JP4209976B2 - Dipping nozzle for continuous casting and method for continuous casting of steel - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
【0002】
【従来の技術】
図4は浸漬ノズルの例の説明図で、(A)は正面説明図、(B)は右側面説明図、(C)は矢印イ−イ横断面の説明図である。この浸漬ノズル2は上端はタンディッシュに取りつけられ、下部は連続鋳造の鋳型内の溶湯1内に浸漬して使用する。この浸漬ノズル2は有底円筒状で、円筒形の側壁の下部に左吐出孔3と右吐出孔4が対称の位置に配され、底には一端が右吐出孔3に他端が左吐出孔4に達する一本のスリット5が配されている。
【0003】
右吐出孔3と左吐出孔4を有するがスリット5を有しない浸漬ノズルにおいては、タンディッシュから浸漬ノズル2内に供給された溶湯7は専ら右吐出孔3と左吐出孔4から流出する。このため、右吐出孔3及び左吐出孔4から流出する溶湯流6はその流速が大きい。この溶湯流6は鋳型の側壁に衝突して上昇流と下降流に分れる。溶湯流6の流速が大きい場合は上昇流の強さが過大になって鋳型内の溶湯のメニスカス9を強く揺動させるために、鋳片の鋳肌が損なわれる。また溶湯流6の流速が大きい場合は下降流の流速も過大となって、下降流は鋳型内の溶湯中に深く浸入するが、下降流は介在物や後で詳述するアルゴンガス気泡等を含有するため、介在物やアルゴンガス気泡も溶湯中に深く浸入し、浸入の間あるいは浮上の間に凝固シェルに把えられ、鋳片の介在物欠陥や気泡状欠陥になる。
【0004】
スリット5を有する図4の浸漬ノズルにおいては、溶湯7は右吐出孔3と左吐出孔4から流出すると共にスリット5からも下方に下向流8となって流出する。この結果右吐出孔3や左吐出孔4から流出する溶湯流6の流速が緩やかになり、従って溶湯流6から発生する上昇流や下降流の流速も緩やかになって、このため鋳型内の溶鋼メニスカス9の揺動を緩和し、また介在物やアルゴンガス気泡が鋳型内の溶鋼中に深く浸入する事を防止する。このため図4の浸漬ノズルは鋳肌が良好でかつ介在物欠陥や気泡状欠陥の少ない鋳片を製造するのに好ましい。
【0005】
しかしながら、本発明者等の知見では、格別の工夫を行わない場合は、図4の浸漬ノズルにおいては、鋳造中にスリット5が細くなりあるいは閉塞し易いという問題点がある。浸漬ノズル2内の溶湯7中にアルゴンガスを吹き込み、溶湯7をアルゴンガス気泡により撹拌する事により、浸漬ノズルの吐出孔の閉塞を防止する方法が知られている。このアルゴンガスを使用すると右吐出孔3や左吐出孔4の閉塞を防止する事ができる。しかしスリット5は幅が狭いスリットであるために、アルゴンガスの吹き込みのみでは、その閉塞を十分に防止する事は難しい。
【0006】
特願昭61−14051号公報には、先端が半球状にわん曲しており、先端にはスリットが形成され、スリットの両端には一対の溶鋼吐出孔が設けている、図4で述べたと同様の浸漬ノズルが記載されている。しかしながら、本発明者等の知見によると、先端が半球状にわん曲したこれ等の浸漬ノズルにおいても、鋳造の間にスリット5の幅が狭くなりこのためスリット5が閉塞する事を十分に防止する事は難しい。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、有底円筒状で、円筒形の側壁の下部に左吐出孔3と右吐出孔4が対称の位置に配され、底には一端が右吐出孔3に他端が左吐出孔4に達する一本のスリット5を有する浸漬ノズルにおいて、鋳造中にスリット5が細くなり、あるいは閉塞する事を十分に防止する事ができる浸漬ノズルの提供を課題としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の浸漬ノズルにおいて、(1)スリットから側壁に達する底の内面の形状が、スリットに直角な垂直面と該底の内面とが交わる線が、スリットを起点に水平に対して30°の傾斜で上昇する直線と、スリットを起点に吐出孔と同じ高さの側壁の内面に達する30°以上の傾斜の直線との間の直線あるいは斜め下向きにふくらむ曲線となる底の内面の形状である事を特徴とする連続鋳造用の浸漬ノズルである。
【0009】
また(2)前記(1)に記載の連続鋳造用の浸漬ノズルを用いて鋳造する事を特徴とする鋼の連続鋳造方法であり、また(3)前記(1)に記載の連続鋳造用の浸漬ノズルを用いて浸漬ノズル内の溶鋼に不活性ガスを吹き込みながら鋳造する事を特徴とする鋼の連続鋳造方法である。
【0010】
図1は本発明の浸漬ノズルの例の説明図で、図1(A)は浸漬ノズルの下部の横断面を示す図で図4(C)に相当する図。図1(B)はスリット5に直角な垂直面ニ−ニによる縦断面の説明図である。図1(A)及び図1(B)のa−bはスリットに直角な垂直面と本発明の浸漬ノズルの底の内面とが交わる線である。また図1(B)のa−fはスリットを起点に水平に対して30°の傾斜で上昇する直線であり、a−gはスリットを起点に吐出孔3(4)と同じ高さの側壁の内面に達する30°以上の傾斜の直線である。本発明は、a−bがa−fとa−gの間の直線あるいは斜め下向きにふくらむ曲線である事を特徴とする浸漬ノズルである。
【0011】
後で述べるが、本発明ではa−bが30°以上である事が重要である。従ってスリットを起点に吐出孔3(4)と同じ高さの側壁の内面に達する線a−gは30°以上の傾斜を有する事が重要であり、a−gが30°以下の傾斜では本発明の効果が少ない。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明者等は、底部が半球状の図4で述べた浸漬ノズルを使用して連続鋳造を行い、鋳造終了後に底部の内面を観察した。図2はその説明図で、半球状の底部の内面には多量の沈着物12が発生していた。この沈着物12はスリット5まで延在し、スリット5の表面を覆い、その一部は更にスリット5の外面まで達していた。本発明者等は更に調査した結果この沈着物は高アルミナ質の沈着物である事を知得した。尚この沈着物12は、浸漬ノズル内の溶鋼にアルゴンガスを吹き込んで連続鋳造を行う場合にも発生していた。
【0013】
本発明者等はこの知見に基づいて、図2と同じ形状の試験ノズルを透明なプラスチックで作成し、これを水槽中に浸漬し、内部にイオン交換樹脂のトレーサーを混じた水を供給し、スリット5周辺の水の流れを調査した。図3はその結果である。この水モデル試験によると、底面の近傍は弱い旋回流10は存在するが淀んだ部分となり、スリット5に向かう強い水流11は存在しない。即ちスリット5に向かう強い水流11は、主として底面の淀んだ部分10の上方を流れていた。
【0014】
この結果から、図3の淀んだ部分10の発生を防止すると、図2の沈着物も低減するものと想考された。このため、図1(B)で、線a−bの傾斜角度が異なる各種の試験ノズルを更に作成し、図3で述べたと同様の水モデル試験を行った。その結果、底部が半球状でa−bの傾斜角度が0度に近い図4の試験ノズルは淀んだ部分10は大きいが、a−bの傾斜角度を大きくすると淀んだ部分10は小さくなり、a−bが30°以上の傾斜角度になると淀んだ部分は殆ど発生しない事を知得した。
【0015】
本発明者等はこの水モデル試験の結果に基づき底部が半球状の図4の浸漬ノズルと、図1(B)の線a−bが20°,30°,40°の傾斜角の4種類の浸漬ノズルをそれぞれ10個作成し、通常の溶鋼の連続鋳造において浸漬ノズル内にアルゴンガスを吹き込まないで使用した。尚何れのノズルもスリット5の幅は20mmである。使用後の各浸漬ノズルを調査したが、底部が半球状の図4の浸漬ノズルにはスリットの閉塞が2本発生し、またその殆どはスリットの幅が狭くなっていた。傾斜角度が20°のものにはスリットの閉塞は発生しなかったが、その半数はスリット幅が狭くなっており、また底部には沈着物12の発生がみられた。傾斜角度が30°および40°のノズルにはスリットの閉塞はなく、スリットの幅は若干広がる傾向にあり、また何れのノズルの底面にも沈着物12の発生は全くなかった。
