JP4200793B2 - Immersion nozzle for continuous casting - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼の連続鋳造方法において使用される、内部に捩り板型旋回羽根を設置してノズル内を流下する溶鋼に旋回流を付与する、複数の吐出孔を有する連続鋳造用浸漬ノズル(以下、「旋回流ノズル」ともいう。)に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
複数の吐出孔を有する連続鋳造用浸漬ノズルから溶鋼を吐出する場合、各吐出孔からの吐出量が不均等(片流れ)になると、鋳型内の溶鋼流速を著しく変動させるので、鋳型内溶鋼流の停滞に伴って溶鋼流の凝固シェル洗浄作用が低下し、非金属介在物や気泡が凝固シェルに捕捉されやすくなったり、鋳型内における過大な溶鋼流速が渦を発生させてモールドパウダーなどを鋳片内に巻き込む原因となる。
【0003】
浸漬ノズル内を流下する溶鋼に旋回流を付与すると、下端部の側面に対向する2つの吐出孔を有する2孔ノズルの場合には、遠心力により2つの吐出孔に溶鋼が強制的に分配されて吐出するので、各吐出孔からの吐出流量や吐出速度の変動が小さくなって吐出流の状態が安定し、鋳型内に不均等な流動(片流れ)が生じ難くなる。
【0004】
特許文献1には、旋回羽根の捩りピッチPcを0.8〜3.0、捩り角θを60〜180°、外径(=2R)を50〜250mm、該旋回羽根の厚みを前記外径の5〜30%とした捩り板型旋回羽根を設置した旋回流ノズルが記載されている。上記特許文献1の旋回流ノズルは、構造の単純さ、吐出流の安定化、旋回流の強さ、閉塞しにくさ等の点から効果的、実用的な技術である。
【0005】
特許文献1には、タンディッシュ底部の流量調整機構としてスライディングゲートを設ける場合に、捩り板型旋回羽根の上端部の稜線方向をスライディングゲートの摺動方向と平行に設置することにより、旋回羽根の両側に均等に溶鋼を分配することができ、より均一な旋回流が形成されると記載されている。しかし、スライディングゲートの下流側に配置する旋回流ノズルが吐出孔を複数有する場合には、捩り板型旋回羽根の上端部稜線方向をスライディングゲートの摺動方向と平行に設置しても、各吐出孔からの吐出量が十分均等にならない場合があり、さらなる改善が望まれる。
【特許文献1】
特開2002−239690号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、複数の吐出孔を有する旋回流ノズルの上流側にスライディングゲートを設置する場合に、各吐出孔からの吐出量の均等性をさらに改善し、鋳型内流動の均衡(メニスカス流速の均衡)を向上させることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、スライディングゲートの下流側に、複数の吐出孔を有する旋回流ノズルを配置した場合の各吐出孔からの溶鋼の吐出状態を、実験及び数値計算による解析等を重ねて検討した。
【0008】
その結果、旋回流ノズルの旋回羽根上端の稜線方向をスライディングゲートの摺動方向に対して平行に位置合わせする場合には、旋回羽根により分割される2つの流路への流入量は大まかに均等になるが、旋回羽根の旋回側よりも反旋回側の流路に溶鋼が流れ易いために正確ではなく、複数の吐出孔からの吐出量が不均等になりやすいことを見出した。
【0009】
そこで、本発明者らは、さらに検討を進め、スライディングゲートの下流側に旋回流ノズルを設けた連続鋳造装置において、旋回流ノズルに内蔵される旋回羽根により分割される各流路への溶鋼の流入量を均等化することが可能な手段を新たに見出した。本発明においては、上記知見に基づいて発案された以下の旋回流ノズルを提供する。
【0011】
また、本発明に係る第一の連続鋳造用浸漬ノズルは、連続鋳造用タンディッシュの底部に設けた溶鋼の流量調整機構であるスライディングゲートの下流側に配置され、内部に捩り板型旋回羽根を設置した、複数の吐出孔を有する浸漬ノズルであって、
該捩り板型旋回羽根の上端の稜線方向が、該スライディングゲートの摺動方向に対し、該捩り板型旋回羽根の捩り旋回方向とは逆向きに5〜15°の範囲内の角度をもって配置されていることを特徴とする。
【0012】
本発明に係る第二の連続鋳造用浸漬ノズルは、連続鋳造用タンディッシュの底部に設けた溶鋼の流量調整機構であるスライディングゲートの下流側に配置され、内部に捩り板型旋回羽根を設置した、複数の吐出孔を有する浸漬ノズルであって、
該捩り板型旋回羽根の下端の稜線を通る平面が水平方向となす角度が、20〜45°の範囲内で、
該捩り板型旋回羽根の軸方向最長部の長さと最短部の長さの平均値に対する捩り角θ’が60〜180°であることを特徴とする。
【0013】
本発明に係る第三の連続鋳造用浸漬ノズルは、連続鋳造用タンディッシュの底部に設けた溶鋼の流量調整機構であるスライディングゲートの下流側に配置され、内部に捩り板型旋回羽根を設置した、複数の吐出孔を有する浸漬ノズルであって、
該スライディングゲートと該捩り板型旋回羽根との間に、断面形状が多角形又は円形の棒形状である溶鋼の分散用部材を、その稜線がスライディングゲートの摺動方向と平行になるように配置したことを特徴とする。
【0014】
本発明に係る第四の連続鋳造用浸漬ノズルは、連続鋳造用タンディッシュの底部に設けた溶鋼の流量調整機構であるスライディングゲートの下流側に配置され、内部に捩り板型旋回羽根を設置した、複数の吐出孔を有する浸漬ノズルであって、
該捩り板型旋回羽根の上端に、該上端を平板又は楔形状に延長した分流板を、該分流板の稜線がスライディングゲートの摺動方向と平行になるように配置したことを特徴とする。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、スライディングゲートの下流側に、複数の吐出孔を有する旋回流ノズルを配置した場合の各吐出孔からの溶鋼の吐出状態を、実験及び数値計算による解析等を重ねて検討した結果、各吐出孔からの吐出量が不均等となる原因として、以下の現象を見出した。
【0017】
すなわち、スライディングゲートと旋回流ノズルを併用する場合には、図8及び図9に示すように、スライディングゲート1の開口部2はノズル内壁3a近傍に存在するため、スライディングゲートからノズル内に流入した溶鋼は、図9に示すように、ノズル断面の流路内におけるスライディングゲート開口部2に対応する部分の内壁3a近傍を主として流下する。なお、図8はスライディングゲートの開口状況を説明する上方俯瞰図であり、図9は、スライディングゲートによる偏流と旋回羽根の位置関係を説明する模式的縦断面図である。
【0018】
この場合に、前記特許文献1の記載に従って、捩り板型旋回羽根4の上端部の稜線5方向を図10に示すようにスライディングゲート1の摺動方向と平行に設置すると、捩り板により分割された流路A及びBのうち、流路Aにおいては流動が旋回羽根の入口部7において捩り板にぶつかるのに対し、流路Bにおいては旋回羽根の出口部8近傍でぶつかることとなる。特許文献1には、旋回羽根の捩り角を60〜180°としているが、この角度の捩り角では図11から明らかなように、流路Bに流入した溶鋼と捩り板の出口部8近傍との有効な衝突面積が小さく、流路Bは流路Aと比べて溶鋼が流れやすい。そのため、溶鋼は、旋回羽根4の入口において流路Aと流路Bとに均等に分配されず、流路B側により多くの溶鋼が流入する。なお、図10はノズル内流路を斜め上方から俯瞰した透視図であり、図11は、スライディングゲートの開口部を上方から俯瞰した図である。また、図10の流路内に便宜上付された仮想線2’は、開口部の投影像であり、スライディングゲート面に便宜上付された仮想線5’は稜線5の投影像である。
【0019】
旋回羽根4の下流においては、流路A及びBからの流れによる2重の螺旋流が形成されるが、上記の場合は流路によって流入量が相違することを反映して螺旋流が偏芯し、旋回流ノズルの各吐出孔9a、9bからの吐出量が不均等となる。その結果、鋳型内流動が不均一となり、鋳型内湯面(メニスカス)の流速が不安定となる場合があった。
【0020】
