JP2602880Y2 - ロール鋳型壁を持つ連続鋳造設備における注湯ノズル - Google Patents

ロール鋳型壁を持つ連続鋳造設備における注湯ノズル

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JP2602880Y2
JP2602880Y2 JP1993003632U JP363293U JP2602880Y2 JP 2602880 Y2 JP2602880 Y2 JP 2602880Y2 JP 1993003632 U JP1993003632 U JP 1993003632U JP 363293 U JP363293 U JP 363293U JP 2602880 Y2 JP2602880 Y2 JP 2602880Y2
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治男 坂口
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、ロール鋳型壁を持つ連
続鋳造設備における注湯ノズルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の注湯ノズルとしては、例
えば特開平2−220740号公報に示されるものがあ
る。すなわち、互いに平行に配置された一対のロールと
これらロールの両端に設けられた堰体との間に溶湯溜め
が形成され、この溶湯溜めに溶湯を注入する注湯ノズル
が設けられる。
【0003】すなわち、注湯ノズルは、一本の直状円筒
形に形成され、上端がタンディシュ側に取付けられ、下
端部が溶湯溜め内に没入している。注湯ノズルの下部側
壁には堰体に対向する円形の吐出孔がそれぞれ形成され
ている。また、注湯ノズルの下端は底板で閉塞されてい
る。
【0004】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来形式によると、タンディシュから溶湯溜めに溶湯を
注入する際、溶湯が注湯ノズルの吐出孔から強い勢いで
吐出するため、湯面に波が発生し、この波が両ロールの
巻き込み部を波打つことにより鋳片シェルの生成を妨
げ、品質欠陥の原因になるといった問題が生じた。
【0005】このため、上記吐出孔を大きくして吐出流
の流速を遅緩させることが考えられるが、これによる
と、初期注湯時に、多量の溶湯が飛散してロール表面や
堰体に付着凝固し、その付着物が、脱落してシェルに巻
き込まれ、ロールキス点通過時に両ロール間隔を押し広
げ鋳片の厚さを不均一にするといった問題があった。ま
た、溶湯は、吐出孔から均一に等速で吐出するのではな
く、吐出孔の上部よりも下部が高速で流れる偏流となっ
て不均一に吐出する。したがって、吐出孔を大きくする
ことだけでは、吐出流の流速を十分に遅緩させることが
できず、上述したように波が発生して品質欠陥の原因に
なるといった問題を解決するまでには至らなかった。
【0006】本考案は上記問題を解決するもので、溶湯
の勢いを弱めて吐出孔から吐出し得るロール鋳型壁を持
つ連続鋳造設備における注湯ノズルを提供することを目
的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に本考案は、タンディシュから、互いに平行に配置され
た一対の回転するロール鋳型壁とこれらロール鋳型壁
両端に設けられた堰体との間に形成された溶湯溜めに溶
湯を注入する注湯ノズルであって、注湯ノズルを、タン
ディシュ側に取付けられる円筒状の上部ノズルと、この
上部ノズルに同一軸芯上で連結される円筒状の下部ノズ
ルとにより形成し、この下部ノズルの内径を上部ノズル
の内径よりも大きくして下部ノズルと上部ノズルとの連
結部内に段差を形成し、下部ノズルの下端を底板で閉塞
し、下部ノズルの側壁に、上記堰体に対向するとともに
溶湯溜め内に没入する吐出孔をそれぞれ形成し、上記吐
出孔の下端を上記底板よりも上方に位置させ、上記下部
ノズルの内径の断面積を上記上部ノズルの内径の断面積
の2〜3.4倍に設定するとともに、上記下部ノズル内
の流路長さを上部ノズルの内径の3〜6倍に設定し、
記タンディシュから注湯ノズルに流入する溶湯の流入量
と上記吐出孔から吐出される溶湯の吐出量とが同じにな
り、かつ、上部ノズルから下部ノズルへの流路断面積の
拡大によって流速の低下した溶湯を吐出孔から均一に吐
出するものである。
【0008】
【作用】上記考案によると、タンディシュ内の溶湯は、
上部ノズルから下部ノズル内に流れ落ちる。この際、下
部ノズルの内径は上部ノズルの内径よりも大きいため、
段差における急激な流路拡大により、下部ノズル内の中
心部には、上部ノズルから流れ落ちる下降流が形成さ
れ、この下降流が底板に当たって反転することにより、
下降流の周囲に上昇流が形成される。このように、下部
ノズル内を流れる溶湯は下降流と上昇流とにより循環す
るとともに下降流と上昇流との間で渦流となるため、圧
力損失が生じ、溶湯の運動エネルギーが減少する。した
