (1). Further, since the left side of the equation (1) is calculated to be 58.5 mm, D2 = 72.0 mm or less, and the experiment number 233 satisfies the inequality on the left side. That is, the experiment number 233 will satisfy the relationship of Formula (1).

なお、中心のズレ量dは7.2mmとしているので、式(2)を満足している。また、テーパー角θを4°としているので、式(3)を満足している。
しかし、内径比を計算すると、注入管2の内径D0が100.0mm、水平湯道の内径D1が80.0mmであるので、内径比は100/80=1.25となり、式(4)の下限である1.80未満となる。つまり、実験番号233は、式(4)を満足していない。
In addition, since the gap | deviation amount d of the center is 7.2 mm, Formula (2) is satisfied. Further, since the taper angle θ is 4 °, the equation (3) is satisfied.
However, when the inner diameter ratio is calculated, since the inner diameter D0 of the injection pipe 2 is 100.0 mm and the inner diameter D1 of the horizontal runner is 80.0 mm, the inner diameter ratio is 100/80 = 1.25. Less than. That is, the experiment number 233 does not satisfy the equation (4).

そのため、旋回流付与の効果により湯面変動はある程度抑制されるものの、鋳型へのアルゴンガスの移動は確実に抑制されておらず、湯面変動の抑制効果も十分なものとはいえない結果となっている。
この実験番号233と同様な結果が、表7の実験番号230、231、232、234、235、238、239、240、241、242、246、247、248、249、253、254、255、256などについても得られている。
Therefore, although the hot water level fluctuation is suppressed to a certain extent by the effect of the swirling flow, the movement of the argon gas to the mold is not reliably suppressed, and the effect of suppressing the hot water level fluctuation is not sufficient. It has become.
The same results as those of Experiment No. 233 are shown in Experiment No. 230, 231, 232, 234, 235, 238, 239, 240, 241, 242, 246, 248, 249, 253, 254, 255, 256 of Table 7. And so on.

一方で、実験番号251については、式(1)の左辺が67.2mmと算出されるので、D2=60.0mmを超えてしまうので、式(1)を満たさない。これにより、鋳型底部の湯面変動量2σが39.0mmとなり、32mmを大幅に超えてしまう。
加えて、内径比も1.25と式(4)の下限値を下回る。それゆえ、アルゴンガスの気泡が鋳型側に移動することは確実に抑制できず、湯面変動の抑制効果は全く期待できない。よって、湯面変動の抑制効果は良くない。
On the other hand, for the experiment number 251, since the left side of the equation (1) is calculated to be 67.2 mm, D2 = 60.0 mm is exceeded, so the equation (1) is not satisfied. As a result, the amount of variation of molten metal surface 2σ at the bottom of the mold becomes 39.0 mm, which greatly exceeds 32 mm.
In addition, the inside diameter ratio is also lower than the lower limit value of 1.25 (4). Therefore, the movement of bubbles of argon gas to the mold side can not be reliably suppressed, and the effect of suppressing the fluctuation of the molten metal surface can not be expected at all. Therefore, the suppression effect of the hot water level fluctuation is not good.

この実験番号251と同様な結果が、表7の実験番号229、236、237、243、244、245、250、252、257などについても得られており、湯面変動の抑制効果は良くないものとなっている。
表8、表9は、湯面変動量2σに及ぼす、実機における、鋳型6の1基あたりの溶鋼7の注入流量W、水平湯道4の内径D1、注入口5の内径D2の影響、及び内径比(D0/D1)の影響について、まとめたものである。なお、垂直部5bの長さL1=140mm、拡径部5aの長さL2=210mm、テーパー角θ=4°、中心のズレ量d=6.4mm又は7.2mmで、一定にしている。
Results similar to those of Experiment No. 251 are obtained also for Experiment Nos. 229, 236, 237, 243, 244, 245, 250, 252, 257, etc. in Table 7, and the effect of suppressing the fluctuation of the surface level is not good It has become.
Tables 8 and 9 show the influence of the injection flow rate W of the molten steel 7 per one mold of the mold 6, the inner diameter D1 of the horizontal runner 4 and the inner diameter D2 of the injection port 5 in the actual machine on the melt surface fluctuation 2σ. The effects of the inner diameter ratio (D0 / D1) are summarized. The length L1 of the vertical portion 5b is 140 mm, the length L2 of the enlarged diameter portion 5a is 210 mm, the taper angle θ is 4 °, and the amount of deviation of the center d is 6.4 mm or 7.2 mm.

表8の実験番号302について、実機における、鋳型6の1基あたりの溶鋼7の注入流量Wが1.57t/minである。また、水平湯道4の内径D1が64.0mmであり、注入口5の内径D2が48.0mmであるので、実験番号302は式(1)の右側の不等式(D2≦D1)を満たす。また、式(1)の左辺が46.7mmと算出されるので、D2=48.0mm以下となり、実験番号302は左側の不等式も満たす。つまり、実験番号302は式(1)の関係を満足することとなる。   Regarding Experiment No. 302 in Table 8, the injection flow rate W of the molten steel 7 per one mold 6 in an actual machine is 1.57 t / min. Further, since the inner diameter D1 of the horizontal runner 4 is 64.0 mm and the inner diameter D2 of the injection port 5 is 48.0 mm, the experiment number 302 satisfies the inequality (D2 ≦ D1) on the right side of the equation (1). Further, since the left side of the equation (1) is calculated to be 46.7 mm, D2 = 48.0 mm or less, and the experiment number 302 satisfies the inequality on the left side. That is, the experiment number 302 will satisfy the relationship of Formula (1).

なお、中心のズレ量dは6.4mmとしているので、式(2)を満足している。また、テーパー角θを4°としているので、式(3)を満足している。
しかし、内径比を計算すると、注入管2の内径D0が100.0mm、水平湯道の内径D1が64.0mmであるので、内径比は100/64=1.56となり、式(4)の下限である1.80未満となる。つまり、実験番号302は、式(4)を満足していない。
In addition, since the gap | deviation amount d of the center is 6.4 mm, Formula (2) is satisfied. Further, since the taper angle θ is 4 °, the equation (3) is satisfied.
However, when the inner diameter ratio is calculated, since the inner diameter D0 of the injection pipe 2 is 100.0 mm and the inner diameter D1 of the horizontal runner is 64.0 mm, the inner diameter ratio is 100/64 = 1.56, which is the lower limit of Equation (4), 1.80. Less than. That is, the experiment number 302 does not satisfy the equation (4).