メニスカス流速の安定性は、鋳片品質の向上に対して重要であり、メニスカス全体が適度で均一な流速であることが望まれる。メニスカス流速は、鋳片品質の向上に対して重要であり、流速が20cm/sec以上、60cm/sec以下であることが望ましい。流速が20cm/secよりも遅いと、溶鋼流の凝固シェル洗浄作用を損ない、凝固シェルへの気泡や非金属介在物の捕捉を助長し、また、流速が60cm/secよりも過大であると、湯面に渦が発生してモールドパウダーを巻き込み、いずれも介在物欠陥の増加等の鋳片品質悪化を招くからである。
【0021】
また、メニスカス流速の均一性の指標として、鋳型中央への向きを正として測定したメニスカスの流速分布の最大値と最小値の差のメニスカス流速分布の平均値に対する割合をメニスカス流速比と定義すると、メニスカス流速比が0.8以下、特に0.4以下である場合に全体に品質良好な鋳片を得ることが可能である。
【0022】
例として、吐出孔が2孔の場合の矩形鋳型による連続鋳造機における溶鋼流動状態の模式図を図12(a)及び(b)に示す。吐出流は鋳型短辺にぶつかり、一部はそのまま下降流16となるが、別の一部はメニスカス11方向への反転流17となり、鋳型短辺に沿って上昇したのち、メニスカス近傍にて鋳型中央に向かう水平方向の流れを形成する。
【0023】
溶鋼が、図12(a)に示すように、ノズル3の左右の吐出孔9から均等に吐出される場合には、鋳型短辺10aからの反転流及びメニスカス11近傍での鋳型中央方向への流れも均等で安定したものとなり、良好な品質の鋳片を得ることができる。
【0024】
これに対し、溶鋼が、図12(b)に示すように、ノズル3の左右の吐出孔9から不均等に吐出される場合には、強く吐出された側(流れを示す矢印が太い側)では吐出流、反転流、及び、メニスカス近傍での鋳型中央方向への流れが大きな値となり、モールドパウダー12の巻き込み等を発生する。また、弱く吐出された側(流れを示す矢印が細い側)では、その反転流も弱いものとなり、メニスカス11近傍での鋳型中央方向への流れも停滞し、凝固シェル13への気泡や非金属介在物の捕捉を助長する。従って、いずれの側においても、鋳片品質の低下が発生する。なお、ここでいうメニスカス近傍とは、メニスカス表面から、およそ100mm程度の深さまでをいう。
【0025】
なお、メニスカス流速の測定方法としては、カルマン渦流速計等を使用できるが、同一条件での水モデル実験によるプロペラ流速計等での測定値、あるいは数値解析による計算値からメニスカス流速比を算出してもよく、メニスカス数個所にて30秒間の測定を行ない、その平均値を各個所のメニスカス流速として、メニスカスにおける流速分布を求め、メニスカス流速比の算出を行なうことができる。
【0026】
本発明者らは、以上に述べた現象が反映される結果、旋回流ノズルの複数の吐出孔からの吐出量が不均等となることを見出した。そこで、本発明者らは、さらに検討を進め、スライディングゲートの下流側に旋回流ノズルを設けた連続鋳造装置において、旋回流ノズルに内蔵される旋回羽根により分割される各流路への溶鋼の流入量を均等化することが可能な手段を新たに見出した。本発明においては、上記知見に基づいて発案された以下の旋回流ノズルを提供する。
【0027】
図1は、本発明により提供される第一の旋回流ノズルの一例をスライディングゲート越しに上方から俯瞰した図である。また、図2は、第一の旋回流ノズルの一例について、ノズル内流路を斜め上方から俯瞰した透視図である。
【0028】
本発明により提供される第一の旋回流ノズルは、図1及び図2に示すように、連続鋳造用タンディッシュの底部に設けた溶鋼の流量調整機構であるスライディングゲート1の下流側に配置され、内部に捩り板型旋回羽根を設置した、複数の吐出孔を有する浸漬ノズルであって、該浸漬ノズルの内部には、捩り板型旋回羽根の上端の稜線方向5が、前記スライディングゲートの摺動方向に対し、捩り板型旋回羽根の捩り旋回方向とは逆向きに5〜15°の範囲内のずらし角度aをもって配置されたものである。なお、図2の流路内に便宜上付された仮想線2’は、開口部の投影像であり、スライディングゲート面に便宜上付された仮想線5’は稜線5の投影像である。
【0029】
旋回流ノズルの旋回羽根上端の稜線方向をスライディングゲートの摺動方向に対して平行に位置合わせする場合には、旋回羽根により分割される2つの流路への流入量は大まかに均等になるが、上記した現象を反映するために正確ではなく、複数の吐出孔からの吐出量が不均等になりやすい。
【0030】
これに対して、本発明の旋回流ノズルは、旋回羽根上端の稜線方向を平行から反旋回方向に数度ずらして設置することにより、反旋回側に対向するスライディングゲート開口部面積を縮小し、旋回側に対向する面積を拡大できるため、旋回羽根両側の二つの流路への流入量が均等化される。これにより、旋回羽根の下流側に存在する複数の吐出孔からの吐出量は均等化し、その結果、溶鋼流動の不均等(メニスカス流速分布の不均等)が是正され、操業の安定性及び鋳片品質の向上効果を得られる。ずらし角度は、溶鋼流量、旋回羽根捩り角度により最適値には多少の変動が見られ、水モデル実験等により吐出流量を確認して調整することが望ましいが、本発明者らの実験によれば、ずらし角度5°〜15°の範囲とすることで、全体に明らかな改善効果が見られた。
【0031】
図3(a)は、上記第一の旋回流ノズルに内蔵される捩り板型旋回羽根4の一例の正面図であり、図3(b)は、平面図である。但し、図3(a)と図3(b)の羽根の捩り角度θは異なる。図4は、本発明の旋回流ノズル3の一例を模式的に示す断面図である。図4においては、2枚のスライド部材1a、1bからなる2層式スライディングゲート1’の下流側に、ノズル内流路に隙間なく嵌合するように、ノズル内径と等しい外径をもつ捩り板型旋回羽根4が配置される。第一の旋回流ノズルを含む下記各旋回流ノズルに用いる旋回羽根の形状は、外径Dが50〜250mm、捩り部の長さLが該外径の30〜200%、羽根の厚みTが該外径の5〜30%、捩り角θが60〜180°であることが好ましい。
【0032】
ここで、旋回羽根の寸法を上記の如く規定することが好ましい理由は、次の通りである。
【0033】
(1)羽根の外径
旋回羽根の外径が50mm未満であると、この旋回羽根によって、所定の旋回流を付与するためには、溶鋼流路が狭すぎ、浸漬ノズルが閉塞しやすくなり操業性が悪化する。一方、この外径が250mmを超えると、浸漬ノズル本体が巨大化して、ハンドリングが困難になる。
【0034】
(2)羽根の捩り部の長さ
羽根の外径の30%未満で必要な捩り角度を与えると、急峻な回転を与えることになり、流動抵抗が増し、必要な溶鋼流速が得られず、生産性を低下させる。一方、羽根の外径の200%を超えると、羽根の捩りの回転ピッチが緩すぎ、旋回流に十分な旋回速度を与えることができない。
【0035】
(3)羽根の厚み
羽根の外径の厚みが5%未満では、構造体としての強度が不足し鋳込み中に破損する恐れがある。一方、羽根の外径の30%を超えると、強度上不要な厚みであり、いたずらに流動抵抗を増し、浸漬ノズルが閉塞しやすくなる。
【0036】
(4)羽根の捩り角θ
捩り角θが60°未満であると、浸漬ノズル内流路横断面に占める旋回羽根の占有面積が小さくなり、均等な旋回流が得られなくなる。一方、捩り角が180°を超えても、特に効果は増強せず、流動抵抗を増加させ、浸漬ノズルが閉塞しやすくなる。
【0037】
図5は、第二の旋回流ノズルに用いられる捩り板型旋回羽根の一例の正面図である。本発明により提供される第二の旋回流ノズルは、スライディングゲート1の下流側に配置され、内部に捩り板型旋回羽根を設置した、複数の吐出孔を有する旋回流ノズルであって、該捩り板型旋回羽根4’は、その上端の稜線5は水平であり、その下端の稜線6を通る平面が水平方向となす角度が、20〜45°の範囲内であり、軸方向最長部の長さと最短部の長さの平均値に対する捩り角θ’が60〜180°である形状をもつものである。
【0038】
