JP2781734B2 - 広幅薄肉鋳片の連続鋳造用ノズル - Google Patents

広幅薄肉鋳片の連続鋳造用ノズル

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、双ドラムや一対の金属
ベルト等の一対の冷却回転体によりなる鋳型により広幅
薄肉鋳片を鋳造する際に、この鋳型内に溶融金属を好適
な状態で注入することができる連続鋳造用ノズルに関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、鋼等の溶融金属(以下単に溶湯と
いう)から直接広幅薄肉鋳片を連続鋳造する技術が開発
され、実用化されている。この鋳造方法としては、一対
のドラムとサイド堰を用いて鋳造空間をつくり、これに
注入ノズルより溶湯を供給して鋳造を行う双ドラム(双
ロールともいう)式の連続鋳造方式と、一対のエンドレ
スの金属ベルトとサイドブロックを用いて鋳造空間をつ
くり、これにノズルより溶湯を供給するベルト式連続鋳
造方式とが広く知られている。本発明においては、この
ような広幅薄肉鋳片用の鋳造空間を形成する一対のドラ
ム或いはベルトを冷却回転体と称し、また、該冷却回転
体により構成される鋳型を移動鋳型と称する。
【0003】ところで、このような広幅薄肉鋳片を連続
鋳造する場合、表面性状及び内部清浄度の優れた鋳片を
得るために必要な条件の一つとして、ノズルを介して注
入される溶湯に乱れのないことが挙げられる。溶湯が乱
れのない静かな流れを形成するためには注入ノズル自体
の構造が重要である。このようにノズルには整流性の確
保という要求があるが、操業上ノズル詰まりの少ない構
造とすることも併せて重視される。
【0004】従来、上記の狙いをもって提案された発明
としては、特開昭62−282753号公報に開示する
連続鋳造用ノズルがある。このノズルは、図1にも示す
ように、タンディッシュから続く円筒状内ノズル3と、
該内ノズル3を挿通する孔を上部に有し、下端部にスリ
ット状吐出孔を有する偏平の外ノズル6とから構成され
る。そして前記外ノズル内に多孔質耐火物製のフィルタ
ーを内装させ、整流効果を発揮させている。
【0005】また、本件出願人は、さらに上記のフィル
ター上に溶融性金属部材を設置してノズル内蔵物を2段
構成としたもの(特開昭63−203254号公報)、
或いは、低コスト化かつ溶湯の流出量分布を均一化する
ために、外ノズルの底部に多数の貫通孔を有するAl2
3 、MgO,SiO2 等から成る整流耐火物を配設
し、該耐火物の上部に網状体を設けた偏平ノズルを提案
した(特願平5−217251号)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の連続鋳
造用ノズルは、それぞれ目的とする整流性の確保や介在
物除去をある程度達成することはできたが、一段上の整
流性の確保やノズル詰まりの解消、さらにはこれらの効
果の持続性に関して、満足すべき結果が必ずしも得られ
なかった。
【0007】そこで、本発明の目的とするところは、ほ
ぼ完全なノズル詰まりの防止とより優れた整流性の確保
ができ、安定した長時間鋳造が可能となる広幅薄肉鋳片
の連続鋳造用ノズルを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】この目的達成のための本
発明の要旨は次の通りである。中間鍋に続く内ノズルと
該内ノズルを上部で挿通し下部に溶融金属吐出孔を有す
る偏平状の外ノズルとから構成されるノズルであって、
一対の回転ドラムや移動ベルト等から形成される移動鋳
型内に溶融金属を注入するための広幅薄肉鋳片の連続鋳
造用ノズルにおいて、前記外ノズル内の底部に一層或い
は2層以上の耐火物を内装し、該内装物の上部側は、溶
融金属通過厚みが20mm以上である孔径3〜10pores
per inchの耐火物製フィルターまたは孔径が5〜30m
m、孔面積率20〜30%の貫通孔を有する耐火物から
なり、下部側は、溶融金属通過厚みが30mm以上である
孔径6〜20pores per inchの耐火物製フィルターまた
は孔径が3〜10mm、孔面積率10〜25%の貫通孔を
有する耐火物からなることを特徴とする広幅薄肉鋳片の
連続鋳造用ノズル。
【0009】
【作用】外ノズル内の内装耐火物は、上部側が下部側に
比較し粗いメッシュ或いは孔径の大きなものとしている
ので、溶湯が上部側耐火物を通過する場合には、十分な
流量を確保しつつ介在物を付着除去して詰まることなく
