JP2020124738A

JP2020124738A - タンディッシュ

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Publication number: JP2020124738A
Application number: JP2019019900A
Authority: JP
Inventors: 信宏岡田; Nobuhiro Okada
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2019-02-06
Filing date: 2019-02-06
Publication date: 2020-08-20
Anticipated expiration: 2039-02-06
Also published as: JP7295380B2

Abstract

【課題】受湯室と出湯室とを接続する４つの湯路を備えるタンディッシュを利用した連続鋳造において、鋳型間の鋳片の品質差の増大を抑制することが可能な、新規かつ改良されたタンディッシュを提供する。【解決手段】取鍋から溶鋼が注入される受湯室と、前記溶鋼を鋳型内に供給する複数の浸漬ノズルが設けられる出湯室と、前記受湯室と前記出湯室とを接続し、前記受湯室及び前記出湯室の間で水平方向に並んで設けられる４つの湯路と、を備え、前記湯路の並設方向の一側の２つの前記湯路及び前記並設方向の他側の２つの前記湯路には、それぞれ誘導加熱装置が設けられ、前記出湯室の前記並設方向の端側の壁部と当該壁部から最も近い前記浸漬ノズルとの間の前記並設方向の距離は、１２０ｍｍ以上３００ｍｍ以下である、タンディッシュが提供される。【選択図】図２

Description

本発明は、タンディッシュに関する。

連続鋳造において、鋳型内に溶鋼を安定して注入するために、取鍋によって鋳型に輸送される溶鋼を当該鋳型に注入する前に一旦受け入れる、タンディッシュと呼ばれる装置が用いられている。タンディッシュは、取鍋の溶鋼を受け入れて安定させる役割とともに、溶鋼中の介在物を除去して、溶鋼の清浄度を向上させる機能を有している。具体的には、一般的に、溶鋼中の介在物の比重は、溶鋼の比重よりも小さいため、タンディッシュに一旦溶鋼を貯留することにより、介在物が溶鋼内で浮上して除去されることとなる。

ここで、長時間に亘って連続鋳造が行われることや鋳造速度が低くなることに起因して溶鋼のタンディッシュ内での滞留時間が長くなった場合、タンディッシュ内の溶鋼の温度が過度に低下してしまうおそれがある。溶鋼の温度が過度に低下してしまう場合、鋳片の品質が低下するおそれや溶鋼がタンディッシュ内で固化してしまうおそれがある。そこで、タンディッシュ内の溶鋼の温度が過度に低下することを抑制するために、タンディッシュには、溶鋼を加熱するために加熱装置が設けられる場合が多い。

タンディッシュに設けられる加熱装置として、例えば、特許文献１に開示されているように、電磁誘導の原理を利用して溶鋼を加熱する誘導加熱装置がある。ここで、タンディッシュ内の溶鋼の加熱に誘導加熱装置を用いることによって、溶鋼中に生じる電磁力により介在物の除去能力を向上させることができる。ゆえに、介在物の除去能力を向上させる観点で、誘導加熱装置は、プラズマ加熱装置等の他の加熱装置と比較して優れている。よって、特に高い清浄度が要求されるバネ材や軸受け鋼として利用されるブルームやビレットの連続鋳造において、タンディッシュ内の溶鋼の加熱に誘導加熱装置が用いられることが多い。

実開平６−８６８４９号公報

ところで、鋳造の生産能力を向上させる目的で、溶鋼を鋳型内に供給する複数の浸漬ノズルをタンディッシュに設けることによって、タンディッシュから複数の鋳型に溶鋼を分配して供給する場合がある。ここで、鋳造の生産能力をさらに向上させるために、タンディッシュに設けられる浸漬ノズルの数を増大させることによって、タンディッシュからより多くの鋳型に溶鋼を供給することができるようにすることが考えられる。この場合、タンディッシュ内に貯留される溶鋼の容積が増大することに伴い、タンディッシュ内の溶鋼を適切に加熱するためには、２つの誘導加熱装置を設置する必要がある。これは、１つの誘導加熱装置の加熱能力には上限があること等による。

溶鋼の加熱に誘導加熱装置を用いるタンディッシュは、具体的には、取鍋から溶鋼が注入される受湯室と、溶鋼を鋳型内に供給する浸漬ノズルが設けられる出湯室と、受湯室と出湯室とを接続する湯路とを備えている。そして、誘導加熱装置は、湯路に設けられる。ここで、溶鋼の加熱に誘導加熱装置を用いる場合、タンディッシュ内の溶鋼中に適切に渦電流を生じさせるために、１つの誘導加熱装置に対して２つの湯路を設ける必要がある。ゆえに、上記のようにタンディッシュに２つの誘導加熱装置を設置する場合には、４つの湯路を設ける必要がある。

しかしながら、タンディッシュに４つの湯路を設けた場合、受湯室に注入された溶鋼がいずれの湯路を通るかによって、出湯室に到達するまでの経路の長さが異なる。また、湯路間で溶鋼の流量にも差が生じる。それにより、各湯路から出湯室に流入する溶鋼の間で温度差が生じやすくなるので、出湯室の各浸漬ノズルを通る溶鋼（つまり、各鋳型に供給される溶鋼）の間の温度差が大きくなってしまうおそれがある。このように浸漬ノズル間の溶鋼の温度差が大きくなることは、鋳型間の鋳片の品質差が増大する要因となる。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、受湯室と出湯室とを接続する４つの湯路を備えるタンディッシュを利用した連続鋳造において、鋳型間の鋳片の品質差の増大を抑制することが可能な、新規かつ改良されたタンディッシュを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、取鍋から溶鋼が注入される受湯室と、前記溶鋼を鋳型内に供給する複数の浸漬ノズルが設けられる出湯室と、前記受湯室と前記出湯室とを接続し、前記受湯室及び前記出湯室の間で水平方向に並んで設けられる４つの湯路と、を備え、前記湯路の並設方向の一側の２つの前記湯路及び前記並設方向の他側の２つの前記湯路には、それぞれ誘導加熱装置が設けられ、前記出湯室の前記並設方向の端側の壁部と当該壁部から最も近い前記浸漬ノズルとの間の前記並設方向の距離は、１２０ｍｍ以上３００ｍｍ以下である、タンディッシュが提供される。

前記受湯室の前記並設方向の端側の壁部と当該壁部から最も近い前記湯路との間の前記並設方向の距離は、８０ｍｍ以上２６０ｍｍ以下であってもよい。

前記出湯室の前記並設方向の端側の壁部と当該壁部から最も近い前記浸漬ノズルとの間の前記並設方向の距離を第１距離とし、前記受湯室の前記並設方向の端側の壁部と当該壁部から最も近い前記湯路との間の前記並設方向の距離を第２距離とした場合、前記第１距離が１７０ｍｍ以上２６０ｍｍ以下であり前記第２距離が８０ｍｍ以上２６０ｍｍ以下である、又は、前記第１距離が１２０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であり前記第２距離が１９０ｍｍ以上２３０ｍｍ以下であってもよい。

前記受湯室における前記溶鋼の注入位置の前記並設方向の両側には、前記並設方向に交差して延在し、下部の両端に開口部を有する堰が設けられてもよい。

前記注入位置と前記堰との間の前記並設方向の距離は、６５５ｍｍ以上１１４０ｍｍ以下であってもよい。

以上説明したように本発明によれば、受湯室と出湯室とを接続する４つの湯路を備えるタンディッシュを利用した連続鋳造において、鋳型間の鋳片の品質差の増大を抑制することが可能となる。

