JP4549112B2 - Continuous casting method - Google Patents

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  • Continuous Casting (AREA)

Description

本発明は、連続鋳造装置における溶鋼の連続鋳造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for continuously casting molten steel in a continuous casting apparatus.

スラブなどの鋼塊を連続的に鋳造する連続鋳造装置では、タンディッシュ内の溶鋼は、タンディッシュ底部に設けられた浸漬ノズル体を介して鋳型に注入されるようになっている。鋳型内では、前記溶鋼が浸漬ノズル体の先端に設けられた吐出孔から吐出して、平面視長方形の鋳型の短辺や長辺に衝突し、その後、上下周縁に沿って流れるようになる。
従来より、かかる吐出溶鋼が衝突する場所や衝突後の流れ状況如何によっては、シェルの凝固遅れが生じたり、最悪の場合は、ブレークアウトを引き起こす原因となることが知られていた。
In a continuous casting apparatus that continuously casts a steel ingot such as a slab, molten steel in the tundish is injected into a mold via an immersion nozzle body provided at the bottom of the tundish. In the mold, the molten steel is discharged from a discharge hole provided at the tip of the immersion nozzle body, collides with the short side and the long side of the rectangular mold in plan view, and then flows along the upper and lower edges.
Conventionally, it has been known that depending on the location where the discharged molten steel collides and the flow condition after the collision, the solidification delay of the shell occurs or, in the worst case, causes breakout.

上記問題を回避すべく、特許文献1には、長辺と短辺との長さ比が大きいスラブ用の鋳型において、吐出溶鋼の吐出方向と浸漬ノズル体の中心から鋳型の短辺壁面に下ろした垂線とのなす角度θを、5°〜15°の範囲にすることで、短辺側へ吐出溶鋼が直接当たることを防ぐと共に当該短辺の近傍で吐出溶鋼の流れが淀むことに起因する凝固遅れなどの欠陥を防止する技術が開示されている。
特開2000−263199号公報(第2頁〜第3頁、図1)
In order to avoid the above problem, in Patent Document 1, in a mold for a slab having a large length ratio between the long side and the short side, the discharge direction of the discharge molten steel and the center of the immersion nozzle body are lowered to the short side wall surface of the mold. By making the angle θ formed with the perpendicular to the range of 5 ° to 15 °, it is possible to prevent the discharged molten steel from directly hitting the short side and to cause the flow of the discharged molten steel in the vicinity of the short side. Techniques for preventing defects such as solidification delay have been disclosed.
JP 2000-263199 A (2nd to 3rd pages, FIG. 1)

しかしながら、凝固時の収縮率が大きい鋼種を連続鋳造する場合は、特許文献1に記載された技術を用いることで、別の問題が生じることが現場の実績より判明している。
例えば、長辺が約150cm、短辺が約25cmのスラブ用鋳型において、平面視で鋳型の対角線と長辺とのなす角はtan-1(25/150)≒9.4°であって、吐出溶鋼の吐出角θが5°〜15°であると、浸漬ノズル体から吐出溶鋼流が鋳型の長辺と短辺との交差部近傍に直接当たるようになる。
鋳型の交差部に接する溶鋼は鋳型の長辺と短辺との二辺に接し、熱を多く奪われるため、他の部分より急速に冷却が進むことになると共に、この冷却に伴うシェルの収縮も発生する。凝固時の収縮率が大きい鋼種の場合、前記交差部のシェル収縮量が比較的大きいため、交差部近傍の凝固シェルが交差部側に引っ張られることになって、図5のSCの如く、鋳型周壁から離れるようになる。
However, when continuously casting a steel type having a large shrinkage rate during solidification, it has been found from the actual results of the field that another problem arises by using the technique described in Patent Document 1.
For example, in a slab mold having a long side of about 150 cm and a short side of about 25 cm, the angle between the diagonal of the mold and the long side in plan view is tan −1 (25/150) ≈9.4 °, When the discharge angle θ of the discharged molten steel is 5 ° to 15 °, the discharged molten steel flow directly hits the vicinity of the intersection between the long side and the short side of the mold from the immersion nozzle body.
The molten steel in contact with the mold intersection is in contact with the long and short sides of the mold and loses a lot of heat, so the cooling proceeds more rapidly than the other parts, and the shell shrinks due to this cooling. Also occurs. In the case of a steel type having a large shrinkage rate at the time of solidification, the amount of shell shrinkage at the intersection is relatively large, so that the solidified shell near the intersection is pulled toward the intersection, and as shown in SC of FIG. Get away from the wall.

かかるシェル剥離部は、鋳型と非接触であるため熱放散量が非常に少なく、浸漬ノズル体からの高温の吐出溶鋼が衝突する状況が続くと、当該剥離部の凝固遅れが生じたりブレークアウトの原因ともなりかねない。
そこで、本発明は、上記問題に鑑み、鋳型の交差部近傍の凝固欠陥が生じないような連続鋳造方法を提供することを目的とする。
Since the shell peeling part is not in contact with the mold, the amount of heat dissipation is very small, and if the situation where high temperature discharged molten steel from the immersion nozzle collides continues, a solidification delay or breakout of the peeling part will occur. It can also be a cause.
Then, in view of the said problem, this invention aims at providing the continuous casting method which does not produce the solidification defect near the cross | intersection part of a casting_mold | template.

