JP4277999B2

JP4277999B2 - タンディッシュ上ノズル

Info

Publication number: JP4277999B2
Application number: JP2004098358A
Authority: JP
Inventors: 尚丈奥村; 真彦足立; 聡播磨; 智玲山内
Original assignee: Akechi Ceramics Co Ltd; Nippon Steel Corp
Current assignee: Akechi Ceramics Co Ltd; Nippon Steel Corp
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2009-06-10
Anticipated expiration: 2024-03-30
Also published as: JP2005279729A

Description

本発明は、タンディッシュの流出口に設置されるタンディッシュ上ノズルに関するものである。

鋼等の連続鋳造において、タンディッシュの流出口に設置されるタンディッシュ上ノズルのノズル孔には、アルミナ等の非金属介在物が付着して、操業開始時スライディングノズルを開いても、流出口が自然開口せず溶鋼を鋳型へ流出させることができない場合が生じる。

このような不都合を排除するための提案がいろいろなされている。例えば、スライディングノズルの上ノズルを加熱するとともに、スライディングノズルのガス吹き込み口から不活性ガスを吹き込むことによって、タンディッシュ底部の温度低下を防止し、流出口内に非金属介在物が付着しないようにして流出口が自然開口するようにしたもの（特開平８−２５７７０８号公報）。また、スライディングプレートの流出口を塞ぐ部分を耐火性のポーラス煉瓦で形成し、スライディングノズルを閉じた状態で不活性ガスを吹き込み、タンディッシュ内に溶鋼を注ぎ上げることにより、流出口内に非金属介在物が付着しないようにして流出口が自然開口するようにしたもの（特開２００２−３４６７０７号公報）等がある。

しかしながら、上記特開平８−２５７７０８号公報に開示されるスライディングプレートからの不活性ガスの吹き込みと、流出口近傍における溶鋼の温度低下を防止する他の技術とを組み合わせてもタンディッシュの流出口を自然開口する効果が十分でない。また、特開２００２−３４６７０７号公報に開示された方法では、スライディングプレートに形成したガス流路に不活性ガスを供給するため、可撓性若しくは伸縮性のガス配管部が必要となり、配管構成が複雑となるばかりでなくそのメンテナンスも面倒となるという問題点がある。
特開平８−２５７７０８号公報特開２００２−３４６７０７号公報

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、タンディッシュの流出口に非金属介在物が付着するのを防止し、鋳造開始時の流出口の初期開口率の向上を図ることができるタンディッシュ上ノズルを提供することを目的とする。

上記課題を解決するための請求項1に記載のタンディッシュ上ノズルは、タンディッシュの流出口に設置されるタンディッシュ上ノズルであって、タンディッシュの流出口に設置されるタンディッシュ上ノズルであって、ノズル本体内にノズル孔とほぼ同心で軸方向に延びる上部環状スリットと下部環状スリットをそれぞれ形成するとともに、
該上部環状スリットに不活性ガスを供給する上部ガス供給路を設け、前記上部環状スリットに連通して、前記ノズル孔内にほぼ水平に不活性ガスを吹き込むため、前記ノズル孔の同一孔周上に配置してなる複数のガス吹き込み水平経路を、前記上部環状スリットに沿って軸方向に複数段設けた上部ガス吹き込み構造と、前記下部環状スリットに不活性ガスを供給する下部ガス供給路を設け、前記下部環状スリットに連通して、前記ノズル孔内に斜め下向きに不活性ガスを吹き込むため、前記ノズル孔の同一孔周上に配置してなる複数のガス吹き込み傾斜経路を前記下部環状スリットに沿って軸方向に複数段設けた下部ガス吹き込み構造と、をそれぞれ形成したことを特徴とする。

また、請求項２に記載のタンディッシュ上ノズルは、請求項１に記載の構成において、前記ガス吹き込み傾斜経路をノズル半径方向に対して所定角度傾けて形成したことを特徴とする