本実施形態に係る連続鋳造機を概略的に示す側面断面図である。同実施形態に係るタンディッシュの上面視での概略図である。同実施形態に係るタンディッシュのＡ−Ａ断面での断面図である。同実施形態に係るタンディッシュにおける出湯室の並設方向Ｘの端側の壁部と当該壁部から最も近い浸漬ノズルとの間の並設方向Ｘの距離Ｄ１を示す図である。出湯室の並設方向Ｘの端側の壁部と当該壁部から最も近い浸漬ノズルとの間の並設方向Ｘの距離Ｄ１と浸漬ノズル間の溶鋼の温度差との関係を示す図である。出湯室の並設方向Ｘの端側の壁部と当該壁部から最も近い浸漬ノズルとの間の並設方向Ｘの距離Ｄ１と浸漬ノズル間の介在物濃度差との関係を示す図である。出湯室の並設方向Ｘの端側の壁部と当該壁部から最も近い浸漬ノズルとの間の並設方向Ｘの距離Ｄ１と平均介在物濃度との関係を示す図である。同実施形態に係るタンディッシュにおける受湯室の並設方向Ｘの端側の壁部と当該壁部から最も近い湯路との間の並設方向Ｘの距離Ｄ２を示す図である。受湯室の並設方向Ｘの端側の壁部と当該壁部から最も近い湯路との間の並設方向Ｘの距離Ｄ２と浸漬ノズル間の溶鋼の温度差との関係を示す図である。受湯室の並設方向Ｘの端側の壁部と当該壁部から最も近い湯路との間の並設方向Ｘの距離Ｄ２と浸漬ノズル間の介在物濃度差との関係を示す図である。受湯室の並設方向Ｘの端側の壁部と当該壁部から最も近い湯路との間の並設方向Ｘの距離Ｄ２と平均介在物濃度との関係を示す図である。同実施形態に係るタンディッシュのＢ−Ｂ断面での断面図である。数値シミュレーションにおいて作成した複数の堰のモデルを示す図である。堰の形状と浸漬ノズル間の溶鋼の温度差との関係を示す図である。堰の形状と浸漬ノズル間の介在物濃度差との関係を示す図である。堰の形状と平均介在物濃度との関係を示す図である。溶鋼の注入位置と堰との間の並設方向Ｘの距離Ｄ３と浸漬ノズル間の溶鋼の温度差との関係を示す図である。溶鋼の注入位置と堰との間の並設方向Ｘの距離Ｄ３と浸漬ノズル間の介在物濃度差との関係を示す図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

＜１．連続鋳造機＞
まず、図１を参照して、本発明の実施形態に係る連続鋳造機１について説明する。

図１は、連続鋳造機１を概略的に示す側面断面図である。

なお、以下で参照する各図面は、上下方向（すなわち、鋳型６から鋳片３が引き抜かれる方向）をＺ方向とし、Ｚ方向と垂直な水平面内における互いに直交する２方向を、それぞれＸ方向及びＹ方向として示されている。なお、Ｘ方向は、後述するように、タンディッシュ１００に設けられる湯路の並設方向に相当する。

図１に示すように、連続鋳造機１は、連続鋳造用の鋳型６を用いて溶鋼２を連続鋳造し、ブルームやビレット等の鋳片３を製造するための装置である。連続鋳造機１は、取鍋４と、タンディッシュ１００と、鋳型６と、二次冷却装置７と、鋳片切断機８とを備える。

取鍋４は、溶鋼２を外部からタンディッシュ１００まで搬送するための可動式の容器である。取鍋４はタンディッシュ１００の上方に配置され、取鍋４内の溶鋼２が取鍋４の下部から下方に延びる注入ノズル５からタンディッシュ１００に供給される。

タンディッシュ１００は、鋳型６の上方に配置され、溶鋼２を貯留して、当該溶鋼２中の介在物を除去する。タンディッシュ１００の下部には鋳型６に向けて下方に延びる浸漬ノズル１２５が設けられており、浸漬ノズル１２５の先端は鋳型６内の溶鋼２に浸漬されている。タンディッシュ１００にて介在物が除去された溶鋼２は、浸漬ノズル１２５から鋳型６内に連続的に供給される。

タンディッシュ１００の詳細については後述するが、タンディッシュ１００には複数の浸漬ノズル１２５が設けられており、各浸漬ノズル１２５から互いに異なる鋳型６に溶鋼２が供給される。図１では、理解を容易にするために、タンディッシュ１００から溶鋼２が分配して供給される複数の鋳型６のうちの１つの鋳型６のみが示されている。また、タンディッシュ１００は、後述するように、溶鋼２の加熱に２つの誘導加熱装置を用いるものであり、受湯室と出湯室とを接続する４つの湯路を備えている。

鋳型６は、鋳片３の幅及び厚さに応じた四角筒状であり、例えば、一対の長辺鋳型板で一対の短辺鋳型板を両側から挟むように組み立てられる。長辺鋳型板及び短辺鋳型板は、例えば冷却水が流動する水路が設けられた水冷銅板である。なお、図１では、鋳型６の長辺と平行な方向がＸ方向と一致し、鋳型６の短辺と平行な方向がＹ方向と一致している。鋳型６は、長辺鋳型板及び短辺鋳型板と接触する溶鋼２を冷却して、鋳片３を製造する。鋳片３が鋳型６から下方に向かって移動するにつれて、内部の未凝固部３ｂの凝固が進行し、外殻の凝固シェル３ａの厚さは、徐々に厚くなる。かかる凝固シェル３ａと未凝固部３ｂを含む鋳片３は、鋳型６の下端から引き抜かれる。

二次冷却装置７は、鋳型６の下方の二次冷却帯９に設けられ、鋳型６の下端から引き抜かれた鋳片３を支持及び搬送しながら冷却する。この二次冷却装置７は、鋳片３の厚さ方向両側に配置される複数対の支持ロール（例えば、サポートロール１１、ピンチロール１２及びセグメントロール１３）と、鋳片３に対して冷却水を噴射する複数のスプレーノズル（図示せず）とを有する。

二次冷却装置７に設けられる支持ロールは、鋳片３の厚さ方向両側に対となって配置され、鋳片３を支持しながら搬送する支持搬送手段として機能する。当該支持ロールにより鋳片３を厚さ方向両側から支持することで、二次冷却帯９において凝固途中の鋳片３のブレイクアウトやバルジングを防止できる。

支持ロールであるサポートロール１１、ピンチロール１２及びセグメントロール１３は、二次冷却帯９における鋳片３の搬送経路（パスライン）を形成する。このパスラインは、図１に示すように、鋳型６の直下では垂直であり、次いで曲線状に湾曲して、最終的には水平になる。二次冷却帯９において、当該パスラインが垂直である部分を垂直部９Ａ、湾曲している部分を湾曲部９Ｂ、水平である部分を水平部９Ｃと称する。このようなパスラインを有する連続鋳造機１は、垂直曲げ型の連続鋳造機と呼称される。なお、本発明は、図１に示すような垂直曲げ型の連続鋳造機１に限定されず、湾曲型又は垂直型など他の各種の連続鋳造機にも適用可能である。