前記目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
すなわち、本発明における課題解決のための技術的手段は、短辺と長辺とを備えた平面視長方形の鋳型に、吐出孔が前記短辺に向かって設けられている浸漬ノズル体が差し込まれており、この浸漬ノズル体の基端側に設けられたスライドプレートが鋳型の長辺側に移動することで浸漬ノズル体内の溶鋼の流速が可変となっている連続鋳造装置で、炭素量が0.08〜0.18%の溶鋼を連続的に鋳造する連続鋳造方法において、前記吐出孔から吐出する溶鋼流が鋳型の長辺と短辺との交差部近傍に当たらないように、該溶鋼流の吐出方向を制御することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention takes the following technical means.
That is, the technical means for solving the problem in the present invention is that an immersion nozzle body in which discharge holes are provided toward the short side is inserted into a rectangular mold having a short side and a long side in plan view. This is a continuous casting apparatus in which the flow rate of the molten steel in the immersion nozzle body is variable by moving the slide plate provided on the base end side of the immersion nozzle body toward the long side of the mold, and the carbon amount is 0 In the continuous casting method of continuously casting 0.08 to 0.18% molten steel, the molten steel flow is prevented so that the molten steel flow discharged from the discharge hole does not hit the vicinity of the intersection of the long side and the short side of the mold. It is characterized by controlling the discharge direction of the liquid.

この技術的手段によれば、冷却時に収縮量の大きい鋼種(中炭素鋼、炭素含有量0.08〜0.18%)の連続鋳造に際し、浸漬ノズル体からの吐出する溶鋼流、すなわち吐出溶鋼流が、鋳型の交差部に生じるシェル剥離部に衝突することを回避することができるようになり、該剥離部の凝固遅れなどの欠陥を避けると共にブレークアウトの原因を排除することが可能となる。
なお、前記溶鋼の吐出方向の制御は、浸漬ノズル体中の溶鋼の流速を変えることにより行うとよい。
According to this technical means, during continuous casting of a steel type (medium carbon steel, carbon content 0.08 to 0.18%) having a large shrinkage during cooling, a molten steel flow discharged from the immersion nozzle body, that is, discharged molten steel It becomes possible to avoid the flow from colliding with the shell peeling portion generated at the intersecting portion of the mold, and it becomes possible to avoid defects such as solidification delay of the peeling portion and eliminate the cause of breakout. .
In addition, it is good to control the discharge direction of the said molten steel by changing the flow velocity of the molten steel in an immersion nozzle body.

このことを見いだすべく、本願出願人はスラブ鋳造の実験モデルとして、短辺と長辺とを備える平面視長方形の鋳型を透明プラスチックで製作し、上方から浸漬ノズル体を挿入し、溶鋼に見立てた水流の観察実験を行った。
図2に示すように、浸漬ノズル体の先端側には、鋳型の短辺に向かって吐出孔が形成され、その基端側には、浸漬ノズル体の軸芯方向に垂直に出入りすることでノズル内の溶鋼(ノズル溶鋼)の流速および流量を調整するスライドプレートが備えられている。ノズル溶鋼の流速を上げるためは、前記スライドプレートをY軸のプラス側に移動させ、前記流速を減ずるにはY軸マイナス側に移動させるようにする。
In order to find this, the applicant of the present invention made a rectangular mold with a short side and a long side made of transparent plastic as an experimental model of slab casting, inserted an immersion nozzle body from above, and assumed it as molten steel. A water flow observation experiment was conducted.
As shown in FIG. 2, a discharge hole is formed on the tip side of the immersion nozzle body toward the short side of the mold, and the base end side of the immersion nozzle body enters and exits perpendicularly to the axial direction of the immersion nozzle body. A slide plate for adjusting the flow rate and flow rate of the molten steel (nozzle molten steel) in the nozzle is provided. In order to increase the flow rate of the nozzle molten steel, the slide plate is moved to the positive side of the Y axis, and to decrease the flow rate, the slide plate is moved to the negative side of the Y axis.

数々の実験の結果、スライドプレートにより形成された開口を通過したノズル溶鋼流は、浸漬ノズル体内の底部に衝突し渦流となり、この渦流により吐出溶鋼流の吐出方向は、平面視でX軸とは平行とはならずに、浸漬ノズル体内の開口部とは反対側の長辺側に傾くことが判明した。開口度が大きい場合はその傾き角は大きく、開口度が小さい場合は短辺側すなわちX軸に略平行に吐出することがわかった。
ゆえに、ノズル溶鋼の流速を変えること、すなわち、浸漬ノズル体のスライドプレートを移動させることで吐出溶鋼の吐出方向を制御することが可能となる。
As a result of numerous experiments, the nozzle molten steel flow that has passed through the opening formed by the slide plate collides with the bottom of the immersion nozzle body and becomes a vortex flow. By this vortex flow, the discharge direction of the discharge molten steel flow is the X axis in plan view. It turned out that it was not parallel but inclined to the long side opposite to the opening in the immersion nozzle. It was found that when the opening degree is large, the inclination angle is large, and when the opening degree is small, ejection is performed substantially parallel to the short side, that is, the X axis.
Therefore, it is possible to control the discharge direction of the molten molten steel by changing the flow rate of the molten molten steel, that is, by moving the slide plate of the immersion nozzle body.