がって、溶湯の勢いは弱められ、下部ノズルの内圧によ
って吐出孔から均一に流出することで偏流になることな
く、結果的に一様に遅い流速となって吐出孔から溶湯溜
め内に吐出する。
【0009】また、下部ノズルの内径の断面積を上部ノ
ズルの内径の断面積の2〜3.4倍 に設定したことによ
り、上記渦流が下部ノズル内で発生し易くなり、上記の
ような圧力損失が増大する。さらに、下部ノズル内の流
路長さを上部ノズルの内径の3〜6倍に設定したことに
より、注湯ノズル内を流れ落ちる溶湯の運動エネルギー
が減少して吐出孔における溶湯の吐出圧力が低くなると
ともに、下部ノズル内の空気の巻き込みが抑制されて、
酸化物の生成量が低減される。
【0010】
【実施例】以下、本考案の一実施例を図1〜図3に基づ
いて説明する。1は互いに平行に配置された一対の回転
自在なロール鋳型壁であるモールドロール(以下、単に
ロールと称す。)で、これら両ロール1間位置には、両
ロール1と、両ロール1の両端面に接触配置される一対
の堰体(短辺堰ともいい、一方だけ図示している。)2
との協働によって溶湯溜め3が形成されている。両ロー
ル1の上方にはタンディシュ4が設けられ、このタンデ
ィシュ4から溶湯溜め3内に溶湯を導くための注湯ノズ
ル5が垂下して設けられている。6は溶湯溜め3内の湯
面15を覆う湯面保護カバーである。
【0011】上記注湯ノズル5は、タンディシュ4に取
付けられる円筒状の上部ノズル5aと、この上部ノズル
5aに同一軸芯上で直結される円筒状の下部ノズル5b
とで形成される。下部ノズル5bの下部側壁には、上記
堰体2に対向する円形の吐出孔8がそれぞれ形成されて
いる。下部ノズル5bの下端は底板9で閉塞されてい
る。また、下部ノズル5bの内径Dは上部ノズル5aの
内径D’よりも大きく形成され、これにより、下部ノズ
ル5bと上部ノズル5aとの連結部内には径方向に拡大
する段差12が形成されている。尚、上記吐出孔8の下端
は底板9よりも上方に位置している。
【0012】上記湯面保護カバー6は両端が両堰体2間
に支持されて取付けられ、湯面保護カバー6の中心部を
下部ノズル5bが上方から下方に貫通し、両吐出孔8は
溶湯溜め3内に没入している。湯面保護カバー6の下面
両端部には、両ロール1の軸心と平行して浸漬壁部14が
突設され、両浸漬壁部14の下部は溶湯溜め3内の溶湯に
浸漬されている。
【0013】湯面15の酸化防止のために、湯面保護カバ
ー6には空間部16に連通する不活性ガス供給孔17が形成
され、この不活性ガス供給孔17は、不活性ガス供給管18
を介して、外部に設けられた不活性ガス供給源に接続さ
れている。さらに、ロール1と浸漬壁部14との隙間に不
活性ガスを吹付けるための不活性ガス供給ノズル19が配
置されている。
【0014】以下、上記構成における作用を説明する。
タンディシュ4内の溶湯は、上部ノズル5aから下部ノ
ズル5b内に流れ落ちる。この際、下部ノズル5bの内
径Dは上部ノズル5aの内径D’よりも大きいため、段
差12における急激な流路拡大により、図2に示すよう
に、下部ノズル5b内の中心部には、上部ノズル5aか
ら流れ落ちる下降流20が形成され、この下降流20が底板
9に当たって反転することにより、下降流20の周囲に上
昇流21が形成される。このように、下部ノズル5b内を
流れる溶湯は下降流20と上昇流21とにより循環するとと
もに下降流20と上昇流21との間で渦流22となる。これに
より、圧力損失が生じ、溶湯の運動エネルギーが減少す
る。したがって、流れ落ちる溶湯の勢いは弱められ、下
部ノズル5bの内圧によって両吐出孔8から均一に流出
することで偏流になることなく、結果的に一様に遅い流
速となって吐出孔8から溶湯溜め3内に吐出する。
【0015】図3は、本考案の注湯ノズル5と従来の注
湯ノズルとを用いて溶湯溜め3内に溶湯を吐出した際の
湯面15の変動を示す実験グラフである。縦軸は溶湯溜め
3内の湯面15のうねり変動値を示し、本考案の値は○、
従来の値は×で示す。横軸は注湯ノズル5の中心から堰
体2(短辺堰)までの計測位置を示す。尚、本考案にお
ける注湯ノズル5の上部ノズル5aの内径D’を50m
m、下部ノズル5bの内径Dを90mm、下部ノズル5
bの流路長さL(図1参照)を200mmとし、従来に
おける一本の直状円筒形の注湯ノズルの内径を50mm
としている。また、本考案の吐出孔8と従来の吐出孔と
の径は共に50mmであり、鋳造量は約140リットル
/分である。
【0016】これによると、本考案の注湯ノズル5を用
いた方が、各計測位置イ〜ニにおけるうねり変動値を減
少させるとともにほとんど一定値にすることができる。
これにより、溶湯溜め3内の湯面15に、ほとんど波が発
生していないことが実証される。また、上記の実験結果
などに基づき、下部ノズル5bの内径の断面積を上部ノ
ズル5aの内径の断面積の2〜3.4 倍に形成することに
より上記渦流22(図2参照)が発生し易くなるため、圧
力損失がさらに増大し、溶湯の勢いは一層弱められる。
【0017】さらに、下部ノズル5bの流路長さLを上