サポートロール１１は、鋳型６の直下の垂直部９Ａに設けられる無駆動式ロールであり、鋳型６から引き抜かれた直後の鋳片３を支持する。鋳型６から引き抜かれた直後の鋳片３は、凝固シェル３ａが薄い状態であるため、ブレイクアウトやバルジングを防止するために比較的短い間隔（ロールピッチ）で支持する必要がある。そのため、サポートロール１１としては、ロールピッチを短縮することが可能な小径のロールが用いられることが望ましい。図１に示す例では、垂直部９Ａにおける鋳片３の両側に、小径のロールからなる３対のサポートロール１１が、比較的狭いロールピッチで設けられている。

ピンチロール１２は、モータ等の駆動手段により回転する駆動式ロールであり、鋳片３を鋳型６から引き抜く機能を有する。ピンチロール１２は、垂直部９Ａ、湾曲部９Ｂ及び水平部９Ｃにおいて適切な位置にそれぞれ配置される。鋳片３は、ピンチロール１２から伝達される力によって鋳型６から引き抜かれ、上記パスラインに沿って搬送される。なお、ピンチロール１２の配置は図１に示す例に限定されず、その配置位置は任意に設定されてよい。

セグメントロール１３（ガイドロールともいう）は、湾曲部９Ｂ及び水平部９Ｃに設けられる無駆動式ロールであり、上記パスラインに沿って鋳片３を支持及び案内する。セグメントロール１３は、パスライン上の位置によって、及び、鋳片３のＦ面（Ｆｉｘｅｄ面、図１では左下側の面）とＬ面（Ｌｏｏｓｅ面、図１では右上側の面）のいずれに設けられるかによって、それぞれ異なるロール径やロールピッチで配置されてよい。

鋳片切断機８は、上記パスラインの水平部９Ｃの終端に配置され、当該パスラインに沿って搬送された鋳片３を所定の長さに切断する。切断された厚板状の鋳片１４は、テーブルロール１５により次工程の設備に搬送される。

以上、図１を参照して、連続鋳造機１について説明した。なお、連続鋳造機１は、あくまで本実施形態に係るタンディッシュ１００を備える連続鋳造機の一例に過ぎず、タンディッシュ１００を備える連続鋳造機として、連続鋳造機１からタンディッシュ１００以外の構成要素を適宜変更したものが用いられてもよい。

＜２．タンディッシュ＞
続いて、図２〜図１８を参照して、本発明の実施形態に係るタンディッシュ１００の詳細について説明する。

［２−１．全体構成］
まず、図２及び図３を参照して、タンディッシュ１００の全体構成について説明する。

図２は、タンディッシュ１００の上面視での概略図である。図３は、タンディッシュ１００のＡ−Ａ断面での断面図である。Ａ−Ａ断面は、具体的には、後述する湯路１３０ｃ，１３０ｄ及び当該湯路１３０ｃ，１３０ｄに設けられる誘導加熱装置２０を通りＸ−Ｚ平面に平行な断面である。

図２に示すように、タンディッシュ１００は、受湯室１１０と、出湯室１２０と、受湯室１１０と出湯室１２０とを接続する４つの湯路１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃ，１３０ｄとを備える。また、タンディッシュ１００には、溶鋼２の加熱のために２つの誘導加熱装置２０が設けられている。さらに、タンディッシュ１００は、堰１４０を備える。なお、以下では、湯路１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃ，１３０ｄを特に区別しない場合、これらを単に湯路１３０と呼ぶ。

受湯室１１０は、取鍋４から溶鋼２が注入される部分である。具体的には、受湯室１１０は、上部に開口が形成され下部に底部が形成されている筒形状を有している。より詳細には、受湯室１１０は、Ｘ方向に延びた略角柱形状を有している。なお、受湯室１１０の形状は特に限定されない。受湯室１１０のＸ方向の長さＬ１１は、Ｙ方向の長さＬ１２よりも長くなっており、例えば、長さＬ１１は７２００〜８８００ｍｍ程度であり、長さＬ１２は９００〜１１００ｍｍ程度である。

受湯室１１０の上方には、取鍋４の注入ノズル５が配置されており、注入ノズル５の先端は受湯室１１０に貯留されている溶鋼２に浸漬されている。それにより、取鍋４内の溶鋼２が注入ノズル５から受湯室１１０に注入されるようになっている。具体的には、注入ノズル５は、上面視で、受湯室１１０のＸ方向及びＹ方向の中央に位置している。ゆえに、受湯室１１０における溶鋼２の注入位置Ｐは、上面視で、受湯室１１０のＸ方向及びＹ方向の中央に位置している。

なお、受湯室１１０のＹ方向の正方向側の壁部１１２とＸ方向の両端側の壁部１１１，１１１とのなす角θが過度に小さい場合、受湯室１１０における壁部１１２と壁部１１１との接続部の近傍に溶鋼２が滞留してしまい、その位置において溶鋼２の温度が過度に低くなることに起因して湯面に皮張りが発生するおそれがある。ゆえに、壁部１１２と壁部１１１とのなす角θは、このような湯面の皮張りを抑制し得る程度に大きな角度に設定され、例えば、９０°程度に設定される。

出湯室１２０は、受湯室１１０に貯留されている溶鋼２が湯路１３０を介して送られる部分である。具体的には、出湯室１２０は、上部に開口が形成され下部に底部が形成されている筒形状を有している。より詳細には、出湯室１２０は、受湯室１１０に対してＹ方向に対向して設けられ、Ｘ方向に延びた略角柱形状を有している。なお、出湯室１２０の形状は特に限定されない。出湯室１２０のＸ方向の長さＬ２１は、Ｙ方向の長さＬ２２よりも長くなっており、例えば、長さＬ２１は１００００〜１２０００ｍｍ程度であり、長さＬ２２は９００〜１１００ｍｍ程度である。

出湯室１２０には、溶鋼２を鋳型６内に供給する複数の浸漬ノズル１２５が設けられている。具体的には、浸漬ノズル１２５は、出湯室１２０の底部から下方に延びて設けられる。なお、図２では、このような浸漬ノズル１２５として６つの浸漬ノズル１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃ，１２５ｄ，１２５ｅ，１２５ｆが出湯室１２０に設けられる例が示されているが、出湯室１２０に設けられる浸漬ノズル１２５の数は特に限定されない。具体的には、６つの浸漬ノズル１２５は、上面視で、出湯室１２０のＹ方向の中央に位置しており、Ｘ方向に間隔を空けて並設されている。

湯路１３０は、受湯室１１０と出湯室１２０とを接続し、受湯室１１０内から出湯室１２０へ送られる溶鋼２が通過する部分である。４つの湯路１３０は、受湯室１１０及び出湯室１２０の間で水平方向に並んで設けられる。具体的には、受湯室１１０のＹ方向の正方向側の壁部１１２と出湯室１２０のＹ方向の負方向側の壁部１２２との間に亘ってＹ方向に延びる中空円筒状の部材であるスリーブが設けられ、当該スリーブの内部空間が湯路１３０に相当する。湯路１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃ，１３０ｄは、Ｘ方向の正方向側からこの順にＸ方向に沿って並設される。このように、Ｘ方向は、湯路１３０の並設方向に相当する。