捩り板型旋回羽根の下端を、水平面に対して角度を持つ形状に延長することで、旋回流形成を促進し、その結果、吐出溶鋼流動の均一化を行うことができる。これは、スライディングゲートによる偏流に対し、流路Aへの溶鋼が旋回羽根に衝突し羽根に沿って流下する距離と、流路Bへの溶鋼が羽根に沿って流下する距離の差を小さくすることができることから、流路Aと流路Bによる旋回流が同様の強さである均一な旋回流を得ることができるためである。下端を延長する長さΔLは、旋回羽根長の30〜50%であることが望ましい。
【0039】
第二の旋回流ノズルに用いられる捩り板型旋回羽根は、第一の旋回流ノズルと旋回羽根と同様に、その上端の稜線方向を、スライディングゲートの摺動方向に対し、旋回羽根の捩り旋回方向とは逆向きに5〜15°の範囲内の角度をもって配置することが好ましい。その場合には、その上端の稜線5は水平であり、その下端の稜線4が上端側稜線のスライディングゲート開口部近傍側の隅点P1に対して対角位置の隅点Q1から反対側の隅点Q2に向けて、水平方向に対し上向きの角をなすようにすることが特に好ましい。
【0040】
図6は、第三の旋回流ノズルの一例について、ノズル内流路を斜め上方から俯瞰した透視図である。本発明により提供される第三の旋回流ノズルは、スライディングゲート1の下流側に配置され、内部に捩り板型旋回羽根を設置した、複数の吐出孔を有する旋回流ノズルであって、スライディングゲート1と捩り板型旋回羽根4との間には、断面形状が多角形又は円形の棒形状である溶鋼の分散用部材14を、その稜線がスライディングゲートの摺動方向と平行になるように配置したものである。なお図6において、スライディングゲート面に便宜上付された仮想線5’は稜線5の投影像である。
【0041】
スライディングゲートと旋回羽根の間に、スライディングゲートによる偏流を分散させる部材を設置することにより、旋回羽根への流入溶鋼分布をより均一とすることが可能であり、この結果、吐出溶鋼流動の均一化を行うことができる。分散用部材の形状は、径10mm以上で長さがノズル内径に等しく、断面が多角形または円形(楕円を含む)の棒でよく、設置位置は、スライディングゲートとの間隔がノズル内径の50%から200%であることが望ましい。通常、分散用部材は、スライディングゲートの幅方向(摺動方向に対して直角をなす水平方向)の中央に一本のみ設けるが、水平に2本以上を配置しても良い。
【0042】
図7は、第四の旋回流ノズルに用いられる捩り板型旋回羽根の一例の正面図である。本発明により提供される第四の旋回流ノズルは、スライディングゲート1の下流側に配置され、内部に捩り板型旋回羽根を設置した、複数の吐出孔を有する旋回流ノズルであって、捩り板型旋回羽根4の上端を、旋回羽根の長手方向と平行に平板状又は楔形状に延長した、溶鋼を分流するための分流板15を、該分流板の稜線がスライディングゲートの摺動方向と平行になるように配置したものである。なお、図7において旋回羽根の周囲に便宜上描かれた仮想線は、ノズル内流路を示す。
【0043】
旋回羽根上端を平板あるいは楔形状に延長して分流板とし、旋回羽根の上流側でスライディングゲートからの溶鋼を分流させることにより、旋回羽根部の各流路への溶鋼流入量を均等化することが可能であり、この結果、吐出溶鋼流動の均一化を行うことができる。分流板の高さは、旋回羽根長の50%から150%
とすることが望ましい。分流板の幅は、旋回羽根上端の長さと同じであることが望ましい。
【0047】
上記旋回流ノズルにおいて採用される各手段を2つ以上組み合わせることにより、旋回流ノズルの複数の吐出孔からの吐出量をより均等にすることが可能となる。例えば、第一の発明において、第二の発明の上端と下端を斜めに切り欠いた旋回羽根を用いたり、第三の発明の溶鋼分散用部材を用いることができる。
【0048】
【実施例】
以下、本発明の効果を確認するために行った、実験結果に基づいて説明する。
【0049】
低炭素鋼鋳片(厚250mm、幅1600mm)の連続鋳造実験を、鋳造速度1.8m/minにて行い、併せて、メニスカス流速及び清浄度指数を評価した。試験条件及び結果を表1に示す。
【0050】
メニスカス流速の指標となるメニスカス流速比は、数値解析結果におけるメニスカス流速の最大値と最小値の差を、メニスカス流速平均値に対する割合で示した。
【0051】
鋳片の品質の指標となる清浄度指数は、数値解析と同一条件にて連続鋳造を行った鋳片に対し、幅端面から幅方向に400mmの位置において、10mm四方の中に含まれる大きさが50μm以上の介在物の個数を光学顕微鏡により厚み方向に10mmピッチで計測し評価し、実施例1の場合を1とし、相対比較した。
【0052】
実施例1、2及び3は、スライディングゲートの摺動方向を起点として旋回方向に対し、それぞれ、−8°、−5°、−15°ずらして旋回羽根を設置したノズルを使用したものである。角度のマイナスは捩り旋回方向と逆向きを意味する。実施例1におけるメニスカス流速比が最も良く、実施例2、実施例3においても良好な結果が得られた。
【0053】
実施例4は、スライディングゲートの10cm下流位置に、摺動方向と平行に直径15mmの丸棒をノズル直径方向に配置したノズルを適用したものであり、良好な結果が得られた。
【0054】
実施例5は、旋回羽根上端に長さ100mmの楔形状分流板を配置した例であり、良好な結果が得られた。
【0056】
実施例7は、旋回羽根の下端側稜線と水平方向とのなす角度が35°となるように切り欠いた、前記図5に示す形状の旋回羽根を有するノズルを、上端の稜線方向が、スライディングゲートの摺動方向と平行に配置した例であり、良好な結果が得られた。
【0057】
これに対し、比較例1、2及び3は、スライディングゲートの摺動方向を起点として旋回方向に対し、夫々、平行(0°)、+5°、−20°ずらして旋回羽根を設置したノズルを使用したものである。いずれも、許容範囲内のメニスカス流速比、清浄度が得られたが、本発明例の方が、より改善されていた。
【0058】
比較例4は、旋回羽根を用いない従来形状のノズルを使用した例である。この場合、本発明例はもとより、旋回羽根を使用した比較例1〜3と比べても、非常に劣っていた。
【0059】
【表1】

Figure 0004200793
【0060】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、スライディングゲートの下流側に、多孔型の旋回流ノズルを配置する際に、各吐出孔から吐出される溶鋼量が強制的により均等に分配されるので、鋳型内に不均等な流動が生じにくく、鋳型内流動の左右不均等に起因する欠陥の発生を抑制し、鋳片品質を向上する効果が期待できる。
【0061】
本発明の多孔型の旋回流ノズル及びこれを用いる連続鋳造方法は、特にスラブ連鋳に好適であり、表面疵や内部欠陥の少ないスラブ鋳片を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の旋回流ノズルの一例をスライディングゲート越しに上方から俯瞰した図である。
【図2】本発明の旋回流ノズルの一例について、ノズル内流路を斜め上方から俯瞰した透視図である。
【図3】本発明の旋回流ノズルに内蔵される捩り板型旋回羽根の一例の正面図および平面図である。
【図4】本発明の旋回流ノズルの一例を模式的に示す縦断面図である。
【図5】下端を斜めに切り欠いた捩り板型旋回羽根の正面図である。
【図6】分散用部材を装着した旋回流ノズルの一例について、ノズル内流路を斜め上方から俯瞰した透視図である。
【図7】分流板を設けた旋回羽根の一例を示す正面図である。
【図8】スライディングゲートの開口状況を説明する上方俯瞰図である。
【図9】スライディングゲートによる偏流と旋回羽根の位置関係を説明する模式的縦断面図である。
【図10】ノズル内流路を斜め上方から俯瞰した透視図である。
【図11】スライディングゲートの開口部を上方から俯瞰した図である。
【図12】吐出孔が2孔の場合の溶鋼流動状態の模式図である。図12(a)は左右の吐出量が均等の状態を示し、図12(b)は左右の吐出量が不均等の状態を示す。
【符号の説明】
1…スライディングゲート
2…開口部
3…浸漬ノズル(旋回流ノズル)
4…捩り板型旋回羽根
5…上端部の稜線
6…下端部の稜線
7…旋回羽根の入口部
8…旋回羽根の出口部
9…吐出孔
10…鋳型
11…メニスカス
12…モールドパウダー
13…凝固シェル
14…溶鋼分散用部材
15…分流板