【0016】
連続鋳造の浸漬ノズルは、注入する溶鋼のAl含有量やTi含有量が高い場合には閉塞し易い。本発明者等は図1(B)の線a−bが30°の傾斜角の上記の浸漬ノズルを用いて、Al含有量やTi含有量が高い溶鋼を連続鋳造した。浸漬ノズルのスリットは何れの場合にも閉塞する事はなかった。しかし浸漬ノズル内にアルゴンガスを吹き込まない場合はノズルの底に沈着物12が発生していた。一方浸漬ノズル内にアルゴンガスを吹き込んだ場合には、ノズルの底には沈着物12はなかった。この結果から、スリットの幅が狭くなる事を十分に防止するためには、本発明の浸漬ノズルを用いると共に、浸漬ノズル内の溶鋼に不活性ガスを吹き込みながら連続鋳造を行う事が更に好ましいと想考される。
【0017】
【発明の効果】
本発明を実施すると、有底円筒状で、円筒形の側壁の下部に左吐出孔と右吐出孔が対称の位置に配され、底にはそ一端が右吐出孔に他端は左吐出孔に達する一本のスリット5が配された連続鋳造ノズルを用いて、鋳造中にスリット5が細くなりあるいは閉塞する事を十分に防止して、連続鋳造を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】は本発明の浸漬ノズルの例の説明図。
【図2】は従来の浸漬ノズルの使用後の底部の内面の沈着物を示す図。
【図3】は従来の浸漬ノズルの水モデル試験の説明図。
【図4】は下部に左右の吐出孔を有し底にスリットを有する従来の浸漬ノズルの例を示す図。
【符号の説明】
1:鋳型内の溶湯、 2:浸漬ノズル、 3:右吐出孔、 4:左吐出孔、 5:スリット、 6:吐出孔からの溶湯流、 7:浸漬ノズル内の溶湯、 8:スリットからの下向流、 9:鋳型内の溶湯のメニスカス、 10:淀んだ旋回流、 11:スリットに向かう強い水流、 12:浸漬ノズルの底の沈着物。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
[0002]
[Prior art]
4A and 4B are explanatory views of an example of the immersion nozzle, in which FIG. 4A is a front explanatory view, FIG. 4B is a right side explanatory view, and FIG. The immersion nozzle 2 is used with its upper end attached to a tundish and its lower part immersed in the molten metal 1 in a continuous casting mold. The immersion nozzle 2 has a bottomed cylindrical shape, and a
[0003]
In the immersion nozzle having the
[0004]
In the immersion nozzle of FIG. 4 having the
[0005]
However, according to the knowledge of the present inventors, there is a problem in that the
[0006]
In Japanese Patent Application No. 61-14051, the tip has a hemispherical shape, a slit is formed at the tip, and a pair of molten steel discharge holes are provided at both ends of the slit. Similar immersion nozzles are described. However, according to the knowledge of the present inventors, even in these immersion nozzles whose tip is bent in a hemispherical shape, the width of the
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has a bottomed cylindrical shape, in which the
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In the above immersion nozzle, (1) the shape of the inner surface of the bottom reaching the side wall from the slit is such that the line intersecting the vertical surface perpendicular to the slit and the inner surface of the bottom is horizontal with respect to the slit as a starting point. A straight line between a straight line rising at a 30 ° inclination and a straight line having an inclination of 30 ° or more reaching the inner surface of the side wall at the same height as the discharge hole starting from the slit, or an inner surface of the bottom that forms a downwardly bulging curve It is an immersion nozzle for continuous casting characterized by its shape.
[0009]
(2) A continuous casting method of steel, characterized by casting using the immersion nozzle for continuous casting described in (1), and (3) for continuous casting described in (1). It is a continuous casting method of steel characterized by casting while blowing an inert gas into the molten steel in the immersion nozzle using an immersion nozzle.
[0010]