湯路１３０と浸漬ノズル１２５との位置関係は、特に限定されないが、例えば、図２に示される例では、Ｘ方向について、浸漬ノズル１２５ａは湯路１３０ａより正方向側に位置し、浸漬ノズル１２５ｂは湯路１３０ａと湯路１３０ｂの間に位置し、浸漬ノズル１２５ｃ，１２５ｄは湯路１３０ｂと湯路１３０ｃの間に位置し、浸漬ノズル１２５ｅは湯路１３０ｃと湯路１３０ｄの間に位置し、浸漬ノズル１２５ｆは湯路１３０ｄより負方向側に位置している。

湯路１３０ａ，１３０ｂは、タンディッシュ１００における並設方向Ｘの一側（具体的には、受湯室１１０における溶鋼２の注入位置ＰよりＸ方向の正方向側）に位置している。一方、湯路１３０ｃ，１３０ｄは、タンディッシュ１００における並設方向Ｘの他側（具体的には、受湯室１１０における溶鋼２の注入位置ＰよりＸ方向の負方向側）に位置している。例えば、湯路１３０の直径は１２０〜１４０ｍｍ程度であり、湯路１３０ａと湯路１３０ｂとの中心軸間及び湯路１３０ｃと湯路１３０ｄとの中心軸間の距離Ｌ３１は１２００〜１４００ｍｍ程度であり、湯路１３０ｂと湯路１３０ｃとの中心軸間の距離Ｌ３２は４２００〜５２００ｍｍ程度である。

ここで、並設方向Ｘの一側の湯路１３０ａ，１３０ｂ及び並設方向Ｘの他側の湯路１３０ｃ，１３０ｄには、それぞれ誘導加熱装置２０が設けられる。誘導加熱装置２０は、具体的には、図２及び図３に示すように、環状の鉄芯２１と、コイル２２とを備える。鉄芯２１は湯路１３０を囲むように配置されており、このような鉄芯２１にコイル２２が巻回されている。例えば、並設方向Ｘの一側の誘導加熱装置２０の鉄芯２１は湯路１３０ａを囲むように配置されており、並設方向Ｘの他側の誘導加熱装置２０の鉄芯２１は湯路１３０ｄを囲むように配置されている。

誘導加熱装置２０のコイル２２に交流電流を印加すると、鉄芯２１内に湯路１３０を囲むように磁気回路が生じる。例えば、図３では、並設方向Ｘの他側の誘導加熱装置２０のコイル２２に交流電流を印加した場合に鉄芯２１内に生じる磁気回路が一点鎖線矢印によって示されている。そして、鉄芯２１内に生じる磁気回路によって、タンディッシュ１００内の溶鋼２中に渦電流が生じる。例えば、図２では、並設方向Ｘの一側の湯路１３０ａ，１３０ｂを通る閉ループを形成するように生じる渦電流と、並設方向Ｘの他側の湯路１３０ｃ，１３０ｄを通る閉ループを形成するように生じる渦電流とが破線矢印によって示されている。このように、タンディッシュ１００内の溶鋼２中に渦電流が生じることによって、溶鋼２の加熱が行われる。

堰１４０は、浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差を低減する目的で、タンディッシュ１００内の溶鋼２の流れを調整するために設けられる。堰１４０は、受湯室１１０における溶鋼２の注入位置Ｐの並設方向Ｘの両側に設けられ、並設方向Ｘに交差して（具体的には、Ｙ−Ｚ平面に平行に）延在する。堰１４０の形状の詳細については後述するが、堰１４０には開口部が形成されており、注入ノズル５から受湯室１１０における注入位置Ｐに注入された溶鋼２は、当該開口部を介して堰１４０を通過する。

上記のように、取鍋４内の溶鋼２は、注入ノズル５から受湯室１１０に注入される。そして、受湯室１１０に注入された溶鋼２は、４つの湯路１３０のいずれかを通って出湯室１２０へ送られる。なお、図２では、受湯室１１０に注入された溶鋼２が注入位置Ｐから各湯路１３０を通って出湯室１２０へ送られる様子が実線矢印によって示されている。ここで、上述したように、受湯室１１０に注入された溶鋼２がいずれの湯路１３０を通るかによって、出湯室１２０に到達するまでの経路の長さが異なる。また、湯路１３０間で溶鋼２の流量にも差が生じる。それにより、各湯路１３０から出湯室１２０に流入する溶鋼２の間で温度差が生じやすくなる。

具体的には、溶鋼２が注入位置Ｐから遠い湯路１３０ａ，１３０ｄを通る場合には、注入位置Ｐに近い湯路１３０ｂ，１３０ｃを通る場合と比較して、出湯室１２０に到達するまでの経路の長さが長くなることに伴い出湯室１２０に到達するまでの時間が長くなり、さらに溶鋼２の流量が小さくなる。ゆえに、注入位置Ｐから遠い湯路１３０ａ，１３０ｄを通って出湯室１２０に流入する溶鋼２の温度は、注入位置Ｐに近い湯路１３０ｂ，１３０ｃを通って出湯室１２０に流入する溶鋼２の温度と比較して低くなりやすい。よって、例えば、湯路１３０ａ，１３０ｄから出湯室１２０に流入する溶鋼２がそれぞれ主に送られる浸漬ノズル１２５ａ，１２５ｆと湯路１３０ｂ，１３０ｃから出湯室１２０に流入する溶鋼２がそれぞれ主に送られる浸漬ノズル１２５ｃ，１２５ｄとの間で溶鋼２の温度差が大きくなりやすくなる。

そこで、本件発明者は、タンディッシュ１００内の溶鋼２について熱流動の数値シミュレーションを行うことによって、タンディッシュ１００における各種寸法等を適切に設定することにより浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差が大きくなることを抑制できることを見出した。ゆえに、タンディッシュ１００における各種寸法等をそのように適切に設定することによって、受湯室１１０と出湯室１２０とを接続する４つの湯路１３０を備えるタンディッシュ１００を利用した連続鋳造において、鋳型６間の鋳片３の品質差の増大を抑制することが可能となる。浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差が大きくなることを抑制するためのタンディッシュ１００における各種寸法等の設定については、後述にて詳細に説明する。

［２−２．タンディッシュにおける各種寸法等］
続いて、図４〜図１８を参照して、タンディッシュ１００における各種寸法等の詳細について説明する。

上述したように、本件発明者は、浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差が大きくなることを抑制するためのタンディッシュ１００における各種寸法等の設定について調査するために、タンディッシュ１００内の溶鋼２について熱流動の数値シミュレーションを行った。それにより、浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差が大きくなることを抑制するためのタンディッシュ１００における各種寸法等として、浸漬ノズル１２５の位置と、湯路１３０の位置と、堰１４０の形状及び位置とに関する新たな知見を得た。

また、鋳型６間の鋳片３の品質差には、浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差のみならず、浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の介在物濃度差も影響を与える。具体的には、出湯室１２０の各浸漬ノズル１２５を通る溶鋼２（つまり、各鋳型６に供給される溶鋼）の間で溶鋼２中の介在物の濃度差が大きくなることは、鋳型６間の鋳片３の品質差が増大する要因となる。そこで、本数値シミュレーションの結果を用いて、タンディッシュ１００における各種寸法等と浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の介在物濃度差との関係についても調査を行った。

なお、本数値シミュレーションとしては、例えば、非特許文献である「鉄と鋼、Ｖｏｌ．８３（１９９７），Ｎｏ．１，Ｐ．３０〜３５」及び「Ｋ.Ｔａｋａｔａｎｉ：ＩＳＩＪＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｖｏｌ.４３，２００３，Ｎｏ.６，Ｐ.９１５−９２２」に示されている方法を用いた。詳細には、本シミュレーションでは、有限体積法を用いて流体の熱流動に関する支配方程式を時間発展的に解くことにより行った。

