JP2934187B2 - 連続鋳造用ロングノズル - Google Patents
連続鋳造用ロングノズルInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
- B22D41/50—Pouring-nozzles
- B22D41/58—Pouring-nozzles with gas injecting means
Description
を取鍋からタンディッシュスに注入する際に、取鍋底部
に配設される流量制御用のスライデングノズルのコレク
ターノズルから流出する溶鋼を、大気による酸化を防止
しながら例えば連続鋳造用のタンディッシュに注入する
ために使用されるロングノズルに関する。
は、取鍋からタンディッシュへの溶鋼の注入に際して溶
鋼流の流量制御をするために取鍋の底部に取り付けられ
るスライディングゲートが使用される。図5には取鍋1
00の底部に取り付けられるスライディングゲート20
0を示す。
は所謂コレクターノズル2が配設されており、溶鋼のコ
レクターノズル2からタンディッシュ(図示しない)へ
の注入に際して、ロングノズルは溶鋼を大気からの酸化
を防止し、溶鋼のスプラッシュの飛散を防止するなどの
目的で用いられる極めて重要な機能部材である。
入時に、溶鋼がロングノズル内孔を急速に流れ落ちるた
め、この溶鋼の動圧により、内孔内の圧力が外部の大気
圧に対して負圧となる現象が生じる。この圧力差により
ロングノズルとコレクターノズルとの嵌合部からロング
ノズル内孔へ大気が吸引される。吸引された空気により
ロングノズル内孔内を流下している溶鋼が酸化され、そ
の結果として鋳造された鋼の清浄度等の品質並びに歩留
を著しく低下させていた。
気の吸引による溶鋼の酸化を防止する方法として、この
嵌合部周辺にアルゴンガスや窒素ガスなどの不活性ガス
を吹き込む方法が、又は、耐火性プラスチック材などの
シール材を併用する方法が行われてきた。
56号公報において開示した従来の技術の一例を示す。
ロングノズル3の頭部とコレクターノズル2との嵌合部
7にはポーラスブリック50を配設して、この頭部を金
属カバー16により補強すると共に、不活性ガス吹込口
70から不活性ガスをポーラスブリック50内を通過さ
せて吹き込み、上記嵌合部およびその上部と下部の大気
を不活性ガスに置換し、且つロングノズル内孔部の圧力
を負圧をより大気圧に近づけることより、同嵌合部から
の大気の吸い込みを制御し、シール性を高めていた。
いては、実施する上で次に挙げる様な種々の問題点があ
り、連続鋳造を安定且つ経済的に行なう上で大きい問題
があった。即ち、最近の連続鋳造では一般的に1キャス
トに3〜6鍋の溶鋼を連続して鋳造するのが定常的とな
っていたが、更に、10〜15鍋の溶鋼を連続連続鋳造
することも、頻繁に行われてきた。
鍋よりタンディシュへの溶鋼の供給は、この取鍋内の残
湯が少なくなった時点でタンディシュへその許容最大限
の溶鋼を供給して、そのタンディッシュ容量の下限に達
しない内に速やかに第1の取鍋を第2の取鍋と交換し、
タンデッシュへの溶鋼の供給を再開する。
ュへの溶鋼供給を終了し、スライディングゲートを閉じ
た後、ロングノズルからスライディングゲートのコレク
ターノズルを分離する。上記取鍋の交換をしてもロング
ノズルが健全である限り、ロングノズルの頭部を手入れ
して、次の取鍋のコレクターノズルをこのロングノズル
に嵌合する。
される迄に、ロングノズルの嵌合部に付着した残鋼を作
業者が鉄棒を使って除去したり、嵌合部の下方に付着し
固化した地金を溶解させて除去するために、例えば酸素
ガスによる洗浄が行なわれることもある。こうした手入
作業により、ロングノズルの嵌合部7が面荒れを引起
し、取鍋の交換頻度が上がる程この現象が進行して、遂
には平滑性が失われてコレクターノズルとの嵌合におけ
るシール性が損なわれる。
界に達し、また、鋳造される鋼の品質の低下や歩留を低
