JP2983400B2 - 双ベルト式連続鋳造機用鋳造ノズル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は双ベルト式連続鋳造機に
よる薄板鋳片の製造に用いられるフラットノズルの吐出
流改善に関する。

【０００２】

【従来の技術】双ベルト式連続鋳造機は鋳片の形状が偏
平な矩形または長方形であって、薄肉のために、圧延工
程の省略が可能であり省工程および省エネルギーに有利
であり、最近では実機への検討がなされている。しか
し、鋳造ノズルが偏平筒状のフラットノズルであるため
に、通常のノズルと比較して容積が小さくまた、モール
ド内での溶鋼の偏流が大きく影響して、製品での表面縦
割れが発生し易い傾向にある。この薄肉鋳片に使用する
ノズルの形状は、一般的に、モールドの形状が薄い偏平
であるために、ノズルの厚みもそれに対応して薄く偏平
筒状とするものが多かった。

【０００３】この従来のノズルではノズル直下の溶鋼の
流速が、その側部の流速に比較して大きい傾向にあり、
この高流速の溶鋼流が吐出噴流となってシェルをアタッ
クして、薄シェル域での応力集中を助長することにな
る。この作用と他の要因であるベルトの摩擦による拘束
条件とあいまって、鋳片に縦割れの発生に至たらしめる
ことが多かった。この鋳片縦割れ防止のために、ノズル
の形状による検討は十分になされていなかった。代表的
な鋳片縦割れ防止としては、ベルトの潤滑の改善がとり
あげられている。しかし、より重要な要因としてこのノ
ズルの形状による、局部的な薄シェル域の発生防止とし
て、溶鋼のノズルからの吐出流改善の検討が必要となっ
てきた。ベルト式連続鋳造機のノズルについては、例え
ば、特開平４−３７４４６号にはノズルの付着物の発生
を防止して、操業の安定をはかるために、ノズルの厚み
方向でテーパーを付けることが開示されているが、鋳片
縦割れ防止については開示がない。双ベルト式連続鋳造
機の分野では鋳片品質とノズルの形状については、従来
より前記鋳片縦割れ防止についての問題点として指摘さ
れていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記の問題点
である、高速鋳造における双ベルト式連続鋳造機の偏平
型モールド内での、シェルアタックによる薄シェル内で
発生し易い応力集中を防止することを目的としてなされ
た。すなわちノズルの形状によって、モールド内でのノ
ズル直下の溶鋼流を抑え、局所的な溶鋼流の集中をさ
け、モールド内幅方向の流速を均一として、かつ鋳片縦
割れ防止のための流速分布を実現する、すなわち初期の
凝固過程の均一化をはかって、シェル厚を一定として安
定した鋳造を実現するベルト式連続鋳造機ノズルを提供
するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するもので、その要旨とするところは、断面が所定の長
さにわたって偏平筒状フラット型である薄板連続鋳造用
ノズルにおいて、ノズル先端コーナー部の形状を該ノズ
ル厚み方向に一様な円弧状となし、かつフラット部から
先端に向かってなめらかに連続し、テーパーを有する対
向してなる内面によってノズル吐出孔を形成し、該ノズ
ル吐出孔の形状を円弧状コーナー部から中央部に向かっ
て、下方に滑らかな曲面状となし、かつ、ノズル厚み方
向の吐出孔幅が漸近的に狭まる鼓形となすとともに、ノ
ズル中央内部にノズル深さ方向の仕切り壁による分流構
造を有することを特徴とする双ベルト式連続鋳造機用ノ
ズルにある。

【０００６】すなわち、現状のストレートノズルでは、
ノズル直下でシェル厚が薄くなる傾向にあり、これはノ
ズル直下の溶鋼流速がおおきくベルト冷却によるシェル
の成長が、このノズル噴流によって洗われシェルがアタ
ックされた状態となって、このシェルの倒れ込みによっ
て鋳片縦割れとなる。本発明ではこの点から、ノズル噴
流を下端両側を円弧状とした開口部をなし、かつ中央部
で絞り形状としたノズルとしたものである。本発明で
は、ノズルからの吐出噴流をノズル内充満流を確保しつ
つ、モールド広幅方向全体に渡るフィルム状流れへと拡
幅化しているので、従来のような局所的な流れの集中は
ない。また本発明では吐出噴流の全断面積は鋳造速度を
確保する点から、あまり変化させないものとしている。
またノズルの拡幅化では、サイド方向に広げるために、
サイドにも開口部を設ける必要がある。このため、先端
部のコーナーより開口部を付け、ノズル先端面の全体に
開口部を設けている。さらに放射状の安定した吐出噴流
を得るためにノズル先端部は円弧状とした。また、本発
明のノズルでは、注入部の内部中央部に深さ方向に仕切
り壁を形成して、分流タイプとすることによって、ノズ
ル噴流直下の流速をさらに減少すること、かつ左右に拡
がる噴流を均等化することが出来、均一なシェル形成に
寄与するようにしている。以下に本発明の一実施例にも
とずいて作用効果についてさらに詳述する。