16…下降流
17…反転流[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is an immersion nozzle for continuous casting having a plurality of discharge holes, which is used in a continuous casting method of steel and which has a twisted plate type swirl blade inside to impart swirl flow to molten steel flowing down the nozzle ( Hereinafter, it is also referred to as “swirl nozzle”.
[0002]
[Prior art]
When discharging molten steel from a continuous casting immersion nozzle having a plurality of discharge holes, if the discharge amount from each discharge hole becomes uneven (single flow), the molten steel flow velocity in the mold is significantly changed. Due to the stagnation, the solidified shell cleaning action of the molten steel flow is reduced, and non-metallic inclusions and bubbles are easily trapped by the solidified shell, or the excessive molten steel flow velocity in the mold generates vortices and slabs mold powder, etc. It may cause entanglement.
[0003]
When a swirl flow is applied to the molten steel flowing down the immersion nozzle, in the case of a two-hole nozzle having two discharge holes facing the side surface of the lower end, the molten steel is forcibly distributed to the two discharge holes by centrifugal force. Therefore, fluctuations in the discharge flow rate and discharge speed from each discharge hole become small, the state of the discharge flow becomes stable, and uneven flow (single flow) hardly occurs in the mold.
[0004]
In Patent Document 1, the twist pitch Pc of the swirl blade is 0.8 to 3.0, the twist angle θ is 60 to 180 °, the outer diameter (= 2R) is 50 to 250 mm, and the thickness of the swirl blade is the outer diameter. The swirl flow nozzle is provided with a torsional plate swirl vane of 5 to 30%. The swirl flow nozzle disclosed in Patent Document 1 is an effective and practical technique in terms of the simplicity of the structure, the stabilization of the discharge flow, the strength of the swirl flow, the difficulty of blocking, and the like.
[0005]
In Patent Document 1, when a sliding gate is provided as a flow adjustment mechanism at the bottom of the tundish, the ridge line direction of the upper end portion of the torsion plate-type swirling blade is installed in parallel with the sliding direction of the sliding gate, thereby It is described that the molten steel can be evenly distributed on both sides, and a more uniform swirl flow is formed. However, when the swirl flow nozzle arranged downstream of the sliding gate has a plurality of discharge holes, each discharge nozzle is arranged even if the ridge line direction of the upper end of the torsion plate swirl blade is installed parallel to the sliding direction of the sliding gate. The discharge amount from the holes may not be sufficiently uniform, and further improvement is desired.
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-239690
[Problems to be solved by the invention]
In the present invention, when a sliding gate is installed on the upstream side of a swirling flow nozzle having a plurality of discharge holes, the uniformity of the discharge amount from each discharge hole is further improved, and the flow balance in the mold (balance of meniscus flow velocity) is improved. ) To improve.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have examined the discharge state of molten steel from each discharge hole when a swirl flow nozzle having a plurality of discharge holes is arranged on the downstream side of the sliding gate, by repeatedly conducting experiments and analysis by numerical calculation. .