請求項１に記載したタンディッシュ上ノズルによれば、上部ガス吹き込み構造における上部環状スリットに連通する複数のガス吹き込み水平経路からの、ノズル孔内に吹き込まれるほぼ水平の不活性ガス流と、下部ガス吹き込み構造における下部環状スリットに連通する複数のガス吹き込み傾斜経路からの、ノズル孔内に吹き込まれる斜め下向きの不活性ガス流とにより、ノズル孔への非金属介在物の付着が阻止される。そして、スライディングノズルを開いたときに、斜め下向きの不活性ガス流によって溶鋼が下向きに加速されるから、流出口の初期開口率の向上を図ることができる。

請求項２に記載したタンディッシュ上ノズルによれば、ガス吹き込み傾斜経路をノズル半径方向に対して所定角度傾けて形成したから、スライディングノズルを開いたときに、斜め下向きとノズル孔に沿って流れる不活性ガス流によって溶鋼が下向きの渦流状に加速されるから、流出口の初期開口率の向上をより確実に図ることができる。

タンディッシュの流出口に非金属介在物が付着するのを防止して、鋳造開始時の流出口の初期開口率の向上を図るという目的を、上部ガス吹き込み構造における上部環状スリットに連通する複数のガス吹き込み水平経路からの、ノズル孔内に吹き込まれるほぼ水平の不活性ガス流と、下部ガス吹き込み構造における下部環状スリットに連通する複数のガス吹き込み傾斜経路からの、ノズル孔内に吹き込まれる斜め下向きの不活性ガス流とを生じさせることにより実現した。

本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。図１は、タンディッシュ上ノズル（以下、単に上ノズルという。）１の断面図である。上ノズル１のノズル本体２は、上端から高さのほぼ中間までの上半部２ａは裁頭円錐形に形成され、下半部２ｂは円筒形に形成されている。そして、ノズル本体２を軸方向に貫通するノズル孔３が形成されている。また、下半部２ｂの外周には鉄皮４が被覆されている。

ノズル本体２の上半部２ａには、ノズル孔３とほぼ同心で軸方向に延びる幅寸法１ｍｍの上部環状スリット５が形成されている。上部環状スリット５には、ノズル半径方向で連通してノズル孔３に達する直径０．５ｍｍ以下好ましくは０．３ｍｍの複数のガス吹き込み水平経路（以下、単に水平経路という。）６が形成されている。水平経路６は、ノズル半径方向では等角度（２２．５度）間隔置きに１６個形成されている（図２参照）。上下方向では等間隔で６段に形成されている。また、上半部２ａには、上部環状スリット５に連通するガス供給路７が形成されている。該ガス供給路７には、鉄皮４を貫いて嵌着されたガス供給配管８が接続されている。

ノズル本体２の下半部２ｂには、上部環状スリット５と同様にノズル孔３とほぼ同心で軸方向に延びる幅寸法１ｍｍの下部環状スリット９が形成されている。下部環状スリット９には、ノズル半径方向で連通してノズル孔３に達する直径０．５ｍｍ以下好ましくは０．３ｍｍの斜め下向きのガス吹き込み傾斜経路（以下、単に傾斜経路という。）１０が複数形成されている。この傾斜経路１０の下向き傾斜角度は３０〜６０度が好ましい。この傾斜経路１０は、ノズル半径方向では等角度（１６度）間隔置きに２０個形成されている。上下方向では等間隔で５段に形成されている。また、下半部２ｂには、下部環状スリット９に連通するガス供給路１１が形成されている。該ガス供給路１１には、鉄皮４を貫いて嵌着されたガス供給配管１２が接続されている。

上記構成の上ノズル１は、図３に示すようにタンディッシュ２１の流出口２２に嵌着するとともに、スライディングノズル２３の固定プレート２４上に設置される。スライディングノズル２３は、固定プレート２４、スライディングプレート２５及び下プレート２６から構成されている。そして、下プレート２６には、浸漬ノズル２７が連結配置されている。