【０００７】

【実施例】図４はベルト式連続鋳造機による鋳造中の概
念図である。ベルト式連続鋳造機では、タンデッシュ１
０の溶鋼１１はタンデッシュの上ノズル１２およびスラ
イディングノズル１３および下ノズル１４を通ってフラ
ットノズル１５に注入され溶鋼流速１６は図の如く、分
流状態でモールド内に噴流される。図１は本発明による
ノズルの（ａ）平面図、（ｂ）正面図、（ｃ）側面図お
よび（ｄ）下面図である。図１のごとく、ノズルの上面
にはタンデッシュからの湯口部２とノズル注入口１があ
り、通常タンデッシュノズルが注入口１に挿着されて溶
鋼が注入される。ノズル本体の注湯部３は仕切り壁４に
よって分流されてモールド内へ噴流するようになってい
る。またノズルの下端はコーナー部５が円弧状になって
おり、ノズル吐出孔８は下端部では内面がテーパー状と
なりノズル先端６では狭幅の吐出孔を形成している。

【０００８】下面図に示す如くノズル先端の吐出孔は通
常では、分流のため２つの吐出孔９を有している。図２
は図１とは異なる型式の本発明ノズルの概略図である。
図２ではノズル先端のコーナー部の円弧状の形状がノズ
ル中央部に大きく切り込んだ形となっており、また吐出
孔も１つであり、その形状において、両端の吐出孔幅が
中央部で１／２以下と狭幅の度合いが大きくなってい
る。本実施例においては吐出孔の幅は、両端で約１０ｍ
ｍで中央部で約４ｍｍであるが、この値はベルト式連続
鋳造機の操業条件によって決まるものである。

【０００９】図３は本発明の実施例のノズルおよび従来
のストレートノズルを使用して、実際の鋳造テストを行
った時の（ａ）溶鋼流速、（ｂ）凝固シェル厚み、およ
び（ｃ）凝固不均一度を測定して比較した図である。図
３（ａ）に示すごとく、鋳型幅中央からの距離と溶鋼流
速との関係では、本発明の丸型ノズルでは鋳型幅中央か
らの距離による差は小さく、従来のストレート型に比較
してバラツキが良好となっている。また、凝固シェル厚
み（ｂ）でも本発明ノズルは極端に改善された結果を示
している。とくに品質に大きく影響する凝固不均一度
（ｃ）においては、本発明の丸型ノズルは他の従来のス
トレート型に比べて、著しく良好な結果を示している。
このように、本発明ノズルは溶鋼流速、凝固シェル厚み
および凝固シェル厚みにおいてストレート型に比較して
均一な溶鋼流パターンを示し、シェルの均一性に富むこ
とが分かる。すなわち本発明ノズルではベルト式連続鋳
造機の凝固シェル厚みを均一として鋳片縦割れ防止に特
に大きな効果があることがわかる。

【００１０】

【発明の効果】本発明によって、ノズル直下の流速が抑
制され、幅方向の溶鋼流速が均一になり、初期凝固の均
一化が図られ、このことによって鋳片表面の縦割れが防
止されベルト式連続鋳造機による鋳造作業の安定化と品
質向上が達成されることの工業的意味は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す図で、（ａ）平面図、
（ｂ）正面図、（ｃ）側面図、（ｄ）は（ｃ）の矢視Ａ
−Ａからの横断面図である。

【図２】図１の拡大図である。

【図３】本発明の実施例における（ａ）溶鋼流速、
（ｂ）凝固シェル厚みおよび（ｃ）凝固不均一度と鋳型
幅中央からの距離との関係を示す図である。

【図４】ベルト式連続鋳造機の鋳造状況を示す概念図で
ある。

【符号の説明】

１…注入口 ２…湯口部 ３…注湯部 ４…仕切り壁 ５…コーナー部 ６…ノズル先端 ７…湯口傾斜部 ８…吐出孔内面 ９…吐出孔外観 １０…タンデッシュ １１…溶鋼 １２…上ノズル １３…スライディングノズル １４…下ノズル １５…フラットノズル １６…溶鋼噴流

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 淳一 大分県大分市大字西ノ洲１番地 新日本 製鐵株式会社大分製鐵所内 (72)発明者 浪江 慎二 大分県大分市大字西ノ洲１番地 新日本 製鐵株式会社大分製鐵所内 (72)発明者 清水 正生 大分県大分市大字西ノ洲１番地 新日本 製鐵株式会社大分製鐵所内 (72)発明者 高橋 徹 大分県大分市大字西ノ洲１番地 新日本 製鐵株式会社大分製鐵所内 (72)発明者 萩原 知明 大分県大分市大字西ノ洲１番地 新日本 製鐵株式会社大分製鐵所内 (72)発明者 中嶋 宏 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22 号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 米田 順吉 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22 号 三菱重工業株式会社広島製作所内 (56)参考文献 特開 平３−207556（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−284951（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−187350（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−228588（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−79415（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B22D 11/06 340 B22D 11/06 380 B22D 11/10 320

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 断面が所定の長さにわたって偏平筒状フ
   ラット型である薄板連続鋳造用ノズルにおいて、ノズル
   先部の形状をフラット部から先端に向かってなめらかに
   連続し、テーパーを有する対向してなる内面によってノ
   ズル吐出孔を形成し、該ノズル吐出孔の形状を円弧状コ
   ーナー部から中央部に向かって、下方に滑らかな曲面状
   となし、かつ、ノズル厚み方向の吐出孔幅が漸近的に狭
   まる鼓形となすとともに、ノズル中央内部にノズル深さ
   方向の仕切り壁による分流構造を有することを特徴とす
   る双ベルト式連続鋳造機用ノズル。