そのため、旋回流付与の効果により湯面変動はある程度抑制されるものの、鋳型へのアルゴンガスの移動は確実に抑制されておらず、湯面変動の抑制効果も十分なものとはいえない結果となっている。
この実験番号302と同様な結果が、表8の実験番号303、304、305、306、310、311、312、313、318、319、320、325、326、327などについても得られている。
Therefore, although the hot water level fluctuation is suppressed to a certain extent by the effect of the swirling flow, the movement of the argon gas to the mold is not reliably suppressed, and the effect of suppressing the hot water level fluctuation is not sufficient. It has become.
The same result as the experiment No. 302 is obtained also for the experiment Nos. 303, 304, 305, 306, 310, 311, 312, 313, 318, 319, 320, 325, 326, 327 in Table 8.

一方で、実験番号322については、式(1)の左辺が55.3mmと算出されるので、D2=44.0mmを超えてしまうので、式(1)を満たさない。これにより、鋳型底部の湯面変動量2σが42.0mmとなり、32mmを大幅に超えてしまう。
加えて、内径比も1.56と式(4)の下限値を下回る。それゆえ、アルゴンガスの気泡が鋳型側に移動することは確実に抑制できず、湯面変動の抑制効果は全く期待できない。よって、湯面変動の抑制効果は良くない。
On the other hand, for the experiment number 322, since the left side of the equation (1) is calculated to be 55.3 mm, D2 = 44.0 mm is exceeded, so the equation (1) is not satisfied. As a result, the amount of variation in molten metal surface 2σ at the bottom of the mold becomes 42.0 mm, which greatly exceeds 32 mm.
In addition, the inside diameter ratio is also 1.56, which is lower than the lower limit value of equation (4). Therefore, the movement of bubbles of argon gas to the mold side can not be reliably suppressed, and the effect of suppressing the fluctuation of the molten metal surface can not be expected at all. Therefore, the suppression effect of the hot water level fluctuation is not good.

この実験番号322と同様な結果が、表8の実験番号301、307、308、309、314、315、316、317、321、323、324、328などについても得られており、湯面変動の抑制効果は良くないものとなっている。   The same results as those of Experiment No. 322 are obtained for Experiment Nos. 301, 307, 308, 309, 314, 315, 316, 317, 321, 323, 324, 328, etc. The suppression effect is not good.

表9の実験番号333について、実機における、鋳型6の1基あたりの溶鋼7の注入流量Wが1.57t/minである。また、水平湯道4の内径D1が80.0mmであり、注入口5の内径D2が72.0mmであるので、実験番号333は式(1)の右側の不等式(D2≦D1)を満たす。また、式(1)の左辺が58.5mmと算出されるので、D2=72.0mm以下となり、実験番号333は左側の不等式も満たす。つまり、式(1)を満足することとなる。   Regarding Experiment No. 333 in Table 9, the injection flow rate W of the molten steel 7 per one mold 6 in an actual machine is 1.57 t / min. Further, since the inner diameter D1 of the horizontal runner 4 is 80.0 mm and the inner diameter D2 of the inlet 5 is 72.0 mm, the experiment number 333 satisfies the inequality (D2 ≦ D1) on the right side of the equation (1). Further, since the left side of the equation (1) is calculated to be 58.5 mm, D2 = 72.0 mm or less, and the experiment number 333 satisfies the inequality on the left side. That is, the equation (1) is satisfied.

なお、中心のズレ量dは7.2mmとしているので、式(2)を満足している。また、テーパー角θを4°としているので、式(3)を満足している。
しかし、内径比を計算すると、注入管2の内径D0が100.0mm、水平湯道の内径D1が80.0mmであるので、内径比は100/80=1.25となり、式(4)の下限である1.80未満となる。つまり、実験番号333は、式(4)を満足していない。
In addition, since the gap | deviation amount d of the center is 7.2 mm, Formula (2) is satisfied. Further, since the taper angle θ is 4 °, the equation (3) is satisfied.
However, when the inner diameter ratio is calculated, since the inner diameter D0 of the injection pipe 2 is 100.0 mm and the inner diameter D1 of the horizontal runner is 80.0 mm, the inner diameter ratio is 100/80 = 1.25. Less than. That is, the experiment number 333 does not satisfy the equation (4).

そのため、旋回流付与の効果により湯面変動はある程度抑制されるものの、鋳型へのアルゴンガスの移動は確実に抑制されておらず、湯面変動の抑制効果も十分なものとはいえない結果となっている。
この実験番号333と同様な結果が、表9の実験番号330、331、332、334、335、338、339、340、341、342、346、347、348、349、353、354、355、356などについても得られている。
Therefore, although the hot water level fluctuation is suppressed to a certain extent by the effect of the swirling flow, the movement of the argon gas to the mold is not reliably suppressed, and the effect of suppressing the hot water level fluctuation is not sufficient. It has become.
The results similar to this experiment No. 333 are the experiment Nos. 330, 331, 332, 334, 335, 338, 339, 340, 341, 342, 346, 347, 348, 353, 354, 355, 356 of Table 9. And so on.

一方で、実験番号351については、式(1)の左辺が67.2mmと算出されるので、D2=60.0mmを超えてしまうので、式(1)を満たさない。これにより、鋳型底部の湯面変動量2σが40.0mmとなり、32mmを大幅に超えてしまう。
加えて、内径比も1.25と式(4)の下限値を下回る。それゆえ、アルゴンガスの気泡が鋳型側に移動することは確実に抑制できず、湯面変動の抑制効果は全く期待できない。よって、湯面変動の抑制効果は良くない。
On the other hand, with regard to Experiment No. 351, since the left side of Formula (1) is calculated to be 67.2 mm, D2 = 60.0 mm is exceeded, and thus Formula (1) is not satisfied. As a result, the amount of molten metal surface variation 2σ at the bottom of the mold becomes 40.0 mm, which greatly exceeds 32 mm.
In addition, the inside diameter ratio is also lower than the lower limit value of 1.25 (4). Therefore, the movement of bubbles of argon gas to the mold side can not be reliably suppressed, and the effect of suppressing the fluctuation of the molten metal surface can not be expected at all. Therefore, the suppression effect of the hot water level fluctuation is not good.

この実験番号351と同様な結果が、表9の実験番号329、336、337、343、344、345、350、352、357などについても得られており、湯面変動の抑制効果は良くないものとなっている。
表10、表11は、湯面変動量2σに及ぼす、中心のズレ量dの影響、及び内径比(D0/D1)の影響について、まとめたものである。なお、垂直部5bの長さL1=60mm、拡径部5aの長さL2=290mm、テーパー角θ=4°で、一定にしている。
The same results as those of Experiment No. 351 are obtained also for Experiment Nos. 329, 336, 337, 343, 344, 345, 350, 352, 357, etc. of Table 9, and the effect of suppressing the fluctuation of the surface level is not good. It has become.
Tables 10 and 11 summarize the influence of the center deviation amount d and the influence of the inner diameter ratio (D0 / D1) on the surface level variation 2σ. The length L1 of the vertical portion 5b is 60 mm, the length L2 of the enlarged diameter portion 5a is 290 mm, and the taper angle θ is 4 °, which is constant.