本数値シミュレーションでは、流体は非圧縮性であり固相と液相の密度と比熱は同じ値であるものと仮定した。また、固液共存相の流動抵抗はダルシー則から算出されるものと仮定した。また、固相率ｆｓ＞０．８以上の領域を固相と定義し、固相は剛体としてタンディッシュ１００内で静止するものと仮定した。また、気泡及び介在物の運動は液相中の球体の運動方程式に従うものと仮定した。また、気泡は非圧縮性であり一定サイズの球体であるものと仮定した。また、介在物の体積は無視できるものと仮定した。また、乱流モデルとしては、ＬＥＳモデルを適用した。

また、解析結果としては、非定常計算の結果を１００ｓ間で時間平均化した値を用いた。また、溶鋼２の比重は７０００ｋｇ／ｍ^３とし、粘性係数は０．００５Ｐａ・ｓとした。また、誘導加熱装置２０の発熱量と電磁力（ローレンツ力密度）については、有限要素法による電磁場解析から得られた値を用いて計算を行った。誘導加熱装置２０の周波数は６０Ｈｚとし、消費電力は１つの誘導加熱装置２０あたり８００ｋＷとして計算を行った。誘導加熱装置２０の鉄芯２１は積層された複数の電磁鋼板であるものとした。また、溶鋼２の導電率は、７．１４×１０^５Ｓ／ｍとした。

また、取鍋４からタンディッシュ１００に注入される溶鋼２に含まれる介在物の直径に対する個数密度の特性としては、過去の知見に基づいて得られる特性を用いた。また、介在物の溶鋼２中の重量比率の初期値を１２．６４ｐｐｍとして、介在物の電磁力による壁面付着、湯面への浮上分離を考慮した計算を行った。また、介在物の直径については、２μｍを最小とし、１００μｍを最大として、３４水準に分級して計算を行った。また、介在物としてはアルミナを想定し、その比重を３９００ｋｇ／ｍ^３とした。また、取鍋４からタンディッシュ１００に注入される際の溶鋼２の温度を１６００℃と仮定して計算を行った。

なお、以下のシミュレーションの結果の説明において、浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差、浸漬ノズル１２５間の介在物濃度差及び平均介在物濃度について述べるが、浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差は各浸漬ノズル１２５を通過する溶鋼２の温度の最大値と最小値との差を意味し、浸漬ノズル１２５間の介在物濃度差は各浸漬ノズル１２５を通過する溶鋼２中の介在物の濃度の最大値と最小値との差を意味し、平均介在物濃度は各浸漬ノズル１２５を通過する溶鋼２中の介在物の濃度の平均値を意味する。

（浸漬ノズルの位置）
まず、図４〜図７を参照して、浸漬ノズル１２５の位置について説明する。

本件発明者は、数値シミュレーションの結果から、タンディッシュ１００における出湯室１２０の並設方向Ｘの端側の壁部１２１と当該壁部１２１から最も近い浸漬ノズル１２５との間の並設方向Ｘの距離Ｄ１を適切に設定することによって、浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差が大きくなることを抑制できることを見出した。

図４は、タンディッシュ１００における出湯室１２０の並設方向Ｘの端側の壁部１２１と当該壁部１２１から最も近い浸漬ノズル１２５との間の並設方向Ｘの距離Ｄ１を示す図である。具体的には、図４では、出湯室１２０の並設方向Ｘの正方向側の端側の壁部１２１と当該壁部１２１から最も近い浸漬ノズル１２５ａが示されている。

詳細には、タンディッシュ１００における出湯室１２０の並設方向Ｘの端側の壁部１２１と当該壁部１２１から最も近い浸漬ノズル１２５（つまり、並設方向Ｘの端側の浸漬ノズル１２５）との間の並設方向Ｘの距離Ｄ１は、図４に示すように、出湯室１２０の壁部１２１の内面の下端部と当該壁部１２１から最も近い浸漬ノズル１２５（例えば、浸漬ノズル１２５ａ）の内面との間の並設方向Ｘでの最短距離を意味する。

以下、図５〜図７を参照して、距離Ｄ１に関する数値シミュレーションの結果について説明する。なお、距離Ｄ１に関する数値シミュレーションは、鋳造速度を０．６ｍ／ｍｉｎとし、堰１４０は設けられないものとし、後述する受湯室１１０の並設方向Ｘの端側の壁部１１１と当該壁部１１１から最も近い湯路１３０との間の並設方向Ｘの距離Ｄ２を２２０ｍｍとした条件で、誘導加熱を行う場合と行わない場合とのそれぞれについて行われた。

図５は、距離Ｄ１と浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差との関係を示す図である。

図５に示される結果から、浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差は、距離Ｄ１が長くなるにつれて減少した後に増大する傾向を有することがわかった。ゆえに、距離Ｄ１が過度に短い場合及び過度に長い場合の双方で、浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差が大きくなることがわかる。

距離Ｄ１が過度に短い場合に浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差が大きくなる理由としては、距離Ｄ１が短いほど、並設方向Ｘの端側の浸漬ノズル１２５に送られる溶鋼２が出湯室１２０の並設方向Ｘの端側の壁部１２１により冷却される程度が大きくなることが考えられる。また、距離Ｄ１が過度に長い場合に浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差が大きくなる理由としては、距離Ｄ１が長いほど、並設方向Ｘの端側の浸漬ノズル１２５に送られる溶鋼２が出湯室１２０の並設方向Ｘの端側の壁部１２１側に迂回した場合に浸漬ノズル１２５に到達するまでの時間が長くなり、溶鋼２の温度が低下しやすくなることが考えられる。

ここで、一般に、浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差が５℃より大きくなると、鋳造速度を鋳型６間で調整する等の措置をとる必要性が生じる程度まで鋳型６間の鋳片３の品質差が増大する。ゆえに、本実施形態では、距離Ｄ１は、誘導加熱を行う場合において、浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差が図５に示すように５℃以下となる範囲である１２０ｍｍ以上３００ｍｍ以下に設定される。それにより、受湯室１１０と出湯室１２０とを接続する４つの湯路１３０を備えるタンディッシュ１００を利用した連続鋳造において、浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差の増大を適切に抑制することができるので、鋳型６間の鋳片３の品質差の増大を抑制することができる。

さらに、距離Ｄ１は、誘導加熱を行う場合において、浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差が図５に示すように３℃以下となる範囲である１７０ｍｍ以上２６０ｍｍ以下に設定されることがより好ましい。それにより、受湯室１１０と出湯室１２０とを接続する４つの湯路１３０を備えるタンディッシュ１００を利用した連続鋳造において、浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差の増大をさらに適切に抑制することができるので、鋳型６間の鋳片３の品質差の増大をさらに適切に抑制することができる。

なお、図５に示される結果から、誘導加熱を行う場合には、誘導加熱を行わない場合と比較して、浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差が大きくなりやすいことがわかる。このことは、誘導加熱を行うことによって、タンディッシュ１００内の溶鋼２が加熱されることに加えて、溶鋼２の流れが乱れやすくなることにより出湯室１２０の並設方向Ｘの端側の壁部１２１により冷却された溶鋼２が並設方向Ｘの端側の浸漬ノズル１２５に送られやすくなることにも起因するものと考えられる。誘導加熱を行うことにより溶鋼２の流れが乱れやすくなる理由としては、誘導加熱によって湯路１３０内に当該湯路１３０の内側（つまり、中心軸へ近づく方向）に向けて電磁力が生じることにより、湯路１３０内の溶鋼２の流路断面積が実質的に減少し、溶鋼２の流速が上昇することが考えられる。