下させる。又、上記嵌合部7に配設された難通気性の耐
火モルタルでロングノズルと一体に固定してあるポーラ
スブリック50は、上記作業により加熱冷却の熱履歴を
受ける。
ズルの頭部が破壊され、不活性ガスの吹込み態様が乱
れ、シール性が大きく損なわれ、ロングノズル内孔への
大気の流入を許容するなど、種々の問題を有していた。
例えば、コレクターノズルとロングノズルの嵌合部周辺
への不活性ガスをポーラスブリックからのガス吹込み量
を高めることによりある程度は回避が可能となるもの
の、不活性ガスの吹込み量が多くなり過ぎると、ロング
ノズル内孔部内に吹込まれた不活性ガスがタンデッシュ
内へ直接流下して、溶鋼に湯暴れを生ぜしめる。
保護層であるスラグやパウダーが破れて、溶湯が大気に
曝されたり、溶鋼のスプラッシュが大量に飛散すること
になり、溶鋼品質を劣化させたり、安全上の問題を生じ
させたりすることから、不活性ガス吹込量を制御しても
対処することは不可能である。
問題を解決するためになされたものであり、下記の構成
を備えている。第1の発明は、下記の特徴を備えた取鍋
に底部に取り付けられたスライディングゲートのコレク
ターノズルに嵌合される連続鋳造ロングノズルである。 (a)コレクターノズル(2)からの溶湯を下方に流通
させる、その頭部が金属シェル(16)でカバーされて
いる耐火物製のロングノズル(3)であって、(b)前
記金属シェル(16)の側壁に設けられた第1のガス導
入口(8)から、前記コレクターノズル(2)とロング
ノズル(3)との嵌合部(7)近傍に不活性ガスを吹き
出す第1のガス流路が設けられており、(c)更に、前
記金属シェル(16)に設けられた第2のガス導入口
(10)から前記ロングノズルの内孔(18)内に不活
性ガスを吹き出す第2のガス流路が設けられている。
記第1のガス導入口(8)に接続する、前記金属シェル
(16)とロングノズル頭部側壁との間に設けられたガ
スプール(34)と、該ガスプール(34)と接続し、
前記金属シェル(16)とロングノズル頭部上面との間
に設けられたスリット(32)とから構成されているこ
とを特徴とする連続鋳造用ロングノズルである。
記第1のガス導入口(8)に接続する、前記金属シェル
(16)とロングノズル頭部側壁との間に設けられたガ
スプール(34)と、該ガスプール(34)からロング
ノズルとコレクターノズルとの嵌合部(7)近傍に不活
性ガスを吹き出すことができる通気性の高いポーラスブ
リック(47)とから構成されていることを特徴とする
連続鋳造用ロングノズルである。
記ロングノズル頭部側壁との間に設けられた前記第2の
ガス導入口(10)と接続するガス流路(42)と、該
ガス流路(42)と接続するガスプール(44)と、該
ガスプール(44)からのガスを前記ロングノズルの内
孔(18)に吹き出す多数の細孔(46)を備えたガス
吹き込みリング(45)とからなることを特徴とする連
続鋳造用ロングノズルである。
記第2のガス導入口(10)と接続するガスプール(4
3)と、該ガスプール(43)からのガスを前記ロング
ノズルの内孔(18)に吹き出すリング状のポーラスレ
ンガ(47)とからなることを特徴とする連続鋳造用ロ
ングノズルである。
異なり溶融金属のより完全な酸化を防止するため、大気
を多く吸収するコレクターノズルとロングノズルとの嵌
合部に大量の不活性ガスを供給する第1のガス流路を設
け、更に、ロングノズルの内孔内に発生する負圧を補償
するために少量の不活性ガスを吹き出す第2のガス流路
を設けたロングノズルである。このような構造を採用す
ることにより従来のロングノズルよりもより完全に溶融
金属の酸化を防止できる。
この実施態様においてロングノズルの材質の一例として
は、黒鉛26wt%、アルミナ49wt%、シリカ25
wt%より構成させる骨材部に対して10%の有機バイ
ンダーを配合した配合物を混練後、粒度調節して得られ