表10の実験番号406について、水平湯道4の内径D1が64.0mmである。また、0.08×D1=5.12mmであり、0.5×D1=32mmである。中心のズレ量dは、25.6mmであり、式(2)を満足することとなる。
なお、実機における、鋳型6の1基あたりの溶鋼7の注入流量Wが1.57t/minであり、注入口5の内径D2が56.0mmである。また、式(1)の左辺は、46.7mmと算出される。これにより、式(1)を満足している。また、テーパー角θを4°としているので、式(3)を満足している。
For Experiment No. 406 in Table 10, the inner diameter D1 of the horizontal runner 4 is 64.0 mm. Moreover, it is 0.08xD1 = 5.12 mm and is 0.5xD1 = 32 mm. The shift amount d of the center is 25.6 mm, which satisfies the equation (2).
In the actual machine, the injection flow rate W of the molten steel 7 per one mold of the mold 6 is 1.57 t / min, and the inner diameter D2 of the injection port 5 is 56.0 mm. Moreover, the left side of Formula (1) is calculated with 46.7 mm. Thereby, the equation (1) is satisfied. Further, since the taper angle θ is 4 °, the equation (3) is satisfied.

しかし、内径比を計算すると、注入管2の内径D0が100.0mm、水平湯道の内径D1が64.0mmであるので、内径比は100/64=1.56となり、式(4)の下限である1.80未満となる。つまり、実験番号406は、式(4)を満足していない。
そのため、旋回流付与の効果により湯面変動はある程度抑制されるものの、鋳型へのアルゴンガスの移動は確実に抑制されておらず、湯面変動の抑制効果も十分なものとはいえない結果となっている。
However, when the inner diameter ratio is calculated, since the inner diameter D0 of the injection pipe 2 is 100.0 mm and the inner diameter D1 of the horizontal runner is 64.0 mm, the inner diameter ratio is 100/64 = 1.56, which is the lower limit of Equation (4), 1.80. Less than. That is, the experiment number 406 does not satisfy the equation (4).
Therefore, although the hot water level fluctuation is suppressed to a certain extent by the effect of the swirling flow, the movement of the argon gas to the mold is not reliably suppressed, and the effect of suppressing the hot water level fluctuation is not sufficient. It has become.

この実験番号406と同様な結果が、表10の実験番号403、404、405、407、411、35、412、413、414、415、419、42、420、421、422、423、427、49、428、429、430、431などについても得られている。
一方で、実験番号425については、中心のズレ量dが0mmである、すなわち「ズレなし」であるので、勿論、式(2)を満足することはない。これにより、鋳型底部の湯面変動量2σが47.0mmとなり、32mmを大幅に超えてしまう。
The results similar to those of this experiment No. 406 are the same as the experiment Nos. 403, 404, 405, 407, 411, 35, 412, 413, 414, 415, 423, 420, 421, 422, 423, 427, 49 in Table 10. , 428, 429, 430, 431 and so on.
On the other hand, for the experiment number 425, the center shift amount d is 0 mm, that is, “no shift”, and of course the formula (2) is not satisfied. As a result, the amount of variation of molten metal surface 2σ at the bottom of the mold becomes 47.0 mm, which greatly exceeds 32 mm.

加えて、内径比も1.56と式(4)の下限値を下回る。それゆえ、アルゴンガスの気泡が鋳型側に移動することは確実に抑制できず、湯面変動の抑制効果は全く期待できない。よって、湯面変動の抑制効果は良くない。
この実験番号425と同様な結果が、表10の実験番号401、402、408、409、410、416、417、418、424、426、432などについても得られており、湯面変動の抑制効果は良くないものとなっている。
In addition, the inside diameter ratio is also 1.56, which is lower than the lower limit value of equation (4). Therefore, the movement of bubbles of argon gas to the mold side can not be reliably suppressed, and the effect of suppressing the fluctuation of the molten metal surface can not be expected at all. Therefore, the suppression effect of the hot water level fluctuation is not good.
The same results as those of Experiment No. 425 are obtained also for Experiment Nos. 401, 402, 408, 409, 410, 416, 417, 418, 424, 426, 432, etc. Is a bad thing.

表11の実験番号439について、水平湯道4の内径D1が72.0mmである。また、0.08×D1=5.76mmであり、0.5×D1=36mmである。中心のズレ量dは、36.0mmであり、式(2)を満足することとなる。
なお、実機における、鋳型6の1基あたりの溶鋼7の注入流量Wが1.57t/minであり、注入口5の内径D2が60.0mmであり、式(1)の左辺が52.6mmと算出される。これにより、式(1)を満足している。また、テーパー角θを4°としているので、式(3)を満足している。
For Experiment No. 439 in Table 11, the inner diameter D1 of the horizontal runner 4 is 72.0 mm. Further, 0.08 × D1 = 5.76 mm and 0.5 × D1 = 36 mm. The shift amount d of the center is 36.0 mm, which satisfies the equation (2).
In the actual machine, the injection flow rate W of molten steel 7 per mold 6 is 1.57 t / min, the inside diameter D2 of the injection port 5 is 60.0 mm, and the left side of the equation (1) is calculated to be 52.6 mm. Ru. Thereby, the equation (1) is satisfied. Further, since the taper angle θ is 4 °, the equation (3) is satisfied.

しかし、内径比を計算すると、注入管2の内径D0が100.0mm、水平湯道の内径D1が72.0mmであるので、内径比は100/72=1.39となり、式(4)の下限である1.80未満となる。つまり、実験番号439は、式(4)を満足していない。
そのため、旋回流付与の効果により湯面変動はある程度抑制されるものの、鋳型へのアルゴンガスの移動は確実に抑制されておらず、湯面変動の抑制効果も十分なものとはいえない結果となっている。
However, when the inner diameter ratio is calculated, since the inner diameter D0 of the injection pipe 2 is 100.0 mm and the inner diameter D1 of the horizontal runner is 72.0 mm, the inner diameter ratio is 100/72 = 1.39. Less than. That is, Experiment No. 439 does not satisfy Formula (4).
Therefore, although the hot water level fluctuation is suppressed to a certain extent by the effect of the swirling flow, the movement of the argon gas to the mold is not reliably suppressed, and the effect of suppressing the hot water level fluctuation is not sufficient. It has become.