上記構成のタンディッシュ２１では、スライディングノズル２３を閉じた状態で溶鋼の注入を開始する。このとき、ガス供給配管８から供給される不活性ガスは、ガス供給路７、上部環状スリット５及び複数の水平経路６を経てノズル孔３内にほぼ水平に吹き込まれる。また、ガス供給配管１２から供給される不活性ガスは、ガス供給路１１、下部環状スリット９及び複数の傾斜経路１０を経てノズル孔３内に斜め下向きに吹き込まれる。このときの、不活性ガスの供給量は毎分１０〜２００リットル程度である。

ノズル孔３内に吹き込まれるほぼ水平の不活性ガス流と、ノズル孔３内に吹き込まれる斜め下向きの不活性ガス流とにより、タンディッシュ２１に注入された溶鋼を攪拌するため、ノズル孔３への非金属介在物の付着が阻止されるとともに、スライディングノズル２３を開いたときに、斜め下向きの不活性ガス流によって溶鋼が下向きに加速されるから、流出口の初期開口率の向上を図ることができる。また、上ノズル１に上部環状スリット５に連通する複数の水平経路６と、下部環状スリット９に連通する複数の傾斜経路１０を形成するものであり、ガス吹き込み経路中に可動部分がないから、ガス配管を含めたタンディッシュ２１の流出口近傍の構成が簡易となる。

上記した上ノズル１の傾斜経路１０の下向き傾斜角度を、２０度、４５度、６５度とした場合における非金属介在物の付着指数及びノズル孔３の開口率（％）を表１に示す。

表１に示すように、傾斜経路１０の下向き傾斜角度を４５度とした場合は、非金属介在物の付着指数１００であり、ノズル孔３の開口率は１００％であった。下向き傾斜角度を６５度とした場合は、非金属介在物の付着指数１００であり、ノズル孔３の開口率は９５％であり、下向き傾斜角度を２０度とした場合は、非金属介在物の付着指数９５であり、ノズル孔３の開口率は６０％であった。これにより、傾斜経路１０の下向き傾斜角度は３０〜６０度であることが好ましいことが分かる。

図４は、上記上ノズル１の変形例を示した断面図である。図に示すように、上記傾斜経路１０をノズル半径方向に対して所定角度（１５〜６０度）傾けて形成したものである。これにより、スライディングノズル２３を開いたときに、斜め下向きとノズル孔３に沿って流れる不活性ガス流によって、溶鋼が下向きの渦流状に加速されるから、流出口の初期開口率の向上をより確実に図ることができる。

上ノズルの断面図である。図１に於けるＡ−Ａ線断面図である。上ノズルの使用状態を示した断面図である。変形例を示した断面図である。

符号の説明

１上ノズル
２ノズル本体
３ノズル孔
５上部環状スリット
６水平経路
７，１１ガス供給路
９下部環状スリット
１０傾斜経路
２１タンディッシュ
２２流出口

Claims

タンディッシュの流出口に設置されるタンディッシュ上ノズルであって、
ノズル本体内にノズル孔とほぼ同心で軸方向に延びる上部環状スリットと下部環状スリットをそれぞれ形成するとともに、
該上部環状スリットに不活性ガスを供給する上部ガス供給路を設け、
前記上部環状スリットに連通して、前記ノズル孔内にほぼ水平に不活性ガスを吹き込むため、前記ノズル孔の同一孔周上に配置してなる複数のガス吹き込み水平経路を、前記上部環状スリットに沿って軸方向に複数段設けた上部ガス吹き込み構造と、
前記下部環状スリットに不活性ガスを供給する下部ガス供給路を設け、
前記下部環状スリットに連通して、前記ノズル孔内に斜め下向きに不活性ガスを吹き込むため、前記ノズル孔の同一孔周上に配置してなる複数のガス吹き込み傾斜経路を前記下部環状スリットに沿って軸方向に複数段設けた下部ガス吹き込み構造と、
をそれぞれ形成したことを特徴とするタンディッシュ上ノズル。
前記ガス吹き込み傾斜経路をノズル半径方向に対して所定角度傾けて形成したことを特徴とする請求項１に記載のタンディッシュ上ノズル。