図６は、距離Ｄ１と浸漬ノズル１２５間の介在物濃度差との関係を示す図である。

図６に示される結果から、浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の介在物濃度差は、距離Ｄ１が長くなるにつれて減少する傾向を有することがわかった。特に、誘導加熱を行う場合において、距離Ｄ１が２００ｍｍ以上である場合、浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の介在物濃度差が顕著に小さくなることがわかる。

距離Ｄ１が長くなるにつれて介在物濃度差が減少する理由としては、距離Ｄ１が短いほど、並設方向Ｘの端側の浸漬ノズル１２５に送られる溶鋼２の流れが出湯室１２０の並設方向Ｘの端側の壁部１２１との干渉により乱れやすくなることに起因して湯面に浮上している非金属性の介在物（例えば、アルミニウムやマグネシウムの酸化物等）が巻き込まれやすくなることが考えられる。

なお、図６に示される結果から、誘導加熱を行う場合には、誘導加熱を行わない場合と比較して、浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の介在物濃度差が減少していることがわかる。このことは、誘導加熱を行うことによって、溶鋼２中に生じる電磁力により介在物の除去能力が向上することに起因するものと考えられる。具体的には、誘導加熱を行うことによって、上述したように、湯路１３０内に当該湯路１３０の内側（つまり、中心軸へ近づく方向）に向けて電磁力が生じる。ゆえに、湯路１３０内において、溶鋼２が当該湯路１３０の内側（つまり、中心軸へ近づく方向）に引き寄せられることに伴い、介在物は当該湯路１３０の外側（つまり、中心軸から離れる方向）に引き寄せられて、湯路１３０を画成するスリーブの内壁に付着する。それにより、溶鋼２中の介在物の除去が図られる。

図７は、距離Ｄ１と平均介在物濃度との関係を示す図である。

図７に示される結果から、誘導加熱を行う場合には、誘導加熱を行わない場合と比較して、平均介在物濃度が減少していることがわかる。このことは、誘導加熱を行うことによって、溶鋼２中に生じる電磁力により介在物の除去能力が向上することに起因するものと考えられる。なお、図７に示される結果から、距離Ｄ１の平均介在物濃度に対する影響は比較的小さいことがわかる。

（湯路の位置）
次に、図８〜図１１を参照して、湯路１３０の位置について説明する。

本件発明者は、数値シミュレーションの結果から、タンディッシュ１００における受湯室１１０の並設方向Ｘの端側の壁部１１１と当該壁部１１１から最も近い湯路１３０との間の並設方向Ｘの距離Ｄ２を適切に設定することによって、浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差が大きくなることを抑制できることを見出した。

図８は、タンディッシュ１００における受湯室１１０の並設方向Ｘの端側の壁部１１１と当該壁部１１１から最も近い湯路１３０との間の並設方向Ｘの距離Ｄ２を示す図である。具体的には、図８では、受湯室１１０の並設方向Ｘの正方向側の端側の壁部１１１と当該壁部１１１から最も近い湯路１３０ａが示されている。

詳細には、タンディッシュ１００における受湯室１１０の並設方向Ｘの端側の壁部１１１と当該壁部１１１から最も近い湯路１３０（つまり、並設方向Ｘの端側の湯路１３０）との間の並設方向Ｘの距離Ｄ２は、図８に示すように、受湯室１１０の壁部１１１の内面の湯路１３０側（つまり、Ｙ方向の正方向側）の端部と当該壁部１１１から最も近い湯路１３０（例えば、湯路１３０ａ）の内面との間の並設方向Ｘでの最短距離を意味する。

以下、図９〜図１１を参照して、距離Ｄ２に関する数値シミュレーションの結果について説明する。なお、距離Ｄ２に関する数値シミュレーションは、鋳造速度を０．６ｍ／ｍｉｎとし、堰１４０は設けられないものとし、上述した出湯室１２０の並設方向Ｘの端側の壁部１２１と当該壁部１２１から最も近い浸漬ノズル１２５との間の並設方向Ｘの距離Ｄ１を２３０ｍｍとした条件で、誘導加熱を行う場合と行わない場合とのそれぞれについて行われた。

図９は、距離Ｄ２と浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差との関係を示す図である。

図９に示される結果から、浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差は、距離Ｄ２が長くなるにつれて減少した後に増大する傾向を有することがわかった。ゆえに、距離Ｄ２が過度に短い場合及び過度に長い場合の双方で、浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差が大きくなることがわかる。

距離Ｄ２が過度に短い場合に浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差が大きくなる理由としては、距離Ｄ２が短いほど、並設方向Ｘの端側の湯路１３０に送られる溶鋼２が受湯室１１０の並設方向Ｘの端側の壁部１１１により冷却される程度が大きくなることが考えられる。また、距離Ｄ２が過度に長い場合に浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差が大きくなる理由としては、距離Ｄ２が長いほど、並設方向Ｘの端側の湯路１３０に送られる溶鋼２が受湯室１１０の並設方向Ｘの端側の壁部１１１側に迂回した場合に湯路１３０に到達するまでの時間が長くなり、溶鋼２の温度が低下しやすくなることが考えられる。

上述したように、一般に、鋳型６間の鋳片３の品質差の増大を抑制する観点では、浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差を５℃以下にすることが好ましい。ゆえに、距離Ｄ２は、誘導加熱を行う場合において、浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差が図９に示すように５℃以下となる範囲である８０ｍｍ以上２６０ｍｍ以下に設定されることが好ましい。それにより、受湯室１１０と出湯室１２０とを接続する４つの湯路１３０を備えるタンディッシュ１００を利用した連続鋳造において、浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差の増大をより適切に抑制することができるので、鋳型６間の鋳片３の品質差の増大をより適切に抑制することができる。

さらに、距離Ｄ２は、誘導加熱を行う場合において、浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差が図９に示すように３℃以下となる範囲である１９０ｍｍ以上２３０ｍｍ以下に設定されることがより好ましい。それにより、受湯室１１０と出湯室１２０とを接続する４つの湯路１３０を備えるタンディッシュ１００を利用した連続鋳造において、浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差の増大をさらに適切に抑制することができるので、鋳型６間の鋳片３の品質差の増大をさらに適切に抑制することができる。

なお、図９に示される結果からは、図５に示される結果と同様に、誘導加熱を行う場合には、誘導加熱を行わない場合と比較して、浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差が大きくなりやすいことがわかる。

図１０は、距離Ｄ２と浸漬ノズル１２５間の介在物濃度差との関係を示す図である。

図１０に示される結果から、浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の介在物濃度差は、距離Ｄ２が長くなるにつれて減少する傾向を有することがわかった。

距離Ｄ２が長くなるにつれて介在物濃度差が減少する理由としては、距離Ｄ２が短いほど、並設方向Ｘの端側の湯路１３０に送られる溶鋼２の流れが受湯室１１０の並設方向Ｘの端側の壁部１１１との干渉により乱れやすくなることに起因して湯面に浮上している非金属性の介在物（例えば、アルミニウムやマグネシウムの酸化物等）が巻き込まれやすくなることが考えられる。