また、前記鋳型の長辺は短辺に対して2倍以上の長さを有すると共に、前記溶鋼の流速の変更は、スラブの鋳造速度又は浸漬ノズル体の内側断面積を変えることにより行われるものであって、当該鋳造速度と浸漬ノズル体の内側断面積とが次式を満たすように設定されるとよい。   Further, the long side of the mold has a length more than twice the short side, and the change of the flow rate of the molten steel is performed by changing the casting speed of the slab or the inner cross-sectional area of the immersion nozzle body. And it is good to set so that the said casting speed and the inner side cross-sectional area of an immersion nozzle body may satisfy | fill following Formula.

Figure 0004549112
Figure 0004549112

すなわち、連続鋳造装置の実操業に当たっては、鋼種や要求される製品特性により、スラブの鋳造速度を変化させることが常であり、鋳造速度に連動してスライドプレートを動かし、ノズル溶鋼の流速を変えるようにしている。また、鋳造ロットが変われば浸漬ノズル体も取り替えられ、違う種類の浸漬ノズル体を用いた場合は、ノズルの内側断面積の変更と共に前記ノズル溶鋼の流速も変化する。
このように、ノズル溶鋼の流速は、鋳造速度又は浸漬ノズル体断面積と所定の関係があるため、鋳造速度又は浸漬ノズル体断面積というパラメータを変えることで、当該ノズル溶鋼流速を変更することができ、ひいては、吐出溶鋼流が鋳型の交差部近傍に当たらないようにその吐出方向を制御することが可能となる。
In other words, in actual operation of continuous casting equipment, it is usual to change the casting speed of the slab depending on the steel type and required product characteristics, and the flow rate of the nozzle molten steel is changed by moving the slide plate in conjunction with the casting speed. I am doing so. Further, when the casting lot changes, the immersion nozzle body is also replaced. When a different type of immersion nozzle body is used, the flow velocity of the nozzle molten steel also changes with the change of the inner cross-sectional area of the nozzle.
Thus, since the flow rate of the nozzle molten steel has a predetermined relationship with the casting speed or the submerged nozzle body cross-sectional area, the nozzle molten steel flow rate can be changed by changing the parameter of the casting speed or the submerged nozzle body cross-sectional area. As a result, the discharge direction can be controlled so that the discharge molten steel flow does not hit the vicinity of the intersecting portion of the mold.

この技術的思想の下、本願出願人は、各種条件の下で連続鋳造実験を行い、図4のような結果を得た。
図4は、横軸がノズル溶鋼の平均流速であり、制御パラメータである鋳造速度、浸漬ノズル体断面積を備えるものとなっている。縦軸は、その実験を行った際に用いた鋳型のコーナー角(鋳型対角線とX軸との角度)である。このコーナー角と吐出溶鋼の吐出角とが異なるように設定することで、吐出溶鋼流が交差部近傍に当たらないようにでき、シェルの凝固欠陥発生を防ぐことができるようになる。
Under this technical idea, the applicant of the present application conducted a continuous casting experiment under various conditions, and obtained a result as shown in FIG.
In FIG. 4, the horizontal axis is the average flow velocity of the nozzle molten steel, and includes the casting speed and the submerged nozzle cross-sectional area as control parameters. The vertical axis represents the corner angle (angle between the mold diagonal and the X axis) of the mold used when the experiment was performed. By setting the corner angle and the discharge angle of the discharged molten steel to be different from each other, the discharged molten steel flow can be prevented from hitting the vicinity of the intersection, and the occurrence of solidification defects in the shell can be prevented.

様々な条件下での実験データから、シェルの凝固遅れは、実線グラフと破線グラフとに挟まれた領域で発生していることがわかった。したがって、該領域以外の条件を満たすように鋳造速度又は浸漬ノズル体断面積を設定するとよい。
鋳造速度又は浸漬ノズル体の内側断面積が、前記領域以外となることを数式で表したものが、式(1)であり、この式を満たすような連続鋳造装置の鋳造速度又は浸漬ノズル体の内側断面積とすることで、溶鋼流がシェル剥離部に衝突することを回避でき、該剥離部の凝固遅れなどの欠陥を避けることが可能となる。
From experimental data under various conditions, it was found that the solidification delay of the shell occurred in the region between the solid line graph and the broken line graph. Therefore, it is preferable to set the casting speed or the cross-sectional area of the immersion nozzle so as to satisfy conditions other than the region.
The formula (1) expresses that the casting speed or the inner cross-sectional area of the immersion nozzle body is outside the above-mentioned region is the formula (1), and the casting speed or the immersion nozzle body of the continuous casting apparatus that satisfies this formula By setting it as an inner side cross-sectional area, it can avoid that a molten steel flow collides with a shell peeling part, and it becomes possible to avoid defects, such as a solidification delay of this peeling part.