[0008]
As a result, when the ridge line direction of the upper end of the swirl flow nozzle is aligned parallel to the sliding direction of the sliding gate, the inflow amounts to the two flow paths divided by the swirl vanes are roughly equal. However, it has been found that the molten steel tends to flow in the flow path on the side opposite to the swirl side rather than the swirl side of the swirl vane, which is not accurate, and the discharge amount from the plurality of discharge holes tends to be uneven.
[0009]
Therefore, the present inventors have further studied, and in the continuous casting apparatus provided with the swirl flow nozzle on the downstream side of the sliding gate, the molten steel is divided into each flow path divided by swirl blades built in the swirl flow nozzle. A new means that can equalize the inflow was found. The present invention provides the following swirl flow nozzles that have been proposed based on the above findings.
[0011]
Further, the first continuous casting immersion nozzle according to the present invention is disposed on the downstream side of the sliding gate, which is a flow rate adjusting mechanism of the molten steel provided at the bottom of the continuous casting tundish. An immersion nozzle having a plurality of discharge holes installed,
The ridge line direction at the upper end of the torsion plate type swirl vane is arranged at an angle in the range of 5 to 15 ° opposite to the torsion swirl direction of the torsion plate type swirl blade with respect to the sliding direction of the sliding gate. It is characterized by.
[0012]
The second continuous casting immersion nozzle according to the present invention is disposed on the downstream side of the sliding gate, which is a flow rate adjusting mechanism of molten steel provided at the bottom of the continuous casting tundish, and a twist plate type swirl blade is installed therein. An immersion nozzle having a plurality of discharge holes,
The angle formed by the horizontal direction of the plane passing through the ridge line at the lower end of the twisted plate type swirl blade is within a range of 20 to 45 °,
The torsion angle θ ′ with respect to the average value of the length in the axial direction and the length of the shortest portion of the torsion plate type swirl blade is 60 to 180 °.
[0013]
The third continuous casting immersion nozzle according to the present invention is disposed on the downstream side of the sliding gate, which is a flow rate adjusting mechanism of the molten steel provided at the bottom of the continuous casting tundish, and has a twisted plate-type swirl blade installed therein. An immersion nozzle having a plurality of discharge holes,
Disposed between the sliding gate and the twisted-plate swirl blade is a molten steel dispersion member having a polygonal or circular bar shape so that its ridgeline is parallel to the sliding direction of the sliding gate. It is characterized by that.
[0014]
The fourth continuous casting immersion nozzle according to the present invention is disposed on the downstream side of the sliding gate, which is a flow rate adjusting mechanism of the molten steel provided at the bottom of the continuous casting tundish, and has a twisted plate type swirl blade installed therein. An immersion nozzle having a plurality of discharge holes,
A diverter plate having the upper end extended in a flat plate shape or a wedge shape is arranged at the upper end of the twisted plate type swirl vane so that the ridgeline of the diverter plate is parallel to the sliding direction of the sliding gate.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present inventors have examined the discharge state of molten steel from each discharge hole when a swirl flow nozzle having a plurality of discharge holes is arranged on the downstream side of the sliding gate, by repeatedly conducting experiments and analysis by numerical calculation. As a result, the following phenomenon was found as a cause of the uneven discharge amount from each discharge hole.
[0017]
That is, when the sliding gate and the swirling flow nozzle are used in combination, as shown in FIGS. 8 and 9, since the opening 2 of the sliding gate 1 exists in the vicinity of the nozzle inner wall 3a, it flows into the nozzle from the sliding gate. As shown in FIG. 9, the molten steel flows down mainly in the vicinity of the inner wall 3a of the portion corresponding to the sliding gate opening 2 in the flow path of the nozzle cross section. FIG. 8 is an overhead view for explaining the opening state of the sliding gate, and FIG. 9 is a schematic longitudinal sectional view for explaining the positional relationship between the drift due to the sliding gate and the swirl blade.
[0018]
In this case, if the direction of the ridge line 5 at the upper end of the torsion plate type swirl blade 4 is set parallel to the sliding direction of the sliding gate 1 as shown in FIG. Among the flow paths A and B, in the flow path A, the flow hits the torsion plate at the inlet portion 7 of the swirl blade, whereas in the flow path B, the flow hits in the vicinity of the outlet portion 8 of the swirl blade. In Patent Document 1, the torsion angle of the swirl blade is set to 60 to 180 °. As is apparent from FIG. 11, the twisted angle of the swirl vane and the vicinity of the outlet 8 of the torsion plate and the molten steel flowing into the flow path B The effective collision area is small, and the flow path B is easier for the molten steel to flow than the flow path A. Therefore, the molten steel is not evenly distributed to the flow path A and the flow path B at the inlet of the swirl vane 4, and more molten steel flows into the flow path B side. FIG. 10 is a perspective view of the flow path in the nozzle as viewed from obliquely above, and FIG. 11 is a view of the opening of the sliding gate as viewed from above. 10 is a projected image of the opening, and a virtual line 5 ′ added for convenience to the sliding gate surface is a projected image of the ridge line 5. In FIG.
[0019]
In the downstream of the swirl vane 4, a double spiral flow is formed by the flow from the flow paths A and B. In the above case, the spiral flow is decentered to reflect that the inflow amount differs depending on the flow path. However, the discharge amount from each discharge hole 9a, 9b of the swirl flow nozzle becomes uneven. As a result, the flow in the mold becomes non-uniform, and the flow rate of the molten metal surface (meniscus) in the mold may become unstable.
[0020]
The stability of the meniscus flow rate is important for improving the quality of the slab, and it is desired that the entire meniscus has an appropriate and uniform flow rate. The meniscus flow rate is important for improving the quality of the slab, and the flow rate is preferably 20 cm / sec or more and 60 cm / sec or less. If the flow rate is slower than 20 cm / sec, the solidified shell cleaning action of the molten steel flow is impaired, encouraging trapping of bubbles and non-metallic inclusions in the solidified shell, and if the flow rate is more than 60 cm / sec, This is because vortexes are generated on the surface of the molten metal and the mold powder is entrained, both of which cause deterioration of cast slab quality such as an increase in inclusion defects.
[0021]
Further, as an indicator of the uniformity of the meniscus flow velocity, the ratio of the difference between the maximum value and the minimum value of the meniscus flow velocity distribution measured with the direction toward the center of the mold as positive is defined as the meniscus flow velocity ratio as the meniscus flow velocity ratio. When the meniscus flow rate ratio is 0.8 or less, particularly 0.4 or less, it is possible to obtain a slab of good quality as a whole.
[0022]
As an example, FIGS. 12 (a) and 12 (b) show schematic views of a molten steel flow state in a continuous casting machine using a rectangular mold when there are two discharge holes. The discharge flow collides with the short side of the mold, and a part thereof becomes the downward flow 16 as it is, but the other part becomes the reverse flow 17 in the direction of the meniscus 11 and rises along the short side of the mold, and then the mold near the meniscus. A horizontal flow toward the center is formed.
[0023]
As shown in FIG. 12A, when the molten steel is uniformly discharged from the left and right discharge holes 9 of the nozzle 3, the reverse flow from the mold short side 10a and the center of the mold in the vicinity of the meniscus 11 are directed. The flow is also uniform and stable, and a slab of good quality can be obtained.