なお、図１０に示される結果からは、図６に示される結果と同様に、誘導加熱を行う場合には、誘導加熱を行わない場合と比較して、浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の介在物濃度差が減少していることがわかる。

図１１は、距離Ｄ２と平均介在物濃度との関係を示す図である。

図１１に示される結果から、誘導加熱を行う場合には、誘導加熱を行わない場合と比較して、平均介在物濃度が減少していることがわかる。このことは、誘導加熱を行うことによって、溶鋼２中に生じる電磁力により介在物の除去能力が向上することに起因するものと考えられる。なお、図１１に示される結果から、距離Ｄ２の平均介在物濃度に対する影響は比較的小さいことがわかる。

（堰の形状及び位置）
次に、図１２〜図１８を参照して、堰１４０の形状及び位置について説明する。

図１２は、タンディッシュ１００のＢ−Ｂ断面での断面図である。具体的には、図１２は、受湯室１１０における並設方向Ｘの正方向側の堰１４０よりもさらに並設方向Ｘの正方向側の部分を通りＹ−Ｚ平面に平行な断面図である。

図２を用いて上述したように、堰１４０は、並設方向Ｘに交差して（具体的には、Ｙ−Ｚ平面に平行に）延在する。タンディッシュ１００に設けられる堰１４０は、具体的には、図１２に示すように、下部の両端に開口部１４１，１４１を有している。ここで、堰１４０の上端は、受湯室１１０内の溶鋼２の湯面よりも上方に位置している（つまり、堰１４０の高さは、受湯室１１０の溶鋼２の深さよりも長くなっている）。なお、図１２では、一点鎖線Ｆ１によって湯面の位置が示されている。よって、受湯室１１０における注入位置Ｐに注入された溶鋼２は、開口部１４１，１４１を通過して各湯路１３０へ送られる。

本件発明者は、数値シミュレーションを行うことによって、浸漬ノズル１２５間の溶鋼の温度差が大きくなることを抑制する観点では、タンディッシュ１００に設けられる堰の形状を、上記のように下部の両端に開口部が形成された形状にすることが好ましいことを見出した。具体的には、堰１４０の形状に関する数値シミュレーションでは、図１３に示される形状１〜形状６の各形状を有する堰のモデルを作成し、各モデルについて数値シミュレーションを行った。図１３では、各モデルの形状が実線で示されている。

なお、形状１の堰は、下部のＹ方向の負方向側の端部のみに開口部を有しており、上端が湯面よりも下方に位置しているものである。また、形状２の堰は、下部に開口部を有しており上端が湯面よりも上方に位置している堰を形状１の堰に対してＸ方向の外側に追加したものである。また、形状３の堰は、下部に開口部を有しており上端が湯面よりも上方に位置している堰を形状１の堰に対して上方に間隔を空けて追加したものである。また、形状４の堰は、タンディッシュ１００に設けられる上述した堰１４０と同様の形状を有するものである。また、形状５の堰は、下部のＹ方向の正方向側の端部のみに開口部を有しており、上端が湯面よりも上方に位置しているものである。また、形状６の堰は、下部のＹ方向の負方向側の端部のみに開口部を有しており、上端が湯面よりも上方に位置しているものである。

以下、図１４〜図１６を参照して、堰１４０の形状に関する数値シミュレーションの結果について説明する。なお、堰１４０の形状に関する数値シミュレーションは、鋳造速度を０．６ｍ／ｍｉｎとし、誘導加熱を行わないものとし、上述した出湯室１２０の並設方向Ｘの端側の壁部１２１と当該壁部１２１から最も近い浸漬ノズル１２５との間の並設方向Ｘの距離Ｄ１を２３０ｍｍとし、上述した受湯室１１０の並設方向Ｘの端側の壁部１１１と当該壁部１１１から最も近い湯路１３０との間の並設方向Ｘの距離Ｄ２を２２０ｍｍとした条件で行われた。

図１４は、堰の形状と浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差との関係を示す図である。

図１４に示される結果から、形状４の堰では、他の形状の堰と比較して、浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差が小さくなることがわかった。特に、形状４の堰では、他の形状の堰と異なり、浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差が堰を設けない場合よりも低減していることがわかる。ゆえに、浸漬ノズル１２５間の溶鋼の温度差が大きくなることを抑制する観点では、タンディッシュ１００に設けられる堰の形状を、下部の両端に開口部が形成された形状にすることが好ましいことがわかる。

図１５は、堰の形状と浸漬ノズル１２５間の介在物濃度差との関係を示す図である。

図１５に示される結果から、形状４の堰では、他の形状の堰と比較して、浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の介在物濃度差が小さくなることがわかった。

図１６は、堰の形状と平均介在物濃度との関係を示す図である。

図１６に示される結果から、形状１〜形状６のいずれの堰によっても、平均介在物濃度が堰を設けない場合よりも低減していることがわかった。特に、上端が湯面より上方に位置しており、湯面近傍において溶鋼２の流れを堰き止めることができる形状２〜形状６の堰では、平均介在物濃度を低減する効果が比較的高いことがわかる。

また、本件発明者は、数値シミュレーションの結果から、溶鋼２の注入位置Ｐと堰１４０との間の並設方向Ｘの距離Ｄ３（図２を参照）を適切に設定することによって、浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差が大きくなることを抑制できることを見出した。

以下、図１７及び図１８を参照して、距離Ｄ３に関する数値シミュレーションの結果について説明する。なお、距離Ｄ３に関する数値シミュレーションは、鋳造速度を０．６ｍ／ｍｉｎとし、上述した出湯室１２０の並設方向Ｘの端側の壁部１２１と当該壁部１２１から最も近い浸漬ノズル１２５との間の並設方向Ｘの距離Ｄ１を２３０ｍｍとし、上述した受湯室１１０の並設方向Ｘの端側の壁部１１１と当該壁部１１１から最も近い湯路１３０との間の並設方向Ｘの距離Ｄ２を２２０ｍｍとした条件で、誘導加熱を行う場合と行わない場合とのそれぞれについて行われた。

図１７は、距離Ｄ３と浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差との関係を示す図である。

図１７に示される結果から、浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差は、距離Ｄ３が長くなるにつれて減少した後に増大する傾向を有することがわかった。ゆえに、距離Ｄ３が過度に短い場合及び過度に長い場合の双方で、浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差が大きくなることがわかる。

距離Ｄ３が過度に短い場合に浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差が大きくなる理由としては、距離Ｄ３が短いほど、受湯室１１０における２つの堰１４０によって区画される空間内に溶鋼２が貯留されている時間が短くなることに起因して当該空間内において溶鋼２が均熱化される効果が小さくなることが考えられる。また、距離Ｄ３が過度に長い場合に浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差が大きくなる理由としては、距離Ｄ３が長いほど、受湯室１１０における２つの堰１４０によって区画される空間が大きくなることに起因して当該空間内の位置による溶鋼２の温度差が生じやすくなることが考えられる。

上述したように、一般に、鋳型６間の鋳片３の品質差の増大を抑制する観点では、浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差を５℃以下にすることが好ましい。ゆえに、距離Ｄ３は、誘導加熱を行う場合において、浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差が図１７に示すように５℃以下となる範囲である６５５ｍｍ以上１１４０ｍｍ以下に設定されることが好ましい。それにより、受湯室１１０と出湯室１２０とを接続する４つの湯路１３０を備えるタンディッシュ１００を利用した連続鋳造において、浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差の増大をさらに適切に抑制することができるので、鋳型６間の鋳片３の品質差の増大をさらに適切に抑制することができる。