なお、コーナー角θは、前記鋳型の長辺は短辺に対して2倍以上の長さを有しているため、θ≦tan-1(1/2)≒26.6°の関係を満たすものとなっている。
なお、本発明における最も好ましい課題解決のための技術的手段としては、短辺と長辺とを備え且つ長辺は短辺に対して2倍以上の長さを有する平面視長方形のスラブ鋳造用の鋳型に、吐出孔が前記短辺に向かって設けられている浸漬ノズル体が差し込まれており、この浸漬ノズル体の基端側に設けられたスライドプレートが鋳型の長辺側に移動することで浸漬ノズル体内の溶鋼の流速が可変となっている連続鋳造装置で、炭素量が0.08〜0.18%の溶鋼を連続的に鋳造する連続鋳造方法において、前記吐出孔から吐出する溶鋼流が鋳型の長辺と短辺との交差部近傍に当たらないようにすべく、式(1)を満たす範囲でスラブの鋳造速度又は浸漬ノズル体の内側断面積を変えることで前記浸漬ノズル体中の溶鋼の流速を変更し、前記溶鋼流の吐出方向を制御するとよい。
Note that the corner angle θ satisfies the relationship of θ ≦ tan −1 (1/2) ≈26.6 ° because the long side of the mold has a length that is at least twice as long as the short side. It has become a thing.
As a technical means for solving the most preferable problem in the present invention, for rectangular slab casting having a short side and a long side, and the long side having a length more than twice as long as the short side. An immersion nozzle body in which discharge holes are provided toward the short side is inserted into the mold, and a slide plate provided on the base end side of the immersion nozzle body moves to the long side of the mold. In the continuous casting apparatus in which the flow rate of molten steel in the immersion nozzle body is variable, and continuously casting molten steel having a carbon content of 0.08 to 0.18%, molten steel discharged from the discharge holes In order to prevent the flow from hitting the vicinity of the intersection between the long side and the short side of the mold, the immersion nozzle body is changed by changing the casting speed of the slab or the inner cross-sectional area of the immersion nozzle body within the range satisfying the formula (1). Change the flow rate of the molten steel in the It may control the discharge direction of the flow.

本発明によれば、スラブ連続鋳造において鋳型の交差部近傍の凝固欠陥が生じないようになる。   According to the present invention, solidification defects in the vicinity of the intersecting portion of the mold do not occur in slab continuous casting.

以下、本発明にかかる連続鋳造方法の実施の形態を図に基づいて説明する。
図1に示すように、本鋳造方法を採用する連続鋳造装置1は、溶鋼2を一時的に蓄えるタンディッシュ3と、鋳型4と、鋳型4から出たスラブ9を冷却する冷却スタンド5と、スラブ9を支えつつ移送する複数のサポートロール6とを有している。
取鍋7により運ばれた溶鋼2は、下方に配設されたタンディッシュ3に注がれ、タンディッシュ3の底に設けられた複数の浸漬ノズル8によって流量をコントロールされつつ鋳型4に注入されるようになっている。鋳型4では溶鋼2が冷却(1次冷却)され、その表面部のみが凝固した状態のスラブ9となって、鋳型4下部から引き抜かれるようになる。
Embodiments of a continuous casting method according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, a continuous casting apparatus 1 that employs the present casting method includes a tundish 3 that temporarily stores molten steel 2, a mold 4, and a cooling stand 5 that cools a slab 9 that comes out of the mold 4, It has a plurality of support rolls 6 that support and move the slab 9.
The molten steel 2 carried by the ladle 7 is poured into the tundish 3 disposed below, and injected into the mold 4 while controlling the flow rate by a plurality of immersion nozzles 8 provided at the bottom of the tundish 3. It has become so. In the mold 4, the molten steel 2 is cooled (primary cooling), and only the surface portion thereof becomes a solidified slab 9 that is drawn out from the lower part of the mold 4.