この実験番号439と同様な結果が、表11の実験番号55、435、436、437、438、62、443、444、445、446、447、69、451、452、453、454、455などについても得られている。
一方で、実験番号448については、水平湯道4の内径D1が72.0mmである。また、0.08×D1=5.76mmであり、0.5×D1=36mmである。中心のズレ量dが43.2mmであり、式(2)を満足していない。これにより、湯面変動量2σが38.0mmとなり、32mmを大幅に超えてしまう。つまり、鋳型底部の湯面変動の抑制効果が発現されない。
The same results as those of Experiment No. 439 are shown for Experiment Nos. 55, 435, 436, 437, 438, 62, 443, 445, 446, 447, 69, 451, 452, 453, 454, 455, etc. Is also obtained.
On the other hand, about experiment number 448, the internal diameter D1 of the horizontal runner 4 is 72.0 mm. Further, 0.08 × D1 = 5.76 mm and 0.5 × D1 = 36 mm. The center displacement amount d is 43.2 mm, and the expression (2) is not satisfied. As a result, the molten metal surface variation 2σ is 38.0 mm, which greatly exceeds 32 mm. That is, the effect of suppressing the fluctuation of the surface of the mold at the bottom of the mold is not expressed.

加えて、内径比も1.39と式(4)の下限値を下回る。それゆえ、アルゴンガスの気泡が鋳型側に移動することは確実に抑制できず、湯面変動の抑制効果は全く期待できない。
この実験番号448と同様な結果が、表11の実験番号433、434、440、441、442、449、450、456などについても得られており、湯面変動の抑制効果は良くないものとなっている。
In addition, the inside diameter ratio is also 1.39, which is lower than the lower limit value of equation (4). Therefore, the movement of bubbles of argon gas to the mold side can not be reliably suppressed, and the effect of suppressing the fluctuation of the molten metal surface can not be expected at all.
The same results as those of Experiment No. 448 are obtained for Experiment Nos. 433, 434, 440, 441, 442, 449, 450, 456, etc. in Table 11, and the effect of suppressing the fluctuation of the surface level is not good. ing.

表12、表13に、湯面変動量2σに及ぼす、拡径部5aのテーパー角θの影響、及び内径比(D0/D1)の影響について、まとめた。なお、垂直部5bの長さL1=60mm、拡径部5aの長さL2=290mm、中心のズレ量d=6.4mmで、一定にしている。   Tables 12 and 13 summarize the influence of the taper angle θ of the diameter-increasing part 5a and the influence of the inner diameter ratio (D0 / D1) on the surface level variation 2σ. The length L1 of the vertical portion 5b is 60 mm, the length L2 of the enlarged diameter portion 5a is 290 mm, and the amount of deviation d of the center d is 6.4 mm.

表12の実験番号502について、テーパー角θを2°としているので、式(3)を満足している。
なお、実機における、鋳型6の1基あたりの溶鋼7の注入流量Wが1.57t/minである。また、水平湯道4の内径D1が64.0mmであり、注入口5の内径D2が56.0mmである。また、式(1)の左辺が46.7mmと算出される。これにより、式(1)を満足している。また、中心のズレ量dは6.4mmとしているので、式(2)を満足している。
For the experiment number 502 in Table 12, the taper angle θ is 2 °, which satisfies the equation (3).
In the actual machine, the injection flow rate W of the molten steel 7 per mold 6 is 1.57 t / min. Further, the inner diameter D1 of the horizontal runner 4 is 64.0 mm, and the inner diameter D2 of the inlet 5 is 56.0 mm. Moreover, the left side of Formula (1) is calculated with 46.7 mm. Thereby, the equation (1) is satisfied. Further, since the center shift amount d is 6.4 mm, the equation (2) is satisfied.

しかし、内径比を計算すると、注入管2の内径D0が100.0mm、水平湯道の内径D1が64.0mmであるので、内径比は100/64=1.56となり、式(4)の下限である1.80未満となる。つまり、実験番号502は、式(4)を満足していない。
そのため、旋回流付与の効果により湯面変動はある程度抑制されるものの、鋳型へのアルゴンガスの移動は確実に抑制されておらず、湯面変動の抑制効果も十分なものとはいえない結果となっている。
However, when the inner diameter ratio is calculated, since the inner diameter D0 of the injection pipe 2 is 100.0 mm and the inner diameter D1 of the horizontal runner is 64.0 mm, the inner diameter ratio is 100/64 = 1.56, which is the lower limit of Equation (4), 1.80. Less than. That is, the experiment number 502 does not satisfy the equation (4).
Therefore, although the hot water level fluctuation is suppressed to a certain extent by the effect of the swirling flow, the movement of the argon gas to the mold is not reliably suppressed, and the effect of suppressing the hot water level fluctuation is not sufficient. It has become.

この実験番号502と同様な結果が、表12の実験番号28、503、504、508、35、509、510、514、42、515、516、520、49、521、522などについても得られている。
一方で、実験番号506については、テーパー角θを12°としているので、式(3)を満足していない。これにより、鋳型底部の湯面変動量2σが45.0mmとなり、32mmを大幅に超えてしまう。つまり、湯面変動の抑制効果が発現されない。
Similar results to this experiment No. 502 are also obtained for experiment Nos. 28, 503, 504, 508, 35, 509, 510, 514, 42, 515, 516, 520, 49, 521, 522, etc. in Table 12. There is.
On the other hand, with regard to Experiment No. 506, since the taper angle θ is 12 °, the equation (3) is not satisfied. As a result, the amount of variation of molten metal surface 2σ at the bottom of the mold becomes 45.0 mm, which greatly exceeds 32 mm. That is, the suppression effect of the surface fluctuation is not expressed.

加えて、内径比も1.56と式(4)の下限値を下回る。それゆえ、アルゴンガスの気泡が鋳型側に移動することは確実に抑制できず、湯面変動の抑制効果は全く期待できない。
この実験番号506と同様な結果が、表12の実験番号501、505、507、511、512、513、517、518、519、523、524などについても得られており、湯面変動の抑制効果は良くないものとなっている。
In addition, the inside diameter ratio is also 1.56, which is lower than the lower limit value of equation (4). Therefore, the movement of bubbles of argon gas to the mold side can not be reliably suppressed, and the effect of suppressing the fluctuation of the molten metal surface can not be expected at all.
The same results as those of Experiment No. 506 are obtained also for Experiment Nos. 501, 505, 507, 511, 512, 513, 517, 518, 519, 523, 524 and the like in Table 12, and the effect of suppressing water level fluctuation Is a bad thing.