[0024]
On the other hand, as shown in FIG. 12B, when the molten steel is discharged unevenly from the left and right discharge holes 9 of the nozzle 3, the strongly discharged side (the arrow indicating the flow is thick). In this case, the discharge flow, the reversal flow, and the flow toward the mold center in the vicinity of the meniscus have large values, and entrainment of the mold powder 12 or the like occurs. In addition, on the weakly ejected side (the side where the flow arrow is thin), the reverse flow is also weak, the flow toward the mold center in the vicinity of the meniscus 11 is also stagnated, and bubbles and non-metal in the solidified shell 13 are stagnant. Helps capture inclusions. Therefore, on either side, deterioration of slab quality occurs. Here, the vicinity of the meniscus means from the meniscus surface to a depth of about 100 mm.
[0025]
As a method for measuring the meniscus flow velocity, a Karman vortex velocimeter or the like can be used, but the meniscus flow velocity ratio is calculated from the measured value with a propeller velocimeter by a water model experiment under the same conditions or the calculated value by numerical analysis. Alternatively, the measurement can be performed for 30 seconds at several meniscus locations, and the average value can be used as the meniscus flow velocity at each location to obtain the flow velocity distribution in the meniscus, and the meniscus flow velocity ratio can be calculated.
[0026]
The present inventors have found that the discharge amount from the plurality of discharge holes of the swirl flow nozzle becomes uneven as a result of reflecting the phenomenon described above. Therefore, the present inventors have further studied, and in the continuous casting apparatus provided with the swirl flow nozzle on the downstream side of the sliding gate, the molten steel is divided into each flow path divided by swirl blades built in the swirl flow nozzle. A new means that can equalize the inflow was found. The present invention provides the following swirl flow nozzles that have been proposed based on the above findings.
[0027]
FIG. 1 is a view of an example of a first swirl flow nozzle provided by the present invention as seen from above through a sliding gate. FIG. 2 is a perspective view of an example of the first swirl flow nozzle as seen from above the nozzle flow path obliquely from above.
[0028]
As shown in FIGS. 1 and 2, the first swirl flow nozzle provided by the present invention is disposed on the downstream side of a sliding gate 1 which is a flow rate adjusting mechanism for molten steel provided at the bottom of a tundish for continuous casting. An immersion nozzle having a plurality of discharge holes, in which a torsion plate-type swirl vane is installed, and the ridge line direction 5 at the upper end of the torsion plate-type swirl vane is located inside the immersion nozzle. It is arranged with a shift angle a in the range of 5 to 15 ° in the direction opposite to the torsional turning direction of the torsion plate type swirl blade with respect to the moving direction. 2 is a projection image of the opening, and a virtual line 5 ′ added for convenience to the sliding gate surface is a projection image of the ridge line 5. In FIG.
[0029]
When the ridge line direction of the upper end of the swirl flow nozzle is aligned parallel to the sliding direction of the sliding gate, the amount of inflow into the two flow paths divided by the swirl vane is roughly equal. In order to reflect the above-described phenomenon, it is not accurate, and the discharge amount from the plurality of discharge holes tends to be uneven.
[0030]
On the other hand, the swirling flow nozzle of the present invention reduces the sliding gate opening area facing the counter-swirl side by installing the ridge line direction of the upper end of the swirl blade by shifting it from parallel to the counter-swirl direction by several degrees, Since the area facing the swirl side can be enlarged, the amount of inflow into the two flow paths on both sides of the swirl vane is equalized. As a result, the discharge amount from the plurality of discharge holes existing on the downstream side of the swirl vane is equalized, and as a result, the non-uniformity of molten steel flow (non-uniform meniscus flow velocity distribution) is corrected, the stability of operation and the slab A quality improvement effect can be obtained. The shift angle has some fluctuations in the optimum value depending on the molten steel flow rate and swirl blade twist angle, and it is desirable to check and adjust the discharge flow rate by water model experiment etc., but according to the experiments by the present inventors, When the shifting angle is in the range of 5 ° to 15 °, a clear improvement effect was observed on the whole.
[0031]
FIG. 3A is a front view of an example of a torsion plate type swirl blade 4 incorporated in the first swirl flow nozzle, and FIG. 3B is a plan view. However, the torsion angle θ of the blades in FIGS. 3A and 3B is different. FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing an example of the swirl flow nozzle 3 of the present invention. In FIG. 4, a torsion plate having an outer diameter equal to the inner diameter of the nozzle so that the two-layer sliding gate 1 ′ composed of the two slide members 1a and 1b is fitted to the nozzle flow path without any gap. A mold swirl vane 4 is arranged. The shape of the swirl vane used for each swirl flow nozzle including the first swirl flow nozzle is as follows. The outer diameter D is 50 to 250 mm, the torsion length L is 30 to 200% of the outer diameter, and the vane thickness T is The outer diameter is preferably 5 to 30%, and the twist angle θ is preferably 60 to 180 °.
[0032]
Here, the reason why it is preferable to define the dimensions of the swirl vanes as described above is as follows.
[0033]
(1) Outer diameter of blades When the outer diameter of the swirl vane is less than 50 mm, the swirl vane provides a predetermined swirl flow so that the molten steel flow path is too narrow and the immersion nozzle is likely to be blocked. Sex worsens. On the other hand, when the outer diameter exceeds 250 mm, the immersion nozzle body becomes enormous and handling becomes difficult.
[0034]
(2) The length of the torsion part of the blade If a necessary twist angle is given at less than 30% of the outer diameter of the blade, a steep rotation will be given, the flow resistance will increase, and the required molten steel flow velocity will not be obtained. Reduce productivity. On the other hand, if it exceeds 200% of the outer diameter of the blade, the rotational pitch of the blade torsion is too slow, and a sufficient swirling speed cannot be given to the swirling flow.
[0035]
(3) Blade Thickness If the thickness of the outer diameter of the blade is less than 5%, the strength of the structure is insufficient and there is a risk of breakage during casting. On the other hand, when it exceeds 30% of the outer diameter of the blade, the thickness is unnecessary in strength, and the flow resistance is increased unnecessarily, and the immersion nozzle is likely to be blocked.
[0036]
(4) Torsion angle θ of the blade
When the twist angle θ is less than 60 °, the area occupied by the swirling blades in the cross-section of the flow path in the submerged nozzle is reduced, and a uniform swirling flow cannot be obtained. On the other hand, even if the twist angle exceeds 180 °, the effect is not particularly enhanced, the flow resistance is increased, and the immersion nozzle is easily blocked.
[0037]
FIG. 5 is a front view of an example of a twisted plate type swirl blade used in the second swirl flow nozzle. The second swirl flow nozzle provided by the present invention is a swirl flow nozzle that is disposed on the downstream side of the sliding gate 1 and has a twist plate swirl blade installed therein, and has a plurality of discharge holes. The plate-type swirl blade 4 ′ has a horizontal ridgeline 5 at its upper end, and an angle between the plane passing through the ridgeline 6 at its lower end and the horizontal direction is in the range of 20 to 45 °, and is the length of the longest axial portion. The twist angle θ ′ with respect to the average value of the lengths of the shortest portions is 60 to 180 °.