垂直方向に引き抜かれたスラブ9は、サポートロール6で支持されつつ徐々に水平方向に湾曲され、水平になったスラブ9は下流側に備えられたガス切断機(図示せず)により所定長さのスラブ片に分割される。このスラブ片の断面は略長方形であり、幅方向両側の狭面と、板厚方向両側の広面とからなる。
本発明は、このような連続鋳造装置1の鋳型4内において、吐出孔15から吐出する溶鋼2aの流れが鋳型4の長辺24と短辺25との交差部10近傍に当たらないように、該溶鋼2aの流れの吐出方向を制御するものであり、鋳型4の交差部10に生じるシェル剥離部SCに前記溶鋼2aの流れが衝突することを回避することで、該シェル剥離部SCの凝固遅れなどの欠陥を避けるものである。
The slab 9 pulled out in the vertical direction is gradually curved in the horizontal direction while being supported by the support roll 6, and the slab 9 that has become horizontal has a predetermined length by a gas cutting machine (not shown) provided on the downstream side. Divided into slab pieces. The cross section of this slab piece is substantially rectangular, and consists of narrow surfaces on both sides in the width direction and wide surfaces on both sides in the plate thickness direction.
In the mold 4 of the continuous casting apparatus 1, the present invention prevents the flow of the molten steel 2 a discharged from the discharge hole 15 from hitting the vicinity of the intersection 10 between the long side 24 and the short side 25 of the mold 4. The discharge direction of the flow of the molten steel 2a is controlled, and the flow of the molten steel 2a is prevented from colliding with the shell peeling portion SC generated at the intersecting portion 10 of the mold 4, thereby solidifying the shell peeling portion SC. It avoids defects such as delays.

なお、以下説明のおいて、浸漬ノズル14内を流れる溶鋼を「ノズル溶鋼2b」と呼び、浸漬ノズル先端部の吐出孔15から吐出する溶鋼を「吐出溶鋼2a」と呼ぶ。鋳型4やタンディッシュ3内に貯まっている溶鋼は単に「溶鋼2」と表記する。
図3に示すように、前記鋳型4は、平面視で短辺25と長辺24とを備えた略長方形であって、長辺24は短辺25に対して2倍以上の長さを有するスラブ鋳造用となっている。鋳型4の長辺24によりスラブ9の広面が形成され、短辺25によりスラブ狭面が形成される。
In the following description, the molten steel flowing in the immersion nozzle 14 is referred to as “nozzle molten steel 2b”, and the molten steel discharged from the discharge hole 15 at the tip of the immersion nozzle is referred to as “discharge molten steel 2a”. The molten steel stored in the mold 4 and the tundish 3 is simply referred to as “molten steel 2”.
As shown in FIG. 3, the mold 4 is a substantially rectangular shape having a short side 25 and a long side 24 in a plan view, and the long side 24 has a length that is at least twice as long as the short side 25. It is for slab casting. The long side 24 of the mold 4 forms a wide surface of the slab 9 and the short side 25 forms a narrow slab surface.

この鋳型4の上方側から平面視ほぼ中央位置に、浸漬ノズル8の先端部が挿入されている。
図2に示すように、浸漬ノズル8はタンディッシュ3の底面に1つ以上設けられており、タンディッシュ底部に設けられた注入孔11と、それに続く円筒状のインサートノズル12と、該インサートノズル12に続く円筒状のシュートノズル13、該シュートノズル13に続く長尺筒状の浸漬ノズル14とから構成されている。
浸漬ノズル8の先端部でその筒側壁には、水平方向で略反対を向く一対の吐出孔15,15が形成されており、「吐出孔15の合計面積 ≧ 浸漬ノズル14内部の断面積S」となっている。浸漬ノズル8の基端側、詳しくは、インサートノズル12とシュートノズル13との間には、タンディッシュ3から流れ出す溶鋼2の流量を調整する堰部16が設けられている。
The tip of the immersion nozzle 8 is inserted at a substantially central position in plan view from above the mold 4.
As shown in FIG. 2, one or more immersion nozzles 8 are provided on the bottom surface of the tundish 3, an injection hole 11 provided in the bottom of the tundish, a cylindrical insert nozzle 12 following the injection hole 11, and the insert nozzle 12 is composed of a cylindrical chute nozzle 13 following the nozzle 12 and a long cylindrical immersion nozzle 14 following the chute nozzle 13.
A pair of discharge holes 15, 15 facing substantially opposite in the horizontal direction are formed on the cylindrical side wall at the tip of the immersion nozzle 8, and “the total area of the discharge holes 15 ≧ the cross-sectional area S inside the immersion nozzle 14”. It has become. A dam portion 16 for adjusting the flow rate of the molten steel 2 flowing out from the tundish 3 is provided between the base end side of the immersion nozzle 8, specifically between the insert nozzle 12 and the chute nozzle 13.

この堰部16は、上下に貫通している略円形の貫通孔17を備えた上部プレート18と下部プレート19とを有し、両者の間には水平方向に摺動自在となっているスライドプレート20が設けられている。このスライドプレート20には、前記貫通孔17と略同形状の円孔21が形成されており、前記円孔21と貫通孔17とが重なり合うことで形成された開口部22を介して、ノズル溶鋼2bが流れることによりその流量が制御可能となっている。なお、前記スライドプレート20は、鋳型4の長辺24側、すなわち、図3のY軸に平行にスライド移動するようになっており、堰部16の開口は、長辺24b側に偏った位置に存在するものとなっている。以上述べた浸漬ノズル8の各構成部は高温の溶鋼2に耐えるために、耐熱煉瓦や耐熱性の焼結体により成形されている。   The dam portion 16 includes an upper plate 18 and a lower plate 19 each having a substantially circular through hole 17 penetrating vertically, and a slide plate that is slidable in the horizontal direction between the upper plate 18 and the lower plate 19. 20 is provided. The slide plate 20 is formed with a circular hole 21 having substantially the same shape as the through hole 17, and the nozzle molten steel is formed through an opening 22 formed by overlapping the circular hole 21 and the through hole 17. The flow rate of 2b can be controlled. The slide plate 20 slides in parallel with the long side 24 side of the mold 4, that is, the Y axis in FIG. 3, and the opening of the weir 16 is a position biased toward the long side 24 b side. It is something that exists. Each component of the immersion nozzle 8 described above is formed of a heat-resistant brick or a heat-resistant sintered body in order to withstand the high-temperature molten steel 2.