表13の実験番号528について、テーパー角θを8°としているので、式(3)を満足している。
なお、実機における、鋳型6の1基あたりの溶鋼7の注入流量Wが1.57t/minである。また、水平湯道4の内径D1が72.0mmであり、注入口5の内径D2が60.0mmである。また、式(1)の左辺が52.6mmと算出される。これにより、式(1)を満足している。また、中心のズレ量dは6.4mmとしているので、式(2)を満足している。
For the experiment number 528 in Table 13, the taper angle θ is 8 °, which satisfies the equation (3).
In the actual machine, the injection flow rate W of the molten steel 7 per mold 6 is 1.57 t / min. Further, the inner diameter D1 of the horizontal runner 4 is 72.0 mm, and the inner diameter D2 of the inlet 5 is 60.0 mm. Moreover, the left side of Formula (1) is calculated with 52.6 mm. Thereby, the equation (1) is satisfied. Further, since the center shift amount d is 6.4 mm, the equation (2) is satisfied.

しかし、内径比を計算すると、注入管2の内径D0が100.0mm、水平湯道の内径D1が72.0mmであるので、内径比は100/72=1.39となり、式(4)の下限である1.80未満となる。つまり、実験番号528は、式(4)を満足していない。
そのため、旋回流付与の効果により湯面変動はある程度抑制されるものの、鋳型へのアルゴンガスの移動は確実に抑制されておらず、湯面変動の抑制効果も十分なものとはいえない結果となっている。
However, when the inner diameter ratio is calculated, since the inner diameter D0 of the injection pipe 2 is 100.0 mm and the inner diameter D1 of the horizontal runner is 72.0 mm, the inner diameter ratio is 100/72 = 1.39. Less than. That is, the experiment number 528 does not satisfy the equation (4).
Therefore, although the hot water level fluctuation is suppressed to a certain extent by the effect of the swirling flow, the movement of the argon gas to the mold is not reliably suppressed, and the effect of suppressing the hot water level fluctuation is not sufficient. It has become.

この実験番号528と同様な結果が、表13の実験番号526、55、527、532、62、533、534、538、69、539、540などについても得られている。
一方で、実験番号525については、テーパー角θを0°としているので、式(3)を満足していない。すなわち、拡径部5aを有していない。これにより、鋳型底部の湯面変動量2σが44.0mmとなり、32mmを大幅に超えてしまう。
Similar results to Experiment No. 528 are also obtained for Experiment Nos. 526, 55, 527, 532, 62, 533, 534, 538, 69, 539, 540, etc. in Table 13.
On the other hand, for the experiment number 525, since the taper angle θ is 0 °, the equation (3) is not satisfied. That is, it does not have the enlarged diameter part 5a. As a result, the amount of variation of molten metal surface 2σ at the bottom of the mold becomes 44.0 mm, which greatly exceeds 32 mm.

加えて、内径比も1.39と式(4)の下限値を下回る。それゆえ、アルゴンガスの気泡が鋳型側に移動することは確実に抑制できず、湯面変動の抑制効果は全く期待できない。よって、湯面変動の抑制効果は良くない。
この実験番号525と同様な結果が、表13の実験番号529、530、531、535、536、537、541、542などについても得られており、湯面変動の抑制効果は良くないものとなっている。
In addition, the inside diameter ratio is also 1.39, which is lower than the lower limit value of equation (4). Therefore, the movement of bubbles of argon gas to the mold side can not be reliably suppressed, and the effect of suppressing the fluctuation of the molten metal surface can not be expected at all. Therefore, the suppression effect of the hot water level fluctuation is not good.
The same results as those of Experiment No. 525 are obtained for Experiment Nos. 529, 530, 531, 535, 536, 537, 541, 542, etc. in Table 13, and the effect of suppressing the fluctuation of the surface level is not good. ing.

表14、表15、表16に、内径比(D0/D1)の影響について、まとめたものである。具体的には、表14、表15、表16は、鋳型上部の湯面変動の抑制効果が十分ではない実験番号3、9、15、28、35、42、49、55、62、69、99に対して、注入管2の内径D0を100mm、120mm、128mm、132mm、140mm、160mm、180mmに変化させることにより、内径比を変化させたものを示している。   The effects of the inner diameter ratio (D0 / D1) are summarized in Table 14, Table 15, and Table 16. Specifically, Table 14, Table 15, and Table 16 show the experimental numbers 3, 9, 15, 28, 35, 42, 49, 55, 62, 69, in which the effect of suppressing the variation of the surface level of the upper part of the mold is not sufficient. In FIG. 10, the inner diameter ratio is changed by changing the inner diameter D0 of the injection tube 2 to 100 mm, 120 mm, 128 mm, 132 mm, 140 mm, 160 mm, and 180 mm.

表14の実験番号544については、注入管内径D0以外は実験番号3と同じであるため、式(1)〜式(3)を満足する。
さらに、内径比を計算すると、注入管2の内径D0が128.0mm、水平湯道の内径D1が56.0mmであるので、内径比は128/56=2.29となり、式(4)の下限である1.80以上となる。つまり、実験番号544は、式(4)を満足している。
The experimental numbers 544 in Table 14 are the same as the experimental numbers 3 except for the inner diameter D0 of the injection pipe, and thus the formulas (1) to (3) are satisfied.
Furthermore, when the inside diameter ratio is calculated, since the inside diameter D0 of the injection pipe 2 is 128.0 mm and the inside diameter D1 of the horizontal runner is 56.0 mm, the inside diameter ratio is 128/56 = 2.29, and the lower limit of Expression (4) is 1.80. It becomes above. That is, the experiment number 544 satisfies the equation (4).

それゆえ、実験番号544については、アルゴンガスの気泡が鋳型側に移動することを確実に抑制でき、湯面変動の抑制効果が良好なものとなる。つまり、十分な湯面変動の抑制効果が得られている。
この実験番号544と同様な結果が、表14の実験番号543、545、546、549、550、551、552、555、556、557、558、561、562、563、564、565などについても得られており、湯面変動の抑制効果は良好なものとなっている。
Therefore, with regard to Experiment No. 544, the movement of the bubbles of argon gas to the mold side can be reliably suppressed, and the effect of suppressing the fluctuation of the molten metal surface becomes good. That is, a sufficient effect of suppressing the fluctuation of the molten metal surface is obtained.
Similar results to this experiment No. 544 are also obtained for experiment Nos. 543, 545, 546, 549, 550, 551, 552, 555, 556, 557, 561, 562, 563, 564, 565, etc. in Table 14. And the effect of suppressing the fluctuation of the surface is good.