た原料をプレスにより成形し、1300℃で焼成して製
造した。
の通りである。外径(d4 )170mm,内径(d3 )
110mm,頭部(H1 +H2 )200mm、全長70
0mmである。コレクターノズルの外径(d2 )160
mm,内径(d1 )95mmである。
の頭部の縦断図面を示めす。ロングノズル3はソケット
状の嵌合部7でコレクターノズル2と接合されている。
そして、不活性ガス(以下単にガスという)を第1のガ
ス導入口8からガスプール34を介して導入し、金属シ
ェル16とロングノズル頭部上面との間に設けられてい
るスリット32からガスを嵌合部上部に吹き出す。この
スリット32は、図1のX−X断面図である図2に示す
ようにロングノズル頭部表面に所定の間隔で放射状に配
設されている。
と金属シェルとの間に形成されているガスプール34と
連通し、このガスプール34は第1のガス導入口8と連
通している。従って、第1のガス導入口8から圧入され
るガスはコレクターノズルとロングノズルの嵌合部7の
上側に十分吹き出すので、前記嵌合面から内孔18に吸
収される大気を遮断し、内孔内を流下する溶鋼の酸化を
防止できる。
ガスはコレクターノズル及びスライディングゲート全体
をシールするので取鍋ノズルからコレクターノズルまで
の溶融金属の流下により発生する負圧に伴う大気の吸収
を防止する。
は、第1のガス導入口8に接続する、前記金属シェル1
6とロングノズル頭部側壁との間に設けられたガスプー
ル34と、該ガスプール34と接続し、前記金属シェル
16とロングノズル頭部との間に設けられたスリット3
2とからなる第1のガス流路が設けられており、ガスの
流通に対する抵抗が少ないので大量のガス、例えば10
0〜500l/minのガスををロングノズルとコレク
ターノズルとの嵌合部に吹き付けることができるので、
この嵌合部からのノズル内孔への大気の吸収を防止でき
る。
設ける。このガス流路は、例えば、ロングノズル頭部側
壁との間に設けられた第2のガス導入口10と接続する
ロングノズルの耐火物内に設けられたガス導入路42
と、このガス導入路42と接続するガスプール44と、
該ガスプール44からのガスを前記ロングノズルの内孔
に吹き出す直径が1mm程度の細孔46を多数備えた耐
火物製のガス吹き込みリング45で構成される。なお、
このガス吹込みリング45は独立に制作したものをロン
グノズルに押込んでもよいし、また、ロングノズル本体
の政策時において一体成形して制作することもできる。
で流下する溶融金属により発生する負圧を補償するため
に吹き込むガスの流路であるため、第1のガス導入口8
と異なり比較的に少量で十分である。その流量は例えば
3〜30l/min程度である。第1のガス導入口8と
第2のガス導入口10との間はモルタル14で気密にさ
れている。
様においては第1のガス流路と第2のガス流路は共にポ
ーラスブリック60、47で構成されている。しかし、
第1のガス流路を構成するポーラスブリック60は第2
のガス流路を構成するポーラスブリックよりも約10倍
程度のガスを吹き出すことができるようにその通気度が
大きい。上記ポーラスブリック47は,例えばアルミナ
70wt%、残部がシリカであるものを使用した。
態様においては第1のガス流路は前述の図1に示した態
様と同様にスリット32であり、第2のガス流路がポー
ラスブリック47で構成されている。以上のように第1
のガス流路と第2のガス流路の具体的構成には種々の組
み合わせが可能である。
ス流路はそれぞれ供給するガスの圧力は1kg/cm2
G(ゲージ圧)程度である。しかし、ガス流路の抵抗が
異なるためガスの流量が上記のように異なる。不活性ガ
スとしては窒素ガス、Arガス等が望ましく、鋼の窒素
量が問題となる場合にはArガスが望ましい。
延鋼板に使用する低炭素アルミキルド鋼(C:0.05
wt%,Mn:0.45wt%,P,S:0.010w
t%以下、Al:0.03〜0.06wt%、N:0.