[0038]
By extending the lower end of the twisted-plate swirl vane into a shape having an angle with respect to the horizontal plane, swirl flow formation can be promoted, and as a result, the flow of discharged molten steel can be made uniform. This reduces the difference between the distance that the molten steel to the flow path A collides with the swirl vane and flows down along the blade and the distance that the molten steel to the flow path B flows down along the blade against the drift due to the sliding gate. This is because it is possible to obtain a uniform swirling flow having the same strength as the swirling flow by the flow path A and the flow path B. The length ΔL extending the lower end is preferably 30 to 50% of the swirl vane length.
[0039]
Similar to the first swirl flow nozzle and swirl vane, the twisted plate type swirl blade used for the second swirl flow nozzle is twisted swirl of the swirl blade with the ridge line direction at the upper end of the sliding gate sliding direction. It is preferable to arrange with an angle in the range of 5 to 15 ° opposite to the direction. In that case, the ridge line 5 at the upper end is horizontal, and the ridge line 4 at the lower end is a corner on the opposite side from the corner point P1 at the diagonal position with respect to the corner point P1 near the sliding gate opening of the upper end ridge line. It is particularly preferable to make an upward angle with respect to the horizontal direction toward the point Q2.
[0040]
FIG. 6 is a perspective view of an example of the third swirling flow nozzle as seen from above the flow path in the nozzle obliquely from above. The third swirl flow nozzle provided by the present invention is a swirl flow nozzle that is disposed on the downstream side of the sliding gate 1 and has a plurality of discharge holes in which a twist plate swirl blade is installed. 1 and the torsion plate-type swirl vane 4 are arranged such that a dispersion member 14 made of molten steel having a polygonal or circular bar shape in cross section is parallel to the sliding direction of the sliding gate. It is a thing. In FIG. 6, a virtual line 5 ′ provided for convenience on the sliding gate surface is a projected image of the ridge line 5.
[0041]
By installing a member that disperses the drift due to the sliding gate between the sliding gate and the swirl vane, it is possible to make the distribution of molten steel flowing into the swirl vane more uniform, resulting in a uniform flow of discharged molten steel. It can be performed. The shape of the dispersing member may be a rod having a diameter of 10 mm or more and a length equal to the inner diameter of the nozzle, and a polygonal or circular (including ellipse) cross section. The installation position is 50% of the inner diameter of the nozzle. To 200% is desirable. Normally, only one dispersing member is provided at the center in the width direction of the sliding gate (horizontal direction perpendicular to the sliding direction), but two or more members may be arranged horizontally.
[0042]
FIG. 7 is a front view of an example of a torsion plate type swirl blade used in the fourth swirl flow nozzle. A fourth swirl flow nozzle provided by the present invention is a swirl flow nozzle that is disposed on the downstream side of the sliding gate 1 and has a plurality of discharge holes in which a twist plate swirl blade is installed. A diverting plate 15 for diverting molten steel, in which the upper end of the swirl vane 4 is extended in a flat plate shape or a wedge shape in parallel with the longitudinal direction of the swirl vane, and the ridge line of the diverting plate is parallel to the sliding direction of the sliding gate. It is arranged to become. In FIG. 7, a virtual line drawn for convenience around the swirl vane indicates a flow path in the nozzle.
[0043]
The upper end of the swirl vane is extended into a flat plate or wedge shape to form a flow dividing plate, and the molten steel from the sliding gate is divided on the upstream side of the swirl vane to equalize the amount of molten steel flowing into each flow path of the swirl vane. As a result, the flow of discharged molten steel can be made uniform. The height of the flow dividing plate is 50% to 150% of the swirl blade length
Is desirable. The width of the flow dividing plate is preferably the same as the length of the upper end of the swirl vane.
[0047]
By combining two or more means employed in the swirl flow nozzle, it becomes possible to make the discharge amount from the plurality of discharge holes of the swirl flow nozzle more uniform. For example, in the first invention, it is possible to use swirl vanes in which the upper and lower ends of the second invention are cut obliquely, or the molten steel dispersing member of the third invention.
[0048]
【Example】
Hereinafter, description will be made based on the results of experiments conducted to confirm the effects of the present invention.
[0049]
A continuous casting experiment of a low-carbon steel slab (thickness 250 mm, width 1600 mm) was performed at a casting speed of 1.8 m / min, and the meniscus flow rate and cleanliness index were evaluated. Test conditions and results are shown in Table 1.
[0050]
The meniscus flow rate ratio, which is an index of the meniscus flow rate, represents the difference between the maximum value and the minimum value of the meniscus flow rate in the numerical analysis result as a ratio to the average meniscus flow rate.
[0051]
The cleanness index, which is an index of the quality of the slab, is a size included in a 10 mm square at a position 400 mm in the width direction from the width end face of a slab that has been continuously cast under the same conditions as the numerical analysis. The number of inclusions having a thickness of 50 μm or more was measured with an optical microscope at a pitch of 10 mm in the thickness direction and evaluated.
[0052]
Examples 1, 2 and 3 use nozzles in which swirl vanes are installed with -8 °, -5 ° and -15 ° shifted from the swivel direction starting from the sliding direction of the sliding gate, respectively. . A minus angle means the direction opposite to the torsional turning direction. The meniscus flow rate ratio in Example 1 was the best, and good results were also obtained in Examples 2 and 3.
[0053]
In Example 4, a nozzle in which a round bar having a diameter of 15 mm was arranged in the nozzle diameter direction in parallel with the sliding direction was applied 10 cm downstream of the sliding gate, and good results were obtained.
[0054]
Example 5 is an example in which a wedge-shaped flow dividing plate having a length of 100 mm is arranged at the upper end of the swirl blade, and good results were obtained.
[0056]
In Example 7, the nozzle having the swirl blade having the shape shown in FIG. 5 and having the shape shown in FIG. 5 notched so that the angle formed between the lower edge side ridge line of the swirl blade and the horizontal direction is 35 °, In this example, the gates were arranged in parallel with the sliding direction of the gate, and good results were obtained.
[0057]
On the other hand, Comparative Examples 1, 2 and 3 have nozzles installed with swirling blades shifted in parallel (0 °), + 5 °, and −20 ° with respect to the swiveling direction, starting from the sliding direction of the sliding gate. It is what was used. In both cases, the meniscus flow rate ratio and the cleanliness within the allowable range were obtained, but the example of the present invention was further improved.
[0058]
The comparative example 4 is an example using the nozzle of the conventional shape which does not use a turning blade. In this case, the present invention was very inferior as well as Comparative Examples 1 to 3 using swirl vanes.
[0059]
[Table 1]
Figure 0004200793
[0060]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the amount of molten steel discharged from each discharge hole is forcibly and evenly distributed when the porous swirl flow nozzle is disposed on the downstream side of the sliding gate. It is difficult to generate uneven flow in the mold, and it is possible to suppress the occurrence of defects due to left and right non-uniform flow in the mold and to improve the slab quality.