FIG. 1 is an explanatory view of an example of an immersion nozzle according to the present invention, and FIG. 1 (A) is a diagram showing a cross section of the lower part of the immersion nozzle, corresponding to FIG. FIG. 1B is an explanatory view of a longitudinal section by a vertical plane knee perpendicular to the
[0011]
As will be described later, in the present invention, it is important that ab is 30 ° or more. Therefore, it is important that the line ag reaching the inner surface of the side wall at the same height as the discharge hole 3 (4) starting from the slit has an inclination of 30 ° or more. The effect of the invention is small.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present inventors performed continuous casting using the immersion nozzle described in FIG. 4 having a hemispherical bottom, and observed the inner surface of the bottom after completion of the casting. FIG. 2 is an explanatory diagram showing that a large amount of
[0013]
Based on this knowledge, the inventors made a test nozzle of the same shape as in FIG. 2, made of transparent plastic, immersed in a water tank, and supplied with water mixed with an ion exchange resin tracer inside, The flow of water around the
[0014]
From this result, it was considered that if the occurrence of the
[0015]
Based on the results of the water model test, the present inventors have four types of immersion nozzles of FIG. 4 whose hemisphere is the bottom and inclination angles of 20 °, 30 °, and 40 ° of line ab in FIG. 10 immersion nozzles were prepared, and used without blowing argon gas into the immersion nozzle in normal continuous casting of molten steel. In any nozzle, the width of the
[0016]
The continuous casting immersion nozzle is easily clogged when the Al content and Ti content of the molten steel to be injected are high. The present inventors continuously cast molten steel having a high Al content and / or a high Ti content by using the above immersion nozzle in which the line ab in FIG. 1B has an inclination angle of 30 °. The slit of the immersion nozzle was not blocked in any case. However, when argon gas was not blown into the immersion nozzle,
[0017]
【The invention's effect】
When the present invention is implemented, it is a bottomed cylindrical shape, the left discharge hole and the right discharge hole are arranged at symmetrical positions at the bottom of the cylindrical side wall, one end is the right discharge hole and the other is the left discharge hole at the bottom. By using a continuous casting nozzle provided with a
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view of an example of an immersion nozzle of the present invention.
FIG. 2 is a view showing deposits on the inner surface of the bottom after using a conventional immersion nozzle.
FIG. 3 is an explanatory view of a water model test of a conventional immersion nozzle.
FIG. 4 is a view showing an example of a conventional immersion nozzle having left and right discharge holes at the bottom and a slit at the bottom.
[Explanation of symbols]
1: molten metal in the mold, 2: immersion nozzle, 3: right discharge hole, 4: left discharge hole, 5: slit, 6: molten metal flow from the discharge hole, 7: molten metal in the immersion nozzle, 8: from the slit Downward flow, 9: meniscus of molten metal in the mold, 10: stagnant swirling flow, 11: strong water flow toward the slit, 12: deposit on the bottom of the immersion nozzle.
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