下部側へ清浄度の高い溶湯を供給することができると共
に、下部側においてはより細かいメッシュ或いは孔径の
小さい耐火物としたので、上部側で清浄にされた溶湯は
整流されて外ノズルの下部スリット状吐出口から吐出す
る。
【0010】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図1及び図2は本発明に係るノズルを含む鋳造装置
例であり、従来から知られた双ドラム式連続鋳造装置を
示す。図示の如く、回転する一対の冷却ドラム1とこの
ドラムの軸方向両端に当接されるサイド堰2によって移
動鋳型が形成されるが、この鋳型内に本発明のノズルが
配置され、タンディッシュからの溶湯を供給して湯溜り
部9をつくる。10は該移動鋳型から引き出される鋳片
である。ノズルは、タンディッシュに続く円筒状の内ノ
ズル3と、該内ノズル3を挿通する孔4を上部に有し、
下部にスリット状吐出口5を有する偏平状の外ノズル6
とから構成される。
【0011】外ノズル6内部の底部側には2層に形成し
た耐火物7,8が内装されており、本発明ではこの2層
耐火物の厚み及び孔径或いは孔面積率をそれぞれ特定し
たことを特徴としている。即ち、図3にも示すように、
上部側の耐火物層7を、溶湯通過厚みが20mm以上で、
かつ、孔径3〜10pores per inchの耐火物製フィルタ
ーで構成するか、もしくは孔径が5〜30mm、孔面積率
20〜30%の貫通孔を有する耐火物にて構成する。一
方、下部側の耐火物層8を、溶湯通過厚みが30mm以上
で、かつ、孔径6〜20pores per inchの耐火物製フィ
ルターで構成するか、もしくは孔径が3〜10mm、孔面
積率10〜25%の貫通孔を有する耐火物で構成する。
【0012】内装物の材質は、耐火物製フィルターとし
ては、ZrO2 からなるセラミックスフィルターやAl
2 3 等が好適であり、また、貫通孔を有する耐火物と
しては、Al2 3 −Cからなる多孔質レンガや、Ca
O・ZrO2 −C等が望ましい。
【0013】この耐火物の孔径もしくは孔面積率及び厚
みは、鋼種や介在物の量や性状によって適宜選択すれば
よいが、必ず上下層の組み合わせにおいては、上部側の
耐火物層7は下部側のそれに比し孔径を大きくするかも
しくは孔面積率を大とすることが必要である。
【0014】上部側のフィルター或いは耐火物の孔径も
しくは孔面積率及び溶湯通過厚みは、溶湯の良好な流動
性及び十分なる介在物の付着を図る上で、孔径3〜10
pores per inchのフィルターもしくは孔径が5〜30m
m、孔面積率20〜30%の貫通孔を有する耐火物で、
かつ、最低20mm厚は必要である。孔径もしくは孔面積
率が上記範囲より大きい場合では、流動性は良いが介在
物が除去できず、また、上記範囲より小さい場合では逆
に介在物除去は良いが流動性に支障が起こる。また、下
部側のフィルター或いは耐火物の孔径もしくは孔面積率
及び溶湯通過厚みは、通過する溶湯を整流するに十分な
孔径もしくは孔面積率及び厚みが必要で、その範囲はフ
ィルターでは孔径6〜20pores per inch、貫通孔を有
する耐火物では、孔径3〜10mm、孔面積率10〜25
%のもので少なくとも30mm以上厚とする。孔径もしく
は孔面積率が上記範囲を超える場合、整流効果が期待で
きず、また、上記範囲より小さい場合は、乱流を発生し
て好ましくない。
【0015】なお、図示の例では2層構造の内装物を示
したが、本発明においてはこれに限ることなく、1層で
あってもその厚み方向の孔径もしくは孔面積率分布が傾
斜状に変化し、上部側及び下部側において、それぞれ上
記した範囲内におさまっていればよい。また、3層以上
であっても、少なくとも上部側及び下部側で本発明の範
囲内のフィルター又は耐火レンガが1層存在していれば
よい。
【0016】さらに、本発明では図示した双ドラム式連
続鋳造設備だけではなく、金属ベルト式連続鋳造設備に
適用することも可能である。
【0017】(操業例) 鋳造条件 ・冷却ドラム直径:1200mm ・鋳造速度:40〜130m/min ・鋳型幅:1300mm ・鋼種:SS400 ・内装物(2層):上層35mm厚、下層は50mm厚
【0018】図4に上層の内装耐火物の孔径と鋳造可能
量との関係について示す。鋳造可能量とは、流量制御を
しているタンディッシュストッパーの開度の上昇率から
算定した量をいう。図から操業上問題のない200トン
以上の鋳造可能量を確保するには、少なくとも10pore