[0061]
The porous swirl nozzle of the present invention and the continuous casting method using the nozzle are particularly suitable for slab continuous casting, and can produce a slab cast with few surface defects and internal defects.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view of an example of a swirl flow nozzle according to the present invention viewed from above through a sliding gate.
FIG. 2 is a perspective view of an example of a swirling flow nozzle according to the present invention, as seen from an oblique upper side of a flow path in the nozzle.
FIG. 3 is a front view and a plan view of an example of a twisted plate type swirl blade built in the swirl flow nozzle of the present invention.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view schematically showing an example of a swirl flow nozzle according to the present invention.
FIG. 5 is a front view of a torsion plate type swirl blade with a lower end cut obliquely.
FIG. 6 is a perspective view of an example of a swirl flow nozzle equipped with a dispersion member, as seen from above the nozzle flow path obliquely from above.
FIG. 7 is a front view showing an example of a swirl vane provided with a flow dividing plate.
FIG. 8 is an upper overhead view for explaining the opening state of the sliding gate.
FIG. 9 is a schematic longitudinal cross-sectional view for explaining the positional relationship between drifting by a sliding gate and swirl vanes.
FIG. 10 is a perspective view of the flow path in the nozzle as viewed from obliquely above.
FIG. 11 is an overhead view of an opening of a sliding gate.
FIG. 12 is a schematic view of a molten steel flow state when there are two discharge holes. FIG. 12A shows a state where the left and right discharge amounts are equal, and FIG. 12B shows a state where the left and right discharge amounts are uneven.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sliding gate 2 ... Opening part 3 ... Immersion nozzle (swirl flow nozzle)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 ... Torsion board type swirl blade 5 ... Edge line 6 of upper end part ... Ridge line 7 of lower end part ... Entrance part 8 of swirl blade ... Outlet part 9 of swirl blade ... Discharge hole 10 ... Mold 11 ... Meniscus 12 ... Mold powder 13 ... Solidification Shell 14 ... Molten steel dispersion member 15 ... Shunt plate 16 ... Downflow 17 ... Reverse flow

Claims (5)

連続鋳造用タンディッシュの底部に設けた溶鋼の流量調整機構であるスライディングゲートの下流側に配置され、内部に捩り板型旋回羽根を設置した、複数の吐出孔を有する浸漬ノズルであって、
該捩り板型旋回羽根の上端の稜線方向が、該スライディングゲートの摺動方向に対し、
該捩り板型旋回羽根の捩り旋回方向とは逆向きに5〜15°の範囲内の角度をもって配置されていることを特徴とする連続鋳造用浸漬ノズル。
A submerged nozzle having a plurality of discharge holes, disposed on the downstream side of a sliding gate, which is a flow rate adjustment mechanism of molten steel provided at the bottom of a continuous casting tundish, and provided with twisted-plate-type swirl vanes inside,
The direction of the ridgeline at the upper end of the twisted-plate swirl blade is relative to the sliding direction of the sliding gate.
An immersion nozzle for continuous casting, characterized in that it is disposed at an angle in the range of 5 to 15 ° in the direction opposite to the torsional turning direction of the twisted plate type swirl vane.
前記捩り板型旋回羽根は、外径が50〜250mm、捩り部の長さが該外径の30〜200%、羽根の厚みが該外径の5〜30%、捩り角θが60〜180°である形状をもつものである、請求項1に記載の連続鋳造用浸漬ノズル。  The torsion plate-type swirl blade has an outer diameter of 50 to 250 mm, a torsion part length of 30 to 200% of the outer diameter, a blade thickness of 5 to 30% of the outer diameter, and a twist angle θ of 60 to 180. The continuous casting immersion nozzle according to claim 1, which has a shape of °. 連続鋳造用タンディッシュの底部に設けた溶鋼の流量調整機構であるスライディングゲートの下流側に配置され、内部に捩り板型旋回羽根を設置した、複数の吐出孔を有する浸漬ノズルであって、
該捩り板型旋回羽根の下端の稜線を通る平面が水平方向となす角度が、20〜45°の範囲内で、
該捩り板型旋回羽根の軸方向最長部の長さと最短部の長さの平均値に対する捩り角θ’が60〜180°であることを特徴とする連続鋳造用浸漬ノズル。
A submerged nozzle having a plurality of discharge holes, disposed on the downstream side of a sliding gate, which is a flow rate adjustment mechanism of molten steel provided at the bottom of a continuous casting tundish, and provided with twisted-plate-type swirl vanes inside,
The angle formed by the horizontal direction of the plane passing through the ridge line at the lower end of the twisted plate type swirl blade is within a range of 20 to 45 °,
An immersion nozzle for continuous casting, characterized in that the twist angle θ ′ with respect to the average value of the length in the axial direction and the length of the shortest portion of the torsion plate type swirl blade is 60 to 180 °.
連続鋳造用タンディッシュの底部に設けた溶鋼の流量調整機構であるスライディングゲートの下流側に配置され、内部に捩り板型旋回羽根を設置した、複数の吐出孔を有する浸漬ノズルであって、
該スライディングゲートと該捩り板型旋回羽根との間に、断面形状が多角形又は円形の棒形状である溶鋼の分散用部材を、その稜線がスライディングゲートの摺動方向と平行になるように配置したことを特徴とする連続鋳造用浸漬ノズル。
A submerged nozzle having a plurality of discharge holes, disposed on the downstream side of a sliding gate, which is a flow rate adjustment mechanism of molten steel provided at the bottom of a continuous casting tundish, and provided with twisted-plate-type swirl vanes inside,
Disposed between the sliding gate and the twisted-plate swirl blade is a molten steel dispersion member having a polygonal or circular bar shape so that its ridgeline is parallel to the sliding direction of the sliding gate. An immersion nozzle for continuous casting characterized by the above.
連続鋳造用タンディッシュの底部に設けた溶鋼の流量調整機構であるスライディングゲートの下流側に配置され、内部に捩り板型旋回羽根を設置した、複数の吐出孔を有する浸漬ノズルであって、
該捩り板型旋回羽根の上端に、該上端を平板又は楔形状に延長した分流板を、該分流板の稜線がスライディングゲートの摺動方向と平行になるように配置し、且つ、該分流板の高さを、該捩り板型旋回羽根の羽根長さの50〜150%、該分流板の幅を、該捩り板型旋回羽根の上端長さと同じとしたことを特徴とする連続鋳造用浸漬ノズル。
A submerged nozzle having a plurality of discharge holes, disposed on the downstream side of a sliding gate, which is a flow rate adjustment mechanism of molten steel provided at the bottom of a continuous casting tundish, and provided with twisted-plate-type swirl vanes inside,
A flow dividing plate having the upper end extended into a flat plate shape or a wedge shape is arranged at the upper end of the twisted plate type swirl blade so that the ridge line of the flow dividing plate is parallel to the sliding direction of the sliding gate , and the flow dividing plate The continuous casting dipping is characterized in that the height is 50 to 150% of the length of the twisted plate type swirl blade, and the width of the flow dividing plate is the same as the upper end length of the twisted plate type swirl blade. nozzle.
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