部ノズル5aの内径D’の3倍以上に形成することによ
り、その分上部ノズル5aの長さが短縮されるため、注
湯ノズル5内を流れ落ちる溶湯の運動エネルギーが小さ
くなって吐出孔8における溶湯の吐出圧力は低くなり、
偏流が防止されて、吐出速度の分布が一様になり、溶湯
の流出速度が遅くなる。かつ、下部ノズル5bの流路長
さLを上部ノズル5aの内径D’の6倍以下に形成する
ことにより、下部ノズル5b内の空気の巻き込み量が減
少するため、酸化物の生成量が低減する。
【0018】上記実施例では、注湯ノズル5はセラミッ
ク製であるため、上部ノズル5aと下部ノズル5bとは
一体構造にしているが、これは、上部ノズル5aと下部
ノズル5bとをボルトなどの連結具により連結したもの
でもよい。
【0019】
【考案の効果】以上述べたように、本考案によれば、下
部ノズルの内径は上部ノズルの内径よりも大きいため、
段差における急激な流路拡大により圧力損失が生じ、流
れ落ちる溶湯の運動エネルギーが減少する。したがっ
て、溶湯の勢いは弱められ、下部ノズルの内圧によって
吐出孔から均一に流出することで偏流になることなく、
結果的に一様に遅い流速となって吐出孔から溶湯溜め内
に吐出するため、品質欠陥の原因となる波が湯面に発生
することは防止される。
【0020】また、下部ノズルの内径の断面積を上部ノ
ズルの内径の断面積の2〜3.4倍に設定したことによ
り、上記渦流が下部ノズル内で発生し易くなり、上記の
ような圧力損失が増大する。したがって、溶湯の勢いが
大幅に弱められる。さらに、下部ノズル内の流路長さを
上部ノズルの内径の3〜6倍に設定したことにより、注
湯ノズル内を流れ落ちる溶湯の運動エネルギーが減少し
て吐出孔における溶湯の吐出圧力が低くなって、溶湯の
流出速度が遅くなるとともに、下部ノズル内の空気の巻
き込みが抑制されて、酸化物の生成量が低減される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の一実施例における注湯ノズルの縦断面
図である。
【図2】注湯ノズル内の溶湯の流れを示す縦断面図であ
る。
【図3】本考案の一実施例における注湯ノズルと従来例
における注湯ノズルとを用いた場合の、湯面の変動を示
すグラフである。
【符号の説明】
1 モールドロール(ロール鋳型壁) 2 堰体 3 溶湯溜め 4 タンディシュ 5 注湯ノズル 5a 上部ノズル 5b 下部ノズル 8 吐出孔 9 底板 12 段差 D 内径 D’ 内径
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−99758(JP,A) 特開 平1−317662(JP,A) 特開 平4−167953(JP,A) 特開 平4−288948(JP,A) 特開 平2−220740(JP,A) 実開 昭64−10350(JP,U) 実開 昭60−71462(JP,U) 実開 昭55−77551(JP,U) 実開 昭55−23211(JP,U) 実開 平6−550(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B22D 11/06 330 B22D 11/10 330

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 タンディシュから、互いに平行に配置さ
    れた一対の回転するロール鋳型壁とこれらロール鋳型壁
    の両端に設けられた堰体との間に形成された溶湯溜めに
    溶湯を注入する注湯ノズルであって、注湯ノズルを、タ
    ンディシュ側に取付けられる円筒状の上部ノズルと、こ
    の上部ノズルに同一軸芯上で連結される円筒状の下部ノ
    ズルとにより形成し、この下部ノズルの内径を上部ノズ
    ルの内径よりも大きくして下部ノズルと上部ノズルとの
    連結部内に段差を形成し、下部ノズルの下端を底板で閉
    塞し、下部ノズルの側壁に、上記堰体に対向するととも
    に溶湯溜め内に没入する吐出孔をそれぞれ形成し、上記
    吐出孔の下端を上記底板よりも上方に位置させ、上記下部ノズルの内径の断面積を上記上部ノズルの内径
    の断面積の2〜3.4倍に設定するとともに、上記下部
    ノズル内の流路長さを上部ノズルの内径の3〜6倍に設
    定し、 上記タンディシュから注湯ノズルに流入する溶湯の流入
    量と上記吐出孔から吐出される溶湯の吐出量とが同じに
    なり、かつ、上部ノズルから下部ノズルへの流路断面積
    の拡大によって流速の低下した溶湯を吐出孔から均一に
    吐出することを特徴とするロール鋳型壁を持つ連続鋳造
    設備における注湯ノズル。
JP1993003632U 1993-02-10 1993-02-10 ロール鋳型壁を持つ連続鋳造設備における注湯ノズル Expired - Lifetime JP2602880Y2 (ja)

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