タンディッシュ3に蓄えられた溶鋼2は、底部の注入孔11からインサートノズル12→堰部16→シュートノズル13→浸漬ノズル14の順でヘッド圧により流下し、浸漬ノズル先端の吐出孔15,15から鋳型4内に注入される。
なお、浸漬ノズル14の内側断面積Sは一定であるため、前記スライドプレート20はノズル溶鋼2bの流速を制御するものとなっている。
図2,図3に示す如く、浸漬ノズル14の吐出孔15から吐出する吐出溶鋼2aの挙動は、本出願人が行った数々の水実験モデルから明らかになっている。
The molten steel 2 stored in the tundish 3 flows down from the bottom injection hole 11 by the head pressure in the order of insert nozzle 12 → weir 16 → chute nozzle 13 → immersion nozzle 14, and discharge holes 15 and 15 at the tip of the immersion nozzle. Into the mold 4.
Since the inner sectional area S of the immersion nozzle 14 is constant, the slide plate 20 controls the flow rate of the nozzle molten steel 2b.
As shown in FIGS. 2 and 3, the behavior of the discharged molten steel 2a discharged from the discharge hole 15 of the immersion nozzle 14 is clarified from a number of water experiment models performed by the present applicant.

すなわち、堰部16を通過したノズル溶鋼2b流(落下流)は、浸漬ノズル14内の先端に衝突し渦流となり、この渦流により吐出溶鋼2a流の吐出方向は、該開口部22とは反対側の長辺24a側に傾く偏流となる。開口度が大きい、換言すればノズル溶鋼の流速が大きい場合は吐出角は大きく、開口度が小さい、すなわちノズル溶鋼の流速が小さい場合は短辺25側すなわちX軸に略平行に吐出するようになる。
本実施形態の場合、取鍋7からタンディッシュ3に供給される溶鋼2は、中炭素鋼といわれ溶鋼2中の炭素量[C]が0.08〜0.18%のものである。このような成分の溶鋼2は、冷却される際の収縮率が他の成分の鋼に比較して非常に大きいものとなっている。
That is, the nozzle molten steel 2b flow (falling flow) that has passed through the weir portion 16 collides with the tip in the immersion nozzle 14 to form a vortex flow, and the discharge direction of the discharge molten steel 2a flow is opposite to the opening 22 by this vortex flow. It becomes the drift which inclines to the long side 24a side. When the opening degree is large, in other words, when the nozzle molten steel has a large flow velocity, the discharge angle is large, and when the opening degree is small, that is, when the nozzle molten steel has a small flow velocity, the discharge is performed substantially parallel to the short side 25 side, that is, the X axis. Become.
In the case of this embodiment, the molten steel 2 supplied to the tundish 3 from the ladle 7 is called medium carbon steel, and the carbon amount [C] in the molten steel 2 is 0.08 to 0.18%. The molten steel 2 having such a component has a very large shrinkage rate when cooled compared to other component steels.

この溶鋼2が鋳型4内で一次冷却される際には、溶鋼2は、鋳型4の交差部10で鋳型4の長辺24と短辺25との二辺に接し熱を多く奪われるため、他の部分より急速に冷却が進むことになると共に、冷却に伴うシェル収縮が発生する。その際、前記交差部10の収縮量が比較的大きいため、交差部10近傍で凝固したシェル23が交差部10側に引っ張られることになって、図5の如くシェル剥離部SCが形成される。かかるシェル剥離部SCは鋳型4周壁から大きいときで1〜2mm程度剥離していると共に、前記隙間に添加されたフラックスなどが入り込んだりしているため、鋳型4に向けての熱放散量が非常に少ない状態となっている。ゆえに、シェル剥離部SCは凝固が他の部分に比して遅く、シェル23の厚みが薄いものとなっている。   When the molten steel 2 is primarily cooled in the mold 4, the molten steel 2 is in contact with the two sides of the long side 24 and the short side 25 of the mold 4 at the intersecting portion 10 of the mold 4, and much heat is taken away. Cooling proceeds more rapidly than the other portions, and shell shrinkage accompanying cooling occurs. At this time, since the shrinkage amount of the intersecting portion 10 is relatively large, the shell 23 solidified in the vicinity of the intersecting portion 10 is pulled to the intersecting portion 10 side, and the shell peeling portion SC is formed as shown in FIG. . Since the shell peeling portion SC is peeled from the peripheral wall of the mold 4 by about 1 to 2 mm, and the flux added to the gap enters, the heat dissipation amount toward the mold 4 is very large. It is in a very small state. Therefore, the shell peeling portion SC is slower in solidification than other portions, and the thickness of the shell 23 is thin.