s per inch以下のメッシュの粗いフィルターを用いる必
要があることが分かる。なお、フィルターが3pores pe
r inch以下とよりメッシュの粗いものとなると、介在物
の除去で問題が生じるため、下限は3pores per inchと
すべきである。
【0019】また、図5は上層の内装耐火物フィルター
の厚み方向での介在物付着量を介在物の占める面積率で
示したものである。孔径が13pores per inchと本発明
の範囲外のものではフィルター最上面近傍に介在物の付
着が集中するため、介在物除去効果はあるものの、短時
目詰まりを起こし、長時間鋳造に適さない。本発明
のものである孔径が6pores per inchのものでの介在物
付着量は、13poresper inchのようなメッシュの細か
いフィルターに比べて、厚み方向に広く分布しているた
め、厚みを大体20mm以上に維持すれば、介在物除去機
能を有しながら長時間鋳造に適する。
【0020】次に、図6に上層として孔径10mm、孔面
積率25%の多孔レンガを採用し、下層を変化させた場
合の表面欠陥数指標を比較して示す。図において、本発
明は13pores per inchのフィルターを下層に用いた
場合、本発明は孔径5mm、孔面積率15%の多孔レン
ガを下層として内装した場合、比較例は孔径15mm、
孔面積率35%の多孔レンガを下層として内装した場
合、比較例は4poresper inchのフィルターを下層に
用いた場合、比較例は上下層ともに孔径30mm、孔面
積率45%の多孔レンガを内装した場合を示す。図6か
ら本発明の方が格段に欠陥が少ないことが分かる。
【0021】
【発明の効果】以上の如く本発明の連続鋳造用ノズルを
用いれば、介在物によるノズル詰まりが大幅に低減され
ると共に溶湯の良好な整流性が確保できることから、欠
陥の少ない品質の優れた広幅薄肉鋳片を安定して長期間
鋳造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のノズルを適用する連続鋳造設備例を示
す斜視図。
【図2】本発明に係る鋳造ノズルの一例を示す部分断面
図と側面断面図。
【図3】本発明の要部である2層の耐火物層の構成を示
す説明図。
【図4】本発明における上層内装物の孔径と鋳造可能量
との関係を示す図。
【図5】本発明における上層内装物の厚み方向での介在
物付着量を示す図。
【図6】本発明と比較例の表面欠陥数指標を対比した
図。
【符号の説明】
1 冷却ドラム 2 サイド堰 3 内ノズル 4 挿通孔 5 スリット状吐出孔 6 外ノズル 7 上層耐火物 8 下層耐火物 9 湯溜り部 10 鋳片
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−55643(JP,A) 特開 平1−317658(JP,A) 特開 平1−228649(JP,A) 特開 平3−291147(JP,A) 特開 平8−164454(JP,A) 特開 平7−96355(JP,A) 特開 平6−126395(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B22D 11/06 380 B22D 11/10 330

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中間鍋に続く内ノズルと該内ノズルを上
    部で挿通し下部に溶融金属吐出孔を有する偏平状の外ノ
    ズルとから構成されるノズルであって、一対の回転ドラ
    ムや移動ベルト等から形成される移動鋳型内に溶融金属
    を注入するための広幅薄肉鋳片の連続鋳造用ノズルにお
    いて、前記外ノズル内の底部に一層或いは2層以上の耐
    火物を内装し、該内装物の上部側は、溶融金属通過厚み
    が20mm以上である孔径3〜10pores per inchの耐火
    物製フィルターまたは孔径が5〜30mm、孔面積率20
    〜30%の貫通孔を有する耐火物からなり、下部側は、
    溶融金属通過厚みが30mm以上である孔径6〜20pore
    s per inchの耐火物製フィルターまたは孔径が3〜10
    mm、孔面積率10〜25%の貫通孔を有する耐火物から
    なることを特徴とする広幅薄肉鋳片の連続鋳造用ノズ
    ル。
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