一方で、実験番号547については、実験番号3と同様に、式(1)〜式(3)を満足している。
しかし、内径比を計算すると、注入管2の内径D0が160.0mm、水平湯道の内径D1が56.0mmであるので、内径比は160/56=2.86となり、式(4)の上限である2.50を超える。つまり、実験番号547は、式(4)を満足していない。
On the other hand, as for Experiment No. 547, Equations (1) to (3) are satisfied as in Experiment No. 3.
However, when the inside diameter ratio is calculated, since the inside diameter D0 of the injection pipe 2 is 160.0 mm and the inside diameter D1 of the horizontal runner is 56.0 mm, the inside diameter ratio is 160/56 = 2.86, which is the upper limit of 2.50 in equation (4). Over. That is, the experiment number 547 does not satisfy the equation (4).

なお、実験番号547については、アルゴンガスの気泡が鋳型側に移動することは確実に抑制でき、湯面変動の抑制効果が良好なものとなる。しかし、注入管2の内径D0が必要以上に大きいものとなっており、製造コストを高騰させているため、総合結果は不合格とした。
この実験番号547と同様な結果が、表14の実験番号548、553、554、559、560、566などについても得られており、湯面変動の抑制効果は良くても、製造コストが良くないものとなっている。
In addition, about experiment number 547, it can suppress reliably that the bubble of argon gas moves to the casting_mold | template side, and the control effect of a hot water surface fluctuation becomes favorable. However, since the inner diameter D0 of the injection pipe 2 is larger than necessary and the manufacturing cost is increased, the overall result is rejected.
The same result as this experiment No. 547 is obtained also for the experiment Nos. 548, 553, 554, 559, 560, 566 etc. in Table 14, and although the effect of suppressing the fluctuation of the surface level is good, the manufacturing cost is not good. It has become a thing.

表15の実験番号570については、実験番号35と同じであるため、式(1)〜式(3)を満足する。
さらに、内径比を計算すると、注入管2の内径D0が140.0mm、水平湯道の内径D1が64.0mmであるので、内径比は140/64=2.19となり、式(4)の下限である1.80以上となる。つまり、実験番号570は、式(4)を満足している。
The experiment No. 570 in Table 15 is the same as the experiment No. 35, and thus the formulas (1) to (3) are satisfied.
Furthermore, when the inner diameter ratio is calculated, since the inner diameter D0 of the injection pipe 2 is 140.0 mm and the inner diameter D1 of the horizontal runner is 64.0 mm, the inner diameter ratio is 140/64 = 2.19, which is the lower limit of 1.80 of equation (4). It becomes above. That is, the experiment number 570 satisfies the equation (4).

それゆえ、実験番号570については、アルゴンガスの気泡が鋳型側に移動することを確実に抑制でき、湯面変動の抑制効果が良好なものとなる。つまり、十分な湯面変動の抑制効果が得られている。
この実験番号570と同様な結果が、表15の実験番号567、568、569、571、573、574、575、576、577、579、580、581、582、583、587、588、589、590などについても得られており、湯面変動の抑制効果は良好なものとなっている。
Therefore, with regard to Experiment No. 570, the movement of bubbles of argon gas to the mold side can be reliably suppressed, and the effect of suppressing the fluctuation of the molten metal surface becomes good. That is, a sufficient effect of suppressing the fluctuation of the molten metal surface is obtained.
The same results as in this experiment No. 570 are as in Experiment No. 567, 568, 569, 571, 573, 574, 575, 576, 577, 579, 580, 581, 582, 583, 587, 588, 589, 590 in Table 15. And the like, and the effect of suppressing the fluctuation of the surface level is good.

一方で、実験番号572については、実験番号35と同様に、式(1)〜式(3)を満足している。
しかし、内径比を計算すると、注入管2の内径D0が180.0mm、水平湯道の内径D1が64.0mmであるので、内径比は180/64=2.81となり、式(4)の上限である2.50を超える。つまり、実験番号572は、式(4)を満足していない。
On the other hand, as for Experiment No. 572, Formulas (1) to (3) are satisfied as in Experiment No. 35.
However, when the inside diameter ratio is calculated, since the inside diameter D0 of the injection pipe 2 is 180.0 mm and the inside diameter D1 of the horizontal runner is 64.0 mm, the inside diameter ratio is 180/64 = 2.81, which is the upper limit of 2.50 in equation (4). Over. That is, the experiment number 572 does not satisfy the equation (4).

なお、実験番号572については、アルゴンガスの気泡が鋳型側に移動することは確実に抑制でき、湯面変動の抑制効果が良好なものとなる。しかし、注入管2の内径D0が必要以上に大きいものとなっており、製造コストを高騰させているため、総合結果は不合格とした。
この実験番号572と同様な結果が、表15の実験番号578、584などについても得られており、湯面変動の抑制効果は良くても、製造コストが良くないものとなっている。
In the case of Experiment No. 572, movement of bubbles of argon gas to the mold side can be surely suppressed, and the effect of suppressing the fluctuation of the surface of the molten metal becomes good. However, since the inner diameter D0 of the injection pipe 2 is larger than necessary and the manufacturing cost is increased, the overall result is rejected.
The same results as those of Experiment No. 572 are also obtained for Experiment Nos. 578 and 584 in Table 15, and the like, and although the effect of suppressing the fluctuation of the surface level is good, the manufacturing cost is not good.

さらに実験番号585については、実験番号55と同様に、式(1)〜式(3)を満足している。
しかし、内径比を計算すると、注入管2の内径D0が120.0mm、水平湯道の内径D1が72.0mmであるので、内径比は120/72=1.67となり、式(4)の下限である1.80未満となる。つまり、実験番号585は、式(4)を満足していない。
Furthermore, as for Experiment No. 585, Formulas (1) to (3) are satisfied as in Experiment No. 55.
However, when the inner diameter ratio is calculated, since the inner diameter D0 of the injection pipe 2 is 120.0 mm and the inner diameter D1 of the horizontal runner is 72.0 mm, the inner diameter ratio is 120/72 = 1.67, and the lower limit of Expression (4) is 1.80. Less than. That is, the experiment number 585 does not satisfy the equation (4).

そのため、旋回流付与の効果により湯面変動はある程度抑制されるものの、鋳型へのアルゴンガスの移動は確実に抑制されておらず、湯面変動の抑制効果も十分なものとはいえない結果となっている。
この実験番号585と同様な結果が、表15の実験番号55、586、62、591,592、69、597、598、99、603,604などについても得られており、湯面変動の抑制効果が不十分な結果となっている。
Therefore, although the hot water level fluctuation is suppressed to a certain extent by the effect of the swirling flow, the movement of the argon gas to the mold is not reliably suppressed, and the effect of suppressing the hot water level fluctuation is not sufficient. It has become.
The same results as those of Experiment No. 585 are also obtained for Experiment Nos. 55, 586, 62, 591, 592, 69, 597, 598, 99, 603, 604, etc. Results are inadequate.