一方、前述の如く、吐出溶鋼2aは偏流となっており、この偏流がシェル剥離部SCに衝突する状況が続くと、当該シェル剥離部SCの凝固遅れが生じたりブレークアウトの原因ともなりかねない。
そこで、本実施形態では、スラブの鋳造速度Vc、浸漬ノズル14の横断面積Sを制御パラメータとしてノズル溶鋼2bの流速を変化させて、吐出溶鋼2aが鋳型4の交差部10近傍に当たらないようにし、凝固遅れなどの欠陥発生を回避するようにしている。
かかる凝固遅れの発生の有無と、鋳造速度Vc及び吐出溶鋼2aの吐出方向の関係については、本願出願人は数々の条件下で鋳造実験を行っている。
On the other hand, as described above, the molten molten steel 2a has a drift, and if this drift continues to collide with the shell peeling part SC, the solidification delay of the shell peeling part SC may occur or it may cause a breakout. .
Therefore, in the present embodiment, the flow rate of the molten molten steel 2b is changed using the slab casting speed Vc and the cross sectional area S of the immersion nozzle 14 as control parameters so that the discharged molten steel 2a does not hit the vicinity of the intersection 10 of the mold 4. In order to avoid the occurrence of defects such as solidification delay.
Regarding the relationship between the occurrence of such solidification delay and the relationship between the casting speed Vc and the discharge direction of the discharged molten steel 2a, the applicant of the present application conducts casting experiments under a number of conditions.

図4は、実験結果をまとめたものである。横軸がノズル溶鋼2bの平均流速であり、制御パラメータである鋳造速度Vc、浸漬ノズル14の横断面積Sを備えるものとなっている。縦軸は、その実験を行った際に用いた鋳型4のコーナー角(鋳型4対角線とX軸との角度)である。このコーナー角と吐出溶鋼2aの吐出角とが異なるように設定することで、吐出溶鋼2a流が交差部10近傍に当たらないようにでき、シェル23の凝固欠陥発生を防ぐことが可能となる。
様々な条件下での実験データから、シェル23の凝固遅れ(図中▲)は、実線グラフと破線グラフとに挟まれた領域で発生していることが明らかになった。したがって、該領域以外の条件を満たすように鋳造速度Vc又は浸漬ノズル断面積Sを設定するとよい。
FIG. 4 summarizes the experimental results. The horizontal axis represents the average flow velocity of the nozzle molten steel 2b, and includes the casting speed Vc and the cross-sectional area S of the immersion nozzle 14 which are control parameters. The vertical axis represents the corner angle of the mold 4 (angle between the mold 4 diagonal line and the X axis) used when the experiment was performed. By setting the corner angle and the discharge angle of the discharged molten steel 2a to be different from each other, the flow of the discharged molten steel 2a can be prevented from hitting the vicinity of the intersecting portion 10 and the occurrence of solidification defects in the shell 23 can be prevented.
From experimental data under various conditions, it became clear that the solidification delay of the shell 23 () in the figure) occurred in the region sandwiched between the solid line graph and the broken line graph. Therefore, the casting speed Vc or the immersion nozzle cross-sectional area S may be set so as to satisfy conditions other than the region.

式(1)は、制御パラメータVc又はSが、凝固遅れが発生する領域以外となることを数式で表現したものであり、この式を満たすようにすることで、吐出溶鋼2a流がシェル剥離部SCに衝突することを回避でき、該剥離部SCの凝固遅れなどの欠陥を避けることが可能となる。
なお、コーナー角θは、前記鋳型4の長辺24は短辺25に対して2倍以上の長さを有しているため、θ≦tan-1(1/2)≒26.6°の関係を満たすものとなっている。
Expression (1) is a mathematical expression that the control parameter Vc or S is outside the region where solidification delay occurs. By satisfying this expression, the discharge molten steel 2a flow becomes the shell peeling portion. Collision with the SC can be avoided, and defects such as a solidification delay of the peeling portion SC can be avoided.
The corner angle θ is such that θ ≦ tan −1 (1/2) ≈26.6 ° because the long side 24 of the mold 4 has a length more than twice the short side 25. It satisfies the relationship.