003〜0.006wt%)を多数回連続鋳造を行な
い、その結果を表1及び表2に示した。
明のロングノズルをそれぞれ使用し連続連続鋳造を行っ
た場合における各ロングノズルの耐用回数である。従来
のロングノズルは平均6ヒートであり、本発明のロング
ノズルは平均9ヒートを鋳造できた。ここで、耐用回数
とはコレクターノズルとロングノズルとの嵌合が望まし
い状態にあるヒート回数である。
グノズルを使用し、それぞれ20ヒート連続鋳造して、
上記低炭素アルミキルド鋼の鋳造における大気の吸収量
を比較した。その結果を表2に示す。表2において、鋼
の成分である窒素(N)、Al量、及び鋼中の酸素量が
取鍋とタンディッシュ間でどのように変化したかを示
す。
酸素量の増加はともに取鍋とタンディッシュ間における
大気の吸収量に比例するものであり、本発明のロングノ
ズルを使用すると著しく大気の吸収が少なかったことを
示した。言うまでもなく、窒素が高くなると鋼の材質は
硬くなる。また、Al量の減少は時効性を劣化させるこ
とがある。また、鋼中の酸素量が増加すると鋼の清浄度
が悪くなる。特に深絞り用の錫メッキ鋼板においては可
及的に鋼の清浄度は高いことが必要である。従って、本
発明は上記錫メッキ鋼板等の連続鋳造において重要な技
術である。
ノズルの1ヶ所からの不活性ガスの吹き込みを行ってい
たが、本発明においては取鍋コレクターノズルとロング
ノズルの嵌合部の上部及び下部にそれぞれ独立した不活
性ガスの吹き込み流路を設けることにより、それぞれ独
自に不活性ガスの吹き込み流量を任意に設定できるよう
になった。そのため連続鋳造開始から終了に至るまで上
記嵌合部の面荒れが生じるにもかかわらず、極めて安定
したシール性を確保できるようになり、鋳造される鋼の
鋳片の品質を大幅に向上させることが可能となった。
れに対応した不活性ガス流量の調節ができなかつた為、
面荒れがある程度進行すると使用しているロングノズル
を廃却せざるを得なかったが、本発明では上記嵌合部の
上部と下部に独立した不活性ガス流量の調節が可能とな
ったので、上記嵌合部の面荒れが生じても充分なシール
効果が得られるようになり、ロングノズルの耐用をあげ
ることができた。
を示す図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 下記の特徴を備えた取鍋の底部に取り付
けられたスライディングゲートのコレクターノズルに嵌
合される連続鋳造用ロングノズル。 (a)コレクターノズル(2)からの溶湯を下方に流通
させる、その頭部が金属シェル(16)でカバーされて
いる耐火物製のロングノズル(3)であって、(b)前
記金属シェル(16)の側壁に設けられた第1のガス導
入口(8)から、前記コレクターノズル(2)とロング
ノズル(3)との嵌合部(7)近傍に不活性ガスを吹き
出す第1のガス流路が設けられており、(c)更に、前
記金属シェル(16)の側壁に設けられた第2のガス導
入口(10)から前記ロングノズルの内孔(18)内に
不活性ガスを吹き出す第2のガス流路が設けられてい
る。 - 【請求項2】 前記第1のガス流路が、前記第1のガス
導入口(8)に接続する、前記金属シェル(16)とロ
ングノズル頭部側壁との間に設けられたガスプール(3
4)と、該ガスプール(34)と接続し、前記金属シェ
ル(16)とロングノズル頭部上面との間に設けられた
スリット(32)とから構成されていることを特徴とす
る請求項1記載の連続鋳造用ロングノズル。 - 【請求項3】 前記第1のガス流路が、前記第1のガス
導入口(8)に接続する、前記金属シェル(16)とロ
ングノズル頭部側壁との間に設けられたガスプール(3
4)と、該ガスプール(34)からロングノズルとコレ
クターノズルとの嵌合部近傍に不活性ガスを吹き出すこ
とができる通気性の高いポーラスブリック(47)とか
ら構成されていることを特徴とする請求項1記載の連続
鋳造用ロングノズル。 - 【請求項4】 前記第2のガス流路が、前記第2のガス
導入口(10)と接続するガス流路(42)と、該ガス
流路(42)と接続するガスプール(44)と、該ガス
プール(44)からのガスを前記ロングノズルの内孔
(18)に吹き出す細孔(46)を備えたガス吹き込み
リング(45)とからなることを特徴とする請求項1記
載の連続鋳造用ロングノズル。 - 【請求項5】 前記第2の流路が、前記第2のガス導入
口(10)と接続する前記ロングノズル頭部側壁との間
に設けられたガスプール(43)と、該ガスプール(4
3)からのガスを前記ロングノズルの内孔に吹き出すリ
ング状のポーラスブリック(47)とからなることを特
徴とする請求項1記載の連続鋳造用ロングノズル。
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