表16の実験番号593については、実験番号62と同じであるため、式(1)〜式(3)を満足する。
さらに、内径比を計算すると、注入管2の内径D0が132.0mm、水平湯道の内径D1が72.0mmであるので、内径比は132/72=1.83となり、式(4)の下限である1.80以上となる。つまり、実験番号593は、式(4)を満足している。
Since the experiment number 593 in Table 16 is the same as the experiment number 62, the equations (1) to (3) are satisfied.
Furthermore, when the inside diameter ratio is calculated, since the inside diameter D0 of the injection pipe 2 is 132.0 mm and the inside diameter D1 of the horizontal runner is 72.0 mm, the inside diameter ratio is 132/72 = 1.83, which is the lower limit of 1.80 of equation (4). It becomes above. That is, the experiment number 593 satisfies the equation (4).

それゆえ、実験番号593については、アルゴンガスの気泡が鋳型側に移動することを確実に抑制でき、湯面変動の抑制効果が良好なものとなる。つまり、十分な湯面変動の抑制効果が得られている。
この実験番号593と同様な結果が、表16の実験番号594、595、596、599、600、601、602、607、608などについても得られており、湯面変動の抑制効果は良好なものとなっている。
Therefore, with regard to Experiment No. 593, the movement of the bubbles of argon gas to the mold side can be reliably suppressed, and the effect of suppressing the fluctuation of the molten metal surface becomes good. That is, a sufficient effect of suppressing the fluctuation of the molten metal surface is obtained.
The same results as those of Experiment No. 593 are obtained also for Experiment Nos. 594, 595, 596, 599, 600, 601, 602, 607, 608, etc. of Table 16, and the effect of suppressing the fluctuation of the surface level is good. It has become.

一方で、実験番号592については、実験番号62と同様に、式(1)〜式(3)を満足している。
しかし、内径比を計算すると、注入管2の内径D0が128.0mm、水平湯道の内径D1が72.0mmであるので、内径比は128/72=1.78となり、式(4)の下限である1.80未満となる。つまり、実験番号592は、式(4)を満足していない。
On the other hand, as for Experiment No. 592, Formulas (1) to (3) are satisfied as in Experiment No. 62.
However, when the inner diameter ratio is calculated, since the inner diameter D0 of the injection pipe 2 is 128.0 mm and the inner diameter D1 of the horizontal runner is 72.0 mm, the inner diameter ratio is 128/72 = 1.78. Less than. That is, the experiment number 592 does not satisfy the equation (4).

そのため、旋回流付与の効果により湯面変動はある程度抑制されるものの、鋳型へのアルゴンガスの移動は確実に抑制されておらず、湯面変動の抑制効果も十分なものとはいえない結果となっている。
この実験番号592と同様な結果が、表16の実験番号62、591、69、597、598、93、603、604、605、606などについても得られており、湯面変動の抑制効果が不十分な結果となっている。
Therefore, although the hot water level fluctuation is suppressed to a certain extent by the effect of the swirling flow, the movement of the argon gas to the mold is not reliably suppressed, and the effect of suppressing the hot water level fluctuation is not sufficient. It has become.
The same results as those of Experiment No. 592 are obtained for Experiment Nos. 62, 591, 69, 597, 598, 93, 603, 604, 605, 606, etc. in Table 16, and the effect of suppressing the water level fluctuation is not obtained. It is a satisfactory result.

注入管から巻き込まれたアルゴンガス気泡が鋳型内に移動するかどうかで、鋳型上部での湯面変動が影響を受けるので、注入口の垂直直部5bの長さL1、及び、拡径部5aの長さL2は鋳型上部での湯面変動に影響を与えない。
つまり、表2〜表16によれば、本発明で規定している、式(1)〜式(4)を満足していれば、垂直部5bの長さL1、及び、拡径部5aの長さL2の変更による影響はない。
Since the water level fluctuation at the upper part of the mold is affected by whether the argon gas bubbles taken in from the injection pipe move into the mold, the length L1 of the vertical straight part 5b of the injection port and the enlarged diameter part 5a The length L2 does not affect the surface level fluctuation at the top of the mold.
That is, according to Tables 2 to 16, if Formulas (1) to (4) defined in the present invention are satisfied, the length L1 of the vertical portion 5b and the diameter-increased portion 5a There is no effect of changing the length L2.

まとめると、本発明の下注造塊方法は、水平湯道4を経て流入してきた溶鋼7を、鋳型6底に設けられている注入口5から、鋳型6内に注入するに際して、注入口5の1個から鋳型6に注入する溶鋼7の流量Wを、1.5〜3.0t/minと規定しておき、注入口5の内径D2を、(6.437×W+0.741×D1-10.849)以上、水平湯道4の内径D1以下とし、注入口5の中心を水平湯道4の中心から、(0.08×D1)以上(0.5×D1)以下の範囲内となるように、ずらしておき、拡径部5aのテーパー角θを2°≦θ≦8°の範囲としておき、且つ、水平湯道4の内径をD1とした場合に注入管2の内径D0が1.8×D1≦D0≦2.5×D1となるようにしておくことにある。   In summary, according to the sub-casting method of the present invention, when the molten steel 7 flowing through the horizontal runner 4 is injected into the mold 6 from the injection port 5 provided at the bottom of the mold 6, the injection port 5 The flow rate W of the molten steel 7 injected into the mold 6 from one of them is defined as 1.5 to 3.0 t / min, and the inner diameter D2 of the injection port 5 is at least (6.437 × W + 0.741 × D1−10.849), horizontal The diameter of the runner 4 is less than or equal to D1, and the center of the inlet 5 is shifted from the center of the horizontal runner 4 to be within (0.08 × D1) or more and (0.5 × D1) or less. When the taper angle θ of 5a is in the range of 2 ° ≦ θ ≦ 8 ° and the inner diameter of the horizontal runner 4 is D1, the inner diameter D0 of the injection pipe 2 is 1.8 × D1 ≦ D0 ≦ 2.5 × D1. It is about keeping it as it is.