Figure 0004549112
Figure 0004549112

なお、前述した凝固遅れの判定は、凝固遅れ度≧50%の時(図中▲)にその部位でブレークアウトを起こすと考え、凝固遅れ度≦30%(図中◇)なら安定的に鋳造できるとしている。凝固状態は、溶鋼に流れがある際に生成する負偏析のライン(ホワイトバンドという)によって知ることができ、凝固遅れ度は、表面から10mm程度の位置に見られるホワイトバンドから観測されるシェルの厚みのなかでもっとも薄いδbと、広面、狭面それぞれの中央厚みδaとを基に式(2)で定義され、どの程度凝固が遅れているかを表す指標である。   In addition, the above-mentioned determination of solidification delay is considered to cause a breakout at the solidification delay degree ≧ 50% (▲ in the figure), and stable casting if the solidification delay degree ≦ 30% (◇ in the figure). I can do it. The solidification state can be known by the negative segregation line (white band) generated when there is a flow in the molten steel, and the degree of solidification delay is that of the shell observed from the white band at a position of about 10 mm from the surface. It is defined by the formula (2) based on the thinnest δb among the thicknesses and the central thickness δa of each of the wide surface and the narrow surface, and is an index representing how much solidification is delayed.

Figure 0004549112
Figure 0004549112

各制御パラメータである鋳造速度Vc,浸漬ノズル断面積Sが前述の式(1)を満たすようにした場合、例えば、図3に示すように、鋳造速度Vc=1.2となって、吐出溶鋼2a流は交差部10をさけて鋳型4の短辺25に当たるようになる。逆に、鋳造速度Vc=1.6となって、吐出溶鋼2a流は長辺24に当たるようになる。
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
When the casting speed Vc and the immersion nozzle cross-sectional area S, which are control parameters, satisfy the above-described formula (1), for example, as shown in FIG. The 2a flow avoids the intersection 10 and comes into contact with the short side 25 of the mold 4. On the contrary, the casting speed Vc = 1.6, and the discharged molten steel 2a flow hits the long side 24.
The present invention is not name limited to the above embodiment.

た、鋳型4の上部に、鋳型4内の溶鋼2を電磁力により攪拌する電磁攪拌手段が設置されている場合にも、本発明の技術的思想は適用可能である。電磁攪拌手段としては、鋳型4の長辺側に相対するように設置された一対の誘導型リニアモータが好ましく、前記浸漬ノズル体8の吐出孔15,15より上方側に該リニアモータを配置するとよい。 Also, the upper portion of the mold 4, when the electromagnetic stirring means for stirring the molten steel 2 in the mold 4 by an electromagnetic force is also installed, the technical idea of the present invention is applicable. As the electromagnetic stirring means, a pair of induction type linear motors installed so as to be opposed to the long side of the mold 4 is preferable, and when the linear motors are disposed above the discharge holes 15 and 15 of the immersion nozzle body 8. Good.

連続鋳造装置の概略図である。It is the schematic of a continuous casting apparatus. 鋳型の右側面断面図である。It is right side sectional drawing of a casting_mold | template. 鋳型の平面図である。It is a top view of a casting_mold | template. 浸漬ノズル内の溶鋼流速と凝固遅れ発生との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the molten steel flow velocity in an immersion nozzle, and solidification delay generation | occurrence | production. 鋳型内で冷却されつつある溶鋼のコーナー断面図である。It is a corner sectional view of the molten steel being cooled in the mold.

符号の説明Explanation of symbols

1 連続鋳造装置
2 溶鋼
2a 吐出溶鋼
2b ノズル溶鋼
4 鋳型
8 浸漬ノズル体
15 吐出孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Continuous casting apparatus 2 Molten steel 2a Discharge molten steel 2b Nozzle molten steel 4 Mold 8 Immersion nozzle body 15 Discharge hole

Claims (1)

短辺と長辺とを備え且つ長辺は短辺に対して2倍以上の長さを有する平面視長方形のスラブ鋳造用の鋳型に、吐出孔が前記短辺に向かって設けられている浸漬ノズル体が差し込まれており、この浸漬ノズル体の基端側に設けられたスライドプレートが鋳型の長辺側に移動することで浸漬ノズル体内の溶鋼の流速が可変となっている連続鋳造装置で、炭素量が0.08〜0.18%の溶鋼を連続的に鋳造する連続鋳造方法において、
前記吐出孔から吐出する溶鋼流が鋳型の長辺と短辺との交差部近傍に当たらないようにすべく、式(1)を満たす範囲でスラブの鋳造速度又は浸漬ノズル体の内側断面積を変えることで前記浸漬ノズル体中の溶鋼の流速を変更し、前記溶鋼流の吐出方向を制御することを特徴とする連続鋳造方法。
Figure 0004549112
A slab casting mold having a short side and a long side, the long side having a length that is at least twice as long as the short side, and having a discharge hole provided toward the short side. A continuous casting machine in which the nozzle body is inserted and the flow rate of the molten steel in the immersion nozzle body is variable by moving the slide plate provided on the base end side of the immersion nozzle body to the long side of the mold. In a continuous casting method for continuously casting molten steel having a carbon content of 0.08 to 0.18%,
In order to prevent the molten steel flow discharged from the discharge holes from hitting the vicinity of the intersection between the long side and the short side of the mold, the casting speed of the slab or the inner cross-sectional area of the submerged nozzle body is within a range satisfying the formula (1). The continuous casting method characterized by changing the flow rate of the molten steel in the immersion nozzle body by changing and controlling the discharge direction of the molten steel flow.
Figure 0004549112
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