なお、図１７に示される結果からは、図５及び図９に示される結果と同様に、誘導加熱を行う場合には、誘導加熱を行わない場合と比較して、浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の温度差が大きくなりやすいことがわかる。

図１８は、距離Ｄ３と浸漬ノズル１２５間の介在物濃度差との関係を示す図である。

図１８に示される結果から、図６及び図１０に示される結果と同様に、誘導加熱を行う場合には、誘導加熱を行わない場合と比較して、浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の介在物濃度差が減少していることがわかる。なお、図１８に示される結果から、浸漬ノズル１２５間の溶鋼２の介在物濃度差は、距離Ｄ３によらず比較的低いことがわかる。

受湯室と出湯室とを接続する４つの湯路を備えるタンディッシュにおける各種寸法等と浸漬ノズル間の溶鋼の温度差及び介在物濃度差との関係について確認するために行った実機試験の結果について説明する。

実機試験では、上述した本実施形態に係るタンディッシュ１００と同様の構成を有するタンディッシュを実際に操業に用いている連続鋳造機（図１に示す連続鋳造機１と同様の構成を有するもの）に設置し、連続鋳造を行った。そして、浸漬ノズル間の溶鋼の温度差については、各浸漬ノズルの直上におけるタンディッシュ内の溶鋼の温度を測定することによって算出した。また、浸漬ノズル間の溶鋼の介在物濃度差については、各鋳型によって鋳造後に得られた鋳片から５０ｍｍ×５０ｍｍ×２０ｍｍのサイズのサンプルをそれぞれ切り取り、溶解し、各サンプル中の介在物濃度を求めることによって算出した。なお、本実機試験では、誘導加熱装置の周波数は６０Ｈｚとし、消費電力は１つの誘導加熱装置あたり８００ｋＷとした。

本実機試験の結果を表１に示す。表１では、各試験条件についての浸漬ノズル間の溶鋼の温度差及び介在物濃度差の結果が示されている。具体的には、試験条件として、鋳造速度、スループット、距離Ｄ３、誘導加熱の有無、距離Ｄ２及び距離Ｄ１を種々に変更した。なお、距離Ｄ３が「なし」となっている条件は、堰を設けていない条件である。距離Ｄ３の欄に数値が記入されている条件は、距離Ｄ３の値が記入されている数値になるように上述した堰１４０と同様の構成を有する堰が設けられている条件である。

表１に示すように、本実機試験では、出湯室に対する浸漬ノズルの位置を規定する距離Ｄ１は１２０ｍｍ以上３００ｍｍ以下に設定されており、受湯室に対する湯路の位置を規定する距離Ｄ２は８０ｍｍ以上２６０ｍｍ以下に設定されている。ここで、表１によれば、誘導加熱の有無にかかわらず、各試験条件において、浸漬ノズル間の溶鋼の温度差が５℃以下となっている。ゆえに、受湯室と出湯室とを接続する４つの湯路を備えるタンディッシュを利用した連続鋳造において、少なくとも距離Ｄ１及び距離Ｄ２を上記のように設定した場合には、浸漬ノズル間の溶鋼の温度差の増大が適切に抑制され、鋳型間の鋳片の品質差の増大が抑制されることが確認された。

上述したように、浸漬ノズル間の溶鋼の温度差の増大をより抑制しやすい距離Ｄ１の範囲は、１７０ｍｍ以上２６０ｍｍ以下の範囲である。また、浸漬ノズル間の溶鋼の温度差の増大をより抑制しやすい距離Ｄ２の範囲は、１９０ｍｍ以上２３０ｍｍ以下の範囲である。ゆえに、浸漬ノズル間の溶鋼の温度差の増大をより適切に抑制する観点では、距離Ｄ１が１７０ｍｍ以上２６０ｍｍ以下であり距離Ｄ２が８０ｍｍ以上２６０ｍｍ以下である、又は、距離Ｄ１が１２０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であり距離Ｄ２が１９０ｍｍ以上２３０ｍｍ以下であることが好ましい。

また、表１によれば、例えば、堰が設けられている条件４，５と、堰が設けられていない条件１，２とを比較することにより、下部の両端に開口部を有する堰をタンディッシュに設けることによって浸漬ノズル間の溶鋼の温度差の増大がより抑制されることが確認された。

また、表１によれば、例えば、距離Ｄ３がそれぞれ８００ｍｍ，１０００ｍｍである条件４，８と、距離Ｄ３がそれぞれ６００ｍｍ，１２００ｍｍである条件２０，２２とを比較することにより、受湯室における注入位置に対する堰の位置を規定する距離Ｄ３を６５５ｍｍ以上１１４０ｍｍ以下にすることによって浸漬ノズル間の溶鋼の温度差の増大がより抑制されることが確認された。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は応用例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１連続鋳造機
２溶鋼
３鋳片
３ａ凝固シェル
３ｂ未凝固部
４取鍋
５注入ノズル
６鋳型
７二次冷却装置
８鋳片切断機
２０誘導加熱装置
２１鉄芯
２２コイル
１００タンディッシュ
１１０受湯室
１２０出湯室
１２５，１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃ，１２５ｄ，１２５ｅ，１２５ｆ浸漬ノズル
１３０，１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃ，１３０ｄ湯路
１４０堰
１４１開口部

Claims

取鍋から溶鋼が注入される受湯室と、
前記溶鋼を鋳型内に供給する複数の浸漬ノズルが設けられる出湯室と、
前記受湯室と前記出湯室とを接続し、前記受湯室及び前記出湯室の間で水平方向に並んで設けられる４つの湯路と、
を備え、
前記湯路の並設方向の一側の２つの前記湯路及び前記並設方向の他側の２つの前記湯路には、それぞれ誘導加熱装置が設けられ、
前記出湯室の前記並設方向の端側の壁部と当該壁部から最も近い前記浸漬ノズルとの間の前記並設方向の距離は、１２０ｍｍ以上３００ｍｍ以下である、
タンディッシュ。
前記受湯室の前記並設方向の端側の壁部と当該壁部から最も近い前記湯路との間の前記並設方向の距離は、８０ｍｍ以上２６０ｍｍ以下である、
請求項１に記載のタンディッシュ。
前記出湯室の前記並設方向の端側の壁部と当該壁部から最も近い前記浸漬ノズルとの間の前記並設方向の距離を第１距離とし、前記受湯室の前記並設方向の端側の壁部と当該壁部から最も近い前記湯路との間の前記並設方向の距離を第２距離とした場合、
前記第１距離が１７０ｍｍ以上２６０ｍｍ以下であり前記第２距離が８０ｍｍ以上２６０ｍｍ以下である、又は、前記第１距離が１２０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であり前記第２距離が１９０ｍｍ以上２３０ｍｍ以下である、
請求項１又は２に記載のタンディッシュ。
前記受湯室における前記溶鋼の注入位置の前記並設方向の両側には、前記並設方向に交差して延在し、下部の両端に開口部を有する堰が設けられる、
請求項１〜３のいずれか一項に記載のタンディッシュ。
前記注入位置と前記堰との間の前記並設方向の距離は、６５５ｍｍ以上１１４０ｍｍ以下である、
請求項４に記載のタンディッシュ。