本発明によれば、注入口5の内径D2を少なくとも水平湯道4の内径D1以下とし、水平湯道4の内径D1の中心と、注入口5の内径D2の中心とをずらすことで、注入流に旋回流を付与すること、すなわち渦の発生を助長させることが可能となると共に、その注入流が規定のテーパー角θを有する拡径部5aに沿って広がって注入されることにより、溶鋼7注入の初期段階に添加する型内剤8の溶鋼7への巻き込みを防止すると共に、介在物欠陥を低減させて高品質の鋼を製造することができる。   According to the present invention, the injection is performed by setting the inner diameter D2 of the inlet 5 to at least the inner diameter D1 of the horizontal runner 4 and shifting the center of the inner diameter D1 of the horizontal runner 4 and the center of the inner diameter D2 of the inlet 5 It is possible to impart a swirling flow to the flow, that is, to promote the generation of vortices, and the injected flow is injected along the enlarged diameter portion 5a having a prescribed taper angle θ, thereby making the molten steel As well as preventing the inclusion of the in-mold agent 8 added to the initial stage of the injection 7 into the molten steel 7, it is possible to reduce inclusion defects and produce high quality steel.

また、規定のテーパー角を有する拡径部5aを注入口5に設けておくことで、特殊な耐火物を使用することなく、注入流を鋳型6内へ拡散させることができる。
加えて、取鍋から注入管2に溶湯が注入されるときに、溶湯内に入り込んだアルゴンガスが水平湯道を通って鋳型内に移動することを抑制でき、アルゴンガスの気泡が湯面で破裂する際の湯面の乱れを確実に抑制し、鋳型底部から上部の全ての範囲で型内剤の巻き込まれがなく介在物欠陥が低減された高品質の鋼を製造することができる。
Further, by providing the enlarged diameter portion 5a having a prescribed taper angle in the injection port 5, the injection flow can be diffused into the mold 6 without using a special refractory.
In addition, when the molten metal is injected from the ladle into the injection pipe 2, it is possible to suppress the argon gas entering the molten metal from moving into the mold through the horizontal runner, and the bubbles of argon gas are on the surface of the molten metal It is possible to reliably suppress the disturbance of the surface of the molten metal at the time of rupture, and to produce a high quality steel in which inclusion agents are not involved in the entire range from the bottom of the mold to the upper part and inclusion defects are reduced.

なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。
特に、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値を採用している。
It should be understood that the embodiments disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect.
In particular, in the embodiment disclosed this time, matters not explicitly disclosed, such as operating conditions and conditions, various parameters, dimensions of components, weights, volumes, etc., deviate from the range normally practiced by those skilled in the art. It is not necessary for the person skilled in the art to use values that can easily be assumed.

1 下注造塊装置(実験装置)
2 注入管
2a ファンネル部
2b ファンネル部に水を注入する前の配管
3 湯道
4 水平湯道
5 注入口(改善ノズル、垂直湯道)
5a 拡径部
5b 垂直部
6 鋳型(容器)
7 溶鋼(水)
8 型内剤
9 取鍋
10 超音波式変位センサー
11 超音波式変位センサー
11a センサヘッド
11b アンプユニット
12 データロガー
20 従来ノズル注入口
1 Sub-casting ingot machine
2 Injection pipe 2a Funnel part 2b Piping before injecting water into the funnel part 3 runner 4 horizontal runner 5 inlet (improvement nozzle, vertical runner)
5a Expanded diameter portion 5b Vertical portion 6 Mold (container)
7 Molten steel (water)
8 internals 9 ladle 10 ultrasonic displacement sensor 11 ultrasonic displacement sensor 11a sensor head 11b amplifier unit 12 data logger 20 conventional nozzle inlet

Claims (1)

鋳型底の内径が1000mm〜2000mmとされた鋳型に対して、鋳型底に設けられた注入口から溶鋼を湯道を通じて注入しつつ溶鋼の下注ぎ造塊を行うに際して、
前記湯道は、鋳型底内において水平方向を向く水平湯道と、当該水平湯道に連通すると共に上下方向を向き、且つ、前記鋳型内へ前記溶鋼を注入する注入口を有し、
前記注入口は、前記湯道における鋳型側の端部に、上方に向けて拡径されたテーパー状の拡径部を有し、
前記注入口1個あたりの溶鋼の注入流量Wが1.5〜3.0t/minとなるように注入し、
前記水平湯道の内径D1[mm]と、前記拡径部の下端側における、前記注入口の内径D2[mm]との関係が、式(1)で示す範囲を満たし、
6.437×W+0.741×D1−10.849≦D2≦D1 ・・・(1)
ただし、W:鋳型1基あたりの溶鋼の注入流量[t/min]
前記内径D2の中心と、前記内径D1の中心のズレ量dが、式(2)で示す範囲を満たし、
0.08×D1≦d≦0.5×D1 ・・・(2)
上下方向に対する前記拡径部のテーパー角θが、式(3)で示す範囲を満たし
2°≦θ≦8° ・・・(3)
前記水平湯道に取鍋から溶鋼を供給する注入管の内径をD0[mm]とした場合に、前記注入管の内径D0と、前記水平湯道の内径D1との間に、式(4)で示す関係が成立する
1.8×D1≦D0≦2.5×D1 ・・・(4)
ことを特徴とする下注造塊方法。
When pouring and processing molten steel through a runner from the injection port provided at the mold bottom to the mold whose inner diameter is 1000 mm to 2000 mm, the casting and forming of the bottom of the molten steel is performed.
The runner has a horizontal runner facing in the horizontal direction in the mold bottom, and an inlet communicating with the horizontal runner and facing in the vertical direction, and injecting the molten steel into the mold.
The injection port has a tapered enlarged diameter portion which is expanded upward, at an end on the mold side of the runner.
The injection is performed so that the injection flow rate W of molten steel per injection port is 1.5 to 3.0 t / min,
The relationship between the inner diameter D1 [mm] of the horizontal runner and the inner diameter D2 [mm] of the inlet at the lower end side of the enlarged diameter portion satisfies the range indicated by the equation (1),
6. 437 × W + 0.741 × D1-10.849 ≦ D2 ≦ D1 (1)
However, W: Injection flow rate of molten steel per mold [t / min]
The amount of deviation d between the center of the inner diameter D2 and the center of the inner diameter D1 satisfies the range indicated by the equation (2),
0.08 × D1 ≦ d ≦ 0.5 × D1 (2)
The taper angle θ of the diameter-increasing portion with respect to the vertical direction satisfies the range shown by equation (3)
2 ° ≦ θ ≦ 8 ° (3)
Assuming that the inner diameter of the injection pipe for supplying molten steel from the ladle to the horizontal runner is D0 [mm], the equation (4) is provided between the inner diameter D0 of the injection pipe and the inner diameter D1 of the horizontal runner. The relationship shown by is established
1.8 × D1 ≦ D0 ≦ 2.5 × D1 (4)
Down-casting method characterized in that.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111154947A (en) * 2019-12-31 2020-05-15 马鞍山市星新机械材料有限公司 Gas protection method and device applied to pouring process of center pillar pipe

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